层叠结构体的制作方法

本发明涉及层叠结构体。

背景技术：

1、近年来，氧化镓(ga2o3)作为半导体用材料备受关注。已知氧化镓具有α、β、γ、δ及ε这5个晶型，其中，α－ga2o3的带隙非常大，达到5.3ev，作为功率半导体用材料备受期待。不过，α－ga2o3为亚稳相，因此，单晶基板无法实用化，通常以蓝宝石基板上的异质外延生长形成。

2、例如，专利文献1记载有如下例子，即，在c面蓝宝石基板上形成α－(al0.02ga0.98)2o3层和α－ga2o3层交替层叠得到的缓冲层，在缓冲层上形成α－ga2o3膜作为结晶性氧化物半导体膜。该例中，关于结晶性氧化物半导体膜，膜中的旋转晶畴的含有率为0.02体积％以下，翘曲也减少(具体而言，从5mm间的两端的点通过的最短直线与凹或凸的顶点之间的最短距离减少至0.21μm)。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2016－157878号公报

6、专利文献2：日本特开2019－33271号公报

技术实现思路

1、然而，通过专利文献1的方法，很难得到实质上大面积不含裂纹的α－ga2o3系半导体膜，特别是制成10μm以上的厚膜的情况下，很难得到裂纹充分减少的半导体膜。另外，将使用该方法制作的膜自成膜用基底基板剥离而使其自立化的情况下，或者将自立化的膜转载于其他支撑基板的情况下，有时剥离时在α－ga2o3系半导体膜产生裂纹、因剥离不良所导致的缺损。因此，期望抑制α－ga2o3系半导体膜制造时产生裂纹及剥离不良，进而成品率良好地制造α－ga2o3系半导体膜。

2、应予说明，关于剥离方法，例如，专利文献2中公开了：施加机械冲击进行剥离的方法、施加热而利用热应力进行剥离的方法、施加超声波等振动进行剥离的方法、以及通过刻蚀进行剥离的方法。

3、本发明是为了解决上述课题而实施的，其主要目的在于，抑制在α－ga2o3系半导体膜制造时产生裂纹及剥离不良。

4、本发明的层叠结构体是在基底基板上具备包含α－ga2o3或α－ga2o3系固溶体的具有刚玉型结晶结构的半导体膜(以下称为“α－ga2o3系半导体膜”)的层叠结构体，其中，所述半导体膜的平均膜厚为10μm以上，所述半导体膜呈凸状或凹状翘曲，所述半导体膜的翘曲量为20μm以上64μm以下。

5、根据该层叠结构体，能够抑制在α－ga2o3系半导体膜制造时产生裂纹及剥离不良。其机制尚不明确，不过，认为：通过使α－ga2o3系半导体膜的翘曲量在适当范围内，成为对半导体膜施加了适度应力的状态，容易自基底基板剥离且不易产生裂纹。如果翘曲量小于适当范围的下限，则有时施加于半导体膜的应力不足，导致半导体膜自基底基板仅部分剥离，或者想要以更强的力进行剥离时产生裂纹。如果翘曲量超过适当范围的上限，则有时施加于半导体膜的应力过大，导致基底基板上的半导体膜产生裂纹。

6、本发明中，半导体膜的制法可以包括：

7、(a)使用喷雾cvd法或hvpe法，于300℃以上800℃以下的温度在基底基板上形成包含α－ga2o3或α－ga2o3系固溶体的具有刚玉型结晶结构的半导体膜，之后，将温度降低至室温，由此得到上述层叠结构体的工序；以及

8、(b)将所述层叠结构体的所述半导体膜自所述基底基板剥离，由此得到所述半导体膜的工序。

9、根据该半导体膜的制法，在α－ga2o3系半导体膜制造时，不易产生裂纹及剥离不良，因此，能够成品率良好且比较容易地制造α－ga2o3系半导体膜。

技术特征：

1.一种层叠结构体，其中，在基底基板上具备包含α－ga2o3或α－ga2o3系固溶体的具有刚玉型结晶结构的半导体膜，

2.根据权利要求1所述的层叠结构体，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的层叠结构体，其特征在于，

4.根据权利要求2或3所述的层叠结构体，其特征在于，

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的层叠结构体，其特征在于，

技术总结
本发明的层叠结构体是在基底基板上具备包含α－Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;或α－Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;系固溶体的具有刚玉型结晶结构的半导体膜的层叠结构体，其中，半导体膜的平均膜厚为10μm以上，半导体膜呈凸状或凹状翘曲，半导体膜的翘曲量为20μm以上64μm以下。

技术研发人员：福井宏史,渡边守道,吉川润
受保护的技术使用者：日本碍子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11