CN1820353A - 氮化物半导体外延层的生长方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生长氮化物半导体外延层的方法，该方法包括以下步骤：在第一温度下，在第一氮化物半导体外延层上生长第二氮化物半导体外延层；在第二温度下，在第二氮化物半导体外延层上生长第三氮化物半导体外延层；通过将温度升高至比第二温度高的第三温度，以便从第二氮化物半导体外延层中释放出氮，从而可以降低外延层的缺陷密度并减少基片的翘曲。

Description

氮化物半导体外延层的生长方法
技术领域
本发明涉及一种生长氮化物半导体外延层的方法，更具体来说，本发明涉及一种使用基片的氮化物半导体外延层的生长方法，该外延层无翘曲且晶格缺陷密度低，从而有利于高效地构造光学元件和电子元件。
背景技术
在生长在基片上的氮化物半导体外延层的情况中，由于晶格常数不匹配和热膨胀系数的差异，会产生许多晶体缺陷。内部应力会引起基片翘曲。此外，基片的翘曲对构造大面积的基片造成了妨碍。
为了克服基片与氮化物半导体外延层之间的不匹配，美国专利第4,855,249号公报公开了一种技术，其中，在低温下在蓝宝石基片上生长AlN缓冲层，然后生长AlxGa1-xN(0≤x＜1)层。另外，美国专利第5,290,393号公报公开了一种技术，其中，在200℃～900℃范围内的温度下，在蓝宝石基片上生长Al1-xGaxN(0＜x≤1)缓冲层，然后在900～1150℃范围内的温度下生长Al1-xGaxN(0＜x≤1)层。
而且，美国专利第6,051,847号公报公开了一种技术，其中，在将含铟的缓冲层生长在蓝宝石基片上，然后在该缓冲层上生长基于GaN的化合物的半导体层的方法中，包含在缓冲层中的铟扩散到基于GaN的化合物的半导体层中。
其间，为了解决这种不匹配，已经提出了使用由GaN制成的基片的技术。但是，这些方法存在的问题是，由于难以生长GaN块体和生长中花费的成本高，所以使用GaN基片的发光元件还没有商业化。
发明内容
(技术问题)
于是，鉴于上述问题而完成了本发明。本发明的一个目的是提供一种生长氮化物半导体外延层的方法，其中，通过减少因应力产生的基片翘曲，可以生长缺陷少的氮化物半导体外延层，以便构造基于氮化物的光学元件和高效的电子元件。
(技术方案)
为了达到上述目的，本发明的一个方面提出一种生长氮化物半导体外延层的方法，该方法包括以下步骤：在第一温度下，在第一氮化物半导体外延层上生长第二氮化物半导体外延层；在第二温度下，在第二氮化物半导体外延层上生长第三氮化物半导体外延层；和通过将温度升高至比第二温度高的第三温度，以便从第二氮化物半导体外延层中释放出氮。
此外，在本发明的生长氮化物半导体外延层的方法中，所述第一和第三氮化物半导体外延层由以下材料制成，这种材料中氮的平衡蒸汽压比第二氮化物半导体外延层中氮的平衡蒸汽压低。
另外，本发明的生长氮化物半导体外延层的方法还包括以下步骤：使包括第一氮化物半导体外延层的部分与包括第三氮化物半导体外延层的其它部分相互分离。
本发明的另一方面还提供一种生长氮化物半导体外延层的方法，该方法包括：第一步骤，在第一温度下生长含铟的第一氮化物半导体外延层；第二步骤，在第二温度下，在第一氮化物半导体外延层上生长第二氮化物半导体外延层，所述第二氮化物半导体外延层中氮的平衡蒸汽压高于第一氮化物半导体外延层中氮的平衡蒸汽压；和第三步骤，通过将温度升高到比第二温度高的第三温度，以便从第一氮化物半导体外延层中释放出氮，从而使第一氮化物半导体外延层转化为金属层。
优选位于第一氮化物半导体外延层下面的层是基片或氮化物半导体外延层。
(有益的效果)
根据本发明，由于基片与氮化物半导体外延层之间的不匹配而产生的应力被金属层吸收，所以相对降低了施加给氮化物半导体外延层的应力。因此，可以降低外延层的缺陷密度并减少基片的翘曲。
根据本发明，在生长包含金属层的氮化物半导体外延层之后，可以除去金属层。因此，可以得到用来生长氮化物半导体外延层的基于GaN的基片。
根据本发明，通过提供含铟的金属层可以减少基片的翘曲。因此，提供了制造直径大于2英寸的大面积基片的新方向。
附图说明
图1～4是表示本发明的第一个实施方案中生长氮化物半导体外延层的方法的截面图；
图5表示氮化物半导体外延层中氮的平衡蒸汽压随温度的变化；
图6和7是表示本发明的第二个实施方案中生长氮化物半导体外延层的方法的截面图；
图8是说明本发明的另一个实施方案的图。
具体实施方式
现在参照附图并结合优选方案详细地描述本发明。
图1～4是表示本发明的第一个实施方案中生长氮化物半导体外延层的方法的截面图。图5表示氮化物半导体外延层中氮的平衡蒸汽压随温度的变化。
参见图1，在基片100上生长氮化物半导体外延层110。基片100可以是任何种类的基片，例如半导体基片、氧化物基片或硼化物基片。基片100可以是Si、SiC、GaAs或ZrB2基片，优选为Al2O3基片。但是，应当注意，只要基片是能生长基于氮化物的半导体外延层的单晶基片，则可以使用任何种类的基片，因此基片100并不局限于上述基片。氮化物半导体外延层110由含有镓和铝中至少一种元素的氮化物半导体组成。优选使用AlxGa1-xN(0≤x≤1)来形成氮化物半导体外延层110，并且该氮化物半导体外延层110具有1μm或大于1μm的厚度。在一个优选实施方案中，氮化物半导体外延层110是经以下两个步骤形成的GaN，这两个步骤是生长低温缓冲层和在该低温缓冲层上生长高温层。但是，应当理解，可以在基片100上生长任何其它氮化物半导体。
参见图2，在氮化物半导体外延层110上生长氮化物半导体外延层120，如果升高温度，该氮化物半导体外延层120就能转化为金属相。氮化物半导体外延层120由含铟的氮化物半导体组成，并且该氮化物半导体外延层120优选由InxGa1-xN(0.5＜x≤1)组成。生长氮化物半导体外延层120的步骤可以在300～800℃的相对较低的温度下进行。这样，在生长温度下生长由AlxGa1-xN(0≤x≤1)组成的氮化物半导体外延层110之后，降低生长温度，然后生长氮化物半导体外延层120，该氮化物半导体外延层120优选为InN层。
然后，在保持氮化物半导体外延层120的状态下，例如在类似于生长氮化物半导体外延层120的步骤中的生长温度的温度下，即在本实施方案中的300～800℃的温度下，在氮化物半导体外延层120上生长氮化物半导体外延层130。氮化物半导体外延层130由含有镓和铝中至少一种元素的氮化物半导体组成，该氮化物半导体外延层130优选由AlxGa1-xN(0≤x≤1)组成，并且在本方案中使用GaN来生长该氮化物半导体外延层130。通过利用在氮化物半导体外延层120和氮化物半导体外延层110和130内的氮的平衡蒸汽压差，从氮化物半导体外延层120释放出氮，从而进行氮化物半导体外延层120向金属层的转化。
如果氮化物半导体外延层120的厚度太薄，则由于在氮化物半导体外延层120与顶部和底部的氮化物半导体外延层110和130相互扩散，不能形成缓解应力的金属层。然而，如果氮化物半导体外延层120的厚度太厚，则在氮化物半导体外延层120中应力和缺陷的产生是有问题的。因此，需要生长具有合适厚度的氮化物半导体外延层120，在生长随后的厚氮化物半导体外延层时，该厚度要允许金属层存在。
氮化物半导体外延层130充当随后形成的氮化物半导体外延层的种子。如果氮化物半导体外延层130太薄，则在随后的过程中当氮化物半导体外延层120转化为金属相时，晶体将被破坏。并且，因为氮化物半导体外延层130与金属层的相互扩散导致晶格常数等发生变化，所以氮化物半导体外延层130不足以充当种子。然而，如果氮化物半导体外延层130的厚度太厚，则从氮化物半导体外延层120中释放出氮的过程变慢。这样，转化为金属层的速度可能变慢。因此，使氮化物半导体外延层130的厚度生长为约1～100nm。
参见图3，升高温度可以使氮化物半导体外延层120能转化为金属相。如上所述，由于氮的平衡蒸汽压的差异，氮仅从由InxGa1-xN制成的氮化物半导体外延层120中逸出。于是，氮化物半导体外延层120转化为金属层120a。这时，可以将温度升高到约900℃或高于900℃。参见图5，如果温度为900℃或高于900℃，则由于平衡蒸汽压的差异，氮化物半导体外延层120，例如InN层，可以转化为金属In相。由于金属In的熔点约为156.6℃，所以在转化为金属相之后，金属In保持液态。由于金属In的沸点约为2074℃，所以甚至在随后的生长温度下金属In也不沸腾，而是保持液态。另一方面，使用GaN形成的氮化物半导体外延层110和130具有低于InN的氮的平衡蒸汽压。因此，氮不从氮化物半导体外延层110和130中释放出来，从而保持为固相。
在上文中，在氮化物半导体外延层130覆盖在氮化物半导体外延层120的全部表面上的状态下，氮化物半导体外延层120转化为金属层120a。但是，在使氮化物半导体外延层130形成具有合适形状的图案之后，氮化物半导体外延层120可以转化为金属层120a。如果使氮化物半导体外延层130形成具有合适形状的图案，则氮化物半导体外延层120的一些表面暴露于生长室的环境中。于是，由于氮的排出变得更快，所以可以使转化为金属层的过程更快。
下面参见图4，在充当种子层的氮化物半导体外延层130上生长氮化物外延层140，同时生长产生的应力经金属层120a迁移。由于从氮化物半导体外延层120转化而来的金属层120a吸收了应力，所以它能降低随后在高温下生长的氮化物半导体外延层的翘曲。
图6和7是表示本发明的第二个实施方案中生长氮化物半导体外延层的方法的截面图。
参见图6和图7，在进行图4的步骤之后，将载体基片150附着到氮化物半导体外延层140上，由此来保证机械力。使用酸溶液除去被夹在中间的金属层120a，使包括基片100的部分和包括氮化物半导体外延层140的其它部分相互分离。在常规方法中，为了分离该基片而使用了复杂的方法，例如用激光束照射的分离方法和/或机械抛光方法。但是在本发明中，通过在酸溶液中选择性地仅仅蚀刻被夹在中间的金属层，从而可以容易地分离该基片。并且，如果金属层120a与氮化物半导体外延层130之间的界面是原子层水平，则在分离基片之后，不需要另外的化学机械抛光(CMP)过程。在分离后，可以将包括氮化物半导体外延层140的其它部分用作新基片。
作为替代，可以不使用载体基片150，通过选择性地仅仅蚀刻金属层120a，从而将该基片作为独立的基片分离。
图8是说明本发明的另一个实施方案的图。直接在基片100上而不是在氮化物半导体外延层110上形成金属层120a。在本实施方案中，形成金属层120a，然后以与图2的实施方案相同的方式，在氮化物半导体外延层130上形成另一氮化物半导体外延层，不同的是省略了氮化物半导体外延层110的生长。甚至在本实施方案中，氮化物半导体外延层120由含铟的氮化物半导体组成，该含铟的氮化物半导体优选为InxGa1-xN(0.5＜x≤1)，更优选为InN。氮化物半导体外延层130是含有镓和铝中至少一种元素的氮化物半导体，该氮化物半导体优选为AlxGa1-xN(0≤x≤1)，更优选为GaN。
尽管参照具体的说明性的实施方案描述了本发明，但是本发明并不局限于这些实施方案。应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，本领域的技术人员可以变更或修改这些实施方案。
工业实用性
通过在金属层上生长包括活性层在内的多个氮化物半导体层，本发明可用于例如发光二极管和激光二极管等发光元件，所述活性层通过电子和空穴的重组可以发光。

Claims (19)

1.一种氮化物半导体外延层的生长方法，所述方法包括：
第一步骤，在第一温度下在第一氮化物半导体外延层上生长第二氮化物半导体外延层；
第二步骤，在第二温度下在第二氮化物半导体外延层上生长第三氮化物半导体外延层；和
第三步骤，通过将温度升高至比第二温度高的第三温度，以便从第二氮化物半导体外延层中释放出氮。
2.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第一和第三氮化物半导体外延层由以下材料制成，这种材料中氮的平衡蒸汽压比第二氮化物半导体外延层的氮的平衡蒸汽压低。
3.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，在所述第三步骤中，所述第二氮化物半导体外延层转化为金属层。
4.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，所述方法还包括：
第四步骤，从第二氮化物半导体外延层释放出氮之后，在第三氮化物半导体外延层上生长第四氮化物半导体外延层。
5.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第二氮化物半导体外延层由InxGa1-xN制成，式中0.5＜x≤1。
6.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第一和第三氮化物半导体外延层由AlxGa1-xN制成，式中0≤x≤1。
7.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第一步骤中的第一温度在300～800℃的范围中。
8.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第二步骤中的第二温度在300～800℃的范围中。
9.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第三氮化物半导体外延层的厚度在1～100nm的范围内。
10.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第三步骤中的第三温度是900℃或大于900℃。
11.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第一氮化物半导体外延层生长在基片上。
12.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，其中，所述第一氮化物半导体外延层包括在相对较低的温度下生长的缓冲层和在该缓冲层上生长的未掺杂的GaN层。
13.如权利要求1所述的氮化物半导体外延层的生长方法，所述方法还包括：
在第三步骤之前，使第三氮化物半导体外延层形成图案的步骤。
14.如权利要求3所述的氮化物半导体外延层的生长方法，所述方法还包括：
使包括第一氮化物半导体外延层的部分与包括第三氮化物半导体外延层的其它部分分离的步骤。
15.一种氮化物半导体外延层的生长方法，所述方法包括：
在基片上生长缓冲层并在所述缓冲层上生长未掺杂的GaN层；
在所述未掺杂的GaN层上生长InN层；
在所述InN层上生长GaN层；
使所述InN层转化为金属层；和
在所述GaN层上生长AlxInyGa1-yN，式中0≤x≤1，0≤y≤1。
16.一种氮化物半导体外延层的生长方法，所述方法包括：
第一步骤，在第一温度下，生长含铟的第一氮化物半导体外延层；
第二步骤，在第二温度下，在所述第一氮化物半导体外延层上生长第二氮化物半导体外延层，所述第二氮化物半导体外延层中氮的平衡蒸汽压高于所述第一氮化物半导体外延层中氮的平衡蒸汽压；和
第三步骤，通过将温度升高到比第二温度高的第三温度，以便从第一氮化物半导体外延层中释放出氮，从而使第一氮化物半导体外延层转化为金属层。
17.如权利要求16所述的氮化物半导体外延层生长方法，其中，所述第一氮化物半导体外延层生长在基片上。
18.如权利要求16所述的氮化物半导体外延层生长方法，其中，在生长在基片上的化合物的半导体外延层上，生长所述第一氮化物半导体外延层。
19.如权利要求17所述的氮化物半导体外延层生长方法，其中，所述第一氮化物半导体外延层由InxGa1-xN制成，式中O.5＜x≤1，所述第二氮化物半导体外延层由GaN制成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101980383A (zh) * 2010-09-27 2011-02-23 湘能华磊光电股份有限公司 一种氮化镓基ⅲ-ⅴ族化合物半导体led外延片及其生长方法
CN101752783B (zh) * 2008-12-17 2012-03-14 三菱电机株式会社 氮化物半导体装置的制造方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7273798B2 (en) 2005-08-01 2007-09-25 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Gallium nitride device substrate containing a lattice parameter altering element
US7749906B2 (en) * 2006-02-22 2010-07-06 Intel Corporation Using unstable nitrides to form semiconductor structures
US20100098960A1 (en) * 2007-06-18 2010-04-22 Dominguez Juan E Magnetic insulator nanolaminate device for integrated silicon voltage regulators
WO2010036622A1 (en) 2008-09-24 2010-04-01 S.O.I. Tec Silicon On Insulator Technologies Methods of forming relaxed layers of semiconductor materials, semiconductor structures, devices and engineered substrates including same
US8637383B2 (en) 2010-12-23 2014-01-28 Soitec Strain relaxation using metal materials and related structures
KR101408475B1 (ko) 2008-10-30 2014-06-19 소이텍 감소된 격자 변형을 갖는 반도체 재료층들, 반도체 구조들, 디바이스들 및 이를 포함하는 가공된 기판을 형성하는 방법들
JP5022396B2 (ja) * 2009-03-10 2012-09-12 株式会社沖データ 半導体複合装置の製造方法
US9564320B2 (en) * 2010-06-18 2017-02-07 Soraa, Inc. Large area nitride crystal and method for making it
US8513798B2 (en) * 2010-09-09 2013-08-20 Infineon Technologies Ag Power semiconductor chip package
EP2727134A4 (en) * 2011-06-28 2015-04-01 Saint Gobain Cristaux Et Detecteurs SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND METHOD OF FORMING THE SAME
JP5839479B2 (ja) * 2012-04-05 2016-01-06 日本電信電話株式会社 窒化物半導体層の製造方法および窒化物半導体成長用基板
CN103094421A (zh) * 2013-01-28 2013-05-08 华中科技大学 一种利用AlInN自图形化模板提高a面AlN质量的方法
JP2016171196A (ja) 2015-03-12 2016-09-23 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US11466384B2 (en) 2019-01-08 2022-10-11 Slt Technologies, Inc. Method of forming a high quality group-III metal nitride boule or wafer using a patterned substrate
WO2021162727A1 (en) 2020-02-11 2021-08-19 SLT Technologies, Inc Improved group iii nitride substrate, method of making, and method of use
US11721549B2 (en) 2020-02-11 2023-08-08 Slt Technologies, Inc. Large area group III nitride crystals and substrates, methods of making, and methods of use

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60175468A (ja) * 1984-02-21 1985-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化ガリウム半導体装置の製造方法
JPS62119196A (ja) * 1985-11-18 1987-05-30 Univ Nagoya 化合物半導体の成長方法
US5290393A (en) * 1991-01-31 1994-03-01 Nichia Kagaku Kogyo K.K. Crystal growth method for gallium nitride-based compound semiconductor
US5679152A (en) * 1994-01-27 1997-10-21 Advanced Technology Materials, Inc. Method of making a single crystals Ga*N article
DE19640594B4 (de) * 1996-10-01 2016-08-04 Osram Gmbh Bauelement
JPH10107006A (ja) * 1996-10-02 1998-04-24 Hitachi Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体の気相エッチング方法
US6051847A (en) * 1997-05-21 2000-04-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gallium nitride compound-based semiconductor light emitting device and process for producing gallium nitride compound-based semiconductor thin film
US6071795A (en) * 1998-01-23 2000-06-06 The Regents Of The University Of California Separation of thin films from transparent substrates by selective optical processing
JP2000012979A (ja) * 1998-06-26 2000-01-14 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体基板の製造方法
JP2000323797A (ja) * 1999-05-10 2000-11-24 Pioneer Electronic Corp 窒化物半導体レーザ及びその製造方法
KR100295022B1 (ko) * 1999-05-21 2001-07-12 양계모 질화물 반도체 제조방법
JP3591710B2 (ja) * 1999-12-08 2004-11-24 ソニー株式会社 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物層の成長方法およびそれを用いた基板の製造方法
JP3438675B2 (ja) * 1999-10-22 2003-08-18 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法
JP4408509B2 (ja) * 1999-12-24 2010-02-03 株式会社アルバック Ｉｉｉ族窒化物薄膜の形成方法
US6447604B1 (en) * 2000-03-13 2002-09-10 Advanced Technology Materials, Inc. Method for achieving improved epitaxy quality (surface texture and defect density) on free-standing (aluminum, indium, gallium) nitride ((al,in,ga)n) substrates for opto-electronic and electronic devices
DE10051465A1 (de) 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
JP2002009003A (ja) * 2000-06-23 2002-01-11 Ricoh Co Ltd 半導体基板およびその作製方法および発光素子
US6750158B2 (en) 2001-05-18 2004-06-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing a semiconductor device
JP4852795B2 (ja) * 2001-05-30 2012-01-11 住友電気工業株式会社 化合物半導体の製造方法
US6455340B1 (en) * 2001-12-21 2002-09-24 Xerox Corporation Method of fabricating GaN semiconductor structures using laser-assisted epitaxial liftoff

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101752783B (zh) * 2008-12-17 2012-03-14 三菱电机株式会社 氮化物半导体装置的制造方法
CN101980383A (zh) * 2010-09-27 2011-02-23 湘能华磊光电股份有限公司 一种氮化镓基ⅲ-ⅴ族化合物半导体led外延片及其生长方法
CN101980383B (zh) * 2010-09-27 2012-12-05 湘能华磊光电股份有限公司 一种氮化镓基ⅲ-ⅴ族化合物半导体led外延片及其生长方法

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