[發(fā)明專利]GaN層疊基板的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980052719.0
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN112585305B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 久保田芳宏;永田和壽
• 申請（專利權(quán)）人: 信越化學工業(yè)株式會社
• 主分類號: C30B29/38
• 分類號: C30B29/38;C23C16/02;C23C16/34;C30B33/06;H01L21/02;H01L21/20;H01L21/205;H01L21/265;H01L27/12
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 陳冠欽

1.GaN層疊基板的制造方法，其具有：

將利用離子注入剝離法從偏角0.5～5度的C面藍寶石基板剝離的C面藍寶石薄膜轉(zhuǎn)印至由800K下的熱膨脹率比硅大、比C面藍寶石小的玻璃、陶瓷或單晶材料構(gòu)成的操作基板上，從而制作GaN外延生長用基板的工序；

進行上述GaN外延生長用基板在800～1000℃下的高溫氮化處理和/或結(jié)晶性AlN在該GaN外延生長用基板的C面藍寶石薄膜上的堆積處理而對上述GaN外延生長用基板進行表面處理，將C面藍寶石薄膜表面用由AlN構(gòu)成的表面處理層被覆的工序；

使GaN在經(jīng)上述表面處理的GaN外延生長用基板的表面處理層上外延生長，制作表面由N極性面構(gòu)成的GaN膜負載體的工序；

對上述GaN膜進行離子注入，形成離子注入?yún)^(qū)域的工序；

將經(jīng)上述離子注入的GaN膜負載體的GaN膜側(cè)表面與支撐基板貼合以進行接合的工序；和

在上述GaN膜的離子注入?yún)^(qū)域進行剝離而將GaN薄膜轉(zhuǎn)印至支撐基板上，得到在支撐基板上具有表面由Ga極性面構(gòu)成的GaN薄膜的GaN層疊基板的工序。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，上述操作基板由硼硅酸系玻璃、GaN燒結(jié)體、AlN燒結(jié)體或GaAs單晶構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，使氧化硅、氮化硅或氧氮化硅的薄膜介于上述操作基板與C面藍寶石薄膜之間而轉(zhuǎn)印該C面藍寶石薄膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3的任一項所述的GaN層疊基板的制造方法，其特征在于，使GaN外延生長用基板的翹曲量為300μm以下。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4的任一項所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，上述GaN外延生長在超過1000℃且1200℃以下進行。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5的任一項所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，利用MOCVD法進行上述GaN的外延生長。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6的任一項所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，在對上述C面藍寶石基板進行表面處理后，在700℃以下在表面處理層上形成GaN緩沖層，接著在該GaN緩沖層上進行上述GaN外延生長。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，上述GaN緩沖層的厚度為20～40nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8的任一項所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，在利用所述外延生長形成GaN膜后，進一步在該GaN膜上形成氧化硅膜而制成上述GaN膜負載體。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～9的任一項所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，進一步在上述離子注入前將GaN膜負載體的離子注入面平滑化至算術(shù)平均粗糙度Ra0.3nm以下。

11.根據(jù)權(quán)利要求1～10的任一項所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，對上述GaN膜的離子注入為使用了氫離子(H⁺)和/或氫分子離子(H₂⁺)的注入能為100～160keV、劑量為1.0×10¹⁷～3.5×10¹⁷atom/cm²的處理。

12.根據(jù)權(quán)利要求1～11的任一項所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，上述支撐基板由Si、Al₂O₃、SiC、AlN或SiO₂構(gòu)成。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的GaN層疊基板的制造方法，其中，上述支撐基板為在與GaN膜負載體的接合面形成了氧化硅膜的支撐基板，其中不包括支撐基板由SiO₂構(gòu)成的情形。