依据一个实施方案，一种执着堆叠的氮化物半导体结构的方法包括在基材的第二表面上形成第一保护薄膜，在基材的第一表面上形成第一氮化物半导体层，在第一氮化物半导体层上形成第二保护薄膜，去除第一保护薄膜，露出基材的第二表面，在基材的第二表面上形成第二氮化物半导体层，和去除第二保护薄膜，露出第二氮化物半导体层的表面。
【技术实现步骤摘要】
在此描述的示例性实施方案通常涉及。
技术介绍
不同类型的基材，如蓝宝石基材、硅基材或类似物被用作生长氮化物半导体的基材。氮化物半导体的热膨胀系数与不同类型的各个基材的热膨胀系数不同。因此，在堆叠的氮化物半导体结构中产生翘曲，所述氮化物半导体结构具有在不同类型的基材上的氮化物半导体。通常，以下提及的堆叠的氮化物半导体结构已经是公知的。在堆叠的氮化物半导体结构中，在基材的表面和背面上分别提供具有活性层的氮化物半导体层和另一个氮化物半导体层。按照如下所述制造堆叠的氮化物半导体结构，以减少翘曲。首先，在基材的背面上形成氮化物半导体层。其次，在基材的表面上形成具有活性层的氮化物半导体层。在基材的背面上提供氮化物半导体层的加工步骤中，加工气体渗透进基材表面的一侧。另外，沉积物质被附着在基材表面的外围部分。当沉积物质保留时，在具有活性层的氮化物半导体层中产生晶体缺陷，从而降低了装置性能和装置产量。因此，在基材上形成具有活性层的氮化物半导体层之前，有必要去除基材上的沉积物质而不损害基材表面。然而，氮化物半导体具有强的耐化学性。结果，产生下列问题，沉积物质不能充分去除，会留下残留。尤其是，当不同类型的基材具有硅时，会有下列问题，甚至保持基材表面平坦都是困难的，因为硅与镓强烈反应。有人认为对硅基材表面进行再次抛光。然而，堆叠的氮化物半导体结构在所述步骤中会翘曲。因此，甚至保持基材表面平坦度对于结构都是困难的。而且，翘曲与直径的平方成正比。当在加工中使用的基材直径越大时，产生的问题越严重。
技术实现思路
依据一个实施方案，制造堆叠的氮化物半导体结构的方法包括在具有第一热膨胀系数的基材的第二表面上形成第一保护薄膜，第二表面构造为与基材的第一表面相对，在基材的第一表面上形成第一氮化物半导体层，第一氮化物半导体层具有与第一热膨胀系数不同的第二热膨胀系数，在第一氮化物半导体层上形成第二保护薄膜，去除第一保护薄膜，露出基材的第二表面，在基材的第二表面上形成第二氮化物半导体层，第二氮化物半导体层具有与第二热膨胀系数大致相同的第三热膨胀系数，和去除第二保护薄膜，露出第二氮化物半导体层的表面。附图说明图1是显示依据第一实施方案的堆叠的氮化物半导体结构的截面图；图2A-2C是显示依据第一实施方案按顺序制造堆叠的氮化物半导体结构的方法 的截面图；图3A-3C是显示依据第一实施方案按顺序制造堆叠的氮化物半导体结构的方法的截面图；图4A-4B是显示依据第一实施方案按顺序制造堆叠的氮化物半导体结构的方法的截面图；图5A-5C是显示依据对比实施例按顺序制造堆叠的氮化物半导体结构的方法的截面图；图6A-6B是显示依据对比实施例按顺序制造堆叠的氮化物半导体结构的方法的截面图；图1是显示具有依据第一实施方案的堆叠的氮化物半导体结构的氮化物半导体发光装置的截面图；图8是显示具有依据第一实施方案的堆叠的氮化物半导体结构的氮化物半导体发光装置的截面图；图9是显示具有依据第一实施方案的堆叠的氮化物半导体结构的氮化物半导体发光装置的截面图；图10A-10C是显示依据第二实施方案按顺序制造堆叠的氮化物半导体结构的主流程的截面图。具体实施例方式以下将参考附图描述实施方案。(第一实施方案)使用图1至图4A-4B解释依据第一实施方案的制造堆叠的氮化物半导体结构的方法。图1是显示依据第一实施方案的堆叠的氮化物半导体结构的截面图。图2-4是显示依据第一实施方案按顺序制造堆叠的氮化物半导体结构的方法的截面图。依据第一实施方案的堆叠的氮化物半导体结构被用于氮化物半导体发光装置的生产。在不同类型的基材的两面上形成氮化物半导体层，以平衡由在两面上形成的氮化物半导体层的热膨胀系数之间的差别造成的压力。因此，可以降低基材的翘曲。如图1所示，在第一实施方案的堆叠的氮化物半导体结构10中，基材11具有第一表面Ila和与第一表面Ila相对的第二表面lib。另外，堆叠的氮化物半导体结构10具有第一热膨胀系数a I。在基材11的第一表面Ila上提供第一氮化物半导体层12。第一氮化物半导体层12具有第二热膨胀系数a 2，其与第一膨胀系数a I不同。在基材11的第一表面Ilb上提供第二氮化物半导体层13。第二氮化物半导体层13具有第三热膨胀系数a 3，其约等于第二热膨胀系数a 2。例如，基材11的直径约为150mm，厚度tl约为500 y m。基材11的第一热膨胀系数 a I 约为 2. 4X 10_6/Ko第一氮化物半导体层12由氮化镓(GaN)层构成,其厚度t2例如约为5 ii m。第一氮化物半导体层12的第二热膨胀系数a 2约为3. 17X 10_6/K。第二氮化物半导体层13是堆叠结构，其依次由GaN层21、n型GaN包覆层22、MQW层23、p型GaN包覆层24和p型GaN接触层25构成。由于第二氮化物半导体层13是公知的，因此以下将简单描述说明。GaN层21是基础单晶层，用以生长从n型GaN包覆层22到p型GaN接触层25。GaN层21的厚度例如为3iim，这是相当厚的。n型GaN包覆层22的厚度例如约为2 ym。MQW层23是七个GaN势鱼层(barrier layer)与七个InGaN量子讲层的交替堆叠，作为多重量子阱结构，MQW层23的顶层由InGaN量子阱层构成。每个GaN势垒层的厚度约为5nm，每个InGaN量子阱层的厚度约为2. 5nm。形成的p型GaN包覆层24的厚度例如为约lOOnm，形成的p型GaN接触层25的厚度例如为约10nm。InGaN量子阱层(InxGah层，0 < x < D的铟组成比例x设为约0. 1，以所述方式，例如，从第二氮化物半导体层13发出的光的峰值波长设为450nm。第二氮化物半导体层13的厚度t3约为5. 16 U m,其几乎完全被GaN层21和n_型GaN层22占据。以下将描述用于制备堆叠的氮化物半导体结构10的方法。首先，在依据第一实施方案的用于制备堆叠的氮化物半导体结构10的方法中，在基材11的第一表面Ila上形成第二氮化物半导体层12。接着，在第二表面Ilb上形成第二氮化物半导体层13。加工步骤建立为易于去除沉积物质，其附着在与在其上形成氮化物半导体层的其他表面相对的一个表面上。以所述方式，在第二氮化物半导体层13中，由于在第二表面Ilb的侧面形成沉积物质而产生晶体缺陷是可以避免的。另外，可以防止由于在第一表面上沉积物质而导致的基材11的平整度退化。因此，可以防止装置特性的退化以及在装置生产上的装置产量的下降。如在图2A中所示，使用平面取向(111)为±2°的硅基材作为基材11。例如通过CVD，在基材11的第二表面Ilb上形成氧化硅薄膜作为第一保护薄膜31。提供第一保护薄膜31以防止沉积物质直接附着在第二表面Ilb上，并易于从基材11上去除沉积物质。优选使用致密薄膜，并优选第一保护薄膜31的厚度为100-300nm。如图2B所示，基材11被倒置。在基材11的第一表面Ila上，通过MOCVD(金属有机化学气相沉积)提供厚度约为5 u m第一氮化物半导体层12。在加工步骤中，加工气体渗透进基材11的第二表面Ilb的一侧。另外，沉积物质32和颗粒33被附着在第一保护薄膜31的外围部分。沉积物质32和颗粒33主要由多晶型GaN本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造堆叠的氮化物半导体结构的方法，其包括：在具有第一热膨胀系数的基材的第二表面上形成第一保护薄膜，第二表面构造为与基材的第一表面相对；在基材的第一表面上形成第一氮化物半导体层，第一氮化物半导体层具有与第一热膨胀系数不同的第二热膨胀系数；在第一氮化物半导体层上形成第二保护薄膜；去除第一保护薄膜，以露出基材的第二表面；在基材的第二表面上形成第二氮化物半导体层，第二氮化物半导体层具有与第二热膨胀系数大致相等的第三热膨胀系数；和去除第二保护薄膜，以露出第二氮化物半导体层的表面。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：甲斐健一郎，菅原秀人，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：
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