[发明专利]一种半导体器件的保护方法及装置

说明书

本发明涉及半导体加工技术领域，公开了一种半导体器件的保护方法及装置，对衬底进行研磨，利用研磨的方法在衬底的靠近边缘的部分加工出圆环形的保护区，在保护区中心形成生长区，保护区的高度低于生长区的高度，然后在衬底的保护区和生长区上均通过成膜法形成保护层；之后对衬底进行研磨，去除生长区表面的保护层，仅在保护区的表面保留保护层；然后抛光、清洗、烘干，获得能够避免半导体层裂纹缺陷的衬底；本发明在衬底外周加工出环形的保护层，限制半导体层向衬底的周边生长，能够避免裂纹缺陷的产生，与此同时，保护层的表面低于用于生长半导体层的生长区的表面，其在MOCVD外延生长时对于半导体层的生长影响较小。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，更具体地说，它涉及一种半导体器件的保护方法。

背景技术

氮化物半导体LED的工艺是在衬底100上形成缓冲层110，然后在缓冲层110上形成电子传输层120和电子供给层130（以下将缓冲层110、电子传输层120、电子供给层130合称为外延生长层）。然而，当外延生长层在硅衬底100上外延生长时，由于外延生长层和衬底100之间的晶格常数的差异以及热膨胀系数的差异，所以在外延生长层中导致畸变；相应地，在外延生长层上出现了缺陷；也即如图1所示的裂纹140，裂纹140容易在衬底100的外周上产生。这些裂纹140引起碎屑和灰尘，并且降低半导体器件的成品率。

发明内容

本发明提供一种半导体器件的保护方法，解决相关技术中缓冲层、电子传输层、电子供给层的裂纹缺陷的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件的保护方法，包括以下步骤：

步骤S1，首先，对蓝宝石衬底进行双面研磨；

用规格为W14~W20的碳化硼对衬底进行双面粗研磨；

用超声波清洗机对衬底进行清洗；

用规格为W5~W7的碳化硼对衬底进行双面细研磨；

用超声波清洗机对衬底进行清洗，并将衬底烘干；

对研磨后的衬底进行清洗；清洗的目的是保持衬底表面的清洁；

步骤S2，利用研磨的方法在衬底的靠近边缘的部分加工出圆环形的保护区，在保护区中心形成生长区，保护区的高度低于生长区的高度；

保护区的环宽大于衬底的半径的8%；保护区与生长区之间的高度差是衬底厚度的6%~12%；

步骤S3，衬底的保护区和生长区上均通过成膜法形成保护层；

保护层是氮化硅等能够阻止通过MOCVD来进行外延生长形成缓冲层和半导体层的材料；

这一步骤中的成膜法是指溅射成膜法或真空镀膜法等。

步骤S4，对衬底进行研磨，去除生长区表面的保护层，仅在保护区的表面保留保护层；

步骤S5，对步骤S4中研磨后的衬底进行抛光；之后用超声波清洗机对衬底进行清洗，并将衬底烘干，获得能够避免半导体层裂纹缺陷的衬底。

这一步骤的抛光主要是为了进一步降低表面粗糙度以及消除步骤S1中研磨后的衬底表面的损伤；

这一步骤的抛光采用化学机械抛光的方法，抛光液采用二氧化硅基抛光液；

抛光去除速率一般为3~5μm/h，抛光时间控制在3~10h；

在步骤S3中可以控制成膜厚度来控制保护层厚度，并且步骤S5的抛光之后保护区的保护层的表面与生长区的表面之间的高度差大于衬底厚度的2%，保护区的保护层的表面低于生长区的表面；

本发明进一步提供一种用于加工保护区的装置，包括机座、设于机座上的转盘以及设于转盘上方的研磨机构，转盘通过轴承转动的连接机座，转盘的中心设置转盘轴，转盘轴的底部连接第一旋转动力源的输出端；转盘的顶部设有若干个以转盘轴为中心均匀环形阵列分布的上料座，上料座用于固定衬底；