JP2012051792A - 独立(Al、Ga、In)Nおよびそれを形成するための分割方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エピタキシャルに適合できる犠牲型板12を設けるステップと、単結晶(Al、Ga、In)N材料16を型板12上に堆積して、犠牲型板12と(Al、Ga、In)N材料16との間の界面14を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品10を形成するステップと、複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品10を界面修正して、犠牲型板12を(Al、Ga、In)N材料16から分割し、独立(Al、Ga、In)N物品10を生じるステップにより、独立(Al、Ga、In)N物品を製造する。
【選択図】図1
Description
本発明は、一般に、独立物品を形成するための方法、およびこれによって形成された独立物品に関する。特に、本発明は、独立(Al、Ga、In)N物品、および(Al、Ga、In)Nが成長させられていたベース材料またはベース層から(Al、Ga、In)Nを界面分離して、マイクロエレクトロニクまたはオプトエレクトロニクスデバイスの製作に適切な独立体としての分離された(Al、Ga、In)N材料を生じる独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法に関する。
米国特許第5,679,152号は、エピタキシャルに適合できる犠牲型板上に独立(Al、Ga、In)N単一結晶物品を製造することについて記述しており、この方法では、単一結晶(Al、Ga、In)Nの層が型板上に堆積され、かつ犠牲型板が成長温度の近くで除去されて独立(Al、Ga、In)Nを残す。
本発明は、広範囲の観点で、独立物品用の基板上に構造材料を堆積して、基板と材料との間の界面を含む材料/基板複合物品を形成するステップと、複合材料/基板物品を界面修正して基板を材料から分割し、独立物品を生じるステップと、を含む独立物品を形成する方法に関する。
エピタキシャルに適合できる犠牲型板を設けるステップと、
単結晶(Al、Ga、In)N材料を型板上に堆積して、犠牲型板と(Al、Ga、In)N材料との間の界面を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を形成するステップと、
複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、犠牲型板を(Al、Ga、In)N材料から分割し、独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップと、
を含むステップによって独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法に関する。
される環境に関してインシチューまたはエクスシチュー実施し得る。
以下の米国特許および米国特許出願の開示は、全体が参考として本明細書に組み込まれて
いる。
ミヒャエルA.ティッシュラー(Michael A.Tischler)らの名前で1994年1月27日に出願され、現在、米国特許第5,679,152号として交付されている米国特許出願第08/188,469号、
ミヒャエルA.ティッシュラー(Michael A.Tischler)らの名前で1997年10月21日に出願された米国特許出願第08/955,168号、
ロバートP.ボード(Robert P.Vaudo)らの名前で1997年12月3日に出願され、現在、米国特許第6,156,581号として交付されている米国特許出願第08/984,473号、
ロバートP.ボード(Robert P.Vaudo)らの名前で1998年10月26日に出願された米国特許出願第09/179,049号、
ロバートP.ボード(Robert P.Vaudo)らの名前で2000年3月13日に出願された米国特許出願第09/524,062号、
ジェフリーS.フリン(Jeffrey S.Flynn)らの名前で2000年6月28日に出願された米国特許出願第09/605,195号、
ミヒャエルA.ティッシュラー(Michael A.Tischler)らの名前で2001年8月14日に出願された米国特許出願第09/929,789号、
ミヒャエルA.ティッシュラー(Michael A.Tischler)らの名前で2001年8月21日に出願された米国特許出願第09/933,943号。
(ii)それぞれの型板および(Al、Ga、In)N材料の界面接着を少なくとも弱化するように、界面材料の化学的および/または物理的変化を誘発する程度に十分に高いレーザパワー密度、
(iii)材料内への(界面を越えて)より深い熱拡散を低減し、吸収されたレーザエネルギから生じる衝撃波を低減し、また生成物(Al、Ga、In)N材料内の物理的および/または化学的変化の程度を一般に小さくし、これによって単結晶(Al、Ga、In)N生成物材料に対する損傷を最小にするために適用される照射線の短パルス、
(iv)適用される照射線のパルス化、および複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品上に適用される照射線ビームの任意選択的スキャンに関連して、結晶領域を分割するために有効なパルスレートを利用すること、
(v)大部分のビームプロファイルが機能するが(ガウス、トップハット等)、高い(ビームセンタ)から低い(ビームエッジ)エネルギへの均一で円筒状に対称的かつ漸次の遷移が望ましい。
に、任意の適切な温度で行うことができる。
サファイア上でGaNをHVPE成長させ、またHVPE成長温度の近くで成長室内で複合物GaN/サファイア物品をレーザ分割することによって、厚さ400μmの独立GaNを生成した。
実施例2
本実施例では、サファイア上でGaNをHVPE成長させ、また高温でレーザ分割することによって40mmの直径の独立GaNウェハを生成した。
(1)(0001)サファイアウェハの裏面を300nmのSiO2でスパッタ被覆した。ウェハのエッジは、同時にある被覆を受容したが、ウェハの正面(成長面)のSiO2の堆積が妨げられた。
(2)スパッタ被覆されたこの犠牲(0001)サファイアウェハを水平のHVPE反応器の成長室内に装入した。
(3)サファイアを約1000℃に加熱し、また溶融したGa上方にHClを流すことによって生成されたGaClを用いて、プロセスにおいて35のNH3/HCl比でサファイアの表面をGaClガスおよびNH3ガスに180分間露出した。
(4)GaCl流を終了した。
(5)NH3流を終了した。
(6)GaN/サファイア複合物を成長室から取り除いた。
(7)成長室から取り除いた後、GaN/サファイア複合物は数日間室内周囲温度に維持した。
(8)サファイア面にまたGaN−サファイア複合物のエッジに配置したGaN堆積物を、数時間のSiO2のHFエッチングと物理的研削とを組み合わせて除去した。
(9)GaN表面をSiC粒子のベッド内に配置して、GaN/サファイア複合物を真空室内に装入した。
(10)粗い表面(マット仕上げ部)をGaN/サファイアに最も密接に配置してレーザビームを均質にし、1cmの厚さの石英ディスクをGaN/サファイア複合物上に配置した。
(11)真空室を真空引きし、N2ガスで充填した。
(12)GaN/サファイア複合物を約900℃に加熱した。
(13)レーザパワーメータとウェーブプレート偏光子との組み合わせを用いて、Nd:YAGレーザの第3高調波からの照射線を100mJに調整し、次に、レーザ照射線を石英窓、石英ディスク、およびサファイアとGaN/サファイアとの界面を通して真空室に方向付けた。
(14)レーザビームを電気光学的に変調して、一方のエッジで開始してウェハにわたってビームをラスタし、ウェハ領域全体を露出するまでGaNの{112bar0}面に対し平行にスキャンした。
(15)GaNおよびサファイアを室内周囲温度に冷却した。
(16)GaNおよびサファイアを、希釈HF溶液に30分間配置し、次に、独立GaNをHFから除去して、脱イオン水ですすぎ洗いした。
(17)一方の平坦面が{112bar0}方向をマークするようにして、研磨粒子を用いて、GaN材料を40mmの直径の丸いウェハに寸法決めした。
(18)ウェハを均一の厚さにラップし、9μmと3μmのダイヤモンドグリットを用いて機械研磨した。
(19)ウェハを化学的・機械的に研磨して、エピタキシャル態勢のGaNウェハを生成した。
Claims (148)
- エピタキシャルに適合できる犠牲型板を設けるステップと、
単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積して、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間の界面を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を形成するステップと、
前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割し、独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップと、
を含むステップによって独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、前記界面のエネルギを局在化するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、物理的または化学的変化を促進または誘発する温度に前記界面を加熱するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、成長温度未満の温度に前記界面を冷却するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、前記界面をエネルギにより修正するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、前記界面をエネルギにより励起するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、中間層を前記界面に設けるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記中間層がドーパントでドープされる、請求項7に記載の方法。
- 前記ドーパントが、Si、Ge、O、Mg、Be、および/またはZnからなる群から選択される少なくとも1つのドーパント種を含む、請求項8に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、ガスを前記界面に生成するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、界面材料を分解するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、音響エネルギを前記界面に衝突させるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、陽子、イオンおよび粒子ビームからなる群から選択される衝突媒体を前記界面に衝突させるス
テップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザビームを前記界面に衝突させるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、導電性界面にrf結合するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、前記界面のエッチングを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、前記界面材料の選択的な弱化を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、界面材料の光分解を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、光子、音響、物理、化学、熱およびエネルギ的なプロセスからなる群から選択されるプロセスを含む、請求項1に記載の方法。
- 単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが、ハイドライド気相成長法(HVPE)を含む、請求項1に記載の方法。
- 単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが、有機金属気相成長法(MOVPE)を含む、請求項1に記載の方法。
- 単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが、化学気相堆積法(CVD)を含む、請求項1に記載の方法。
- 単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが、分子ビーム成長法(MBE)を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが実施される500℃以内の温度で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが実施される300℃以内の温度で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、単結
晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが実施される100℃以内の温度で実施される、請求項1に記載の方法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが実施される150℃以内の温度で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが実施される100℃以内の温度で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップが実施される温度と実質的に同一の温度で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、355nmの近傍の波長のNd:YAGレーザからレーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が、1000℃において150mJ/cm2よりも大きな分割閾値を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記犠牲型板がサファイアから形成される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが、前記(Al、Ga、In)Nおよび前記犠牲型板材料の一方のバンドギャップよりも大きな、かつ他方の材料のバンドギャップよりも小さな光子エネルギを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが、前記それぞれの型板および(Al、Ga、In)N材料の界面接着を少なくとも弱化するように、界面材料の化学的および/または物理的変化を誘発する程度に十分に高いパワー密度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギがパルス化される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギがガウスビームプロファイルを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギがトップハット型ビームプロファイルを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが、高い(ビームセンタ)から低い(ビームエッジ)エネルギへの均一で円筒状に対称の遷移を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが、高い(ビームセンタ)から低い(ビームエッジ)エネルギへの均一で円筒状に対称および漸次の遷移を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記犠牲型板がその裏面に粗い石英またはマット仕上げ部を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが、レーザビームおよび/または前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の並進移動を含む所定のスキャンパターンで衝突される、請求項1に記載の方法。
- 前記並進移動がラスタ移動を含む、請求項41に記載の方法。
- 前記並進移動が、同心に内側方向の周辺移動を含む、請求項41に記載の方法。
- 前記並進移動が、パルス化されたステップ移動を含み、連続レーザパルスの間のステップサイズが、前記界面の前記レーザビームのスポットサイズの約1〜約200%である、
請求項41に記載の方法。 - 前記並進移動が、パルス化されたステップ移動を含み、前記連続レーザパルスの間の前記ステップサイズが、前記レーザビームのスポットサイズの前記分割閾値の上方の約10〜約50%である、請求項41に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが、(Al、Ga、In)N結晶面に沿って所定のスキャンパターンで衝突される、請求項41に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが(AI、Ga、In)N結晶面に沿って所定のスキャンパターンで衝突され、前記(Al、Ga、In)N材料がc面GaNを備え、前記犠牲型板がc面サファイアを備え、前記スキャンパターンが、前記c面GaNの{11〜20}方向に沿ったスキャンを含む、請求項41に記載の方法。
- 前記界面が、パターン化された界面材料を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記界面が、パターン化された中間層を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが所定のスキャンパターンで衝突され、ガス出口通路を前記界面に形成する、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが前記犠牲型板を通して前記界面に透過される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを含み、前記レーザエネルギが前記(Al、Ga、In)Nを通して前記界面に透過される、請求項1に記載の方法。
- 前記型板が、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積するステップ中にカバープレートによってシールドされる、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の裏面が、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップ中にホウケイ酸塩ガラスでシールされる、
請求項1に記載の方法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の裏面が、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップ中にSiO2材料でシールされる、請求項
1に記載の方法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の裏面が、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップ中にSi2N3材料でシールされる、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる前記ステップが、分解窒素が導入されるプロセス環境で実施される、請求項1に記載の方
法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる前記ステップが、HClが導入されるプロセス環境で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる前記ステップが、約10-6〜約1010トルの範囲の圧力のプロセス環境で実施される、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップと、前記方法を制御するために前記レーザエネルギの反射率を監視するステップとを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップの開始において、前記犠牲型板上の前記(Al、Ga、In)N材料が50μmよりも厚い、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップの開始において、前記犠牲型板上の前記(Al、Ga、In)N材料が約100〜約1000μmの範囲の厚さを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる前記ステップが、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から部分的に分割するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる前記ステップが、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から部分的に分割するステップであって、非分割領域が前記界面の前記犠牲型板の総面積の<50%であるステップと、さらに前記犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を周囲温度に冷却して、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割を完了するステップとを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる前記ステップが、低屈折率結晶面に沿って研削、切断またはへき開するステップを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記
(Al、Ga、In)N材料から分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる
前記ステップが、前記界面のエッチングを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記
(Al、Ga、In)N材料から分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる
前記ステップ後に、前記独立(Al、Ga、In)N物品が周囲温度に冷却される、請求項1に記載の方法。 - 前記独立(Al、Ga、In)N物品が、<10℃/分の速度で周囲温度に冷却される、請求項67に記載の方法。
- 独立物品を形成する方法であって、前記独立物品用の構造材料を基板上に高温で堆積して、前記基板と前記材料との間の界面を含む複合材料/基板物品を形成するステップと、(i)前記構造材料が堆積される500℃の温度以内であり、かつ(ii)周囲温度を超える高温で、前記複合材料/基板物品を界面修正して、前記基板を前記材料から分割し、前記独立物品を生じるステップと、前記独立物品を周囲温度に冷却するステップと、を含む方法。
- 請求項1に記載の方法によって形成された独立(Al、Ga、In)N物品。
- 請求項69に記載の方法によって形成された独立物品。
- 犠牲型板と前記(Al、Ga、In)Nとの間の界面を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品であって、該物品が、前記(Al、Ga、In)Nの成長温度の300℃以内の温度にあり、前記界面が吸収レーザエネルギを収容する複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品。
- 前記吸収されたレーザエネルギが355nmのオーダの波長にある、請求項72に記載の複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層が、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割性の向上、バンドギャップの低減、熱分解の低減、エッチング性の向上、および成長強化の少なくとも1つを提供するために有効である、請求項1に記載の方法。
- エピタキシャルに適合できる犠牲型板を設けるステップと、
単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に高温で堆積して、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間の界面を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を形成するステップと、
前記独立(Al、Ga、In)N物品が周囲温度に冷却される前に、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から少なくとも部分的に分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップと、
を含むステップによって独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法。 - 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正する前記ステップが、前記界面のエネルギを局在化するステップと、界面材料の物理的または化学的変化を促進または誘発する温度に前記界面を加熱するステップと、前記界面を冷却するステップと、前記界面を冷却し、次に前記界面を再加熱するステップと、前記界面をエネルギにより修正するステップと、前記界面をエネルギにより励起するステップと、中間層を前記界面に設けるステップと、前記界面をドープするステップと、ガスを前記界面に生成するステップと、界面材料を分解するステップと、音響エネルギを前記界面に衝突させるステップと、粒子ビームエネルギを前記界面に衝突させるステップと、導電性界面にrf結合するステップと、前記界面をエッチングするステップと、界面材料を選択的に弱化するステップと、界面材料を光分解するステップと、からなる群から選択されるステップを含む、請求項75に記載の方法。
- 複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(A、Ga、In)N材料から少なくとも部分的に分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の500℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項75に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から少なくとも部分的に分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の300℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項75に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から少なくとも部分的に分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の100℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項75に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つ中間層が、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割性の強化、バンドギャップの低減、熱分解の低減、エッチング性の強化、および成長強化の少なくとも1つを提供するために有効である、請求項75に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から少なくとも部分的に分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる前記ステップが、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から高温で部分的に分割するステップと、前記界面を破断して前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割するステップと、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割を周囲温度で完了するステップと、からなる群から選択されるステップを含む、請求項75に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(AI、Ga、In)N物品を界面修正して、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から少なくとも部分的に分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じる前記ステップ中に、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の正面材料をアンモニアまたは他のN含有種で保護するステップをさらに含む、請求項75に記載の方法。
- エピタキシャルに適合できる犠牲型板を設けるステップと、
単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に高温で堆積して、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間の界面を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を形成するステップと、
前記独立(Al、Ga、In)N物品が周囲温度に冷却される前に、レーザエネルギを前記界面に衝突させて、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から少なくとも部分的に分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップと、
を含むステップによって独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法。 - 単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の500℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項83に記載の方法。
- 単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の300℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項83に記載の方法。
- 単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の100℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項83に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層が、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割性の強化、バンドギャップの低減、熱分解の低減、エッチング性の強化、および成長強化の少なくとも1つを提供することが有効である、請求項83に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層が、前記中間層のエネルギ吸収の向上、前記犠牲型板および前記(Al、Ga、In)N材料の熱分解の減少、分割性のより高い材料への界面材料のレーザエネルギ変換、および前記(Al、Ga、In)N材料の成長強化の少なくとも1つを提供するために有効である、請求項83に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層がインシチュー堆積される、請求項83に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層がエクスシチュー堆積される、請求項83に記載の方法。
- レーザエネルギを前記界面に衝突させて、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から少なくとも部分的に分割し、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から高温で部分的に分割するステップと、前記界面を破断して前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割するステップと、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割を周囲温度で完了するステップと、からなる群から選択されるステップを含む、請求項83に記載の方法。
- 前記界面が、副閾値分割によって弱化される、請求項83に記載の方法。
- 高温で分割するステップ中に、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の正面材料をアンモニアまたは他のN含有種で保護するステップを含む、請求項83に記載の方法。
- 前記独立(Al、Ga、In)N物品から残留(Al、Ga、In)をHClで除去するステップをさらに含む、請求項83に記載の方法。
- 前記独立(Al、Ga、In)N物品が約1〜約1000μmの厚さを有する、請求項83に記載の方法。
- 約100〜約1000μmの厚さを有するウェハ内に前記独立(Al、Ga、In)N物品を形成するステップをさらに含む、請求項83に記載の方法。
- 前記独立(Al、Ga、In)N物品が、約1〜約100μmの厚さを有する(Al、Ga、In)Nブールである、請求項83に記載の方法。
- 前記独立(Al、Ga、In)N物品が堆積ステップ中に分割される、請求項83に記載の方法。
- 前記独立(Al、Ga、In)N物品が堆積ステップ後に分割される、請求項83に記載の方法。
- レーザエネルギを前記界面に衝突させる前記ステップが多数の衝突で実施される、請求項83に記載の方法。
- レーザエネルギを前記界面に堆積かつ衝突させるステップが実施され、次に、単結晶(Al、Ga、In)N材料を追加して堆積する、請求項83に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記堆積ステップの環境から他の環境に移送される、請求項83に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記堆積ステップと同一の環境に維持される、請求項83に記載の方法。
- 前記犠牲型板が、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品内の裏面型板を構成し、レーザエネルギを前記界面に衝突させる前記ステップが、前記裏面型板を通したレーザエネルギの透過により実施される、請求項83に記載の方法。
- レーザエネルギを前記界面に衝突させる前記ステップが光ラスタするステップを含む、請求項83に記載の方法。
- レーザエネルギを前記界面に衝突させる前記ステップが、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の外側エッジから光スキャンするステップを含む、請求項83に記載の方法。
- 前記犠牲型板がサファイアから形成され、レーザエネルギを前記界面に衝突させる前記ステップが、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の前記(Al、Ga、In)N材料の{112bar0}方向に沿って光ラスタするステップを含む、請求項83に記載の方法。
- レーザエネルギを前記界面に衝突させる前記ステップが、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の前記(Al、Ga、In)N材料の結晶面の方向に沿って光ラスタするステップを含む、請求項83に記載の方法。
- 前記(Al、Ga、In)N材料がGaNであり、また前記レーザエネルギがNd:YAGまたはエキシマレーザによって供給される、請求項83に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品上の裏面堆積が、堆積ステップ中にカバープレートを使用するステップと、前記犠牲型板を溶融ガラスでシールするステップと、前記堆積ステップ中に(Al、Ga、In)N材料に露出することによる前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を、真空を利用して固定位置決めするステップと、前記堆積ステップ中に(Al、Ga、In)N材料に露出することによる前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を物理的に固定位置決めするステップと、前記犠牲型板上の裏面堆積を阻止する被覆を前記犠牲型板上に適用するステップと、からなる群から選択されるステップによって少なくとも部分的に抑制される、請求項83に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品上の裏面堆積が、前記犠牲プレート上の裏面堆積を阻止する被覆を前記犠牲型板上に適用することによって少なくとも部分的に抑制され、前記被覆が、SiO2とSi3N4とからなる群から選択される材料である、請求項83に記載の方法。
- 前記被覆材料がインシチュー除去される、請求項111に記載の方法。
- エピタキシャルに適合できる犠牲型板を設けるステップと、
単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に高温で堆積して、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間の界面を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を形成するステップと、
前記堆積ステップの前記高温またはその近くの温度で前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップと、
を含むステップによって独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法。 - 分割する前記ステップが、前記界面のエネルギを局在化するステップと、界面材料の物理的または化学的変化を促進または誘発する温度に前記界面を加熱するステップと、前記界面を冷却するステップと、前記界面を冷却し、次に前記界面を再加熱するステップと、前記界面をエネルギにより修正するステップと、前記界面をエネルギにより励起するステップと、中間層を前記界面に設けるステップと、前記界面をドープするステップと、ガスを前記界面に生成するステップと、界面材料を分解するステップと、音響エネルギを前記界面に衝突させるステップと、粒子ビームエネルギを前記界面に衝突させるステップと、導電性界面にrf結合するステップと、前記界面をエッチングするステップと、界面材料を選択的に弱化するステップと、界面材料を光分解するステップと、からなる群から選択されるステップを含む、請求項113に記載の方法。
- 前記犠牲プレートを前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の500℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項113に記載の方法。
- 前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の300℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項113に記載の方法。
- 前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板に堆積する前記ステップの前記高温の100℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項113に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記犠牲型板と(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層が、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割性の強化、バンドギャップの低減、熱分解の低減、エッチング性の強化、および成長強化の少なくとも1つを提供するために有効である、請求項113に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層がインシチュー堆積される、請求項113に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層がエクスシチュー堆積される、請求項113に記載の方法。
- 前記分割するステップ中に、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の正面材料をアンモニアまたは他のN含有種で保護するステップをさらに含む、請求項113に記載の方法。
- エピタキシャルに適合できる犠牲型板を設けるステップと、
単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に高温で堆積して、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間の界面を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を形成するステップと、
前記界面に対するレーザエネルギの衝突を用いて、前記堆積ステップの前記高温またはその近くの温度で前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップと、
を含むステップによって独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法。 - 前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の500℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項122に記載の方法。
- 前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の300℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項122に記載の方法。
- 前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップが、単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に堆積する前記ステップの前記高温の100℃以内の温度で分割するステップを含む、請求項122に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層が、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割性の強化、熱分解の低減、より高い分割性の複合物品への変換性の向上、および成長強化の少なくとも1つを提供するために有効である、請求項122に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層がインシチュー堆積される、請求項122に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品が前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間に少なくとも1つの中間層を収容し、前記少なくとも1つの中間層がエクスシチュー堆積される、請求項122に記載の方法。
- 前記分割するステップが、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から高温で部分的に分割するステップと、前記界面を破断して前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割するステップと、前記(Al、Ga、In)N材料からの前記犠牲型板の分割を周囲温度で完了するステップとからなる群から選択されるステップを含む、請求項122に記載の方法。
- 前記分割ステップ中に、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の正面材料をアンモニアまたは他のN含有種で保護するステップをさらに含む、請求項122に記載の方法。
- 前記独立(Al、Ga、In)N物品から残留(Al、Ga、In)をHClで除去するステップをさらに含む、請求項122に記載の方法。
- 堆積および/または分割ステップを不活性雰囲気で行うステップを含む、請求項122に記載の方法。
- 約0.1〜約100mmの厚さを有するウェハ内に前記独立(Al、Ga、In)N物品を形成するステップをさらに含む、請求項122に記載の方法。
- 前記独立(Al、Ga、In)N物品上に追加の(Al、Ga、In)Nを成長させるステップをさらに含む、請求項122に記載の方法。
- 前記犠牲型板がサファイアから形成され、前記分割ステップが、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の前記(Al、Ga、In)N材料の{112バール0}方向に沿って光ラスタするステップを含む、請求項122に記載の方法。
- 前記分割ステップが、前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品の前記(Al、Ga、In)N材料の結晶面の方向に沿って光ラスタするステップを含む、請求項122に記載の方法。
- 前記(Al、Ga、In)N材料がGaNであり、前記レーザエネルギがNd:YAGまたはエキシマレーザによって供給される、請求項122に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品上の裏面堆積が、前記堆積ステップ中にカバープレートを使用するステップと、前記犠牲型板を溶融ガラスでシールするステップと、前記堆積ステップ中に(Al、Ga、In)N材料に露出することによる前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を、真空を利用して固定位置決めするステップと、前記堆積ステップ中に(Al、Ga、In)N材料に露出することによる前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を物理的に固定位置決めするステップと、前記犠牲型板上の裏面堆積を阻止する被覆を前記犠牲型板上に適用するステップと、からなる群から選択されるステップによって少なくとも部分的に抑制される、請求項122に記載の方法。
- 前記複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品上の裏面堆積が、前記犠牲プレート上の裏面堆積を阻止する被覆を前記犠牲型板上に適用することによって少なくとも部分的に抑制され、前記被覆が、SiO2とSi3N4とからなる群から選択される材料である、請求項122に記載の方法。
- 前記被覆材料がエッチングによって除去され、前記エッチングが、レーザエネルギ吸収堆積物をさらに除去する、請求項122に記載の方法。
- 前記堆積ステップから生じるエネルギ吸収材料のエッジ堆積物が除去され、この除去が、物理的研削、鋸引き、へき開および化学的除去からなる群から選択される除去ステップを含む、請求項122に記載の方法。
- エピタキシャルに適合できる犠牲型板を設けるステップと、
単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上にHVPEによって高温で堆積して、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間の界面を含む複合犠牲型板/(AI、Ga、In)N物品を形成するステップと、
レーザエネルギを前記界面に衝突させるステップを用いて前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、周囲温度に冷却する前に前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップと、
を含むステップによって独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法。 - エピタキシャルに適合できる犠牲型板を設けるステップと、
HVPEによって単結晶(Al、Ga、In)N材料を前記型板上に高温で堆積して、前記犠牲型板と前記(Al、Ga、In)N材料との間の界面を含む複合犠牲型板/(Al、Ga、In)N物品を形成するステップと、
前記成長温度でまたはその近くの温度でレーザエネルギを前記界面に衝突させることを用いて、前記犠牲型板を前記(Al、Ga、In)N材料から分割して、前記独立(Al、Ga、In)N物品を生じるステップと、を含むステップによって独立(Al、Ga、In)N物品を形成する方法。 - 請求項1に記載の方法によって製造される独立(Al、Ga、In)N物品を備えるかまたは当該N物品から誘導されるデバイス。
- マイクロエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、またはマイクロエレクトロメカニカルデバイスを備える、請求項143に記載のデバイス。
- 請求項75に記載の方法によって製造される独立(Al、Ga、In)N物品を備えるかまたは当該N物品から誘導されるデバイス。
- 請求項143に記載のデバイスのデバイス前駆体。
- 請求項1に記載の方法によって製造される独立(Al、Ga、In)N物品を備えるかまたは当該N物品から誘導される独立(Al、Ga、In)N材料。
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