氮化镓自支撑衬底的制作方法技术

本发明专利技术提供一种氮化镓自支撑衬底的制作方法，包括步骤：1)在蓝宝石衬底上形成氮化镓模板层；2)第一次外延生长第一氮化镓层；3)使蓝宝石衬底与氮化镓模板层分离，获得薄氮化镓自支撑衬底；4)去除薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分；5)第二次外延生长第二氮化镓层，获得厚氮化镓自支撑衬底；6)对厚自支撑衬底进行抛光，切边及倒角，以获得最终的氮化镓自支撑衬底。本发明专利技术在第一次外延后，将晶体质量最差的底层部分去除，并在去除后进行第二次外延，可在第二次外延加厚的过程中有效降低位错密度，从而减少氮化镓自支撑衬底的应力，降低第二次外延加厚过程的裂片率，提升自支撑衬底的整体制作良率。

【技术实现步骤摘要】
氮化镓自支撑衬底的制作方法
本专利技术属于半导体材料制造领域，特别是涉及一种氮化镓自支撑衬底的制作方法。
技术介绍
二十世纪末，为了实现高频、高效率及大功率等优异性能电子电力器件的制备，以氮化镓为代表的第三代宽禁带半导体材料加快了发展进程。氮化镓(GaN)由于其优异性能，可应用于制备高功率高频器件等其它特殊条件下工作的半导体器件而得到广泛研究与应用。GaN外延层的晶体质量是实现高性能GaN基器件的根本保障。而采用GaN单晶衬底实现同质外延是提高GaN外延层晶体质量与GaN基器件的主要途径。目前，氮化镓自支撑衬底的制备技术成为其前进道路上最大的障碍之一，其制备工艺，通常是在蓝宝石衬底上异质外延氮化镓膜，然后采用激光剥离技术(LaserLift-offTechnique)使得氮化镓膜与蓝宝石分离，从而得到自支撑氮化镓衬底。在氮化镓的外延生长过程中，外延薄膜中存在着应力，应力导致在蓝宝石上生长的氮化镓膜厚度只能400微米以下，生长过厚极易裂片，所以激光剥离后所获得的自支撑氮化镓衬底厚度偏薄，不足以去做研磨抛光以获得所需的外延表面。专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括步骤：/n1)提供蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成氮化镓模板层；/n2)在所述氮化镓模板层上第一次外延生长第一氮化镓层；/n3)利用激光剥离工艺使所述蓝宝石衬底与所述氮化镓模板层分离，获得薄氮化镓自支撑衬底；/n4)去除所述薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分；/n5)在步骤4)所得的薄氮化镓自支撑衬底上第二次外延生长第二氮化镓层，获得厚氮化镓自支撑衬底；/n6)对所述厚自支撑衬底进行抛光，以获得最终的氮化镓自支撑衬底。/n

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括步骤：
1)提供蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成氮化镓模板层；
2)在所述氮化镓模板层上第一次外延生长第一氮化镓层；
3)利用激光剥离工艺使所述蓝宝石衬底与所述氮化镓模板层分离，获得薄氮化镓自支撑衬底；
4)去除所述薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分；
5)在步骤4)所得的薄氮化镓自支撑衬底上第二次外延生长第二氮化镓层，获得厚氮化镓自支撑衬底；
6)对所述厚自支撑衬底进行抛光，以获得最终的氮化镓自支撑衬底。


2.根据权利要求1所述的氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤1)利用金属有机物化学气相沉积工艺沉积所述氮化镓模板层，所述氮化镓模板层的厚度介于2微米-10微米之间。


3.根据权利要求1所述的氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤2)采用氢化物气相外延工艺于所述氮化镓模板层上进行所述第一次外延生长，形成所述第一氮化镓层，所述第一氮化镓层的厚度介于250微米-400微米之间。


4.根据权利要求3所述的氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：步骤4)采用物理方法或者化学方法去除所述薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分，所去除的所述底层部分的厚度介于25微米-150微米之间。


5.根据权利要求4所述的氮化镓自支撑衬底的制作方法，其特征在于：去除所述薄氮化镓自支撑衬底中晶体质量最差的底层部分的去除速率介于20微米/小时-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：何进密，卢敬权，任俊杰，
申请(专利权)人：东莞市中镓半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44