[發明專利]GaN單結晶體及其制造方法和半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201010202934.5
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101922045A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 中幡英章;藤原伸介;櫻田隆;山本喜之;中畑成二;上村智喜
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40;C30B25/02;H01L29/20;H01L21/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;穆德駿

技術領域

本發明涉及裂紋發生少的GaN單結晶體以及制造方法，并涉及包含GaN單結晶體的裂紋發生少的半導體器件及其制造方法。

背景技術

作為短波光電器件、功率電子器件和其它半導體器件的材料，具有3.4eV能隙和高熱導率的單結晶體氮化鎵(GaN)受到關注。

這種GaN單結晶體所帶來的問題在于，因為它們盡管硬度大但是韌性差，所以當生長GaN單晶時，和/或當生長的GaN單晶被加工成基板形式時，和/或當至少單層半導體層形成在基板形式的GaN單結晶體上時，在GaN單結晶體中和/或在半導體器件中將會出現裂紋，從而導致板狀GaN單結晶體(GaN單晶基板)和/或半導體器件的產量降低。

同時，已經通過各種技術對通過若干不同的生長方法得到的晶體測量或計算這類GaN單結晶體中的彈性常數。可以引用的實例包括：1997年《應用物理快報(Applied?Physics?Letters)》第9期第70卷的第1122-1124頁由R.B.Schwarz等人所著的“Elastic?Moduli?of?GalliumNitride”(非專利參考文獻1)；1999年《應用物理學雜志(Journal?ofApplied?Physics)》第4期第86卷的第1860-1866頁由T.Deguchi等人所著的“Structural?and?Vibrational?Properties?of?GaN”(非專利參考文獻2)；1996年《應用物理學雜志》第6期第79卷的第3343-3344頁由A.Polian等人所著的“Elastic?Constants?of?Gallium?Nitride”(非專利參考文獻3)；1997年《應用物理學雜志》第6期第82卷的第2833-2839頁由A.F.Wright所著的“Elastic?Properties?of?Zinc-Blende?and?WurtziteAlN，GaN，and?InN”(非專利參考文獻4)；1998年《應用物理學雜志》第9期第84卷的第4951-4958頁由K.Shimada等人所著的“First-Principles?Study?on?Electronic?and?Elastic?Properties?of?BN，AlN，and?GaN”(非專利參考文獻5)。

相關技術的描述

非專利參考文獻1：1997年《應用物理快報》第9期第70卷的第1122-1124頁由R.B.Schwarz等人所著的“Elastic?Moduli?of?GalliumNitride”。

非專利參考文獻2：1999年《應用物理學雜志》第4期第86卷的第1860-1866頁由T.Deguchi等人所著的“Structural?and?VibrationalProperties?of?GaN”。

非專利參考文獻3：1996年《應用物理學雜志》第6期第79卷的第3343-3344頁由A.Polian等人所著的“Elastic?Constants?of?GalliumNitride”。

非專利參考文獻4：1997年《應用物理學雜志》第6期第82卷的第2833-2839頁由A.F.Wright所著的“Elastic?Properties?of?Zinc-Blendeand?Wurtzite?AlN，GaN，and?InN”。

非專利參考文獻5：1998年《應用物理學雜志》第9期第84卷的第4951-4958頁由K.Shimada等人所著的“First-Principles?Study?onElectronic?and?Elastic?Properties?of?BN，AlN，and?GaN”。

發明內容

本發明的目的在于解決以上討論的問題，即提供GaN單結晶體及其制造方法和半導體器件及其制造方法，其中，當生長GaN單結晶體時以及當生長的GaN單結晶體被加工成基板等形式時，以及當至少單層的半導體層形成在基板形式的GaN單結晶體上以制造半導體器件時，將裂紋控制到最少。