[发明专利]外延层的制备剥离方法及半导体器件制备方法

说明书

本发明公开了外延层的制备剥离方法及半导体器件制备方法，其中的外延层的制备剥离方法，包括如下步骤：提供一衬底，并在衬底上依次采用第一生长工艺和第二生长工艺生长牺牲层；牺牲层包括第一生长工艺下生长的孔洞部和第二生长工艺下生长的平整部；在平整部上生长外延层；使用刻蚀液刻蚀牺牲层，将外延层从衬底上剥离；刻蚀液可进入孔洞部内的孔洞中进行刻蚀。通过执行本发明中的方法，在采用刻蚀液(湿法刻蚀)进行外延层剥离解决激光剥离影响外延层和衬底质量的问题的同时，保证该方法中的外延层剥离效率。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及到一种外延层的制备剥离方法及一种半导体器件的制备方法。

背景技术

第三代半导体材料即宽禁带(Wide Band Gap Semiconductor，简称WBGS)半导体材料是继第一代硅、锗和第二代砷化镓、磷化铟等以后发展起来，伴随着更高要求、更严苛的条件而出现和发展的材料，实现了在高温、高频、大功率、强辐射、全波长等极端条件下的应用。

在第三代半导体材料中，氮化镓(GaN)对半导体器件的发展而言是至关重要的，氮化镓具有宽带隙、直接带隙、高击穿电场、较低的介电常数、高电子饱和漂移速度、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优良性能，成为继硅、锗、砷化镓后制造新一代微电子器件和集成电路的关键性半导体材料。GaN基LED及GaN激光器等已实现产业化，因其亮度高、能耗小、体积薄、寿命长等特点，为社会生产生活带来极大的方便。氮化镓在极端条件下的适用性，使其成为微电子、电力电子、光电子等高新技术以及国防工业、信息产业、机电产业和能源产业等支柱产业进入21世纪后赖以继续发展的关键基础材料。

商业化的GaN常使用蓝宝石或硅衬底外延生长，归因于碳化硅和氮化镓衬底价格昂贵，且为得到自由无支撑的外延氮化镓薄膜，人们常用激光剥离的方法来分离衬底和外延层。激光剥离时，激光照射在衬底与外延界面处，激光的高能量被GaN晶体吸收，使GaN晶体迅速升温气化，瞬间产生的高温难由导热性不好的衬底散发，又因衬底与外延层之间存在较大的热失配，会产生大量缺陷，影响了晶体质量，甚至破坏外延薄膜。

发明内容

因此，本发明主要目的在于提供一种外延层的制备剥离方法及一种半导体器件的制备方法，以克服现有技术的不足。

为此，根据第一方面，本发明提供了一种外延层的制备剥离方法，包括如下步骤：

提供一衬底，并在衬底上依次采用第一生长工艺和第二生长工艺生长牺牲层；牺牲层包括第一生长工艺下生长的孔洞部和第二生长工艺下生长的平整部；

在平整部上生长外延层；

使用刻蚀液刻蚀牺牲层，将外延层从衬底上剥离；刻蚀液可进入孔洞部内的孔洞中进行刻蚀。

进一步地，第一生长工艺和第二生长工艺均为在化学气相沉积反应室中进行，第一生长工艺中的温度低于第二生长工艺中的温度，第一生长工艺中的压力高于第二生长工艺中的压力。

进一步地，外延层的生长为在化学气相沉积反应室中进行。

进一步地，外延层为GaN层，牺牲层为N型掺杂GaN层。

进一步地，第一生长工艺中的温度为500～900℃，压力为200-600torr；第二生长工艺中的温度为900-1200℃，压力为40～200torr。

根据第二方面，本发明提供了一种半导体器件的制备方法，包括如下步骤：

提供一衬底，并在衬底上依次采用第一生长工艺和第二生长工艺生长牺牲层；牺牲层包括第一生长工艺下生长的孔洞部和第二生长工艺下生长的平整部；

在平整部上生长外延层；

在外延层上生长半导体器件功能层；