專利名稱：制造半導體器件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造半導體器件的方法，該器件包括由氮化鎵(GaN)制成的半導體層。
背景技術：
氮化物半導體(例如氮化鎵(GaN))在實踐中被應用于半導體光發(fā)射器件(例如發(fā)光二極管(LED))和能夠在高溫下工作的半導體器件(例如高速晶體管)。在使用氮化物半導體制造這樣的半導體器件時，在基體材料襯底(例如藍寶石襯底)上將氮化物半導體層生長到預定的厚度，然后將氮化物半導體層與基體材料襯底之間的界面剝離，從而獲得氮化物半導體襯底。例如，通過向氮化物半導體層與基體材料襯底之間的界面施加具有預定強度的激光束，以使被施加了激光束的部分局部受熱和升華，來將氮化物半導體層和基體材料襯底分開。通過使用這種施加激光束的升華效果，來高效地制造半導體器件。在用激光束在氮化物半導體層與基體材料襯底之間進行分離時，在處理過程中， 只有它們之間受到激光束照射的部分被分離，而它們的其他部分仍然結合。因此，它們之間的結合部分中發(fā)生應力集中并且氮化物半導體層的表面中發(fā)生破裂的可能性較高。發(fā)生了破裂的表面層被稱為破壞層。破壞層的存在造成了物理強度和特性的惡化，還可能造成制造處理過程中的污染以及粘附雜質。在制造半導體光發(fā)射器件的情形中， 需要向氮化物半導體層附裝電極。在氮化物半導體層的表面層是破壞層的情形下，電極的接觸電阻容易增大。此外，在對表面上的破壞層進行干法刻蝕以對電極進行處理的情形下， 存在這樣的缺點會產(chǎn)生被稱為柱(pillar)的微柱結構。為了解決這種缺點，本發(fā)明的申請人開發(fā)了例如日本未審查專利申請公開 NO. 2006-86388中所公開的技術，在生長了氮化物半導體層之后，通過執(zhí)行CMP (化學機械處理)來除去破壞層。

發(fā)明內(nèi)容
在氮化物半導體層是GaN層的情形中，當執(zhí)行CMP時，在_c平面上獲得的拋光速率高于在+c平面上獲得的速率。因此，GaN層中容易拋光的面是-C面。但是，當在GaN層的-C面上執(zhí)行CMP時，由于這種高拋光速率的影響，難以可靠地使CMP停止在預定位置。因此難以獲得具有預定厚度的GaN層。因此，希望提供一種制造半導體器件的方法來高效地制造半導體器件，該器件包含具有高精度厚度的氮化物半導體層。根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導體器件的方法包括下列步驟在襯底上形成氮化鎵 (GaN)層，該層的主表面是+c表面；通過對所述GaN層的+c表面中的局部區(qū)域選擇性地向下刻蝕，來形成溝槽；形成金屬層以掩埋所述溝槽；將所述襯底與所述GaN層分離，此后，對所述GaN層的-C表面進行拋光直到暴露出所述金屬層，并除去所述GaN層的厚度方向上的
3一部分。作為III-V族化合物半導體的GaN層的晶體結構是纖鋅礦結構或閃鋅礦結構。當沿與c軸正交的平面對該晶體結構解理時，+c軸那側的面(+c面)是鎵(Ga)原子所在的晶面，而-C軸那側的面(-C面)是氮(N)原子所在的晶面。在本發(fā)明實施例的制造半導體器件的方法中，形成金屬層以在GaN層的+c面中掩埋溝槽。此后，對GaN層的-C面整個進行拋光，并除去該層沿厚度方向的一部分。通過該操作，在填充于溝槽底部的金屬層被暴露出來的時刻，拋光速率大大降低，使得可以更容易地停止拋光處理而不會使該處理過度地前進。或者，可以在對電阻的改變進行檢測的同時執(zhí)行拋光處理，并在當金屬層暴露出來時電阻發(fā)生急劇改變的時候停止拋光。在任何情況下，留下的GaN層都具有根據(jù)溝槽深度的厚度。根據(jù)本發(fā)明實施例的制造半導體器件的方法，在形成金屬層以在GaN層的+c面中掩埋溝槽之后，在GaN層的與+c面相反那側的-C面上的拋光前進。因此，在金屬層暴露的時刻，拋光被及時停止。結果，容易且高效地制造具有高精度厚度的GaN層。由下面的說明會更完整地了解本發(fā)明其他的和進一步的目的、特征和優(yōu)點。


圖1是作為本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管的截面圖。圖2A和圖2B的截面示了制造圖1所示發(fā)光二極管的方法中的處理。圖3A和圖;3B的截面示了圖2A和圖2B之后的處理。圖4A和圖4B的截面示了圖3A和圖之后的處理。圖5的截面示了圖4A和圖4B之后的處理。圖6的截面示了圖5之后的處理。圖7的截面示了圖6之后的處理。圖8的截面示了圖7之后的處理。圖9的特性圖示出了在本發(fā)明的示例中，在拋光時GaN層隨時間的改變。
具體實施例方式下面將參考附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。發(fā)光二極管的構造圖1圖示了作為本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管(LED)的截面構造。圖1示意性地圖示的構造具有的尺寸和形狀與實際的尺寸和形狀不同。該發(fā)光二極管具有半導體層20、p側電極30和η側電極35，該半導體層包含III-V 族元素的氮化物半導體。半導體層20是通過將GaN層22、η型觸點層23、η型包層Μ、有源層25、ρ型包層沈和ρ型觸點層27依次堆疊而獲得的堆疊體。ρ側電極30設在ρ型觸點層27的表面上，η側電極35設在GaN層22的表面上。ρ側電極30部分地連接到導電連接層33。連接層33是從外部電源向ρ側電極30供應電流的路徑。連接層33與支撐襯底 50由二者之間的粘合劑層41 (這里未示出)粘合。該發(fā)光二極管是下述類型(所謂底部發(fā)射類型)的半導體光發(fā)射器件來自有源層25的光經(jīng)過η型半導體層而發(fā)射，所述η型半導體層包括η型觸點層23和η型包層24。在該實施例中，III-V族元素的氮化物半導體是包含鎵(Ga)和氮(N)的氮化鎵化合物，例如是GaN、AKkiN(氮化鋁鎵)、AlfeJnN(氮化鋁鎵銦)等。如果需要，它們包含由 IV族和VI族元素(例如Si(硅)、Ge(鍺)、0(氧)和Se(硒))制成的η型雜質，或由II 族和IV族元素(例如Mg(鎂)、Si(鋅)和C(碳))制成的ρ型雜質。GaN層22例如由具有0. 5 μ m厚度的未摻雜GaN制成，并通過用橫向晶體生長技術 (例如ELO(外延橫向過生長)技術)在藍寶石的c面上進行生長而形成。η型觸點層23例如由具有4. 0 μ m厚度的η型GaN制成，η型包層M例如由具有1. 0 μ m厚度的η型AWaN 制成。有源層25具有多量子阱結構，該結構例如是通過將三個組堆疊而獲得的，每個組由具有3. 5nm厚度的未摻雜hx(iai_xN阱層(0 < χ < 1)和具有7. Onm厚度的未摻雜hy(iai_yN 阻擋層(0<y<l)制成。有源層25在沿平面方向的中心區(qū)域處具有光發(fā)射區(qū)域25A，光發(fā)射區(qū)域通過所注入的電子和空穴的復合來發(fā)射光子。P型包層沈例如由具有0. 5 μ m厚度的P型AWaN制成。ρ型觸點層27例如由具有0. 1 μ m厚度的ρ型GaN制成，并具有比ρ 型包層26更高的ρ型雜質濃度。光反射層31設在ρ型觸點層27的頂面局部。光反射層31完全由保護層32覆蓋， 保護層32的形式是由非電解鍍覆(nonelectrolytic plating)而形成的鍍覆膜。保護層 32例如由包含下列中至少一項、或兩項或更多項的合金制成鎳(Ni)、銅(Cu)、鈀(Pd)、金 (Au)和錫(Sn)?？梢栽讦研陀|點層27與光反射層31之間插入金屬層，該金屬層由過渡金屬(例如鈀(Pd)、鎳(Ni)、鉬(Pt)和銠( ))或通過將銀(Ag)添加到該過渡金屬而獲得的材料制成。通過提供這樣的金屬層，可以期望改善P型觸點層27與光反射層31之間的機械粘附性并改善電接觸性能等。光反射層31由具有金屬特性的物質(例如銀(Ag)或銀合金)制成，并具有例如 30nm至200nm (包括這兩個端點)的厚度。銀合金的示例是通過把從鉬(Pt)、鈀(Pd)、金 (Au)、銅(Cu)、銦(In)和鎵(Ga)中選擇的至少一種物質添加到銀而獲得的合金。更具體而言，光反射層31由所謂的APC合金制成，該合金包含98%的銀、的鈀和的銅。精細的銀和銀合金具有極高的反射性。通過該材料，對于從有源層25中的光發(fā)射區(qū)域25A發(fā)射的光而言，光反射層31表現(xiàn)出把向著與GaN層22相反那側行進的光向GaN 層22(該層作為發(fā)射窗口)反射的功能。光反射層31與金屬層32A(將在下文中說明)和保護層32 —起構成ρ側電極30，并且電連接到連接層33。因此，可以期望光反射層31對于P型觸點層27具有高的電接觸性能。金屬層32A設在光反射層31的頂面上。在通過非電解鍍覆來形成保護層32時， 金屬層32A用作鍍覆下方層(鍍覆籽晶層(plating seed layer))。金屬層32A的材料例如是鎳或鎳合金。金屬層38被形成為覆蓋了半導體層20和ρ側電極30。絕緣層37被設在金屬層 38與半導體層20的端面之間，ρ側電極30中只有保護層32與金屬層38接觸。制造發(fā)光二極管的方法下面將參考圖2A和圖2B至圖8來詳細說明制造具有這種構造的發(fā)光二極管的方法的示例。圖2A和圖2B至圖8分別圖示了在制造處理中發(fā)光二極管的截面構造。將說明一次形成多個發(fā)光二極管的情形。
首先，如圖2A所示，例如制備以主表面作為c面(平面方向{0001})的藍寶石作為襯底10，并例如通過MOCVD (金屬有機物化學氣相沉積)而在整個C面上形成由III-V族元素的氮化物半導體(例如GaN)制成的半導體膜20A，緩沖層11位于它們之間。緩沖層11 也通過MOCVD在藍寶石的c面上進行低溫生長來形成，并且例如由具有30nm厚度的未摻雜 GaN形成。作為GaN化合物半導體的材料，例如使用三甲基鋁(TMA)、三甲基鎵(TMG)、三甲基銦(TMIn)或氨(NH3)。作為施主雜質的材料，例如使用硅烷(SiH4)。作為受主雜質的材料，例如使用雙(甲基環(huán)戊二烯基)鎂((CH3C5H4)2Mg)或雙(環(huán)戊二烯)鎂((C5H5)2Mg)。具體而言，首先例如通過熱清潔來對襯底10的表面(C面)進行清潔。隨后，例如通過以例如約500°C的溫度進行的MOCVD來在經(jīng)過清潔的襯底10上低溫生長緩沖層11。此后，例如通過橫向晶體生長技術(例如EL0)，以例如1000°C的生長溫度來生長GaN層22。接著，在GaN層22上，例如通過MOCVD來依次生長η型觸點層23、η型包層Μ、有源層25、ρ型包層沈和ρ型觸點層27。對于作為不含銦(In)層的η型觸點層23、η型包層24、ρ型包層沈和ρ型觸點層27而言，生長溫度例如約1000°C ；對于作為含銦(In)層的有源層25而言，生長溫度例如700°C至800°C (包含這兩個端點)。在以此方式對半導體層20進行晶體生長之后，例如通過在600°C至700°C (包含這兩個端點)的溫度執(zhí)行幾十分鐘的加熱，來實現(xiàn)P型包層26和ρ型觸點層27中的受主雜質。接著，在ρ型觸點層27上形成預定形狀的抗蝕劑圖案40。此后，如圖2B所示，用氯氣以抗蝕劑圖案40為掩模通過例如RIE (反應離子刻蝕)將半導體膜20A中的暴露部分向下刻蝕到緩沖層11，從而形成由溝槽四彼此分隔開的多個半導體層20。接著，如圖3A所示，在除去抗蝕劑圖案40之后，例如通過在ρ型觸點層27上進行濺射，來依次堆疊光反射層31和金屬層32A。在形成金屬層32A之后，如圖:3B所示，通過用金屬層32A作為鍍覆下方層 (plating underlayer)來進行非電解鍍覆，形成保護層32以完全覆蓋光反射層31。通過這樣的操作獲得了 P側電極30。在此情形下，至少ρ型觸點層27的頂面(與ρ型包層沈相反那側的面)、光反射層31的端面和金屬層32A的表面被浸入鍍槽(plating bath)中。 通過這種浸入，不僅金屬層32A的表面，而且金屬層32的周邊區(qū)域中ρ型觸點層27的表面也被鍍覆。即，鍍覆以金屬層32A、光反射層31和ρ型觸點層27中的至少一者為基點而發(fā)展。結果，形成了精密且緊固的保護層32，該層覆蓋了光反射層31和金屬層32的周邊。優(yōu)選地，通過改變金屬層32A的厚度和材料組分中的至少一項，金屬層32A和光反射層31的表面電勢(surface potential)以及根據(jù)這些表面電勢而改變的ρ型包層沈的電勢得到調節(jié)。這對鍍槽中的電化學活性進行控制，從而對作為鍍覆膜的保護層32的形成區(qū)域(范圍)進行調節(jié)。尤其是，按照P型包層26自身的內(nèi)電阻的幅度，ρ型包層沈的電勢隨著離金屬層32Α的距離而在鍍槽中收斂到自然電勢。通過對電勢梯度進行控制，保護層32的形成區(qū)域(范圍)受到調節(jié)。盡管圖3Α和圖;3Β中圖示了提供金屬層32Α來覆蓋光反射層31 整個頂面的示例，但是金屬層32Α也可以被形成為覆蓋了光反射層31的僅部分頂面。由于電化學活性也如上所述通過改變金屬層32Α的表面積而受到控制，所以獲得了具有所需的平面形狀和截面形狀的保護層32。此后，選擇性地形成絕緣層37，以覆蓋半導體層20和緩沖層11中全部的暴露部分并暴露出P側電極30的至少一部分。在此情形下，通過施加抗蝕劑將整體覆蓋，來形成絕緣膜。此后，根據(jù)需要執(zhí)行熱處理(烘烤)，還通過使用光刻技術來選擇性地除去絕緣膜以使保護層32的頂面部分地暴露，從而獲得絕緣層37。如圖4A所示，形成由例如銅(Cu)制成的金屬層38以覆蓋整個器件。除了銅以外， 對于金屬層38也可以使用鈦(Ti)、鋁(Al)、鎳(Ni)、金(Au)、鉻(Cr)等。此外，還通過施加抗蝕劑等覆蓋整個器件，來形成絕緣膜39A。絕緣膜39A可以被形成為具有下述厚度該厚度使得將相鄰的半導體層20分隔開的溝槽四被完全填充，并且絕緣膜39A的頂面是平的。隨后，根據(jù)需要執(zhí)行熱處理(烘烤)，并如圖4B所示用光刻技術選擇性地除去絕緣膜39A以使保護層32的頂面部分地暴露，從而形成絕緣層39。隨后，如圖5所示，通過電鍍等方式形成由銅(Cu)等制成的鍍覆膜并對其進行圖案化，從而形成連接到P側電極30的連接層33。此后，形成粘合劑層41以將連接層33覆蓋并將連接層33的周邊掩埋，并將由藍寶石等制成的支撐襯底50接合到連接層33，粘合劑層41處于它們之間。此后，例如給襯底10的整個后表面施加受激準分子激光，以在襯底10與緩沖層11 之間的界面中執(zhí)行激光燒蝕，從而將襯底10與緩沖層11分離。激光燒蝕是這樣的現(xiàn)象緩沖層11中由激光束照射的部分局部受熱并升華，使襯底10與緩沖層11彼此分離開。在此情形下，在經(jīng)過分離的緩沖層11的表面上產(chǎn)生破壞層。因此，如圖6所示，通過CMP(化學機械拋光)對緩沖層11的_c面進行拋光，破壞層被可靠地除去。當沿層堆疊方向繼續(xù)進行CMP時，全部的緩沖層11被除去，半導體層20 的底面以及位于溝槽四底部的絕緣層37出現(xiàn)在拋光面中。當CMP進一步繼續(xù)時，將溝槽四的底面掩埋的絕緣層37被除去，拋光面到達金屬層38，如圖7所示。當金屬層38暴露時，與金屬層38暴露之前相比，拋光速率被大大降低。 因此，通過檢測這種改變，拋光被精確地停止在預定的位置。具體而言，CMP使用下述散布體(dispersed member)作為拋光溶液(CMP漿)所述散布體是通過使S^2 (膠體氧化硅)>Ce02,Al203>Mn02等拋光劑顆粒散布在含有電解質制劑(例如氫氧化鉀(KOH))、氧化劑(例如過氧化氫)、無機酸(例如硝酸、氫氟酸或經(jīng)過緩沖的氫氟酸)、有機酸(例如羧酸)、無機的或有機的堿性制劑、有機分散劑或表面活性劑等的水中而獲得的。通常，通過使用由聚氨酯等制成的拋光墊來執(zhí)行拋光。通過這樣的CMP， 與通常的拋光不同，表面受到拋光，而不會通過化學作用和機械作用的協(xié)作而在所處理的表面中形成受影響的層。此外，CMP中所用的拋光劑顆粒還在與拋光面接觸的界面中使溫度局部上升以促進化學反應，并使反應產(chǎn)物由拋光劑顆粒的表面吸收以促進拋光。在通常的拋光中，存在著由拋光劑顆粒的機械作用而形成微裂紋層并形成破壞部分的可能性。相反， 通過使用CMP，在不產(chǎn)生微裂紋層的情況下執(zhí)行拋光。因此，對于在后續(xù)處理中形成電極等的情形，有利于抑制拋光表面中的接觸電阻增大。此外，還通過蒸發(fā)等方式依次堆疊鈦(Ti)層、鉬(Pt)層和金(Au)層來覆蓋半導體層20中由CMP暴露出的、與ρ側電極30相反那側的表面，這些層被圖案化成預定形狀， 從而形成η側電極35 (參考圖8)。最后，通過執(zhí)行預定的處理(例如將器件切片到半導體層20中)，來制造本實施例的發(fā)光二極管。在如上所述制造的發(fā)光二極管中，在向ρ側電極30和η側電極35供應電流時，電流被注入到有源層25中的光發(fā)射區(qū)域25A，并通過電子與空穴的復合而產(chǎn)生光。在光發(fā)射區(qū)域25A產(chǎn)生的光中，直接向作為發(fā)射窗口的GaN層22行進的光Ll穿過襯底10到達外部， 而向與GaN層22相反那側行進的光L2和L3由光反射層31向著GaN層22反射，并在此后穿過半導體層20并發(fā)射到外部(參考圖1)。由于光L2和L3被通過包含銀(Ag)而構成的、具有極高反射率的光反射層31反射，所以與光反射層31不含銀(Ag)的情形相比，反射和光提取效率更高。本實施例的操作和效果如上所述，在本實施例中，在緩沖層11上形成由GaN等制成并由溝槽四分隔開的多個半導體層20，此后形成金屬層38以覆蓋溝槽四的底面并與半導體層20的+c面接觸。 此后從半導體層20的-C面那側執(zhí)行CMP以除去全部的緩沖層11以及半導體層20沿厚度方向的一部分。通過CMP，當溝槽四的底部處形成的金屬層38在拋光面上暴露的時刻，拋光速率大幅下降，使得更容易將拋光停止在預定位置而不過度地執(zhí)行CMP。這種現(xiàn)象可以通過如下方式來考慮。首先，作為半導體層20的材料的GaN因內(nèi)部極化等而具有晶場(crystal field)。因此，在金屬層38在拋光面上暴露之前的階段，半導體層20中與ρ側電極30接觸的那側的面(+c面)以及與該面導通的ρ側電極30和金屬層38具有相對更高的電勢。另一方面，半導體層20中與ρ側電極30相反那側的面(要被拋光的面，即-C面)具有相對較低的電勢。在此情形下，+c面與-C面之間的表面電勢之間產(chǎn)生差，使得用于CMP的拋光溶液在-C面中的侵蝕容易前進。但是，當CMP前進并且金屬層38在拋光面上暴露時，通過CMP處理設備的拋光墊與金屬層38之間的接觸，拋光面的電勢與金屬層38的電勢變得彼此相等。即，+c面的表面電勢和-C面的表面電勢變得彼此相等，由拋光溶液造成的-C面中的侵蝕受到抑制。結果，拋光速率大幅降低。在本實施例中，在對電阻變化進行檢測的同時執(zhí)行拋光處理。在當金屬層38在拋光面上暴露時電阻發(fā)生急劇改變的時刻，拋光處理被可靠地停止。在任何情況下，留下的半導體層20都具有與溝槽四深度相對應的厚度。即，在形成金屬層38以掩埋通過將半導體膜20A的+c面向下刻蝕而形成的溝槽四之后，半導體層20中-C面上的拋光前進，使得拋光在金屬層38被暴露的時刻及時停止。結果，具有高精度厚度的半導體層20的制造容易且高效，并實現(xiàn)了表現(xiàn)出所需性能的高可靠性發(fā)光二極管。在本實施例中，在形成溝槽四時，半導體膜20A的局部區(qū)域被向下刻蝕到緩沖層 11。或者，也可以將該局部區(qū)域刻蝕到厚度方向的某個中間點，并可以留下部分半導體膜 20A。在這種情形下，通過將溝槽四的底面覆蓋并形成金屬層38以與半導體膜20A的+c 面接觸，從半導體膜20A的+c面那側進行的拋光也在金屬層38在拋光面上暴露的時刻精確地停止。同時，半導體膜20A被分成多個半導體層20。示例 下面將詳細說明本發(fā)明的示例。 作為一種示例，根據(jù)前述實施例的說明，制造了圖1的發(fā)光二極管。首先將以主表面為c面的藍寶石制備為襯底10，并通過MOCVD在500°C下在c面上生長膜以形成具有 30nm厚度的未摻雜GaN緩沖層11。此后，通過ELO技術在1000°C在緩沖層11上生長未摻雜GaN，從而形成具有0. 5 μ m厚度的GaN層22。在GaN層22上，進一步通過MOCVD來依次生長η型觸點層23、η型包層Μ、有源層25、ρ型包層沈和ρ型觸點層27，從而獲得半導體膜20A。在此情形下，對于η型觸點層23、η型包層24、ρ型包層沈和ρ型觸點層27的生長溫度約為1000°C，而對于有源層25的生長溫度為720V (對于綠色)和780°C (對于藍色)。η型觸點層23由具有4. Ομπι厚度的η型GaN制成，η型包層M由具有Ι.Ομπι厚度的η型AlGaN制成。有源層25具有通過將三個組堆疊而獲得的多量子阱結構，每個組由具有3. 5nm厚度的未摻雜Lx^ihN阱層(0 < χ < 1)和具有7. Onm厚度的未摻雜Ly^vyN 阻擋層(0 < y < 1)制成。ρ型包層沈由具有0. 5 μ m厚度的ρ型AWaN制成。ρ型觸點層27由具有0. 1 μ m厚度并具有比ρ型包層沈更高的ρ型雜質濃度的ρ型GaN制成。接著，在預定位置形成ρ側電極30之后，通過用RIE將半導體膜20A選擇性地向下刻蝕到GaN層22，形成凸起觀和溝槽四。此后，用銅形成金屬層38以覆蓋整個器件。溝槽四的深度被設定為2. 1 μ m。g卩，半導體層20的厚度的目標值被設定為2. 1 μ m。隨后，將襯底10與緩沖層11分離，并對緩沖層11和GaN層中的_c面整個進行拋光。對拋光時間(經(jīng)過的時間)與膜厚度之間的關系進行檢查。圖9圖示了該結果。在圖 9中，橫軸表示拋光時間(分鐘)，縱軸表示剩余的半導體層20 (半導體膜20A)的厚度。使用了含有氫氧化鉀(KOH)的拋光溶液，拋光速率為0. 07 μ m/min。對比示例以與上述類似的方式制造了作為對比示例的發(fā)光二極管，只是用樹脂(由Nippon Steel Chemical Co.，Ltd制造的“VPA100”)代替金屬層38覆蓋了凸起觀和溝槽四， 該樹脂具有雙酚芴環(huán)氧丙烯酸酯酸加合物(visphenol fluorine epoxy acrylate acid adduct)禾口丙二醇單甲醚乙酸酉旨(propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA) 作為主要成分。如圖9所示，在該示例中(由空心方框所示的曲線)，隨著半導體層20的厚度越來越接近作為目標值的2. 1 μ m，拋光速率降低，并且在該厚度達到2. 1 μ m的時刻(掩埋了溝槽四的金屬層38被暴露出來的時刻)，拋光幾乎不能前進。另一方面，在對比示例中(由實心圓形所示的曲線)，盡管在半導體層20的厚度達到作為目標值的2. 1 μ m的時刻拋光速率略有降低，但拋光在此后繼續(xù)下去。如上所述，在該示例中，確認了容易制造具有所需厚度的半導體層(GaN層)。盡管已經(jīng)通過前述實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明不限于前述實施例中描述的這些模式，而可以以各種方式進行修改。例如，在前述實施例中，描述了發(fā)光二極管作為半導體器件。本發(fā)明的半導體器件是包含了其他器件(例如具有GaN層的晶體管)的概念。本發(fā)明包含與2010年3月30日在日本特許廳提交的日本在先專利申請JP 2010-079571中公開的主題有關的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用方式結合于此。本領域技術人員應當明白，在所附權利要求及其等同含義的范圍內(nèi)，根據(jù)設計要求和其他因素，可以產(chǎn)生各種變更、組合、子組合和替換形式。
權利要求
1.一種制造半導體器件的方法，包括下列步驟 在襯底上形成氮化鎵(GaN)層，該層的主表面是+c表面；通過對所述GaN層的+c表面中的局部區(qū)域選擇性地向下刻蝕，來形成溝槽； 形成金屬層以掩埋所述溝槽；以及將所述襯底與所述GaN層分離，此后，對所述GaN層的_c表面進行拋光直到暴露出所述金屬層，并除去所述GaN層的厚度方向上的一部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的制造半導體器件的方法，其中，在所述金屬層暴露的時刻，對所述GaN層的-C表面的拋光停止。
3.根據(jù)權利要求1所述的制造半導體器件的方法，其中，用藍寶石襯底作為所述襯底， 所述藍寶石襯底的主表面是+c表面，通過在所述藍寶石襯底的+c表面上進行外延生長來形成所述GaN層。
4.根據(jù)權利要求1所述的制造半導體器件的方法，其中，使用包含氫氧化鉀(KOH)的拋光溶液進行的化學機械拋光(CMP)，來對所述GaN層的-C表面進行拋光。
5.根據(jù)權利要求1所述的制造半導體器件的方法，其中，通過激光燒蝕使所述襯底和所述GaN層彼此分離。
6.根據(jù)權利要求1所述的制造半導體器件的方法，其中，所述金屬層由銅(Cu)形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了制造半導體器件的方法，該器件包括具有高精度厚度的氮化物半導體層。該方法包括下列步驟在襯底上形成氮化鎵(GaN)層，該層的主表面是+c表面；通過對GaN層的+c表面中的局部區(qū)域選擇性地向下刻蝕，來形成溝槽；形成金屬層以掩埋溝槽；將襯底與GaN層分離，此后，對GaN層的-c表面進行拋光直到暴露出金屬層，并除去GaN層的厚度方向上的一部分。
文檔編號H01L33/00GK102208496SQ20111007388
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2010年3月30日
發(fā)明者三浦祐哉, 平尾直樹 申請人:索尼公司