特許ウォッチ

公開番号2025017352
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-05
出願番号2024117791
出願日2024-07-23
発明の名称分離可能半導体基板の製造方法、およびその方法で製造された分離可能半導体基板、薄膜素子および複合素子
出願人ルミジエヌテックカンパニーリミテッド
代理人個人
主分類C30B 29/38 20060101AFI20250129BHJP(結晶成長)
要約【課題】化合物半導体の半導体基板において、費用が安く、大面積基板の製造が可能な技術を開発する。
【解決手段】本発明は、分離可能半導体基板製造方法およびその方法で製造された薄膜素子および複合素子に関し、本発明の一実施例に係る分離可能半導体基板製造方法は、基板を提供する段階、および、炭素と窒化アルミニウムを含むバッファ層(buffer layer)を形成する段階を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板を提供する段階；および
炭素と窒化アルミニウムを含むバッファ層（ｂｕｆｆｅｒｌａｙｅｒ）を形成する段階を含む、分離可能半導体基板の製造方法。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記バッファ層上に化合物半導体層を形成する段階；および
前記化合物半導体層の自己分離（ｓｅｌｆ－ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）を誘導する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の分離可能半導体基板の製造方法。
【請求項３】
前記化合物半導体層は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）であることを特徴とする、請求項２に記載の分離可能半導体基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板は２インチ(ｉｎｃｈ)以上の大きさのサファイア基板であることを特徴とする、請求項１に記載の分離可能半導体基板の製造方法。
【請求項５】
前記バッファ層を形成する段階は、
前記炭素を形成する炭化処理（ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）段階；
前記炭素の上面を窒化処理（ｎｉｔｒｉｄａｔｉｏｎ）する段階；および
前記窒化処理された前記炭素の上面上に窒化アルミニウムを形成する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の分離可能半導体基板の製造方法。
【請求項６】
母基板；および
前記母基板上に配置され、
炭素および窒化アルミニウムを含むバッファ層を含む、分離可能半導体基板。
【請求項７】
前記自己分離可能半導体基板は２ｉｎｃｈ以上の大きさであることを特徴とする、請求項６に記載の分離可能半導体基板。
【請求項８】
波長４００ｎｍの光に対して、平均光透過度が、前記母基板の平均光透過度との対比で２０～８０％減少したことを特徴とする、請求項６に記載の分離可能半導体基板。
【請求項９】
前記バッファ層は、炭素層、窒化層および窒化アルミニウム層を含むことを特徴とする、請求項６に記載の分離可能半導体基板。
【請求項１０】
前記炭素層は３次元構造であることを特徴とする、請求項９に記載の分離可能半導体基板。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離可能半導体基板の製造方法、および、その方法で製造された薄膜素子および複合素子（METHOD FOR MANUFACTURING SEPARABLE SEMICONDUCTOR SUBSTRATE, AND SEMICONDUCTOR SUBSTRATE, THIN FILM DEVICE AND COMPOSITE DEVICE MANUFACTURED BY THE SAME）に関し、より詳細には、化合物半導体結晶を成長させて分離させる分離可能半導体基板の製造方法、およびその方法で製造された薄膜素子および複合素子に関する。
続きを表示（約 960 文字）【背景技術】
【０００２】
化合物半導体は、２種以上の元素からなる半導体を総称するのであり、半導体素子の性能改善と発熱問題の解決のために、化合物半導体の活用が必須となっている。
【０００３】
多様な化合物半導体のうち、急激な成長を示すであろうと見られる核心素材には、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）および酸化ガリウム（Ｇａ
２
Ｏ
３
）がある。
【０００４】
窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）等は、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体であって、全体の広帯域波長にて作動する光電子装置、放出器、感知器および先端高性能半導体についての電力効率性を向上させるウェハ材料として、応用と研究が進行されている。
【０００５】
前述した化合物半導体は、一般的に、サファイア（Ａｌ
２
Ｏ
３
）、シリコン（Ｓｉ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）の基板上に、エピ成長を誘導した後に分離する方式で製造される。
【０００６】
分離方法のうちに自己分離（ｓｅｌｆ－ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）法があり、自己分離法は、パターンを形成して分離する方式およびバッファ層を挿入する方式が報告されている。
【０００７】
パターンを形成する方式は、通常の半導体工程のフォト工程を利用するもので、多くの費用がかかり工程が複雑であるという短所がある。
【０００８】
バッファ層を挿入する方式は、冷却時の熱膨張係数の差による応力を利用するものであって、良好に分離されないか、結晶性が低下して大面積基板を製造し難いという問題がある。
【０００９】
したがって、費用が安く、大面積基板の製造が可能な技術の開発が要求されているのが実情である。
【００１０】
一方、前述した背景技術は、必ずしも本発明の出願前に一般公衆に公開された公知の技術とは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許