[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

摘要

本发明涉及制造GaN衬底、外延晶片和半导体器件的方法以及外延晶片。假定r(m)表示GaN衬底(10)的半径，t1(m)表示GaN衬底的厚度，h1(m)表示在形成外延晶片(20)之前的GaN衬底(10)的翘曲，t2(m)表示Al_xGa_(1-x)N层(21)的厚度，h2(m)表示外延晶片的翘曲，a1表示GaN的晶格常数并且a2表示AlN的晶格常数，由下面的表达式1得到的值t1确定为GaN衬底(10)的最小厚度：(1.5×10¹¹×t1³+1.2×10¹¹×t2³)×{1/(1.5×10¹¹×t1)+1/(1.2×10¹¹×t2)}/{15.96×x×(1-a2/a1)}×(t1+t2)+(t1×t2)/{5.32×x×(1-a2/a1)}-(r²+h²)/2h＝0。形成厚度为至少该最小厚度(t1)且小于400μm的GaN衬底(10)。

主权项

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AlxGa(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×t13+1.2×1011×t23)×{1/(1.5×1011×t1)+1/(1.2×1011×t2)}/{15.96×x×(1-a2/a1)}×(t1+t2)+(t1×t2)/{5.32×x×(1-a2/a1)}-(r2+h2)/2h＝0…(表达式1)假设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AlxGa(1-x)N层(21，34)的厚度，x表示所述AlxGa(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的晶格常数，并且a2表示AlN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)。