[发明专利]模板、氮化物半导体紫外线发光元件和模板的制造方法有效
| 申请号: | 201780005631.4 | 申请日: | 2017-09-29 |
| 公开(公告)号: | CN109314159B | 公开(公告)日: | 2022-03-22 |
| 发明(设计)人: | 平野光;长泽阳祐 | 申请(专利权)人: | 创光科学株式会社 |
| 主分类号: | H01L33/32 | 分类号: | H01L33/32;C30B29/38;H01L21/20 |
| 代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 任岩 |
| 地址: | 日本国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 模板 氮化物 半导体 紫外线 发光 元件 制造 方法 | ||
1.一种模板的制造方法,其特征在于,其具备:
使AlN结晶通过MOVPE法在以(0001)面或相对于(0001)面仅倾斜规定角度的面作为主面的蓝宝石基板的所述主面直接进行外延生长,从而形成AlN层的工序,
所述工序中,所述MOVPE法中的Al和N的各原料气体的供给按照以下方式进行:Al的原料气体与N的原料气体同时开始供给、或者Al的原料气体比N的原料气体更早开始供给,
所述工序中,在从所述主面外延生长至20nm厚为止的所述AlN层的表面处的所述AlN结晶的平均粒径达到100nm以下且形成厚度20nm的所述AlN层的时刻的所述AlN结晶对所述蓝宝石基板的所述主面的覆盖率为90%以上的生长条件下,使所述AlN结晶进行外延生长,
从所述主面外延生长至20nm厚为止的所述AlN层的表面粗糙度的RMS值达到从所述主面外延生长至300nm厚为止的所述AlN层的表面粗糙度的RMS值以下,
还具备以下工序:使模板中包含的所述AlN层和元件结构部中包含的多个AlGaN系半导体层在所述蓝宝石基板上依次进行外延生长并层叠,对层叠的所述AlGaN系半导体层的一部分区域进行选择性蚀刻,使该区域的n型包覆层露出,在未经蚀刻的区域内的p型接触层上形成p电极,在已经蚀刻的区域内的所述n型包覆层上形成n电极。
2.一种模板的制造方法,其特征在于,其具备:
使AlN结晶通过MOVPE法在以(0001)面或相对于(0001)面仅倾斜规定角度的面作为主面的蓝宝石基板的所述主面直接进行外延生长,从而形成AlN层的工序,
所述工序中,所述MOVPE法中的Al和N的各原料气体的供给按照以下方式进行:Al的原料气体与N的原料气体同时开始供给、或者Al的原料气体比N的原料气体更早开始供给,使所述AlN层进行+C轴即[0001]方向取向,
所述工序中,在使覆盖所述主面的90%以上的所述AlN层外延生长至20nm厚为止时,所述AlN层的表面处的所述AlN结晶的平均粒径达到100nm以下且形成厚度20nm的所述AlN层的时刻的所述AlN结晶对所述蓝宝石基板的所述主面的覆盖率为90%以上的生长条件下,使所述AlN结晶进行外延生长,
从所述主面外延生长至20nm厚为止的所述AlN层的表面粗糙度的RMS值达到从所述主面外延生长至300nm厚为止的所述AlN层的表面粗糙度的RMS值以下,
还具备以下工序:使模板中包含的所述AlN层和元件结构部中包含的多个AlGaN系半导体层在所述蓝宝石基板上依次进行外延生长并层叠,对层叠的所述AlGaN系半导体层的一部分区域进行选择性蚀刻,使该区域的n型包覆层露出,在未经蚀刻的区域内的p型接触层上形成p电极,在已经蚀刻的区域内的所述n型包覆层上形成n电极。
3.根据权利要求1或2所述的模板的制造方法,其特征在于,所述工序中,在从所述主面外延生长至300nm厚为止的所述AlN层的表面处的所述AlN结晶的平均粒径达到300nm以下的生长条件下,使所述AlN层进行外延生长。
4.根据权利要求1或2所述的模板的制造方法,其特征在于,所述工序中,在从所述主面外延生长至20nm厚为止的所述AlN层的表面粗糙度的RMS值达到5nm以下的生长条件下,使所述AlN层进行外延生长。
5.根据权利要求1或2所述的模板的制造方法,其特征在于,所述工序中,在从所述主面外延生长至300nm厚为止的所述AlN层的表面粗糙度的RMS值达到10nm以下的生长条件下,使所述AlN层进行外延生长。
6.根据权利要求1或2所述的模板的制造方法,其特征在于,所述工序中,在从所述主面外延生长至300nm厚为止的所述AlN层的表面处的所述AlN结晶发生+C轴即[0001]方向取向的生长条件下,使所述AlN层进行外延生长。
7.根据权利要求1或2所述的模板的制造方法,其特征在于,所述工序中,将所述AlN层的生长温度设为1150℃以上且1300℃以下。
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