| 主权项 |
1.一种GaN单结晶基板的制造方法,其特征为包含下 列步骤: 缓冲层形成步骤,其在GaAs(111)A基板或GaAs(111)B基板 上,以氢化物VPE法形成缓冲层; 下层磊晶层成长步骤,在上述缓冲层上,以氢化物 VPE法成长由GaN所构成之下层磊晶层; 遮蔽罩层形成步骤,在上述下层磊晶层上,形成具 备有互相隔离布置之复数条带状开口窗的遮蔽罩 层; 磊晶层成长步骤,在上述遮蔽罩层上,以氢化物VPE 法成长由GaN所构成之磊晶层; GaAs基板去除步骤,除去上述GaAs基板;及 研磨步骤,研磨上述缓冲层的下面及上述磊晶层的 上面。2.一种GaN单结晶基板的制造方法,其特征为 包含下列步骤: 遮蔽罩层形成步骤,在GaAs基板上,形成具备有互相 隔离布置之复数条带状开口窗的遮蔽罩层; 缓冲层形成步骤,在上述遮蔽罩层之该开口窗内的 上述GaAs基板上形成缓冲层;及 磊晶层成长步骤,在上述缓冲层及上述遮蔽罩层上 ,成长由GaN所构成之磊晶层。3.如申请专利范围第1 项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述条带状开口窗系在上述由GaN而成之该下层磊 晶层的<10-10>方向延伸,其窗宽度系在0.3m~10m的 范围内,遮蔽罩宽度系在2m~20m范围内。4.如申 请专利范围第1项之GaN单结晶基板的制造方法,其 中: 上述条带状开口窗系在上述由GaN而成之该下层磊 晶层之<1-210>方向延伸,其窗宽度系在0.3m~10m的 范围内,遮蔽罩宽度系在2m~20m范围内。5.如申 请专利范围第2项之GaN单结晶基板的制造方法,其 中: 上述遮蔽罩层之该开口窗系条带状之条带窗。6. 如申请专利范围第5项之GaN单结晶基板的制造方法 ,其中: 上述条带状开口窗系在上述GaAs基板之<11-2>方向延 伸,其窗宽度系在0.3m~10m的范围内,遮蔽罩宽度 系在2m~20m范围内。7.如申请专利范围第5项之 GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述条带状开口窗系在上述GaAs基板上<1-10>方向延 伸,其窗宽度系在0.3m~10m的范围内,遮蔽罩宽度 系在2m~20m范围内。8.如申请专利范围第2项之 GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述磊晶层成长步骤之后,更具备: GaAs基板去除步骤,去除上述GaAs基板;及 研磨步骤,研磨上述遮蔽罩层、上述缓冲层下面及 上述磊晶层之上面。9.如申请专利范围第2项的GaN 单结晶基板的制造方法,其中: 上述GaAs基板为GaAs(111)A基板或GaAs(111)B基板。10.如 申请专利范围第2项之GaN单结晶基板的制造方法, 其中: 藉由氢化物VPE法形成上述缓冲层。11.如申请专利 范围第2项的GaN单结晶基板的制造方法,其中: 藉由氢化物VPE法形成上述磊晶层。12.如申请专利 范围第2项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述磊晶层是在厚度5m~300m的范围内成长,而 该磊晶层成长步骤之后,更具备: GaAs基板去除步骤,去除该GaAs基板的;及 第2磊晶层叠层成长步骤,在上述磊晶层上叠层成 长由GaN所构成之第2磊晶层。13.如申请专利范围第 1项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 将上述遮蔽罩层之该开口窗在上述下层磊晶层之< 10-10>方向以间距L复数排列,以形成<10-10>窗群,同时 ,以间距d(0.75L≦d≦1.3L)将该<10-10>窗群在该上述下 层磊晶层之<1-210>方向复数并设。14.如申请专利范 围第13项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述各<10-10>窗群,相对上述各开口窗的中心位置 相邻的该<10-10>窗群之上述各开口窗中心位置,在< 10-10>方向偏错约1/2L而并设。15.如申请专利范围第 2项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 在于上述GaAs基板之(111)面上,将上述遮蔽罩层之该 开口窗以间距L在<11-2>方向复数排列,以形成<11-2> 窗群,同时,以间距d(<0.75L≦d≦1.3L)将该<11-2>窗群在 该GaAs基板(111)面的<-110>方向复数并设。16.如申请 专利范围第15项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述各<11-2>窗群系相对上述各开口窗的中心位置 相邻的该<11-2>窗群之该各开口窗中心位置在<11-2> 方向偏错约1/2L而并设。17.如申请专利范围第13项 至第16项中任一项之GaN单结晶基板的制造方法,其 中: 上述各开口窗之间距L系在于3m ~10m之范围内 。18.如申请专利范围第1至8项及第13至16项中任一 项的GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述遮蔽罩层的该开口窗形状为圆形或椭圆形或 多角形之任一种。19.如申请专利范围第1至8项及 第13至16项中任一项的GaN单结晶基板制造方法,其 中: 上述遮蔽罩层的各开口窗之面积为0.7m2~50m2。 20.如申请专利范围第1至8项及第13至16项中任一项 的GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述遮蔽罩层之该各开口窗系边长为1~5m的方形 或直径1~5m的圆形。21.如申请专利范围第1至8项 及第13至16项中任一项的GaN单结晶基板的制造方法 ,其中: 上述各开口窗之总面积为所有上述开口窗面积加 上未形成上述开口窗之遮蔽部的总面积之10~50%。 22.如申请专利范围第1项之GaN单结晶基板的制造方 法,其中: 上述遮蔽罩层之该开口窗系以上述下层磊晶层之< 10-10>方向为长边方向的长方形窗,而将该长方形窗 以间距L沿着该<10-10>方向复数排列,以形成<10-10>长 方形窗群,同时将<10-10>长方形窗群以间距d在上述 下层磊晶层之<1-210>方向复数并设。23.如申请专利 范围第22项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述各<10-10>长方形窗群系相对上述各长方形窗中 心位置相邻的该<10-10>长方形窗群之各长方形窗的 中心位置,以约1/2L偏错而并设。24.如申请专利范 围第2项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述遮蔽罩层之该开口窗系以上述GaAs基板之<11-2> 方向为长边方向的长方形窗,而在上述GaAs基板之( 111)面上将该长方形窗以间距L在<11-2>方向复数排 列,以形成<11-2>长方形窗群,同时将上述<11-2>长方 形窗群以间距d在<-110>方向复数并设。25.如申请专 利范围第24项之GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述各<11-2>长方形窗群系相对上述各长方形窗中 心位置相邻的该<11-2>长方形窗群之各长方形窗的 中心位置,以约1/2L偏错而并设。26.如申请专利范 围第22项至第25项中任一项的GaN单结晶基板之制造 方法,其中: 上述长方形窗之间距L约4m~20m,而在该长方形 窗之长边方向相互邻接的上述长方形窗间之遮蔽 罩长为1m~4m,上述各长方形窗之宽度w为1m~5 m,同时,在上述长方形状之该开口窗的短边方向 相互邻接的上述长方形窗群间之遮蔽罩宽度(d-w) 为2m~10m。27.如申请专利范围第1项之GaN单结晶 基板的制造方法,其中: 上述遮蔽罩层之各开口窗系形状为六角形环状的 六角窗,而该六角窗之六个各边方向为上述下层的 磊晶层之<10-10>方向。28.如申请专利范围第2项之 GaN单结晶基板的制造方法,其中: 上述遮蔽罩层之各开口窗系其形状为六角形环状 的六角窗,而该六角窗之六个各边方向为上述GaAs 单结晶基板之<11-2>方向。29.如申请专利范围第1至 8项、第13至16项、第22至25项、第27项及第28项中任 一项的GaN单结晶基板之制造方法,其中: 上述遮蔽罩层系由SiO2.SiN而形成。30.如申请专利 范围第1项至第4项、第5项至第7项、第9项至第11项 、第13项至第16项、第22项至第25项、第27项及第28 项中任一项的GaN单结晶基板制造方法,其中: 更具备有去除上述GaAs单结晶基板之步骤。31.如申 请专利范围第1至8项、第13至16项、第22至25项、第 27项及第28项中任一项的GaN单结晶基板制造方法, 其中: 在上述磊晶层成长步骤中,有系使上述磊晶层成长 ,以形成GaN单结晶的晶锭,并具备将该晶锭切割成 复数片之切割步骤。32.如申请专利范围第1至8项 、第13至16项、第22至25项、第27项及第28项中任一 项的GaN单结晶基板制造方法,其中: 在于上述磊晶层成长步骤中,系使上述磊晶层成长 ,以形成GaN单结晶的晶锭,并具备将该晶锭劈开成 复数片之劈开步骤。33.一种GaN单结晶基板之制造 方法,其中: 更具备有:晶锭形成步骤,在如申请专利范围1项至 第32项中任一项之制造方法得到的GaN单结晶基板 上,成长由GaN所构成的磊晶层,以形成GaN单结晶的 晶锭;及 切割步骤,将该晶锭切割成复数片。34.一种GaN单结 晶基板之制造方法,其中: 更具备有:晶锭形成步骤,在如申请专利范围1项至 第32项中任一项之制造方法得到的GaN单结晶基板 上,成长由GaN所构成的磊晶层,以形成GaN单结晶的 晶锭;及 劈开步骤,将该晶锭劈开成复数片。35.一种GaN单结 晶基板,其至少包含: 缓冲层; 下层磊晶层,形成于上述缓冲层上; 遮蔽罩层,形成在上述下层磊晶层上,且具有相互 隔离布置的复数开口窗;及 磊晶层,由GaN所构成,同时在上述遮蔽罩层及上述 下层磊晶层上叠层。36.一种GaN单结晶基板,其至少 包含: 遮蔽罩层,其具有相互隔离布置的复数开口窗; 缓冲层,形成于上述遮蔽单层之各开口窗内;及 磊晶层,由GaN所构成,同时在上述遮蔽罩层及上述 缓冲层上叠层。37.如申请专利范围第35项之GaN单 结晶基板,其中: 上述遮蔽罩层之该开口窗以间距L在磊晶层<10-10> 方向复数排列,以形成<10-10>窗群,同时,以间距d(0.75 L≦d≦1.3L)将该<10-10>窗群在上述下层磊晶层之<1- 210>方向复数并设,上述各<10-10>窗群系相对上述各 开口窗中心位置相邻的<10-10>窗群之上述各开口窗 中心位置,在上述<10-10>方向偏错约1/2L而并设。38. 如申请专利范围第35项至第37项申任一项的GaN单结 晶基板,其中: 与上述磊晶层之上述遮蔽罩层之接触面相离至10 m范围内,且未形成有上述遮蔽罩层之上述开口 窗的遮蔽部上,形成有较上述开口窗上方区域差排 密度低的低差排密度区域,上述磊晶层之上述低差 排密度区域的差排密度为1108cm-2以下。39.如申请 专利范围第35项至第37项之任一项的GaN单结晶基板 ,其中: 在与上述磊晶层之形成有上述遮蔽罩层的一侧面 之相反面更具备有GaAs基板。40.如申请专利范围第 35项或第36项之任一项的GaN单结晶基板,其中: 上述磊晶层系其厚度在5m~300m之范围内,而在 上述磊晶层上更形成有GaN而成的第2磊晶层。41.如 申请专利范围第35项之GaN单结晶基板,其系如申请 专利范围第1项至第30项之任一项的制造方法所制 造者。42.如申请专利范围第35项之GaN单结晶基板, 其系如申请专利范围第31项至第34项之任一项的制 造方法所制造者。43.如申请专利范围第42项之GaN 单结晶基板,其中: 载子浓度为n型且系在11016cm-3~11020cm-3之范围内。 44.如申请专利范围第42项或第43项之GaN单结晶基板 ,其中: 电子迁移率系在60cm2/VS ~ 800 cm2/VS之范围内。 45.如申请专利范围第42项或第43项之GaN单结晶基板 ,其中: 比电阻在于110-4cm~110cm之范围内者。46.一种 发光装置,其包含: 如申请专利范围第35项至第45项中任一项之GaN单结 晶基板;及 在上述GaN单结晶基板上形成的半导体层;且 利用该半导体层构成发光元件。47.一种电子装置, 其包含: 如申请专利范围第35项至第45项之任一项之GaN单结 晶基板;及 在上述GaN单结晶基板上形成的半导体层;且 利用该半导体层至少构成pn接合。图式简单说明: 图1A~图1D各所示为第1实施形态相关GaN单结晶基板 制造方法的第1步骤~第4步骤。 图2所示为HVPE法中而使用的汽相成长装置。 图3所示为有机金属氯化物汽相成长法中所使用的 汽相成长装置。 图4所示为第1实施形态之遮蔽罩层平面图。 图5A~图5D各所示为第1实施形态相关之成长磊晶层 的第1步骤~第4步骤。 图6A~图6D各所示为第2实施形态相关之GaN单结晶基 板制造方法的第1步骤~第4步骤。 图7所示为第2实施形态之遮蔽罩层平面图。 图8A~图8D各所示为第3实施形态相关之GaN单结晶基 板制造方法的第1步骤~第4步骤。 图9所示为第3实施形态的遮蔽罩层平面图。 图10A及图10B各所示为第3实施形态相关之第2磊晶 层成长过程。 图11A~图11D各所示为第4实施形态相关之GaN单结晶 基板制造方法的第1步骤~第4步骤。 图12为第4实施形态的遮蔽罩层平面图。 图13A~图13E各所示为第5实施形态相关之GaN单结晶 基板制造方法的第1步骤~第5步骤。 图14为第6实施形态的遮蔽单层平面图。 图15为第7实施形态的遮蔽罩层平面图。 图16A~图16F各所示为第8实施形态相关之GaN单结晶 基板制造方法的第1步骤~第6步骤。 图17A~图17C各所示为第9实施形态相关之GaN单结晶 基板制造方法的第1步骤~第3步骤。 图18A及图18B各所示为第10实施形态相关之GaN单结 晶基板制造方法的第1步骤及第2步骤。 图19A~图19C各所示为第11实施形态相关之GaN单结晶 基板制造方法的第1步骤~第3步骤。 图20所示为利用第3实施形态之GaN单结晶基板二极 管。 图21所示为利用第3实施形态之GaN单结晶基板半导 体雷射。 图22所示为使用于升华化的汽相成长装置。 |
