專利名稱：半導(dǎo)體元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種半導(dǎo)體制造方法，特別是有關(guān)于一種新穎的先行將晶粒分離的半導(dǎo)體元件制造方法。
半導(dǎo)體的光電元件可以包含發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光、太陽電池、光檢測器等而電子元件則包含可以是晶體管、單極性元件、雙極性元件、二極管、微波元件等。基于簡化元件制程唯一種趨勢，降低生產(chǎn)成本亦為一種考量。且若可以開發(fā)一種可根據(jù)不同需求選擇適合的永久性基板的制程，不但可以達(dá)到上述的目的并可經(jīng)由此制程加強并改善元件的特性。
因此，基于上述的所需，以及因應(yīng)趨勢的需求，因此本發(fā)明將提出一種半導(dǎo)體元件的制作流程，可以適用于上述所有的光電以及電子元件。
本發(fā)明有關(guān)于一種先行將晶粒分離的半導(dǎo)體元件的制造方法。
本發(fā)明的一種半導(dǎo)體元件的制造方法至少包含選擇一暫時性基板，于上述暫時性基板上成長半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)；以物理或化學(xué)方式將上述半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)分割成元件彼此獨立的單體區(qū)塊位于該暫時性基板上；選擇一永久性基板，應(yīng)用物理或化學(xué)方式將該暫時性基板上已分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件的另一側(cè)倒置貼合于該永久性基板上；將上述半導(dǎo)體元件的另一側(cè)的暫時性基板去除；及完成半導(dǎo)體元件的制程制作，上述半導(dǎo)體元件位于該永久性基板之上。
其中上述的暫時性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
其中上述的永久性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
其中暫時性基板與永久性基板的材料組合可以選自含有單層或多層的金屬板、鍍有單層或多層金屬薄膜的基板、含有單種或多種的金屬合金基板、鍍有單種或多種金屬合金薄膜的基板，以導(dǎo)電聚合物所形成的基板、硅、鍺、氮化硅、碳化硅、硅化合物、氮化鋁、氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、硒化鋅、氧化鋅、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋁鎂、氧化鋰鎵、氯化鈉、玻璃、石英、絕緣聚合物形成的基板……等其中的任一組合。
其中上述劃分元件為彼此獨立的部分于暫時性基板上的物理方式可以用硬度較高的刀片劃開、鋸刀切割或以機械方式劃分切割或采用化學(xué)方式可以用濕式蝕刻、干式蝕刻、微影蝕刻。
其中上述將該半導(dǎo)體元件倒置貼合于該永久性基板上的物理方式可以用粘著劑、壓力、融合、熱效應(yīng)、凡德瓦力或采用化學(xué)方式。
其中上述倒置貼合的粘著劑的材料可以選自其中含有化合物、聚合物、單種或多種金屬的組合。
其中將上述暫時性基板去除的方式可以為物理研磨、機器切削、化學(xué)蝕刻、化學(xué)機械研磨或以激光照射該暫時性基板與該半導(dǎo)體元件的介面，將暫時性基板剝離。
此制程流程可使用于半導(dǎo)體元件的光電元件與電子元件，其光電元件可以為發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光、太陽電池、光檢測器……等；而電子元件可以是晶體管、單極性元件、雙極性元件、二極管、微波元件……等。
圖2至圖5是為本發(fā)明較佳實施例的示意圖。參閱圖2，其中半導(dǎo)體元件的制造方法包含(A)選擇一暫時性基板2，于此暫時性基板2上成長半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)4；(B)以物理或化學(xué)方式將之分割成元件彼此獨立的區(qū)塊于暫時性基板2上；(C)選擇一永久性基板6，應(yīng)用物理或化學(xué)方式將該上述暫時性基板2上已分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件4的另一側(cè)倒置貼合于該永久性基板6上；(D)將此分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件4的另一側(cè)的暫時性基板2去除完成半導(dǎo)體元件的制程制作，上述半導(dǎo)體元件位于該永久性基板6之上。
圖3的半導(dǎo)體元件的制造方法，包括(A)選擇一暫時性基板2，于此暫時性基板上成長半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)4；(B)以物理或化學(xué)方式將之分割成元件彼此獨立的區(qū)塊于暫時性基板上2上；(C)選擇一永久性基板6，所形成的膜層使用標(biāo)號8表示；(D)應(yīng)用物理或化學(xué)方式將該上述暫時性基板上已分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件4的另一側(cè)倒置貼合于永久性基板6上；(E)將此分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件4的另一側(cè)的暫時性基板2去除完成半導(dǎo)體元件的制程制作，上述半導(dǎo)體元件位于該永久性基板6之上。
圖4實施例則是于半導(dǎo)體元件上執(zhí)行元件的制程，所形成的膜層使用標(biāo)號10表示。圖5則于永久性基板6上以及已分別完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件4上經(jīng)過制程的處理，所形成的膜層分別是用標(biāo)號8以及10表示。
上述的暫時性基板2可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。永久性基板6可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。其暫時性基板2與永久性基板6的材料組合可以選自含有單層或多層的金屬板、鍍有單層或多層金屬薄膜的基板、含有單種或多種的金屬合金基板、鍍有單種或多種金屬合金薄膜的基板，以導(dǎo)電聚合物所形成的基板、硅(Si)、鍺(Ge)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、硅化合物、氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、硒化鋅(ZnSe)、氧化鋅(ZnO)、氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鎂(MgO)、氧化鋁鎂(MgAlO)、氧化鋰鎵(LiGaO2)、氯化鈉(NaCl)、玻璃、石英、絕緣聚合物形成的基板……等其中的任一相合。分割元件為彼此獨立的部分于暫時性基板上的物理方式可以用硬度較高的刀片劃開、鋸刀切割或以機械方式劃分切割，而化學(xué)方式可以用濕式蝕刻、干式蝕刻、微影蝕刻。
將半導(dǎo)體元件倒置貼合于永久性基板上的物理方式可以用粘著劑、壓力、融合、熱效應(yīng)、凡德瓦力。同理可以采用化學(xué)方式加以貼合。上述粘著劑的材料可以選自其中含有化合物、聚合物、單種或多種金屬的組合。而去除暫時性基板去除的方式可以為物理研磨、機器切削、化學(xué)蝕刻、化學(xué)機械研磨、激光移除。此外，可以利用激光照射暫時性基板與元件的介面，將暫時性基板剝離。
本發(fā)明的主要優(yōu)點如下1.簡化了元件制造的制程，且增加制程的穩(wěn)定度，因此可提高元件制程的良率，并可以降低生產(chǎn)成本。
2.可根據(jù)不同需求選擇適合的永久性基板，并可經(jīng)由此制程加強并改善元件的特性，例如散熱性、導(dǎo)電性。
3.應(yīng)用在光電元件方面，則可增加發(fā)光或吸收的有效面積，提升元件的特性以達(dá)到最大效率。
對熟悉此領(lǐng)域技藝的人士，本發(fā)明雖以一較佳實例闡明如上，但其并非用以限定本發(fā)明的精神。在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改與類似的安排，均應(yīng)包含在下述的申請專利范圍內(nèi)，這樣的范圍應(yīng)該與覆蓋在所有修改與類似結(jié)構(gòu)的最寬廣的詮釋一致。因此，闡明如上的本發(fā)明的一較佳實施例，可用來鑒別不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，它包括選擇一暫時性基板，于上述暫時性基板上成長半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)；以物理或化學(xué)方式將上述半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)分割成元件彼此獨立的單體區(qū)塊位于該暫時性基板上；選擇一永久性基板，應(yīng)用物理或化學(xué)方式將該暫時性基板上已分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件的另一側(cè)倒置貼合于該永久性基板上；將上述半導(dǎo)體元件的另一側(cè)的暫時性基板去除；及完成半導(dǎo)體元件的制程制作，上述半導(dǎo)體元件位于該永久性基板之上。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述的暫時性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述的永久性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中暫時性基板與永久性基板的材料組合可以選自含有單層或多層的金屬板、鍍有單層或多層金屬薄膜的基板、含有單種或多種的金屬合金基板、鍍有單種或多種金屬合金薄膜的基板，以導(dǎo)電聚合物所形成的基板、硅、鍺、氮化硅、碳化硅、硅化合物、氮化鋁、氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、硒化鋅、氧化鋅、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋁鎂、氧化鋰鎵、氯化鈉、玻璃、石英、絕緣聚合物形成的基板……等其中的任一組合。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述劃分元件為彼此獨立的部分于暫時性基板上的物理方式可以用硬度較高的刀片劃開、鋸刀切割或以機械方式劃分切割或采用化學(xué)方式可以用濕式蝕刻、干式蝕刻、微影蝕刻。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述將該半導(dǎo)體元件倒置貼合于該永久性基板上的物理方式可以用粘著劑、壓力、融合、熱效應(yīng)、凡德瓦力或采用化學(xué)方式。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述倒置貼合的粘著劑的材料可以選自其中含有化合物、聚合物、單種或多種金屬的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中將上述暫時性基板去除的方式可以為物理研磨、機器切削、化學(xué)蝕刻、化學(xué)機械研磨或以激光照射該暫時性基板與該半導(dǎo)體元件的介面，將暫時性基板剝離。
9.一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，它包括選擇一暫時性基板，于此暫時性基板上成長半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)；以物理或化學(xué)方式將上述半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)分割成元件彼此獨立的單體區(qū)塊位于該暫時性基板上；選擇一經(jīng)過制程處理的永久性基板；應(yīng)用物理或化學(xué)方式將該暫時性基板上已分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件的另一側(cè)倒置貼合于該永久性基板上；將上述半導(dǎo)體元件的另一側(cè)的上述暫時性基板去除；及完成半導(dǎo)體元件的制程制作，上述半導(dǎo)體元件位于該永久性基板之上。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述的暫時性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述的永久性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
12.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中暫時性基板永久性基板的材料組合可以選自含有單層或多層的金屬板、鍍有單層或多層金屬薄膜的基板、含有單種或多種的金屬合金基板、鍍有單種或多種金屬合金薄膜的基板，以導(dǎo)電聚合物所形成的基板，硅、鍺、氮化硅、碳化硅、硅化合物、氮化鋁、氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、硒化鋅、氧化鋅、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋁鎂、氧化鋰鎵、氯化鈉)、玻璃、石英、絕緣聚合物形成的基板……等其中的任一組合。
13.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述分割元件為彼此獨立的部分于暫時性基板上的物理方式可以用硬度較高的刀片劃開、鋸刀切割或以機械方式劃分切割或采用化學(xué)方式可以用濕式蝕刻、干式蝕刻、微影蝕刻。
14.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述將該半導(dǎo)體元件倒置貼合于該永久性基板上的物理方式可以用粘著劑、壓力、融合、熱效應(yīng)、凡德瓦力或采用化學(xué)方式。
15.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述倒置貼合的粘著劑的材料可以選自其中含有化合物、聚合物、單種或多種金屬的組合。
16.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中將上述暫時性基板去除的方式可以為物理研磨、機器切削、化學(xué)蝕刻、化學(xué)機械研磨或以激光照射該暫時性基板與該半導(dǎo)體元件的介面，將暫時性基板剝離。
17.一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，它包括選擇一暫時性基板，于此暫時性基板上成長半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)；以物理或化學(xué)方式將上述半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)分割成元件彼此獨立的單體區(qū)塊位于該暫時性基板上；進(jìn)行元件的制程；選擇一永久性基板，應(yīng)用物理或化學(xué)方式將該暫時性基板上已分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件的另一側(cè)倒置貼合于該永久性基板上；將上述半導(dǎo)體元件的另一側(cè)的上述暫時性基板去除；及完成半導(dǎo)體元件的制程制作，上述半導(dǎo)體元件位于該永久性基板之上。
18.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述的暫時性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
19.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述的永久性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
20.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中暫時性基板與永久性基板的材料組合可以選自含有單層或多層的金屬板、鍍有單層或多層金屬薄膜的基板、含有單種或多種的金屬合金基板、鍍有單種或多種金屬合金薄膜的基板、以導(dǎo)電聚合物所形成的基板、硅、鍺、氮化硅、碳化硅、硅化合物、氮化鋁、氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、硒化鋅、氧化鋅、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋁鎂、氧化鋰鎵、氯化鈉、玻璃、石英、絕緣聚合物形成的基板……等其中的任一組合。
21.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述分割元件為彼此獨立的部分于暫時性基板上的物理方式可以用硬度較高的刀片劃開、鋸刀切割或以機械方式劃分切割或采用化學(xué)方式可以用濕式蝕刻、干式蝕刻、微影蝕刻。
22.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述將該半導(dǎo)體元件倒置貼合于該永久性基板上的物理方式可以用粘著劑、壓力、融合、熱效應(yīng)、凡德瓦力或采用化學(xué)方式。
23.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述倒置貼合的粘著劑的材料可以選自其中含有化合物、聚合物、單種或多種金屬的組合。
24.如權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中將上述暫時性基板去除的方式可以為物理研磨、機器切削、化學(xué)蝕刻、化學(xué)機械研磨或以激光照射該暫時性基板與該半導(dǎo)體元件的介面，將暫時性基板剝離。
25.一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，它包括選擇一暫時性基板，于上述暫時性基板上成長半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)；以物理或化學(xué)方式將上述半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)分割成元件彼此獨立的單體區(qū)塊位于該暫時性基板上；進(jìn)行元件的制程；選擇一經(jīng)過制程的永久性基板；應(yīng)用物理或化學(xué)方式將該暫時性基板上已分割完成獨立區(qū)塊的半導(dǎo)體元件的另一側(cè)倒置貼合于該永久性基板上；將上述半導(dǎo)體元件的另一側(cè)的上述暫時性基板去除；及完成半導(dǎo)體元件的制程制作，上述半導(dǎo)體元件位于該永久性基板之上。
26.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述的暫時性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
27.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述的永久性基板可以選自導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體其中之一或其組合。
28.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中暫時性基板永久性基板的材料組合可以選自含有單層或多層的金屬板、鍍有單層或多層金屬薄膜的基板、含有單種或多種的金屬合金基板、鍍有單種或多種金屬合金薄膜的基板、以導(dǎo)電聚合物所形成的基板、硅、鍺、氮化硅、碳化硅、硅化合物、氮化鋁、氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、硒化鋅、氧化鋅、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋁鎂、氧化鋰鎵、氯化鈉、玻璃、石英、絕緣聚合物形成的基板……等其中的任一組合。
29.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述分割元件為彼此獨立的部分于暫時性基板上的物理方式可以用硬度較高的刀片劃開、鋸刀切割或以機械方式劃分切割或采用化學(xué)方式可以用濕式蝕刻、干式蝕刻、微影蝕刻。
30.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述將該半導(dǎo)體元件倒置貼合于該永久性基板上的物理方式可以用粘著劑、壓力、融合、熱效應(yīng)、凡德瓦力或采用化學(xué)方式。
31.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中上述倒置貼合的粘著劑的材料可以選自其中含有化合物、聚合物、單種或多種金屬的組合。
32.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其特征在于，其中將上述暫時性基板去除的方式可以為物理研磨、機器切削、化學(xué)蝕刻、化學(xué)機械研磨或以激光照射該暫時性基板與該半導(dǎo)體元件的介面，將暫時性基板剝離。
全文摘要
本發(fā)明所揭露的半導(dǎo)體元件的制造方法至少包含選擇一暫時性基板，于暫時性基板上完成元件結(jié)構(gòu)，然后，以物理或化學(xué)方式分割成元件彼此獨立的區(qū)塊，接著，選擇一永久性基板，將上述暫時性基板上已分割完成的獨立區(qū)塊的另一側(cè)倒置在永久性基板上并進(jìn)行接合，接著，將暫時性基板剝離，最后，可視其需要決定進(jìn)行元件制程包括永久性基板的切割，以完成半導(dǎo)體元件的制造。
文檔編號H01L21/70GK1448984SQ02108418
公開日2003年10月15日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者詹世雄, 曾堅信, 郭政達(dá), 蔡文忠, 陳聰育, 莊惠雯 申請人:連威磊晶科技股份有限公司