制备单晶GaN衬底的方法及单晶GaN衬底技术

更低成本地制备具有晶体取向的偏轴ＧａＮ单晶独立式衬底，所述的晶体取向是从（０００１）偏移的，而不正好是（０００１）。由偏轴（１１１）ＧａＡｓ晶片作为起始衬底，在起始衬底上气相沉积ＧａＮ，其生长倾斜相同偏轴角且与起始衬底相同方向的ＧａＮ晶体。可以通过如下方法利用错误取向的（１１１）ＧａＡｓ基板作为起始衬底来制备错误取向的独立式ＧａＮ衬底：向起始衬底上形成具有多个开口的掩模，通过掩模沉积ＧａＮ单晶层，然后除去起始衬底。可以制备错误取向为０．１°至２５°的ＧａＮ晶体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备单晶氮化镓(GaN)衬底的方法，所述的衬底用作由第III-V族化合物半导体制造的发光基极和其它光电子装置，如发光二极管和半导体激光器。
技术介绍
从蓝色LED开始，其中采用氮化物半导体的发光装置已经可以实际应用。至于在采用氮化物半导体的发光装置中的衬底，迄今几乎别无选择地使用蓝宝石。氮化镓晶体薄膜相当顺利地生长到蓝宝石衬底上，并且作为基材，蓝宝石坚硬且具有很高的机械强度。在生长到蓝宝石衬底上的氮化镓薄膜中缺陷很多，尽管在蓝宝石上制备的该GaN半导体装置发射光且导致装置性能恶化的缺陷增多不是问题。蓝宝石是用于生长氮化物半导体薄膜的优良材料。然而，蓝宝石衬底也具有不利之处。采用蓝宝石衬底的氮化物基半导体发光元件具有下面的缺点蓝宝石缺乏可裂性、蓝宝石是绝缘体，且氮化镓晶体和蓝宝石之间严重失配，原因在于它们的晶格不配合。在蓝宝石上制备发光二极管的过程中，在切片阶段的处理量未得到提高，因为蓝宝石缺乏可裂性，这导致高成本。在蓝宝石上制备半导体激光器的过程中，不能得到高级别的共振器反射表面，其中具有产生激光特性和其它涉及质量的困难的问题。因为蓝宝石是绝缘体，与普通的LED一样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用错误取向的（１１１）ＧａＡｓ基板作为起始衬底来制备ＧａＮ单晶衬底的方法，该方法包含：　　　　向错误取向的（１１１）ＧａＡｓ起始衬底上沉积ＧａＮ单晶层的生长步骤；和　　　　在所述生长步骤之后除去起始衬底以制备错误取向的独立式ＧａＮ衬底的除去步骤。

【技术特征摘要】
JP 2004-3-17 2004-075674;JP 2004-9-24 2004-2763371.一种利用错误取向的(111)GaAs基板作为起始衬底来制备GaN单晶衬底的方法，该方法包含向错误取向的(111)GaAs起始衬底上沉积GaN单晶层的生长步骤；和在所述生长步骤之后除去起始衬底以制备错误取向的独立式GaN衬底的除去步骤。2.一种利用错误取向的(111)GaAs基板作为起始衬底来制备GaN单晶衬底的方法，该方法包含向错误取向的(111)GaAs起始衬底上形成具有多个开口的掩模的掩模形成步骤；通过掩模沉积GaN单晶层的生长步骤；和在所述生长步骤之后除去起始衬底以制备错误取向的独立式GaN衬底的除去步骤。3.一种利用错误取向的(111)GaAs基板作为起始衬底来制备GaN单晶衬底的方法，该方法包含向错误取向的(111)GaAs起始衬底上形成厚度为0.5μm至10μm的GaN外延层的外延层形成步骤；向外延层上形成具有多个开口的掩模层的掩模形成步骤；通过掩模沉积GaN单晶层的生长步骤；和在所述生长步骤之后除去起始衬底以制备错误取向的独立式GaN衬底的除去步骤。4.一种利用错误取向的(111)GaAs基板作为起始衬底来制备GaN单晶衬底的方法，该方法包含向错误取向的(111)GaAs起始衬底上形成具有多个开口的掩模层的掩模形成步骤；通过掩模沉积具有足以得到多个晶片的厚度的GaN单晶层的生长步骤；和在所述生长步骤之后，沿着GaN单晶层的厚度方向将其切片以制备多个错误取向的独立式GaN衬底的切片步骤。5.一种利用错误取向的独立式GaN基板作为起始衬底来制备GaN单晶衬底的方法，该方法包含向错误取向的GaN起始衬底上沉积具有足以得到多个晶片的厚度的GaN单晶层的生长步骤；和在所述生长步骤之后，沿着GaN单晶层的厚度方向将其切片以制备多个错误取向的独立式GaN衬底的切片步骤。6.根据权利要求1-4任何一项所述的制备GaN单晶衬底的方法，其中错误取向的GaAs起始衬底的偏轴角为0.3°至20°。7.根据权利要求1-4任何一项所述的制备GaN单晶衬底的方法，其中错误取向的GaAs起始衬底的偏轴角为0.1°至25...

【专利技术属性】
技术研发人员：笠井仁，元木健作，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]