| 主权项 |
1.一种微电子装置品质之(Al, Ga, In)N梨晶,其系由天 然三至五族氮化物籽晶生长,其中该(Al, Ga, In)N梨 晶之直径大于1厘米,且长度大于1毫米。 2.如申请专利范围第1项之梨晶,具有横截面积大于 5平方厘米。 3.如申请专利范围第2项之梨晶,具有长度大于5毫 米。 4.如申请专利范围第1项之梨晶,其系藉VPE生长。 5.如申请专利范围第1项之梨晶,其中该(Al, Ga, In)N 梨晶实质上不含裂痕,以及具有顶面缺陷密度小于 107缺陷/平方厘米。 6.如申请专利范围第1项之梨晶,具有长度大于4毫 米。 7.如申请专利范围第1项之梨晶,具有长度大于10毫 米。 8.如申请专利范围第1项之梨晶,其中梨晶具有一极 端其横截面积系大于籽晶。 9.如申请专利范围第1项之梨晶,其中该籽晶具有选 自c轴、a轴、m轴、r轴以及距主晶体轴斜切10度组 成的组群中之任一种方向性。 10.如申请专利范围第1项之梨晶,其系生长于c轴定 向籽晶之N面或(Al, Ga, In)面上。 11.如申请专利范围第1项之梨晶,其系属于n型。 12.如申请专利范围第1项之梨晶,其系搀杂选自矽 及锗组成的组群之搀杂剂物种。 13.如申请专利范围第12项之梨晶,其中矽搀杂剂物 种系衍生自矽烷。 14.如申请专利范围第12项之梨晶,其中锗搀杂剂物 种系衍生自锗烷。 15.如申请专利范围第1项之梨晶,其经搀杂而获得 室温电子浓度由约1E15至约5E19/立方厘米。 16.如申请专利范围第1项之梨晶,其经搀杂而获得 室温电子浓度由约5E17至约1E19/立方厘米。 17.如申请专利范围第1项之梨晶,其系属于p型。 18.如申请专利范围第17项之梨晶,其系搀杂选自铍 、镁及锌之搀杂剂物种。 19.如申请专利范围第18项之梨晶,其系使用搀杂剂 物种之有机金属来源搀杂。 20.如申请专利范围第17项之梨晶,其经搀杂而获得 室温电子浓度由约1E15至约1E19/立方厘米。 21.如申请专利范围第17项之梨晶,其经搀杂而获得 室温电子浓度由约5E17至约1E19/立方厘米。 22.如申请专利范围第1项之梨晶,其系以一种选自 钒、铬、铁、砷、锰、钴、镍及铜组成的组群之 搀杂剂物种搀杂。 23.如申请专利范围第22项之梨晶,其系使用搀杂剂 物种之气相来源搀杂。 24.如申请专利范围第22项之梨晶,其中搀杂剂物种 系衍生自一种选自p型及深层搀杂剂固体来源组成 的组群之固体来源。 25.如申请专利范围第22项之梨晶,其具有电阻系数 大于1E3(更佳大于1E6)欧姆-厘米。 26.一种(Al, Ga, In)N梨晶,其包含天然三至五族氮化 物籽晶及如申请专利范围第1项之梨晶材料生长于 其上,该籽晶与该如申请专利范围第1项之梨晶材 料间有一中间层。 27.如申请专利范围第26项之梨晶,其中该中间层材 料具有一种如下至少一种功能特性:缓和或因应晶 圆来源材料的应变,改变晶圆来源材料之电气特性 ,降低晶圆来源材料之缺陷密度,辅助晶圆来源材 料与晶种材料分离,以及有助于晶圆来源材料生长 的凝核。 28.如申请专利范围第26项之梨晶,其中中间层系藉 选自VPE,CVD,PVD,MBE,MOVPE及HVPE组成的组群中之沉积方 法沉积。 29.如申请专利范围第26项之梨晶,其中中间层系藉 修改、蚀刻或图样化籽晶层形成。 30.如申请专利范围第26项之梨晶,其中中间层系由 一或多种层或材料组成。 31.如申请专利范围第1项之梨晶,其具有表面缺陷 密度低于106缺陷/平方厘米。 32.如申请专利范围第1项之梨晶,其具有表面缺陷 密度低于104缺陷/平方厘米。 33.如申请专利范围第1项之梨晶,其包含(Al, Ga, In)N 。 34.如申请专利范围第1项之梨晶,其包含GaN。 35.一种(Al, Ga, In)氮化物梨晶或晶圆,其系藉核转移 突变搀杂方法搀杂。 36.如申请专利范围第35项之梨晶或晶圆,其经搀杂 而获得室温电子浓度由1E15至5E19/立方厘米。 37.如申请专利范围第1项之梨晶或由其衍生得的晶 圆,其系经由于高于600℃之温度扩散方法搀杂。 38.如申请专利范围第1项之梨晶,其中该籽晶系藉 光学升高脱离技术而制造。 39.如申请专利范围第1项之梨晶,其中该籽晶之制 造系藉由在保护性样板上生长(Al, Ga, In)N以及藉去 除技术去除样板所制造,去除技术系选自物理、热 、蚀刻、H型断裂及脆变去除技术组成的组群。 40.一种晶圆,其系衍生自如申请专利范围第1项之 梨晶。 41.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有一种选自c 轴、a轴、m轴、r轴之方向性。 42.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有一种距主 晶轴斜切0.5至10度的方向性。 43.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有由磊晶生 长制成的c轴定向晶圆之N面及(Al, Ga, In)面中之至 少一者。 44.一种与梨晶隔离之晶圆,包括循序晶圆材料及隔 离材料层,其中隔离材料比较晶圆材料对选定的辐 射具有高度吸收性,以及晶圆已经藉选定的辐射冲 击至隔离材料上而由梨晶分隔。 45.如申请专利范围第40项之晶圆,其有一表面于101 0平方微米面积具有RMS粗度小于5埃。 46.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有曲率半径 大于1米。 47.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有平坦度之 定向优于0.3度。 48.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有经由切割 产生的平坦度。 49.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有TTV小于平 均晶圆厚度之20%。 50.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有TTV小于平 均晶圆厚度之5%。 51.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有翘曲小于 50微米。 52.如申请专利范围第40项之晶圆,其具有翘曲小于 10微米。 53.如申请专利范围第40项之晶圆,其进一步包含一 种微电子装置结构于其内或于其上。 54.如申请专利范围第40项之晶圆,其中该微电子装 置结构系选自发光二极体、雷射二极体、紫外光 光电侦测器、高电子活动性电晶体、双极电晶体 、异质接面双极电晶体、波长划分多工组件、及 高功率整流器组成的组群。 55.一种制造如申请专利范围第1项之(Al, Ga, In)N梨 晶之方法,包含: 提供一种梨晶用之天然(Al, Ga, In)N籽晶;以及 藉气相磊晶以超过每小时20微米之生长速率生长 一种(Al, Ga, In)N材料于籽晶上俾获得该梨晶。 56.如申请专利范围第55项之方法,其中该生长步骤 系于超过每小时50微米之生长速率进行。 57.如申请专利范围第55项之方法,其中该(Al, Ga, In)N 材料包含GaN,以及生长系于约900℃至约1100℃之温 度范围进行。 58.如申请专利范围第55项之方法,其中该(Al, Ga, In)N 材料包含AlN,以及生长系于约950℃至约1200℃之温 度范围进行。 59.如申请专利范围第55项之方法,其中该(Al, Ga, In)N 材料包含InN,以及生长系于约700℃至约900℃之温度 范围进行。 60.如申请专利范围第55项之方法,其中该气相磊晶 包含HVPE。 61.如申请专利范围第55项之方法,其中生长该(Al, Ga , In)N材料于籽晶上包含使用一种选自氨、、胺 类及聚胺类组成的组群之氮来源反应剂。 62.如申请专利范围第55项之方法,其中生长该(Al, Ga , In)N材料于籽晶上包含含氮前驱物对第三族前驱 物之流速比,其中含氮前驱物之流速实质上系超过 第三族前驱物之流速。 63.如申请专利范围第55项之方法,其中生长该(Al, Ga , In)N材料于籽晶上包含含氮前驱物对第三族前驱 物之流速比,其中含氮前驱物之流速实质上流速比 系于约10至约1000之范围。 64.如申请专利范围第55项之方法,其中生长该(Al, Ga , In)N材料于籽晶上包含输送一种含有第三族及第 五族前驱物二者之液态溶液至生长反应器,以及于 生长反应器内进行第三至五族氮化物料的生长。 65.如申请专利范围第55项之方法,其中于生长期间 梨晶系由个别该(Al, Ga, In)N材料前驱物之来源退缩 。 66.如申请专利范围第55项之方法,其中于生长期间 梨晶系由个别该(Al, Ga, In)N材料前驱物之来源退缩 俾维持梨晶生长面与来源间的预定间距。 67.如申请专利范围第55项之方法,其中该梨晶系生 长至大于4毫米大小。 68.如申请专利范围第55项之方法,其中该梨晶系生 长至大于10毫米大小。 69.如申请专利范围第55项之方法,其中该梨晶系至 少生长至生长表面之缺陷密度低于107缺陷/平方厘 米。 70.如申请专利范围第55项之方法,其中梨晶系生长 成横截面积至少5平方厘米。 71.如申请专利范围第55项之方法,其中梨晶包含一 横向极端其系大于籽晶。 72.如申请专利范围第55项之方法,其中该籽晶具有 选自c轴、a轴、m轴、r轴以及距主晶轴斜切小于0.5 度组成的组群之方向性。 73.如申请专利范围第55项之方法,其中籽晶具有距 主晶轴斜切0.5至10度之方向性。 74.如申请专利范围第55项之方法,其中梨晶之生长 系于c轴定向籽晶之N面或(Al, Ga, In)面上进行。 75.如申请专利范围第55项之方法,其中梨晶系生长 于一种衍生自GaN梨晶之籽晶上。 76.如申请专利范围第55项之方法,其中籽晶已经藉 HVPE/光学升高脱离技术制造。 77.如申请专利范围第55项之方法,其中该籽晶之制 造系藉(Al, Ga, In)N生长于保护性样板上以及藉选自 物理、热、蚀刻、H断裂以及脆变去除技术中之一 种去除技术以去除样板而制造。 78.如申请专利范围第55项之方法,其中该(Al, Ga, In)N 材料系生长成籽晶与该(Al,Ga,In)N材料间至少有一 中间层。 79.如申请专利范围第78项之方法,其中该中间层系 藉一种选自VPE、CVD、PVD、MBE、MOVPE及HVPE之方法沉 积或以其它方法形成于籽晶内或连同籽晶形成。 80.如申请专利范围第55项之方法,包含搀混一种杂 质而于生长过程调节该(Al, Ga, In)N材料的结晶品质 或多晶型。 81.如申请专利范围第55项之方法,进一步包含以一 种选自钒、铬、铁、砷、锰、钴、镍及铜之搀杂 剂物种搀杂(Al, Ga, In)N材料。 82.如申请专利范围第55项之方法,其中该(Al, Ga, In)N 之生长系以原位来源补充第三至五族氮化物料的 来源成分,于生长过程维持来源于梨晶距离。 83.如申请专利范围第82项之方法,其系进行足够时 间而生长第三至五族氮化物料至大于4毫米厚度。 84.如申请专利范围第55项之方法,其进一步包含由 梨晶衍生而得晶圆。 85.如申请专利范围第84项之方法,其中晶圆系经由 使用线锯切片梨晶衍生而得。 86.如申请专利范围第84项之方法,进一步包含晶圆 接受一种成形操作,该成形操作系选自中心钻孔、 磨粒喷射暴露、线锯、雷射曝光、化学机械研磨 、光电化学蚀刻及反应性离子蚀刻组成的组群。 87.如申请专利范围第86项之方法,其进一步包含处 理晶圆而于1010平方微米晶圆面积提供小于10埃的 RMS粗度。 88.如申请专利范围第86项之方法,其进一步包含处 理晶圆而去除其表面下方的损伤。 89.如申请专利范围第84项之方法,其进一步包含制 造一种微电子装置结构于晶圆上。 90.如申请专利范围第89项之方法,其中该装置结构 包含一种选自发光二极体、雷射二极体、紫外光 光电侦测器、双极电晶体、异质结构双极电晶体 、高电子活动性电晶体、高功率整流器及波长划 分多工组件组成的组群之装置之至少一部分。 91.如申请专利范围第84项之方法,其中该梨晶系于 由其中衍生而得晶圆之前切成固定大小。 92.如申请专利范围第84项之方法,其中该(Al, Ga, In)N 材料包含GaN。 93.如申请专利范围第84项之方法,进一步包含研磨 晶圆。 94.如申请专利范围第84项之方法,进一步包含重叠 晶圆与粗及中磨蚀介质,接着使用细磨蚀介质研磨 。 95.如申请专利范围第94项之方法,其中磨蚀介质包 含至少一种选自钻石、碳化硼、碳化矽及氧化铝 之磨蚀材料。 96.如申请专利范围第84项之方法,其进一步包含使 用一种选自酸性CMP浆液组合物及硷性CMP浆液组合 物中之浆液组合物对晶圆进行化学机械研磨。 97.如申请专利范围第84项之方法,其进一步包含对 晶圆之至少一面进行反应性离子蚀刻俾获得适合 磊晶生长之表面。 98.一种微电子装置结构,其包含一种衍生自如申请 专利范围第1项之梨晶之基板,以及具有一种制造 于基板上及/或内之装置。 99.如申请专利范围第98项之微电子装置结构,其中 该装置系选自发光二极体及雷射组成的组群。 100.如申请专利范围第98项之微电子装置结构,其中 该基板已经切割。 101.如申请专利范围第100项之微电子装置结构,其 系于自撑式材料上。 图式简单说明: 图1为藉HVPE及雷射感应升高脱离制造的GaN籽晶之 低倍放大光学像片。 图2为根据本发明之一具体实施例用于制造梨晶之 GaN HVPE系统之示意代表图。 图3为根据本发明之一具体实施例藉HVPE梨晶制法 制造的GaN晶圆之双晶体x光滚动曲线。 图4为制造于由本发明之梨晶衍生之晶圆上之双重 异质结构LED之示意代表图。 图5为制造于由本发明之梨晶衍生而得之晶圆上之 经切割的雷射二极体之示意代表图。 图6为制造于由本发明之梨晶衍生而得之晶圆上之 经紫外光光电侦测器之示意代表图。 图7为制造于由本发明之梨晶衍生而得之晶圆上之 高电子活动性电晶体之示意代表图。 图8为制造于由本发明之梨晶衍生而得之晶圆上之 高功率整流器之示意代表图。 图9为根据本发明之一具体实施例制造于由梨晶衍 生自n型GaN晶圆上,AlGaN/GaN异质接合之双极性电晶 体之示意代表图。 |
