CN101509146A - 制造ⅲ族氮化物晶体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了III族氮化物晶体的制造方法，借此方法，当除去III族氮化物衬底时，III族氮化物晶体中的破裂发生率保持最小。III族氮化物晶体制造方法包括：在III族氮化物衬底(10)的一个主面(10m)上生长III族氮化物晶体(20)的步骤，其中至少III族氮化物晶体(20的构成原子类型和比例、或其掺杂剂类型和浓度与III族氮化物衬底(10)不同；以及通过气相腐蚀除去III族氮化物衬底(10)的步骤。

Description

制造Ⅲ族氮化物晶体的方法
技术领域
本发明涉及制造III族氮化物晶体的方法，在该III族氮化物晶体中破裂发生率降低。
背景技术
发现III族氮化物晶体能够大规模应用，所述晶体理想地适用于包括光电子和电子器件的各种半导体器件。在这类III族氮化物晶体的制造中，使用多种蒸发沉积技术(包括氢化物气相外延法(HVPE)、有机金属化学气相沉积法(MOCVD)和升华法)以及多种液相沉积技术(包括通过溶液法和助熔剂(flux)法进行的生长)。
其中，为了获得大体积低位错密度的III族氮化物晶体，通过上述技术，在与III族氮化物衬底的构成原子类型和比例(即，化学组成)相同的III族氮化物晶体的III族氮化物衬底的主面上进行外延生长，并对所述III族氮化物晶体部分进行切片或通过磨削或抛光除去III族氮化物衬底以获得III族氮化物晶体。(参见，例如国际申请公开WO99/23693号公报(专利文献1))。
然而，如果在III族氮化物衬底的主面上生长的III族氮化物晶体的掺杂剂类型和浓度与III族氮化物衬底的不同，即使构成原子的类型和比例相同，在对III族氮化物晶体部分切片或通过磨削或抛光除去III族氮化物衬底时的晶体生长后机械加工过程中，所述III族氮化物晶体易于破裂。人们相信这是由于III族氮化物衬底和III族氮化物晶体之间产生了应力，这归因于III族氮化物衬底和III族氮化物晶体的热膨胀系数和晶格常数不同。
而且，使用强酸(如磷酸)或强碱(如KOH)的液相腐蚀不适合于III族氮化物晶体，因为腐蚀速度太慢且加工选择性太差。
发明内容
根据前述，本发明的目的是提供III族氮化物晶体制造方法，由此在除去III族氮化物衬底时，III族氮化物晶体的破裂发生率最低。
本发明为III族氮化物晶体制造方法，其包括：在III族氮化物衬底的一个主面上生长III族氮化物晶体的步骤，其中至少所述III族氮化物晶体的构成原子类型和比例、或其掺杂剂类型和浓度与所述III族氮化物衬底不同；以及通过气相腐蚀除去所述III族氮化物衬底的步骤。
在本发明的III族氮化物晶体制造方法中，通过在所述III族氮化物衬底的另一个主面上喷射腐蚀气体来进行所述气相腐蚀。此外，所述气相腐蚀能够使用选自HCl气体、Cl2气体和H2气体中的至少一种气体作为腐蚀气体。另外，所述III族氮化物晶体的生长温度与所述气相腐蚀的腐蚀温度之差可以为200℃以下。另外，在所述气相腐蚀中的腐蚀温度还可以为700℃以上。
本发明控制III族氮化物晶体在除去其III族氮化物衬底中的破裂发生率，能够制造具有良好收率的III族氮化物晶体。
参考图1，本发明III族氮化物晶体制造方法的一种实施方式包括：在III族氮化物衬底10的一个主面10m上生长III族氮化物晶体20的步骤(图1A)，所述III族氮化物晶体20至少在构成原子类型和比例、或其掺杂剂类型和浓度方面与III族氮化物衬底10不同；通过气相腐蚀除去III族氮化物衬底10的步骤(图1B和1C)。通过气相腐蚀除去III族氮化物衬底10使在III族氮化物衬底10的除去中III族氮化物晶体20产生破裂的发生率最小化。
在此，为了彻底除去III族氮化物衬底10，并为了除去最初在III族氮化物衬底10上生长的结晶度较差的III族氮化物晶体的一部分20e，能够将III族氮化物衬底10以及III族氮化物晶体的一部分20e(例如，该部分从其与所述衬底的界面至固定厚度处)一起除去。
另外，在III族氮化物衬底10的一个主面10m上生长III族氮化物晶体20，至少III族氮化物晶体20的构成原子类型和比例、或其掺杂剂类型和浓度与III族氮化物衬底10不同。因此，在III族氮化物衬底10的热膨胀系数和晶格常数与III族氮化物晶体20的热膨胀系数和晶格常数不同的条件下，当所述III族氮化物晶体生长，并当在生长后冷却所述III族氮化物晶体时，在所述III族氮化物衬底与所述III族氮化物晶体之间出现应变。
在此情况下，当进行机械加工操作(如对III族氮化物晶体切片和通过磨削和/或抛光除去III族氮化物衬底)时，由于在III族氮化物晶体上的机械载荷，在所述III族氮化物晶体中易于发生破裂。相反，因为没有机械载荷置于III族氮化物晶体上，通过气相腐蚀进行III族氮化物衬底的除去，将在III族氮化物晶体中产生的破裂控制到最小。而且，因为不是在室温(例如，25℃)下而是在接近晶体生长温度的温度下进行气相腐蚀，所以能够在III族氮化物衬底和III族氮化物晶体之间应变小的状态下完成腐蚀，以进一步控制III族氮化物晶体中的破裂。
此外，当进行机械加工操作(如对III族氮化物晶体切片和通过磨削和/或抛光除去III族氮化物衬底)时，沿着所述III族氮化物晶体的加工表面形成一定厚度的加工变质层。如果通过气相腐蚀代替来进行III族氮化物衬底的除去，不会在III族氮化物晶体上形成加工变质层。
此外，因为在室温或接近室温下对在III族衬底上的III族氮化物晶体进行机械加工(制造操作如对晶体的切片以及磨削和/或抛光除去衬底)，所以在完成所述操作时，在III族氮化物衬底和III族氮化物晶体中存在相当大的翘曲。如果通过气相腐蚀代替进行III族氮化物衬底的除去，则在接近晶体生长温度的温度下，完成所述腐蚀并在III族氮化物衬底和III族氮化物晶体中只存在轻微翘曲，使得III族氮化物晶体腐蚀后的翘曲最少化。
对本发明中的气相腐蚀没有特殊限制，只要其能够除去III族氮化物衬底10即可，但考虑到腐蚀效率，优选通过在III族氮化物衬底10的另一个主面10n上喷射腐蚀气体来完成。
另外，所述气相腐蚀优选使用选自HCl气体、Cl2气体和H2气体的气体作为腐蚀气体。这是因为这些气体能够有效地腐蚀III族氮化物晶体。
本发明具体实施方式中的另一优选条件是，所述III族氮化物晶体的生长温度和所述气相腐蚀的腐蚀温度之差为200℃以下。如果晶体生长温度和气相腐蚀温度之差超过200℃，则由于III族氮化物衬底的热膨胀系数与III族氮化物晶体的热膨胀系数之间的不同，III族氮化物衬底与III族氮化物晶体之间的应变会上升，变得如此严重以致于会抑制对III族氮化物晶体中破裂产生的控制。基于此，晶体生长温度和气相腐蚀温度之差更优选为100℃以下，还更优选为50℃以下。
另外，在本发明具体实施方式中，为了有效地进行所述气相腐蚀，优选腐蚀温度为700℃以上，更优选900℃以上，还更优选1100℃以上。
附图说明
图1是显示本发明III族氮化物晶体制造方法的一种实施方案的概略剖面图，其中图1A表示在III族氮化物衬底的一个主面上生长III族氮化物晶体的加工步骤，图1B和1C表示除去III族氮化物衬底和III族氮化物晶体的一部分的加工步骤。
在该图中，标记10表示III族氮化物衬底，标记10m和10n，表示主面；标记20表示III族氮化物晶体；标记20e表示III族氮化物晶体的一部分；标记E表示腐蚀气体。
具体实施方式
实施例1
1.III族氮化物晶体的生长步骤
参考图1：通过HVPE，在5.08cm(2英寸)直径和400μm厚的GaN衬底(III族氮化物衬底10)的一个主面10m上生长厚2100μm的、用7×1018cm-3的O原子掺杂的GaN晶体(III族氮化物晶体20)。在该方法中，将GaN晶体的生长温度设定为1050℃；将Ga氯化物气体(其为III族前体气体)的分压设定为1kPa；将NH3气体(其为氮前体气体)的分压设定为10kPa；将O2气体(其为掺杂剂的原料气)的分压设定为0.2Pa。应注意，用于本实施例和比较例中的所有III族氮化物衬底都是掺杂剂类型为氧且掺杂剂浓度为4×1018cm-3的衬底。并且在III族氮化物晶体的掺杂中，将O、Si、Fe或C用作掺杂剂类型，将掺杂剂气体的分压控制在0.2Pa～50Pa的范围内，将晶体中的掺杂剂浓度控制在5×1017cm-3～2×1019cm-3范围内。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
将HCl气体(腐蚀气体E)喷射到GaN衬底(III族氮化物衬底10)的另一个主面10n上，所述GaN衬底的一个主面10m上已经生长了GaN晶体(III族氮化物晶体20)，以通过气相腐蚀除去400μm厚的衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，制得2000μm厚的GaN晶体。在该过程中，将腐蚀温度设定为950℃，将腐蚀时间设定为150分钟。
关于通过与上述相同的加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层的厚度为0μm(指100个晶体样品中的平均厚度，在下面的实施例和比较例中同样如此)，晶体中的翘曲为5μm(指100个晶体样品中的平均翘曲，在下面的实施例和比较例中同样如此)，以及破裂发生率为12％。其中，通过以通过晶体的阴极射线发光(CL)部分测量至不发光表面的层厚度，获得加工变质层的厚度。同时，从它们的曲率半径得到晶体中的翘曲程度，其通过X-射线衍射表征的晶体中斜晶轴(off-angled crystallographic axes)的分布计算得到。此外，作为在总晶体样品中发生破裂的晶体的比例，破裂发生率以百分比的形式给出。“发生破裂的晶体”是指其中出现2.0mm以上长度的线状表面破裂的晶体，或其中出现三个以上的0.5mm至2.0mm的线状表面破裂的晶体，或其中出现二十一个以上的0.3mm至0.5mm的线状表面破裂的晶体。结果显示于表I中。
比较例1
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
沿着GaN衬底(在其一个主面上已经生长了GaN晶体)的另一个主面，用在其中嵌入SiC砂粒(平均粒度35μm)的#500抛光头(SiC抛光头)进行磨削，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层的厚度为10μm，晶体中的翘曲为35μm，破裂发生率为85％。因此，将该GaN晶体用作半导体器件衬底需要再除去加工变质层。所述结果列于表I中。
比较例2
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
沿着GaN衬底(其一个主面上已经生长了GaN晶体)的另一个主面，用含金刚石砂粒(平均粒度10μm)的浆体进行抛光，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层的厚度为3μm，晶体中的翘曲为15μm，破裂发生率为25％。因此，将该GaN晶体用作半导体器件衬底需要再除去加工变质层。所述结果列于表I中。
比较例3
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
在与GaN衬底主面平行的面中，使用具有0.3mm直径的金刚石电沉积线状刀片的线状锯，对在GaN衬底的一个主面上生长的GaN晶体进行切割，借此除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至500μm厚度处的部分)，得到四个400μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为12μm，晶体中的翘曲为30μm，破裂发生率为45％。因此，将该GaN晶体用作半导体器件衬底需要再除去加工变质层。所述结果列于表I中。
实施例2
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了腐蚀温度为750℃，腐蚀时间为200分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至150μm厚度处的部分)，得到1950μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为3μm，破裂发生率为10％。所述结果列于表I中。
表I
Figure A200910006384D00111
参考表I：对于通过磨削、抛光或切片等机械操作除去III族氮化物衬底的III族氮化物晶体，每个都广泛存在加工变质层厚度、晶体中的翘曲和破裂发生率(比较例1至3)。相比而言，对于通过使用HCl作为腐蚀气体的气相腐蚀除去III族氮化物衬底的III族氮化物晶体，加工变质层的厚度为0μm，同时最小化了每个晶体中的翘曲和破裂发生率。
实施例3
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了腐蚀温度为1050℃，腐蚀时间为60分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为5μm，破裂发生率为9％。所述结果列于表II中。
实施例4
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了腐蚀温度为1150℃，腐蚀时间为30分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至300μm厚度处的部分)，得到1800μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为6μm，破裂发生率为4％。所述结果列于表II中。
实施例5
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了腐蚀温度为1250℃，腐蚀时间为10分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至350μm厚度处的部分)，得到1750μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为6.5μm，破裂发生率为5％。所述结果列于表II中。
实施例6
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了腐蚀温度为1000℃，腐蚀时间为150分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至300μm厚度处的部分)，得到1800μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为2.5μm，破裂发生率为7％。所述结果列于表II中。
实施例7
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了腐蚀温度为1050℃，腐蚀时间为150分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至700μm厚度处的部分)，得到1400μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为6μm，破裂发生率为3％。所述结果列于表II中。
表II
参考表I和表II：III族氮化物晶体生长中的温度与气相腐蚀中的腐蚀温度之间的温度差越小，且衬底和晶体去除厚度越大，则破裂发生率降低得越多。同时，在气相腐蚀中，腐蚀温度越高，腐蚀速度越快(实施例1至7)。
实施例8
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了使用H2作为腐蚀气体且腐蚀温度为1050℃、腐蚀时间为200分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至1100μm厚度处的部分)，得到1000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为6.8μm，破裂发生率为8％。所述结果列于表III中。
实施例9
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了使用Cl2作为腐蚀气体且腐蚀温度为950℃、腐蚀时间为150分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至150μm厚度处的部分)，得到1950μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为3μm，破裂发生率为10％。所述结果列于表III中。
实施例10
1.III族氮化物晶体的生长步骤
以与实施例1中相同的方式，在GaN衬底的一个主面上生长掺杂氧的GaN晶体。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了使用Cl2作为腐蚀气体且腐蚀温度为1000℃、腐蚀时间为150分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至320μm厚度处的部分)，得到1780μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为5μm，破裂发生率为9％。所述结果列于表III中。
表III
Figure A200910006384D00181
参考表III：在将H2或Cl2用作腐蚀气体的实施方式中，也能获得具有轻微翘曲、加工变质层厚度为0μm且低破裂发生率的III族氮化物晶体。
实施例11
1.III族氮化物晶体的生长步骤
除了控制O2气体分压使得晶体掺杂2×1019cm-3的O原子以外，以与实施例1中相同的方式生长了2100μm厚的GaN晶体(III族氮化物晶体20)。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为5μm，破裂发生率为18％。所述结果列于表IV中。
实施例12
1.III族氮化物晶体的生长步骤
除了使用分压受控的SiCl4气体使得晶体掺杂2×1018cm-3的Si原子以外，以与实施例1中相同的方式生长了2100μm厚的GaN晶体(III族氮化物晶体20)。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度(平均厚度)为0μm，晶体中的翘曲(平均翘曲)为5μm，破裂发生率为7％。所述结果列于表IV中。
实施例13
1.III族氮化物晶体的生长步骤
除了使用分压受控的Cp2Fe二茂铁气体使得晶体掺杂8×1017cm-3的Fe原子以外，以与实施例1中相同的方式生长了2100μm厚的GaN晶体(III族氮化物晶体20)。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为5μm，破裂发生率为12％。所述结果列于表IV中。
实施例14
1.III族氮化物晶体的生长步骤
除了使用分压受控的CH4气体使得晶体掺杂5×1017cm-3的C原子以外，以与实施例1中相同的方式生长了2100μm厚的GaN晶体(III族氮化物晶体20)。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为5μm，破裂发生率为12％。所述结果列于表IV中。
表IV
Figure A200910006384D00211
参考表IV：在掺杂剂类型和浓度不同的实施例中，也能获得轻微翘曲、加工变质层厚度为0μm和低破裂发生率的III族氮化物晶体。
实施例15
1.III族氮化物晶体的生长步骤
参考图1：通过HVPE，在5.08cm(2英寸)直径和400μm厚的AlN衬底(III族氮化物衬底10)的一个主面10m上，生长2100μm厚的、用7×1018cm-3的O原子掺杂的AlN晶体(III族氮化物晶体20)。在该方法中，将AlN晶体生长温度设定为1350℃；将Al氯化物气体(其为III族前体气体)的分压设定为1kPa；将NH3气体(其为氮前体气体)的分压设定为10kPa。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了使用Cl2作为腐蚀气体且腐蚀温度为1400℃、腐蚀时间为60分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的AlN衬底和AlN晶体的一部分(从其与衬底的界面至250μm厚度处的部分)，得到1850μm厚的AlN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个AlN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为6.5μm，破裂发生率为15％。所述结果列于表V中。
实施例16
1.III族氮化物晶体的生长步骤
参考图1：通过HVPE，在5.08cm(2英寸)直径和400μm厚的AlN衬底(III族氮化物衬底10)的一个主面10m上，生长2100μm厚的、用7×1018cm-3的O原子掺杂的GaN晶体(III族氮化物晶体20)。在该方法中，将GaN晶体的生长温度设定为1350℃；将Ga氯化物气体(其为III族前体气体)的分压设定为4kPa；将NH3气体(其为氮前体气体)的分压设定为10kPa。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了使用Cl2作为腐蚀气体以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的AlN衬底和GaN晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的GaN晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个GaN晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为5μm，破裂发生率为15％。所述结果列于表V中。
实施例17
1.III族氮化物晶体的生长步骤
参考图1：通过HVPE，在5.08cm(2英寸)直径和400μm厚的AlN衬底(III族氮化物衬底10)的一个主面10m上，生长2100μm厚的、用7×1018cm-3的O原子掺杂的Al0.25Ga0.75N晶体(III族氮化物晶体20)。在该方法中，将Al0.25Ga0.75N晶体的生长温度设定为1250℃；将Al氯化物气体和Ga氯化物气体(它们是III族前体气体)的分压分别设定为250Pa和750Pa；将NH3气体(其为氮前体气体)的分压设定为10kPa。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
除了使用Cl2作为腐蚀气体且腐蚀温度为1400℃以及腐蚀时间为60分钟以外，以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的AlN衬底和Al0.25Ga0.75N晶体的一部分(从其与衬底的界面至250μm厚度处的部分)，得到1850μm厚的Al0.25Ga0.75N晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个Al0.25Ga0.75N晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为6.5μm，破裂发生率为15％。所述结果列于表V中。
实施例18
1.III族氮化物晶体的生长步骤
参考图1：通过HVPE，在5.08cm(2英寸)直径和400μm厚的GaN衬底(III族氮化物衬底10)的一个主面10m上，生长2100μm厚的、用7×1018cm-3的O原子掺杂的Al0.25Ga0.75N晶体(III族氮化物晶体20)。在该方法中，将Al0.25Ga0.75N晶体的生长温度设定为1150℃；Al氯化物气体和Ga氯化物气体(它们是III族前体气体)的分压分别设定为250Pa和750Pa；将NH3气体(其为氮前体气体)的分压设定为10kPa。
2.III族氮化物衬底的去除步骤
以与实施例1中相同的方式进行腐蚀，以除去400μm厚的GaN衬底和Al0.25Ga0.75N晶体的一部分(从其与衬底的界面至100μm厚度处的部分)，得到2000μm厚的Al0.25Ga0.75N晶体。关于通过与刚才描述的相同加工步骤得到的100个Al0.25Ga0.75N晶体样品，加工变质层厚度为0μm，晶体中的翘曲为5μm，破裂发生率为15％。所述结果列于表V中。
表V
参考表V：在III族氮化物衬底和III族氮化物晶体的组合为AlN衬底和AlN晶体、或AlN衬底和GaN晶体、或AlN衬底和Al0.25Ga0.75N晶体、或GaN衬底和Al0.25Ga0.75N晶体的实施中，也能得到轻微翘曲、加工变质层厚度为0μm且低破裂发生率的III族氮化物晶体。
应当理解，在前述的实施例和比较例中，为了彻底清除III族氮化物衬底并得到高结晶度的III族氮化物晶体，在除去III族氮化物衬底的同时除去了III族氮化物晶体的一部分，当然，仅单独除去III族氮化物衬底也是适当的。
无论如何，此处公开的具体化的方式和实施例是示例性而不是限制性的。本发明的范围不是由前述说明提出而是通过本专利的权利要求书的范围确定，而且，本发明的范围包括与本专利的权利要求范围等同的含义和在该范围内的所有修改。

Claims (5)

1.III族氮化物晶体制造方法，包括：
在III族氮化物衬底的一个主面上生长III族氮化物晶体的步骤，其中至少所述III族氮化物晶体的构成原子类型和比例、或其掺杂剂类型和浓度与所述III族氮化物衬底不同；以及
通过气相腐蚀除去所述III族氮化物衬底的步骤。
2.如权利要求1所述的III族氮化物晶体制造方法，其中通过在所述III族氮化物衬底的另一个主面上喷射腐蚀气体来进行所述气相腐蚀。
3.如权利要求1所述的III族氮化物晶体制造方法，其中所述气相腐蚀使用选自HCl气体、Cl2气体和H2气体中的至少一种气体作为腐蚀气体。
4.如权利要求1所述的III族氮化物晶体制造方法，其中所述III族氮化物晶体的生长温度和所述气相腐蚀的腐蚀温度之差为200℃以下。
5.如权利要求1所述的III族氮化物晶体制造方法，其中在所述气相腐蚀中的腐蚀温度为700℃以上。
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