[發明專利]III族氮化物半導體元件制造用基板的制造方法、III族氮化物半導體自支撐基板或III族氮化物半導體元件的制造方法、以及III族氮化物生長用基板

有效

• 申請號: 201610077452.9
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN105529248B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 鳥羽隆一;宮下雅仁;八百隆文;藤井克司
• 申請（專利權）人: 同和電子科技有限公司;同和控股(集團)有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L33/00;H01L33/22;C23C14/16;C23C14/58;C23C16/02;C23C16/30
• 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III族氮化物半導體元件制造用基板的制造方法，其特征在于，該方法具備：

成膜工序，在生長用基底基板上形成鉻層；

氮化工序，通過在規定的條件下氮化該鉻層，從而形成氮化鉻層；

晶體層生長工序，在該氮化鉻層上外延生長至少一層III族氮化物半導體層，

所述鉻層通過濺射法以濺射粒子射程區域的成膜速度為的范圍、厚度為的范圍的方式成膜，

所述氮化鉻層在爐內壓力6.666kPa以上且66.66kPa以下的、溫度1000℃以上的MOCVD生長爐內、含氨氣的氣體氛圍中形成，所述氣體氛圍中除了氨氣以外的氣體成分為由氮氣和氫氣組成的載氣，氮氣在該載氣中所占的含有比率為60～100體積％的范圍，

其中，所述氮化鉻層表面的氮化鉻微晶中具有大致三棱錐形狀的氮化鉻微晶所占的面積比率為70％以上，

所述大致三棱錐形狀為：憑借掃描電子顯微鏡照片的高度造成的反差，能夠觀察到單個所述氮化鉻微晶的頂點和3個方向的棱線的三棱錐形狀；或者，憑借所述反差，能夠觀察到多個所述氮化鉻微晶相連且在除了該多個所述氮化鉻微晶的結合部以外能夠觀察到所述棱線的三棱錐形狀。

2.根據權利要求1所述的III族氮化物半導體元件制造用基板的制造方法，其中，所述鉻層在多塊生長用基底基板上以平均成膜速度各自為的范圍的方式間歇性地成膜。

3.根據權利要求1所述的III族氮化物半導體元件制造用基板的制造方法，其中，所述大致三棱錐形狀的氮化鉻微晶的底邊的方位平行于所述III族氮化物半導體層的＜11-20＞方向(a軸方向)群。

4.根據權利要求1所述的III族氮化物半導體元件制造用基板的制造方法，其中，所述生長用基底基板具有六方晶系或準六方晶系的晶體結構，表面為(0001)面。

5.一種III族氮化物半導體自支撐基板或III族氮化物半導體元件的制造方法，其特征在于，該方法具備：

成膜工序，在生長用基底基板上形成鉻層；

氮化工序，通過在規定的條件下氮化該鉻層，從而形成氮化鉻層；

晶體層生長工序，在該氮化鉻層上外延生長至少一層III族氮化物半導體層；

分離工序，通過化學蝕刻去除所述氮化鉻層，從而使所述生長用基底基板與所述III族氮化物半導體層分離，

其中，所述鉻層通過濺射法以濺射粒子射程區域的成膜速度為的范圍、厚度為的范圍的方式成膜，

所述氮化鉻層在爐內壓力6.666kPa以上且66.66kPa以下的、溫度1000℃以上的MOCVD生長爐內、含氨氣的氣體氛圍中形成，所述氣體氛圍中除了氨氣以外的氣體成分為由氮氣和氫氣組成的載氣，氮氣在該載氣中所占的含有比率為60～100體積％的范圍，

其中，所述氮化鉻層表面的氮化鉻微晶中具有大致三棱錐形狀的氮化鉻微晶所占的面積比率為70％以上，

所述大致三棱錐形狀為：憑借掃描電子顯微鏡照片的高度造成的反差，能夠觀察到單個所述氮化鉻微晶的頂點和3個方向的棱線的三棱錐形狀；或者，憑借所述反差，能夠觀察到多個所述氮化鉻微晶相連且在除了該多個所述氮化鉻微晶的結合部以外能夠觀察到所述棱線的三棱錐形狀。

6.根據權利要求5所述的III族氮化物半導體自支撐基板或III族氮化物半導體元件的制造方法，其中，所述鉻層在多塊生長用基底基板上以平均成膜速度各自為的范圍的方式間歇性地成膜。

7.根據權利要求5所述的III族氮化物半導體自支撐基板或III族氮化物半導體元件的制造方法，其中，所述大致三棱錐形狀的氮化鉻微晶的底邊的方位平行于所述III族氮化物半導體層的＜11-20＞方向(a軸方向)群。

8.根據權利要求5所述的III族氮化物半導體自支撐基板或III族氮化物半導體元件的制造方法，其中，所述生長用基底基板具有六方晶系或準六方晶系的晶體結構，表面為(0001)面。

9.一種III族氮化物生長用基板，其特征在于，其具有基板及該基板上的氮化鉻層，

所述氮化鉻層是在爐內壓力6.666kPa以上且66.66kPa以下的、溫度1000℃以上的MOCVD生長爐內、含氨氣的氣體氛圍中對鉻層進行氮化處理而成的，所述鉻層通過濺射法以濺射粒子射程區域的成膜速度為的范圍、厚度為的范圍的方式成膜在所述基板上，

所述氣體氛圍中除了氨氣以外的氣體成分為由氮氣和氫氣組成的載氣，氮氣在該載氣中所占的含有比率為60～100體積％的范圍，

所述氮化鉻層表面的氮化鉻微晶中具有大致三棱錐形狀的氮化鉻微晶所占的面積比率為70％以上，

所述大致三棱錐形狀為：憑借掃描電子顯微鏡照片的高度造成的反差，能夠觀察到單個所述氮化鉻微晶的頂點和3個方向的棱線的三棱錐形狀；或者，憑借所述反差，能夠觀察到多個所述氮化鉻微晶相連且在除了該多個所述氮化鉻微晶的結合部以外能夠觀察到所述棱線的三棱錐形狀。