[go: up one dir, main page]

TWI900595B - 大口徑ｉｉｉ族氮化物系磊晶成長用基板與其製造方法 - Google Patents

大口徑ｉｉｉ族氮化物系磊晶成長用基板與其製造方法

Info

Publication number
TWI900595B
TWI900595B TW110123734A TW110123734A TWI900595B TW I900595 B TWI900595 B TW I900595B TW 110123734 A TW110123734 A TW 110123734A TW 110123734 A TW110123734 A TW 110123734A TW I900595 B TWI900595 B TW I900595B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
nitride
epitaxial growth
layer
single crystal
Prior art date
Application number
TW110123734A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202219340A (zh
Inventor
久保田芳宏
川原実
山田雅人
Original Assignee
日商信越化學工業股份有限公司
日商信越半導體股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商信越化學工業股份有限公司, 日商信越半導體股份有限公司 filed Critical 日商信越化學工業股份有限公司
Publication of TW202219340A publication Critical patent/TW202219340A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI900595B publication Critical patent/TWI900595B/zh

Links

Classifications

    • H10P90/00—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C30B25/183—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate being provided with a buffer layer, e.g. a lattice matching layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/20—Doping by irradiation with electromagnetic waves or by particle radiation
    • C30B31/22—Doping by irradiation with electromagnetic waves or by particle radiation by ion-implantation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B33/06—Joining of crystals
    • H10P14/2921—
    • H10P14/2924—
    • H10P90/16—
    • H10P90/1916—
    • H10W10/181—
    • H10P10/12—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

本發明提供可以高品質價廉地製作III族氮化物之單晶的III族氮化物系磊晶成長用基板與其製造方法。 本發明之III族氮化物系磊晶成長用基板具備：具有由氮化物陶瓷所成之核被厚度0.05μm以上1.5μm以下的密封層包入之構造的支撐基板；設於支撐基板上，具有0.5μm以上3.0μm以下之厚度的平坦化層；及設於平坦化層上，於表面具有凹凸圖型之0.1μm以上1.5μm以下厚度之單晶的種晶層。

Description

大口徑ＩＩＩ族氮化物系磊晶成長用基板與其製造方法
本發明有關氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(Al xGa 1-xN (其中0.＜x＜1.0)、氮化鎵(GaN)等之III族氮化物單晶之磊晶成長用之種基板。
結晶性AlN系、GaN系等之III族氮化物之基板具有寬帶隙，具有短波長發光性及高耐壓優異之高頻特性。因此，III族氮化物基板被期待應用於發光二極體(LED)、雷射、肖特基二極體、電源裝置、高頻裝置等之裝置。特別是由AlN及Al xGa 1-xN(0.5＜x＜1.0)單晶所製作之LED於深紫外線區域(UVC；200~280nm)之發光波長據報告有殺菌效果(非專利文獻1)，而要求更高品質化、大口徑化、低價格化。
由於AlN在常壓下不具有熔點，故難以藉矽單晶等使用之一般熔液法製造。
非專利文獻2及非專利文獻3中記載於1700~2250℃、N 2環境下，以SiC或AlN作為種晶，藉昇華法(改良浮雕法)製造AlN單晶基板之方法。然而，因結晶成長需要高溫等之裝置上的限制，難以低成本化以外，亦難以大口徑化至φ4吋以上。
又，專利文獻1記載以矽基板或AlN基板作為基底基板藉氫化物氣相沉積(HVPE)方法使AlN層成長之方法。然而，以該方法若基底基板使用矽則難以減低起因於熱膨脹率或晶格常數差異之AlN層的位錯密度。另一方面，使用結晶性良好的昇華法AlN基板作為基底基板時雖可減低位錯密度，但相反地，由於基底基板本身為小口徑而且價格昂貴，故難以使大口徑基板低成本化。為了補足該等缺點，非專利文獻4中揭示於兼作基底基板與種基板之藍寶石基板上一次藉由MOVPE法積層5μm之AlN膜後，藉由蝕刻對其賦予溝槽後，進而以HVPE法成膜為目的厚度之方法。藉由上述溝槽構造於HVPE成膜時形成之孔隙作為熱膨脹差所致之應力的緩和層發揮作用，其結果防止龜裂。而且該等僅於基底基板為φ4吋以下時有效，基底基板為φ6吋、φ8吋、φ12吋等之大口徑時，發生龜裂或大幅翹曲而成問題。
專利文獻2中記載將熱膨脹率接近AlN單晶之低廉的AlN陶瓷作為基底基板，以Si 3N 4等密封該基底基板後，將薄膜轉印有矽＜111＞單晶之複合基板作為種晶使GaN單晶等之III族氮化物磊晶成長之方法。然而，若以該方法磊晶成膜例如AlN或Al xGa 1-xN(0＜x＜1)之單晶時，由於矽＜111＞之種晶與目的之AlN或Al xGa 1-xN(0＜x＜1)之單晶的晶格常數不同故難以減低位錯密度，且因密封層或平坦化層等之親和性或熱膨脹係數差等亦難以減小成膜基板之龜裂或翹曲。該等影響到後步驟之裝置製作的特性劣化及良率降低，結果妨礙所製作之雷射或LED、高頻裝置等之高品質化、低成本化。
因此，本發明人等為了排除該等缺點，經積極研究之結果，完成本發明。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]：日本專利第4565042號 [專利文獻2]：日本專利第6626607號 [非專利文獻]
[非特許文獻1]：LEDs Magazine Japan；2016年12月、p30~31 [非專利文獻2]：SEI技術回顧；第177號，p88~91 [非專利文獻3]：藤倉技術報告；第119號，2010年第2卷，p33~38 [非專利文獻4]：Journal of Crystal Growth 411(2015)、p38~p44
[發明欲解決之課題]
本發明係鑑於上述情況而完成者，其目的係提供可以大口徑且高品質且價廉地製作適宜作為III族氮化物，特別是深紫外線區域(UVC；200~280nm)之發光二極體的AlN或Al xGa 1-xN(0.5＜x＜1.0)之單晶的III族氮化物磊晶成長用基板及其製造方法。 [用以解決課題之手段]
本發明藉由本發明人等之多次試行結果，發現藉由下述(1)~(3)，而發明出即使為大口徑亦不發生龜裂或翹曲，或使成膜時之結晶缺陷集中於側面而可高純度、高品質地磊晶成長的III族氮化物系磊晶成長用基板、其製造方法： (1)具備：具有由氮化物陶瓷所成之核被厚度0.05μm以上1.5μm以下的密封層包入之構造的支撐基板； 設於前述支撐基板上，具有0.5μm以上3.0μm以下之厚度的平坦化層；及 設於前述平坦化層上，於表面具有凹凸圖型且為0.1μm以上1.5μm以下厚度之單晶的種晶層， (2)支撐基板(基底基板)與磊晶膜具有略相同之熱膨脹率， (3)於薄膜轉印有凹凸圖型之種晶表面形成週期性溝槽或點構造，或0.1~3°之斜角(off angle)之圖型。 本發明藉由上述之(1)、(2)、(3)之各個要素獲得效果，於3者兼具之情況藉由相乘效果獲得更顯著效果。
為了解決上述課題，本發明之實施形態的III族氮化物系磊晶成長用基板具備：具有由氮化物陶瓷所成之核被厚度0.05μm以上1.5μm以下的密封層包入之構造的支撐基板；設於支撐基板上，具有0.5μm以上3.0μm以下之厚度的平坦化層；及設於平坦化層上，於表面具有凹凸圖型且為0.1μm以上1.5μm以下厚度之單晶的種晶層。
本發明中，III族氮化物系磊晶成長用基板於支撐基板之下面宜進而具備應力調整層。
本發明中，核宜係氮化鋁陶瓷。且密封層宜包含氮化矽。且平坦化層宜包含氧化矽、氧氮化矽及砷化鋁之任一者。又應力調整層宜包含單體矽。
本發明中，種晶層宜係Si＜111＞、SiC、藍寶石、氮化鋁或氮化鋁鎵。而且種晶層之凹凸圖型係選自週期溝槽、0.1~3°之斜角及點構造較佳。又種晶層為氮化鋁或氮化鋁鎵時，電阻率較佳為1×10 6Ω・cm以上。
且，本發明之實施形態的III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法具備如下步驟：準備由氮化物陶瓷所成之核的步驟，以包入核之方式成膜厚度0.05μm以上1.5μm以下之密封層，作成支撐基板的步驟，於支撐基板之上面成膜厚度0.5μm以上3.0μm以下之平坦化層的步驟，於平坦化層之上面設置表面具有凹凸圖型之0.1μm以上1.5μm以下厚度之單晶種晶層的步驟。
III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法宜進而具備於支撐基板下面成膜應力調整層之步驟。
本發明中，密封層宜藉LPCVD法成膜。且平坦化層宜藉電漿CVD法、LPCVD法及低壓MOCVD法之任一者成膜。
本發明中，設置種晶層之步驟宜具備下述步驟：準備將1面設為離子注入面之III族氮化物之單晶基板的步驟，自離子注入面注入離子於單晶基板形成剝離位置之步驟，將離子注入面與平坦化層接合作成接合基板之步驟，將接合基板於剝離位置分離為種晶層與單晶基板殘留部的步驟，及於前述所得之種晶層上設置前述凹凸圖型的步驟。
本發明中，準備單晶基板之步驟中，關於大口徑基板作為市售基板而容易獲得之Si＜111＞、SiC或藍寶石，可直接利用市售基板。另一方面，難以獲得大口徑之氮化鋁或氮化鋁鎵時，係於在大口徑之藍寶石基板上，藉由MOCVD法、HVPE法及THVPE法之任一者，積層氮化鋁或氮化鋁鎵之磊晶層製作單晶之大口徑基板而使用。或者宜以昇華法製作之小口徑單晶或以昇華法製作之AlN基板作為基底，以HVPE法、HVPE法及THVPE法之任一者磊晶成長氮化鋁或氮化鋁鎵之磊晶層所得之小口徑單晶予以貼合獲得單晶基板。
又，於單晶基板積層磊晶層時，形成剝離位置之步驟中，宜於磊晶層內形成剝離位置。該情況，單晶基板殘留部宜作為基底基板再利用。或者，單晶基板殘留部宜進而作為其他III族氮化物系複合基板之製造中的單晶基板再利用。
本發明中，核宜係氮化鋁陶瓷。且密封層宜包含氮化矽。且平坦化層宜包含氧化矽、氧氮化矽及砷化鋁之任一者。又應力調整層宜包含單體矽。
本發明中，種晶層宜係種晶層為Si＜111＞、SiC、藍寶石、氮化鋁或氮化鋁鎵。於種晶層宜形成凹凸圖型。凹凸圖型較佳選自週期溝槽、0.1~3°之斜角及點構造。又種晶層之電阻率較佳為1×10 6Ω・cm以上。 [發明效果]
依據本發明，可提供可價廉地製作高品質大口徑之III族氮化物之單晶的III族氮化物系磊晶成長用基板。
以下針對本發明之實施形態詳細說明，但本發明不受該等之限制。
本實施形態之複合基板1的橫截面構造示於圖1。圖1所示之複合基板1具備於支撐基板3上積層平坦化層4及表面具有凹凸圖型之0.1μm以上1.5μm以下厚度之單晶的種晶層2而成之構造。且，根據需要，在支撐基板3之積層有平坦化層4之面相反的面(下面)，設有應力調整層5。
支撐基板(基底基板)3具備成為該支撐基板3之核材的核31與覆蓋核31之密封層32。
核31所用之材料較佳為耐熱性及穩定性優異，可價廉地取得大口徑尺寸之氮化物陶瓷。作為氮化物陶瓷可使用氮化鋁(AlN)、氮化矽(Si 3N 4)、氮化鎵(GaN)、氮化硼(BN)或該等之混合物等。AlN由於晶格常數與熱膨脹係數與目的的III族氮化物結晶相近，故可製作變形少的高品質III族氮化物結晶，故而特佳。且，AlN由於熱傳導性高，故在包括加熱之後步驟中具有熱傳遞優異之優點而言亦較佳。
核31之形狀及尺寸設為厚度200~1000μm之晶圓形狀時，因可放入通常的半導體製程產線上故而較佳。此外，核31之表面預先設為鏡面精加工時，可減低支撐基板3之表面凹凸而較佳。
使用AlN作為芯31時，雖AlN陶瓷之製造方法有多種，但使用將AlN粉末與燒結助劑、有機黏合劑、溶劑等混合，製作晶圓狀之坯片，進行脫脂後在N 2環境下燒結並研磨之所謂薄片成形/常壓燒結法能夠提高生產性故而較佳。作為燒結助劑係選自Y 2O 3、Al 2O 3、CaO等，特別是包含Y 2O 3作為燒結助劑時，燒結後之基板表現出高的熱傳導性故而較適宜。
密封層32係無間隙地覆蓋核全體地包入並密封之層，具有0.05μm以上1.5μm以下之厚度。藉由設為此種構造，可防止起因於核31之陶瓷材料之物質漏出至支撐基板3的外部。
例如使用AlN陶瓷作為核31時，起因於AlN及作為燒結助劑而添加之Y 2O 3之元素物質，或來自燒結陶瓷時所用之隔熱材或爐材、容器等之作為雜質納入陶瓷中的物質有漏出之可能性。此等物質漏出至支撐基板3之外時，使成為目的之AlN磊晶成長時，會作為雜質被納入，容易成為使品質降低之要因。
密封層32之厚度若較厚，則於後步驟中重複加熱冷卻時，無法耐受密封層32之表層與內部之間的熱應力，容易產生剝離。因此，即使選擇各種膜並組合，密封層32亦超過1.5μm而欠佳。另一方面，作為密封起因於核31之物質的功能，厚度未達0.05μm不足夠。由上所述，密封層32厚度較佳為0.05μm以上1.5μm以下之範圍。為了提高密封起因於氮化物陶瓷之材料物質的效果，密封層32之材料較佳為由氮化矽(Si 3N 4)構成之膜。
密封層32成為緻密膜時，因密封性能高故而較佳。且，密封層32較佳不含燒結助劑等雜質，而為純度高的膜。若如此，由於密封層32可抑制起因於自身之非所欲之物質洩漏至支撐基板3外故而較佳。
如此，高純度膜可使用MOCVD法、常壓CVD法、LPCVD(低壓CVD)法、濺鍍法等之成膜法形成。特別是使用LPCVD法時可形成緻密膜，膜的覆蓋性優異故而較佳。
又，使用氮化矽作為密封層32的材料時，為了提高氮化矽與核之密著性，亦可於與核31之間設置氧化矽(SiO 2)或氧氮化矽(Si xO yN z)等之膜作為密封層之一部分。但該情況下，為了避免剝離，密封層32全體之厚度亦較佳為0.05μm以上1.5μm以下之範圍。
於支撐基板3之上面，於密封層32上積層厚度0.5μm以上3.0μm以下之平坦化層4。藉由積層平坦化層4，可埋入起因於核31或密封層32等之各種空隙或凹凸，而獲得用以轉印種晶之充分平滑度。但，平坦化層4厚度過厚時成為翹曲之原因而欠佳。因此，平坦化層4之厚度適宜為0.5~3.0μm。即，平坦化層4厚度未達0.5μm時，由於無法埋填支撐基板3上產生之空隙或凹凸故而欠佳。又，平坦化層4厚度若為3.0μm以上，則容易發生翹曲而欠佳。
又，支撐基板3之與積層平坦化層4之上面相反側之面(下面)設置應力調整層5。應力調整層5抵消了因積層平坦層4而產生之應力，而減低翹曲。
又，平坦化層4只要僅積層於支撐基板3之積層種晶層2之側的單面(上面)即可，亦可成膜於支撐基板之兩面(上面及下面)或覆蓋支撐基板全體。若如此，則積層於下面之材料作為應力調整層5而作用，因構造上抵銷於基板上下起因於平坦化層4之應力故更能減低基板之翹曲。
又，作為應力調整層5，可積層單體矽(多晶矽等)。若如此，則有成為亦與靜電夾頭所致之吸附・脫離對應之複合基板之優點。
平坦化層4之材料宜選自氧化矽(SiO 2)、氧化鋁(Al 2O 3)、氮化矽(Si 3N 4)、碳化矽(SiC)或氧氮化矽(Si xO yN z)、或矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、砷化鋁(AlAs)等。特別是氧化矽(SiO 2)、氧氮化矽(Si xO yN z)、砷化鋁(AlAs)，於平坦化時容易磨削或研磨，且磊晶成長目的之AlN等的III族氮化物後，容易成為用以分離支撐基板3之犧牲層故而較佳。
平坦化層4之成膜可自電漿CVD法或LPCVD法或低壓MOCVD法等基於其所需膜質與成膜效率任意選擇。根據積層之平坦化層4的膜狀況，於種晶層2之形成中，具備於成膜後實施燒固之熱處理或CMP研磨。
在支撐基板3之上面形成之平坦化層4上形成由高品質之Si＜111＞、SiC、藍寶石、氮化鋁或氮化鋁鎵之單晶而成之種晶層2。種晶層2於表面具有凹凸圖型。種晶層2之厚度較佳為0.1μm以上1.5μm以下。若如此，可形成高品質之種晶層2。亦即，可對上述單晶基板應用離子注入剝離而薄膜轉印高品質之結晶層。種晶層2之厚度未達0.1μm時，由於離子注入時之損傷層約略接近其厚度，故無法成為良好種晶。且，種晶層2厚度為1.5μm以上時，離子注入裝置變得巨大，需要大量投資，而不實際。
此時使用之高品質上述單晶，較佳係藉由一般熔融法(CZ法、FZ法)、昇華法、MOCVD法(有機金屬氣相沉積法)、HVPE(氫化物氣相沉積法)法及THVPE法(三鹵化物氣相沉積法)之任何者而得之單晶或磊晶成長之單晶。且較佳為該單晶之EPD為1×10 6cm -2以下之極低位錯密度的結晶。
又，種晶層2之表面的凹凸圖型藉由離子注入Si＜111＞、SiC、藍寶石、氮化鋁或氮化鋁鎵而薄膜轉印後，於其表面藉由光微影術，製作數μ至數十μm之週期溝槽或點構造，或藉由蝕刻等形成0.1~3度的斜角而形成。圖型係取決於該種晶基板之性狀適當選擇。
種晶層2並無必要與成為目的之磊晶成長膜之組成一致，但結晶型類似，較佳儘可能其晶格常數亦與AlN相近。另一方面熱膨脹率不超過AlN而與其接近，但由於種晶層2藉由薄膜轉印而極薄地形成，故與核的基底基板相比，對翹曲之影響幾乎可忽略。相對於此，兼具基底基板與種晶之厚種晶基板中，於與磊晶成長之膜的熱膨脹率有差異時，成膜時之基板翹曲變大，而發生破裂或龜裂。
又，種晶層2為氮化鋁或氮化鋁鎵時，其電阻率較佳為1×10 6Ω・cm以上。若如此，可減低種晶層2上磊晶成膜之目的材料中納入之雜質，可抑制目的材料之著色(即光吸收)。
隨後，參照圖2，說明本實施形態之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法的步驟。首先，準備由氮化物陶瓷所成之核31(圖2之S01)。接著，以包入核31之方式成膜厚度0.05μm以上1.5μm以下之密封層32作成支撐基板3(圖2之S02)。此時，密封層32宜藉LPCVD法成膜。
接著，於支撐基板3之上面成膜厚度0.5μm以上3.0μm以下之平坦化層4(圖2之S03)。平坦化層4宜藉電漿CVD法，LPCVD法及低壓MOCVD法之任一者成膜。且，於支撐基板3之下面進而成膜應力調整層5(圖2之S04)。又，平坦化層4與應力調整層5亦可同時成膜。
又，除S01~S04外，另準備用於剝離轉印種晶層2之III族氮化物之單晶基板20(圖2之S11)。關於準備該單晶基板20之具體方法將於後述。隨後，自單晶基板20之1面(離子注入面)進行離子注入，於單晶基板20內形成剝離位置(脆化層)21(圖2之S12)。此時注入之離子宜為例如H +、H 2 +、Ar +、He +等。
其次，將單晶基板20之離子注入面與支撐基板3上形成之平坦化層4接合作成接合基板(圖2之S21)。然後，於接合基板之單晶基板20之剝離位置21，分離單晶基板20(圖2之S22)。藉由如此，於支撐基板3上之平坦化層4上，薄膜轉印Si＜111＞、SiC、藍寶石、氮化鋁或氮化鋁鎵之任一者的單晶膜作為種晶層2，於剝離位置21分離為種晶層2與單晶基板20之其餘部分後，於種晶層2設置凹凸圖型。經過該等步驟積層支撐基板3、平坦化層4、設有凹凸圖型之種晶層2，成為III族氮化物系複合基板。另一方面，經分離之III族氮化物之單晶基板20的剩餘部分，藉由再次研磨其表面作為離子注入面，而可重複利用於在製作另一III族氮化物系複合基板時用以薄膜轉印種晶層。
又，將單晶基板20之離子注入面暫時接合於矽晶圓等之另一暫時支撐基板，並分離而將種晶層2接合於暫時支撐基板之狀態，該暫時支撐基板上之種晶層2接合於平坦化層4後，亦可進行將暫時支撐基板與種晶層切離之步驟。如此，可將接合於平坦化層4之種晶層2之上下反轉。
接著，針對準備單晶基板20之方法加以說明。針對單晶基板20作為市售基板易獲得大口徑基板之Si＜111＞、SiC或藍寶石，可直接利用市售基板。另一方面，難以獲得大口徑基板之氮化鋁或氮化鋁鎵時，於大口徑藍寶石基板上藉由MOCVD法、HVPE法及THVPE法(三鹵化物氣相沉積法)之任一者，積層氮化鋁或氮化鋁鎵製作單晶之大口徑基板而使用。或者使用以昇華法製作之小口徑之基板(昇華法基板)時，或使用以昇華法製作之AlN基板作為基底，於其上以MOCVD法、HVPE法及THVPE法之任一者積層氮化鋁或氮化鋁鎵之結晶時，宜將小口徑單晶予以貼合製作大口徑基板而使用。
圖3顯示對將小口徑之昇華法基板以對準方位複數片貼合之大口徑基板進行離子注入時之單晶基板20之層構造。圖4顯示將上述基板之貼合基板作為基底基板22，進而於其上藉由MOCVD法、HVPE法、THVPE法之任一方法進行磊晶成膜，使用該單晶磊晶層基板時之單晶基板20的層結構之圖。該情況下，宜於磊晶層23內設定藉由離子注入之剝離位置21。若如此，可不消耗以昇華方法製作之昂貴AlN基板而可形成種晶層2，而可降低製造成本。此外，藉由MOCVD法、HVPE法及THVPE法之任一方法磊晶成膜Al xGa 1-xN單晶形成時，藉由調整原料氣體組成等可使Al xGa 1-xN的x值於0≦x≦1之間變化，故具有之優點為可選擇最適於目的之後續步驟的磊晶成長之值。
又，以昇華法製作之AlN基板一般為小口徑，昂貴且易著色，但結晶性優異。如圖3所示，若將小口徑單晶複數片貼合製作大口徑基板後，進行離子注入，0.1μm~1.5μm厚進行薄膜轉印，將剩餘之單晶基板的其餘部分再利用於下一個複合基板之製作而重複使用，除了可降低複合基板之製作成本，亦可作為極良好的種晶發揮功能。此外，不使用迄今為止之昇華法基板作為數百μm厚之基板，而藉薄膜轉印以0.1μm~1.5μm之極薄的薄膜狀使用，故如原始基板般之著色不成問題。
再者，如圖4所示，於磊晶層內設定剝離位置時，將以0.1μm~1.5μm厚進行薄膜轉印剩餘之單晶磊晶層基板的其餘部分宜再利用於製作下一個複合基板。若如此，則單晶磊晶層基板可重複使用，故可顯著降低製作複合基板之成本。又，重複使用之結果，藉由將磊晶層部分變薄之單晶磊晶層基板之其餘部分作為基底基板，以MOCVD法、HVPE法、THVPE法之任一方法磊晶成膜磊晶層，則可重複使用最初之基底基板，可進一步降低製造成本。 [實施例]
以下舉例實施例及比較例，進一步具體說明本發明，但本發明不限定於該等實施例。
[實施例1] (支撐基板之準備) (1)將AlN粉末100重量份及作為燒結助劑之Y 2O 35重量份與有機黏合劑、溶劑等混合，製作生坯片後脫脂，於N 2下，於1900℃燒結，並經雙面研磨之φ(直徑)8吋×t(厚度)725μm之AlN基板(AlN多晶陶瓷基板)作為核。(2)該核全體藉由LPCVD法以0.2μm厚之氧氮化矽層包入之方式覆蓋，於其上進而使用另一LPCVD裝置，以0.6μm厚之氮化矽(Si 3N 4)層包入全體之方式覆蓋，進行密封(密封層總厚度=0.8μm)作為支撐基板。
(平坦化層之積層) 基於進一步使支撐基板之單面(上面)的Si 3N 4層上平坦化之目的，以電漿CVD法(ICP-CVD裝置)積層7μm厚之SiO 2。隨後，於1000℃燒固該SiO 2後，藉由CMP研磨，研磨・平坦化至3μm厚，作成表面粗糙度Ra=0.15nm。
(種晶之準備) 於市售之藉CZ法拉起之φ8吋Si＜111＞基板以100keV實施深0.7μm(剝離位置)、劑量6×10 17cm -2之氫的離子注入。將該離子注入後之AlN單晶基板之離子注入面與先前製備之支撐基板的平坦化層接合。之後，藉由於剝離位置(0.7μm部分)剝離並分離而將AlN單晶之種晶層薄膜轉印至支撐基板。於離子注入與轉印時種晶層之Si單晶受到之損傷部分以CMP輕輕研磨，使Si種晶層之厚度為0.5μm。於該Si種晶層形成溝槽深度0.3μm、溝槽寬3μm、平台寬度5μm之週期凹凸圖型。薄膜轉印後之Si單晶基板之其餘部分(即，未轉印於支撐基板之經剝離/分離之部分)，藉由重複實施數次之離子注入，可作為多數種晶加以利用，極具經濟。由以上獲得於具有(1)AlN之陶瓷核與(2)密封層之構造的支撐基板上，具備3μm厚之平坦化層及0.5μm厚之Si＜111＞種晶層之φ8吋之III族窒化物系磊晶成長用基板。
(基板之評價) 其次，進而對上述基板進行作為以下簡便之AlN磊晶成長用基板之評價。亦即，於上述AlN磊晶用基板上以MOCVD法成膜2μm之AlN，為了評價位錯密度，進行藉由熔融鹼(KOH+NaOH)蝕刻法產生之蝕刻坑的蝕刻坑密度(Etch pit Density，以下簡稱EPD)測定。且，進行X射線搖擺曲線(XRC)測定，作為結晶性評價。其結果，顯示EPD為3×10 5cm -2之極低位錯密度。且，基板之(0002)面之XRC測定的半寬值FWHM為321arcsec，獲得高品質之AlN單晶。由該等結果可知本實施例之磊晶用基板優異。
[比較例1] 實施例1中除了於Si種晶層未形成凹凸圖型而為平坦Si＜111＞以外，設為完全相同條件。藉由本實施例獲得於具有(1)AlN之陶瓷核與(2)密封層之構造的支撐基板上，具備3μm厚之平坦化層及0.5μm厚之Si＜111＞種晶層之φ8吋之III族窒化物系磊晶生長用基板。
(基板之評價) 其次，進而對上述基板進行作為以下簡便之AlN磊晶成長用基板之評價。亦即，於上述AlN磊晶用基板上以MOCVD法成膜2μm之AlN，為了評價位錯密度，進行藉由熔融鹼(KOH+NaOH)蝕刻法產生蝕刻坑的EPD測定。且，進行XRC測定作為結晶性評價。其結果，顯示EPD為3×10 6cm -2之極低位錯密度。且，基板之(0002)面之XRC測定的半寬值FWHM為731arcsec，係位錯密度、半值寬均比實施例1差的結晶。
[實施例2] (支撐基板之準備) 作為支撐基板之構造，設為(1)核與實施例1相同之AlN多晶陶瓷基板。(2)作為該密封層，首先以LPCVD法將AlN陶瓷核全體以0.5μm厚之SiO 2層包入之方式予以覆蓋，於其上進而以另一LPCVD裝置以0.8μm厚之Si 3N 4層密封全體(密封層總厚度=1.3μm)，作成支撐基板。
(平坦化層及應力調整層之積層) 基於進一步使支撐基板之單面(上面)的Si 3N 4層上平坦化之目的，以LPCVD法積層4μm厚之氧氮化矽。然後，以CMP研磨使氧氮化矽層為3μm厚。由於基板全體約30μm大幅翹曲，為了矯正其翹曲，於下面藉由LPCVD法以5μm厚積層氧氮化矽作為應力調整層。隨後，為了應對於靜電夾頭之吸附・脫離，進而藉LPCVD法附加0.2μm多晶Si。其結果，翹曲略被消解，亦可對靜電夾頭吸附・脫離。
(種晶之準備) 作為種晶使用之AlN結晶藉由以下步驟之昇華法(改進浮雕法)製作。首先，進而將TaC製坩堝放入經高純度化處理之石墨製成長容器中，於該TaC坩堝底部設置高純度AlN原料，於上部設置AlN結晶。藉由高頻感應加熱而加熱成長容器與坩堝，使原料部保持於2000℃，進行原料之昇華分解，於上部之AlN結晶上析出AlN單晶。將該AlN單晶切片並研磨，作成厚200μm之平滑φ2吋基板。接著於該基板之面內8點等間隔測定電阻率，為1×10 6Ω・cm~3×10 11Ω・cm。且，波長230nm之光透過率以厚度100 μm換算為0.2%。
上述製作之2吋基板作成正六角形之AlN基板，使用其複數片，對準方位接著於φ8吋石英基板並貼合。隨後將石英基板之外周以成為φ8吋基板之方式切掉多餘部分予以修整。對如此製作之φ8吋的AlN單晶基板以100keV實施深0.6μm(剝離位置)、劑量8×10 17cm -2之氫的離子注入。將該離子注入後之AlN單晶基板之離子注入面與先前準備之支撐基板的平坦化層接合。之後，藉由於剝離位置(0.6μm部分)剝離・分離而將AlN單晶之種晶層薄膜轉印至支撐基板。於離子注入與轉印時種晶層之AlN單晶受到之損傷部分以CMP輕輕研磨，使AlN種晶層之厚度為0.4μm。
對該種晶層以蝕刻形成0.2°之斜角。該AlN種晶層之原基板強烈著色，如前述之波長230nm之光透過率極低，但由於如本發明之實施形態所說明般以薄膜為種晶，故未見到著色，於波長230nm的光透過率為99.9%。於該薄膜轉印後之AlN單晶基板之其餘部分(即未轉印至支撐基板而剝離・分離之部分)，藉由重複實施數次離子注入，可作為多數種晶加以利用，極為經濟。藉由本實施獲得於具有(1)AlN陶瓷核與(2)密封層之構造的支撐基板上，具備2μm厚之平坦化層及0.4μm厚之AlN種晶層之φ8吋III族氮化物系磊晶成長用基板。
(基板之評價) 其次，與實施例1同樣對本實施例所得之III族氮化物系磊晶成長用基板作為簡便之AlN磊晶成長用基板進行評價。亦即，於上述AlN磊晶用基板上以MOCVD法成膜2μm之AlN，為了評價位錯密度，進行藉由熔融鹼(KOH+NaOH)蝕刻法之EPD測定。且，進行XRC測定作為結晶性評價。其結果，顯示EPD為2.3×10 4cm -2之極低位錯密度。且，基板之(0002)面之XRC測定的半寬值FWHM為132arcsec，獲得高品質之AlN單晶。由該等結果可知本實施例之磊晶用基板優異。
[比較例2] 於實施例2中薄膜轉印AlN結晶後，完全未形成斜角，將薄膜直接作為種晶層使用以外，設為相同條件。該磊晶用基板與實施例2同樣以MOCVD法成膜2μm之AlN並評價。其結果EPD為6.5×10 6cm -2。且基板之(0002)面之XRC測定的FWHM為195arcsec，作為結晶，與實施例2相比品質較差。此認為係為了實現種基板之大型化，使用複數片AlN基板，對準方位予以貼合，但微妙之結晶方位之差異等對結晶成長造成不良影響。與此相反，認為實施例2中因於種晶層表面積極設置凹凸圖型，反而該等結晶缺陷或方位之微妙錯開等吸收了對結晶成長之不良影響。由本比較例所得之基板作為深紫外線用之用以使III族氮化物單晶成長之磊晶用基板，係結晶性差而不適合。
[比較例3] 於兼作基底基板與種基板之C面的φ8吋(厚725μm)之藍寶石基板之上層藉蝕刻形成0.2°之斜角，作為磊晶用基板。該磊晶用基板與實施例2同樣以MOCVD法成膜2μm之AlN並評價。其結果EPD為5×10 7cm -2。基板之(0002)面之XRC測定的FWHM為2500arcsec，作為結晶，與實施例2相比品質較差。且成膜後之基板全體大幅翹曲，無法以真空夾頭吸附，無法進行隨後之裝置加工。
[實施例3] 除了將實施例1之平坦化層自3μm厚之SiO 2變更為2μm厚之AlAs以外，其他為相同條件。其結果，獲得於具有(1)AlN陶瓷核與(2)密封層之構造之支撐基板上，具備2μm厚之AlAs平坦化層及0.5μm厚之Si＜111＞種晶層的III族氮化物系磊晶成長用基板。於該III族氮化物系磊晶成長用基板進而藉HVPE方法積層50mm的AlN。將該積層物浸漬於25%HCl水溶液中溶解AlAs層，將50mm之AlN結晶自支撐基板切離。該AlN結晶經過圓筒研削、切片、研磨，獲得50片之無垢φ8吋AlN單晶基板。
然後，將上述基板作為AlN之磊晶用基板進行與實施例1相同的簡便評價。其結果，顯示EPD為5.0×10 4cm -2之極低位錯密度。且以基板之(0002)面之XRC測定之FWHM為132arcsec之高品質AlN單晶。該物完全未見到著色，於波長230nm之光線透過率亦為約95%之良好且適合作為深紫外線區域之裝置基板者。
如以上說明，根據本發明可以廉價地提供可製造高品質且大口徑之III族氮化物單晶之III族氮化物磊晶成長用基板。
1:複合基板 2:種晶層 3:支撐基板 4:平坦化層 5:應力調整層 20:III族氮化物之單晶基板 21:剝離位置 22:基底基板 23:磊晶層
[圖1]係顯示複合基板1之橫截面構造的圖。 [圖2]係顯示製造複合基板1之步驟的圖。 [圖3]係顯示作為單晶基板20使用之藉昇華法製作之基板的示意圖。 [圖4]係顯示作為單晶基板20使用之單晶磊晶層基板之構造的示意圖。

Claims (24)

  1. 一種III族氮化物系磊晶成長用基板，其具備：具有由氮化物陶瓷所成之核被厚度0.05μm以上1.5μm以下的密封層包入之構造的支撐基板；設於前述支撐基板上，具有0.5μm以上3.0μm以下之厚度的平坦化層；及設於前述平坦化層上，於表面具有凹凸圖型且為0.1μm以上1.5μm以下厚度之單晶的種晶層，前述支撐基板之下面進而具備應力調整層。
  2. 如請求項1之III族氮化物系磊晶成長用基板，其中前述核係氮化鋁陶瓷。
  3. 如請求項1之III族氮化物系磊晶成長用基板，其中前述密封層包含氮化矽。
  4. 如請求項1至3中任一項之III族氮化物系磊晶成長用基板，其中前述平坦化層包含氧化矽、氧氮化矽及砷化鋁之任一者。
  5. 如請求項1至3中任一項之III族氮化物系磊晶成長用基板，其中前述種晶層係Si＜111＞、SiC、藍寶石、氮化鋁或氮化鋁鎵。
  6. 如請求項1至3中任一項之III族氮化物系磊晶成長用基板，其中前述種晶層之前述凹凸圖型係選自週期溝槽、0.1~3°之斜角(off angle)及點構造。
  7. 如請求項1至3中任一項之III族氮化物系磊晶成長用基板，其中前述種晶層為氮化鋁或氮化鋁鎵，前述種晶層之電阻率為1×106Ω・cm以上。
  8. 如請求項1之III族氮化物系磊晶成長用基板，其中前述應力調整層包含單體矽。
  9. 一種III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其具備如下步驟：準備由氮化物陶瓷所成之核的步驟，以包入前述核之方式成膜厚度0.05μm以上1.5μm以下之密封層，作成支撐基板的步驟，於前述支撐基板之上面成膜厚度0.5μm以上3.0μm以下之平坦化層的步驟，於前述平坦化層之上面設置表面具有凹凸圖型之0.1μm以上1.5μm以下厚度之單晶種晶層的步驟，進而具備於前述支撐基板下面成膜應力調整層之步驟。
  10. 如請求項9之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述密封層係藉LPCVD法成膜。
  11. 如請求項9之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述平坦化層係藉電漿CVD法、LPCVD法及低壓MOCVD法之任一者成膜。
  12. 如請求項9至11中任一項之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述設置種晶層之步驟具備下述步驟：準備將1面設為離子注入面之III族氮化物之單晶基板的步驟，自前述離子注入面注入離子於前述單晶基板形成剝離位置之步驟，將前述離子注入面與前述平坦化層接合作成接合基板之步驟，將前述接合基板於前述剝離位置分離為種晶層與單晶基板殘留部的步驟，及於前述分離的步驟所得之種晶層上設置前述凹凸圖型的步驟。
  13. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述準備單晶基板之步驟中，將藉由MOCVD法、HVPE法及THVPE法之任一者於藍寶石基板上磊晶成長氮化鋁或氮化鋁鎵之磊晶層者作為氮化鋁或氮化鋁鎵之前述單晶基板而製作。
  14. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述準備單晶基板之步驟中，將以昇華法製作之小口徑單晶或以昇華法製作之AlN基板作為基底，藉由MOCVD法、HVPE法及THVPE法之任一者磊晶成長氮化鋁或氮化鋁鎵之磊晶層，並貼合所得之小口徑單晶，獲得前述單晶基板。
  15. 如請求項14之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述形成剝離位置之步驟中，於前述磊晶層內形成前述剝離位置。
  16. 如請求項14之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述單晶基板殘留部係作為基底基板再利用。
  17. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述單晶基板殘留部係進而作為其他III族氮化物系複合基板之製造中的單晶基板再利用。
  18. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述核係氮化鋁陶瓷。
  19. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述密封層包含氮化矽。
  20. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述平坦化層包含氧化矽、氧氮化矽及砷化鋁之任一者。
  21. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述種晶層係Si＜111＞、SiC、藍寶石、氮化鋁或氮化鋁鎵。
  22. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述種晶層之前述凹凸圖型係選自週期溝槽、0.1~3°之斜角及點構造。
  23. 如請求項12之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述種晶層為氮化鋁或氮化鋁鎵，前述種晶層之電阻率為1×106Ω・cm以上。
  24. 如請求項9之III族氮化物系磊晶成長用基板之製造方法，其中前述應力調整層包含單體矽。
TW110123734A 2020-07-01 2021-06-29 大口徑ｉｉｉ族氮化物系磊晶成長用基板與其製造方法 TWI900595B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020114475A JP7618401B2 (ja) 2020-07-01 2020-07-01 大口径ｉｉｉ族窒化物系エピタキシャル成長用基板とその製造方法
JP2020-114475 2020-07-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202219340A TW202219340A (zh) 2022-05-16
TWI900595B true TWI900595B (zh) 2025-10-11

Family

ID=79315945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110123734A TWI900595B (zh) 2020-07-01 2021-06-29 大口徑ｉｉｉ族氮化物系磊晶成長用基板與其製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230257905A1 (zh)
EP (1) EP4177384A4 (zh)
JP (1) JP7618401B2 (zh)
KR (1) KR20230031835A (zh)
CN (1) CN115997050A (zh)
TW (1) TWI900595B (zh)
WO (1) WO2022004165A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7484773B2 (ja) * 2021-03-04 2024-05-16 信越半導体株式会社 紫外線発光素子用エピタキシャルウェーハの製造方法、紫外線発光素子用基板の製造方法及び紫外線発光素子用エピタキシャルウェーハ
JP7657530B2 (ja) * 2021-12-28 2025-04-07 信越化学工業株式会社 高特性エピタキシャル成長用基板とその製造方法
CN218351409U (zh) * 2022-06-30 2023-01-20 苏州晶湛半导体有限公司 一种半导体结构
JP2025007662A (ja) 2023-07-03 2025-01-17 信越半導体株式会社 ＧａＮエピタキシャル膜の製造方法及び半導体デバイスの製造方法
JP7656661B2 (ja) * 2023-08-03 2025-04-03 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 ＡｌＮテンプレート基板およびその製造方法
CN117476831B (zh) * 2023-12-20 2024-03-19 青禾晶元(晋城)半导体材料有限公司 Led外延片及其制备方法、led芯片及其制备方法
JP2026007507A (ja) * 2024-07-03 2026-01-16 信越化学工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物エピタキシャル成長用基板、その製造方法、並びにそれを用いたエピタキシャル膜および半導体デバイスの製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004336079A (ja) * 2004-08-16 2004-11-25 Hoya Corp 化合物単結晶の製造方法
US20140319533A1 (en) * 2008-08-04 2014-10-30 Goldeneye, Inc. Flexible semiconductor devices based on flexible freestanding epitaxial elements
US20160186362A1 (en) * 2012-12-18 2016-06-30 Element Six Limited Substrates for semiconductor devices
JP2017114694A (ja) * 2015-12-21 2017-06-29 信越化学工業株式会社 化合物半導体積層基板及びその製造方法、並びに半導体素子
US20180005827A1 (en) * 2016-06-13 2018-01-04 Quora Technology, Inc. Multi-deposition process for high quality gallium nitride device manufacturing

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60164248A (ja) 1984-02-06 1985-08-27 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP4565042B1 (ja) 2009-04-22 2010-10-20 株式会社トクヤマ Ｉｉｉ族窒化物結晶基板の製造方法
US8580593B2 (en) * 2009-09-10 2013-11-12 Micron Technology, Inc. Epitaxial formation structures and associated methods of manufacturing solid state lighting devices
JP6284290B2 (ja) * 2010-02-19 2018-02-28 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 窒化物半導体層の成長方法、及びそれにより形成される窒化物半導体基板
US9105621B2 (en) * 2012-12-20 2015-08-11 Imec Method for bonding of group III-nitride device-on-silicon and devices obtained thereof
TWI894863B (zh) 2016-06-14 2025-08-21 美商克若密斯股份有限公司 用於功率及rf應用的工程基板結構
JP7044161B2 (ja) * 2018-08-09 2022-03-30 信越化学工業株式会社 ＧａＮ積層基板の製造方法
WO2021250991A1 (ja) * 2020-06-09 2021-12-16 信越化学工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系エピタキシャル成長用基板とその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004336079A (ja) * 2004-08-16 2004-11-25 Hoya Corp 化合物単結晶の製造方法
US20140319533A1 (en) * 2008-08-04 2014-10-30 Goldeneye, Inc. Flexible semiconductor devices based on flexible freestanding epitaxial elements
US20160186362A1 (en) * 2012-12-18 2016-06-30 Element Six Limited Substrates for semiconductor devices
JP2017114694A (ja) * 2015-12-21 2017-06-29 信越化学工業株式会社 化合物半導体積層基板及びその製造方法、並びに半導体素子
US20180005827A1 (en) * 2016-06-13 2018-01-04 Quora Technology, Inc. Multi-deposition process for high quality gallium nitride device manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022004165A1 (ja) 2022-01-06
EP4177384A1 (en) 2023-05-10
JP2022012558A (ja) 2022-01-17
US20230257905A1 (en) 2023-08-17
JP7618401B2 (ja) 2025-01-21
EP4177384A4 (en) 2024-08-07
TW202219340A (zh) 2022-05-16
KR20230031835A (ko) 2023-03-07
CN115997050A (zh) 2023-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI900595B (zh) 大口徑ｉｉｉ族氮化物系磊晶成長用基板與其製造方法
JP2021195299A (ja) Ｉｉｉ族窒化物系エピタキシャル成長用基板とその製造方法
US20250101630A1 (en) High-characteristic epitaxial growth substrate and method for manufacturing same
US20240141552A1 (en) Seed substrate for epitaxial growth use and method for manufacturing same, and semiconductor substrate and method for manufacturing same
WO2021250991A1 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系エピタキシャル成長用基板とその製造方法
JP7768842B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物単結晶基板の製造方法
US20250198049A1 (en) Seed substrate for high characteristic epitaxial growth, method for producing seed substrate for high characteristic epitaxial growth, semiconductor substrate and method for producing semiconductor substrate
WO2024084836A1 (ja) 窒化物半導体エピタキシャルウエーハの製造方法及び窒化物半導体エピタキシャルウエーハ用複合基板
CN114144864B (zh) Iii族化合物基板的制造方法和利用该制造方法制造的基板
JP7755451B2 (ja) エピタキシャル成長用種基板およびその製造方法、ならびに半導体基板およびその製造方法
CN116940720A (zh) 外延生长用种子基板及其制造方法、和半导体基板及其制造方法
TW202331794A (zh) 氮化物半導體基板及氮化物半導體基板的製造方法