包含氮化物半导体层的结构和包含氮化物半导体层的复合基板及其制作方法

文档序号:7206803阅读:89来源:国知局
专利名称:包含氮化物半导体层的结构和包含氮化物半导体层的复合基板及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种包含氮化物半导体层的结构,包含氮化物半导体层的复合基板,以及这些结构、复合基板的制作方法。具体地讲,本发明涉及一种基于外延横向过生长的氮 化物半导体层的制作方法。
背景技术
氮化物半导体,例如,用通式AlxGayIni_x_yN(0≤χ≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1) 表示的氮化镓化合物半导体具有相对大的带隙,并且是一种直接跃迁(transition)型半 导体材料。因此,氮化物半导体作为用于形成半导体发光器件的材料而受到关注,半导体发 光器件例如为能够发射与从紫外光到绿光对应的短波长光的半导体激光器,以及能够覆盖 从紫外光到红光、另外加上白光的宽发射波长范围的发光二极管(LED)。为了获得高质量的半导体发光器件,需要高质量的氮化物半导体膜或基板。具体地讲,为了获得高质量的氮化物半导体膜,优选进行外延生长,所述外延生长 使用同质的高质量的氮化物半导体基板或者晶格常数差异和热膨胀系数差异相对小的异 质基板。另外,在应用氮化物半导体时,必须根据情况在氮化物半导体膜或氮化物半导体 结构形成之后移除基体基板。然而,迄今为止存在难以制作高质量的氮化物半导体膜或高质量的氮化物半导体 基板的问题。引起这个问题的主要原因如下所述。(1)氮化物半导体基板的制作工艺涉及高成本步骤。例如,在制作GaN基板时,要 求高温和高压,并且难以制作缺陷密度低、口径大的基板。因此,GaN基板的价格高,满足大 量生产的GaN基板的稳定供应不可获得。(2)适合于高质量的氮化物半导体膜的外延生长的异质基板是稀少的。要求在约 IOOO0C的高温和包含V族材料的强腐蚀性氨气氛下进行氮化物半导体膜的晶体生长。能够 经受这样的苛刻条件的异质单晶基板是有限的。(3)根据器件,由于氮化物半导体本身的晶体属性,需要复杂结构。例如,为了实现 光学元件,需要将成分彼此不同的氮化物半导体层叠成多个层。由于上述原因,从综合评价考虑,经常将蓝宝石基板用作氮化物半导体的基体基 板。另一方面,氮化物半导体,例如GaN、AlGaN和GaInN是晶格常数彼此不同的完全应 变材料,因此,破裂和应力应变趋向于在这些氮化物半导体之间以及在这些氮化物半导体 和基板之间发生。因此,当使用异质基板(例如蓝宝石基板)时,由于氮化物半导体膜和异质基板之 间的晶格常数差异,发生由于在氮化物半导体膜中传播的位错而引起的问题。
这样的位错穿透氮化物半导体膜到达氮化物半导体膜的最上层,变成贯通位错 (threading dislocation),并且根据情况使氮化物半导体膜的性质劣化。另外,还存在由于氮化物半导体膜和异质基板之间的热膨胀系数的差异而导致应力应变在氮化物半导体膜和异质基板中发生的问题。应力应变不仅使氮化物半导体膜和异 质基板变形,而且还构成使氮化物半导体膜劣化的因素。为了降低这样的贯通位错密度,在Appl.Phys.Lett. 1998年4月20日第72卷第 16期第2014-2016页中公开了一种通过积极地利用横向生长来进行GaN的外延生长的方法。在这种情况下,在横向生长方法(也称为ELOG生长(外延横向过生长)方法)中, 首先,在异质基板上交替形成有利于氮化物半导体生长的区域和干扰氮化物半导体生长的 区域。并且,在有利于生长的区域上选择性地生长氮化物半导体,并朝着干扰生长的区 域横向生长氮化物半导体。在干扰生长的区域上,不从基板生长氮化物半导体,并且干扰生长的区域被从有 利于生长的区域上的氮化物半导体横向延伸的氮化物半导体覆盖。因此,在基板和氮化物半导体之间的界面中发生的位错几乎不表现在表面上。
从而,在通过横向生长方法形成的氮化物半导体层中形成贯通位错密度的分布。具体地讲,贯通位错密度在异质基板上的有利于生长的区域上保持高,而在异质 基板上的干扰生长的区域上贯通位错密度降低。根据这种技术,可获得整体平坦的氮化物半导体膜,并且在该氮化物半导体膜的 一些区域中,表面附近的贯通位错密度相对地低。这种技术提供有这样的特征,S卩,通过利用在基体基板上形成的掩模图案来实现 氮化物半导体膜的选择性ELOG生长。例如,使用SiO2作为掩模图案的材料。在Jpn. J. Appl. Phys. 2003年7月15日第 42卷第2部分第7B期第L818-L820页中,还公开了一种通过使用SiO2掩模图案的ELOG生 长来形成厚膜氮化物半导体的两层结构的技术。日本专利申请公开No. 2007-314360也公开了一种使用Mg化合物作为掩模图案的 材料的氮化物半导体膜的选择性生长技术。根据这种技术,Mg促进氮化物半导体膜的横向生长,因此,可有效率地制作令人满 意的氮化物半导体膜。美国专利No. 6,335,546也公开了一种不使用任何掩模图案的氮化物半导体膜的 选择性ELOG生长技术。根据这种技术,即使使用由例如蓝宝石的材料形成的异质基板作为基体基板,也 可获得平坦的并且贯通位错密度低的氮化物半导体膜。这种效果还在J. Light & Vis. Env.第27卷第3期(2003)第140-145页中得到 验证。这种技术通过利用在基板的生长表面上形成的凹凸(asperity)图案来实现氮化物 半导体膜的选择性ELOG生长,并提供有这样的特征,即,在所述图案的凹陷部分中,在氮化 物半导体膜和基板之间存在空隙。空隙的存在一定程度上减轻了氮化物半导体膜和基板之 间的应力应变。
为了减少贯通位错,美国专利No. 6,979,584公开了这样一种技术使第一氮化物半导体设有凸起和凹陷表面(凹凸图案),然后利用凸起部分的顶面和侧面作为核心,进行 第二氮化物半导体的外延纵向和横向过生长;在凹陷部分被氮化物半导体填充的同时,还 向上生长氮化物半导体。根据这种技术,第一氮化物半导体所具有的贯通位错的传播在第二氮化物半导体 进行外延横向过生长的部分的上部中被抑制,并且可在填充的凹陷部分中形成贯通位错减 轻的区域。具体地讲,通过重复凸起和凹陷表面的形成以及外延纵向和横向过生长,可预期 进一步减少贯通位错。这种技术提供有在第二氮化物半导体中形成空隙的特征。另一方面,此外,在移除氮化物半导体的基体基板时,迄今为止存在以操作时间长 和对氮化物半导体产生损伤为代表的问题。当硬的蓝宝石用于基体基板时,这些问题尤其
显者ο日本专利申请公开No. 2001-176813公开了一种氮化物半导体基板的制作方法, 在该方法中,可通过令人满意地移除异质基板(例如蓝宝石基板)来获得氮化物半导体基 板。根据这种技术,可获得没有瑕疵、位错减少、并且结晶性和表面状况令人满意的氮 化物半导体基板。在这种技术中,通过用电磁波辐射从异质基板侧分解氮化物半导体来移除异质基 板;这种技术提供有这样的特征,即,氮化物半导体和异质基板之间的空隙的形成使得能够 减少由于所产生的N2的气压而对氮化物半导体产生的损伤。然而,在上述Appl. Phys. Lett. 1998 年 4 月 20 日第 72 卷第 16 期第 2014-2016 页、 Jpn. J. Appl. Phys. 2003年7月15日第42卷第2部分第7B期第L818-L820页或者日本专 利申请公开No. 2007-314360中所公开的技术要求使用与氮化物半导体异质的材料作为用 于实现氮化物半导体膜的选择性ELOG生长的掩模。因此,这种技术提出这样的问题,S卩,在要求大约1000°C的生长温度的氮化物半导 体膜的晶体生长过程中,掩模材料被劣化,从而不利地影响氮化物半导体膜。根据情况的不同,例如,在掩模材料为SiO2的情况下,其组分Si或O2扩散到氮化 物半导体膜中而不利地影响氮化物半导体膜的质量或载流子控制,在掩模材料为Mg化合 物的情况下,其组分Mg和其它组分扩散到氮化物半导体膜中而不利地影响氮化物半导体 膜的质量或载流子控制。另一方面,在美国专利No. 6,335,546或J. Light & Vis. Env.第27卷第3期 (2003)第140-145页中所公开的技术使用凹凸图案,从而克服了使用异质材料掩模的问 题,并且同时实现了减轻氮化物半导体膜和基板之间的应力应变。然而,通过使用凹凸图案而在氮化物半导体膜和基板之间形成的仅单层空隙结构 不能充分减少贯通位错,并且不能充分减轻应力应变。仅仅通过这样的技术,不容易形成期望形状的两层或更多层的空隙。另一方面,在美国专利6,979,584中公开的技术能够形成两层或更多层的空隙, 但是由于纵向生长和横向生长同时实行,所以难以确保空隙尺寸。结果是,由于空隙而产生 的应力应变减轻的效果差。
在日本专利申请公开No. 2001-176813中公开的技术通过分解下层来移除基体基板,由于移除而产生的影响传送到直接位于下层上的氮化物半导体。根据情况,例如,在下层中产生的微裂缝传送到直接位于下层上的氮化物半导体。 因此,在日本专利申请公开No. 2001-176813中公开的技术本身几乎不避免在移除基体基 板时对氮化物半导体产生的损伤。鉴于上述问题,本发明的目的是提供包含贯通位错减少的氮化物半导体层的结 构,包含氮化物半导体层的复合基板,以及这些结构、基板的制作方法。另外,本发明的另一 个目的是提供包含氮化物半导体层的结构的制作方法,其使得能够进行减少对氮化物半导 体层产生的损伤的基体基板移除。

发明内容
本发明提供如下形成的包含氮化物半导体层的结构,包含氮化物半导体层的复合 基板,以及这些结构、基板的制作方法。本发明的包含氮化物半导体层的结构的特征在于所述结构包括基于至少两个氮 化物半导体层的层叠结构;所述结构在所述层叠结构中的两个氮化物半导体层之间包括多 个空隙,所述多个空隙由包括在作为所述两个氮化物半导体层的下层的氮化物半导体层上 形成的凹凸图案的凹陷部分的内壁的壁的面围绕;以及,在用于形成所述空隙的所述凹陷 部分的内壁的至少一部分上形成用于抑制氮化物半导体层的横向生长的包含结晶缺陷的 部分。另外,本发明的包含氮化物半导体层的复合基板的特征在于在基体基板上形成 包含氮化物半导体层的结构。另外,本发明的包含氮化物半导体层的复合基板的制作方法的特征在于包括第 一步,用于在基体基板上形成第一氮化物半导体层;第二步,用于在第一氮化物半导体层上 形成凹凸图案;第三步,用于在第一氮化物半导体层上的凹凸图案中的凹陷部分的内壁的 至少一部分上形成由于从单晶状态变化的状态导致的包含结晶缺陷的部分;以及,第四步, 用于在形成于第一氮化物半导体层上并且包括包含结晶缺陷的部分的凹凸图案上形成第 二氮化物半导体层。另外,本发明的包含氮化物半导体层的结构的制作方法的特征在于包括通过使 用根据以上提供的描述中的任何一种的复合基板的制作方法来制作复合基板的步骤;以 及,从通过所述制作方法制作的复合基板移除基体基板的步骤。根据本发明,可实现包含贯通位错减少的氮化物半导体层的结构,包含氮化物半 导体层的复合基板,以及这些结构、基板的制作方法。另外,可实现包含氮化物半导体层的结构的制作方法,其使得能够进行减少对氮 化物半导体层产生的损伤的基体基板移除。


图1是示出本发明的第一实施例中的包含氮化物半导体的结构的示例的示意截 面图;图2是仅示出本发明的第一实施例中的包含氮化物半导体的结构中的分解的第一氮化物半导体层的视图;图3是示出本发明的第二实施例中的包含氮化物半导体的复合基板的示例的示意截面图;图4是仅示出本发明的第二实施例中的包含氮化物半导体的复合基板中的分解 的基体基板的视图;图5A、图5B、图5C、图5D、图5E和图5F是示出本发明的第三实施例中的包含氮化 物半导体的复合基板的制作方法的示例的示意截面图;图6A、图6B、图6C和图6D是示出本发明的第四实施例中的包含氮化物半导体的 结构的制作方法的示例的示意截面图;以及图7A、图7B、图7C、图7D、图7E、图7F和图7G是示出在本发明的实施例和示例中 描述的包含氮化物半导体的复合基板的应用示例的示意截面图。
具体实施例方式根据本发明,可实现上述结构作为包含氮化物半导体层的结构。在本发明的实施例中,可如下构造上述结构。在本实施例中,包含氮化物半导体层的结构设有基于至少两个氮化物半导体层的
层叠结构。所述结构在层叠结构中的两个氮化物半导体层之间包括多个空隙,所述空隙被包 括凹凸图案的凹陷部分的内壁的壁的面围绕,所述凹凸图案形成在作为两个氮化物半导体 层中的较下层的氮化物半导体层上。在凹陷部分的内壁的至少一部分上形成抑制氮化物半导体层的外延横向过生长 的包含结晶缺陷的部分以形成空隙。因此,由于空隙,在氮化物半导体层的横向生长中,氮化物半导体层的膜应变和两 个氮化物半导体层之间的应力减轻,并且获得贯通位错密度的降低。由于包含结晶缺陷的部分,凹陷部分中的氮化物半导体层的外延横向过生长可被 抑制,并可确保空隙的尺寸。这里所称的包含结晶缺陷的状态是指从单晶状态变化的状态, 例如,非晶态、多孔态或多晶态。这里所称的氮化物半导体是指用通式AlxGayIni_x_yN(0 ≤ χ ≤ 1,0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1)表示的氮化镓化合物半导体。根据本实施例的包含氮化物半导体层的结构使得能够实现包含贯通位错密度降 低的氮化物半导体层的结构。因此,使得可实现更高质量的氮化物半导体光学元件。在本发明的实施例中,可如下构造包含氮化物半导体层的复合基板。在本实施例中,通过在基体基板上形成包含上述氮化物半导体层的结构,可构造 包含氮化物半导体层的复合基板。在这种情况下,包含氮化物半导体层的复合基板可被构造为在基体基板和作为两 个氮化物半导体层中的较下层的氮化物半导体层之间具有多个空隙,所述空隙被包括凹凸 图案的凹陷部分的内壁的壁的面围绕,所述凹凸图案形成在作为较下层的氮化物半导体层 上。还可采用单晶基板作为基体基板来构造包含氮化物半导体层的复合基板。
还可通过采用下述基体基板作为基体基板来构造包含氮化物半导体层的复合基板,在所述基体基板中,在单晶基板上进一步形成与所述单晶基板同质或异质的中间膜。可通过采用氮化物半导体、蓝宝石、硅(Si)和碳化硅(SiC)中的任何一种作为单 晶基板的材料来形成包含氮化物半导体层的复合基板。根据本实施例的包含上述氮化物半导体层的结构使得能够构造包含贯通位错密 度降低的氮化物半导体层的复合基板,从而能够实现质量高度令人满意的在氮化物半导体 的外延生长中使用的基板。在本发明的实施例中,可如下构造包含氮化物半导体层的复合基板的制作方法。本实施例的包含氮化物半导体层的复合基板的制作方法包括第一步,通过进行 氮化物半导体层的外延横向过生长,在基体基板上形成第一氮化物半导体层;第二步,在第 一氮化物半导体层上形成凹凸图案;第三步,在第一氮化物半导体层上的凹凸图案中的凹 陷部分的内壁的至少一部分上形成由从单晶状态变化的状态引起的包含结晶缺陷的部分; 以及,第四步,通过进行氮化物半导体层的外延横向过生长,在凹凸图案上形成第二氮化物 半导体层,所述凹凸图案形成于第一氮化物半导体层上并且包括包含结晶缺陷的部分。在这种情况下,当在第三步中形成包含结晶缺陷的状态时,可使用基于例如反应 离子蚀刻(RIE)、等离子体蚀刻、离子辐射或中性束辐射的技术的表面处理。通过应用这些技术,所关注的部分可从单晶状态变成例如非晶态、多孔态或多晶 态。在本发明的实施例中,第一步可以是通过在基体基板上形成凹凸图案并在该凹凸 图案上进行氮化物半导体层的外延横向过生长来形成第一氮化物半导体的连续层的步骤。另外,第四步可以是通过进行氮化物半导体层的外延横向过生长来形成第二氮化 物半导体的连续层的步骤。可以按这样的方式构造包含氮化物半导体层的复合基板的制作方法,S卩,在已将 第四步进行一次之后,分别重复第二步和第四步N次(N >0),并重复第三步M次(MS N)。上述根据本实施例的包含氮化物半导体层的复合基板的制作方法使得能够以比 传统氮化物半导体基板低的成本制作复合基板,并有利于基板的口径的扩大。使用上述这样的基板使得能够进行高质量氮化物半导体层的外延生长,并使得能 够实现更高质量的光学元件。包含氮化物半导体层的结构还可用作在氮化物半导体的外延生长中使用的基板。在本发明实施例中,可从通过上述制作方法制作的复合基板移除基体基板,并可 如下构造包含氮化物半导体层的结构的制作方法。本实施例的包含氮化物半导体层的结构的制作方法包括通过使用根据本发明实 施例的复合基板的上述制作方法中的任何一种来制作复合基板的步骤;以及,从通过上述 制作方法制作的复合基板移除基体基板的步骤。在本发明实施例中,还可以按这样的方式构造结构的制作方法,S卩,在移除基体基 板的步骤中,用作基体基板的是其中在单晶基板上进一步形成与单晶基板同质或异质的中 间膜的基体基板,并通过选择性蚀刻移除所述中间膜。还可以按这样的方式构造结构的制作方法,S卩,在移除基体基板的步骤中,将蓝宝 石用于基体基板,并从基体基板侧进行激光照射;以及,在蓝宝石基板和包含氮化物半导体层的结构之间的界面中分解第一氮化物半导体层。还可以按这样的方式构造结构的制作方法,S卩,在移除基体基板的步骤中,用作基 体基板的是其中在单晶基板上进一步形成与单晶基板同质或异质的中间膜的基体基板,并 通过光电化学蚀刻选择性地移除基体基板的中间膜。这里所称的光电化学蚀刻是指这样的蚀刻,在该蚀刻中,将基板浸入在电解液中, 并且在用紫外光从外部照射要被蚀刻的对象的同时进行蚀刻。根据此方法,通过紫外照射 在电流收缩(current constriction)层表面中产生的正的空穴引起电流收缩层的溶解反 应,从而允许蚀刻继续。这种蚀刻还称为PEC蚀刻(光电化学蚀刻)。在本发明的实施例中,还可以按这样的方式构造结构的制作方法,即,在移除基体 基板的步骤中,将包含氮化物半导体层的结构与第二基板结合,然后,移除基体基板。根据本实施例的包含氮化物半导体层的复合基板的上述制作方法更有利于氮化 物半导体的基体基板的移除,还使得能够减少在移除基体基板时产生的对氮化物半导体层 的损伤。以这种方式,可降低制作成本,并可获得生产率的提高。以下,参照附图进一步对所提出的实施例进行描述。注意,在各个附图中,相同的 符号用于相同的构件,因此,省略对重复部分的描述。(第一实施例)作为本发明的第一实施例,描述包含氮化物半导体的结构的示例。图1显示用于 示出本实施例中的包含氮化物半导体的结构的示例的示意性截面图。图1示出包含氮化物半导体的结构20、第一氮化物半导体层40、第一氮化物半导 体层的凸起部分42和第一氮化物半导体层中的包含结晶缺陷的部分45。图1还示出第二氮化物半导体层50、在第一氮化物半导体层的凹陷部分中形成的 氮化物半导体51、以及氮化物半导体结构中的空隙62。本实施例的包含氮化物半导体的结构20由第一氮化物半导体层40、第二氮化物 半导体层50和在这些氮化物半导体层40和50之间形成的氮化物半导体结构中的空隙62 形成。 特征在于在围绕氮化物半导体结构中的空隙62的壁的至少一部分上发现结晶 缺陷。包含结晶缺陷的部分例如为由第一氮化物半导体层中的包含结晶缺陷的部分 45表示的第一氮化物半导体层40的凹陷部分的内壁的表面。接着,对包含结晶缺陷的部分45进行更详细的描述。为了便于描述,图2仅显示从图1中的包含氮化物半导体的结构20分解的第一氮 化物半导体层40。在图2中,还省略了包含结晶缺陷的部分45。图2示出第一氮化物半导 体层的凸起部分42、第一氮化物半导体层的凹陷部分43、以及第一氮化物半导体层的凹陷 部分的底面44。这里所称的包含结晶缺陷的状态是指这样的状态,在该状态下,在包含结晶缺陷 的部分45中,其结晶状态是从第一氮化物半导体层40的内部(例如,部分42)的单晶状态 变化的状态。
例如,包含结晶缺陷的部分45取非晶态、多孔态或多晶态。在图1中,包含结晶缺陷的部分45为第一氮化物半导体层40的凹陷部分的内壁 的整个表面,但是可以仅仅是整个表面的一部分(例如,图2中所示的底面44或侧壁46)。当包含结晶缺陷的部分45的厚度范围为从单原子层厚度到几百纳米时,部分45 具有效果;优选地,所关注的厚度范围为从单原子层厚度到几十纳米。包含结晶缺陷的部分45的膜厚度可以是均勻的或不均勻的。具体地讲,不要求侧 壁46和底面44在包含结晶缺陷的部分45的厚度上相同。包含结晶缺陷的部分45的作用是降低氮化物半导体在其表面上的形成速率。作为这样的作用的结果,可确保空隙62的尺寸。接着,对在第一氮化物半导体层的凹陷部分上形成的氮化物半导体51进行描述。 根据包含结晶缺陷的部分45的形成条件或成膜条件,在第一氮化物半导体层的凹陷部分 上形成的氮化物半导体51的膜厚度可以是不均勻的。具体地讲,在侧壁46和底面44上,在第一氮化物半导体层的凹陷部分上形成的氮 化物半导体51的膜厚度可以是不同的。在第一氮化物半导体层的凹陷部分上形成的氮化物半导体51的膜厚度跨其整个 表面或者部分地可以像单原子层厚度那样薄或更薄,或者,薄到可以忽略。在发现包含结晶 缺陷的部分45的位置中,在第一氮化物半导体层的凹陷部分上形成的氮化物半导体51的 膜厚度特别薄。在本实施例中,为了确保空隙62的尺寸,在第一氮化物半导体层的凹陷部分上形 成的氮化物半导体51的膜厚度越薄,越优选。接着,对空隙62进行描述。在第一氮化物半导体层40的凹陷部分43和第二氮化物半导体层50之间形成空 隙62。空隙62的数量多于一个,并等于或者少于凹陷部分43的数量。如从图1和图2可看出的那样,当包含结晶缺陷的部分45的厚度和在第一氮化物 半导体层的凹陷部分上形成的氮化物半导体51的厚度都足够薄时,空隙62的尺寸大致由 凹陷部分43的尺寸确定。为了确保第二氮化物半导体层50的膜质量,优选以接近周期性的方式分布第一 氮化物半导体层的凹陷部分43。另外,关于第一氮化物半导体层的凹陷部分43,优选地,各个凹陷部分的尺寸大致 彼此相等。从膜形成表面上方看到的第一氮化物半导体层的凹陷部分43的图案例如为一 组周期排列的平行槽或者一组周期排列的独立孔。第一氮化物半导体层的凹陷部分43的 内壁(包括侧壁46和底面44)不要求是平坦和光滑的。 另外,第一氮化物半导体层的凹陷部分43的侧壁46不要求是垂直的。可根据第 一氮化物半导体层的凹陷部分43的图案形状、第一氮化物半导体层40的膜厚度^和第二 氮化物半导体层50的膜厚度t2,对第一氮化物半导体层的凹陷部分43的尺寸进行最优化。通过将图案为一组周期排列的平行的线状槽的情况作为示例来对第一氮化物半 导体层的凹陷部分43的尺寸进行描述。
设置每个槽的长度,以使这些槽横穿(cross)期望发生生长的区域。例如,当期望 发生生长的区域的直径为2英寸Φ时,每个槽的长度最大设为2英等。如图2所示,分别用Pl、W1和Cl1表示槽的周期、宽度和深度。当、>50歷时,要 求满足以下关系:20nm < P1 < IOtnIOnm < W1 < P1,0. 2Wl < Cl1 < t1;t2 > W1。例如,当、 =8μπι 时,要求满足以下关系1 μ < P1 < 20μ ,IOOnm < W1 < pi;20nm < Cl1 < 8 μ m, t2 > 200nm。作为更特定的示例,要求满足以下关系A1 = 8 μ m, Pl = 10 μ m, W1 = 7 μ m, (I1 =6 μ m, t2 = 10 μ m。在这种情况下,所获得的空隙62的宽度约为7 μ m,深度为3 μ m或更大。空隙62可减轻第一氮化物半导体层40和第二氮化物半导体层50之间的应变应 力。特别是,当这些氮化物半导体层40和50的材料彼此不同时,空隙62的效果是显 著的。从而,在包含氮化物半导体的结构20中,在第二氮化物半导体层50中,特别是在第 二氮化物半导体层50的表面上由于应变应力而导致的变形或缺陷可减少。在图1所示的包含氮化物半导体的结构20中,第一氮化物半导体层40和第二氮 化物半导体层50彼此可以是同质的或绝对异质的。另外,这些氮化物半导体层40和50可 分别由多层膜形成,所述多层膜由氮化物半导体膜形成。这里所称的氮化物半导体是指,例如,用通式AlxGayIni_x_yN(0彡χ彡1,0彡y彡1, 0 ^ x+y ^ 1)表示的氮化镓化合物半导体。其典型示例包括GaN、AlGaN, InGaN, AlN 和 InN。另外,图1所示的包含氮化物半导体的结构20仅由第一氮化物半导体层40和第 二氮化物半导体层50形成,但是可通过层叠这样的结构多次来形成包含氮化物半导体的 结构。在这样的情况下,在上层部分中,围绕空隙的壁可不具有包含结晶缺陷的部分。包含氮化物半导体的结构20可单独地用作光学元件的材料。包含氮化物半导体的结构20还可用作用于氮化物半导体膜的外延生长的基板。此外,还可以按附接到另一个基板的方式使用包含氮化物半导体的结构20。本实施例的包含氮化物半导体的结构20可通过将在第四实施例中描述的制作方 法来制作。(第二实施例)作为本发明的第二实施例,对包含氮化物半导体的复合基板的示例进行描述。图3显示用于示出本实施例中的包含氮化物半导体的复合基板的示例的示意性 截面图。图3示出基体基板10、基体基板的凸起部分12、包含氮化物半导体的复合基板30、 在基体基板的凹陷部分中形成的氮化物半导体41、以及基体基板和氮化物半导体之间的空 隙61。本实施例中的包含氮化物半导体的复合基板30由基体基板10和包含氮化物半导 体的结构20形成。基体基板10和结构20可以彼此连接而在其间没有任何间隙。当通过晶体生长在 基体基板10上形成结构20时,为了确保结构20的质量,优选在基体基板10和结构20之 间形成空隙。作为示例,在图3所示的复合基板30中,在基体基板10和结构20之间形成空隙61。接着,由于包含氮化物半导体的结构20与第一实施例相同,所以下面参照图3和 图4仅对基体基板10和空隙61进行描述。图4是仅显示从图3所示的包含氮化物半导体的复合基板30分解的基体基板10 的视图。图4示出基体基板的凸起部分12、基体基板的凹陷部分13、基体基板的凹陷部分 的底面14以及基体基板的凹陷部分的侧壁16。首先,对基体基板10进行描述。基体基板10可以是简单的单晶基板。基体基板10的材料为例如以GaN代表的氮化物半导体、蓝宝石、硅(Si)和碳化硅 (SiC)中的任一种。在基体基板10中,根据预期目的,在简单的单晶基板上,可进一步形成与单晶基 板同质或异质的中间膜。中间膜可以是多层膜。作为示例,中间膜为至少包括631416&111^314化和InN 中的任何项的单层膜或者多层膜。此外,如图4所示,可在基体基板10的膜形成表面上形成凹凸图案。当形成中间膜时,可形成凹凸图案以使凹凸图案到达中间膜的中途位置,或者可 形成凹凸图案以使凹凸图案穿透中间膜而到达单晶基板的内部。另外,可在凹凸图案形成 之后形成中间膜。基体基板的凹陷部分13的内壁(包括侧壁16和底面14)不要求是平坦和光滑的。另外,侧壁16不要求是垂直的,可以呈锥形。形成每个凹陷部分的两侧的壁16的 倾角不要求彼此相等。接着,对空隙61进行描述。在基体基板10的凹陷部分13和第一氮化物半导体层40之间形成空隙61。空隙61的数量多于1个,并且等于或少于凹陷部分13的数量。当基体基板10和 第一氮化物半导体层40通过彼此联结而结合在一起时,空隙61的尺寸大致由凹陷部分13
确定。 在通过使用基体基板10的凹凸图案的横向生长来形成氮化物半导体层40的情况 下,从图3和图4可看出,由凹陷部分13的尺寸、氮化物半导体41的厚度和在基体基板的 凹陷部分的侧壁16上形成的氮化物半导体(未显示)的厚度确定空隙61的尺寸。当基体基板10为由除氮化物半导体之外的材料形成的基板时,在基体基板的凹 陷部分的侧壁16上形成的氮化物半导体的膜厚度几乎可以忽略。通过基体基板10的材料和第一氮化物半导体层40的生长条件来确定在基体基板 的凹陷部分上形成的氮化物半导体41的厚度,该厚度常常为第一氮化物半导体层40的厚 度、的一半或更小。为了确保第一氮化物半导体层40的膜质量,优选以几乎周期性的方式分布凹陷 部分13。另外,关于凹陷部分13,优选地,各个凹陷部分的尺寸彼此大致相等。从膜形成表 面上方看到的凹陷部分13的图案为例如一组周期地排列的平行槽或者一组周期地排列的独立孑L。可根据凹陷部分13的图案形状、基体基板10的厚度、和第一氮化物半导体层40的膜厚度、来对凹陷部分13的尺寸进行最优化。通过将图案为一组周期排列的平行的线状槽的情况作为示例来对凹陷部分13的 尺寸进行描述。设置每个槽的长度以使这些槽横穿期望发生生长的区域。例如,当期望发生生长 的区域的直径为2英寸Φ时,每个槽的长度最大设为2英寸。如图4所示,分别用pQ、W(1和dQ表示槽的周期、宽度和深度。当tQ> ΙΟΟμπι时,要 求满足以下关系:20nm < P0 < 20 μ m、IOnm < w0 < ρ0、0· 2w0 < d0 < t。、、> w0。作为更特 定的示例,要求满足以下关系t。= 420 μ m、p。= 10 μ m、w。= 7 μ m、d。= 6 μ Iiut1 = 10 μ m。在这种情况下,所获得的空隙61的宽度为约7 μ m,深度为3 μ m或更大。空隙61的存在使得能够减轻氮化物半导体20和基体基板10之间的应变应力。另 夕卜,与当通过直接生长在平坦的基体基板上形成第一氮化物半导体层40时相比,当通过使 用在基体基板10上的凹凸图案的横向生长形成第一氮化物半导体层40时,可更多地降低 第一氮化物半导体层40中的贯通位错密度。本实施例的包含氮化物半导体的复合基板30可通过将在第三实施例中描述的制 作方法来制作。(第三实施例)对作为本发明的第三实施例的包含氮化物半导体的复合基板的制作方法的示例 进行描述。图5A至图5F显示用于示出本实施例中的包含氮化物半导体的复合基板的制作方 法的示例的示意性截面图。在制作复合基板时,首先制备基体基板10 (图5A)。基体基板10可以是简单的单晶基板。基体基板10的材料为例如以GaN为代表的 氮化物半导体、蓝宝石、硅(Si)和碳化硅(SiC)中的任何项。在基体基板10中,根据预期目的,在简单的单晶基板上,可进一步形成与单晶基 板同质或异质的中间膜(未显示)。中间膜可以是多层膜。作为示例,中间膜是至少包括631416&111^314化和InN 中的任意项的单层膜或者多层膜。接着,如图5B所示,在基体基板10的膜形成表面上形成凹凸图案。当中间膜形成 时,可形成凹凸图案以使到达中间膜的中途位置,或者可形成凹凸图案以使穿透中间膜到 达单晶基板的内部。另外,可在凹凸图案形成之后形成中间膜。凹凸图案的凹陷部分13的内壁(包括侧壁16和底面14)不要求是平坦和光滑的。另外,侧壁16不要求是垂直的,可以呈锥形。形成每个凹陷部分的两侧壁16的倾 角不要求彼此相等。通过公知的平版印刷技术和蚀刻技术形成凹凸图案。平版印刷技术的示例包括基 于光刻技术或电子束曝光技术的抗蚀剂图案形成技术。根据需要,将抗蚀剂图案转印到所谓的硬掩模,例如金属膜或SiO2膜。蚀刻技术是一种通过使用抗蚀剂图案或硬掩模图案作为掩模(未显示)的干式或湿式蚀刻来处理基体基板10的技术。
优选地,以几乎周期性的方式分布由此形成的基体基板10的凹陷部分13。
另外,关于凹陷部分13,优选地,各个凹陷部分的尺寸大致彼此相等。从膜形成表 面上方看到的凹陷部分13的图案为例如一组周期排列的平行槽或者一组周期排列的独立 孔。
可根据凹陷部分13的图案形状、基体基板10的厚度、和第一氮化物半导体层40 的膜厚度、来对凹陷部分13的尺寸进行最优化。
通过将图案为一组周期排列的平行的线状槽的情况作为示例来对凹陷部分13的 尺寸进行描述。
设置每个槽的长度以使这些槽横穿期望发生生长的区域。例如,当期望发生生长 的区域的直径为2英寸Φ时,每个槽的长度最大设为2英寸。
如图5Β所示,分别用pQ、W(1和dQ表示槽的周期、宽度和深度。当t0>100ym时, 要求满足以下关系20nm < P0 < 20 μ mUOnm < w0 < p。、0. 2w0 < d0 < t。、、> w。。作为 更具体的示例,要求满足以下关系tQ = 420 μ m, P0 = 10 μ m、wQ = 7 μ m、dQ = 6 μ m、、= 10 μ m。
根据需要,使凹凸图案的排列方向与基体基板10的晶体取向匹配。
接着,进行形成第一氮化物半导体层40的连续层的图5C所示的第一步。
在这种情况下,在基体基板10和第一氮化物半导体层40之间形成空隙61。第一氮 化物半导体层40的材料为例如用通式AlxG£^ni_x_yN(0 ^ x^ UO^y ^ UO ^ x+y ^ 1) 表达的氮化镓化合物半导体。
其典型示例包括GaN、AlGaN、InGaN.AIN和hN。可通过基板联结将第一氮化物半 导体层40与基体基板10结合。
这里所称的基体联结是指例如包括表面活化步骤和加热加压步骤的联结。加热温 度范围为从室温到1000°C。
可通过晶体生长在基体基板10上形成第一氮化物半导体层40。晶体生长方法的 示例包括金属有机化学气相沉积法(M0CVD法)、氢化物气相外延法(HVPE法)和分子束外 延法(MBE法)。为了降低第一氮化物半导体层40中的贯通位错密度并且形成空隙61,优 选的是晶体生长条件使得优先进行第一氮化物半导体层40的横向生长。
为了优先进行横向生长,预先使基体基板10的凹凸图案的排列方向与期望的晶 体取向匹配。
在晶体生长的情况下,还在基体基板10的凹陷部分13的底面14上形成第一氮化 物半导体的膜,所述第一氮化物半导体的膜用在基体基板的凹陷部分上形成的氮化物半导 体41表示。
晶体生长条件为例如以下目前已知的MOCVD生长条件。换句话讲,在MOCVD设备 中,首先在300°C -700°C的基板温度下生长几十纳米的氮化物半导体缓冲层。
在feiN的情况下,例如,使用三甲基镓(trimethylgallium,TMG)作为III族材料, 使用氨(NH3)作为V族材料。
接着,将基板温度增加到约1000°C,进行氮化物半导体的横向生长。
例如,形成10 μ m厚的GaN膜。在这种情况下,使用TMG和NH3作为材料。当期望引入杂质时,将合适的气体引入到膜形成设备中。例如,作为用于GaN的供体(donor)气体, 硅烷(SiH4)是合适的。
通过横向生长,获得整体平坦的第一氮化物半导体层40的连续层,在第一氮化物 半导体层40中,在基体基板的凹陷部分13的上部区域中降低第一氮化物半导体层40的表 面附近的贯通位错密度。
在第一氮化物半导体层40的贯通位错密度降低的区域中,贯通位错密度变为 IXlO8CnT2 或更小。
与在基体基板的凸起部分12上形成的氮化物半导体膜的贯通位错密度比,该值 降低了一个数量级或更多。
在上述晶体生长条件下,当Pci = 10 μ m、Wtl = 7 μ m、Clci = 6 μ m 和、= 10 μ m 时, 所获得的空隙61的宽度约为7 μ m,深度约为3 μ m或更大。
接着,如图5D所示,进行在第一氮化物半导体层40的连续层上形成凹凸图案的第二步
通过目前已知的平版印刷技术和蚀刻技术形成连续层上的凹凸图案。平版印刷技 术的示例包括基于光刻技术或电子束曝光技术的抗蚀剂图案形成技术。
根据需要,将抗蚀剂图案转印到所谓的硬掩模,例如金属膜或S^2膜。
在形成深的凹凸图案的情况下特别要求使用硬掩模。
蚀刻技术是一种通过使用抗蚀剂图案或硬掩模图案作为蚀刻掩模(未显示)的干 式或湿式蚀刻来处理第一氮化物半导体层40的技术。干式蚀刻为例如使用反应气体的等 离子体的干式蚀刻。
反应气体为单一气体或者包括两种或更多种气体的混合气体,并可根据第一氮化 物半导体层40的成分对反应气体进行最优化。
例如,在第一氮化物半导体层40为GaN层的情况下,使用包含氯的气体(例如, Cl2, BCl3, SiCl4)或包含CH4的气体作为主要的反应气体。
当形成凹凸图案的凹陷部分43时,优选地,尽可能多地移除第一氮化物半导体层 40中的贯通缺陷密度相对高的部分。
这种方式使得能够在氮化物半导体的后续膜形成中获得缺陷密度降低更多的膜。
贯通缺陷密度高的部分位于例如基体基板10的凸起部分12上。当形成用于第一 氮化物半导体层40的蚀刻掩模时,适当地进行掩模形状的设计和光刻时的定位使得能够 实现上述凹凸图案的凹陷部分43的形成。
可根据凹陷部分43的图案形状、第一氮化物半导体层40的膜厚度、和稍后将形 成的第二氮化物半导体层50的膜厚度t2来对凹凸图案的凹陷部分43的尺寸进行最优化。
通过将图案为一组周期排列的平行的线状槽的情况作为示例来对凹凸图案的凹 陷部分43的尺寸进行描述。
设置每个槽的长度以使这些槽横穿期望发生生长的区域。例如,当期望发生生长 的区域的直径为2英寸Φ时,每个槽的长度最大设置为2英寸。
如图5D所示,分别用Pl、Wl和Cl1表示槽的周期、宽度和深度。当、> 50nm时,要 求满足以下关系:20nm < P1 < IOt1UOnm < W1 < ρ”0· < Cl1 < t” t2 > W1。
例如,当、=10μ m 时,要求满足以下关系1 μ m < P1 < 20 μ m、IOOnm < W1 < ρ”IOOnm < Cl1 < 8 μ m、t2 > 200nm。作为更具体的示例,要求满足以下关系= 10 μ Hup1 = 10 μ m> W1 = 7 μ m> Cl1 = 6 μ m> t2 = 10 μ m。
接着,如图5E所示,进行在第一氮化物半导体层40的连续层中形成包含结晶缺陷 的状态的第三步。
在凹凸图案的凹陷部分43的内壁的至少一部分上形成具有包含结晶缺陷的状态 的部分45。
在图5E中,在凹凸图案的凹陷部分43的内壁的整个表面上形成具有包含结晶缺 陷的状态的部分45,但是可仅在凹凸图案的凹陷部分43的一部分上(例如,仅在图5D所示 的底面44上或者侧壁46上)形成具有包含结晶缺陷的状态的部分45。
具有包含结晶缺陷的状态的部分45的厚度可以是均勻的或者不均勻的。
具体地讲,关于具有包含结晶缺陷状态的部分45的厚度,不要求侧壁46和底面44 相同。
具有包含结晶缺陷状态的部分45的作用是降低其表面上的氮化物半导体的形成速率。
作为用于形成具有包含结晶缺陷状态的部分45的方法,基于例如反应离子蚀刻 (RIE)、等离子体蚀刻、离子辐射或中性束辐射的技术的表面处理被应用于从单晶状态改变 所关注的部分。
所关注的部分在改变之后的状态为例如非晶态、多孔态或多晶态。
在表面处理时,用掩模(未显示)保护不期望被改变的部分。
可通过使用在第二步中描述的蚀刻掩模的形成方法来新形成上述保护掩模,或者 可简单地原样使用蚀刻掩模作为保护掩模。部分45的厚度可受控于上述表面处理条件和 表面处理时间,并且部分45的厚度的范围为从单原子层厚度到几百纳米。
接着,进行图5F所示的形成第二氮化物半导体层50的连续层的第四步。
在这种情况下,在第二氮化物半导体层50和第一氮化物半导体层40之间形成空 隙62。
第二氮化物半导体层的材料为例如用通式AlxGi^ni_x_yN(0≤χ≤1,0≤y彡≤1, 0 ≤ x+y ≤ 1)表示的氮化镓化合物半导体。
其典型示例包括GaN、AlGaN, InGaN, AlN和hN。第二氮化物半导体层50和第一 氮化物半导体层40可以是彼此同质的,或者彼此绝对异质。另外,第二氮化物半导体层50 可由多层膜形成。
第二氮化物半导体层50的形成方法与在第一步中描述的第一氮化物半导体层40 的晶体生长方法类似,是主要使用公知的MOCVD的横向生长。
在第二氮化物半导体层50横向生长的同时,还可在第一氮化物半导体层的凹陷 部分43的内部形成氮化物半导体51。
根据包含结晶缺陷的部分45的形成条件或膜形成条件,氮化物半导体51的膜厚 度可以是不均勻的。
具体地讲,在图5D所示的侧壁46和底面44上,氮化物半导体51的膜厚度可以是 不均勻的。
根据情况,包含结晶缺陷的部分45的存在降低了内壁43上(特别是侧壁46上)的氮化物半导体的形成速率,以使得氮化物半导体51的膜厚度为可以忽略地薄。结果是, 可确保空隙62的尺寸。作为示例,当第二氮化物半导体层50的膜厚度t2被设为t2 = 10 μ m 时,如此获得的空隙62的宽度为约7 μ m,深度为3 μ m或更大。通过这样的横向生长形成的 第二氮化物半导体层50的膜的贯通位错密度为3X IO7CnT2或更小。该值低于在第一氮化 物半导体层40上基于直接晶体生长(不形成凹凸图案)的氮化物半导体膜的贯通位错密 度。
在第二氮化物半导体层50的晶体生长的过程中,由于重结晶,导致包含结晶缺陷 的部分45的一部分变为多晶体,而没有变为与凸起部分42 —体化的单晶体。
空隙62可减轻第一氮化物半导体层40和第二氮化物半导体层50之间的应变应 力。特别是,当第一氮化物半导体层40的材料和第二氮化物半导体层50的材料彼此不同 时,这样的减轻效果是显著的。
因此,与基体基板10对第一氮化物半导体层40施加的影响相比,空隙62的存在 显著地减轻了基体基板10对第二氮化物半导体层50施加的影响。
因此,在第二氮化物半导体层50中,可减少由于应变应力而引起的变形和缺陷。
根据本实施例,能够制作本发明中的包含氮化物半导体的复合基板。
(第四实施例)
作为本发明的第四实施例,对包含氮化物半导体的结构的制作方法的示例进行描 述。
本实施例中的包含氮化物半导体的结构20的制作方法的特征在于包括制作包 含氮化物半导体的复合基板30的步骤;和移除复合基板30的基体基板10的步骤。
已在第三实施例中对复合基板30的制作方法进行了描述,因此,这里省略其描 述。以下,对移除基体基板10的步骤和其它步骤进行描述。
可利用各材料之间的抗蚀刻性差异通过选择性蚀刻来移除基体基板10。
例如,当基体基板10的材料为Si时,可通过用KOH仅溶解Si来移除基体基板10。
当基体基板10由相对容易研磨的材料形成时,可通过研磨来移除基体基板10。
当基体基板10包括可通过选择性蚀刻移除的中间膜时,可通过选择性蚀刻移除 中间膜来移除基体基板10。
当基体基板10为由例如GaN或蓝宝石的材料形成的透明基板时,还可通过目前已 知的激光剥离(也称为LL0)方法来移除基体基板10。
另外,当基体基板10为透明基板时,还可通过目前已知的光电化学蚀刻选择性地 移除基体基板的中间膜来移除基体基板10。例如,当基体基板10由GaN或蓝宝石形成时, 将InGaN用于中间膜。
用作光源的是发射基本上不被基体基板10吸收的光的灯或激光器,例如,Xe-Hg 灯。例如,使用KOH的水溶液作为蚀刻溶液。
另外,可在将复合基板30附接到合适的第二基板之后移除基体基板10。附接方法 的示例包括使用蜡或树脂的联结(junction)方法、以及包括表面活化步骤和加热加压步 骤的直接联结方法。
以下,参照图6A至图6D对通过LLO方法移除基体基板10进行详细描述。
通过将在第二实施例中描述的包含氮化物半导体的复合基板30作为示例来进行描述。
图6A显示进行处理之前的包含氮化物半导体的复合基板30。
图6B显示电磁波辐射步骤。电磁波基本上不被基体基板10吸收,但是被第一氮 化物半导体层40的第一氮化物半导体层吸收,电磁波例如为激光。
例如,当基体基板10由蓝宝石形成并且第一氮化物半导体层40由GaN形成时,具 有370nm或更短的振荡波长的激光是优选的。可用激光器的示例包括下面的受激准分子激 光器ArF(193nm)、KrF (248. 5nm)和 XeCl (308nm)。
电磁波辐射时间仅要求使得允许分解第一氮化物半导体层40,从而移除基体基板 10,并通过根据电磁波的类型适当地调整辐射时间来进行辐射。
作为辐射方法,如图6B所示,可用激光从基体基板10的背侧沿着方向70辐射整 个区域。
可替换地,移动基板置于其上的xy台架,最后可从基体基板10的背侧对整个区域 进行激光照射。
通过电磁波辐射,如图6B所示,分别在与基体基板10的凹陷部分的底面的界面和 与基体基板10的凸起部分的顶面的界面上形成其中氮化物半导体已被分解的部分71和 72。
例如,当第一氮化物半导体层40由GaN形成时,GaN被分解成&1和N2,因此,其中 氮化物半导体已被分解的部分71和72主要由( 形成。
N2气体爆发性地扩散到空隙61中。如果没有空隙61,则N2气体的爆发性扩散在 第一氮化物半导体层40中产生大量微裂缝。
空隙61的存在提供N2气体的逃逸路线,因此,使得能够显著减少微裂缝的产生。
因此,可减少由于移除基板而对包含氮化物半导体的结构20产生的损伤。
电磁波辐射的结果是,包含氮化物半导体的结构20和基体基板10之间的接触界 面中的连接主要由( 实现。
即使施加轻微的力也能够移除基体基板10,从而得到图6C所示的结构。所制作的 包含氮化物半导体的结构20可被使用。根据需要,进行以下附加处理1至3。
在附加处理1中,移除附着到包含氮化物半导体的结构20的表面的( 等。为此, 用稀释盐酸进行冲洗。
在附加处理2中,如图6C所示,在与第一氮化物半导体层40和基体基板10接触 的界面中,在第一氮化物半导体层40侧形成凹下部分47。此时,由于电磁波辐射而引起的 损伤在第一氮化物半导体层中的凹下部分47中仍然存在。
根据基于截面透射电子显微镜(TEM)法或者卢瑟福背散射(RBQ法的分析,可看 出,根据电磁波辐射条件,损伤限于从所述界面起500nm的深度内。
该损伤层的移除几乎消除了由于基板移除而导致的对包含氮化物半导体的结构 20的损伤。
用于移除第一氮化物半导体层中的凹下部分47的方法的示例包括机械研磨、化 学机械研磨(CMP)、离子铣削(ion mill)和气体簇离子束(GCIB)蚀刻。
在附加处理3中,如图6D所示,当期望对第一氮化物半导体层40的表面进行平面 化或者期望对第一氮化物半导体层40的膜厚度进行调整时,通过与应用于移除第一氮化19物半导体层的凹下部分47相同的方法使第一氮化物半导体层40的表面平坦。
因此,可获得具有平坦的底面的包含氮化物半导体的结构20。
根据本实施例,能够制作本发明中的包含氮化物半导体的结构。
示例
以下,对本发明的示例进行描述。
< 示例 1>
在示例1中,参照图1和图2对已在第一实施例中描述的包含氮化物半导体的结 构的特定示例进行描述。
省略与第一实施例中描述的部分重叠的部分的描述。
在本示例中,第一氮化物半导体层40和第二氮化物半导体层50均为GaN的单晶 体。
第一氮化物半导体层40的厚度、设为L = Sym,第二氮化物半导体层50的厚 度t2设为t2 = 10 μ m。包含GaN的结构20由这些氮化物半导体层40和50以及在这些氮 化物半导体层40和50之间形成的空隙62形成,其特征在于围绕空隙62的壁的至少部分包含结晶缺陷。
在包含结晶缺陷的部分45中,其结晶状态从第一氮化物半导体层40的内部(例 如,部分42)的单晶状态改变。
包含结晶缺陷的部分45的结晶状态至少包括多晶态。
包含结晶缺陷的部分45的面积几乎覆盖第一氮化物半导体层40的凹陷部分43 的内壁的整个表面。
包含结晶缺陷的部分45的厚度范围为从单原子层厚度到几十纳米,并且就原子 层级别而言是不均勻的。
包含结晶缺陷的部分45的作用是降低其表面上的GaN的形成速率。这样的作用 的结果是,可确保空隙62的尺寸。
根据包含结晶缺陷的部分45的形成条件或者膜形成条件,在第一氮化物半导体 层的凹陷部分43的内壁上形成的氮化物半导体51的膜厚度可以是不均勻的。
例如,氮化物半导体51的膜厚度在侧壁46上像几个原子层厚度那样可忽略地薄, 并且在底面44上为2 μ m或更小。
在第一氮化物半导体层的凹陷部分43和第二氮化物半导体层50之间形成空隙 62。
空隙62的数量多于1个,并等于第一氮化物半导体层的凹陷部分43的数量。
可从图1和图2看出,空隙62的尺寸大致由凹陷部分43的尺寸和氮化物半导体 51的厚度确定。
为了确保第二氮化物半导体层50的膜质量,以几乎周期性的方式分布第一氮化 物半导体层的凹陷部分43。另外,第一氮化物半导体层的各个凹陷部分43的尺寸大致彼此相等。
从膜形成表面上方看到的第一氮化物半导体层的凹陷部分43的图案为一组几乎 周期排列的平行槽。
第一氮化物半导体层的凹陷部分43的内壁(包括侧壁46和底面44)就原子级别而言不是平坦和光滑的。
第一氮化物半导体层的凹陷部分43的侧壁46的倾角为约85度。
第一氮化物半导体层的凹陷部分43的尺寸如下。
每个槽的长度使得所述槽横穿2英寸Φ基板,每个槽的长度最大为2英寸。
如图2所示,当槽周期P1 = 10 μ m、槽宽度W1 = 7 μ m、槽深度(I1 = 6μπι时,所获 得的空隙62的宽度为约7 μ m,深度为4 μ m或更大。
空隙62使得能够减轻第一氮化物半导体层40和第二氮化物半导体层50之间的 应变应力。因此,在包含氮化物半导体的结构20中,可减少由于应变应力而引起的变形或 缺陷。
可通过将在示例4中描述的制作方法来制作本示例的包含GaN的结构20。
< 示例 2>
在示例2中,参照图3和图4对已在第二实施例中描述的包含氮化物半导体的复 合基板的特定示例进行描述。
省略与在第二实施例中描述的部分重叠的部分的描述。
在本示例中,包含氮化物半导体的复合基板30由蓝宝石所形成的基体基板10与 在示例1中描述的包含氮化物半导体的结构20形成。
在基体基板10和结构20之间形成空隙61,在第一氮化物半导体层40和第二氮化 物半导体层50之间形成空隙62。
由于包含氮化物半导体的结构20与示例1相同,所以下面参照图3和图4仅对基 体基板10和空隙61进行描述。
首先,对基体基板10进行描述。
基体基板10为2英寸Φ蓝宝石单晶基板,其厚度、设为、=420 μ m。
如图4所示,基体基板10的膜形成表面为C平面,以与基体基板10的“11-20”方 向近乎平行的方式形成周期线状槽。
设置每个槽的长度以使这些槽横穿基体基板10的整个面积,每个槽的长度最大 为2英寸。
设置槽周期Ptl = 10 μ m,槽宽度wQ = 7 μ m,槽深度dQ = 6 μ m。
接着,对空隙61进行描述。
在基体基板10的凹陷部分13和第一氮化物半导体层40之间形成空隙61。
空隙61的数量等于凹陷部分13的数量。空隙61的尺寸大致由凹陷部分13和在 凹陷部分13的底面14上形成的氮化物半导体41确定。
在凹陷部分13的侧壁16部分上形成的氮化物半导体的膜厚度几乎可以忽略。
氮化物半导体41的厚度为3μπι或更小。具体地讲,空隙61横穿基体基板10,长 度最大为2英寸,宽度为约7 μ m,深度为约3 μ m或更大。
空隙61的存在使得能够减轻彼此异质的氮化物半导体20和蓝宝石基体基板10 之间的应变应力。
另外,当通过使用在基体基板10上的凹凸图案横向生长来形成第一氮化物半导 体层40时,与当在平坦的基体基板上通过直接生长来形成第一氮化物半导体层40时相比, 可更降低第一氮化物半导体层40中的贯通位错密度。21
可通过将在示例3中描述的制作方法来制作本示例的包含氮化物半导体的复合 基板30。
< 示例 3>
在示例3中,参照图5A至图5F对已在第三实施例中描述的包含氮化物半导体的 复合基板的制作的特定示例进行描述。
省略与第三实施例中描述的部分重叠的部分的描述。
首先,制备基体基板10。
图5A显示蓝宝石基体基板10。基体基板10的尺寸为2英寸Φ,其厚度、设为 t0 = 420 μ m。基体基板10的膜形成表面为C平面。
此外,如图5B所示,在基体基板10的膜形成表面上,以与基体基板10的“11_20” 方向近乎平行的方式形成周期线状槽。
使用公知的平版印刷技术和蚀刻技术作为形成方法(未显示)。
首先,在基体基板10的膜形成表面上,通过溅射沉积约300nm的Cr膜。
然后,通过光刻技术,在Cr膜上形成期望的抗蚀剂图案。
在这种情况下,以这样的方式进行掩模和基板的定位,即,排列线状槽,以使其与 基体基板10的“11-20”方向近乎平行。
然后,使用抗蚀剂图案作为蚀刻掩模,并通过应用使用包括氯(Cl2)、O2和Ar的混 合气体的RIE来将该图案转印到Cr膜,由此形成由Cr制成的硬掩模。
然后,通过应用氧等离子体,分离抗蚀剂。通过使用Cr硬掩模和应用使用包含氯 的气体的RIE,将蓝宝石基板蚀刻到期望深度。
最后,用市场上出售的Cr蚀刻剂完全移除Cr硬掩模。在所获得的线状槽图案中, 设置每个槽的长度以使这些槽横穿基体基板10的整个面积,并将每个槽的长度设为最大2 英寸,并设置周期P。= 10 μ m,宽度W。= 7μπ ,深度dQ = 6μπ 。
侧壁16的倾角为约85°。
接着,进行图5C所示的形成第一氮化物半导体层40的连续层的第一步。
在这种情况下,在基体基板10和第一氮化物半导体层40之间形成空隙61。第一 氮化物半导体层40的材料为GaN。
通过基于MOCVD的晶体生长在基体基板10上形成第一氮化物半导体层40。
为了降低第一氮化物半导体层40中的贯通位错密度和形成空隙61,在优先进行 横向生长的晶体生长条件下形成第一氮化物半导体层40。
通过晶体生长,在形成第一氮化物半导体层40的同时,还在基体基板10的凹陷部 分13的底面14上形成用氮化物半导体41表示的GaN膜。
晶体生长条件为例如以下目前已知的MOCVD生长条件。具体地讲,在MOCVD设备 中,首先,在500°C的基板温度下生长几十纳米的GaN缓冲层。然后,将基板温度增加到约 1000°C,并进行GaN的横向生长以形成约10 μ m厚的第一氮化物半导体层40的GaN连续层。
当形成GaN连续层时,使用三甲基镓(TMG)作为III族材料,使用氨(NH3)作为V 族材料。
在晶体生长条件下,氮化物半导体41的厚度为3 μ m或更小,并在基体基板的凹陷 部分的侧壁16上稀少地形成GaN。
具体地讲,空隙61横穿基体基板10,长度最大为2英寸,宽度为约7 μ m,深度为约 3μπι或更大。
通过这样的横向生长形成的第一氮化物半导体层40中的贯通位错密度比不形成 凹凸图案在基板上通过晶体生长形成的GaN膜的贯通位错密度低。
具体地讲,在主要通过横向生长形成的第一氮化物半导体层40的一部分(例如, 位于基体基板的凹陷部分13的正上方的部分)中,贯通位错密度为IXlO8CnT2或更小。
用原子力显微镜(AFM)等对贯通位错密度进行评估。
接着,进行图5D所示的在第一氮化物半导体层40的GaN连续层上形成凹凸图案的第二步。
凹凸图案由与图5Β所示的蓝宝石基板10上的图案近乎平行的周期线状槽形成, 凹凸图案的周期与蓝宝石基板10上的图案的周期相同。
具体地讲,P1 = P0= IOum0然而,当形成凹凸图案的凹陷部分43时,尽可能多地 移除第一氮化物半导体层40的贯通位错密度相对高的部分。这种方式使得能够在氮化物 半导体的后续膜形成中获得缺陷密度降低更多的膜。换句话讲,直接在基体基板10的凸起 部分12上形成凹陷部分43的底面44。
如果在形成第一氮化物半导体层40的蚀刻掩模时适当地进行掩模形状的设计和 光刻时的定位,则可容易地实现这一点。
使用公知的平版印刷技术和蚀刻技术作为在第一氮化物半导体层40上形成凹凸 图案的方法(未显示)。
例如,首先,通过使用剥离法,在第一氮化物半导体层40的顶面上形成约500nm厚 的Ni图案。
然后,通过使用Ni图案作为硬掩模、并且应用使用包括Cl2和BCl3等的混合气体 的RIE,将第一氮化物半导体层40蚀刻到期望的深度。最后,通过在约50°C进行加热、以 3. 5%的FeCl3水溶液作为蚀刻剂来完全移除M硬掩模。
设置所获得的线状槽图案的每个槽的长度以使这些槽横穿基体基板10的整个面 积,并且每个槽的长度最大为2英寸。设置周期P1 = 10 μ m,槽宽度W1 = 7 μ m,槽深度(I1 = 6 μ m。侧壁16的倾角为约85度。
接着,进行图5E所示的在第一氮化物半导体层40中形成包含结晶缺陷的状态的第三步。
作为用于形成具有包含结晶缺陷的状态的部分45的方法,例如,通过Ar离子辐射 将第一氮化物半导体层的凹陷部分43的内壁的整个表面变换为非晶态。
包含结晶缺陷的部分45的厚度可受控于Ar离子加速能量和Ar离子辐射时间,包 含结晶缺陷的部分45的厚度的范围为从单原子层厚度到几百纳米,并且不要求包含结晶 缺陷的部分45的厚度是均勻的。
接着,进行图5F所示的形成第二氮化物半导体层50的连续层的第四步。在这种 情况下,在第二氮化物半导体层50和第一氮化物半导体层40之间形成空隙62。
第二氮化物半导体层50的材料为例如单晶GaN。
形成第二氮化物半导体层50的方法与在第一步中描述的第一氮化物半导体层40 的晶体生长方法类似,并且是主要使用公知的MOCVD的横向生长。23
然而,在这种情况下,低温缓冲层的形成变得不必要。
在横向生长第二氮化物半导体层50的同时,可在第一氮化物半导体层40的凹陷 部分43的内部形成氮化物半导体51。
根据包含结晶缺陷的部分45的形成条件或者膜形成条件,氮化物半导体51的膜 厚度可以是不均勻的。
包含结晶缺陷的部分45的存在降低了第一氮化物半导体层的凹陷部分43的内壁 (特别是侧壁46)上的GaN的形成速率。
结果是,可确保空隙62的尺寸。
当第二氮化物半导体层50的膜厚度t2设为t2 = 10 μ m时,所获得的空隙62的宽 度为约6μπι,深度为3μπι或更大。
通过这样的横向生长形成的第二氮化物半导体层50的膜的贯通位错密度为 IXlO7CnT2 或更小。
该值比不形成凹凸图案而在第一氮化物半导体层40上基于直接晶体生长的GaN 膜的贯通位错密度低。
空隙62使得能够减轻第一氮化物半导体层40和第二氮化物半导体层50之间的 应变应力。
因此,与基体基板10施加于第一氮化物半导体层40的影响相比,基体基板10施 加于第二氮化物半导体层50的影响显著降低。
因此,在第二氮化物半导体层50中,可减少由于应变应力引起的变形和缺陷。
根据本示例,使得能够制作本发明中的包含氮化物半导体的复合基板。
< 示例 4>
参照图6Α至图6D对已在第四实施例中描述的包含氮化物半导体的结构20的制 作的特定示例进行描述。
省略与第四实施例中描述的部分重叠的部分的描述。
包含氮化物半导体的结构20的制作方法的特征在于包括制作包含氮化物半导体 的复合基板30的步骤和移除复合基板30的基体基板10的步骤。
复合基板30的制作方法已在示例3中描述,因此,这里省略其描述。以下,对移除 蓝宝石基体基板10的步骤和其它步骤进行描述。
通过目前已知的LLO方法进行基体基板10的移除。
图6Α显示进行LLO处理之前的包含GaN的复合基板30。
图6Β示出电磁波辐射步骤。
电磁波为例如KrF受激准分子激光,其波长为Μ8. 5nm,其能量密度为约600mJ/ cm2,其激光脉冲宽度为约20ns。从蓝宝石基板侧70进行激光照射。
将复合基板30放置在xy台架上,并以这样的方式移动台架,即,进行辐射,以从基 体基板10的周边部分到内部部分均勻地辐射基体基板10。根据基体基板10的剥离条件对 移动速度进行最优化。
如图6B所示,电磁波辐射形成部分71和72,在部分71和72中,分别在与基体基 板10的凹陷部分的底面的界面上和在与基体基板10的凸起部分的顶面的界面上分解氮化 物半导体GaN。
在这种情况下,GaN被分解成( 和N2,因此,进行分解的部分71和72主要由( 形 成。
N2气体爆发性地扩散到空隙61中。如果没有空隙61,则N2气体的爆发性扩散在 第一氮化物半导体层40中产生大量微裂缝。
空隙61的存在提供N2气体的逃逸路线,因此,使得能够显著减少微裂缝的产生。 因此,空隙61的存在使得能够减少由基板移除对包含GaN的结构20产生的损伤。
在LLO之后,结构20和基体基板10之间的接触界面中的连接主要由( 实现。即 使施加微小的力也能够移除基体基板10,从而得到如图6C所示的结构。
接着,移除附着到结构20的表面的Ga等。为此,用稀释的盐酸进行冲洗。
接着,移除图6C所示的第一氮化物半导体层的凹下部分47。在凹下部分47中,仍 然保留着由于LLO而引起的损伤。
这个损伤层的深度为约500nm。使用Ar离子铣削作为用于移除凹下部分47的方法。
接着,如图6D所示,对第一氮化物半导体层40的表面进行平面化,同时,调整第一 氮化物半导体层40的膜厚度。
在这种情况下,组合使用Ar离子铣削和GCIB蚀刻。
特别是,GCIB对平面化是有效的。最后,用稀释的盐酸冲洗第一氮化物半导体层 40的表面。
因此,获得底侧平坦的包含氮化物半导体的结构20。
根据本示例的方法,能够实现本发明的包含氮化物半导体的结构。
< 示例 5>
在示例5中,对在本发明的实施例和示例中描述的包含氮化物半导体的复合基板 的应用示例进行描述。
图7A至图7G显示用于示出在本发明的实施例和示例中描述的包含氮化物半导体 的复合基板的应用示例的示意性截面图。
首先,制作第二实施例和示例2中描述的包含氮化物半导体的复合基板30。复合 基板30的制作方法已在第三实施例和示例3中描述,因此,省略其描述。
接着,如图7A所示,通过使用复合基板30作为基板来形成包含氮化物半导体的器 件结构层80。
器件结构层80的形成方法为目前已知的MOCVD方法。对于形成条件,可参考目前 已知的条件。这里不对形成条件进行冗余描述。
器件结构层80由例如作为第一层的氮化物半导体层81、作为第二层的氮化物半 导体层82和作为第三层的氮化物半导体层83形成。
每层的结构和成分如下
81 :160nm 的 η 型 AIq iGei0 9N
82 没有导入杂质的InGaN的多量子阱,由3nm的Inaci8Giia92NzlSnm的 1% 01Ga0.99N/3nm 的 In0.08Ga0.92N 形成
83 160nm 的 ρ 型 Al0.灿0.9Ν
接着,如图7Β所示,在用作为第三层的氮化物半导体层83表示的ρ型AlGaN上形25成第一凹凸结构84。
第一凹凸结构为例如由直径lOOnm、深度70nm、周期160nm的圆形孔形成的三角格 子结构。通过目前已知的技术进行第一凹凸结构的制作。
例如,通过电子束曝光方法形成抗蚀剂图案,并通过使用RIE方法将抗蚀剂图案 作为掩模来对作为第三层的氮化物半导体层83的露出部分进行蚀刻,以形成第一凹凸结 构84,所述RIE方法使用包括Cl2、BCl3等的混合气体。第一凹凸结构84是所谓的二维光 子晶体。
接着,如图7C所示,将具有其上形成的第一凹凸结构84的作为第三层的氮化物半 导体层83与层叠基板90结合。在这种情况下,通过基板联结方法进行所述结合,所述基板 联结方法包括基板的表面活化步骤和加热加压步骤。
一组基板联结条件为,温度为约400°C,荷重(load)为约0. 5Mpa。
接着,如图7D所示,通过在第四实施例和示例4中描述的LLO方法移除基体基板 10。
图7E显示移除基体基板10之后的状况。
接着,如图7E所示,在通过组合使用Ar离子铣削和GCIB蚀刻进行平面化的同时 移除包含氮化物半导体的结构20的部分。如图7F所示,结构20部分的移除使得作为第一 层的氮化物半导体层81露出,从而得到图7F所示的结构。为了便于观察,图7F以上下颠 倒的方式显示移除结构20的部分之后的结构。
接着,如图7G所示,在用作为第一层的氮化物半导体层81表示的η型AlGaN上形 成第二凹凸结构85,以得到包含氮化物半导体的器件结构86。
当第二凹凸结构85为周期性凹凸图案时,第二凹凸结构85为所谓的二维光子晶 体。
可根据预期目的相对于第二凹凸结构85的结构适当地设计第二凹凸结构85的图 案形状。
第二凹凸结构85的结构可与第一凹凸结构84的结构完全相同。如图7G所示,沿 着与作为第一层的氮化物半导体层81的顶面垂直的方向可见,第二凹凸结构85的孔的位 置可与第一凹凸结构84的孔的位置大致重叠。
通过上述方法制作的包含氮化物半导体的器件结构86可应用于例如激光器。
在这样的情况下,作为第二层的氮化物半导体层82用作活性化层。通过分别在作 为第一层的氮化物半导体层81上和在作为第三层的氮化物半导体层83上形成的作为二维 光子晶体的第二凹凸结构85和作为另一个二维光子晶体的第一凹凸结构84,激光振荡是 可能的。
当如图7G中那样没有形成电极时,可通过光致激发使得包含氮化物半导体的器 件结构86激光振荡。
当通过电流注入使得包含氮化物半导体的器件结构86激光振荡时,可进一步形 成电极。例如,使用P型低电阻Si基板作为层叠基板90。
在这样的情况下,可在Si侧形成ρ电极。另一方面,可在第一氮化物半导体层81 的上部(例如,没有作为二维光子晶体的第二凹凸结构85的部分)中形成η电极。
在该示例中,提供了限定结构的制作方法。26
然而,通过使用上述方法或者可容易从上述方法推断的方法,可制作要素变化的 结构,所述要素例如包含氮化物半导体的器件结构层80的膜组成(材料类型、各个层的厚 度等)以及第一凹凸结构84和第二凹凸结构85中每一个的结构(凹凸图案的类型和周期、 凹凸图案的孔的形状、尺寸和深度)。
尽管已参照示例性实施例对本发明进行了描述,但是应该理解,本发明不限于所 公开的示例性实施例。权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以涵盖所有这样的变型以及 等同的结构和功能。
本申请要求提交于2008年5月沈日的日本专利申请No. 2008-136290的权益,在 此通过引入将其全部内容并入。
权利要求
1.一种包含氮化物半导体层的结构,其特征在于所述结构包括基于至少两个氮化物半导体层的层叠结构;所述结构在所述层叠结构中的两个氮化物半导体层之间包括多个空隙,所述多个空隙 由包括在作为所述两个氮化物半导体层的下层的氮化物半导体层上形成的凹凸图案的凹 陷部分的内壁的壁的面围绕;和在用于形成所述空隙的所述凹陷部分的内壁的至少一部分上形成用于抑制氮化物半 导体层的横向生长的包含结晶缺陷的部分。
2.一种包含氮化物半导体层的复合基板,其特征在于在基体基板上形成根据权利要求1所述的包含氮化物半导体层的结构。
3.根据权利要求2所述的复合基板,其特征在于在所述基体基板和作为所述两个氮 化物半导体层的下层的氮化物半导体层之间包括多个空隙,所述基体基板和作为所述两个 氮化物半导体层的下层的氮化物半导体层之间的所述多个空隙由包括在作为所述下层的 氮化物半导体层上形成的凹凸图案的凹陷部分的内壁的壁的面围绕。
4.根据权利要求2或3所述的复合基板,其特征在于,所述基体基板为单晶基板。
5.根据权利要求2或3所述的复合基板,其特征在于,所述基体基板为这样的基体基 板,在该基体基板中,在单晶基板上进一步形成与所述单晶基板同质或异质的中间膜。
6.根据权利要求2-5中的任何一个所述的复合基板,其特征在于,所述单晶基板的材 料为氮化物半导体、蓝宝石、硅Si和碳化硅SiC中的任何一种。
7.一种包含氮化物半导体层的复合基板的制作方法,其特征在于,包括第一步,用于在基体基板上形成第一氮化物半导体层;第二步,用于在第一氮化物半导体层上形成凹凸图案;第三步,用于在第一氮化物半导体层上的凹凸图案中的凹陷部分的内壁的至少一部分 上形成由于从单晶状态变化的状态导致的包含结晶缺陷的部分;和第四步,用于在形成于第一氮化物半导体层上并且包括包含结晶缺陷的部分的凹凸图 案上形成第二氮化物半导体层。
8.根据权利要求7所述的复合基板的制作方法,其特征在于,所述第一步为通过在基 体基板上形成凹凸图案和在所述凹凸图案上进行氮化物半导体层的外延横向过生长来形 成第一氮化物半导体的连续层的步骤。
9.根据权利要求7或8所述的复合基板的制作方法,其特征在于,所述第四步为通过进 行氮化物半导体层的外延横向过生长来形成第二氮化物半导体的连续层的步骤。
10.根据权利要求7-9中的任何一个所述的复合基板的制作方法,其特征在于,在第四 步已被进行一次之后,分别将第二步和第四步进一步重复N次,并且将第三步进一步重复M 次,其中N彡0,M彡N。
11.一种包含氮化物半导体层的结构的制作方法,其特征在于,包括通过使用根据权利要求7-10中的任何一个所述的复合基板的制作方法来制作复合基 板的步骤;和从通过所述制作方法制作的复合基板移除基体基板的步骤。
12.根据权利要求11所述的包含氮化物半导体层的结构的制作方法,其特征在于,所 述移除基体基板的步骤包括通过选择性蚀刻或研磨移除所述基体基板的步骤。
13.根据权利要求11所述的包含氮化物半导体层的结构的制作方法,其特征在于,所 述移除基体基板的步骤为如下步骤将根据权利要求5所述的基体基板用于所述基体基 板,并且通过选择性蚀刻移除中间膜。
14.一种根据权利要求11所述的包含氮化物半导体层的结构的制作方法,其特征在 于,所述移除基体基板的步骤为这样的步骤,在该步骤中将蓝宝石用于所述基体基板,并从基体基板侧进行激光照射;和在蓝宝石基板和包含氮化物半导体层的结构之间的界面中分解第一氮化物半导体层。
15.根据权利要求11所述的包含氮化物半导体层的结构的制作方法,其特征在于,所 述移除基体基板的步骤为如下步骤将根据权利要求5所述的基体基板用于所述基体基 板,并通过光电化学蚀刻选择性地移除所述基体基板的中间膜。
16.根据权利要求11-15中的任何一个所述的包含氮化物半导体层的结构的制作方 法,其特征在于,所述移除基体基板的步骤包括如下步骤将包含氮化物半导体层的结构与 第二基板结合,然后移除所述基体基板。
全文摘要
一种包含氮化物半导体层的结构,具有下述构造,其中所述结构包括基于至少两个氮化物半导体层的层叠结构;所述结构在所述层叠结构中的两个氮化物半导体层之间包括多个空隙,所述多个空隙由包括在作为所述两个氮化物半导体层的下层的氮化物半导体层上形成的凹凸图案的凹陷部分的内壁的壁的面围绕;并且,在形成所述空隙的所述凹陷部分的内壁的至少一部分上形成用于抑制氮化物半导体层的横向生长的包含结晶缺陷的部分。
文档编号H01L21/20GK102037545SQ20098011882
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月25日 优先权日2008年5月26日
发明者玉森研尔, 王诗男 申请人:佳能株式会社
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