[發(fā)明專利]第Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體生長基板、第Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體外延基板、第Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體元件、第Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體自立基板及它們的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980157430.1
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN102326228A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鳥羽隆一;宮下雅仁;豐田達(dá)憲
• 申請（專利權(quán)）人: 同和控股(集團(tuán))有限公司;同和電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/20
• 分類號(hào): H01L21/20;C30B29/38;H01L21/205
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板，其包括：

晶體生長基板，所述基板的至少表面部分包括含Al的第III族氮化物半導(dǎo)體；和

在所述表面部分上形成的單一金屬層，所述單一金屬層由Zr或Hf制成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板，所述基板進(jìn)一步包括：在所述單一金屬層上包含至少一層由Al_xGa_1-xN(0≤x≤1)制成的緩沖層的初期生長層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板，其中所述單一金屬層具有5-100nm的厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板，其中至少所述表面部分由具有50原子％以上的Al組成的Al_xGa_1-xN(0.5≤x≤1)制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板，其中至少所述表面部分由AlN制成。

6.一種第III族氮化物半導(dǎo)體外延基板，其在根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板上包括至少一層第III族氮化物半導(dǎo)體層。

7.一種第III族氮化物半導(dǎo)體自立基板，其通過使用根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板制造。

8.一種第III族氮化物半導(dǎo)體元件，其通過使用根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板制造。

9.一種第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板的制造方法，所述方法包括：

在晶體生長基板上形成由Zr或Hf材料制成的單一金屬層，所述基板的至少表面部分包括含Al的第III族氮化物半導(dǎo)體；和

在氫氣氛下對所述單一金屬層進(jìn)行熱處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板的制造方法，其中所述方法進(jìn)一步包括：在進(jìn)行所述熱處理后，在所述單一金屬層上形成包括至少一層由Al_xGa_1-xN(0≤x≤1)制成的緩沖層的初期生長層。

11.一種第III族氮化物半導(dǎo)體元件的制造方法，其包括以下步驟：

在晶體生長基板上形成由Zr或Hf材料制成的單一金屬層，所述基板的至少表面部分包括含Al的第III族氮化物半導(dǎo)體；

在氫氣氛下對所述單一金屬層進(jìn)行熱處理，從而制造第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板；

在所述第III族氮化物半導(dǎo)體生長基板上方外延生長至少一層第III族氮化物半導(dǎo)體層，以制造第III族氮化物半導(dǎo)體外延基板；

在所述至少一層第III族氮化物半導(dǎo)體層上進(jìn)行器件隔離處理；

在所述第III族氮化物半導(dǎo)體層側(cè)形成支承基板；和

選擇性蝕刻所述單一金屬層以致通過化學(xué)剝離使所述第III族氮化物半導(dǎo)體層與所述晶體生長基板分離，從而獲得第III族氮化物半導(dǎo)體元件。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的第III族氮化物半導(dǎo)體元件的制造方法，其中所述制造第III族氮化物半導(dǎo)體外延基板包括在最高溫度范圍為900-1300℃內(nèi)生長所述第III族氮化物半導(dǎo)體層。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的第III族氮化物半導(dǎo)體元件的制造方法，其中所述制造第III族氮化物半導(dǎo)體外延基板包括在最高溫度范圍為1050-1300℃內(nèi)生長所述第III族氮化物半導(dǎo)體層。

14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的第III族氮化物半導(dǎo)體元件的制造方法，其中所述方法進(jìn)一步包括：在進(jìn)行所述熱處理后，在所述單一金屬層上形成包括至少一層由Al_xGa_1-xN(0≤x≤1)制成的緩沖層的初期生長層。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的第III族氮化物半導(dǎo)體元件的制造方法，其中所述初期生長層包括第一緩沖層和生長在所述第一緩沖層上的第二緩沖層，其中所述第一緩沖層的生長溫度的范圍為900-1260℃和所述第二緩沖層的生長溫度的范圍為1030-1300℃，以及其中所述第一緩沖層的生長溫度等于或低于所述第二緩沖層的生長溫度。