[发明专利]制造GaN衬底、外延晶片和半导体器件的方法以及外延晶片

权利要求书

1.一种制造具有c面的GaN衬底(10，31)的方法，该GaN衬 底(10，31)用于通过在所述c面上相继堆叠包括具有大于零且不大于 0.3的Al组分x和大于零且不大于30nm的厚度的Al_xGa_(1-x)N层(21， 34)及GaN层(22，35)的至少两层来制造外延晶片(20，30)，该 方法包括下列步骤：

将由下面的表达式1得到的值t1确定为所述GaN衬底(10，31) 的最小厚度：

(1.5×10¹¹×t1(m)³+1.2×10¹¹×t2(m)³)×{1/(1.5×10¹¹×t1(m))+1/(1.2×10¹¹×t2(m))}/{15.96×x×(1-a2/a1)}×(t1(m)+t2(m))+(t1(m)×t2(m))/{5.32×x×(1 -a2/a 1)}-(r(m)²+h(m)²)/2h(m)＝0…(表达式1)

其中，t1(m)表示所述GaN衬底(10，31)的厚度，r(m)表示所 述GaN衬底(10，31)的半径，t2(m)表示所述Al_xGa_(1-x)N层(21，34) 的厚度，x表示所述Al_xGa_(1-x)N层(21，34)中的Al组分，h(m)表示 所述外延晶片(20，30)的翘曲，a1表示GaN在垂直于c轴的方向上 的晶格常数，并且a2表示AlN在垂直于c轴的方向上的晶格常数；以 及

由GaN锭切割厚度为至少所述最小厚度且小于400μm的所述GaN 衬底(10，31)。

2.根据权利要求1所述的制造GaN衬底(10，31)的方法，在切 割所述GaN衬底的所述步骤中形成具有至少所述最小厚度的所述GaN 衬底(10，31)，其厚度为至少100μm且小于250μm。

3.一种制造外延晶片(20，30)的方法，该方法包括下列步骤：

通过根据权利要求1的制造GaN衬底(10，31)的方法制造GaN 衬底(10，31)；

在所述GaN衬底(10，31)的所述c面上形成Al_xGa_(1-x)N层(21， 34)；以及

在所述Al_xGa_(1-x)N层(21，34)上形成GaN层(22，35)。

4.一种制造半导体器件(40)的方法，该方法包括下列步骤：

通过根据权利要求3的制造外延晶片(20，30)的方法制造外延 晶片(20，30)；以及

在所述外延晶片(20，30)上形成电极(41，42)。