(57)【要約】ヒ化ガリウム基板のような化合物半導体基板は、共融して金属基板（４００）に接着されている。半導体基板は状況に応じて薄くされる、そして、ビアまたはトレンチ（６０１）が、整合した相互接続を容易にするために、前面から金属基板（４００）まで形成される。金属基板（４００）によって与えられる機械的支持により、ビアまたはトレンチ（６０１）がどんな形であることも可能になる。トレンチ（６０１）は、熱隔離または熱拡散を与える、または（金属エア・ブリッジと組み合わせて）電磁遮蔽を可能にするために、特定の回路素子を取り囲むことができる。トレンチ構造物（６０１）は、また、標準的なビア・ホールと比較して、超短波で低いインピーダンスの接地接続を可能にする。金属基板（６００）を、接地面として、またはヒート・シンクとして使用することができる。
2006523943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイス用の複合材基板を製造する方法であって、
最初の直径を有し、接着面を有する金属基板を用意し、
それぞれが接着面の一部分とつながれ、かつアレイ構成を形成することができる形とサイズとを有している複数のタイルを接着面の上に接着し、
複数のタイルと金属基板の温度を上げ、
タイルのそれぞれが金属基板に対して実施的に静止している間に温度を上昇させて、複数のタイルのそれぞれと接着面との間に共晶結合を生成し、
複数のタイルのそれぞれの上に複数のアクティブ・デバイスを形成し、
それぞれが共晶結合の一部を通り、タイルの１つの一部を通って金属基板の一部まで通るビア構造物を形成する複数の開口部をタイルのそれぞれを通して形成し、
共晶結合を通り、タイルの部分を通ってアクティブ・デバイスの１つの部分を金属基板の部分に接続するために相互接続層を形成し、
相互接続層が共晶結合の部分を通り、タイルの１つの部分を通って、アクティブ・デバイスの１つの部分を金属基板の部分に接続することを特徴とする方法。
【請求項２】
それぞれのタイルの中に複数の開口部を形成することが、フォトリソグラフィ材料を使用して複数のアクティブ・デバイスを被覆し、開口部に対応する領域を形成するためにその被覆物をパターニングすることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
パターニングすることはエッチング工程を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
タイルのそれぞれが、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウム、炭化ケイ素から選ばれた構成要素を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
開口部のそれぞれがビア構造物である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
共晶結合が、インジウム、スズ、耐酸化性金属を含む低い溶融温度の金属から選ばれた合金を使用して形成される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
アレイ構成がタイルのＮ×Ｍアレイであり、タイルのそれぞれが別のタイルにつながっている請求項１に記載の方法。
【請求項８】
開口部のそれぞれは縦横比が２：１より大きい形状である請求項１に記載の方法。
【請求項９】
相互接続層がチタンの上に白金、その上に金を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
相互接続層が導体層の下にあるバリア金属層を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
金属基板が接地面を備えている請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
接着基板を製造する方法であって、
前もって決めた厚さを有する金属基板を用意し、
金属基板の上に化合物半導体材料の最初の一層を接着し、
化合物半導体材料の最初の層の厚さを２番目の層まで減少させ、
化合物半導体材料の２番目の層の一部を通って下にある金属基板の一部まで１つまたは複数のビア構造物を形成し、ビア構造物が金属基板に電気的に接続されることとを特徴とする方法。
【請求項１３】
化合物半導体基板の２番目の層が１００ミクロン未満である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
化合物半導体材料の２番目の層が金属基板なしでは不安定である請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ビア構造物が２：１より大きな縦横比を有する請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
金属基板が最初の熱膨張率を有し、化合物半導体が２番目の熱膨張率を有し、最初の熱膨張率が２番目の熱膨張率の前もって決めた値内である請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前もって決めた値が、ほぼ室温から摂氏５５０度までの温度範囲にわたって化合物半導体へのいかなる損傷を防止する請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
化合物半導体の２番目の層を、集積回路用の１つまたは複数の製造工程により加工することをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
１つまたは複数の製造工程には、化合物半導体と金属層との間に接触を生じさせるために少なくとも合金化工程が含まれる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
合金化工程が熱処理工程である請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
接着基板を製造する方法であって、
前もって決めた厚さを有する金属基板を用意し、
金属基板の上に化合物半導体材料の最初の層を接着し、
化合物半導体材料の最初の層の厚さを２番目の層まで減少させ、
金属基板の裏面の反対側を通して化合物半導体の２番目の層の一部を通して１つまたは複数のトレンチ構造物を形成し、
１つまたは複数のトレンチ構造物の内に１つまたは複数の金属構造物を形成して、化合物半導体材料の２番目の層の部分の内に、下にある金属基板の一部への１つまたは複数の個別のビア構造物を形成して、ビア構造物が金属基板に電気的に接続されることを特徴とする方法。
【請求項２２】
接着基板を製造する方法であって、
前もって決めた厚さを有する金属基板を用意し、
金属基板の上に化合物半導体材料の最初の層を接着し、
化合物半導体材料の最初の層の厚さを２番目の層まで減少させ、
化合物半導体材料の２番目の層の一部を囲むトレンチ領域を形成し、
トレンチ領域内に導体材料を形成して、トレンチ領域内の導体材料と下にある金属基板の一部とを使って化合物半導体の２番目の層の部分を隔離することとを特徴とする方法。
【請求項２３】
化合物半導体の２番目の層の部分の上部を露光する請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに露光した上部部分の上に絶縁層を形成することを含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
さらに絶縁層の上に金属層を形成し、トレンチ領域の導体材料に接続して化合物半導体の２番目の層の部分を取り囲むことを含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
高周波デバイスのための基板構造物であって、
１０ギガヘルツより高い周波数で作動可能な高周波増幅デバイス用の接地面である金属基板と、
金属基板に接着した化合物半導体材料と、
化合物半導体材料の部分の内に形成された、金属基板に電気的に接続されている接地接続用の１つまたは複数のビア構造物と
を含み、望ましいリアクタンスを与えるために１つまたは複数のビア構造物を構成して、汎用接地基準を与え、その汎用接地基準は前もって決めた量の内にある構造物。
【請求項２７】
前もって決めた量が回路の作動周波数の波長の４分の１未満である請求項２６に記載の構造物。
【請求項２８】
望ましいリアクタンスが約０．０１オームから約１オームの範囲にある請求項２６に記載の構造物。
【請求項２９】
集積回路デバイス構造物であって、
前もって決めた厚さと前もって決めた熱伝導度とを有する金属基板と、
金属基板の表面に接着した化合物半導体材料の層と、
化合物半導体材料の層の一部の内に配列され、金属基板の一部まで伸びているトレンチ領域と、
トレンチ領域内に形成され、金属基板の部分に熱的につながれている熱導体材料であって、化合物半導体の層の部分につながれていて、化合物半導体の部分、熱導体材料と金属基板の間に熱エネルギーを再配分する熱導体材料と
を含む構造物。
【請求項３０】
トレンチ領域が化合物半導体材料の層の部分を囲む請求項２９に記載の構造物。
【請求項３１】
基板がヒート・シンクである請求項２９に記載の構造物。
【請求項３２】
再配分された熱エネルギーが１つまたは複数のホット・スポットがない化合物半導体の部分を生成する請求項２９に記載の構造物。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００３年３月１３日に出願された米国特許出願第１０／３８９，２７８号（代理人整理番号第２１４９８−０００２１０号米国）の一部継続出願であり、それは、２００２年３月１４日に出願され、普通に譲渡され、そしてこれによりすべての目的のために参照により組み込まれたオーストラリアの仮特許出願第ＰＳ１１２２号に優先権を主張している。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に、基板を製造することに関する。より詳細には、本発明は、最新の半導体デバイスを形成するために、改良された半導体基板のための方法と装置を提供する。単に一例として、本発明は、最新の半導体デバイスを製造するために、基板に接着された複数のパネル、および／またはタイルを含む金属基板に適用されている。しかし、本発明は、はるかに広い範囲に適用可能であると認識すべきである。
【背景技術】
【０００３】
技術が進歩するにつれ、半導体メーカーは、規模の経済を得て、その結果として個々の半導体デバイスのコストを下げるために、絶えず一層大きなウェーハを使用するよう努力している。一般的に、シリコン結晶ボウルを、直径１２インチのウェーハに薄切りするのに十分大きく作ることが容易にできる。１２インチのウェーハは、様々な用途用の単結晶シリコン材料のために生産された。単結晶シリコンには多くの利点があるが、複数の短所がまだある。
【０００４】
多くの従来の産業は、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウムのような化合物半導体から作られた化合物半導体デバイスにますます頼っている。残念ながら、シリコン半導体から作られた回路と比べて、これらの半導体化合物から作られる集積回路はまだ比較的高価である。このコスト差は、主として、それぞれの材料コストとウェーハの加工コストに起因している。化合物半導体の材料に関して、他の制限もある。
【０００５】
化合物半導体のウェーハはより傷つきやすい。例えば、化合物半導体ウェーハは、従来の単結晶シリコンウェーハよりも壊れやすい。増大する大きな単結晶シリコンボウルと比べて、化合物半導体材料の大きな結晶ボウルを作るのは非常に難しい。ヒ化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウムの工業的に製造されている化合物半導体ウェーハの最大直径は、従来の工業的な利用分野で、それぞれ６インチ、４インチ、２インチである。
【０００６】
より大きな化合物半導体ウェーハが望ましいだろう。残念ながら、より大きな直径のウェーハは効率よく作るのが難しい。たとえ、化合物半導体材料のより大きなボウルを生成させることができるとしても、結果として生じる大きな直径の化合物半導体ウェーハを扱うのは、一般に、問題となるだろう。望ましい厚さと直径の化合物半導体ウェーハは、極めて脆くて、破損しやすい。ここで、より大きいウェーハは、一般に、これらの半導体化合物の脆い性質により破損する。したがって、エピタキシャルの成長した層を使用して、より大きな化合物半導体ウェーハを製造するために、ある種の技術が提案された。
【０００７】
単に例として、化合物半導体チップを製作するための従来の方法を以下に列挙した（ｉ）から（vii）のステップに略記できる。
（ｉ）単結晶基板にエピタキシャルデバイス層を成長させる。
（ii）フォトリソグラフィー技術を使用して、これらのエピタキシャル層と他の堆積した誘電層と金属層をパターニングする。
（iii）前面の加工が完了した後、ウェーハを、表を下にして一時的な支持基板に接着させる。
（iv）機械的グライディングまたは背面のラッピングによって、ウェーハを薄くする。
（ｖ）背面接地を適切な前面接地接続につなげるための手段となる「ビア・ホール」を基板に作る。
（vi）ウェーハの背面に金属膜を堆積させて接地面とし、ビア・ホールの壁を被覆する。それによって前面接地接続と接触させる。
（vii）個々のチップにウェーハをさいの目に切る。
【０００８】
上記の従来の方法では、ウェーハは、一般的に、ステップ（ｉ）、（ii）、（iii）の間は、６２５μｍの厚さであり、慎重に取り扱うことにより破損を避けるに十分な機械的強度を持っている。ウェーハは、通常、ステップ（iv）でおよそ５０〜１００μｍの厚さまで薄くされる。ウェーハを薄くすることにより、多くの長所があり、それは次のことと関連している、すなわち、
（ｉ）ビア・ホールと関連する寄生インダクタンスだけでなく、ビア・ホールの深さ（そして、大きさも）を減少させること、
（ii）熱を、前面デバイスから背面に向かって追い出し、その熱が通常はヒート・シンクに加えられる、
（iii）高周波で基板の電磁共鳴を防ぐこと。
【０００９】
薄くした化合物半導体ウェーハを取り扱うのはしばしば難しい、そして、化合物半導体ウェーハは、普通、ステップ（iv）以降で壊れている。大部分の工程（ステップ（ｉ）から（iii）まで）が既に完了しているので、破損は損失が大きい。化合物半導体材料の壊れやすさは、また、結果として生じるチップ・デバイスの破損を引き起こし、化合物半導体材料を使用する大きなサイズの実際のチップ設計を制限する。ここで、より大きなサイズに合わせて作られた化合物半導体材料を、効率的に作るには実用的でない。
【００１０】
従来の化合物半導体ウェーハの加工では、ビア・ホールは、ウェーハの前面のいくつかの接地する回路素子を、裏面の接地面に接続させる必要がある。一般的に、これらのビア・ホールは、ウェーハの裏面から前面の素子に向かってエッチングされる。化合物半導体ウェーハの場合、ビア・ホールの加工に関していくつかの制限がある。ウェーハの一面に関する特徴をウェーハの反対側に関する対応する特徴と整合させる必要のため、困難がしばしば起こる。したがって、ビア・ホールのこれらの特徴についての整合の許容度は乏しい。さらに、ビア・ホールの数と形状は制約を受けることが多い。なぜなら、ビア・ホールはウェーハの機械的強度を減少させるからである。これらと他の制限は、本明細書全体に、より詳細には以下に記述されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記を考慮して、半導体ウェーハを製造し、取り扱うための改善された技術が必要である。特に、化合物半導体デバイスの実用的で、しかも費用効果がある生産を支援するのに適した技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によって、基板を製造する技術が提供される。より詳細には、本発明は、最新の半導体デバイスを形成するために改良された半導体基板のための方法と装置を提供する。単に一例として、本発明は、最新の半導体デバイスを製造するために、基板に接着された多くのパネル、および／またはタイルを含む金属基板に適用される。しかし、本発明は、はるかに広い範囲に適用可能である。
【００１３】
特定の実施態様では、本発明は接着された基板を製造する方法を提供する。本方法は金属基板を用意することを含む。その金属基板は、前もって決めた厚さを有する。本方法は、金属基板の上にくる化合物半導体材料の最初の層を接着させること、および化合物半導体材料の最初の層の厚さを２番目の層まで減少させることを含む。本方法には、１つまたは複数のビア構造物を、化合物半導体材料の２番目の層の部分を通して、下にある金属基板の一部まで形成することが含まれ、その結果、そのビア構造物がその金属基板に電気的に接続する。
【００１４】
代わりの特定の実施態様では、本発明は、半導体デバイスのための複合基板を製造する方法を提供する。本方法は、金属基板を備えることを含み、基板は最初の直径と接着面を有する。本方法には、その接着面の上にくる複数のタイルを接着させることが含まれる。それぞれのタイルは、その接着面の部分とつながれている。それぞれのタイルは、アレイ構成を形成することができる形とサイズを有する。また、本方法には、複数のタイルと金属基板の温度を上昇させること、そして複数のタイルのそれぞれと接着面の部分との間に共晶結合を形成することが含まれる。それぞれのタイルが金属基板に関して実質的に静止している間に、温度を上昇させる。本方法は、複数のタイルのそれぞれに複数のアクティブ・デバイスを形成し、それぞれのタイルを通して複数の開口部を形成する。その開口部のそれぞれが、共晶結合の一部を通り１つのタイルの一部を通って金属基板の一部まで通り抜けて、ビア構造を形成する。さらに、本方法には、１つのアクティブ・デバイスの部分を、共晶結合を通りタイルの部分を通って、金属基板の部分に接続するために相互接続層を形成することが含まれる。１つのアクティブ・デバイスの部分を、共晶結合の部分を通り１つのタイルの部分を通して金属基板の部分に相互接続層を接続する。
【００１５】
やはり代わりの特定の実施態様では、本発明は接着された基板を製造する方法を含んでいる。本方法には、金属基板を用意することが含まれ、その金属基板は前もって決めた厚さを有する。本方法には、また、金属基板の上にくる化合物半導体材料の最初の層を接着すること、および化合物半導体材料の最初の層の厚さを２番目の層まで減少させることが含まれる。本方法は、また、その化合物半導体材料の２番目の層の一部を囲むトレンチ領域を形成する。さらに、本方法は、そのトレンチ領域内に導体材料を形成して、そのトレンチ領域の導体材料と下にある金属基板の一部とを使用してその化合物半導体の２番目の層の部分を隔離する。
【００１６】
さらに代わりの実施態様では、本発明は高周波デバイス用の基板構造物を提供する。その基板構造物には金属基板が含まれており、その基板は１０ギガヘルツより高い周波数で使用可能な高周波増幅デバイスに接地面として使用される。化合物半導体材料をその金属基板に接着させる。接地接続のため１つまたは複数のビア構造物を、その化合物半導体材料の部分内に形成する。その１つまたは複数のビア構造物を金属基板に電気的に接続する。望ましいリアクタンスを与えるために、その１つまたは複数のビア構造物を構成して、汎用接地基準を設ける。その汎用接地基準は前もって決めた量の内にある。
【００１７】
それでもさらに、本発明は集積回路デバイス構造物を提供する。その集積回路デバイス構造物は金属基板を含んでおり、その基板は前もって決めた厚さと前もって決めた熱伝導率とを有する。化合物半導体材料の厚さは、金属基板の上にある表面に接着されている。トレンチ領域は、化合物半導体材料の厚さの一部の内に配列されて、金属基板の一部にまで達している。熱導体材料はトレンチ領域内に形成されて、金属基板の部分と熱的に結合している。その熱導体材料は、化合物半導体の厚さの部分と結合していて、熱エネルギーを、化合物半導体の部分、熱導体材料、金属基板の間に再配分する。
【００１８】
金属基板に接着された半導体タイルを使用することにより、様々な長所を達成することができる。半導体ウェーハ複合材は、半導体タイルほど壊れやすくなく、したがって、より広い領域で扱うことができる。その結果、より大量の製作によりコスト節減を達成することができる。特に、より小さな直径のウェーハから今までは生産されてきた化合物半導体ウェーハは、複合半導体タイルを使用することにより、どんな有効な大きさにも加工することができる。その結果、説明した半導体ウェーハ複合材を使用する化合物半導体デバイスを製作するのに、直径１２インチのシリコンウェーハを処理するための既存の製作設備を使用することができる。次の通り、１つまたは複数の実施態様で、他の利点を達成することもできる、すなわち、
１）ウェーハの構造的強度を減少させることなく、より多くのビア・ホールを設けることができる、
２）ビア・ホールは、構造的強度を減少させることなく、トレンチを含むどんな形でもあってもよい、
３）トレンチを、特定の回路または回路素子をほぼ完全に取り囲むように配置することができ、それにより電磁遮蔽、熱隔離または熱拡散を実現する、
４）下にある金属基板と上でアーチ状になっている金属の「エア・ブリッジ」により、トレンチを配置して、混信の源から回路素子を隔離するのに使用することができる電磁的に遮断されたオンチップ「金属箱」のそれぞれ側壁、底部、先端部を形成することができる。
５）前面の他の特徴に容易に整合させられる前面の工程を使用して、ビア・ホールとトレンチを形成する。
【００１９】
実施態様によって、これらの利点の１つまたは複数を達成することが可能である。これらの利点および他の利点を、本明細書の至るところで、より詳細には以下で説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に従って、製造基板を製造するための技術を提供する。より詳細には、本発明は、最新の半導体デバイスを形成するために改良された半導体基板のための方法と装置とを提供する。単に一例として、本発明は、最新の半導体デバイスを製造するために、基板に接着されている複数のパネルおよび／またはタイルを含む金属基板に適用される。しかし、本発明は、はるかに広い範囲に適用可能である。
【００２１】
半導体ウェーハ複合材を、本明細書に記述する。その複合材は、化合物半導体デバイスの製作によく適している。さらに、その複合材は、そのような素子の大規模生産の状況に特別な適用性を有する。個々の半導体デバイスが製作される半導体ウェーハ複合材を最初に記述し、続いて、記述した半導体ウェーハ複合材を使用する半導体デバイスの大量生産のための手順について記述する。
【００２２】
図１、２は、本発明の実施形態に従って、それぞれ上面図と側面図を使って、簡易化した半導体ウェーハ複合材を図式的に表している。この図解は単に例であって、本明細書の特許請求の範囲を過度に制限するべきでない。当業者は、多くの変更、修正、および代案を認めるだろう。半導体ウェーハ複合材は、半導体チップ・デバイスが製作される既存の半導体ウェーハに有効に取って代わる。
【００２３】
図１、２に示されている記述した半導体ウェーハ複合材は、複数の半導体タイル２２０が上に接着されている金属基板２１０を含んでいる。
【００２４】
図１は、金属基板２１０を円形として示し、４つの隣接する長方形の半導体タイル２２０を示している。点で描いた外形で示されている４つの長方形の形が、さらに、より効率的に金属基板２１０の表面を使用するために、金属基板２１０の周辺近くの金属基板２１０に接着することができる長方形の半導体タイル２２０を示している。基板は、良好な電気伝導度と熱伝導度を有し、熱膨張率が半導体タイルの熱膨張率に釣り合う材料から作られるのが望ましい。例えば、ＣｕＭｏ、ＡｌＳｉ、Ｍｏが適切な材料である。基板は導電性が高く、特定の実施形態によれば、抵抗率が１から１０マイクロオーム・センチメートル（１〜１０×１０−6  ｏｈｍ−ｃｍ）の範囲にあるのが望ましい。代わりに、他の実施形態によれば、その材料は半導体であってもよい。タイル２２０は、恐らく直接当接せずに、極めて近くに一緒に置かれる。ウェーハのタイル２２０の間のわずかな間隔は、タイルの寸法精度の条件を緩和して、望ましいならば、わずかな熱膨張のすき間を可能にする。目安になるすき間は、例えば、５μｍ未満であってよい。好ましくは、それぞれのタイルは、互いを離すわずかなすき間を持ち、許容差の違いに対応させる。代わりに、タイルは、他の実施形態によれば、不純物（例えば、フォトレジスト）がタイルの間の領域に入るのを防止するか、または減少させるために、互いに当接している。
【００２５】
図２は、図１に対応する側面図である。図１の点で描いた外形に表現されている周囲の半導体タイル２２０は、図２に示されていない。金属基板２１０は、金属基層２４０を含み、その上に金属接着層２５０が形成されている。金属基層２４０を、化合物半導体材料の熱膨張率（ＣＴＥ）に釣り合う適切な金属または合金で形成することができる。ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）化合物半導体タイル２２０の場合、金属基板２１０の適切な選択は銅モリブデン（ＣｕＭｏ）である。金属接着層２５０は、スズ（Ｓｎ）またはインジウム（Ｉｎ）と金（Ａｕ）で、または比較的低い融点を持っていて、加熱すると共晶合金を形成する他の適切な金属（複数）で形成されるのが望ましい。望ましい実施形態では、共晶合金は、単に圧縮から与えられ、そしてタイルと基板の間に相対的な側方運動がない。
【００２６】
半導体タイル２２０は、化合物半導体材料（ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）などの）の作業層２６０と、半導体タイル２２０が金属基板２１０に密着するのを補助する材料で形成されるのが好ましい補助接着層２７０とを含む。適切な材料はチタン（Ｔｉ）と金（Ａｕ）の組み合わせである。
【００２７】
金属基層２４０と金属接着層２５０を囲むのは、薄い金属被覆層２９０であり、貴金属で形成されている。金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）を使用するのが望ましい。被覆層２９０は、その後、半導体ウェーハ複合材から半導体デバイスを製作する間、金属基板２１０を密封して損傷を防ぐ。例えば、蒸着／溶着の技術によって、または電気メッキによって、被覆層２９０を塗布することができる。
【００２８】
半導体ウェーハ複合材の成分は、図１、２に関連して上に記述してあるが、半導体ウェーハ複合材の様々な他の関連のある特徴と長所は、半導体ウェーハ複合材を製造する工程に関連して以下に記述する。この製造工程は、図３のステップ３１０〜３３０に関連して、本明細書に記述されている。図３の残りのステップ３４０〜３７０は、半導体ウェーハ複合材から半導体デバイスを製作する際のその後のステップを記述している。
【００２９】
特定の実施形態では、それぞれのタイルは特定の大きさと形を持っている。また、金属基板には、必要な形と大きさがある。すなわち、金属基板は直径「ｄｍ」を有し、それは意図したウェーハ加工装置の能力によって選ばれる。この寸法は、一組の業界直径、例えば、２インチ、３インチ、４インチ、５インチ、６インチ、８インチ、１２インチ、から選択するのが望ましい。基板は、従来のウェーハと同様の整合基準として機能する円周の一部に「平面」を与えるために形作られる。
【００３０】
さらに、基板は、包装作業を支援する、またはチップを離れた信号の結合を容易にする開口部を与えるためにパターニングする。例えば、開口部は、チップを離れた高周波信号を放射するスロットを形成するのに使用することもできる。
【００３１】
タイルは、ウェーハの直径「ｄｓ」の整数が金属基板の直径「ｄｍ」に等しい、すなわち、ｄｍ＝ｎ×ｄｓ（ここでｎは最も小さな可能な整数である）である半径が「ｄｓ」の円形の化合物半導体ウェーハからカットされるだろう。この関係は、適切な形にタイルをカットする際に、タイルの最少の数と高価な化合物半導体材料の最小の浪費とを確実にする。例えば、２×２のタイル配列で６インチの金属基板をカバーするために、３インチの半導体ウェーハから対角線の寸法が３インチである４個の正方形のタイルをカットすることができた。直径が２インチの半導体ウェーハだけが利用可能ならば、３×３の配列で６インチの基板をカバーするように対角線が２インチの９個の正方形のタイルを調整することができるだろう。もちろん、様々な修正、代案、変更がありえる。
【００３２】
上に記述した半導体ウェーハは特定の実施形態を使用して例示されているが、多くの変更、代案、修正がありうる。例えば、金属基板を、他の多層材料などだけでなく、望ましい電気的特性と熱的特性を有する合金または他の材料で作ることができる。用途によって、金属基板が多層である場合もある。さらに、基板に異なった材料で、１つまたは複数のタイルを作ることができる。これらの変更や他の変更を、本明細書を通じて、より詳細には以下に見いだすことができる。
【００３３】
特定の実施形態では、化合物半導体デバイスを製作する方法には、概要で、表１の以下に記載したステップが含まれる。図３は、これらのステップを流れ図に描いており、それをさらに詳細に以下に記述する。
表１
ステップ３１０    多重半導体ウェーハが薄く２２０される。
ステップ３２０    ウェーハ２２０をカットして、半導体タイルを形成する。
ステップ３３０    半導体タイル２２０を金属基板２１０に接着する。
ステップ３４０    標準の前面加工技術を使用してデバイスを製作する。
ステップ３５０    ビア・ホールを前面から金属基板２１０まで開ける。
ステップ３６０    ビア・ホールを、金属基板２１０まで接地接続するために金属化する。
ステップ３７０    金属基板２１０を、個々のチップを分離するためカットする。
【００３４】
上に示すように、上記のステップはただ実例となるだけである。実施形態によって、あるステップをさらに分離するか、または他のステップと組み合わせることさえできる。実施形態によって、追加ステップを加えることができる。他のステップが上のあるステップに取って代わることができる。したがって、多くの変更、修正、代案がありうる。ステップそれぞれのさらなる詳細を、本明細書を通して、より詳細には以下に見いだすことができる。
【００３５】
半導体タイルを薄くする−ステップ３１０
既存の加工技術に従って、個々のウェーハタイル２２０を薄くする。ウェーハがこの時点で壊れるならば、半導体タイル２２０の前面が加工されていないので、関連費用は比較的低い。特定の実施形態によると、タイルを、ラッピング／グライディング、および／または、ポリシング操作を使用することで薄くされる。ある実施形態によれば、５０−１００ミクロンの厚さにタイルを薄くすることができる。特定の実施形態によると、ラッピング／グライディング、および／またはポリシング操作を使って、タイルを薄くする。
【００３６】
半導体タイルを形成する−ステップ３２０
半導体ウェーハをカットして、半導体タイル２２０を形成する。望ましくは、スクライビングおよびブレーキング工程を使用して、それぞれのタイルを与える。より望ましくは、ダイヤモンド針、レーザー切断、または同様のものを通してスクライビングを実行することができる。これらは、その前面に生じたエピタキシャル層を有し、デバイス製作の準備ができている「標準的な」ウェーハであるのが望ましい。半導体タイル２２０は、これらの半導体タイル２２０が最小の介在しているすき間で平面を覆うことができるように、成形される。特定の実施形態によると、それぞれのタイルは結晶面に沿って形成され、正確な形と形態を与える。そのような正確な形と形態は、それぞれのタイル間の整合を可能にして、それぞれのタイル間にすき間ができる可能性を減少させる。また、これにより、次に、すべてのタイルを金属基板に同じ結晶方位で配置することができる。
【００３７】
タイルを基板に接着する−ステップ３３０
金属基板の材料は、必要な加工温度範囲にわたって、選択された半導体の熱膨張率（ＣＴＥ）に釣り合うように選択される。基板材料は、強度、熱と電気の伝導度、費用に対して選択される。基板は、その上に形成された集積デバイスからの熱を運び去る高い熱伝導度を有するのが望ましい。ある実施形態によると、金属基板の熱伝導度は、１６５ワット／ｍケルビン以上である。
【００３８】
例えば、約８０％のモリブデンと２０％の銅との合金は、ヒ化ガリウムの熱膨張率に釣り合い、適切な電気と熱の伝導度を有する。金属基板２１０を使用する利点は、その熱膨張率を、その金属合金の組成を変えることによって調整できるということである。シリコンのような結晶基板が使用されていると、そのような調整は不可能である。
【００３９】
金属基板２１０はその１つの表面をポリシングし、その周辺を、直径の大きなウェーハの加工装置に合うように成形する。ポリシングすることにより、基板の表面とタイルの間にエアギャップが形成される可能性を減少することが望ましい。金属基板は、接着工程を容易にするために、ある実施形態では基板の前後で、前もって決めた量と同じくらいの表面粗さと、ある量に満たない均一性を有する。ある実施形態によると、表面は、一連のパターンおよび／またはテクスチャを含むことができ、それらが、気泡など生成を防ぎ、接着工程を高める。これは、一般的には、金属基板２１０は形が円形であること（図１、２に示すように）を意味する。一方の小さな面を、既存のウェーハ加工装置との適合性のために用意することができる。
【００４０】
金属基板２１０を、複合構造物の重量または熱容量を増加させないようにできるだけ薄く作るのが望ましい。典型的な厚さは、２００μｍから４００μｍの範囲にある。
【００４１】
次いで、基板２１０がその後の半導体のプロセス化学によって生じるかもしれない危険があるならば、不活性な被覆層２９０を金属基板２１０の上に堆積させる。金または白金のような貴金属の薄い層（通常は、厚さが１μｍ未満）が、一般に、この目的に適している。被覆物は、その後の半導体加工ステップに関して非リアクタンス性であることが望ましい。その他の材料（窒化ケイ素などの）を使用することもできる。ただし、そのような材料は、意図したウェーハ加工ステップで使用されるプロセス化学と温度に対して十分な抵抗力を有するものとする。
【００４２】
接着層２５０は金属基板２１０のポリシングした表面に堆積させる。この金属接着層２５０は、加熱により共晶合金を形成する２つ以上の金属から作られるのが望ましい。最も外側の層は、その下にある層が接着前や接着中に酸化するのを防止する貴金属（金などの）であることが望ましい。下にある層を、スズまたはインジウムで形成できる。これらの金属は、共晶合金が比較的低い温度（例えば、摂氏２００度）で生成し、生成すると、ウェーハ加工の間に遭遇する高温では融解しないように選択される。接着層は金属基板に対して不活性な被覆層の役もする。
【００４３】
また、補助接着層２７０を、それぞれの薄くした半導体ウェーハタイル２２０の裏面に堆積させる。この補助接着層２７０は、また、金属性であるのが望ましく、その組成は、その後の加工温度の範囲にわたり、半導体タイル２２０に最大の密着を実現するように選択される。その望ましい層の構造は、チタン／金、またはチタン／白金／金であるが、本発明の範囲と精神から離れることなく、多くの他の金属の組み合わせが可能である。
【００４４】
数多くの他の接着層組成物は可能であり、異なった半導体材料の特定加工条件（最高温度などの）が一致するように選択できる。例えば、いくつかの実施形態における金属基板の代わりに、半導体ウェーハにインジウムまたはスズの接着層を形成するのが有利である。その利点は、金属基板を生産するのに使用される製造プロセスを簡素化して、したがって、総合的なコストを減少させることである。この場合、金属基板の金のパシベーション層も接着層として役立つ。
【００４５】
金属接着層を使用すると、接着が比較的低温度（例えば、２００℃）で起こるようにするという利点がある。これは、ウェーハタイル２２０のエピタキシャル層構造が劣化しないのを確実にする。シリコン、ポリシリコン、二酸化ケイ素、または窒化ケイ素などの非金属の補助接着層２９０も使用できる。
【００４６】
半導体タイル２２０の間の大きなすき間はフォトレジストのスピン堆積に悪影響を及ぼす可能性があるので、そのようなすき間は避けるのが望ましい。半導体タイル２２０は、正方形または長方形の形であることが望ましい。そのような形は、長方形のチップのアレイを半導体タイル２２０の中に効率的に含むことができるようにし、また、半導体タイル２２０を、通常長方形である結晶面に沿ってスクライビングやブレーキングによってカットできるようにする。
【００４７】
しかしながら、また、他のタイルの形も使用できる。例えば、六角形のタイルは、長方形のタイルよりもより効率的に、円形基板２１０の表面を覆うことができる。望ましい実施形態は、図１に示すような、一組の不均一な正方形または長方形のタイルを使用している。選択されたパターンの半導体タイル２２０は、利用可能な半導体ウェーハのサイズ、と金属基板２１０のサイズに依存している。
【００４８】
半導体タイル２２０は金属基板２１０のポリシングした表面の上に置かれているので、半導体タイル２２０が互いに隣接して（または、互いに狭い間隔で配置されて）、実質的に連続した半導体表面を形成するのが望ましい。小さなすき間（例えば、５μｍ未満の）が、上に述べた理由で有利である。半導体タイル２２０を、共通の結晶軸方位を確実にするように配置する。それから、半導体タイル２２０と金属基板２１０に高温で圧縮力にかける。それにより、共晶合金が生成し、半導体タイル２２０を金属基板２１０に永続的に接着させることができる。
【００４９】
特定の実施形態では、金属基板の上にそれぞれのタイルを置いて接着させる。他のものと同様に本明細書に記述されているような接着層も提供される。接着は、接着層を圧縮するのにそれぞれのタイルと基板の間に機械的な力を使用する。加熱も与えられる。特定の実施形態では、それぞれのタイルを、例えば、それぞれのタイルと金属基板の間に共晶接着層を形成するために、基板に関して側方運動のない状態に維持しながら、加熱と圧力が（通常、タイルと基板の表面に）加えられる。もちろん、多くの変更、代案、修正がありうる。
【００５０】
複合材の前面の加工−ステップ３４０
標準的な半導体製作技術によって、複合材ウェーハの前面を加工する。半導体タイル２２０の間のわずかな不整合に備えるために、各タイル２２０に基準整合マークを表示する。個々のチップを半導体タイル２２０の上に配置するのが望ましいので、チップがタイル２２０の中に完全に含まれて、半導体タイルの境界を埋めることはない。
【００５１】
ビア・ホールの開口−ステップ３５０
ビア・ホールをウェーハの裏面から前面に向かって作る既存の半導体工程とは違って、ビア・ホールを前面から金属基板２１０に向かって作ることができる。ビア・ホールの整合は、この整合が他の目に見える前面の特徴に関連しているとき、このようにして簡素化される。
【００５２】
ビア・ホールの金属化−ステップ３６０
金属基板２１０が存在すると、ビア・ホール工程において、複合材ウェーハの構造的強度を弱めることなく、半導体タイル２２０の広い地域が除去できるようになる。このことは、ビア・ホールの「トレンチ」を半導体タイル２２０に形成できることを意味する。これらのトレンチは以下の特徴を与えることができる、すなわち、
（ｉ）普通の丸いビアと比較して、比較的低いインダクタンス接地接続、
（ii）回路密度が高くなるにつれて重要である、隣接している回路間の電磁遮蔽、
（iii）チップ分離の概要、
（iv）局部的な熱拡散特徴を達成するのに対する半導体ウェーハの対抗。
【００５３】
個々のデバイスへのカッティング−ステップ３７０
加工機械の能力により、前面または裏面のどちらかから金属基板２１０をカットすることによって、個々のチップを分離する。
【００５４】
各チップが金属基板２１０の一部によって支えられているので、取り扱い中のチップの破損が減らされる。また、より大きいチップを製作することも可能である。その結果、より多くの機能／システムが単一チップに統合できる。そのようなチップは、工学と生産の必要条件を簡素化することによって、かなりのコスト節減を与える。
【００５５】
また、各チップの上に金属基板２１０があると、熱の拡散器として役立ち、高出力の用途で有利である。
【００５６】
さらなる変更
上述の製作手順の１つの変更は、薄くしていないウェーハタイル２２０を金属基板２１０に接着することである。金属基板２１０に接着されると、その後に、半導体タイル２２０を薄くすることができる。この変更は、薄くする工程中に、ウェーハ複合材の半導体表面を「平坦化する」という利点を与える。結果として、エピタキシャルデバイス層が、ウェーハ複合材の上に作られる。
【００５７】
この改訂された手順は、ある特定の状況では、経済的利益を提供する。さらに、この段階で半導体タイル２２０の厚さがより大きいので、接着する前のウェーハタイル２２０の取り扱い条件は緩和される。
【００５８】
半導体タイル２２０を金属基板２１０に張り付けるのに、他の技術を使用してもよいが、金属接着層２５０を本明細書に記述する。例えば、半導体製作にかかわる温度条件と化学加工条件とに適応している接着剤が、半導体タイル２２０を金属基板２１０に密着させるのに使用される。
【００５９】
本明細書に記述する技術は、複合材半導体、直径が大きい複合材金属基板を使用しているものなどの半導体デバイスを製造するのに適している。本明細書に記述されている長所だけでなく、その記述された技術は、改善された無線周波数性能、改善された収量、規模の経済による低価格を潜在的に提供する。
【００６０】
本発明の実施形態によって半導体基板の接触領域を製作する方法を、次の通り概説することができる。
１．最初の直径を持ち、接着面を持っている金属基板を用意する、
２．接着面の上にきている複数のタイルを接着する、それぞれのタイルが接着面の一部と結合しており、それぞれのタイルがアレイ構成を形成する形とサイズを持っている、
３．複数のタイルと金属基板の温度を上昇させる、
４．複数のタイルのそれぞれと接着面の部分との間に共晶結合を形成する、そこで、それぞれのタイルが金属基板に関して実質的に静止している間に、温度を上昇させる、
５．複数のタイルのそれぞれに複数のアクティブ・デバイスを形成する、
６．それぞれのタイルを通して複数の開口部を形成する、その開口部のそれぞれが、共晶結合の一部を通り１つのタイルの一部を通って金属基板の一部まで通り抜けて、ビア構造を形成する、
７．１つのアクティブ・デバイスの部分を、共晶結合を通りタイルの部分を通って、金属基板の部分に接続するために相互接続層を形成する。
【００６１】
本発明の代わりの実施形態による方法を、次の通り概説することができる。
１．前もって決めた厚さを有する金属基板を用意する、
２．金属基板の上にくる化合物半導体材料の最初の層を接着する、
３．化合物半導体材料の最初の層の厚みを２番目の層まで減少させる、
４．化合物半導体材料の２番目の層の一部を通って、下にある金属基板の一部まで、１つまたは複数のビア構造物を形成する、そこで、そのビア構造は金属基板に電気的に接続している（前面加工を使用して）、
５．所望によって、他のステップを実行する。
【００６２】
上の系列のステップは、本発明の実施形態に従って多層基板のビア構造を形成する方法を提供する。示されているように、これらのステップには、下にある金属基板の一部の上に化合物半導体材料を通してビア構造物を形成することが含まれる。そのビア構造物が金属基板の部分に接触しているのが望ましい。本発明は、ウェーハの前面からのビア・ホールを形成することによって、従来の方法のいくつかの限界を克服できるのが望ましく、その結果、より簡単な整合が可能になる。ウェーハに機械的支えを提供するために金属基板を使用することにより、ビア構造物の数またはそのような構造物の密度が増加して、ビア・ホールの数と形に対する従来のどんな制約をも克服できる。実施形態により、多くの変化、代案、修正がある。
【００６３】
特定の実施形態によれば、ビア構造物を製作する方法を次の通り提供することができる。
１．化合物半導体構造物が、本明細書に記述した１つまたは複数の工程を使用して製作される。
２．ビア・ホールが望ましいところを除いてウェーハの前面を覆うように、フォトレジストを堆積させ、現像する。
３．開口部を形成するために、反応性イオンエッチング技術を使用して、金属基板に至るまで半導体材料を除去する。（エッチング工程のパラメタを調整することによって、これらの開口部の側面のプロフィール（傾斜）を変えることができる。ビア・ホールの金属基板末端で直径が減少するように、その傾斜を調整する。）
４．蒸発、スパッタリング、または化学蒸着技術を使用して、金属をウェーハの全表面に堆積させる（金属がビア・ホールの側面を被覆し、ある種の前面成分と金属基板によって提供される接地面との間に接触を生じさせる。）
５．余分の金属を、２番目のフォトレジスト層と適切なエッチングまたはイオンエッチング工程を使用して取り除く。
【００６４】
示されているように、ビア構造物を、用途によって決まるほとんどどんな形とサイズでも作ることができる。本方法は、細長いビア開口部（例えば、ホール）または非常に低いインダクタンス、すなわち、２ｐＨ未満のインダクタンスを有するトレンチを作る方法を提供する。それらは、増幅器または発信器のような高周波（＞１０ＧＨｚ）回路において低いインピーダンスの接地接続を提供する。同じ特徴を、接地した区画に、無線送信機や無線受信機などの互いを妨害する隣接している回路を隔離するのに役に立つオンチップを提供するのに使用することができる。本方法のさらなる詳細を本明細書を通じて、より詳細には以下に見いだすことができる。
【００６５】
図４〜７は、本発明の実施形態に従ってビア構造物を形成する簡易化した方法を例示している。この方法は単に一例であり、本明細書の特許請求の範囲を過度に制限すべきでない。当業者は、多くの変更、代案、修正を認識するだろう。示されているように、本方法は、上に述べたものと同じであるが、別のものでもよい金属基板４００を用意することによって始まる。化合物半導体材料層４０１は金属基板に接着されている。実施形態によって、化合物半導体材料４０１は、実施形態による多層化構造物などの他のものだけでなく、本明細書に記述した材料のどれであってもさしつかえない。複数の集積デバイス構造物が、化合物半導体材料の上に形成されている。これらのデバイス構造物には、特に、トランジスタ、ダイオード、抵抗体、コンデンサ、インダクタを含み、さらに増幅器、ミクサ、スイッチなどのこれらの部品で作られている回路を含む。もちろん、特別に集積したデバイス構造物はその用途に依存している。
【００６６】
さらに示されているように、感光性材料５０１を、集積回路デバイス構造物の上面の上に形成する。写真感光材には、Ｓｈｉｐｌｅｙ  ＭＥＧＡＰＯＳＩＴ（商標）  ＳＰＲ（商標）６００シリーズなどのフォトレジストを含むことができるが、他のものでもよい。フォトレジスト材料を露光、現像して、１つまたは複数のパターン５０３を形成する。これらパターンのそれぞれが下にある領域を露出させる。その領域はビア構造物のためである。その露出された領域が、露光された半導体材料であることが望ましい。示すように、その感光材料を、特定の実施形態における裏面ではなく、基板の前面に用いる。
【００６７】
図６を参照すると、本方法は、化合物半導体材料の露光された部分を除去して、開口部６０１を形成し、その開口部は金属基板まで伸びている。その開口部は、実施形態によって決まるほとんどどんな形やサイズでもよい。その形は、長方形のような細長いか、または他の似た形であるのが望ましい。サイズは、実施形態次第で、５０ミクロン以下、または５００ミクロン以上である。さらに、本発明は、１領域あたりより多くのビア構造物、すなわち、ビア構造物密度を可能にする。厚さ１００ミクロンのヒ化ガリウム化合物半導体材料を使用する単なる一例として、約１平方ミリメートルの領域中に２５のビア構造物を形成することができる。そして、本方法は、標準的なストリッピング工程により、そのフォトレジストを取り除く。
【００６８】
そして、本方法は、化合物半導体材料の露光された部分の中に金属接触構造物７０１を形成する。その金属構造物は、プラチナから作られた拡散障壁でカバーされたチタンなどのような接着層と、金または他の適切な材料で作られた接触層とで構成されているのが望ましい。金の代わりに銅を用いるように、それらに代わって他の金属を取り換えてもよい。メッキ、スパッタリング、および／または蒸着などの技術が、金属層を形成するのに使用される。また、金属層は多重金属層を含むことができる。実施形態によって、金属層をパターニングする、金属相互接続構造物を形成することができる。
【００６９】
図８は、本発明の実施形態によるビア構造物の周波数特性についての簡単にプロットしたものである。この線図は単に一例であり、本明細書の特許請求の範囲を過度に制限すべきでない。当業者は、多くの変更、代案、修正を認識するだろう。示されているように、横軸は周波数を示し、縦軸は減衰を示している。最初のプロットは、１６ｐＨビア構造物接地接続を含む低域フィルタを例示している。２番目のプロットは、阻止帯域の減衰が改善された１．６ｐＨビア構造物接地接続を例示している。これらは、フィルタを接地基準に接続するのにただ１つのビア・ホールを使用する簡単な低域フィルタである。ビア・ホールのインダクタンスは、１つの特定の周波数（すなわち、深いノッチが生じる周波数）でフィルタの性能を助けるが、このノッチ周波数より上でフィルタ性能を低下させる（減衰）。ビア・ホールのインダクタンスを下げる利点は、高周波でフィルタの減衰を増大させることにある。
【００７０】
本発明の実施形態により接着した基板を製造する方法を、以下の通り概説することが可能である。
ｌ．金属基板を用意する、
２．金属基板の上にくる化合物半導体材料の最初の厚さを接着する、
３．化合物半導体材料の最初の厚さの厚みを２番目の厚さまで減少させる、
４．化合物半導体材料の２番目の厚さの一部を囲むトレンチ領域を形成する、
５．トレンチ領域内に導体材料を形成して、トレンチ領域の導体材料と下にある金属基板の一部を使って、化合物半導体の２番目の厚さの部分を隔離する、そして
６．所望により、他のステップを実行する。
【００７１】
示されているように、本方法は接着した基板を製造する方法を提供する。単に一例として、本方法は金属隔離構造物を形成し、それは化合物半導体材料の一部を囲む。その隔離した金属構造物は、改良された特性、例えば、周囲の回路から電気的、熱的により大きく隔離しているという特性を有する。本方法のさらなる詳細と結果として生じるデバイスを、本明細書を通じて、より詳細には以下に見いだすことができる。
【００７２】
図９〜１５は、本発明の代わりの実施形態に従って半導体デバイスを形成する簡易化した方法を例示している。この方法は単に一例であり、本明細書の特許請求の範囲を過度に制限するべきではない。当業者は、多くの変更、代案、修正を認識するだろう。示すように、本方法は、上に述べたものと同じであるが、別のものでもよい金属基板９００を用意することによって始まる。化合物半導体材料層９０１は金属基板に接着されている。実施形態によって、化合物半導体材料９０１は、実施形態による多層化構造物などの他のものだけでなく、本明細書に記述した材料のどれであってもさしつかえない。複数の集積デバイス構造物９０２が、化合物半導体材料の上に形成されている。これらのデバイス構造物には、特に、トランジスタ、ダイオード、抵抗体、コンデンサ、インダクタを含み、さらに増幅器、ミクサ、スイッチなどのこれらの部品で作られている回路などがある。もちろん、特別に集積したデバイス構造物はその用途に依存している。
【００７３】
さらに示されているように、絶縁材料１００１を、図１０に示すように、集積回路デバイス構造物の上面の上に形成する。その絶縁材料は、ポリイミド材料などの誘電体を含むことができるが、他のものでもよい。１つまたは複数のパターン１００１を形成するためにポリイミド材料をパターニングする。ポリイミドを集積回路デバイスの上に形成し、化合物半導体材料の他の領域１００２には取り付けられていない。図１１を参照すると、本方法は金属層１１０３を形成する。ポリイミド層と化合物半導体材料の一部とを囲むようにパターニングされる。参照数字１１０５に示されているように、金属の他の部分を選択的に取り除いてある。
【００７４】
図１２に示されているように、本方法は、ポリイミド金属のサンドイッチ層を囲む領域１２０１をパターニングする。その領域は、集積回路デバイスの上にあるポリイミド金属のサンドイッチ層の周囲を囲んでいるトレンチ領域である。本方法は、実施形態によって決まるフォトリソグラフィとエッチング技術を使用することができる。トレンチ領域は、約５０ミクロンの幅と約５００ミクロンの長さを有する。深さは約５０ミクロンであるが、実施形態によって決まる。そして、本方法は、ポリイミドの上にある金属層と金属基板９０１の一部と接触している金属層１３０１を形成する。場合によっては、金属層の下にあるポリイミド層を取り除き、静電容量を集積回路デバイスまたはその上に形成された他のアクチブな回路構成まで減少させる「エア・ブリッジ」を形成する。そのエア・ブリッジを含む装置の側面図を、図１５により示す。示されているように、そのデバイスには、金属層１１０３と装置構造物９０２の間にエア・ブリッジ１４０１が含まれている。そのデバイスは、金属基板９００に接着されている化合物半導体層９０１の上に取り付けられている。金属基板１３０１を金属層１３０１を通して金属層１１０３に接続するために、ビア構造物を形成する。示されているように、金属の箱形構造物を使って隔離されているデバイスの周辺領域の周りに箱形構造物を形成する。実施形態次第で、多くの変化、修正、および代案がありうる。
【００７５】
示されているように、金属層は熱伝導性の特徴として作用する場合もあり、それを以下により詳細に記載する。ここで、本発明は集積回路デバイス構造物を提供する。その集積回路デバイス構造物には、前もって決められた厚さと前もって決められた熱伝導率とを有する金属基板が含まれている。化合物半導体材料の厚さは金属基板の上にある表面に接着されている。トレンチ領域は、化合物半導体材料の厚さの一部の中に配列されて、金属基板の一部まで達している。熱導体材料（例えば、金属層）は、トレンチ領域内に形成されて、金属基板の部分と熱的に結合している。熱導体材料は、化合物半導体の厚さの部分と結合していて（例えば、物理的にまで直接接続されている）、化合物半導体の部分、熱導体材料、金属基板の間に熱エネルギーを再配分する。結果としてできる集積回路デバイスの操作中に、どんなホット・スポットも防止されるのが望ましい。金属基板構造物は熱エネルギーのためのシンクとして作用する。
【００７６】
本発明の範囲および精神から逸脱することなく、この開示に照らして関連技術の技術者には明らかであるように、様々な変更、修正、および置換えを、本明細書に記述した手順および技術に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態に従って４つの正方形の半導体タイルが接着されている円形の金属基板を含む半導体ウェーハ複合材についての、上からの、視点の簡易化した略図である。
【図２】図１に対応する簡易化した横断面図である。
【図３】本発明の実施形態に従って図１、２の半導体ウェーハ複合材から半導体チップを製作するのにかかわる方法の簡易化した流れ図である。
【図４】本発明の実施形態に従ってビア構造物を形成する簡易化した方法を例示している。
【図５】本発明の実施形態に従ってビア構造物を形成する簡易化した方法を例示している。
【図６】本発明の実施形態に従ってビア構造物を形成する簡易化した方法を例示している。
【図７】本発明の実施形態に従ってビア構造物を形成する簡易化した方法を例示している。
【図８】本発明の実施形態に従ったビア構造物の周波数特性についての簡易化したプロットである。
【図９】本発明の代わりの実施形態に従って半導体デバイスを形成する簡易化した方法を例示している。
【図１０】本発明の代わりの実施形態に従って半導体デバイスを形成する簡易化した方法を例示している。
【図１１】本発明の代わりの実施形態に従って半導体デバイスを形成する簡易化した方法を例示している。
【図１２】本発明の代わりの実施形態に従って半導体デバイスを形成する簡易化した方法を例示している。
【図１３】本発明の代わりの実施形態に従って半導体デバイスを形成する簡易化した方法を例示している。
【図１４】本発明の代わりの実施形態に従って半導体デバイスを形成する簡易化した方法を例示している。
【図１５】本発明の代わりの実施形態に従って半導体デバイスを形成する簡易化した方法を例示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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2006523943.tif 000019