[發明專利]13族元素氮化物層的分離方法及復合基板

有效

• 申請號: 201580064055.1
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN107002284B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 今井克宏;巖井真;下平孝直
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: C30B29/38
• 分類號: C30B29/38;C23C16/01;C30B9/00;C30B25/18;C30B33/00;H01L21/205
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;鄭雪娜

準備出包括藍寶石基板和設置在該藍寶石基板上的13族元素氮化物層的復合基板。13族元素氮化物層由氮化鎵、氮化鋁或氮化鎵鋁形成。復合基板滿足關系式(1)、(2)及(3)。通過自藍寶石基板側對復合基板照射激光來分解藍寶石基板與13族元素氮化物層的界面的晶格鍵。5.0≤(13族元素氮化物層的平均厚度(μm))/所述藍寶石基板的直徑(mm)≤10.0····(1)；0.1≤所述復合基板的翹曲量(mm)×(50/所述復合基板的直徑(mm))²≤0.6····(2)；1.10≤所述13族元素氮化物層的厚度的最大值(μm)/所述13族元素氮化物層的厚度的最小值(μm)····(3)。

技術領域

本發明涉及將13族元素氮化物層與藍寶石基板分離的方法及復合基板。

背景技術

已知：在藍寶石基板、GaN模板(template)等藍寶石基板上生長GaN結晶而得到復合基板后，通過激光剝離(laser lift off)等方法使GaN結晶與藍寶石基板分離，由此得到自立型的GaN結晶。

該方法中，復合基板因藍寶石基板與氮化鎵膜之間的熱膨脹率差而發生翹曲，在通過激光剝離法分離氮化鎵膜時，發生翹曲或開裂。

因此，專利文獻1中，在腔室內通過氣相法(HVPE、MOCVD、MBE)在藍寶石基板上形成氮化物單晶，并直接在相同的腔室(chamber)內于相同的溫度連續地實施激光剝離法，由此，消除了復合基板的翹曲所帶來的影響，防止了開裂的發生。

另外，本申請人通過在藍寶石基板上設置氮化鎵層時、在氮化鎵層的培養初期設置含有夾雜物(inclusion)的層，成功抑制了在激光剝離時發生開裂(專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2006－188409

專利文獻2:WO 2013/021804 A

專利文獻3:日本特開2009-111423

發明內容

但是，專利文獻1中記載的方法中，在腔室內從紅外線透射窗透射激光來實施激光剝離。因此，需要特別的設備，并且，激光剝離時的照射光的利用效率較低，照射時的對位、對焦也很困難，因此，生產率較低。另外，助熔劑法等液相法中，壓力較高，無法使用這樣的附帶有紅外線透射窗的腔室，所以適用范圍狹窄。

專利文獻2中記載的方法僅能夠適用于具有特定的微結構的復合基板，因此，這也無法擴大適用范圍。

本發明的課題是：在對藍寶石基板照射激光而分離特定的13族元素氮化物層時，能夠抑制13族元素氮化物層的開裂。

本發明的特征在于，準備出包括藍寶石基板和設置在該藍寶石基板上的13族元素氮化物層的復合基板，此時，13族元素氮化物層由氮化鎵、氮化鋁或氮化鎵鋁形成，復合基板滿足以下的關系式(1)、(2)及(3)，通過自藍寶石基板側對復合基板照射激光來分解藍寶石基板與13族元素氮化物層的界面的晶格鍵。

5.0≤(13族元素氮化物層的平均厚度(μm))/所述藍寶石基板的直徑(mm)≤10.0····(1)

0.1≤所述復合基板的翹曲量(mm)×(50/所述復合基板的直徑(mm))²≤0.6····(2)

1.10≤所述13族元素氮化物層的厚度的最大值(μm)/所述13族元素氮化物層的厚度的最小值(μm)····(3)

另外，本發明涉及一種復合基板，其是包括藍寶石基板和設置在該藍寶石基板上的13族元素氮化物層的復合基板，其特征在于，13族元素氮化物層由氮化鎵、氮化鋁或氮化鎵鋁形成，并且復合基板滿足上述的關系式(1)、(2)及(3)。