[發明專利]通過在防止基材邊緣的生長的基材上的外延生長制造氮化物單晶的方法

有效

• 申請號: 200680056431.3
• 申請日: 2006-12-08
• 公開（公告）號: CN101600819A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: E·奧若爾;J-P·福里;B·博蒙
• 申請（專利權）人: 盧米洛格股份有限公司
• 主分類號: C30B25/04
• 分類號: C30B25/04;C30B29/40
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司
• 代理人: 程 偉

本發明涉及通過在基材上的外延生長制造氮化物單晶，例如氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)及其混合物的新型方法。?

氮化物單晶的外延生長的方法是現有技術中公知的。各種尺寸的單晶的性質已經在1974年由Chu等人公開(J.Electrochem.Soc：SOLID-STATE?SCIENCE?AND?TECHNOLOGY，1974年1月，159-162)。其制備的改進方法是包括如下數個專利和專利申請的目標：US6,812,053、US?6,582,986、US?6,803,602、US?6,955,977、US?6,468,347、US?6,693,021、US?6,413,627、US?6,001,748、US?6,156,581、US?6,765,240、US?6,972,051、US?6,533,874、US?6,440,823、US?6,156,581、US?5,661,074、US?5,585,648、US?6,958,093、US?6,765,240、US?6,972,051、US?6,596,079、US?6,447,604、US?6,596,079、US?6,325,850、US?2004/0137732和WO2005/031045。?

這些方法通常包括在基材上生長晶體，所述基材包括生長表面。獲得自支撐(free?standing)晶體的一個關鍵步驟在于從生長層分離單晶而基本上不損壞晶體。已知不同的解決方法以使這種分離變得容易，例如在基材中的基礎層與晶體上生長層之間包括至少一層犧牲層。但是，在晶體生長的嚴格條件下，單晶可以擴展其生長至生長表面的邊緣且越過生長表面的邊緣。這種生長擴展引起自基材分離晶體的另外的問題。?

本發明提供了對該問題的解決方法。?

發明內容

本發明涉及一種通過在適于所述晶體生長的基材上的外延生長制?造氮化物單晶的方法，其中所述基材包括沉積在其生長表面的邊緣上的適于防止所述單晶在基材邊緣生長的掩蔽物(mask)。所述掩蔽物優選由樹脂材料構成。?

所述基材優選包括基礎層和上晶體層，所述上晶體層與氮化物晶體的生長可相容，并最終與至少一層在基礎層和上層之間的犧牲層可相容。?

本發明還涉及用于本發明方法的基材，以及由相同方法獲得的氮化物的單晶。?

附圖說明

圖1表示本發明的包括掩蔽物(2)的基材(1)的透視圖。?

圖2表示本發明的包括掩蔽物(2)的基材(1)的截面圖。?

圖3表示基材(1)的俯視圖，其中掩蔽物(2)包括與基材(1)上的平面(16)平行的平面。?

下文對本發明的詳細描述可以參見這些附圖。除非在公開中另有說明，這樣的參考僅是為了信息的目的，且還應理解本發明的特性可適用于其他具體實施方案。?

具體實施方式

在本發明的方法中，適于晶體生長的基材(1)包括沉積在基材生長表面(11)的邊緣上的適用于防止所述單晶越過基材邊緣生長的掩蔽物(2)。?

根據本發明，“基材邊緣”是指基材的表面(11)的周邊(111)和/或基材的“垂直”邊緣(15)。文中所用的“垂直”是參照生長表面(11)的生長被保持為水平的基材而言。?

掩蔽物(2)優選覆蓋至少生長表面的周邊(111)。最優選地，掩蔽物(2)既覆蓋生長表面(11)的周邊(111)，也覆蓋垂直邊緣(15)。所述掩蔽物(2)包括周邊元件(21)和垂直元件(22)。周邊元件(21)和垂直元件(22)均優選為相同連續元件的部分。?

基材(1)是晶體(諸如氮化物單晶)外延生長領域內所公知的。這樣的基材在現有技術中公開，尤其是在上述以引用方式并入本文的?所有專利和專利申請中公布。所述基材通常包括基礎層(13)和上晶體層(12)，所述上晶體層(12)與單晶生長可相容且促進單晶生長。所述基礎層具有支撐生長層和單晶生長的第一機械功能。所述上晶體層具有使晶體生長的主要功能。在本發明的第一個具體實施方案中，基礎層和上晶體層是相同的。在本發明的其他優選具體實施方案中，基礎層和上晶體層是兩個不同的層。這兩個層可以由相同的材料或者兩種不同的材料構成。?

所述上晶體層有利地選自藍寶石、尖晶石、GaN、AlN、GaAs、Si、SiC(6H-、4H-、3C-)、LiAlO₂、LiGaO₂、ZrB₂、HfB₂或其混合物，優選為AlN或GaN晶體材料。?