[發(fā)明專利]一種降低三族氮化物自支撐片翹曲度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910180528.0
• 申請日: 2009-10-19
• 公開（公告）號: CN101673670A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于祥潞;徐永寬;殷海豐;程紅娟;李強;楊丹丹;賴占平;嚴(yán)如岳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第四十六研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/306;H01L21/20
• 代理公司: 信息產(chǎn)業(yè)部電子專利中心
• 代理人: 梁 軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化合物半導(dǎo)體材料生長領(lǐng)域，尤其是涉及一種降低三族氮化物自支撐片翹曲度的方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體照明工程的逐步展開，以GaN、SiC為代表的第三代寬禁帶化合物半導(dǎo)體也受到了越來越多的重視。目前，由于寬禁帶化合物半導(dǎo)體體單晶制備較為困難，尤其是三族氮化物還基本上處于薄膜生長階段，而且大都在異質(zhì)襯底上獲得，因此嚴(yán)重影響了半導(dǎo)體材料的晶體質(zhì)量。

為了制備三族氮化物基LD(Laser?Diode)、HEMT(High?Electron?MobilityTransistor)、FET(Field?Effect?Transistor)等器件，我們希望能有高質(zhì)量的自支撐三族氮化物襯底，通過同質(zhì)外延生長出高性能器件。但由于大多數(shù)三族氮化物采用在藍寶石、SiC等異質(zhì)襯底上外延的方式，而且將三族氮化物的外延層和異質(zhì)襯底分離受到諸如外延層厚度、晶體質(zhì)量、翹曲度等因素的影響，因此三族氮化物自支撐襯底的獲得變得異常困難。目前，技術(shù)人員已經(jīng)成功的用激光剝離、降溫過程中自剝離、腐蝕掉異質(zhì)襯底等方法將三族氮化物外延層從異質(zhì)襯底上剝離下來，最大可達2英寸。但從異質(zhì)襯底上剝離下來的三族氮化物外延層有嚴(yán)重的翹曲現(xiàn)象，尤其是大尺寸剝離下來的自支撐外延片，這一點極大的增加了后續(xù)拋光的難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種降低從異質(zhì)襯底上剝離下來的三族氮化物自支撐片的翹曲度，增加自支撐片的厚度，以降低后續(xù)工藝的難度。用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在從異質(zhì)襯底上剝離下來的三族氮化物外延層有嚴(yán)重的翹曲現(xiàn)象，以至增加了后續(xù)拋光難度的問題。

為達上述目的，本發(fā)明提供一種降低三族氮化物自支撐片翹曲度的方法，所述方法包括以下步驟：

對剝離下來的三族氮化物自支撐片進行腐蝕；

對腐蝕后的三族氮化物自支撐片進行生長，生長面為氮面。

其中，對剝離下來的三族氮化物自支撐片進行濕法腐蝕。

其中，所述濕法腐蝕所用的腐蝕液是鹽酸和硝酸的混合液，或硫酸和磷酸的混合液。

其中，對剝離下來的三族氮化物自支撐片進行干法腐蝕。

其中，所述干法腐蝕是將自支撐片放入單晶爐中，向反應(yīng)室內(nèi)通入氯化氫和氨氣，對自支撐片進行腐蝕操作。

其中，對腐蝕后的三族氮化物自支撐片進行生長的生長方法為氫化物氣相外延、金屬有機化學(xué)氣相沉積或氨熱法。

其中，所述三族氮化物自支撐片的生長溫度為650℃～1150℃。

其中，所述三族氮化物自支撐片的生長厚度大于等于20μm。

其中，在對腐蝕后的三族氮化物自支撐片進行生長之后，進行退火降溫。

其中，所述三族氮化物自支撐片厚度大于等于50μm。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明對剝離下來的三族氮化物自支撐片進行再生長，通過氮面再生長降低其翹曲度，并增加了自支撐片的厚度，為后續(xù)的拋光工藝打下良好的基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一種降低三族氮化物自支撐片翹曲度方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例一種降低氮化鎵的翹曲度的制備流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖以及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。

結(jié)合圖1，本實施例的降低三族氮化物自支撐片翹曲度的方法包括以下幾個步驟：

步驟A、將剝離下來的三族氮化物自支撐片進行干法或者濕法腐蝕，以去除自支撐片表面剝離時殘留的金屬鎵等附著物；濕法腐蝕所用的腐蝕液可以是HCl+HNO₃、H₂SO₄+H₃PO₄等任一種組合，之后再依次經(jīng)過三氯乙烯、丙酮、酒精溶液進行清洗處理。干法腐蝕是直接將自支撐片放入單晶爐中，單晶爐可以為HVPE(Hydride?Vapor?Phase?Epitaxy，氫化物氣相外延)、MOCVD(MetalOrganic?Chemical?Vapor?Deposition，金屬有機化學(xué)氣相沉積)等形式，升到高溫后，向反應(yīng)室內(nèi)通入HCl和NH₃，對自支撐片進行腐蝕操作。

步驟B、將腐蝕后的三族氮化物自支撐片放入到單晶爐中進行生長，高溫下生長至一定厚度，生長面為氮面。一般在異質(zhì)襯底生長的氮化鎵上表面為Ga面，但生長時我們將剝離面，即N面向上，也就是說我們將N面作為再生長面。待生長厚度大于等于20μm后，降溫，得到的晶片即可實現(xiàn)降低翹曲度的目的。