一种化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113013062A(43)申请公布日2021.06.22(21)申请号202110203812.6(22)申请日2021.02.23(71)申请人绍兴同芯成集成电路有限公司地址312000浙江省绍兴市越城区银桥路326号(原永和酒业)1幢1楼113室(72)发明人严立巍符德荣文锺陈政勋李景贤(74)专利代理机构北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)11357代理人饶富春(51)Int.Cl.H01L21/67(2006.01)H01L21/324(2006.01)H01L21/683(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法(57)摘要本发明属于半导体制造领域，公开一种化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法，包括以下步骤：S1、将硅基载板和化合物半导体基板清洗干净并去除自然氧化层，通过电浆对硅基载板表面处理，激发硅基载板原子活性键；S2、将化合物半导体基板键合在硅基载板表面；S3、将放置好化合物半导体基板的硅基载板放入高温炉管中进行高温回火，使化合物半导体基板与硅基载板形成永久键合结构；S4、将与硅基载板键合后的化合物半导体基板进行后续晶圆制程。本发明将小尺寸化合物半导体基板永久性键合于硅基载板上，实现了利用现行的主力尺寸硅片的生产线量产化合物半导体元件，可以一次进行多片化合物半导体晶圆的制造，提高了化合物半导体晶圆的产线效益。CN113013062ACN113013062A权利要求书1/1页1.一种化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将硅基载板和化合物半导体基板清洗干净并去除自然氧化层，通过电浆对硅基载板表面处理，激发硅基载板原子活性键；S2、按照设计图案将化合物半导体基板水平排列键合在硅基载板表面；S3、将放置好化合物半导体基板的硅基载板放入高温炉管中进行高温回火，使化合物半导体基板与硅基载板形成永久键合结构；S4、将与硅基载板键合后的化合物半导体基板进行后续晶圆制程。2.根据权利要求1所述的化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法，其特征在于，所述化合物半导体基板包括砷化镓基板、氮化镓基板和碳化硅基板，所述化合物半导体基板为碳化硅基板时先完成高温制程再进行永久键合硅基载板。3.根据权利要求1所述的化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法，其特征在于，所述步骤S2中高温回火的温度为800‑1400℃，高温炉管的升温速率小于15℃/min。4.根据权利要求1所述的化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法，其特征在于，所述步骤S3中化合物半导体基板和硅基载板永久键合后厚度小于1500μm，所述硅基载板直径大于化合物半导体基板直径。5.根据权利要求1所述的化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法，其特征在于，所述步骤S4中后续晶圆制程包括晶圆正面制程和晶圆背面制程。6.根据权利要求5所述的化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法，其特征在于，所述晶圆正面制程完成后在化合物半导体基板正面暂时键合玻璃载板，去除硅基载板并完成化合物半导体基板背面减薄后再进行晶圆背面制程。2CN113013062A说明书1/3页一种化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造领域，具体的是一种化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法。背景技术[0002]半导体材料可分为单质半导体及化合物半导体两类，前者如硅(Si)、锗(Ge)等所形成的半导体，后者为砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等化合物形成。半导体在过去主要经历了三代变化，砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)半导体分别作为第二代和第三代半导体的代表，相比第一代半导体高频性能、高温性能优异很多，制造成本更为高昂，可谓是半导体中的新贵。[0003]化合物半导体能够在超高电压(>8000V)IGBT及超高频(>300KHz)的MOSFET元件上展现特佳的性能，但目前长晶材料的量产技术只能将基板尺寸局限在6寸及6寸以下，与现行硅片主力的8寸/12寸工艺不相容。由于绝大多数的制程工艺类似，若尺寸吻合，则可在8寸硅片的量产线中嵌入少许特殊针对SiC或GaN工艺的制程设备即可实施量产，远比重新设立小尺寸的SiC或GaN的产线效益高的多。因此，亟需一种适用于小尺寸化合物半导体晶圆制造工艺，以实现其规模化生产。发明内容[0004]为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种化合物半导体基板与硅基载板永久键合方法，本发明工艺通过电浆激发硅基载板原子活性键后将化合物半导体基板排列在硅基载板表面，再通过高温回火使化合物半导体基板与硅基载板形成永久键合结构，将小尺寸化合物半