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    氮化物半導體的電化學處理設備及晶圓摻雜的處理工藝制造技術

    技術編號:41637711 閱讀:19 留言:0更新日期:2024-06-13 02:32
    本發(fā)明專利技術公開了氮化物半導體的電化學處理設備及晶圓摻雜的處理工藝。該設備包括:電解液容器主體、底座結構和上蓋結構,使得在電解液容器主體內形成一空腔,盛放電解液;電解液容器主體的底面中心設置有向遠離底面一側凸出的開口,底面邊緣一周設置有至少兩個凸起部;底座結構與開口之間放置有p型摻雜的晶圓,晶圓的p型摻雜一側表面與電解液容器主體內的電解液接觸;相鄰兩凸起部之間設置一溝槽,暴露晶圓邊緣,電性連接部件通過溝槽與晶圓的邊緣電性接觸,實現(xiàn)電源正極與晶圓電連接;上蓋結構設置有電極連接孔,以使電源負極插入電極連接孔與電解液接觸。本發(fā)明專利技術實施例的技術方案有利于實現(xiàn)電流均勻傳導,降低工藝難度,提高電化學處理效率。

    【技術實現(xiàn)步驟摘要】

    本專利技術實施例涉及半導體,尤其涉及一種氮化物半導體的電化學處理設備及晶圓摻雜的處理工藝


    技術介紹

    1、當前,人類社會需求正不斷地向環(huán)境保護、自動控制、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事監(jiān)測、光電對抗等諸多領域擴散和滲透,亟需開發(fā)擁有短波長、大功率、高溫高頻等優(yōu)異性質的光電子器件,因此,以ⅲ族氮化物為突出代表的第三代半導體應運而生。目前,ⅲ族氮化物半導體材料的n型摻雜效率較高,而p型摻雜效率普遍較低,尤其高al組分的algan材料的p型摻雜效率處于較低水平。

    2、為了提高ⅲ族氮化物半導體p型摻雜,研究人員提出包括極化誘導摻雜、超晶格摻雜、delta摻雜以及高溫退火等多種方法。其中,應用最為廣泛的為高溫退火方法,但其對提高高al組分的algan材料的p型摻雜效率的效果十分有限。為提高高al組分的algan材料的p型摻雜效率,現(xiàn)有技術又提出一種恒電位電化學處理方法。然而,對于常用的電化學設備中正電極一般采用金屬探針點接觸的方式與半導體材料電連接,存在接觸面積小的問題,導致電流傳輸困難,電化學處理效率低且操作復雜。圖1是現(xiàn)有技術提供的一種對晶圓進行電化學處理前后的發(fā)光亮度曲線圖。如圖1,展示了現(xiàn)有技術中采用金屬探針點電化學處理p型晶圓后其不同測試點的發(fā)光亮度前后對比圖。其中,曲線01表示電化學處理前的發(fā)光亮度曲線,曲線02表示電化學處理后的發(fā)光亮度曲線。在5v電壓處理下,該方法處理后的晶圓有50%的區(qū)域亮度未獲得提升,處理效果差。

    3、基于上述問題,本專利技術主要旨在提供一種提高p型摻雜晶圓經化學設備處理后顯著提高p型摻雜效率,從而提高晶圓整體發(fā)光亮度均勻性的設備和處理方法。


    技術實現(xiàn)思路

    1、本專利技術提供一種氮化物半導體的電化學處理設備及晶圓摻雜的處理工藝,以實現(xiàn)電流均勻傳導,提高電化學處理效率,降低工藝難度。

    2、根據本專利技術的一方面,提供了一種氮化物半導體的電化學處理設備,包括:電解液容器主體、底座結構和上蓋結構,使得在所述電解液容器主體內形成一空腔,盛放電解液;所述電解液容器主體設置在底座結構上部,所述上蓋結構設置在所述電解液容器主體上部;

    3、所述電解液容器主體的底面中心設置有向遠離底面一側凸出的開口,底面邊緣一周設置有至少兩個凸起部;所述開口與所述電解液容器主體連通;所述底座結構與所述開口之間用于放置p型摻雜的晶圓,實現(xiàn)所述晶圓的p型摻雜一側表面面向所述開口,與所述電解液容器主體內的電解液接觸;

    4、相鄰兩所述凸起部之間設置一溝槽;所述溝槽暴露所述晶圓的邊緣,以使電性連接部件通過所述溝槽與所述晶圓的邊緣電性接觸,實現(xiàn)電源正極與所述晶圓電連接;

    5、所述上蓋結構設置有電極連接孔,以使電源負極插入所述電極連接孔,與電解液接觸。

    6、可選地,所述上蓋結構還設置有至少一通氣孔,所述通氣孔中穿插有通氣部件,所述上蓋結構具有第一平臺和第二平臺,所述第一平臺環(huán)繞所述第二平臺,所述第二平臺可放置入所述電解液容器主體空腔內,所述第一平臺與所述電解液容器主體的上部接觸。

    7、可選地,所述開口包括第一圓環(huán)側壁和第二圓環(huán)側壁;

    8、所述第一圓環(huán)側壁圍繞所述第二圓環(huán)側壁的外圍設置,且所述第一圓環(huán)側壁的高度大于所述第二圓環(huán)側壁的高度,形成第一臺階結構,所述第一臺階結構內設置有第一密封圈,所述第一密封圈用于使所述晶圓與所述電解液容器主體緊密接觸。

    9、可選地,所述底座結構包括第三平臺和第四平臺;所述第三平臺的直徑大于所述第四平臺的直徑,所述第三平臺的中心和所述第四平臺的中心在水平面的正投影存在交疊;所述第四平臺與所述開口接觸;

    10、所述第四平臺的高度和所述開口的高度之和大于或等于所述凸起部的高度。

    11、可選地,所述底座結構還包括第五平臺,所述第五平臺設置于所述第四平臺遠離所述第三平臺的一側,所述第四平臺的中心、所述第五平臺的中心在水平面的正投影存在交疊;第五平臺外圍輪廓與第二圓環(huán)側壁的內輪廓相匹配;

    12、所述第四平臺的直徑大于所述第五平臺的直徑,形成第二臺階結構;在所述第二臺階結構內設置有第二密封圈,用于使所述晶圓與所述底座結構緊密接觸。

    13、可選地,所述第四平臺的外徑大于所述晶圓的直徑,且所述第四平臺的外徑與所述晶圓的直徑之差為0.5~10mm。

    14、可選地,所述晶圓上設置有銦接觸金屬,所述導線夾與所述晶圓的邊緣的夾持尺寸范圍包括0.5~10mm。

    15、可選地,所述凸起部、所述開口和所述電解液容器主體一體成型,由所述電解液容器主體的上部至所述凸起部的下部設置有第一通孔;所述底座結構的邊緣設置有第二通孔;所述第一通孔和所述第二通孔在水平面的正投影一一對應;

    16、所述第一通孔和所述第二通孔內部分設置有螺紋孔,用于通過緊固部件將所述電解液容器主體與所述底座結構緊密連接。

    17、可選地,在所述電解液容器主體的底面邊緣包括四個具有相同間隔的所述凸起部,且相鄰兩所述凸起部之間設置所述溝槽,所述溝槽設置為四個。

    18、可選地,所述電性連接部件包括導線夾,所述導線夾用于通過所述溝槽夾持于所述晶圓的邊緣。

    19、根據本專利技術的另一方面,還提供了一種晶圓摻雜的處理工藝,采用如第一方面任意實施例所述的氮化物半導體的電化學處理設備實現(xiàn);

    20、所述晶圓摻雜的處理工藝,包括:

    21、將晶圓的邊緣設置接觸金屬,采用預設夾持數量的電性連接部件與接觸金屬連接,以使所述晶圓與電源正極電連接;其中,所述預設夾持數量包括4個;

    22、向電解液容器主體的內部注入具有預設濃度范圍的電解液;其中,所述電解液的溶度的預設濃度范圍包括1~1.5mol/l;

    23、將穿插有電源負極的上蓋與所述電解液容器主體的頂部蓋合,以使電源負極與所述電解液接觸;

    24、其中,所述電性連接部件與所述晶圓的邊緣的夾持尺寸范圍包括2~4mm;

    25、所述電源正極和所述電源負極施加的電壓的范圍包括5~8v。

    26、本專利技術實施例提供的氮化物半導體的電化學處理設備,由電解液容器主體、底座結構和上蓋結構形成一密閉的空腔,用于盛放電解液。電解液容器主體的底面中心設置一凸出于底面的開口,底面邊緣一周設置至少兩個凸起部,凸起部將電解液容器主體支撐于底座結構上。開口與底座結構之間放置p型摻雜的晶圓,p型摻雜一側表面面向開口,與電解液接觸。相鄰兩凸起部之間設置有溝槽,溝槽暴露晶圓邊緣。由于凸起部包括至少兩個溝槽,因此,可采用至少兩個導線夾分別通過溝槽夾持晶圓邊緣,使電源正極與晶圓實現(xiàn)電連接。相比于相關技術中僅采用一個探針點接觸來連接晶圓,本專利技術實施例可使電流傳導均勻,有利于改善電化學處理效果,提高電化學處理效率。同時,當采用導電夾作為電性連接部件時,導線夾平面接觸替代探針點接觸,且晶圓兩個表面均可涂覆銦,導電夾同時接觸涂覆銦的兩個表面,相比于單面單點探針接觸,進一步可以提高電流傳到均勻性;在電解液容器主體的頂部設置可本文檔來自技高網...

    【技術保護點】

    1.一種氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,包括:電解液容器主體、底座結構和上蓋結構,使得在所述電解液容器主體內形成一空腔,盛放電解液;所述電解液容器主體設置在底座結構上部,所述上蓋結構設置在所述電解液容器主體上部;

    2.根據權利要求1所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述上蓋結構還設置有至少一通氣孔,所述通氣孔中穿插有通氣部件,所述上蓋結構具有第一平臺和第二平臺,所述第一平臺環(huán)繞所述第二平臺,所述第二平臺可放置入所述電解液容器主體空腔內,所述第一平臺與所述電解液容器主體的上部接觸。

    3.根據權利要求2所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述開口包括第一圓環(huán)側壁和第二圓環(huán)側壁;

    4.根據權利要求3所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述底座結構包括第三平臺和第四平臺;所述第三平臺的直徑大于所述第四平臺的直徑;所述第三平臺的中心和所述第四平臺的中心在水平面的正投影存在交疊;所述第四平臺與所述開口正對設置;

    5.根據權利要求4所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述底座結構還包括第五平臺,所述第五平臺設置于所述第四平臺上遠離所述第三平臺的一側,所述第四平臺的中心、所述第五平臺的中心在水平面的正投影存在交疊;第五平臺外圍輪廓與第二圓環(huán)側壁的內輪廓相匹配;

    6.根據權利要求5所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述第四平臺的外徑小于所述晶圓的直徑,且所述第四平臺的外徑與所述晶圓的直徑之差為0.5~10mm。

    7.根據權利要求6所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述凸起部、所述開口和所述電解液容器主體一體成型,由所述電解液容器主體的上部至所述凸起部的下部設置有第一通孔;所述底座結構的邊緣設置有第二通孔;所述第一通孔和所述第二通孔在水平面的正投影一一對應;

    8.根據權利要求1-7任一項所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,在所述電解液容器主體的底面邊緣包括四個具有相同間隔的所述凸起部,且相鄰兩所述凸起部之間設置所述溝槽,所述溝槽設置為四個。

    9.根據權利要求8所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述電性連接部件包括導線夾,所述導線夾用于通過所述溝槽夾持于所述晶圓的邊緣。

    10.一種晶圓摻雜的處理工藝,其特征在于,采用如權利要求8-9任一項所述的氮化物半導體的電化學處理設備實現(xiàn);

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    【技術特征摘要】

    1.一種氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,包括:電解液容器主體、底座結構和上蓋結構,使得在所述電解液容器主體內形成一空腔,盛放電解液;所述電解液容器主體設置在底座結構上部,所述上蓋結構設置在所述電解液容器主體上部;

    2.根據權利要求1所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述上蓋結構還設置有至少一通氣孔,所述通氣孔中穿插有通氣部件,所述上蓋結構具有第一平臺和第二平臺,所述第一平臺環(huán)繞所述第二平臺,所述第二平臺可放置入所述電解液容器主體空腔內,所述第一平臺與所述電解液容器主體的上部接觸。

    3.根據權利要求2所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述開口包括第一圓環(huán)側壁和第二圓環(huán)側壁;

    4.根據權利要求3所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述底座結構包括第三平臺和第四平臺;所述第三平臺的直徑大于所述第四平臺的直徑;所述第三平臺的中心和所述第四平臺的中心在水平面的正投影存在交疊;所述第四平臺與所述開口正對設置;

    5.根據權利要求4所述的氮化物半導體的電化學處理設備,其特征在于,所述底座結構還包括第五平臺,所述第五平臺設置于所述第四平臺上遠離所述第三平臺的一側...

    【專利技術屬性】
    技術研發(fā)人員:唐唯卿,沈雁偉,魏永強,許奇明高飛紀云,王良吉,
    申請(專利權)人:蘇州立琻半導體有限公司,
    類型:發(fā)明
    國別省市:

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