GaN外延层剥离结构、制备方法以及剥离方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115985762A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310158889.5(22)申请日2023.02.17(71)申请人浙江芯科半导体有限公司地址310000浙江省杭州市富阳区春江街道江南路68号第23幢706室(72)发明人李京波钱昊汪禹王小周(74)专利代理机构杭州五洲普华专利代理事务所(特殊普通合伙)33260专利代理师朱林军(51)Int.Cl.H01L21/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称GaN外延层剥离结构、制备方法以及剥离方法(57)摘要本申请公开了GaN外延层剥离结构、制备方法以及剥离方法，其中，GaN外延层剥离结构包括由下到上依次设置的衬底、刻蚀层组以及GaN剥离层，所述刻蚀层组包括由下到上依次设置的AlGaN缓冲层、n‑GaN层、u‑GaN层以及GaN牺牲层，所述刻蚀层组具有贯穿刻蚀层组的沟槽组。本申请刻蚀层组存在贯穿整个刻蚀层组的沟槽组，在后续进行电化学剥离时，溶液进入空洞的沟槽组后，与刻蚀层组充分接触，刻蚀可沿着空洞区域向中间进行，刻蚀所需的距离大大减少，大幅提升了剥离时的化学反应效率。CN115985762ACN115985762A权利要求书1/1页1.一种GaN外延层剥离结构，其特征在于，包括由下到上依次设置的衬底、刻蚀层组以及GaN剥离层，所述刻蚀层组包括由下到上依次设置的AlGaN缓冲层、n‑GaN层、u‑GaN层以及GaN牺牲层，所述刻蚀层组具有贯穿刻蚀层组的沟槽组。2.如权利要求1所述的GaN外延层剥离结构，其特征在于，所述沟槽组包括多个平行且间隔分布的第一沟槽。3.如权利要求2所述的GaN外延层剥离结构，其特征在于，所述第一沟槽的宽度为1.5μm～3.5μm，相邻两个第一沟槽的距离为5μm～12μm。4.如权利要求1所述的GaN外延层剥离结构，其特征在于，所述沟槽组包括多个平行且间隔分布的第一沟槽以及多个平行且间隔分布的第二沟槽，所述第一沟槽垂直于第二沟槽。5.如权利要求4所述的GaN外延层剥离结构，其特征在于，所述第一沟槽的宽度为1.5μm～3.5μm，相邻两个第一沟槽的距离为5μm～12μm；所述第二沟槽的宽度为1.5μm～3.5μm，相邻两个第二沟槽的距离为5μm～12μm。6.如权利要求1所述的GaN外延层剥离结构，其特征在于，所述AlGaN缓冲层的厚度为20～30nm；所述n‑GaN层的厚度为1μm～2μm；所述u‑GaN层的厚度为0.3～0.7μm；所述GaN牺牲层的厚度为1～4μm。7.一种GaN外延层剥离结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在衬底上生长出AlGaN缓冲层；S2、在AlGaN缓冲层上依次外延出n‑GaN层、u‑GaN层以及GaN牺牲层，AlGaN缓冲层、n‑GaN层、u‑GaN层以及GaN牺牲层形成刻蚀层组；S3、在刻蚀层组上刻蚀出沟槽组，所述沟槽组的沟槽延伸至衬底表面；S4、在刻蚀层组上二次外延生长GaN剥离层，所述GaN剥离层覆盖所述沟槽组。8.如权利要求7所述的GaN外延层剥离结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，二次外延生长的温度1050～1150℃，生长压力为50‑100mbar，V/III比为1000‑4000。9.如权利要求7所述的GaN外延层剥离结构的制备方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底；所述AlGaN缓冲层的厚度为20～30nm；所述n‑GaN层的厚度为1μm～2μm；所述u‑GaN层的厚度为0.3～0.7μm；所述GaN牺牲层的厚度为1～4μm；所述沟槽组包括多个平行且间隔分布的第一沟槽，所述第一沟槽的宽度为1.5μm～3.5μm，相邻两个第一沟槽的距离为5μm～12μm；或者是，所述沟槽组包括多个平行且间隔分布的第一沟槽以及多个平行且间隔分布的第二沟槽，所述第一沟槽垂直于第二沟槽，所述第一沟槽的宽度为1.5μm～3.5μm，相邻两个第一沟槽的距离为5μm～12μm；所述第二沟槽的宽度为1.5μm～3.5μm，相邻两个第二沟槽的距离为5μm～12μm。10.一种权利要求1～6任意一项所述的GaN外延层剥离结构的剥离方法，其特征在于，通过电化学湿法工艺将GaN外延层剥离结构的GaN剥离层剥离出来。2CN115985762A说明书1/5页GaN外延层剥离结构、制备方法以及剥离方法技术领域[0001]本发明涉及半导体领域，具体涉及GaN外延层剥离结构、制备方法以及剥离方法。背景技术[0002]由于氮化镓(GaN)具有宽带隙、耐高温、抗辐射、高临界击穿电场等特点，对发光二极管(LED)、场效应晶体管(FET)、肖特基二极管(SBD)等电力电子器件非常有利，且氮化镓(GaN)及其相关的半导体合金(如