[发明专利]制造Ⅲ族氮化物衬底晶片的方法和Ⅲ族氮化物衬底晶片

说明书

本申请是于2007年6月20日由“住友电气工业株式会社”提交的申请号为200710111857.0，名称为“制造III族氮化物衬底晶片的方法和III族氮化物衬底晶片”的专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求2006年7月12日申请的日本专利申请No.2006-191000和2006年12月15日申请的日本专利申请No.2006-337678的优先权。

技术领域

本发明涉及将生长状态的GaN、AlN或AlGaN衬底晶片粘贴到抛光板并将生长状态的晶片研磨、精磨和抛光成镜面晶片。GaN、AlN和AlGaN晶片现在全称为“III族氮化物”晶片。所有III族氮化物晶体都不能由液相生长。通过在汽相中在下衬底上生长厚膜、除去下衬底并获得自支持晶片，来制造III族氮化物的生长状态的衬底晶体。

硅(Si)衬底晶片富有韧性。对于硅晶片容易研磨、精磨和抛光。GaN比硅更刚硬，但是比硅更脆。GaN能承受的外部震动远大于Si。GaN赋予了比Si更高的耐化学性。用碱或酸蚀刻GaN是困难的。用类似于硅晶片的方式无法进行III族氮化物衬底晶片的研磨(grinding)、精磨(lapping)和抛光(polishing)。III族氮化物衬底晶片的研磨、精磨和抛光需要特殊的磨石、研磨细粒(whetting granule)、抛光布、抛光液等。

对于半导体晶片的研磨、精磨和抛光有两种情况。一种是单面抛光(这里抛光代表研磨、精磨和抛光)，另一种是双面抛光。本发明将单面抛光(包括研磨和精磨)作为对象。通过在圆盘抛光板(或称为抛光架)的底面上甩胶目标晶片，在研磨转盘的抛光布上推动抛光板，在研磨转盘上提供抛光液，旋转抛光板并绕转研磨转盘，来单侧抛光晶片的底面。当应该通过单侧抛光来抛光两个表面时，通过反转表面将在晶片的两个表面上重复相同的处理。

背景技术

制造大尺寸的GaN仍很困难。具有大于50mm直径的宽GaN衬底晶片不能低成本、大规模生产制造。GaN晶片的表面平面处理(研磨、精磨和抛光)也是困难的。关于GaN晶片的表面平面处理没有现有技术。也无法引用关于GaN晶片的表面平面处理的现有参考。

(1)日本专利特开No.2004-165360提出了一种通过喷射将液体蜡喷洒到抛光板上、将GaAs晶片挤压到该板上并将GaAs晶片固定到该板上的晶片/板粘接方法。这是用来抛光GaAs晶片一个表面的初步晶片/板胶合方法的一个提议。在Si衬底晶片和GaAs衬底的抛光技术中有许多改进。然而，对于III族氮化物衬底晶片的抛光技术几乎没有建议。

(2)日本专利特开N.2002-222785提出了一种在OF面向内的方向上粘贴OF(晶向平面)-传送GaAs晶片的GaAs晶片/板胶合方法，它的OF是晶体的解理面。(2)的目的是：通过使解理面OF向内，保护不牢固的解理面OF不受额外的磨损。由于在晶片的最内点处旋转速度最小，所以晶片的最内部抛光力最弱。如果OF放置在最内点处，则弱的OF将保护不受抛光力。在前的参考文献(1)和(2)提到了在板上粘接GaAs晶片的改进。本发明不涉及GaAs，但是涉及III族氮化物衬底晶片。在本发明中，OF不一定是解理面。

圆形晶片分配有晶向平面(OF)或识别平面(IF)，用于指定结晶取向和正/反面差别。

(2)日本专利特开No.2002-222785提出了一种具有通过抛光倾斜水平宽度小于2.0μm且垂直深度小于10μm的晶向平面(OF)的GaAs晶片。当正表面的表面粗糙程度与背表面的粗糙程度不同时，可以根据表面粗糙程度差异用肉眼区分正/反表面。在这种情况下，单晶向平面(OF)足以指示结晶方向。当两个表面具有相同的表面粗糙程度并且不能通过视力区别正/反面时，除了用于区别顶/底和晶向的晶向平面(OF)之外，进一步需要其它的面。其它的面在这里称为识别平面(IF)。

发明内容