[發(fā)明專利]氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法和氮化物半導(dǎo)體基板有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201980081552.0 | 申請日： | 2019-11-29 |
| 公開（公告）號： | CN113166971B | 公開（公告）日： | 2023-03-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吉田丈洋 | 申請（專利權(quán)）人： | 住友化學(xué)株式會社 |
| 主分類號： | C30B29/38 | 分類號： | C30B29/38;C23C16/01;C23C16/34;C30B25/02;H01L21/205 |
| 代理公司： | 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277 | 代理人： | 劉新宇;李茂家 |
| 地址： | 日本*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氮化物 半導(dǎo)體 制造 方法 | ||
1.一種氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其使用了氣相外延法，所述制造方法具有如下工序：
準(zhǔn)備基底基板的工序，所述基底基板由與III族氮化物半導(dǎo)體的單晶不同的材料形成；
使III族氮化物半導(dǎo)體的單晶在所述基底基板的上方外延生長，使具有經(jīng)鏡面化的基底面且相對于該基底面最近的低指數(shù)晶面為(0001)面的基底層生長的工序；
第一工序，使具有露出(0001)面的頂面的III族氮化物半導(dǎo)體的單晶在所述基底層的所述基底面上直接外延生長，使所述頂面產(chǎn)生由除了所述(0001)面之外的傾斜界面構(gòu)成的多個凹部，使該傾斜界面隨著向所述基底層的所述基底面的上方去而緩緩擴(kuò)大，使所述(0001)面從所述頂面消失，從而使表面僅由所述傾斜界面構(gòu)成的第一層生長；以及
第二工序，使III族氮化物半導(dǎo)體的單晶在所述第一層上外延生長，使所述傾斜界面消失，使具有經(jīng)鏡面化的表面的第二層生長，
在所述第一工序中，
以所述(0001)面作為生長面并以規(guī)定的厚度使所述單晶生長后，使該單晶的所述頂面產(chǎn)生所述多個凹部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其中，所述準(zhǔn)備基底基板的工序中，
作為所述基底基板，準(zhǔn)備如下基板：將R設(shè)為Sc、In、Y和鑭系元素中的至少任一種三價元素，將A設(shè)為Fe(III)、Ga和Al中的至少任一種三價元素，將M設(shè)為Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的至少任一種二價元素，將n設(shè)為1以上的整數(shù)時，由RAO3(MO)n的組成式所示的單晶形成的基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其中，在所述第二工序之后，還具有如下的剝離工序：
以所述基底基板的(0001)面作為沿著所述基底基板的主面的裂開面，使所述基底基板裂開，使具有所述基底基板的比所述裂開面靠上側(cè)的部分、所述基底層、所述第一層和所述第二層的層疊結(jié)構(gòu)體從所述基底基板的比所述裂開面靠下側(cè)的部分發(fā)生剝離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其還具有如下的剝離工序：
在所述第二工序之后，在自所述第二層的生長溫度進(jìn)行降溫的期間，因比所述基底基板靠上方的層的線膨脹系數(shù)與所述基底基板的線膨脹系數(shù)之差而使至少所述第二層從所述基底基板自發(fā)性地剝離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其中，所述第一工序中，
使所述(0001)面從所述表面消失后，維持所述表面僅由所述傾斜界面構(gòu)成的狀態(tài)，并且遍及規(guī)定厚度地繼續(xù)所述第一層的生長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其中，所述第一工序中，
使用如下狀態(tài)的模板：其具有所述基底基板和所述基底層，在所述基底面上的掩膜層的形成和在所述基底基板或所述基底面上的凹凸圖案的形成中的任一圖案加工均未實(shí)施。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其中，所述第一工序中，將生長溫度設(shè)為980℃以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其中，所述第一工序中，
在相同的生長條件下，從以所述(0001)面作為生長面的二維生長向以所述傾斜界面作為生長面的三維生長轉(zhuǎn)移。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體基板的制造方法，其中，所述第一工序中，
通過使所述單晶的所述頂面產(chǎn)生所述多個凹部，使所述(0001)面消失，從而在所述第一層的表面形成多個谷部和多個頂部，
觀察與所述基底基板的主面垂直的任意截面時，夾著所述多個谷部之中的1個谷部的所述多個頂部之中最接近的一對頂部彼此在沿著所述主面的方向上間隔的平均距離設(shè)為1μm以上。
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