半导体元件及其制造方法

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技术领域\n本发明有关于一种半导体制造方法，特别是有关于一种新颖的先行 将晶粒分离的半导体元件制造方法。\n背景技术\n最近数年，集成电路集成度的提升不断地驱动半导体工业朝向深次 微米技术的发展。随着极超大型集成电路技术不断地演进，半导体元件 的尺寸也随着趋势变得越来越小。半导体制程的趋势不断朝向提升晶圆 构装密度发展，因此元件的设计便不断朝向节省空间的观念演进。致力 于缩小各元件的大小使得集成度提升。为了将元件缩小，元件的尺寸已 被缩小至次微米或更小的范围。随着半导体的演进，多重内连线的使用 也是集成电路制造技术发展的趋势之一。而制程的整合以及简化一为思 考的方向之一。\n半导体的光电元件可以包含发光二极管、半导体激光、太阳电池、 光检测器等而电子元件则包含可以是晶体管、单极性元件、双极性元件、 二极管、微波元件等。基于简化元件制程唯一种趋势，降低生产成本亦 为一种考量。且若可以开发一种可根据不同需求选择适合的永久性基板 的制程，不但可以达到上述的目的并可经由此制程加强并改善元件的特 性。\n因此，基于上述的所需，以及因应趋势的需求，因此本发明将提出 一种半导体元件的制作流程，可以适用于上述所有的光电以及电子元件。\n发明内容\n本发明的目的是为提供一种新颖的半导体元件的制造方法，其可简 化元件制造的制程，且增加制程的稳定度，提高元件制程的良率，并可 以降低生产成本；可根据不同需求选择适合的永久性基板，并可经由此 制程加强并改善元件的特性，例如散热性、导电性；应用在光电元件方 面，则可增加发光或吸收的有效面积，提升元件的特性以达到最大效率。\n本发明有关于一种先行将晶粒分离的半导体元件的制造方法。\n本发明的一种半导体元件的制造方法至少包含：选择一暂时性基板， 于上述暂时性基板上成长半导体元件结构；以物理或化学方式将上述半 导体元件结构分割成元件彼此独立的单体区块位于该暂时性基板上；选 择一永久性基板，应用物理或化学方式将该暂时性基板上已分割完成独 立区块的半导体元件的另一侧倒置贴合于该永久性基板上；将上述半导 体元件的另一侧的暂时性基板去除；及完成半导体元件的制程制作，上 述半导体元件位于该永久性基板之上。\n其中上述的暂时性基板可以选自导体、半导体、绝缘体其中之一或 其组合。\n其中上述的永久性基板可以选自导体、半导体、绝缘体其中之一或 其组合。\n其中暂时性基板与永久性基板的材料组合可以选自含有单层或多层 的金属板、镀有单层或多层金属薄膜的基板、含有单种或多种的金属合 金基板、镀有单种或多种金属合金薄膜的基板，以导电聚合物所形成的 基板、硅、锗、氮化硅、碳化硅、硅化合物、氮化铝、氮化镓、砷化镓、 磷化铟、硒化锌、氧化锌、氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化铝镁、氧化 锂镓、氯化钠、玻璃、石英、绝缘聚合物形成的基其中的任一组合。\n其中上述划分元件为彼此独立的部分于暂时性基板上的物理方式可 以用硬度较高的刀片划开、锯刀切割或以机械方式划分切割或采用化学 方式可以用湿式蚀刻、干式蚀刻、微影蚀刻。\n其中上述将该半导体元件倒置贴合于该永久性基板上的物理方式可 以用粘着剂、压力、融合、热效应、凡德瓦力或采用化学方式。\n其中上述倒置贴合的粘着剂的材料可以选自其中含有化合物、聚合 物、单种或多种金属的组合。\n其中将上述暂时性基板去除的方式可以为物理研磨、机器切削、化 学蚀刻、化学机械研磨或以激光照射该暂时性基板与该半导体元件的介 面，将暂时性基板剥离。\n此制程流程可使用于半导体元件的光电元件与电子元件，其光电元 件可以为发光二极管、半导体激光、太阳电池、光检测器……等；而电 子元件可以是晶体管、单极性元件、双极性元件、二极管、微波元件…… 等。\n附图说明\n由以下详细的描述结合附图，将可轻易的了解上述内容及此项发明 的诸多优点，其中：\n图1为显示根据本发明的元件制程流程图；\n图2为显示根据本发明的第一实施例；\n图3为显示根据本发明的第二实施例；\n图4为显示根据本发明的第三实施例；\n图5为显示根据本发明的第四实施例。\n具体实施方式\n本发明是揭露一种半导体元件的制造方法，此制造流程可使用于半 导体元件的光电元件与电子元件，其光电元件可以为发光二极管、半导 体激光、太阳电池、光检测器……等；而电子元件可以是晶体管、单极 性元件、双极性元件、二极管、微波元件……等。参阅图1，其主要的 步骤包括：首先，于步骤100中，选择一暂时性基板，于此暂时性基板 上成长半导体元件结构120。上述暂时性基板要可以为导体、半导体、 绝缘体。于暂时性基板上完成元件结构的分离成个别独立的区块，步骤 130。此分割元件成彼此独立区块的步骤包含但不限于以物理方式(例如 以刀片划分、锯刀切割或以激光先行切割……等)或化学方式(例如湿 式蚀刻、干蚀刻、光刻……等)，接着，选择一永久性基板，应用物理或 化学方式将上述暂时性基板上已分割的完成独立区块的另一侧倒置贴合 于该永久性基板上，步骤140，可以使用粘着剂、金属、融合、压力、 凡德瓦力……等方式进行；于步骤150则将此半导体元件的另一侧的暂 时性基板去除。将暂时性基板剥离的方式包含但不限于使用物理研磨、 机器切削、化学蚀刻、化学机械研磨、激光移除等方式。后续步骤包含 完成半导体元件的制程制作160、以及切割该永久性基板170，以及利于 完成整个制程180。其中切割该永久性基板170是为选择性步骤。\n图2至图5是为本发明较佳实施例的示意图。参阅图2，其中半导 体元件的制造方法包含：\n(A)选择一暂时性基板2，于此暂时性基板2上成长半导体元件结 构4；\n(B)以物理或化学方式将之分割成元件彼此独立的区块于暂时性 基板2上；\n(C)选择一永久性基板6，应用物理或化学方式将该上述暂时性基 板2上已分割完成独立区块的半导体元件4的另一侧倒置贴合于该永久 性基板6上；\n(D)将此分割完成独立区块的半导体元件4的另一侧的暂时性基 板2去除完成半导体元件的制程制作，上述半导体元件位于该永久性基 板6之上。\n图3的半导体元件的制造方法，包括：\n(A)选择一暂时性基板2，于此暂时性基板上成长半导体元件结构 4；\n(B)以物理或化学方式将之分割成元件彼此独立的区块于暂时性 基板上2上；\n(C)选择一永久性基板6，所形成的膜层使用标号8表示；\n(D)应用物理或化学方式将该上述暂时性基板上已分割完成独立 区块的半导体元件4的另一侧倒置贴合于永久性基板6上；\n(E)将此分割完成独立区块的半导体元件4的另一侧的暂时性基板 2去除完成半导体元件的制程制作，上述半导体元件位于该永久性基板6 之上。\n图4实施例则是于半导体元件上执行元件的制程，所形成的膜层使 用标号10表示。图5则于永久性基板6上以及已分别完成独立区块的半 导体元件4上经过制程的处理，所形成的膜层分别是用标号8以及10表 示。\n上述的暂时性基板2可以选自导体、半导体、绝缘体其中之一或其 组合。永久性基板6可以选自导体、半导体、绝缘体其中之一或其组合。 其暂时性基板2与永久性基板6的材料组合可以选自含有单层或多层的 金属板、镀有单层或多层金属薄膜的基板、含有单种或多种的金属合金 基板、镀有单种或多种金属合金薄膜的基板，以导电聚合物所形成的基 板、硅(Si)、锗(Ge)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、硅化合物、 氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、硒化 锌(ZnSe)、氧化锌(ZnO)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁 (MgO)、氧化铝镁(MgAlO)、氧化锂镓(LiGaO2)、氯化钠(NaCl)、 玻璃、石英、绝缘聚合物形成的基板……等其中的任一相合。分割元件 为彼此独立的部分于暂时性基板上的物理方式可以用硬度较高的刀片划 开、锯刀切割或以机械方式划分切割，而化学方式可以用湿式蚀刻、干 式蚀刻、光刻。\n将半导体元件倒置贴合于永久性基板上的物理方式可以用粘着剂、 压力、融合、热效应、凡德瓦力。同理可以采用化学方式加以贴合。上 述粘着剂的材料可以选自其中含有化合物、聚合物、单种或多种金属的 组合。而去除暂时性基板去除的方式可以为物理研磨、机器切削、化学 蚀刻、化学机械研磨、激光移除。此外，可以利用激光照射暂时性基板 与元件的介面，将暂时性基板剥离。\n本发明的主要优点如下：\n1.简化了元件制造的制程，且增加制程的稳定度，因此可提高元件 制程的良率，并可以降低生产成本。\n2.可根据不同需求选择适合的永久性基板，并可经由此制程加强并 改善元件的特性，例如散热性、导电性。\n3.应用在光电元件方面，则可增加发光或吸收的有效面积，提升元 件的特性以达到最大效率。\n对熟悉此领域技艺的人士，本发明虽以一较佳实例阐明如上，但其 并非用以限定本发明的精神。在不脱离本发明的精神与范围内所作的修 改与类似的安排，均应包含在下述的申请专利范围内，这样的范围应该 与覆盖在所有修改与类似结构的最宽广的诠释一致。因此，阐明如上的 本发明的一较佳实施例，可用来鉴别不脱离本发明的精神与范围内所作 的各种改变。