一种晶圆衬底的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体制程中晶圆衬底，尤其涉及具有L型倒角的晶圆衬底。
【背景技术】
[0002]目前，制作半导体元件所使用的衬底材料有蓝宝石(A1A)、碳化硅(SiC)和硅
(Si)。外延生长用的衬底形状多样，通常为圆形或方形，为了明确晶体取向和衬底的正反，通常在衬底边缘设置定位边(orientat1n)或指示边(index flat)。另外，在衬底的边缘常进行倒角(edge angle)加工，衬底倒角的形状通常包括T型和R型，常用于防止衬底在加工过程中的缺损或裂缝和在结晶生长时外周生长过快，以及方便用镊子夹取。
[0003]LED制程中，为了提高出光效率，通常将晶圆衬底进行图形化处理，形成图形化衬底(Patterned substrate)。通常制作步骤包括:在晶圆衬底上利用上胶机通过高速旋涂涂覆掩膜层(如光刻胶)，利用干法或湿法蚀刻形成具有均匀图形的图形化衬底。在传统的衬底上涂覆掩膜层时，衬底边缘的掩膜层厚度比衬底中心部位高，进而导致不能获得图形均匀的图形化衬底，影响后续LED制程中晶圆边缘部分的良率。
[0004]LED外延(epitaxy)晶圆通常通过金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organicChemical Vapor Deposit1n, MOCVD)获得，其制程一般为:将外延晶圆衬底(如蓝宝石衬底)放入石墨承载盘(wafer carrier)的凹槽内，连同石墨承载盘一起被传入MOCVD反应室内，衬底连同石墨承载盘被一起加热到高温1000°C左右，反应室内通入有机金属化合物和V族气体，高温裂解后在晶圆衬底上重新聚合形成LED外延层。
[0005]以GaN基LED为例，由于蓝宝石晶圆衬底与GaN外延层存在较大的晶格失配和热失配，在外延生长过程中，衬底会产生翘曲现象，尤其是4寸以上衬底的翘曲现象更为严重，而传统的具有T型和R型倒角的翘曲衬底均不能与石墨承载盘的凹槽内边缘侧壁贴合，导致翘曲衬底由于离心力的作用而被甩出石墨承载盘凹槽，产生飞片现象，导致衬底破损。
[0006]鉴于以上现有技术的不足，有必要提供一种具有倒角的衬底，降低外延生长时产生的飞片现象，以及提高图形化衬底制备的均匀性。
【发明内容】
[0007]本实用新型旨在提供一种晶圆衬底，以解决上述不足。具体技术方案如下:一种晶圆衬底，用于提高衬底边缘外延生长良率以及防止外延生长飞片现象，其中，所述衬底的边缘设置有L型倒角，所述L型倒角包括相互连接成为一体的垂直部分和水平部分。
[0008]优选的，所述衬底的厚度设为T，所述垂直部分高度设定为H，T和H的大小关系符合关系式:H=0.01T-0.4T。
[0009]优选的，所述垂直部分高度设定为H，H的范围为5?50 μ m。
[0010]优选的，所述水平部分的宽度设为D，所述衬底上表面的直径设为D1，下表面的直径设为D2，其中D、D1和D2关系符合关系式:2XD= D2_D1，1 μπι ^ D ^ 30μπι。
[0011]优选的，所述L型倒角与所述衬底上表面交接处设置为弧形。
[0012]优选的，所述L型倒角与所述衬底下表面交接处设置为弧形。
[0013]优选的，所述衬底为蓝宝石平片衬底、蓝宝石图形化衬底(Patterned SapphireSubstrate，PSS)、碳化硅(SiC)衬底、硅(Si)衬底、氮化镓(GaN)衬底、氧化锌(ZnO)衬底中的任意一种。
[0014]优选的，所述衬底为圆形、方形或不规则形。
[0015]本实用新型提供的具有L型倒角的衬底，经实验验证，可有效改善外延生长时，翘曲衬底与石墨承载盘的凹槽不能贴合而产生飞片的现象；同时，还可有效改善图形化衬底边缘处由于图形不均匀而产生的良率降低的问题。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型之侧视结构示意图。
[0017]图2为本实用新型之俯视结构示意图。
[0018]图3为传统T型倒角衬底于上胶后的结构侧视图
[0019]图4为传统T型倒角衬底于外延生长时的结构侧视图。
[0020]图5为本实用新型之L型倒角衬底于上胶后的结构侧视图。
[0021]图6为本实用新型之L型倒角衬底于外延生长时的结构侧视图。
[0022]图中标注:1:L型倒角衬底;11:L型倒角;111:垂直部分;112:水平部分;2:T型倒角衬底；3:不均勾光刻妝；4:均勾光刻I父；5:凹槽；6:石墨承载盘。
【具体实施方式】
[0023]现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0024]参看图1和图2，本实用新型提供的一种具有L型倒角衬底I，外延生长时放置于石墨承载盘6的凹槽5内，并随石墨承载盘6的转动而转动，用于提高L型倒角衬底I边缘外延生长良率以及防止外延生长飞片现象。L型倒角衬底I的边缘设置有L型倒角11，L型倒角11包括相互连接成为一体的垂直部分111和水平部分112。L型倒角衬底I的厚度设定为Τ，垂直部分111高度设定为Η，Τ和H的大小关系符合:Η=0.01~0.4Τ，本实用新型优选H的范围为5?50 μ m ;将L型倒角11的水平部分112的宽度设为D，L型倒角衬底I上表面的直径设为D1，下表面的直径设为D2，D、D1和D2关系符合:2XD= D2_D1，1 μπι兰D兰30 μπι。
[0025]为了降低L型倒角衬底I在加工制作时破损率和裂片率，L型倒角11与L型倒角衬底I上表面交接处设置为弧形，L型倒角11与L型倒角衬底I下表面交接处也可设置为弧形(弧形图中未显示)。L型倒角衬底I为蓝宝石平片衬底、蓝宝石图形化衬底(PSS)、碳化硅(SiC)衬底、硅(Si )衬底、氮化镓(GaN)衬底、氧化锌(ZnO)衬底中的任意一种，形状为圆形、方形或不规则形。
[0026]参看图3和图4，以传统的T型倒角为例，在传统的T型倒角衬底2上利用上胶机(图中未显示)通过高速旋转将光刻胶旋涂在T型倒角衬底2上时，容易形成中间薄、边缘厚的不均匀光刻胶3，该不均匀光刻胶3进而影响T型倒角衬底2的图形化的均匀性以及后续外延生长时边缘的良率。另外，在外延生长时，以在T型倒角蓝宝石衬底2上外延生长GaN基外延层为例，由于蓝宝石与氮化镓存在较大的晶格失配和热失配，T型倒角蓝宝石衬底2在外延制程中的高温生长阶段会发生向上翘曲的状况，特别是对于4寸以上较大尺寸的衬底，翘曲现象更明显，而此时石墨承载盘6的转速较高，且T型倒角蓝宝石衬底2与凹槽5内边缘侧壁的接触面积小，因此产生翘曲的T型倒角蓝宝石衬底2在较高转速下由于离心作用的影响，则容易被甩出石墨承载盘6而产生飞片现象。参看图5和图6，而本实用新型由于L型倒角蓝宝石衬底I与凹槽5内边缘侧壁的接触面积较大，从而有效地降低飞片几率。另外，经实验验证，在L型倒角衬底I上涂覆光刻胶时可形成均匀光刻胶4，进而有效改善L型倒角衬底I的图形化的均匀性以及后续外延生长时边缘的良率。
[0027]应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种晶圆衬底，其特征在于:所述衬底的边缘设置有L型倒角，所述L型倒角包括相互连接成为一体的垂直部分和水平部分，用于提高衬底边缘外延生长良率及避免外延生长飞片现象。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆衬底，其特征在于:所述衬底的厚度设为T，所述垂直部分高度设定为H，T和H的大小符合关系式:H = 0.0lT?0.4T。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆衬底，其特征在于:所述垂直部分高度设定为H，H的取值范围为:5μ??兰H兰50ym。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆衬底，其特征在于:所述水平部分的宽度设为D，所述衬底上表面的直径设为Dl，下表面的直径设为D2，D、Dl和D2大小符合关系式:2XD =D2—D1，Ιμπι刍 D 刍 30μηι。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆衬底，其特征在于:所述L型倒角与所述衬底上表面交接处设置为弧形。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆衬底，其特征在于:所述L型倒角与所述衬底下表面交接处设置为弧形。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆衬底，其特征在于:所述衬底为蓝宝石平片衬底、蓝宝石图形化衬底、碳化硅衬底、硅衬底、氮化镓衬底、氧化锌衬底中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种晶圆衬底，其特征在于:所述衬底为圆形、方形或不规则形。
【专利摘要】一种晶圆衬底，外延生长时放置于石墨承载盘的凹槽内，并随石墨承载盘的转动而转动，用于提高衬底边缘外延生长良率以及防止外延生长飞片现象，其特征在于：所述衬底的边缘设置有L型倒角，所述L型倒角包括相互连接成为一体的垂直部分和水平部分。本实用新型提供的具有L型倒角的衬底，经实验验证，可有效改善图形化衬底边缘处由于图形不均匀而产生的良率降低的问题，同时，还可有效改善外延生长时，翘曲衬底与石墨承载盘的凹槽不能贴合而产生的飞片现象。
【IPC分类】H01L33-20
【公开号】CN204441320
【申请号】CN201520124010
【发明人】黄文宾, 谢祥彬, 林兓兓, 张家宏
【申请人】安徽三安光电有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月4日