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CN118900941A - 氮化物半导体基板及氮化物半导体基板的制造方法 - Google Patents

氮化物半导体基板及氮化物半导体基板的制造方法 Download PDF

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CN118900941A
CN118900941A CN202280083343.1A CN202280083343A CN118900941A CN 118900941 A CN118900941 A CN 118900941A CN 202280083343 A CN202280083343 A CN 202280083343A CN 118900941 A CN118900941 A CN 118900941A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nitride semiconductor
substrate
layer
group iii
iii nitride
Prior art date
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Pending
Application number
CN202280083343.1A
Other languages
English (en)
Inventor
久保野一平
萩本和德
北爪大地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Publication date
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Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority claimed from PCT/JP2022/041534 external-priority patent/WO2023119916A1/ja
Publication of CN118900941A publication Critical patent/CN118900941A/zh
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Abstract

本发明提供一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,支撑基板包含:复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、接合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、层叠于整个所述第一粘合层的第二粘合层及结合于整个所述第二粘合层的阻障层;及,III族氮化物半导体晶种层,其隔着平坦化层接合于所述复合基板上且至少包含GaN;III族氮化物半导体层形成于所述III族氮化物半导体晶种层上,III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。由此,能够提供一种包含翘曲少、发生位错少且晶性良好的III族氮化物半导体层的氮化物半导体。

Description

氮化物半导体基板及氮化物半导体基板的制造方法
技术领域
本发明涉及氮化物半导体基板及氮化物半导体基板的制造方法。
背景技术
作为半导体薄膜制造方法之一的MOCVD法,在大口径化、量产性方面优异,能够将均质的薄膜晶体进行成膜,因此应用广泛。以GaN为代表的氮化物半导体作为超越Si材料的界限的下一代的半导体材料而受到期待。
GaN因饱和电子速率大这一特性而能够制作可高频工作的装置,并因绝缘击穿电场大而可在高输出功率下进行工作。此外,还可期待轻量化、小型化、低耗电化。
近年来,因以5G等为代表的通讯速度的高速化、伴随该高速化的高输出功率化的要求,能够在高频且高输出功率下工作的GaN HEMT受到瞩目。
作为在用于制作GaN装置的GaN外延晶圆中使用的基板,硅单晶基板最为价廉且有利于大口径化。此外,因导热系数高且放热性良好,也使用有SiC基板。但是,这些基板由于与GaN的热膨胀系数不同从而容易在外延成膜后的冷却工序中应力发挥作用而产生裂纹。此外,由于施加了强烈的应力,有时会在装置制程中发生晶圆破裂的情况。此外,无法将较厚的GaN进行成膜,即便在外延层内将复杂的应力缓和层进行成膜,在无裂纹的情况下最多5μm左右即达到极限。
由于GaN基板具有与GaN外延生长层相同(或者非常相近)的热膨胀系数,因此不易发生如上所述的裂纹问题且不易发生因翘曲造成的晶圆破裂的问题。此外,由于GaN基板与进行外延生长的GaN层的晶格常数差极小,可解决因晶格常数差造成的发生位错或结晶性恶化的问题。
但是独立GaN基板不仅制作困难,而且价格昂贵无法制作口径较大的基板,因此不适于量产。
因此,开发有一种GaN外延用的大口径基板(以下,称为GaN用支撑基板或者仅称为生长基板),其为大口径且与GaN的热膨胀系数相近。通常的GaN用支撑基板由支撑结构、层叠于该支撑结构的一个面的平坦化层、及层叠于该平坦化层的单晶硅层构成,所述支撑结构包含多晶陶瓷芯、第一粘合层、导电层、第二粘合层及阻障层。此外,有时还包含导电层未成膜或者仅在其中一侧成膜的情况。或者,还有在阻障层的背面成膜有导电层的情况。
通过使用该GaN用支撑基板,能够制作一种GaN外延基板,其为大口径且外延膜的厚度较厚,并且不会产生裂纹。此外,由于与GaN的热膨胀系数差极小,因此在GaN生长中或冷却中不易产生翘曲,从而不仅能够将成膜后的基板的翘曲控制得较小,还无需在外延生长层中设置复杂的应力缓和层,因此外延成膜时间变短,能够大幅地削减外延生长所需的成本。
进一步,GaN用支撑基板大部分为陶瓷,因此基板本身非常硬,不易发生塑性变形,并且不会发生使氮化物半导体在口径大的硅单晶基板上生长时所发生的晶圆破裂。
专利文献1中公开了一种与GaN的热膨胀系数相近的贴合基板(GaN用支撑基板)的技术。
GaN用支撑基板虽然不易发生因热膨胀系数差导致的生长中的翘曲的问题,但由于表层是由硅层所构成,因此容易产生与GaN层的晶格常数差而产生晶体缺陷(位错)。其结果,成膜于GaN支撑用基板上的GaN外延层的结晶性,与将硅单晶基板用作支撑基板时的情况没有太大变化。
专利文献2中记载了一种方法,其通过照射脉冲激光射线将蓝宝石基板与GaN层剥离。
专利文献3中记载了一种方法,其通过激光束处理等剥离半导体薄膜,然后将其贴合于另外的基板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2019-523994号公报
专利文献2:日本特开2013-21225号公报
专利文献3:日本特开2010-161355号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
但是,专利文献1~3均未记载或启示用于提高成膜于GaN用支撑基板上的GaN外延层的结晶性的对策。
本发明是为了解决上述问题而完成的,目的在于提供一种氮化物半导体基板及其制造方法,所述氮化物半导体基板包含翘曲少、发生位错少且结晶性良好的III族氮化物半导体层。
(二)技术方案
为了解决上述问题,本发明提供一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、接合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、层叠于整个所述第一粘合层的第二粘合层及结合于整个所述第二粘合层的阻障层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着平坦化层接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成于所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒(arcsec)以下。
若是由此在晶种的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下的III族氮化物半导体晶种层上形成有III族氮化物半导体层而成的氮化物半导体基板,则能够制成具有位错密度极小且结晶性良好的III族氮化物半导体层的基板,能够提高装置的特性。
此外,若为本发明的氮化物半导体基板,则通过包含支撑基板,且所述支撑基板含有层叠了多个层的复合基板,能够减小因热膨胀系数差所造成的III族氮化物半导体层在外延生长中的翘曲,能够具有不含裂纹且厚度大的III族氮化物半导体层。因此,能够将III族氮化物半导体层最终从支撑基板上剥离而用作独立基板。
此外,本发明提供一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于整个所述第一粘合层的阻障层、结合于所述阻障层的背面的第二粘合层及结合于所述第二粘合层的背面的导电层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着仅结合于所述复合基板的表面的平坦化层而接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成在所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
若是由此在晶种的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下的III族氮化物半导体晶种层上形成有III族氮化物半导体层而成的氮化物半导体基板,则能够制成具有位错密度极小且结晶性良好的III族氮化物半导体层的基板,能够提高装置的特性。
此外,若为这样的氮化物半导体基板,则通过包含支撑基板,且所述支撑基板含有层叠了多个层的复合基板,则能够减小因热膨胀系数差所造成的III族氮化物半导体层在外延生长中的翘曲,因此能够具有不含裂纹且厚度大的III族氮化物半导体层。因此,能够将III族氮化物半导体层最终从支撑基板上剥离而用作独立基板。
并且,只要是包含上述支撑基板的本发明的氮化物半导体基板,则不会产生因支撑基板的表面侧导电层所造成的漏泄路径,能够制成高频特性优异的基板。
此外,本发明提供一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于所述第一粘合层的背面的导电层、结合于所述导电层的背面的第二粘合层、以及结合于所述第一粘合层的表面及侧面、所述导电层的侧面及所述第二粘合层的侧面及背面的阻障层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着仅结合于所述复合基板的表面的平坦化层而接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成在所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
若是由此在晶种的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下的III族氮化物半导体晶种层上形成有III族氮化物半导体层而成的氮化物半导体基板,则能够制成具有位错密度极小且结晶性良好的III族氮化物半导体层的基板,能够提高装置的特性。
此外,若为这样的氮化物半导体基板,则通过包含支撑基板,且所述支撑基板含有层叠了多个层的复合基板,则能够减小因热膨胀系数差所造成的III族氮化物半导体层在外延生长中的翘曲,因此能够具有不含裂纹且厚度大的III族氮化物半导体层。因此,能够将III族氮化物半导体层最终从支撑基板上剥离而用作独立基板。
并且,只要是包含上述支撑基板的本发明的氮化物半导体基板,则不会产生因支撑基板的表面侧导电层所造成的漏泄路径,能够制成高频特性优异的基板。
所述III族氮化物半导体层除了GaN以外,还可包含AlN及AlGaN中的一种以上。
如此,III族氮化物半导体层可包含除GaN以外的氮化物。
所述多晶陶瓷芯优选包含氮化铝。
若多晶陶瓷芯包含氮化铝,则能够使热膨胀系数差极小。
优选:所述第一粘合层及所述第二粘合层分别包含硅酸四乙酯和/或氧化硅,所述阻障层包含氮化硅。
第一粘合层及第二粘合层例如可包含上述化合物。此外,只要阻障层包含上述化合物,则能够充分地阻断杂质自复合基板的内部向III族氮化物半导体层移动。
优选:所述第一粘合层及所述第二粘合层分别具有50~200nm的厚度,所述阻障层具有100nm~1500nm的厚度。
若第一粘合层及第二粘合层各自的厚度在上述范围内,则能够以充分的力将上下的层粘合,能够更确实地抑制翘曲。此外,若阻障层的厚度在上述范围内,则能够充分地阻断杂质自复合基板的内部向III族氮化物半导体层移动。
优选:所述平坦化层包含选自由硅酸四乙酯、氧化硅、氧化铝、氮化硅及氮氧化硅组成的组中的至少一种,且具有500nm~3000nm的厚度。
若包含这样的平坦化层,则能够更确实地抑制翘曲,同时可包含具有更良好的结晶性的III族氮化物半导体层。此外,能够充分地使表面的凹凸平坦化。
所述III族氮化物半导体晶种层可以是具有100nm以上的厚度的III族氮化物半导体晶种层。
III族氮化物半导体晶种层可具有例如100nm以上的厚度。
优选所述复合基板在所述第一粘合层与所述第二粘合层之间进一步具有层叠于整个所述第一粘合层或层叠于所述第一粘合层的单侧的导电层。
通过包含这样的导电层,可制作一种包含具有导电性的部分的氮化物半导体基板。
优选所述导电层具有50nm~500nm的厚度。
若导电层的厚度在该范围,则能够制成可抑制产生翘曲,并包含具有优异的导电性的部分的氮化物半导体基板。
优选所述复合基板进一步具有层叠于未接合有所述III族氮化物半导体晶种层的背面侧表面的背面导电层。
若进一步具有这样的背面导电层,则可制成背面具有导电性的氮化物半导体基板。
此外,本发明提供一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,在该复合基板上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、接合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、层叠于整个所述第一粘合层的第二粘合层、及结合于整个所述第二粘合层的阻障层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板、隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
若为这样的氮化物半导体基板的制造方法,由于使包含GaN的III族氮化物半导体层在包含GaN且GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,因此能够使不会发生晶种层与作为外延生长层的III族氮化物半导体层的晶格不匹配且位错密度小、即结晶性良好的III族氮化物半导体层进行成膜。此外,通过反复进行该方法,能够将位错更少的III族氮化物半导体层成膜。
此外,由该方法所成膜的III族氮化物半导体层因位错少而能够层叠得较厚。并且,将包含层叠了多个层的复合基板的支撑基板用作支撑基板,因此能够减小因热膨胀系数差所造成的III族氮化物半导体层在生长中的翘曲,能够形成不含裂纹且厚度大的III族氮化物半导体层。因此,能够将III族氮化物半导体层最终从支撑基板上剥离而用作独立基板。
此外,当使用上述初始支撑基板作为生长基板时,由于通过分割硅单晶薄膜而从结合基板上剥离初始支撑基板,因此可将在剥离掉的初始支撑基板表层再次贴合硅单晶而得到的基板再次用作初始支撑基板,从而可得到削减成本的优点。
优选:在工序(4)中,准备在所述第一粘合层与所述第二粘合层之间进一步具有层叠于整个所述第一粘合层或层叠于所述第一粘合层的单侧的导电层的基板作为所述复合基板。
如此,能够制造包含具有导电性的部分的氮化物半导体基板。
此外,本发明提供一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,仅在该复合基板的表面上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于整个所述第一粘合层的阻障层、结合于所述阻障层的背面的第二粘合层、及结合于所述第二粘合层的背面的导电层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板、隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
若为这样的氮化物半导体基板的制造方法,由于使包含GaN的III族氮化物半导体层在包含GaN且GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,因此能够使不会发生晶种层与作为外延生长层的III族氮化物半导体层的晶格不匹配且位错密度小、即结晶性良好的III族氮化物半导体层进行成膜。此外,通过反复进行该方法,能够将位错更少的III族氮化物半导体层成膜。
此外,由该方法所成膜的III族氮化物半导体层因位错少而能够层叠得较厚。并且,将包含层叠了多个层的复合基板的支撑基板用作支撑基板,因此能够减小因热膨胀系数差所造成的III族氮化物半导体层在生长中的翘曲,能够形成不含裂纹且厚度大的III族氮化物半导体层。因此,能够将III族氮化物半导体层最终从支撑基板上剥离而用作独立基板。
此外,当使用上述初始支撑基板作为生长基板时,由于通过分割硅单晶薄膜而从接合基板上剥离初始支撑基板,因此可将在剥离掉的初始支撑基板表层再次贴合硅单晶而得到的基板再次用作初始支撑基板,从而可得到削减成本的优点。
并且,若为这样的氮化物半导体基板的制造方法,则不会产生由于支撑基板的表面侧导电层所造成的漏泄路径,能够制造高频特性优异的氮化物半导体基板。
此外,本发明提供一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,仅在该复合基板的表面上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于所述第一粘合层的背面的导电层、结合于所述导电层的背面的第二粘合层、及结合于所述第一粘合层的表面及侧面、所述导电层的侧面以及所述第二粘合层的侧面及背面的阻障层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板、隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
若为这样的氮化物半导体基板的制造方法,由于使包含GaN的III族氮化物半导体层在包含GaN且GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,因此能够使不会发生晶种层与作为外延生长层的III族氮化物半导体层的晶格不匹配且位错密度小、即结晶性良好的III族氮化物半导体层进行成膜。此外,通过反复进行该方法,能够将位错更少的III族氮化物半导体层成膜。
此外,由该方法所成膜的III族氮化物半导体层因位错少而能够层叠得较厚。并且,将包含层叠了多个层的复合基板的支撑基板用作支撑基板,因此能够减小因热膨胀系数差所造成的III族氮化物半导体层在生长中的翘曲,能够形成不含裂纹且厚度大的III族氮化物半导体层。因此,能够将III族氮化物半导体层最终从支撑基板上剥离而用作独立基板。
此外,当使用上述初始支撑基板作为生长基板时,由于通过分割硅单晶薄膜而从接合基板上剥离初始支撑基板,因此可将在剥离掉的初始支撑基板表层再次贴合硅单晶而得到的基板再次用作初始支撑基板,从而可得到削减成本的优点。
并且,这样的氮化物半导体基板的制造方法,不会产生由于支撑基板的表面侧导电层所造成的漏泄路径,能够制成高频特性优异的氮化物半导体基板。
优选工序(3)中所使用的所述激光的波长为360nm以上且1100nm以下。
由此,能够瞄准生长基板的硅单晶薄膜或硅单晶基板的界面附近确实地形成剥离层。
(三)有益效果
如上所述,若为本发明的氮化物半导体基板,则可包含翘曲少、发生位错少且结晶性良好的III族氮化物半导体层。
此外,若为本发明的氮化物半导体基板的制造方法,则可制造包含翘曲少、发生位错少且结晶性良好的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板。
附图说明
图1为示出了本发明的氮化物半导体基板的一个实例的示意剖面图。
图2为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第一实施方案的部分流程图。
图3为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第一实施方案中使用的初始支撑基板的示意剖面图。
图4为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第一实施方案的部分流程图。
图5为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第一实施方案的部分流程图。
图6为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第一实施方案的部分流程图。
图7为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第二实施方案的部分流程图。
图8为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第二实施方案的部分流程图。
图9为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第二实施方案的部分流程图。
图10为示出了本发明的氮化物半导体基板的其他实例的示意剖面图。
图11为示出了本发明的氮化物半导体基板的其他实例的示意剖面图。
具体实施方式
如上所述,谋求开发一种包含翘曲少、发生位错少且结晶性良好的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板及其制造方法。
本申请的发明人针对上述问题进行了深入研究,结果发现若为包含复合基板、III族氮化物半导体晶种层及III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,且所述III族氮化物半导体晶种层隔着平坦化膜接合于复合基板上并且GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下,所述III族氮化物半导体层形成在III族氮化物半导体晶种层上,则能够具有位错密度极少且结晶性良好的III族氮化物半导体层,可制成翘曲少的氮化物半导体基板,进而完成了本发明。
即,本发明为一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、接合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、层叠于整个所述第一粘合层的第二粘合层及结合于整个所述第二粘合层的阻障层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着平坦化层接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成于所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒(arcsec)以下。
此外,本发明是一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于整个所述第一粘合层的阻障层、结合于所述阻障层的背面的第二粘合层及结合于所述第二粘合层的背面的导电层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着仅结合于所述复合基板的表面的平坦化层而接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成在所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
此外,本发明是一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于所述第一粘合层的背面的导电层、结合于所述导电层的背面的第二粘合层、以及结合于所述第一粘合层的表面及侧面、所述导电层的侧面及所述第二粘合层的侧面及背面的阻障层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着仅结合于所述复合基板的表面的平坦化层而接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成在所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
此外,本发明为一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,在该复合基板上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、接合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、层叠于整个所述第一粘合层的第二粘合层、及结合于整个所述第二粘合层的阻障层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板、隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
此外,本发明为一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,仅在该复合基板的表面上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于整个所述第一粘合层的阻障层、结合于所述阻障层的背面的第二粘合层、及结合于所述第二粘合层的背面的导电层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板、隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
此外,本发明为一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,仅在该复合基板的表面上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于所述第一粘合层的背面的导电层、结合于所述导电层的背面的第二粘合层、及结合于所述第一粘合层的表面及侧面、所述导电层的侧面以及所述第二粘合层的侧面及背面的阻障层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板、隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
以下,参照附图对本发明进行详细说明,但本发明不受此限定。
[氮化物半导体基板]
图1中显示了本发明的氮化物半导体基板的一个实例的示意剖面图。
图1所示的氮化物半导体基板100包含:支撑基板10、形成在支撑基板10上的III族氮化物半导体层20。
支撑基板10包含:复合基板6、隔着平坦化膜7而接合在该复合基板6上的III族氮化物半导体晶种层8。
复合基板6层叠有多个层,所述多个层包含多晶陶瓷芯1、接合于整个所述多晶陶瓷芯1的第一粘合层2、层叠于整个所述第一粘合层2的第二粘合层4及结合于整个第二粘合层4的阻障层5。在图1所示的实例中,复合基板6在第一粘合层2与第二粘合层4之间进一步具有作为任意的层的层叠于整个第一粘合层2的导电层3。
在图1所示的实例中,仅在复合基板6的单侧隔着平坦化层7接合有III族氮化物半导体晶种层8。
III族氮化物半导体晶种层8至少包含GaN。此外,III族氮化物半导体晶种层8的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD(X-ray Diffraction:X射线衍射)半峰宽计为550角秒以下。
在这样的III族氮化物半导体晶种层8上形成有III族氮化物半导体层20。III族氮化物半导体层20包含GaN。
在本发明的氮化物半导体基板100中,通过在晶种的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550 角秒以下的III族氮化物半导体晶种层8上外延形成有III族氮化物半导体层20,能够表现出位错密度极少且良好的结晶性。其结果,在本发明的氮化物半导体基板100中,能够提高装置的特性。
此外,本发明的氮化物半导体基板100,通过如上所述包含支撑基板10且所述支撑基板10包含层叠了多个层的复合基板6,能够减小因热膨胀系数差所造成的III族氮化物半导体层8在外延生长中的翘曲,因此能够具有不含裂纹且厚度大的III族氮化物半导体层20。因此,能够将III族氮化物半导体层20最终从支撑基板10上剥离而用作独立基板。
以下,对图1所示的氮化物半导体基板100进行更详细的说明。
多晶陶瓷芯1例如可包含氮化铝。若多晶陶瓷芯1包含氮化铝,则能够使热膨胀系数差极小。
这样的多晶陶瓷芯1,能够通过烧结助剂在例如1800℃的高温下进行烧结而具有约600~1150μm的厚度。基本上,大多以硅基板的SEMI(Semiconductor Equipment andMaterials International)标准的厚度而形成。
第一粘合层2及第二粘合层4可以是例如硅酸四乙酯(TEOS)层或氧化硅(SiO2)层、或者包含这两者的层。第一粘合层2及第二粘合层4分别通过LPCVD(Low-PressureChemical Vapor Deposition,低压化学气相生长)工艺或CVD(Chemical VaporDeposition,化学气相沉积)工艺等而沉积,可具有大约50~200nm的厚度。
导电层3包含例如多晶硅,通过LPCVD工艺等而沉积。导电层3是用于赋予导电性的层,可掺杂例如硼(B)或磷(P)等。该包含多晶硅的导电层3可以根据需要而设置,也可以不设置,还可以仅成膜于第一粘合层2的单面。
任意的导电层3优选具有50nm~500nm的厚度。若导电层3的厚度在该范围内,可制成在抑制发生翘曲的同时包含具有优异的导电性的部分的氮化物半导体基板100。
阻障层5包含例如氮化硅,通过LPCVD工艺等而沉积,厚度为100nm~1500nm左右。阻障层5是阻断来自陶瓷等基板内部的杂质的层。
平坦化层7可通过例如LPCVD工艺等而沉积,例如厚度为500nm~3000nm左右。该平坦化层7是用于使上表面平坦化而沉积的层。作为平坦化层7的材质,例如可选择硅酸四酯、或者氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)或氮氧化硅(SixOyNz,0<x<1、0<y<2、0≤z≤0.6)等通常的陶瓷的膜材料等。
在本发明的氮化物半导体基板100中,III族氮化物半导体晶种层8中的晶种的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。更优选晶种的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为300角秒以下。XRD半峰宽的优选的下限值没有特别限定,例如为100角秒。
除了GaN以外,III族氮化物半导体晶种层8还可包含AlN及AlGaN中的一种以上。
此外,III族氮化物半导体晶种层8的厚度可以根据用途而变更,因此没有特别限定,例如可以设为100nm以上。III族氮化物半导体晶种层8的厚度的上限没有特别限定,例如可以设为1000nm。
III族氮化物半导体层20包含GaN,但除了GaN以外,也可以包含例如AlN及AlGaN中的一种以上。
III族氮化物半导体层20中的GaN,是在如上所述的结晶性良好的III族氮化物半导体晶种层8上外延生长的物质,因此与III族氮化物半导体晶种层8的GaN的结晶性相同能够表现出良好的结晶性。此外,III族氮化物半导体层20能够不含裂纹而具有例如10μm以上的厚度。
虽然未图示,但在本发明的氮化物半导体基板100中,复合基板6可以进一步具有层叠于未接合有III族氮化物半导体晶种层8的背面侧表面的背面导电层来代替上述导电层3。背面导电层可以与导电层3同样包含例如多晶硅,并可通过例如LPCVD工艺等而沉积。此外,背面导电层可具有例如50nm~500nm的厚度。
本发明的氮化物半导体基板100,例如能够通过以下列举实例而说明的本发明的氮化物半导体基板的制造方法进行制造。但是,本发明的氮化物半导体基板100也可以通过本发明的氮化物半导体基板的制造方法以外的方法进行制造。
本发明的氮化物半导体基板,还可以使用图10或图11中示意性地示出的复合基板10作为支撑基板。
图10所示的支撑基板10包含复合基板6与III族氮化物半导体晶种层8,所述III族氮化物半导体晶种层8隔着仅接合于该复合基板6的表面(正面侧表面)的平坦化层7而接合于复合基板6上并至少包含GaN。复合基板6为层叠有多个层的复合基板6,所述多个层包含多晶陶瓷芯1、结合于整个多晶陶瓷芯1的第一粘合层2、结合于整个第一粘合层2的阻障层5、结合于阻障层5的背面的第二粘合层4及结合于第二粘合层4的背面的导电层3。
图11所示的支撑基板10包含复合基板6与III族氮化物半导体晶种层8,所述III族氮化物半导体晶种层8隔着仅结合于该复合基板6的表面(正面侧表面)的平坦化层7而接合于复合基板6上且至少包含GaN。复合基板6为层叠有多个层的复合基板6,所述多个层包含多晶陶瓷芯1、结合于整个多晶陶瓷芯1的第一粘合层2、结合于第一粘合层2的背面的导电层3、结合于导电层3的背面的第二粘合层4、以及阻障层5,所述阻障层5结合于第一粘合层2的表面及侧面、导电层3的侧面以及第二粘合层4的侧面及背面。
图10及图11所示的复合基板6的各层,可以与上述说明的各层相同。
如图10及图11所示的包含仅在背面侧成膜有导电层3的结构的支撑基板10的氮化物半导体基板100,除了参照图1而在上述说明的效果以外,在制作高频装置时,不会产生因支撑基板10的表面侧导电层所造成的漏泄路径,能够制成高频特性优异的装置。
[氮化物半导体基板的制造方法]
以下,作为本发明的氮化物半导体基板的制造方法的实例,参照附图对第一实施方案及第二实施方案进行说明。但是,本发明的氮化物半导体基板的制造方法并不受以下所说明的实例的限定。
(第一实施方案)
参照图2~图6对本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第一实施方案进行说明。
(工序(1):准备初始支撑基板作为生长基板的工序)
在工序(1)中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,如图2的(a)所示,准备初始支撑基板30作为生长基板,所述初始支撑基板30通过隔着初始平坦化层37在初始复合基板36上接合作为初始晶种层38的硅单晶薄膜而成。初始支撑基板30也可称为GaN用支撑基板。
初始复合基板36可具有例如图3中示出了示意剖面图的结构。具体而言,图3所示的初始复合基板36是一支撑结构,其包含多晶陶瓷芯31、结合于整个多晶陶瓷芯31的第一粘合层32、结合于整个第一粘合层32的导电层33、结合于整个导电层33的第二粘合层34及结合于整个第二粘合层34的阻障层35。
多晶陶瓷芯31、第一粘合层32、导电层33、第二粘合层34及阻障层35各自可以与参照图1所说明的本发明的氮化物半导体基板100所包含的复合基板6的各层相同。初始复合基板36,能够利用在复合基板6的说明中所述的方法来制造。另外,初始复合基板36可以层叠有多个层,不限于图3所示的结构。例如,导电层33及第一粘合层32可以根据需要而成膜,不一定必须存在,并且有时仅成膜在单面。
在图2的(a)及图3所示的实例中,平坦化膜37仅结合于初始复合基板36的单面。平坦化膜37,例如能够设为与参照图1所说明的平坦化膜7相同的平坦化膜,但不限定于此。
硅单晶薄膜38结合于平坦化膜37,也可称为实质性硅层。硅单晶薄膜38具有例如50nm~1000nm左右的厚度,其用于进行工序(2)中的包含GaN的III族氮化物半导体晶种层的外延生长。
作为初始晶种层的硅单晶薄膜38,优选轴取向为<111>的硅单晶薄膜,但是不考虑电阻率等。
硅单晶薄膜38,例如能够通过下述方式而形成:通过贴合工序而贴合于平坦化层37,然后通过离子照射法等以留下所需的厚度的方式进行剥离。
(工序(2):制造接合用III族氮化物半导体基板的工序)
接着,作为工序(2),进行图2的(b)所示的制造接合用III族氮化物半导体基板200的工序。在该工序(2)中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8在作为生长基板的初始支撑基板30上、更具体而言在作为初始晶种层的硅单晶薄膜38上外延生长,来制造包含III族氮化物半导体晶种层8的接合用III族氮化物半导体基板200,所述III族氮化物半导体晶种层8的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
该工序(2)可在例如MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,有机金属化学气相生长法)反应炉中进行。
该工序(2)中,在初始支撑基板30的硅单晶薄膜38上进行AlN、AlGaN及GaN等的III族氮化物半导体晶种层(外延层)8的外延生长。III族氮化物半导体晶种层8的结构不限于此,还包含不成膜AlGaN的情况、AlGaN成膜后进一步成膜AlN的情况。此外,还包含成膜有多层使Al组成变化的AlGaN的情况。另一方面,在工序(2)中,必然会使GaN生长。膜厚可以根据用途而变更,因此没有特别限定。
在外延生长时,能够使用三甲基铝(TMAl)作为Al源、使用三甲基镓(TMGa)作为Ga源、使用NH3作为N源。此外,载气可以设为N2及H2、或者这两者中的任一种气体,工艺温度能够设为900~1200℃左右。
在工序(2)中,能够通过控制条件,例如使III族氮化物半导体晶种层8在轴取向为<111>的硅单晶薄膜38上外延生长,来制造包含III族氮化物半导体晶种层8的接合用III族氮化物半导体基板200,所述III族氮化物半导体晶种层8的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下、例如为100角秒以上550角秒以下。
(工序(3):利用激光照射在硅单晶薄膜上形成剥离层的工序)
接着,对工序(2)中制造的接合用III族氮化物半导体基板200的硅单晶薄膜38的与III族氮化物半导体晶种层8的界面附近,如图2的(c)所示照射激光,形成图4的(d)所示的剥离层38a。
此时的激光的波长,优选长于与GaN的带隙能(band gap energy)相等的光的波长,并且短于与硅单晶的带隙能相等的光的波长。具体而言,优选为约360nm以上且1100nm以下。由此,能够瞄准硅单晶薄膜38而形成剥离层38a,因此能够抑制对包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8的破坏。此外,激光的光能(power)只要是能够形成剥离层38a即可,没有特别限定,但适合为5W~20W左右。照射激光的间距(pitch),优选设为30μm左右以下。通过将照射间距设为30μm以下,能够形成可充分进行以下所说明的工序(6)中的剥离的剥离层38a。
通过以激光照射形成剥离层(破坏层)38a并进行剥离的方法,能够利用包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8与硅单晶的对激光的聚光容易度的差异而利用穿透包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8的激光在硅单晶薄膜38上形成剥离层38a,因此能够抑制对包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8的破坏。此外,激光能够聚光于自表面起较深的位置处,因此即便是包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8成膜为数μm时,也能够在硅单晶薄膜38的与III族氮化物半导体晶种层8的界面附近形成剥离层38a。
另一方面,在智能剥离法(Smart Cut,注册商标)等通过离子照射进行剥离的方法中,侵入深度的限制大,若形成数μm以上的III族氮化物半导体晶种层,大多离子会无法侵入而无法剥离。此外,在离子照射中,会对晶体造成破坏。
(工序(4):准备与初始复合基板不同的复合基板并在该复合基板上层叠平坦化层的工序)
接着,准备如图4的(e)的下方所示的复合基板6。该复合基板6是与工序(1)中准备的初始复合基板36不同的支撑用基底基板。
该由工序(4)所准备的复合基板6与本发明的氮化物半导体基板所包含的复合基板相同。即,复合基板6与图1所示的复合基板6相同,是层叠有多个层的复合基板6,所述多个层包含:多晶陶瓷芯1、接合于整个多晶陶瓷芯1的第一粘合层2、层叠于整个第一粘合层2的第二粘合层4及结合于整个第二粘合层4的阻障层5。
接着,在所准备的复合基板6上层叠平坦化层7。
关于复合基板6及平坦化层7的制作方法,可参照本发明的氮化物半导体中的说明。
(工序(5):将平坦化层与III族氮化物半导体晶种层贴合从而得到接合基板的工序)
接着,如图4的(e)所示,将层叠于在工序(4)中准备的复合基板6上的平坦化层7与接合用III族氮化物半导体基板200(在硅单晶薄膜38上形成有剥离层38a)的III族氮化物半导体晶种层8贴合,得到图5的(f)所示的接合基板300。
(工序(6):从接合基板上剥离生长基板(初始支撑基板)的一部分的工序)
接着,在工序(5)中制作的接合基板300中,通过图5的(f)所示的剥离层38a,如图5的(g)所示地将接合用III族氮化物半导体基板200的硅单晶薄膜38分割为一部分38b与另一部分38c,然后从接合基板300上剥离作为生长基板的初始支撑基板30的一部分。
关于该剥离,方法没有特别限定,但是例如可利用具有粘合性的装置将如图5的(f)所示的接合基板300的表面背面分别固定于夹具,并通过向相反侧施加力而利用剥离层38a将硅单晶薄膜38分割并剥离。
(工序(7):去除硅单晶薄膜的残留于接合基板的部分而得到支撑基板的工序)
接着,通过对图6的(h)所示的硅单晶薄膜的残留于接合基板300的部分38c的剥离面进行抛光,去除硅单晶薄膜的38c的一部分。由此,如图6的(i)所示,得到支撑基板10,其包含复合基板6与隔着平坦化层7而接合于复合基板6上的作为III族氮化物半导体晶种层的III族氮化物半导体晶种层8。如图6的(i)所示,支撑基板10的表层是包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8。
经由这些工序,能够制作支撑基板10(GaN用支撑基板),作为表层其包含氮化物半导体晶种层8,所述氮化物半导体晶种层8包含GaN且GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
(工序(8):使包含GaN的III族氮化物半导体层在支撑基板的III族氮化物半导体晶种层上外延生长从而制造氮化物半导体基板的工序)
接着,如图6的(j)所示,使包含GaN的III族氮化物半导体层20在支撑基板10的III族氮化物半导体晶种层8上外延生长。外延成膜的条件能够设为与工序(2)相同的条件。
通过以上所说明的工序(1)~(8),能够制造如图6的(j)所示的氮化物半导体基板100。
(第二实施方案)
接着,参照图7~图9对本发明的氮化物半导体基板的制造方法的第二实施方案进行说明。
第二实施方案在使用如图7的(a)所示的硅单晶基板40来代替初始支撑基板30作为生长基板这一点上与第一实施方案大不相同。以下主要对与第一实施方案的相异之处进行说明。
工序(1)中,如上所述,准备如图7的(a)所示的硅单晶基板40作为生长基板。
硅单晶基板40优选轴取向为<111>的硅单晶基板,但不考虑电阻率等。
在工序(2)中,用与第一实施方案相同的方式,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8在作为生长基板的硅单晶基板40上外延生长,来制造如图7的(b)所示的包含III族氮化物半导体晶种层8的接合用III族氮化物半导体基板200,所述III族氮化物半导体晶种层8的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下,例如为100角秒以上且550角秒以下。
在工序(3)中,以如图7的(c)所示的方式对作为生长基板的硅单晶基板40的与III族氮化物半导体晶种层8的界面附近照射激光,从而形成剥离层。剥离层的形成能够用与第一实施方案相同的方式而进行。
工序(4)与第一实施方案相同。
在工序(5)中,将层叠于在工序(4)中准备的复合基板6上的平坦化层7与接合用III族氮化物半导体基板200(在硅单晶基板40上形成有剥离层40a)的III族氮化物半导体晶种层8贴合,得到图8的(d)所示的接合基板300。
在工序(6)中,在由工序(5)中制作的接合基板300中,通过图8的(d)所示的剥离层40a,如图8的(e)所示地,将接合用III族氮化物半导体基板200的硅单晶基板40分割为一部分40b与另一部分40c,然后从接合基板300上剥离作为生长基板的硅单晶基板的一部分40b。剥离能够用与第一实施方案相同的方式而进行。
在工序(7)中,通过对如图9的(f)所示的硅单晶薄膜的残留于接合基板300的部分40c的剥离面进行抛光,去除硅单晶薄膜的一部分40c。由此,可得到如图9的(g)所示的支撑基板10,其包含复合基板6与隔着平坦化层7而接合于复合基板6上的作为III族氮化物半导体晶种层的III族氮化物半导体晶种层8。如图9的(g)所示,支撑基板10的表层为包含GaN的III族氮化物半导体晶种层8。
工序(8)与第一实施方案相同。
通过以上所说明的工序(1)~(8),能够制造如图9的(h)所示的氮化物半导体基板100。
在以上列举实例而说明的本发明的氮化物半导体基板的制造方法中,由于能够使包含GaN的III族氮化物半导体层(例如GaN外延层)20与支撑基板10的晶格常数差极小,因此能够形成位错少、结晶性良好的包含GaN的III族氮化物半导体层20。此外,通过重复该方法,能够成膜位错更少的III族氮化物半导体层20。
此外,由该方法成膜的III族氮化物半导体层20因位错少而能够层叠得较厚。并且,由于使用包含层叠有多个层的复合基板6的支撑基板10作为支撑基板,因此能够减小因热膨胀系数差所造成的III族氮化物半导体层20在生长中的翘曲,从而能够形成不含裂纹且厚度较大的III族氮化物半导体层20。因此,能够将III族氮化物半导体层20最终从支撑基板10上剥离而用作独立基板。
另一方面,以往,即使在层叠有多个层的复合基板上形成包含GaN的III族氮化物半导体晶种,仍无法使晶格常数变得适当,从而无法形成GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550 角秒以下的III族氮化物半导体晶种层。
此外,在第一实施方案中,如图5的(g)所示,由于通过分割硅单晶薄膜38而将初始支撑基板30从接合基板300上剥离,因此能够将通过在剥离的初始支撑基板30的表层再次贴合硅单晶而得到的基板再次利用初始支撑基板,从而能够得到削减成本的优点。还可以根据需要去除残留于表层的硅单晶薄膜8的一部分38b,并将SiO2成膜后贴合硅单晶。通过基底(back ground)等进行去除的情况下,无法进行基板的再利用。
另外,作为在工序(4)中准备的复合基板6,也可以准备如图10或图11所示的复合基板6来代替图1所示的复合基板6,并仅在该复合基板6的表面(正面侧表面)上层叠平坦化层7。
在该变形例的氮化物半导体基板的制造方法中,不会产生因支撑基板的表面侧导电层所造成的漏泄路径,能够制造高频特性也优异的氮化物半导体基板。
此外,以上作为初始复合基板36,对使用了图3所示的结构的实例进行了说明,但初始复合基板的结构不限于图3,例如也可以是与图10或图11所示的复合基板6相同的结构。
实施例
以下,使用实施例及比较例对本发明进行具体说明,但本发明不受这些实施例及比较例的限定。
(实施例1)
在实施例1中,利用图2及图4~图6所示的第一实施方案的制造流程来制造氮化物半导体基板。
(工序(1))
首先,制造先前参照图2(a)及图3所说明的初始支撑基板(GaN用支撑基板)30来作为生长基板。
在工序(1)中,将轴取向为<111>的硅单晶贴合于平坦化层37,然后利用离子照射法,以残留厚度的方式进行剥离,由此形成硅单晶薄膜38。
(工序(2))
将该初始支撑基板30载置于MOCVD反应炉中,在初始支撑基板30上进行包含AlN、AlGaN及GaN的III族氮化物半导体晶种层的外延生长。初始支撑基板30载置于被称为卫星托盘的晶圆载盘(wafer pocket)中。外延生长时,使用TMAl作为Al源,使用TMGa作为Ga源,使用NH3作为N源。
此外,载气使用N2及H2中的任一种气体。工艺温度设为1200℃。
在工序(2)中,当将GaN用支撑基板载置于卫星托盘上进行外延生长时,外延层自基板侧朝向生长方向依序将AlN、AlGaN进行成膜,然后使GaN外延生长。
由此,如图2的(b)所示,使III族氮化物半导体晶种层(外延层)8在初始支撑基板30的硅单晶薄膜38上成膜,从而制作接合用III族氮化物半导体基板(GaN on GaN用支撑基板)200。III族氮化物半导体晶种层(外延层)8的总膜厚为1μm。
(工序(3))
接着,如图2的(c)所示,对在工序(2)中制作的接合用III族氮化物半导体基板200的硅单晶薄膜38的与III族氮化物半导体晶种层(外延层)8的界面附近照射激光。
此时的激光的波长为1064nm,照射的间距为5μm。此外,激光的光能为12W。通过该工序(3),形成图4的(d)所示的剥离层38a。
(工序(4))
准备图4的(e)的下方所示的作为支撑用基底基板的复合基板6,其与在工序(1)中准备的初始复合基板36不同。此外,将平坦化层7层叠在该复合基板6上。复合基板6及平坦化层7,通过以在工序(1)的初始支撑基板30的制作方法内的不进行贴合表层的硅单晶薄膜38的工序的方法而制作。
(工序(5))
接着,如图4的(e)所示,于形成于该复合基板6上的平坦化层7上贴合在工序(1)~(3)中制作的接合用III族氮化物半导体基板200,得到如图5的(f)所示的接合基板300。贴合工序在室温下进行。
(工序(6))
在由工序(5)制作的接合基板300中,通过如图5的(f)所示的剥离层38a将接合用III族氮化物半导体基板200的硅单晶薄膜38如图5的(g)所示地分割为一部分38b与另一部分38c,从接合基板300上剥离作为生长基板的初始支撑基板30的一部分。其中,将接合基板300的上下固定于夹具,施加反方向的外力,由此在剥离层分割硅单晶薄膜38。
(工序(7))
在工序(6)的剥离后,如图6的(h)所示,对残留于接合基板300的表层的硅单晶薄膜的一部分38c进行抛光。通过100nm左右抛光,完全去除硅单晶薄膜。由此,如图6的(i)所示,得到支撑基板10,其包含复合基板6与隔着平坦化层7而接合于复合基板6上的III族氮化物半导体晶种层8。
支撑基板10的表层的III族氮化物半导体晶种层8的GaN的(0002)生长面的结晶性,以XRD半峰宽计为540角秒。
(工序(8))
在截止至工序(7)而制作的支撑基板10上,如图6的(j)所示,使GaN层作为III族氮化物半导体层20进行外延生长。除了膜厚以外,此时的外延生长条件与工序(2)相同。关于GaN层20的膜厚,以与已经存在于III族氮化物半导体晶种层8的GaN层共为5μm的方式进行成膜。由此,制造如图6的(j)所示的实施例1的氮化物半导体基板100。
然后,测定GaN层20所含的GaN的结晶性,结果GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为250角秒。
此外,GaN层20不含裂纹。
(实施例2)
在实施例2中,通过图7~图9所示所示的第二实施方案的制造流程来制造氮化物半导体基板。
(工序(1))
首先,作为生长基板,准备图7的(a)所示的硅单晶基板40。硅单晶基板40的轴取向为<111>。
(工序(2))
将该硅单晶基板40载置于MOCVD反应炉中,在硅单晶基板40上进行包含AlN、AlGaN及GaN的III族氮化物半导体晶种层的外延生长。硅单晶基板40载置于被称为卫星托盘的晶圆载盘中。外延生长时,使用TMAl作为Al源,使用TMGa作为Ga源,使用NH3作为N源。
此外,载气使用N2及H2中的任一种气体。工艺温度为1200℃。
在工序(2)中,当将GaN用支撑基板载置于卫星托盘上进行外延生长时,外延层自基板侧朝向生长方向依序将AlN、AlGaN成膜,然后使GaN外延生长。
由此,如图7的(b)所示,在硅单晶基板40上将III族氮化物半导体晶种层(外延层)8成膜,制作接合用III族氮化物半导体基板(GaN on Si基板)200。III族氮化物半导体晶种层(外延层)8的总膜厚为1μm。
(工序(3))
接着,如图7的(c)所示,对在工序(2)中制作的接合用III族氮化物半导体基板200的硅单晶基板40的与III族氮化物半导体晶种层(外延层)8的界面附近照射激光。
此时的激光的波长为1064nm,照射的间距为5μm。此外,激光的光能为12W。通过该工序(3),在硅单晶基板40上形成剥离层。
(工序(4))
用与实施例1的工序(4)相同的方式,制作复合基板6及平坦化层7。
(工序(5))
接着,在已形成于在工序(4)中制作的复合基板6上的平坦化层7上,贴合在工序(1)~(3)中制作的接合用III族氮化物半导体基板200,得到图8的(d)所示的接合基板300。贴合工序在室温下进行。
此后的工序(6)~(8)与实施例1相同。
工序(7)中得到的支撑基板10的表层的III族氮化物半导体晶种层8的GaN的(0002)生长面的结晶性,以XRD半峰宽计为540角秒。
此外,测定在工序(8)中得到的如图9的(h)所示的氮化物半导体基板100的作为表层的GaN层20的GaN的结晶性,结果GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为450角秒。
此外,GaN层20不含裂纹。
(比较例)
在比较例中,在实施例1的工序(2)中,以总膜厚为5μm的方式将GaN层成膜,制作GaN上GaN用支撑基板(GaN on GaN用支撑基板)。将该支撑基板作为比较例的氮化物半导体基板。
测定比较例的氮化物半导体基板的表层的GaN的结晶性,结果GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为600角秒。
由以上的结果可知,本发明的实施例1及2的氮化物半导体基板100的作为表层的III族氮化物半导体层20可抑制位错的产生,GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下,优于比较例的氮化物半导体基板的表层的GaN的结晶性。
此外,确认到实施例1及2的氮化物半导体基板100的作为表层的III族氮化物半导体层20中未发生翘曲。
另外,本发明不限定于上述实施方案。上述实施方案为例示,与本发明的权利要求书所记载的技术构思具有实质相同的组成并发挥相同作用效果的方案均包含在本发明的技术范围内。

Claims (17)

1.一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、接合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、层叠于整个所述第一粘合层的第二粘合层及结合于整个所述第二粘合层的阻障层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着平坦化层接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成于所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
2.一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于整个所述第一粘合层的阻障层、结合于所述阻障层的背面的第二粘合层及结合于所述第二粘合层的背面的导电层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着仅结合于所述复合基板的表面的平坦化层而接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成在所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
3.一种氮化物半导体基板,其是在支撑基板上形成有包含GaN的III族氮化物半导体层的氮化物半导体基板,其特征在于,
所述支撑基板包含:
复合基板,其由多个层层叠而成,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于所述第一粘合层的背面的导电层、结合于所述导电层的背面的第二粘合层、以及结合于所述第一粘合层的表面及侧面、所述导电层的侧面及所述第二粘合层的侧面及背面的阻障层;及,
III族氮化物半导体晶种层,其隔着仅结合于所述复合基板的表面的平坦化层而接合于所述复合基板上且至少包含GaN;
其中,所述III族氮化物半导体层形成在所述III族氮化物半导体晶种层上,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的氮化物半导体基板,其特征在于,除了GaN以外,所述III族氮化物半导体层还包含AlN及AlGaN中的一种以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的氮化物半导体基板,其特征在于,所述多晶陶瓷芯包含氮化铝。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的氮化物半导体基板,其特征在于,所述第一粘合层及所述第二粘合层分别包含硅酸四乙酯和/或氧化硅,所述阻障层包含氮化硅。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的氮化物半导体基板,其特征在于,所述第一粘合层及所述第二粘合层分别具有50~200nm的厚度,所述阻障层具有100nm~1500nm的厚度。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的氮化物半导体基板,其特征在于,所述平坦化层包含选自由硅酸四乙酯、氧化硅、氧化铝、氮化硅及氮氧化硅组成的组中的至少一种,且具有500nm~3000nm的厚度。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的氮化物半导体基板,其特征在于,所述III族氮化物半导体晶种层具有100nm以上的厚度。
10.根据权利要求1所述的氮化物半导体基板,其特征在于,所述复合基板在所述第一粘合层与所述第二粘合层之间进一步具有层叠于整个所述第一粘合层或层叠于所述第一粘合层的单侧的导电层。
11.根据权利要求10所述的氮化物半导体基板,其特征在于,所述导电层具有50nm~500nm的厚度。
12.根据权利要求1、10及11中任一项所述的氮化物半导体基板,其特征在于,所述复合基板进一步具有层叠于未接合有所述III族氮化物半导体晶种层的背面侧表面的背面导电层。
13.一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,在该复合基板上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、接合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、层叠于整个所述第一粘合层的第二粘合层、及结合于整个所述第二粘合层的阻障层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板与隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
14.根据权利要求13所述的氮化物半导体基板的制造方法,其特征在于,在工序(4)中,准备在所述第一粘合层与所述第二粘合层之间进一步具有层叠于整个所述第一粘合层或层叠于所述第一粘合层的单侧的导电层的基板作为所述复合基板。
15.一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,仅在该复合基板的表面上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于整个所述第一粘合层的阻障层、结合于所述阻障层的背面的第二粘合层、及结合于所述第二粘合层的背面的导电层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板与隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
16.一种氮化物半导体基板的制造方法,其包括使III族氮化物半导体层在至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层上外延生长,其特征在于,包含下述工序:
工序(1),其中,为了制造接合用III族氮化物半导体基板,准备硅单晶基板或初始支撑基板作为生长基板,所述初始支撑基板通过在层叠有多个层的初始复合基板上隔着初始平坦化层接合有作为初始晶种层的硅单晶薄膜而成;
工序(2),其中,通过使至少包含GaN的III族氮化物半导体晶种层在所述生长基板上外延生长,制造包含所述III族氮化物半导体晶种层的接合用III族氮化物半导体基板,所述III族氮化物半导体晶种层的GaN的(0002)生长面的结晶性以XRD半峰宽计为550角秒以下;
工序(3),对所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的与所述III族氮化物半导体晶种层的界面附近照射激光,形成剥离层;
工序(4),其中,作为与所述初始复合基板不同的复合基板,准备由多个层层叠而成的复合基板,仅在该复合基板的表面上层叠平坦化层,所述多个层包含多晶陶瓷芯、结合于整个所述多晶陶瓷芯的第一粘合层、结合于所述第一粘合层的背面的导电层、结合于所述导电层的背面的第二粘合层、及结合于所述第一粘合层的表面及侧面、所述导电层的侧面及所述第二粘合层的侧面及背面的阻障层;
工序(5),其中,将在工序(4)中准备的层叠在所述复合基板上的所述平坦化层与所述接合用III族氮化物半导体基板的所述III族氮化物半导体晶种层贴合,得到接合基板;
工序(6),其中,在所述剥离层分割所述接合用III族氮化物半导体基板的所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜,从所述接合基板上剥离所述生长基板的一部分;
工序(7),其中,通过对剥离面进行抛光,去除所述硅单晶基板或所述硅单晶薄膜的残留于所述接合基板的部分,得到包含所述复合基板与隔着平坦化层接合于所述复合基板上的所述III族氮化物半导体晶种层的支撑基板;及,
工序(8),其中,使包含GaN的III族氮化物半导体层在所述支撑基板的所述III族氮化物半导体晶种层上外延生长,制造氮化物半导体基板。
17.根据权利要求13~16中任一项所述的氮化物半导体基板的制造方法,其特征在于,工序(3)中所使用的所述激光的波长为360nm以上且1100nm以下。
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