專利名稱：半導(dǎo)體外延生長(zhǎng)襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體外延生長(zhǎng)的生長(zhǎng)襯底。
背景技術(shù)：
為了降低生產(chǎn)成本，使得LED進(jìn)入通用照明領(lǐng)域，LED行業(yè)正在經(jīng)歷采用大尺寸的生長(zhǎng)襯底的發(fā)展過程。生長(zhǎng)襯底的尺寸越大，均勻性問題越重要，只有解決了大尺寸生長(zhǎng)襯底的外延生長(zhǎng)的均勻性問題，采用大尺寸生長(zhǎng)襯底以便降低成本的優(yōu)勢(shì)才能充分表現(xiàn)出來。
在外延生長(zhǎng)時(shí)，生長(zhǎng)襯底的第二主表面接觸加熱的石墨盤，溫度較高；生長(zhǎng)襯底的第一主表面散熱，并接觸氣體，溫度較低，兩個(gè)主表面之間的溫度差使得生長(zhǎng)襯底翹曲。另夕卜，外延層與生長(zhǎng)襯底的熱漲系數(shù)不同，每個(gè)生長(zhǎng)襯底的內(nèi)部應(yīng)力、厚度及厚度均勻性等各不相同，因此，每片生長(zhǎng)襯底在外延生長(zhǎng)過程中，會(huì)發(fā)生翹曲，而且，翹曲的形狀和程度各不相同，這就使得每片生長(zhǎng)襯底的溫度場(chǎng)的分布不同，導(dǎo)致外延片上的每個(gè)芯片的性能不同。只是單純改進(jìn)設(shè)備，很難完全解決同一外延片上的芯片的性能的均勻性問題。因此，需要改進(jìn)生長(zhǎng)襯底。在這個(gè)方向，已經(jīng)有一些努力。為了局部化和最小化晶格常數(shù)和熱漲系數(shù)的失配的效應(yīng)，中國(guó)專利申請(qǐng)2005100089317提出一種生長(zhǎng)襯底，即，首先在生長(zhǎng)襯底上通過刻蝕形成阱，沒有刻蝕到的地方形成阱壁，然后進(jìn)行外延生長(zhǎng)，外延層同時(shí)生長(zhǎng)在阱和阱壁的頂部，形成一個(gè)整體外延層。其缺點(diǎn)是形成阱和阱壁的工藝對(duì)生長(zhǎng)襯底造成的污染和損傷，影響后續(xù)的外延生長(zhǎng)的外延層的性能；不能減小生長(zhǎng)襯底的兩個(gè)主表面之間的溫度差造成的生長(zhǎng)襯底翹曲。為了在硅襯底上制造無裂紋的外延層，中國(guó)專利200610072230. 4提出一種在生長(zhǎng)襯底上形成溝槽和臺(tái)面的方法，首先在生長(zhǎng)襯底上形成溝槽和臺(tái)面圖形，然后進(jìn)行外延生長(zhǎng)，每個(gè)臺(tái)面上形成一個(gè)芯片，形成在臺(tái)面上的外延層和形成在溝槽底部的外延層不連接。其缺點(diǎn)是形成溝槽和臺(tái)面的工藝對(duì)生長(zhǎng)襯底造成的污染和損傷，影響后續(xù)的外延生長(zhǎng)的外延層的性能；溝槽的深度大于外延層的厚度，增加刻蝕的成本；不能減小生長(zhǎng)襯底的兩個(gè)主表面之間的溫度差造成的生長(zhǎng)襯底翹曲；每個(gè)臺(tái)面上生長(zhǎng)一個(gè)芯片，溝槽的面積占整個(gè)生長(zhǎng)襯底的面積的比例大，降低了產(chǎn)品率，而且，由于外延生長(zhǎng)的邊緣效應(yīng)，生長(zhǎng)在臺(tái)面上的外延層的性能降低。因此，需要一種新的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，即具有劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的優(yōu)點(diǎn)，又具有生長(zhǎng)襯底沒有被污染和損傷以及減小生長(zhǎng)襯底的翹曲等優(yōu)點(diǎn)，使得劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底成為可以量產(chǎn)的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，以減少生長(zhǎng)襯底翹曲，改進(jìn)生長(zhǎng)襯底內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布不均勻性的現(xiàn)象，從而使同一個(gè)外延片上的芯片的性能均勻，并且改善芯片的性能，因此，使得這一種劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底可以應(yīng)用于大批量、低成本的生產(chǎn)。本發(fā)明提供一種新的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，S卩，通過刻蝕在生長(zhǎng)襯底的第一主表面(頂面)上形成溝槽，并且在溝槽的底面上形成氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，溝槽把生長(zhǎng)襯底分成至少兩個(gè)個(gè)子區(qū)域，最后進(jìn)行生長(zhǎng)襯底制造工藝的拋光工藝過程。生長(zhǎng)襯底的第二主表面(底面)在外延生長(zhǎng)時(shí)接觸石墨盤。這樣制造的生長(zhǎng)襯底的原理和優(yōu)勢(shì)在于，(I)最后進(jìn)行的拋光工藝過程消除了在生長(zhǎng)襯底上形成溝槽和形成氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層時(shí)造成的對(duì)子區(qū)域的表面的污染和對(duì)子區(qū)域的表面的晶體的損傷，因此，后續(xù)生長(zhǎng)的外延層的性能得到保證和提高，因而可以量產(chǎn)。(2)氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于生長(zhǎng)襯底(包括氮化鎵生長(zhǎng)襯底、藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底、硅生長(zhǎng)襯底、石墨生長(zhǎng)襯底、氧化鋁陶瓷生長(zhǎng)襯底、氮化鋁陶瓷生長(zhǎng)襯底、氧化鋅生長(zhǎng)襯底)的導(dǎo)熱系數(shù)，使得溝槽的底面與生長(zhǎng)襯底的底面的溫度差小于子 區(qū)域的頂面和子區(qū)域的底面的溫度差，每個(gè)子區(qū)域的頂面和底面之間的溫度差造成的翹曲力量與相鄰的子區(qū)域的頂面和底面之間的溫度差造成的翹曲力量將至少部分抵消。(3)與整個(gè)生長(zhǎng)襯底相比較，每個(gè)子區(qū)域的尺寸比較小，因此，由于每個(gè)子區(qū)域的頂面和底面之間的溫度差造成的每個(gè)子區(qū)域的翹曲程度較小。(4)每個(gè)子區(qū)域上的外延層對(duì)其下面的生長(zhǎng)襯底的拉伸或擠壓作用與相鄰的子區(qū)域上的外延層對(duì)其下面的生長(zhǎng)襯底的拉伸或擠壓作用相互抵消。(5)與整個(gè)生長(zhǎng)襯底相比較，每個(gè)子區(qū)域的尺寸比較小，因此，由于每個(gè)子區(qū)域的外延層與生長(zhǎng)襯底的熱漲系數(shù)的失配造成的每個(gè)子區(qū)域的翹曲程度較小。因此，上述的原理和優(yōu)勢(shì)不但提高外延片上不同位置的芯片的性能，而且使得在外延生長(zhǎng)過程中生長(zhǎng)襯底的翹曲程度降低，提高生長(zhǎng)襯底內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布的均勻性；提高生長(zhǎng)襯底內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布的均勻性，減小了外延層內(nèi)的應(yīng)力，進(jìn)而提高了芯片性能的均勻性，達(dá)到提高外延片上不同位置的芯片的性能的均勻性，提高大批量生產(chǎn)的良品率。下述的描述適用于本發(fā)明的所有實(shí)施實(shí)例。(I) 一種劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，包括生長(zhǎng)襯底，生長(zhǎng)襯底的第一主表面具有溝槽，在溝槽中具有氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層覆蓋溝槽的底面。(2)溝槽把生長(zhǎng)襯底分隔成至少兩個(gè)子區(qū)域，在每個(gè)子區(qū)域，生長(zhǎng)襯底的第一主表面暴露，外延層不在溝槽的底面上生長(zhǎng)。(3)子區(qū)域包括邊緣子區(qū)域和中心子區(qū)域，邊緣子區(qū)域的一個(gè)邊與其他子區(qū)域不相連接，而是生長(zhǎng)襯底的邊緣。中心子區(qū)域的所有的邊與其他子區(qū)域連接。(4)氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層包括，二氧化硅覆蓋層，氮化硅覆蓋層。(5)溝槽的寬度大于等于2倍的預(yù)計(jì)的后續(xù)生長(zhǎng)的外延層的厚度。(6)子區(qū)域的形狀包括，多邊形、圓形、環(huán)形、不規(guī)則形狀、不規(guī)則環(huán)形狀，以及多邊形、圓形、環(huán)形、不規(guī)則形、不規(guī)則環(huán)形狀的組合。子區(qū)域的多邊形狀包括，三角形、正方形、長(zhǎng)方形、平行四邊形、五邊形、六邊形、八邊形，等。子區(qū)域的形狀的組合包括，至少兩個(gè)相同形狀的子區(qū)域，或者，至少兩個(gè)不相同形狀的子區(qū)域。(7)溝槽的俯視形狀包括，直線形狀、圓弧形狀、曲線形狀、不規(guī)則形狀，以及直線形狀、圓弧形狀、曲線形狀、不規(guī)則形狀的組合。直線形狀溝槽包括，與平邊平行的直線、與平邊垂直的直線、與平邊成非90度非O度的角度的斜線。(8)溝槽的俯視形狀由下述的至少一個(gè)元素組成，元素包括與平邊平行的直線、與平邊垂直的直線、與平邊成非90度非O度的角度的斜線、圓弧、曲線，以及與平邊平行的直線元素、與平邊垂直的直線元素、與平邊成非90度非O度的角度的斜線元素、圓弧元素、曲線元素的組合。溝槽的俯視形狀的組合包括，至少兩個(gè)相同俯視形狀的溝槽，或者，至少個(gè)不相同俯視形狀的溝槽。(9)圓形溝槽由多個(gè)首尾相連的圓弧形狀溝槽組成。(10)多邊形溝槽由多個(gè)首尾相連的直線形狀溝槽組成。
(11)任何一條斜線形狀溝槽、圓弧形狀溝槽、曲線形狀溝槽、不規(guī)則形狀溝槽都可以用多個(gè)較短的平行于平邊2的直線形狀溝槽和多個(gè)較短的垂直于平邊2的直線形狀溝槽代替。一個(gè)實(shí)施實(shí)例較短的平行于平邊2的直線形狀溝槽的長(zhǎng)度等于一個(gè)預(yù)計(jì)后續(xù)制造的芯片的平行于平邊2的邊的邊長(zhǎng)加切割道的寬度，較短的垂直于平邊2的直線形狀溝槽的長(zhǎng)度等于同一個(gè)芯片的垂直于平邊2的邊的邊長(zhǎng)加切割道的寬度。(12)生長(zhǎng)襯底進(jìn)一步包括邊緣溝槽，邊緣溝槽形成在生長(zhǎng)襯底的圓周的邊緣。邊緣溝槽的俯視形狀包括圓形和不規(guī)則形狀。(13)邊緣溝槽中形成氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層覆蓋邊緣溝槽的底面。(14)生長(zhǎng)襯底包括，氮化鎵生長(zhǎng)襯底(GaN)、碳化硅生長(zhǎng)襯底(SiC)、藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底、硅生長(zhǎng)襯底(Si)、石墨生長(zhǎng)襯底、氧化鋁陶瓷生長(zhǎng)襯底、氮化鋁陶瓷生長(zhǎng)襯底、玻璃生長(zhǎng)襯底、氧化鎵生長(zhǎng)襯底、氧化鋅生長(zhǎng)襯底。(15)制造劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的方法的一個(gè)實(shí)施實(shí)例先進(jìn)行切割工藝步驟、再進(jìn)行磨薄工藝步驟、然后進(jìn)行形成溝槽和氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層工藝步驟、最后進(jìn)行拋光工藝步驟。(16)制造劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的方法的一個(gè)實(shí)施實(shí)例先進(jìn)行切割工藝步驟、再進(jìn)行形成溝槽和氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層工藝步驟、然后進(jìn)行磨薄工藝步驟、最后進(jìn)行拋光工藝步驟。(17)本發(fā)明的區(qū)域生長(zhǎng)技術(shù)，可以應(yīng)用于LED行業(yè)的外延生長(zhǎng)，也可以應(yīng)用于其他行業(yè)的外延生長(zhǎng)，例如，激光，硅半導(dǎo)體，等。


圖Ia和圖Ib分別展示在先的生長(zhǎng)襯底的結(jié)構(gòu)的實(shí)施實(shí)例。圖2a至圖2t分別展示本發(fā)明的具有不同形狀的溝槽和不同形狀的子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的實(shí)施實(shí)例的俯視圖和截面圖。圖3a至圖3c展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底上溝槽的截面形狀及制造工藝的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的截面圖。圖4a和圖4c展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底上溝槽的截面形狀及制造工藝的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的截面圖。圖5a和圖5c展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底上溝槽的截面形狀及制造工藝的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的截面圖。圖中的數(shù)字符號(hào)代表的含義如下I表示生長(zhǎng)襯底，IOla和IOlb表示兩個(gè)相鄰的阱，102表示把兩個(gè)相鄰的阱分開的阱壁，103a和103b表示兩 個(gè)相鄰子區(qū)域中的外延層作用在阱壁上的力，104表示外延層，IO5表不溝槽，106表示生長(zhǎng)在溝槽中的外延層，IO7表示臺(tái)面，108表示生長(zhǎng)在臺(tái)面上的外延層，111至133表示不同形狀的子區(qū)域，2表示生長(zhǎng)襯底的平邊(flat)，3表示溝槽的橫截面，311至318表示不同形狀的溝槽，41表示形成在生長(zhǎng)襯底的子區(qū)域的第一主表面上的氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，42表示形成在溝槽的側(cè)壁上的氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，43表示形成在溝槽的底部的氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的實(shí)施實(shí)例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施實(shí)例中的附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施實(shí)例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施實(shí)例是本發(fā)明的一部分實(shí)施實(shí)例，而不是全部的實(shí)施實(shí)例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施實(shí)例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施實(shí)例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。注意，在下面所有的實(shí)施實(shí)例中，生長(zhǎng)襯底上的溝槽的底部都有一層氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，有兩種情況(I)氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層的表面與生長(zhǎng)襯底的第一主表面相平；(2)氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層的表面比生長(zhǎng)襯底的第一主表面低，從而形成一個(gè)淺溝槽。無論是哪種情況，對(duì)于后續(xù)的外延生長(zhǎng)的影響都基本上相同，因此，在下面的描述中，統(tǒng)稱為溝槽，不加以區(qū)分。圖Ia展示在先的生長(zhǎng)襯底的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施實(shí)例。在生長(zhǎng)襯底I上形成阱，圖中展示相鄰的兩個(gè)阱IOla和101b，中間由阱壁102隔開。外延層首先在阱中生長(zhǎng)，然后，生長(zhǎng)到覆蓋整個(gè)生長(zhǎng)襯底。在阱IOla和IOlb中的外延層對(duì)生長(zhǎng)襯底I的作用103a和103b相互抵消。其缺點(diǎn)是(I)在形成阱的過程中造成對(duì)生長(zhǎng)襯底表面的污染和損傷沒有消除；
(2)這種阱結(jié)構(gòu)不能消除生長(zhǎng)襯底本身的上、下表面的溫度差造成的生長(zhǎng)襯底的翹曲。(3)在阱和阱壁上方的外延層對(duì)生長(zhǎng)襯底I的作用仍然存在。(4)外延片的不均勻性仍然比較大，不能批量生產(chǎn)。
圖Ib展示在先的生長(zhǎng)襯底的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施實(shí)例。在生長(zhǎng)襯底I上形成互相間隔的溝槽105和臺(tái)面107。溝槽105的深度要大于后續(xù)生長(zhǎng)的外延層的厚度。外延層106在溝槽105中生長(zhǎng)。外延層108在臺(tái)面107上生長(zhǎng)。溝槽中的外延層和臺(tái)面上的外延層互不相連。優(yōu)點(diǎn)是解決了外延生長(zhǎng)過程中，硅襯底的裂紋問題。其缺點(diǎn)是(I)在形成溝槽105和臺(tái)面107的過程中造成對(duì)生長(zhǎng)襯底表面的污染和損傷沒有完全消除；(2)這種結(jié)構(gòu)不能消除生長(zhǎng)襯底本身的上、下表面的溫度差造成的生長(zhǎng)襯底的翹曲；(3)邊緣效應(yīng)使得外延層性能降低。(4)外延片的不均勻性仍然比較大，因此，大批量生產(chǎn)的良品率較低。圖2a展示本發(fā)明的被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。生長(zhǎng)襯底I具有平邊2 (flat)，生長(zhǎng)襯底I的第一主表面上形成2條平行于平邊2的直線形狀的溝槽311和2條垂直于平邊2的直線形狀的溝槽312，溝槽311和312把生長(zhǎng)襯底I分隔成9個(gè)子區(qū)域8個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域112和I個(gè)正方形或四邊形的中心子區(qū)域111。
圖2b展示圖2a的實(shí)施實(shí)例的AA截面圖。生長(zhǎng)襯底I的第一主表面上形成溝槽3，并且在溝槽中形成氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層43。一個(gè)實(shí)施實(shí)例氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層43的上表面與生長(zhǎng)襯底的子區(qū)域的第一主表面處于同一平面。一個(gè)實(shí)施實(shí)例氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層43的上表面低于生長(zhǎng)襯底的子區(qū)域的第一主表面。圖2c展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。生長(zhǎng)襯底I具有平邊2，生長(zhǎng)襯底I的第一主表面上形成一條平行于平邊2的直線形狀的溝槽311和一條垂直于平邊2的直線形狀的溝槽312，互相垂直的溝槽311和312把生長(zhǎng)襯底I分隔成4個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域113。一個(gè)實(shí)施實(shí)例一個(gè)生長(zhǎng)襯底具有多于兩條直線形狀的溝槽。圖2d展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。一個(gè)圓形溝槽313把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)圓環(huán)形狀的邊緣子區(qū)域114和圓形的中心子區(qū)域115。注意一個(gè)圓形溝槽由多個(gè)首尾相連的圓弧形狀溝槽組成。圖2e展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。兩個(gè)圓形溝槽313a和313b把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)圓環(huán)形狀的邊緣子區(qū)域114、一個(gè)圓環(huán)形狀的中心子區(qū)域116和一個(gè)圓形的中心子區(qū)域115。一個(gè)實(shí)施實(shí)例一個(gè)生長(zhǎng)襯底具有多于兩個(gè)的圓形溝槽。圖2f展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例俯視圖。一個(gè)八邊形溝槽314把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域117和一個(gè)八邊形狀的中心子區(qū)域118。八邊形溝槽314由兩條平行于平邊2的直線形狀的溝槽、兩條垂直于平邊2的直線形狀的溝槽、四條斜線形狀的溝槽首尾相連組成的。圖2g展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。不規(guī)則形狀溝槽315把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域119和一個(gè)不規(guī)則形狀的中心子區(qū)域120。溝槽315由兩條平行于平邊2的直線形狀溝槽315e和315f、兩條垂直于平邊2的直線形狀溝槽315g和315h、兩條斜線形狀溝槽315a和315b以及與兩條斜線邊315a和315b相對(duì)應(yīng)的分別由多個(gè)較短的平行于平邊2的直線形狀溝槽315d和多個(gè)較短的垂直于平邊2的直線形狀溝槽315c組成。注意任何一條斜線形狀溝槽、圓弧形狀溝槽、曲線形狀溝槽都可以用多個(gè)較短的平行于平邊2的直線形狀溝槽和多個(gè)較短的垂直于平邊2的直線形狀溝槽代替。圖2h展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例俯視圖。兩個(gè)八邊形溝槽314a和314b把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域117、一個(gè)不規(guī)則環(huán)形狀的中心子區(qū)域121和一個(gè)八邊形的中心子區(qū)域118。八邊形溝槽314a和314b的各兩個(gè)邊分別平行于平邊2?！獋€(gè)實(shí)施實(shí)例一個(gè)生長(zhǎng)襯底具有多于兩個(gè)八邊形溝槽。圖2i展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。六邊形溝槽316把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域122和一個(gè)六邊形狀的中心子區(qū)域123。六邊形溝槽316的兩個(gè)邊平行于平邊2。 圖2j展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。兩個(gè)六邊形溝槽316a和316b把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域122、一個(gè)不規(guī)則環(huán)形狀的中心子區(qū)域124和一個(gè)六邊形的中心子區(qū)域123。六邊形溝槽316a和316b的各兩個(gè)邊分別平行于平邊2。六邊形溝槽可以認(rèn)為是直線形狀溝槽和斜線形狀溝槽的組合。一個(gè)實(shí)施實(shí)例一個(gè)生長(zhǎng)襯底具有多于兩個(gè)六邊形溝槽。圖2k展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。四邊形溝槽317把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域125和一個(gè)四邊形狀的中心子區(qū)域126。四邊形溝槽317的兩個(gè)邊平行于平邊2。圖2m展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。兩個(gè)四邊形溝槽317a和317b把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域125、一個(gè)不規(guī)則環(huán)形狀的中心子區(qū)域127和一個(gè)四邊形的中心子區(qū)域126。四邊形溝槽317a和317b的各兩個(gè)邊分別平行于平邊2。四邊形溝槽可以認(rèn)為是直線形狀溝槽的組合。一個(gè)實(shí)施實(shí)例一個(gè)生長(zhǎng)襯底具有多于兩個(gè)四邊形溝槽。圖2n展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。一個(gè)圓形溝槽313、兩條平行于平邊2的直線形狀的溝槽311和2條垂直于平邊2的直線形狀的溝槽312把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)圓環(huán)形狀的邊緣子區(qū)域114、一個(gè)四邊形狀的中心子區(qū)域111和八個(gè)不規(guī)則形狀的中心子區(qū)域128。圖2n展示圓形溝槽和直線形狀的溝槽的組合，其中，圓形溝槽可以認(rèn)為是多個(gè)首尾相連的圓弧形狀溝槽的組合。圖2p展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。一個(gè)八邊形溝槽314、兩條平行于平邊2的直線形狀的溝槽311和2條垂直于平邊2的直線形狀的溝槽312把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域117、五個(gè)四邊形狀的中心子區(qū)域111和四個(gè)三角形狀的中心子區(qū)域129。圖2p展示八邊形溝槽和直線形狀溝槽的組合，其中，八邊形溝槽可以認(rèn)為是直線形狀溝槽和斜線形狀溝槽的組合。圖2q展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。一個(gè)八邊形溝槽314和一個(gè)圓形溝槽313把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)圓環(huán)形狀的邊緣子區(qū)域114、一個(gè)八邊形狀的中心子區(qū)域118和一個(gè)不規(guī)則環(huán)形的中心子區(qū)域130。八邊形溝槽314的兩個(gè)邊平行于平邊2。圖2q展示八邊形溝槽和圓形溝槽的組合，其中，八邊形溝槽可以認(rèn)為是直線形狀溝槽和斜線形狀溝槽的組合，圓形溝槽可以認(rèn)為是多個(gè)首尾相連的圓弧形狀溝槽的組
口 ο圖2r展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。一個(gè)八邊形溝槽314、兩條斜線形狀的溝槽315a和315b、一個(gè)圓形溝槽313把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)圓形的中心子區(qū)域115、兩個(gè)不規(guī)則形狀的中心子區(qū)域132和兩個(gè)不規(guī)則形狀的邊緣子區(qū)域131。八邊形溝槽314的兩個(gè)邊平行于平邊2。圖2r展示八邊形溝槽、斜線形狀溝槽和圓形溝槽的組合，其中，八邊形溝槽可以認(rèn)為是直線形狀溝槽和斜線形狀溝槽的組合，圓形溝槽可以認(rèn)為是多個(gè)首尾相連的圓弧形狀溝槽的組合。圖2s展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。一個(gè)圓形溝 槽313和兩個(gè)不連接的圓弧形狀溝槽318a和318b把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)圓環(huán)形的邊緣子區(qū)域114、一個(gè)不規(guī)則形狀的中心子區(qū)域133。圖2s展示圓形溝槽和圓弧形狀溝槽的組合，其中，圓形溝槽可以認(rèn)為是多個(gè)首尾相連的圓弧形狀溝槽的組合。注意溝槽的俯視形狀的組合還包括直線形狀、圓弧形狀、曲線形狀、不規(guī)則形狀的其他組合，不限于上述列舉的實(shí)施實(shí)例。圖2t展示被溝槽分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的俯視圖。一個(gè)圓形溝槽313把生長(zhǎng)襯底I分成一個(gè)圓環(huán)形的邊緣子區(qū)域114和一個(gè)圓形狀的中心子區(qū)域115。生長(zhǎng)襯底I的邊緣上形成邊緣溝槽，邊緣溝槽由圓弧溝槽318和直線溝槽311組成。一個(gè)實(shí)施實(shí)例不規(guī)則邊緣溝槽是由多條較短的平行于平邊2的直線形狀的溝槽和多條較短的垂直于平邊2的直線形狀的溝槽首尾相連、環(huán)繞生長(zhǎng)襯底的邊緣形成的。圖3a至圖3c展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底上溝槽的截面形狀及制造工藝的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的截面圖。圖3a展示，在生長(zhǎng)襯底I上形成溝槽3，形成氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，覆蓋層43覆蓋溝槽3的底部，覆蓋層42覆蓋溝槽3的側(cè)壁，覆蓋層41覆蓋子區(qū)域的第一主表面。圖3b展示，通過濕法或干法刻蝕，去除子區(qū)域的第一主表面上的覆蓋層41，覆蓋層43的頂部低于子區(qū)域的第一主表面。圖3c展示，通過磨薄、然后進(jìn)行拋光工藝步驟，或者直接進(jìn)行拋光工藝步驟，使得子區(qū)域的第一主表面達(dá)到圖3a和圖3b中的BB線的厚度，覆蓋層43的頂部低于子區(qū)域的第一主表面，形成一個(gè)淺溝槽。圖4a至圖4c展示本發(fā)明的生長(zhǎng)襯底上溝槽的截面形狀及制造工藝的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的截面圖。圖4a展示，在生長(zhǎng)襯底I上形成溝槽3，形成氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，覆蓋層43覆蓋溝槽3的底部，覆蓋層42覆蓋溝槽3的側(cè)壁，覆蓋層41覆蓋子區(qū)域的第一主表面。圖4b展示，通過濕法或干法刻蝕，去除子區(qū)域的第一主表面上的覆蓋層41，覆蓋層43的頂部低于子區(qū)域的第一主表面。圖4c展示，通過磨薄、然后進(jìn)行拋光工藝步驟，或者直接進(jìn)行拋光工藝步驟，使得子區(qū)域的第一主表面達(dá)到圖4a中的BB線的厚度，覆蓋層43的頂部與子區(qū)域的第一主表面處于同一平面。圖5a至圖5c展示本發(fā)明生長(zhǎng)襯底上溝槽的截面形狀及制造工藝的一個(gè)實(shí)施實(shí)例的截面圖。圖5a展示，在生長(zhǎng)襯底I上形成溝槽3，形成氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，覆蓋層43覆蓋溝槽3的底部，覆蓋層41覆蓋子區(qū)域的第一主表面。圖5b展示，通過濕法或干法刻蝕，去除子區(qū)域的第一主表面上的覆蓋層41，覆蓋層43的頂部高于子區(qū)域的第一主表面。圖5c展示，通過磨薄、然后進(jìn)行拋光工藝，或者直接進(jìn)行拋光工藝，使得子區(qū)域的第一主表面達(dá)到圖5a中的BB線的厚度，覆蓋層43的頂部與子區(qū)域的第一主表面處于同一平面。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施實(shí)例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述實(shí)施實(shí)例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同 替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施實(shí)例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，包括生長(zhǎng)襯底，所述的生長(zhǎng)襯底的第一主表面具有溝槽，在所述的溝槽中具有氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，所述的氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層覆蓋所述的溝槽的底面，所述的溝槽把所述的生長(zhǎng)襯底分隔成至少兩個(gè)子區(qū)域，在每個(gè)所述的子區(qū)域，所述的生長(zhǎng)襯底的第一主表面暴露。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層包括，二氧化硅覆蓋層，氮化硅覆蓋層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的溝槽的寬度大于等于2倍的預(yù)計(jì)的后續(xù)生長(zhǎng)的外延層的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的子區(qū)域的形狀包括，多邊形、圓形、環(huán)形、不規(guī)則形狀、不規(guī)則環(huán)形狀，以及所述的多邊形、所述的圓形、所述的環(huán)形、所述的不規(guī)則形、所述的不規(guī)則環(huán)形狀的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的子區(qū)域的多邊形狀包括，三角形、正方形、長(zhǎng)方形、平行四邊形、五邊形、六邊形、八邊形。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的溝槽的俯視形狀包括，直線形狀、圓弧形狀、曲線形狀、不規(guī)則形狀，以及所述的直線形狀、所述的圓弧形狀、所述的曲線形狀、所述的不規(guī)則形狀的組合；所述的溝槽的俯視形狀的組合包括，至少兩個(gè)相同形狀的所述的溝槽，或者，至少兩個(gè)不相同形狀的所述的溝槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的生長(zhǎng)襯底具有一個(gè)平邊；所述的溝槽的俯視形狀由下述的至少一個(gè)元素組成，所述的元素包括與所述的平邊平行的直線、與所述的平邊垂直的直線、與所述的平邊成非90度非O度的角度的斜線、圓弧、曲線，以及所述的與所述的平邊平行的直線、所述的與所述的平邊垂直的直線、所述的斜線、所述的圓弧、所述的曲線的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的生長(zhǎng)襯底進(jìn)一步包括邊緣溝槽，所述的邊緣溝槽形成在所述的生長(zhǎng)襯底的圓周的邊緣；所述的邊緣溝槽中具有氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層，氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層覆蓋邊緣溝槽的底面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的邊緣溝槽的俯視形狀包括，圓弧形狀和直線形狀的組合、不規(guī)則形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，所述的生長(zhǎng)襯底包括，氮化鎵生長(zhǎng)襯底、碳化硅生長(zhǎng)襯底、藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底、硅生長(zhǎng)襯底、石墨生長(zhǎng)襯底、氧化鋁陶瓷生長(zhǎng)襯底、氮化鋁陶瓷生長(zhǎng)襯底、玻璃生長(zhǎng)襯底、氧化鎵生長(zhǎng)襯底、氧化鋅生長(zhǎng)襯底。
11.根據(jù)權(quán)利要求I的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，其特征在于，制造權(quán)利要求I的劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底的方法是從一組制造方法中選出，一組制造方法包括，(I)先進(jìn)行切割工藝步驟、再進(jìn)行磨薄工藝步驟、然后進(jìn)行形成溝槽和氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層工藝步驟、最后進(jìn)行拋光工藝步驟；(2)先進(jìn)行切割工藝步驟、再進(jìn)行形成溝槽和氧化物覆蓋層或氮化物覆蓋層工藝步驟、然后進(jìn)行磨薄工藝步驟、最后進(jìn)行拋光工藝步驟。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種劃分成子區(qū)域的生長(zhǎng)襯底，包括生長(zhǎng)襯底，形成在生長(zhǎng)襯底第一主表面上的溝槽，氧化覆蓋物或氮化覆蓋物形成在溝槽中，溝槽把生長(zhǎng)襯底分隔成至少兩個(gè)子區(qū)域。溝槽的俯視形狀包括，直線形狀、圓弧形、曲線形、不規(guī)則形狀。子區(qū)域的形狀包括，三角形、正方形、長(zhǎng)方形、平行四邊形、五邊形、六邊形、八邊形、圓形、環(huán)形、不規(guī)則形狀、不規(guī)則環(huán)形狀，以及上述形狀的組合。溝槽的寬度大于等于2倍的預(yù)計(jì)的后續(xù)生長(zhǎng)的外延層的厚度。生長(zhǎng)襯底進(jìn)一步包括邊緣溝槽，邊緣溝槽形成在生長(zhǎng)襯底的圓周的邊緣。邊緣溝槽的形狀包括圓環(huán)形狀和不規(guī)則形狀。
文檔編號(hào)C30B25/18GK102856451SQ201210159669
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者彭暉 申請(qǐng)人:張濤, 彭暉