[发明专利]GaN单结晶体及其制造方法和半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及裂纹发生少的GaN单结晶体以及制造方法，并涉及包含GaN单结晶体的裂纹发生少的半导体器件及其制造方法。

背景技术

作为短波光电器件、功率电子器件和其它半导体器件的材料，具有3.4eV能隙和高热导率的单结晶体氮化镓(GaN)受到关注。

这种GaN单结晶体所带来的问题在于，因为它们尽管硬度大但是韧性差，所以当生长GaN单晶时，和/或当生长的GaN单晶被加工成基板形式时，和/或当至少单层半导体层形成在基板形式的GaN单结晶体上时，在GaN单结晶体中和/或在半导体器件中将会出现裂纹，从而导致板状GaN单结晶体(GaN单晶基板)和/或半导体器件的产量降低。

同时，已经通过各种技术对通过若干不同的生长方法得到的晶体测量或计算这类GaN单结晶体中的弹性常数。可以引用的实例包括：1997年《应用物理快报(Applied Physics Letters)》第9期第70卷的第1122-1124页由R.B.Schwarz等人所著的“Elastic Moduli of GalliumNitride”(非专利参考文献1)；1999年《应用物理学杂志(Journal ofApplied Physics)》第4期第86卷的第1860-1866页由T.Deguchi等人所著的“Structural and Vibrational Properties of GaN”(非专利参考文献2)；1996年《应用物理学杂志》第6期第79卷的第3343-3344页由A.Polian等人所著的“Elastic Constants of Gallium Nitride”(非专利参考文献3)；1997年《应用物理学杂志》第6期第82卷的第2833-2839页由A.F.Wright所著的“Elastic Properties of Zinc-Blende and WurtziteAlN，GaN，and InN”(非专利参考文献4)；1998年《应用物理学杂志》第9期第84卷的第4951-4958页由K.Shimada等人所著的“First-Principles Study on Electronic and Elastic Properties of BN，AlN，and GaN”(非专利参考文献5)。

相关技术的描述

非专利参考文献1：1997年《应用物理快报》第9期第70卷的第1122-1124页由R.B.Schwarz等人所著的“Elastic Moduli of GalliumNitride”。

非专利参考文献2：1999年《应用物理学杂志》第4期第86卷的第1860-1866页由T.Deguchi等人所著的“Structural and VibrationalProperties of GaN”。

非专利参考文献3：1996年《应用物理学杂志》第6期第79卷的第3343-3344页由A.Polian等人所著的“Elastic Constants of GalliumNitride”。

非专利参考文献4：1997年《应用物理学杂志》第6期第82卷的第2833-2839页由A.F.Wright所著的“Elastic Properties of Zinc-Blendeand Wurtzite AlN，GaN，and InN”。

非专利参考文献5：1998年《应用物理学杂志》第9期第84卷的第4951-4958页由K.Shimada等人所著的“First-Principles Study onElectronic and Elastic Properties of BN，AlN，and GaN”。

发明内容

本发明的目的在于解决以上讨论的问题，即提供GaN单结晶体及其制造方法和半导体器件及其制造方法，其中，当生长GaN单结晶体时以及当生长的GaN单结晶体被加工成基板等形式时，以及当至少单层的半导体层形成在基板形式的GaN单结晶体上以制造半导体器件时，将裂纹控制到最少。