本發(fā)明涉及一種外延缺陷的處理方法，屬半導(dǎo)體器件與工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

化學(xué)氣相沉積方法例如金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（mocvd）在led與多結(jié)太陽(yáng)電池等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。led與多結(jié)太陽(yáng)電池的外延層均具由多個(gè)薄層組成。以發(fā)展最為成熟的ge/in0.01gaas/gainp三結(jié)電池為例，其外延過程是在ge襯底上mocvd生長(zhǎng)in0.01gaas中電池和gainp頂電池，每一結(jié)電池都具有窗口層、發(fā)射區(qū)、基區(qū)、背場(chǎng)層多層外延結(jié)構(gòu)，同時(shí)子電池之間還有隧穿結(jié)層。

在化學(xué)氣相沉積的過程中，外延片表面很難保證絕對(duì)的潔凈，經(jīng)常會(huì)有顆粒雜質(zhì)等異物掉落到外延片表面，我們稱之為外延掉點(diǎn)現(xiàn)象。在后續(xù)的外延生長(zhǎng)過程中，有時(shí)外延掉點(diǎn)會(huì)被后續(xù)生長(zhǎng)的外延層層層覆蓋，最后形成外延片表面的凸起，有時(shí)外延掉點(diǎn)附近的外延生長(zhǎng)過程較慢或無法生長(zhǎng)外延層，使得外延掉點(diǎn)處形成凹陷。由于掉點(diǎn)覆蓋了原有的外延表面，在掉點(diǎn)處生長(zhǎng)的外延層的晶體質(zhì)量會(huì)變得比較差，原子排列變得雜亂無章，更接近于非晶的狀態(tài)。

而對(duì)led器件與光伏器件等光電器件來說，其外延層的晶體質(zhì)量非常重要。晶體質(zhì)量差會(huì)導(dǎo)致所外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體材料的非輻射復(fù)合幾率變高。對(duì)光伏器件來說，會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)電阻變小，漏電增大，填充因子或開路電壓性能惡化。對(duì)led器件來說，會(huì)導(dǎo)致器件的內(nèi)部漏電變大，內(nèi)量子效率降低，發(fā)光亮度下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種外延缺陷的處理方法，包括以下步驟：（1）提供一外延片，具有多層不同半導(dǎo)體材料的外延層，其表面具有外延缺陷部位；（2）將所述外延片表面的外延缺陷部位采用物理方法破壞，形成凹陷；（3）準(zhǔn)備一臨時(shí)襯底，在其上制備至少一層腐蝕截止層作為鍵合層；（4）將所述外延片與臨時(shí)襯底進(jìn)行鍵合，使所述外延片表面與臨時(shí)襯底表面的腐蝕截止層接合；（5）去除臨時(shí)襯底；（6）采用物理方法破壞所述凹陷處的腐蝕截止層，露出腐蝕截止層下的外延層；（7）用濕法腐蝕的方法腐蝕上述露出的外延層；（8）去除剩余的腐蝕截止層。

優(yōu)選地，所述外延缺陷是在外延過程中由于異物掉落在外延表面所形成的，包含凸起與凹陷兩種類型。

優(yōu)選地，其特征在于：所述外延缺陷的直徑范圍為5~1000μm，凸起的高度范圍為1μm以上，凹陷的深度范圍為0.5~50μm。

優(yōu)選地，所述步驟（2）中用于破壞外延缺陷的凸起部分的腐蝕截止層的物理方法包含但不限于刀片刮除、專門的制具的刮除、研磨等。在上述處理過程中不影響缺陷以外區(qū)域的外延層與凹陷的外延缺陷。經(jīng)過步驟（2）處理后，所述外延片表面的高于1μm的外延缺陷的凸起轉(zhuǎn)變?yōu)榘枷荩鐾庋悠砻娴耐庋尤毕莸陌枷莶糠中蚊膊蛔儭?/p>

優(yōu)選地，所述臨時(shí)襯底包含半導(dǎo)體襯底、玻璃襯底或金屬襯底。

優(yōu)選地，所述腐蝕截止層材料為固體材料，包含但不限于介質(zhì)材料、半導(dǎo)體，不能被用于腐蝕上述外延層的化學(xué)溶液所腐蝕。

優(yōu)選地，述腐蝕截止層的厚度為50nm~20μm。

優(yōu)選地，所述步驟（4）中所述的鍵合方法為直接鍵合方法。

優(yōu)選地，所述步驟（4）中，鍵合后使得外延缺陷以外的外延片表面與臨時(shí)襯底表面實(shí)現(xiàn)鍵合且具有較好的鍵合界面質(zhì)量，而凹陷深度達(dá)到0.5μm以上的位置處的外延表面與臨時(shí)襯底表面的鍵合界面質(zhì)量較差或無法鍵合。

優(yōu)選地，所述步驟（5）中，去除臨時(shí)襯底的方法包含但不限于濕法腐蝕，優(yōu)選的，可以在步驟（3）中在臨時(shí)襯底與腐蝕截止層之間制備一層犧牲層，以使得在步驟（5）中可以通過只腐蝕犧牲層來剝離臨時(shí)襯底，使臨時(shí)襯底可以重復(fù)利用。

優(yōu)選地，所述步驟（6）中所述破壞凹陷處的腐蝕截止層的物理方法為退火或者膠帶粘拉，經(jīng)過上述處理后，凹陷處的腐蝕截止層被破壞，露出其下方的外延層。

優(yōu)選地，所述步驟（7）中控制所述濕法腐蝕的條件，使其不會(huì)破壞腐蝕截止層及其保護(hù)的外延層，而只會(huì)腐蝕步驟（6）中露出的外延層。所述濕法腐蝕可以是一步腐蝕或者多步腐蝕，將外延缺陷位置的多層外延層腐蝕，形成腐蝕坑。可以根據(jù)需要控制濕法腐蝕的條件，以控制腐蝕坑的面積大小。

優(yōu)選地，所述步驟（8）中步驟還包括制備鈍化層，所述腐蝕截止層去除與制備鈍化層為兩步工藝，可以先做腐蝕截止層去除，再制備鈍化層；也可以先制備鈍化層，再用腐蝕截止層作為掩膜剝離掉上述腐蝕坑以外區(qū)域的鈍化層。所述鈍化層為介質(zhì)材料，具有鈍化腐蝕坑的側(cè)壁、減小側(cè)壁漏電的作用。

優(yōu)選地，所述處理方法與芯片工藝相結(jié)合，將芯片工藝中的工序根據(jù)實(shí)際需要穿插到處理方法的過程中。

本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件的制作方法，包括步驟：(1）采用外延生長(zhǎng)技術(shù)形成外延層，其表面具有外延缺陷部位；（2）將所述外延層表面的外延缺陷部位采用物理方法破壞，形成凹陷；（3）準(zhǔn)備一臨時(shí)襯底，在其上制備至少一層腐蝕截止層作為鍵合層；（4）將所述外延層與臨時(shí)襯底進(jìn)行鍵合，使所述外延層表面與臨時(shí)襯底表面的腐蝕截止層接合；（5）去除臨時(shí)襯底；（6）采用物理方法破壞所述凹陷處的腐蝕截止層，露出腐蝕截止層下的外延層；（7）用濕法腐蝕的方法腐蝕上述露出的外延層；（8）去除剩余的腐蝕截止層。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)在于：利用直接鍵合對(duì)鍵合表面的平整度的高要求，使得由于缺陷導(dǎo)致的外延片表面不平整的區(qū)域鍵合質(zhì)量較差，再通過退火和膠帶粘拉等方法將鍵合質(zhì)量差的位置的作為鍵合層的腐蝕截止層破壞，在化學(xué)濕法腐蝕過程中使得腐蝕截止層只保護(hù)外延缺陷區(qū)域以外的外延層，實(shí)現(xiàn)對(duì)外延缺陷位置的外延層的選擇腐蝕和鈍化。

發(fā)明適用的外延缺陷的類型較為廣泛，不僅適用于凸起的外延缺陷，也適用于凹陷的外延缺陷。經(jīng)過腐蝕和鈍化后，外延掉點(diǎn)周圍的晶體質(zhì)量差的外延層被去除，減小了由于晶體質(zhì)量差導(dǎo)致的非輻射復(fù)合，同時(shí)用化學(xué)腐蝕和制備介質(zhì)層鈍化了腐蝕坑的側(cè)壁，減小了漏電。

本發(fā)明可用于led或光伏領(lǐng)域。對(duì)多結(jié)太陽(yáng)電池來說，采用本發(fā)明可消除部分外延缺陷對(duì)電池芯片性能的影響，減少由于掉點(diǎn)帶來的非輻射復(fù)合，保證了開路電壓與填充因子的正常，而外延缺陷的直徑一般在數(shù)微米至數(shù)十微米之間，其面積占外延片的面積比例非常小，不足千分之一，因此所述的處理方法也不會(huì)對(duì)短路電流造成明顯影響。對(duì)led器件來說，采用本發(fā)明可部分消除由于外延缺陷導(dǎo)致的內(nèi)部漏電，避免內(nèi)量子效率受到影響，同時(shí)當(dāng)芯片尺寸較大時(shí)，該處理方法所損傷的外延面積相對(duì)較小，因此對(duì)其發(fā)光亮度的影響也較小，從而提高了芯片的良率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施的一種外延缺陷的處理方法的流程圖。

圖2-圖7為本發(fā)明實(shí)施例之一種多結(jié)太陽(yáng)電池的制作過程示意圖。

圖中標(biāo)示：

001：ge襯底；

002：in0.01gaas子電池；

003：導(dǎo)致外延表面凹陷的外延掉點(diǎn)；

004：導(dǎo)致外延表面凸起的外延掉點(diǎn)；

005：gainp子電池；

006：gaas歐姆接觸層；

007：刀具；

008：gaas臨時(shí)襯底；

009：alas腐蝕截止層；

010：鍵合層暗裂；

011：鍵合層暗裂；

012：膠帶；

013：正面電極；

014：減反射膜；

015：背面電極。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

下面實(shí)施例公開了一種由于外延掉點(diǎn)現(xiàn)象而引起的外延缺陷的處理方法，請(qǐng)參看圖1，其主要包括步驟s100~s800：將所述外延片表面的外延缺陷的凸起部分采用物理方法破壞，形成凹陷；準(zhǔn)備一臨時(shí)襯底，在其上制備至少一層腐蝕截止層作為鍵合層；將所述外延片與臨時(shí)襯底進(jìn)行鍵合，使所述外延片表面的鍵合層與臨時(shí)襯底表面的腐蝕截止層接合；去除臨時(shí)襯底；采用退火和膠帶粘拉等物理方法破壞凹陷處的腐蝕截止層，露出腐蝕截止層下的外延層；用濕法腐蝕的方法腐蝕上述露出的外延層；去除剩余的腐蝕截止層。

下面以多結(jié)太陽(yáng)電池為例，詳細(xì)說明采用上述處理方法制作半導(dǎo)體器件的方法。

如圖2所示，本實(shí)例采用的襯底為4寸ge襯底001，用mocvd方式在ge緩沖層上依次生長(zhǎng)ingaas子電池002、gainp子電池005、gaas歐姆接觸層006。在本實(shí)例中，在生長(zhǎng)ingaas子電池后外延片表面掉落雜質(zhì)顆粒003與004，在掉點(diǎn)003表面外延層生長(zhǎng)速度較慢，導(dǎo)致形成外延表面的凹陷，在掉點(diǎn)004表面外延層生長(zhǎng)速度正常，導(dǎo)致形成外延表面的凸起。

如圖2所示，采用刀具007刮外延片表面，使得外延表面的凸起處的部分外延層被刮除，形成凹陷。

如圖3所示，提供一gaas臨時(shí)襯底008，并采用mocvd的方法在其表面制備1層alas腐蝕截止層009，厚度為500nm。在采用氨水溶液清洗臨時(shí)襯底與外延片后采用直接鍵合的方法在真空室內(nèi)將臨時(shí)襯底與ge襯底的正面鍵合到一起，鍵合溫度為200℃，鍵合壓力為12000kg，鍵合時(shí)間為1小時(shí)。直接鍵合時(shí)由于外延表面凹陷處有空洞，導(dǎo)致鍵合質(zhì)量較差。

如圖4所示，在鍵合完成后采用氨水與h2o2的混合溶液去除臨時(shí)襯底，并將外延片進(jìn)行500℃的高溫退火10min，重復(fù)3次，使得外延片表面的凹陷處的作為鍵合層的腐蝕截止層暗裂010與011。采用膠帶012對(duì)外延片進(jìn)行粘拉數(shù)次，使得凹陷處的腐蝕截止層被破壞，如圖5所示。

如圖6所示，采用檸檬酸與h2o2的混合溶液腐蝕露出的gaas歐姆接觸層006與in0。01gaas子電池外延層002，采用hcl與h3po4的混合溶液腐蝕gainp子電池外延層005，形成腐蝕坑，外延掉點(diǎn)003與004也隨之脫落。腐蝕過程中通過控制時(shí)間來控制腐蝕坑的大小，使得腐蝕坑的直徑比外延片處理之前的凸起的外延缺陷的直徑略大，以確保去除了外延掉點(diǎn)周圍的晶體質(zhì)量差的外延層。之后再用hf腐蝕掉腐蝕截止層009。

如圖7所示，用剝離的方法制備出augeni/ag/au正面電極013，以正面電極為掩膜用檸檬酸與h2o2的混合溶液腐蝕掉電極以外的gaas歐姆接觸層（006）。在芯片表面用電子束蒸發(fā)的方法制備tiox/al2o3減反射膜014，在腐蝕坑側(cè)壁上的減反射膜同時(shí)會(huì)起到鈍化作用。用光刻膠作為掩膜，用hf腐蝕掉正面電極上的減反射膜。在襯底背面蒸鍍ti/pd/ag作為背面電極015。最后通過切割及切割道腐蝕鈍化形成單個(gè)電池芯片。