NTT開發出可從藍寶石基板上剝離氮化鎵類半導體薄膜元件的工藝

日本電信電話(NTT)宣佈，開發出了可將LED等使用的氮化鉀類半導體薄膜元件從藍寶石基板上輕鬆剝離下來的工藝。採用該技術能夠以低成本製造厚度為2微米的薄型氮化鎵類半導體薄膜元件。有望擴大氮化鎵類半導體薄膜材料的應用範圍，比如可視光透過後只高效吸收紫外線的太陽能電池，以及厚度為200微米的薄型LED等。另外，通過增大可剝離的薄膜元件的面積，還有望在大面積的薄膜元件上層疊其他材料形成具有新功能的薄膜元件等用途。

據NTT介紹，在藍寶石基板上層疊、加工氮化鎵類半導體薄膜元件，用來製造器件時，基板的厚度必須要達到0.5毫米左右。因此，全世界都在研究如何在加工後將薄膜元件從基板上完整剝離下來，並粘貼到其他基板上的技術。NTT的物性科學基礎研究所著眼於與石墨具 有相同層狀結晶結構的氮化硼展開研究，開發出了MeTRe法(Mec hanical Transfer using a Release layer)。MeTRe法可以完好保持剝離後的結晶面，因此可省去以前提出的轉印方法所必需的、在剝離後削平表面的工序。而且，使用MeTRe法剝離也 不需要大型設備及化學藥劑，有望大幅削減製造時間及製造成本。開發要點有以下兩項：

高品質層疊層狀氮化硼薄膜

MeTRe法在基板上層疊具有層狀結晶結構的高品質氮化硼薄膜，並在上面再層疊高品質薄膜元件。在這樣的構造中，氮化硼薄膜在生長用基板與薄膜元件之間起著像郵票齒孔一樣的作用，可輕鬆剝離並粘貼到其他基板上。據NTT介紹，此次通過找到最佳成膜條件，實現了結晶方向統一的高品質氮化硼薄膜的層疊。

在層狀氮化硼薄膜上高品質層疊氮化鎵薄膜元件

此次的開發的技術首先在層狀氮化硼薄膜上層疊晶體構造不同的氮化鋁鎵或氮化鋁作為緩衝層，然後再層疊氮化鎵薄膜元件。在層狀氮化硼薄膜上 直接層疊具有纖鋅礦結構的氮化鎵的話，由於晶體構造不同，因此難度很大。而含鋁的AlxGa1-xN及氮化鋁與襯底基板具有良好的浸潤性，被廣泛用於層 疊在晶體結構不同的基板上。通過將這類物質用作層狀氮化硼薄膜與氮化鎵之間的緩衝層，不管晶體結構是否不同，均可層疊形成高品質的薄膜元件。


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