[發(fā)明專利]自支撐(Al, Ga, In)N制品及其形成方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110301148.5 | 申請日： | 2002-08-12 |
| 公開（公告）號： | CN102383193A | 公開（公告）日： | 2012-03-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 羅伯特·P·沃多;喬治·R·布蘭德斯;邁克爾·A·蒂施勒;邁克爾·K·凱利 | 申請（專利權(quán)）人： | 克利公司 |
| 主分類號： | C30B25/02 | 分類號： | C30B25/02;C30B29/40;C30B25/18 |
| 代理公司： | 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240 | 代理人： | 李丙林;張英 |
| 地址： | 美國北卡*** | 國省代碼： | 美國;US |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 支撐 al ga in 制品 及其 形成 方法 | ||
本申請是申請日為2002年8月12日、分案提交日為2008年7月30日、申請?zhí)枮?00810130158.5、發(fā)明名稱為“自支撐(Al，Ga，In)N以及形成自支撐(Al，Ga，In)N的分離方法”的分案申請的再次分案申請，其中，申請?zhí)枮?00810130158.5的分案申請是申請日為2002年8月12日、申請?zhí)枮?2817479.8(國際申請?zhí)枮镻CT/US2002/025412)、發(fā)明名稱為“自支撐(Al，Ga，In)N以及形成自支撐(Al，Ga，In)N的分離方法”的母案申請的分案申請。?
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明一般地涉及形成自支撐制品的方法，以及由此形成的自支撐制品。特別是，本發(fā)明涉及自支撐(Al，Ga，In)N制品，以及通過從基體材料或者(Al，Ga，In)N在其上面生長的層上界面分離(Al，Ga，In)N來制造自支撐(Al，Ga，In)N制品的方法，以用于制造單獨的(Al，Ga，In)N材料，作為適于制造微電子或光電裝置的自支撐體。?
技術(shù)背景
美國專利5,679,152描述了在外延上相容的犧牲模板上制造自支撐(Al，Ga，In)N單晶制品，其中在模板上沉積了一層單晶(Al，Ga，In)N，并且在生長溫度下或在生長溫度附近去除犧牲模板，留下自支撐(Al，Ga，In)N。?
此方法由于在使用異外延基體材料作為模板時沒有與基體相關(guān)的熱膨脹系數(shù)(TCE)的差異，得到低缺陷密度(例如，＜107缺陷/cm2)的材料，這是因為模板是原位去除的。結(jié)果，避免了TCE錯配引起的內(nèi)應(yīng)力，而這一問題通常伴隨異外延材料的冷卻并造成破裂和形態(tài)缺陷。?
本發(fā)明涉及自支撐(Al，Ga，In)N制品，以及通過在犧牲模板上生長?(Al，Ga，In)N材料并且從模板上界面分離(Al，Ga，In)N材料，制造自支撐(Al，Ga，In)N制品，從而得到具有設(shè)計質(zhì)量的單晶(Al，Ga，In)N自支撐制品。?
發(fā)明概述?
本發(fā)明在大的方面涉及制造自支撐制品的方法，該方法包括在基體上沉積用于構(gòu)成自支撐制品的材料，及制造包括基體與材料之間界面的材料/基體復(fù)合制品，并界面改性材料/基體復(fù)合制品，將基體與材料分離，得到自支撐制品。?
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在升高溫度的情況下進行界面改性，例如升高溫度到500℃溫度以內(nèi)，在此溫度下構(gòu)成自支撐制品的材料在基體上形成，并且在材料/基體復(fù)合制品從高溫冷卻到如環(huán)境溫度的較低溫度之前進行界面改性。在這個實施例中，在基體上形成此結(jié)構(gòu)的材料的溫度可以是，例如，600℃或高于600℃。?
材料/基體復(fù)合制品的界面是基體材料與構(gòu)成自支撐制品材料之間的三維區(qū)域。界面深度是界面改性過程的函數(shù)，并且界面的面積是由材料/基體復(fù)合制品的面積確定的。通常界面深度是10-4微米到102微米。?
本發(fā)明一方面涉及制造自支撐(Al，Ga，In)N的方法，該方法的步驟包括：?
提供外延相容的犧牲模板；?
在模板上沉積單晶(Al，Ga，In)N材料，形成犧牲模板/(Al，Ga，In)N復(fù)合制品，其包括犧牲模板與(Al，Ga，In)N材料之間的界面；以及?
將犧牲模板/(Al，Ga，In)N復(fù)合制品界面改性，使?fàn)奚０迮c(Al，Ga，In)N材料分離，并得到自支撐(Al，Ga，In)N制品。?
將犧牲模板(Al，Ga，In)N復(fù)合制品界面改性，以便將犧牲模板與(Al，Ga，In)N材料分離并得到自支撐(Al，Ga，In)N制品，這可以以多種方式進行，下面將詳細描述，例如，激發(fā)界面使界面材料分解，并且在(Al，Ga，In)N材料從(Al，Ga，In)N沉積在模板上的高溫冷卻到環(huán)境溫度之前將模?板與(Al，Ga，In)N物理分離。?
另外，采用界面改性使(Al，Ga，In)N制品與模板分離可以通過加熱和/或冷卻界面，通過激光束沖擊界面，通過使用易于分離的中間層，通過界面材料的其它分解方法，通過在界面上產(chǎn)生氣體，通過聲音照射界面，通過電子束照射界面，通過界面的rf耦合，通過侵蝕，通過界面材料的選擇性弱化，或者通過其它的光學(xué)、聲學(xué)、物理、化學(xué)、熱或能量處理來進行。?
這些方法相對于(Al，Ga，In)N在模板上沉積的環(huán)境，可以是原位或非原位進行，參見下面的詳細描述。?
在一個優(yōu)選的實施例中，界面改性包括通過復(fù)合制品的犧牲模板或(Al，Ga，In)N材料對界面沖擊激光能量。?
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