可分离多层GaN衬底及其制作方法、半导体芯片制作方法技术

本发明专利技术公开了一种可分离的多层GaN衬底，至少包括三层结构，其中包括GaN基层，位于该GaN基层上的氮化物牺牲层，位于该氮化物牺牲层上的GaN功能层，其中所述GaN功能层上设有开窗，所述开窗内设有金属电极，所述金属电极欧姆接触在所述氮化物牺牲层上，这样可以有效改善化学腐蚀氮化物牺牲层时GaN基层出现裂纹的情况，并且对器件寿命具有有效延长。本发明专利技术可以通过去除氮化物牺牲层，将GaN基层和功能层分离，分离后的GaN基层可以反复利用，极大地降低了GaN器件的制作成本。低了GaN器件的制作成本。低了GaN器件的制作成本。

【技术实现步骤摘要】
可分离多层GaN衬底及其制作方法、半导体芯片制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种可分离多层GaN衬底及其制作方法和一种半导体芯片的制作方法。

技术介绍

[0002]GaN作为第三代半导体产业的核心关键材料，具备极高的电
‑
光转换效率、低功耗等优异性能，是未来新一代光电子、功率电子和高频微电子的核心基础。
[0003]目前主流的制备自支撑GaN衬底的方法是氢化物气相外延法（HVPE），该方法的所有反应是在HVPE设备的石英管中进行的，该反应设备中分为两个不同温度区域。
[0004]首先，将金属Ga放置在石英管的850℃温度区，衬底放置在1050℃温度区，之后将作为反应物的氨气NH3和氯化氢气体HCl从石英管的左端先通入850℃温度区，该区域发生以下化学反应：2Ga(l)+2HCl(g)＝2GaCl(g)+H2(g)
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(1
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1)上述得到的反应物GaCl气体通过混合适量H2的N2作为载气引导进入105本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可分离的多层GaN衬底，其特征在于，包括：GaN功能层，用以制作半导体器件或在其表面形成半导体器件的外延层，GaN基层，位于该GaN功能层下方，用以对所述GaN功能层提供支撑，氮化物牺牲层，位于该GaN基层和GaN功能层之间，所述氮化物牺牲层用以通过电化学腐蚀工艺被腐蚀去除，从而使得所述GaN基层与所述GaN功能层相互分离，且该GaN基层在分离之后，能再次用在下一个所述多层GaN衬底中，其中，所述GaN功能层上设有开窗，所述开窗内设有金属电极，所述金属电极欧姆接触在所述氮化物牺牲层上，当所述氮化物牺牲层在所述电化学腐蚀工艺中被去除时，所述金属电极上被施加电压，以使得所述氮化物牺牲层内获得电化学腐蚀所需的电流。2.根据权利要求1所述的可分离的多层GaN衬底，其特征在于：所述GaN基层、GaN功能层和氮化物牺牲层通过掺杂不同种类和/或浓度的杂质，使得所述氮化物牺牲层的电阻率与所述GaN基层和GaN功能层之间相差至少1个数量级。3.根据权利要求2所述的多层GaN衬底，其特征在于：所述氮化物牺牲层的掺杂杂质为硅、锗、氧或者硅、锗、氧的组合，该氮化物牺牲层的电阻率至少小于0.01Ω*cm，其电阻率的均匀性不大于5%。4.根据权利要求1所述的可分离的多层GaN衬底，其特征在于：所述GaN基层厚度不小于200
µ
m，位错密度不大于1x106cm
‑2。5.根据权利要求1所述的可分离的多层GaN衬底，其特征在于：所述GaN基层为非掺或铁掺GaN，该GaN基层的电阻率为大于0.1Ω*cm。6.根据权利要求1所述的可分离的多层GaN衬底，其特征在于：所述GaN功能层的掺杂杂质为镁、铁、锰、碳中的一种或者是非掺、铁掺、碳掺掺杂层与硅、锗、氧掺杂层的组合结构层，与氮化物牺牲层直接接触的所述GaN功能层的电阻率至少大于0.1Ω*cm。7.根据权利要求1所述的可分离的多层GaN衬底，其特征在于：所述开窗设置于所述GaN功能层的中心处，所述GaN功能层上设有半导体芯片阵列，所述开窗的开口大小与所述半导体芯片阵列中的单一半导体芯片尺寸相同。8. 根据权利要求1所述的可分离的多层GaN衬底，其特征在于：所述开窗的数量为多个，沿所述GaN功能层的边缘均等分布，所述GaN功能层上设有半导体芯片阵列，每一个所述开窗的开口大小与所述半导体芯片阵列中的单一半导体芯片尺寸相同。9.一种如权利要求1
‑
8任意一项所述的可分离的多层GaN衬底的制作方法，其特征在于：包括步骤提供一衬底，在所述衬底上制作GaN基层，并从所述衬底上剥离所述GaN基层；在所述GaN基层上制作氮化物牺牲层，对该氮化物牺牲层进行掺杂工艺，使该...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琳，苏克勇，陈吉湖，聂恒亮，
申请(专利权)人：苏州纳维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：