[發(fā)明專利]無缺陷單晶薄層

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380074672.0
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN105283946A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B.S.烏伊;R.T.埃爾阿范迪
• 申請（專利權(quán)）人: 阿卜杜拉國王科技大學(xué)
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 邱軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單晶薄層及其制造方法。

背景技術(shù)

氮化鎵是一種具有纖鋅礦型晶體結(jié)構(gòu)(Wurtzitecrystalstructure)的化合物，并具有3.4eV的寬帶隙。它在許多領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用，例如光電子學(xué)、大功率和高頻電子器件、固態(tài)器件、超大功率光伏器件等。獨立籽晶/襯底氮化鎵層的缺失代表氮化鎵技術(shù)中的重大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

總的來說，III-V族半導(dǎo)體膜，例如氮化鎵膜，可以是無位錯單晶硅。III-V族半導(dǎo)體膜，例如氮化鎵膜，可以具有10納米和1微米之間的厚度，或例如10納米和200納米之間，或20納米和50納米之間，并可以通過表面輻照和化學(xué)蝕刻的組合來制備。

在一方面中，一種制備III-V族半導(dǎo)體膜的方法可以包括輻照包括III-V族半導(dǎo)體的襯底的表面，并在輻照的同時用含有蝕刻液的溶液接觸該襯底的表面以在襯底上形成膜。

在一些實施例中，該III-V族半導(dǎo)體可以從砷化銦、磷化銦、砷化鎵、磷化鎵、銻化鎵、氮化鋁、銻化銦、砷化鋁、磷化鋁、銻化鋁、砷化銦鎵、磷砷化鎵、磷砷化銦、磷砷化鎵銦、砷化鎵鋁銦、氮化鎵銦和氮化鎵鋁中選擇。在一些實施例中，該III-V族半導(dǎo)體可以是氮化鎵。

在一些實施例中，襯底可以包括藍(lán)寶石上的硅摻雜、n摻雜、未摻雜(或未故意摻雜)、或者p摻雜的氮化鎵。在一些實施例中，襯底可以包括塊狀氮化鎵。在一些實施例中，襯底可以包括碳化硅上的氮化鎵。在一些實施例中，襯底可以包括硅上的氮化鎵。還可以使用含有氮化鎵的其他種類的襯底。

在一些實施例中，蝕刻液可以包括氫氟酸和過氧化氫。在一些實施例中，蝕刻液可以包括氫氧化鉀。在一些實施例中，襯底的表面可以包括多個位錯。在一些實施例中，蝕刻液可以選擇性地蝕刻該位錯處。

在一些實施例中，襯底的表面可通過輻照源來輻照，其中該輻照源可以具有比該III-V族半導(dǎo)體的帶隙寬度高的能量，或者比該半導(dǎo)體材料的帶隙寬度低的波長。

在一些實施例中，襯底的表面可以通過紫外光源來輻照，其中該紫外光源的能量高于該III-V族半導(dǎo)體的帶隙寬度。在一些實施例中，襯底的表面可以通過X射線輻照。在一些實施例中，襯底的表面可以通過伽馬射線輻照。

輻照源在襯底表面上的輻照波長和輻照密度都會影響蝕刻工藝。在一些實施例中，該方法可以包括控制輻照源的強(qiáng)度。在一些實施例中，襯底的表面的一部分可以涂有電極。在一些實施例中，該電極的材料可以從鈦、鉑、銀和金中選擇。在一些實施例中，該方法可以包括施加電場于襯底的表面。在一些實施例中，該方法可以包括干燥該襯底。

在一些實施例中，該III-V族半導(dǎo)體膜的厚度可以在10納米和1微米之間，例如在10納米和200納米之間，或者20納米和50納米之間。

在一些實施例中，該方法可以包括轉(zhuǎn)移該III-V族半導(dǎo)體膜至第二襯底。

在另一方面中，該膜可以包括無位錯的單晶III-V族半導(dǎo)體，其中該無位錯的單晶III-V族半導(dǎo)體可以具有10納米和1微米之間的厚度，例如在10納米和200納米之間，或者20納米和50納米之間。

在一些實施例中，該膜可以包括多個孔隙。在一些實施例中，該III-V族半導(dǎo)體可以是氮化鎵。在一些實施例中，多個氮化鎵引線可以通過該無位錯單晶氮化鎵突出。在一些實施例中，該膜可以包括在該無位錯單晶氮化鎵下面的多孔氮化鎵層。

在另一方面中，一種結(jié)構(gòu)可以包括襯底上的無位錯單晶III-V族半導(dǎo)體，其中該襯底可以是聚合物襯底、銅襯底、硅襯底、玻璃襯底、碳化硅襯底、藍(lán)寶石襯底、石英襯底、瓷襯底、磷化銦襯底、氮化鎵襯底、砷化鎵襯底、氧化鈹襯底、氮化鋁襯底、氧化鋁襯底、塑料襯底、或陶瓷襯底。

在另一方面中，一種用于生長III-V族半導(dǎo)體的裝置可以包括膜，其中該膜包括無位錯單晶III-V族半導(dǎo)體，且該膜可以具有10納米和1微米之間的厚度，例如在10納米和200納米之間，或者20納米和50納米之間。在轉(zhuǎn)移該膜后，氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁、氧化鋅、銦錫氧化物或其它材料可以過生長于該膜上，由此可以形成晶體管、調(diào)制器、發(fā)光二極管、激光二極管。

在一些實施例中，該III-V族半導(dǎo)體是氮化鎵。

其它的方面、實施例和特征將通過下述說明、附圖和權(quán)利要求變得更加明晰易懂。

附圖說明

圖1是示出了形成無位錯氮化鎵層于塊狀氮化鎵襯底上的示意圖。

圖2示出了制造氮化鎵層的典型的紫外輔助無電極蝕刻裝置。