[發明專利]GaN 單晶生長方法、GaN 基板制備方法、GaN 系元件制備方法以及GaN 系元件

有效

• 申請號: 201210044351.3
• 申請日: 2006-03-31
• 公開（公告）號: CN102634849A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 八百隆文;曺明煥
• 申請（專利權）人: 東北技術使者株式會社;古河機械金屬株式會社;三菱化學株式會社;同和控股(集團)有限公司;株式會社EpiValley;偉方亮有限公司
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40;C30B25/02;H01L21/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種GaN單晶生長方法，其特征在于，該方法具有：

鉻層生長過程，在底層基板上生長鉻層；

氮化過程，將所述鉻層的至少表面氮化，生長鉻氮化物層；

GaN緩沖層生長過程，在所述鉻氮化物層上生長GaN緩沖層；

GaN層生長過程，在所述GaN緩沖層上生長單晶GaN層；

所述鉻氮化物層為(111)取向。

2.一種GaN單晶生長方法，其特征在于，該方法具有：

氮化過程，將鉻底層基板的表面氮化，生成鉻氮化物層；

GaN緩沖層生長過程，在所述鉻氮化物層上生長GaN緩沖層；

GaN層生長過程，在所述GaN緩沖層上生長單晶GaN層；

所述鉻氮化物層為(111)取向。

3.根據權利要求1或2所述的GaN單晶生長方法，其特征在于，所述氮化過程中，通過包含氨的氣體來進行氮化。

4.根據權利要求1或2所述的GaN單晶生長方法，其特征在于，所述氮化過程中，在500℃～1000℃的溫度范圍進行氮化。

5.根據權利要求1或2所述的GaN單晶生長方法，其特征在于，所述GaN緩沖層生長過程中，在800℃～1100℃的溫度范圍生長GaN緩沖層。

6.根據權利要求1或2所述的GaN單晶生長方法，其特征在于，在所述GaN緩沖層生長過程中，使GaN緩沖層生長為50nm～30μm的厚度。

7.根據權利要求1所述的GaN單晶生長方法，其特征在于，所述底層基板的表面具有金屬層。

8.根據權利要求1或2所述的GaN單晶生長方法，其特征在于，還具有通過選擇性化學蝕刻使所述單晶GaN層從底層基板分離的分離過程。

9.一種GaN系元件制備方法，其特征在于，該方法具有：

GaN單晶層生長工序，在底層基板上生長金屬緩沖層、金屬氮化物層、GaN緩沖層、以及GaN單晶層；

元件結構制備工序，在所述GaN單晶層上，制備GaN系元件結構；

芯片分離工序，將所述GaN單晶層和所述GaN系元件結構分離成多個芯片，

其中，所述金屬緩沖層和所述金屬氮化物層是鉻層和鉻氮化物層，

所述芯片分離工序包括如下工序：

接合工序，在所述GaN系元件結構上通過傳導性特性良好的接合層接合傳導性支撐基板；

1次劃片工序，在被支撐在所述傳導性支撐基板上的狀態下將所述底層基板、所述金屬緩沖層、所述金屬氮化物層、所述GaN緩沖層、所述GaN單晶層以及所述GaN系元件結構進行劃片，將所述多個芯片之間分離；

蝕刻工序，通過選擇性化學蝕刻除去所述金屬緩沖層和所述金屬氮化物層，分離所述底層基板；

2次劃片工序，將所述傳導性支撐基板進行劃片，分離成所述多個芯片。

10.根據權利要求9所述的GaN系元件制備方法，其特征在于，在所述蝕刻工序中，通過所述1次劃片工序中形成的所述多個芯片之間的空間，蝕刻溶液被供給到所述金屬緩沖層和所述金屬氮化物層。

11.一種GaN系元件制備方法，其特征在于，該方法具有：GaN單晶層生長工序，在底層基板上生長金屬緩沖層、金屬氮化物層、GaN緩沖層、以及GaN單晶層；

元件結構制備工序，在所述GaN單晶層上，制備GaN系元件結構；

芯片分離工序，將所述GaN單晶層和所述GaN系元件結構分離成多個芯片，

其中，所述金屬緩沖層和所述金屬氮化物層是鉻層和鉻氮化物層，

所述芯片分離工序包括如下工序：

1次劃片工序，在被支撐在所述底層基板上的狀態下將所述金屬緩沖層、所述金屬氮化物層、所述GaN緩沖層、所述GaN單晶層以及所述GaN系元件結構進行劃片，將所述多個芯片之間分離；

接合工序，在所述GaN系元件結構上通過傳導性特性良好的接合層接合傳導性支撐基板；

蝕刻工序，通過選擇性化學蝕刻除去所述金屬緩沖層和所述金屬氮化物層，分離所述底層基板；

2次劃片工序，將所述傳導性支撐基板進行劃片，分離成所述多個芯片。

12.根據權利要求11所述的GaN系元件制備方法，其特征在于，在所述蝕刻工序中，通過所述1次劃片工序中形成的所述多個芯片之間的空間，蝕刻溶液被供給到所述金屬緩沖層和所述金屬氮化物層。