III族氮化物复合衬底制造技术

一种III族氮化物复合衬底(1)，其包含支持衬底(10)；在所述支持衬底(10)上形成的氧化物膜(20)；和在所述氧化物膜(20)上形成的III族氮化物层(30a)。所述氧化物膜(20)可以为选自由TiO2膜和SrTiO3膜组成的组中的膜，并且在所述氧化物膜中可添加有杂质。因此，提供其中支持衬底和III族氮化物层之间的结合强度高的III族氮化物复合衬底。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及III族氮化物复合衬底，其包含支持衬底和III族氮化物层，并且支持衬底和III族氮化物层之间的结合强度高。
技术介绍
适用于半导体装置的III族氮化物衬底例如AlxInyGa1IyN衬底(O彡x，0彡y，x+y ^ D的制造成本高。因此，使用这种III族氮化物衬底的半导体装置要求高制造成本。鉴于上述情况，提出了作为相对低成本的III族氮化物复合衬底的用于半导体装置的衬底来代替昂贵的厚III族氮化物衬底，其中在支持衬底上形成薄III族氮化物层。例如，日本特开2006-210660号公报(专利文献I)公开了一种用于制造半导体衬底的方法， 其中在硅衬底等上形成氮化物半导体膜例如GaN或A1N。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2006-210660号公报
技术实现思路
技术问题然而，日本特开2006-210660号公报(专利文献I)中公开的半导体衬底具有因为III族氮化物层直接位于作为支持衬底的硅衬底等上并与其结合，所以结合强度弱的问题。因此，本专利技术的目的是提供一种支持衬底和III族氮化物层之间的结合强度高的III族氮化物复合衬底。解决问题的手段根据一个方面，本专利技术是III族氮化物复合衬底,其包含支持衬底,在支持衬底上形成的氧化物膜和在氧化物膜上形成的III族氮化物层。在本专利技术的III族氮化物复合衬底中，所述氧化物膜可以为选自由TiO2膜和SrTiO3膜组成的组中的膜。在所述氧化物膜中可以添加有杂质。在此，所述杂质可包含选自由Nb和La组成的组中的至少一种元素。所述支持衬底可以为III族氮化物支持衬底。或者，所述支持衬底可以为蓝宝石支持衬底。专利技术效果根据本专利技术，提供一种支持衬底和III族氮化物层之间的结合强度高的III族氮化物复合衬底。附图说明图I是示出本专利技术III族氮化物复合衬底的实例的示意性横截面图。图2是示出用于制造本专利技术III族氮化物复合衬底的方法的实例的示意性横截面图。具体实施例方式参考图I，本专利技术实施方式中的III族氮化物复合衬底I包含支持衬底10、在支持衬底10上形成的氧化物膜20、和在氧化物膜20上形成的III族氮化物层30a。因为支持衬底10和III族氮化物层30a在其间插入氧化物膜20的情况下相互结合，所以本实施方式的III族氮化物复合衬底I在支持衬底10和III族氮化物层30a之间具有显著高的结合强度。支持衬底支持衬底10不受特别限制，只要能够在所述支持衬底上形成氧化物膜20即可。所述支持衬底的优选实例为蓝宝石支持衬底、Si支持衬底、SiC支持衬底、III族氮化物支持 衬底等。在此，为了减少III族氮化物复合衬底中支持衬底和III族氮化物层之间的热膨胀系数差，优选III族氮化物支持衬底。所述III族氮化物支持衬底可以为单晶体、多晶体例如非取向性多晶体(例如烧结体)或取向性多晶体、或非晶体。为了降低制造成本，所述支持衬底优选为多晶体或非晶体。为了提高III族氮化物复合衬底的透光性，优选蓝宝石支持衬底。另外，支持衬底10的厚度不受特别限制，只要所述厚度能够支持氧化物膜20和III族氮化物层30a即可。为了易于操作，优选300μπι以上的厚度。为了降低材料的成本，优选1000 μ m以下的厚度。氧化物膜氧化物膜20不受特别限制，只要所述氧化物膜满足以下条件即可能够在所述氧化物膜上形成III族氮化物层30a ;能够在支持衬底10上形成氧化物膜；并且所述氧化物膜提供支持衬底10和III族氮化物层30a之间的高结合强度。所述氧化物膜的优选实例为TiO2膜、SrTiO3膜、Ga2O3膜、Al2O3膜等。为了提高来自III族氮化物层的透光性，所述氧化物膜优选为高折射率的氧化物膜，其例如为选自由TiO2膜(折射率约2. 8)和SrTiO3膜(折射率约2. 4)组成的组中的膜。另外，为了赋予导电性，优选在氧化物膜20中添加有杂质。在此，为了提高导电性并提高支持衬底10和III族氮化物层30a之间的结合强度，所述杂质例如优选包括选自由Nb和La组成的组中的至少一种元素。另外，从添加的杂质在提高导电性和结合强度上的效果高方面来看，所述杂质可包括Sb、Mo、Fe、Al、Sn、Pt、I、B、N等中的任意元素。包含在氧化物膜20中的杂质的浓度不受特别限制。为了提高导电性，所述浓度优选为O. 01质量％以上。为了提高透光性，所述浓度优选为I质量％以下。另外，氧化物膜20的厚度不受特别限制，只要所述厚度使得可提高支持衬底10和III族氮化物层30a之间的结合强度即可。为了提高结合强度，所述厚度优选为50nm以上。为了降低成膜的成本，所述厚度优选为IOOOnm以下。III族氮化物层III族氮化物层30a是指由III族氮化物例如AlxInyGa1IyN(O彡x, O彡y, x+y彡I)形成的层。III族氮化物层30a优选为单晶体以使得可以在III族氮化物层上生长高结晶性外延层。III族氮化物层30a的厚度不受特别限制，只要所述厚度能使得在III族氮化物层上生长高结晶性外延层即可。为了形成III族氮化物层30a而不引起其破裂，所述厚度优选为IOOnm以上。为了提高III族氮化物层30a的厚度的精度并防止结晶性由于离子注入而降低，所述厚度优选为1000 μ m以下。参考图2，用于制造本实施方式的III族氮化物复合衬底I的方法不受特别限制，并包括例如，准备支持衬底10并在该支持衬底10上形成氧化物膜20的步骤(图2 (A))，以及在形成在支持衬底10上的氧化物膜20上形成III族氮化物层30a以由此获得III族氮化物复合衬底I的步骤(图2(B)至图2(D))。这种制造方法可用于有效地获得其中支持衬底10和III族氮化物层30a之间的结合强度高的III族氮化物复合衬底I。参考图2 (A)，准备支持衬底10并在该支持衬底10上形成氧化物膜20的步骤可包括准备支持衬底10的子步骤和在所述支持衬底10上形成氧化物膜20的子步骤。 在准备支持衬底10的子步骤中，可通过适合于支持衬底的材料和形状的一般方法来准备支持衬底10。例如，可通过将由气相法例如HVPE(氢化物气相外延法)或升华法、或液相法例如助熔剂法或高氮压溶液生长法获得的III族氮化物晶体加工成预定形状而准备III族氮化物支持衬底。可通过将蓝宝石晶体加工成预定形状而准备蓝宝石支持衬。在支持衬底10上形成氧化物膜20的子步骤中，用于在支持衬底10上形成氧化物膜20的方法不受特别限制，只要所述方法适合用于形成这种氧化物膜20即可。可使用一般方法例如溅射、脉冲激光淀积、分子束外延、电子束气相淀积或化学气相淀积。参考图2(B)至图2(D)，在形成在支持衬底10上的氧化物膜20上形成III族氮化物层30a以由此获得III族氮化物复合衬底I的步骤可包括将离子I注入到距III族氮化物衬底30的主表面30η为特定深度的区域中的子步骤(图2(B))，将位于III族氮化物衬底30的离子注入区30i (注入离子的区域，在以下说明中同样适用)侧上的主表面30η附着到在支持衬底10上形成的氧化物膜20上的子步骤(图2(C))，以及沿离子注入区30i将III族氮化物衬底30分离成III族氮化物层30a和剩余的III族氮化物衬底30b以在形成在支持衬底10上的氧化物膜20上形成II本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤一成，吉田浩章，山本喜之，八乡昭广，松原秀树，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：
国别省市：