第iii族氮化物晶片和其制造方法
【專利說明】第M I族氮化物晶片和其制造方法
[0001] 相關申請案的奪叉參考
[0002] 本申請案主張由發明人橋本忠朗（Tadao Hashimoto)、艾德華?里特斯（Edward Letts)和錫拉?霍夫（Sierra Hoff)于2012年8月28日申請的標題為"第III族氮化 物晶片和其制造方法（GROUP III NITRIDE WAFER AND ITS PRODUCTION METHOD)" 的第 61/694, 119號美國申請案的優先權，所述申請案的全文以引用方式并入本文中，就如同在 下文中完全闡述一般。
[0003] 本申請案與以下美國專利申請案有關：
[0004] 由藤戶健司（Kenji Fujito)、橋本忠朗和中村修二（Shuji Nakamura)于2005 年7月8日申請的標題為"使用高壓釜在超臨界氨中生長第III族氮化物晶體的方法 (METHOD FOR GROWING GROUP ΠΙ-NITRIDE CRYSTALS IN SUPERCRITICAL AMMONIA USING AN AUTOCLAVE) "且代理案號為30794. 0129-W0-01 (2005-339-1)的PCT實用新型專利申請 案第 US2005/024239 號；
[0005] 由橋本忠朗、齊藤真（Makoto Saito)和中村修二于2007年4月6日申請的 標題為"在超臨界氨中生長大表面積氮化鎵晶體的方法和大表面積氮化鎵晶體（METHOD FOR GROWING LARGE SURFACE AREA GALLIUM NITRIDE CRYSTALS IN SUPERCRITICAL AMMONIA AND LARGE SURFACE AREA GALLIUM NITRIDE CRYSTALS)" 且代理案號為 30794. 179-US-U1 (2006-204)的美國實用新型專利申請案第11/784,339號，所述申請 案根據35U.S.C.第119條第（e)項主張由橋本忠朗、齊藤真和中村修二于2006年4 月7日申請的標題為"在超臨界氨中生長大表面積氮化鎵晶體的方法和大表面積氮化 鎵晶體（METHOD FOR GROWING LARGE SURFACE AREA GALLIUM NITRIDE CRYSTALS IN SUPERCRITICAL AMMONIA AND LARGE SURFACE AREA GALLIUM NITRIDE CRYSTALS) " 且代理 案號為30794. 179-US-P1 (2006-204)的第60/790, 310號美國臨時專利申請案的權益； [0006] 由橋本忠朗和中村修二于2007年9月19日申請的標題為"氮化鎵塊晶和其生 長方法（GALLIUM NITRIDE BULK CRYSTALS AND THEIR GROWTH METHOD)" 且代理案號為 30794. 244-US-P1 (2007-809-1)的美國實用新型專利申請案第60/973, 662號；
[0007] 由橋本忠朗于2007年10月25日申請的標題為"在超臨界氨與氮的混合物中 生長第III族氮化物晶體的方法，和通過所述方法生長的第III族氮化物晶體（METHOD FOR GROWING GROUP ΠΙ-NITRIDE CRYSTALS IN A MIXTURE OF SUPERCRITICAL AMMONIA AND NITROGEN，AND GROUP III-NITRIDE CRYSTALS GROWN THEREBY)" 且代理案號為 30794. 253-US-U1 (2007-774-2)的美國實用新型專利申請案第11/977,661號；
[0008] 由橋本忠朗、艾德華?里特斯、碇將典（Masanori Ikari)于2008年2月25日 申請的標題為"制造第III族氮化物晶片的方法和第III族氮化物晶片（METHOD FOR PRODUCING GROUP II I-NITRIDE WAFERS AND GROUP II I-NITRIDE WAFERS)" 且代理案號為 62158-30002. 00的美國實用新型專利申請案第61/067, 117號；
[0009] 由艾德華·里特斯、橋本忠朗、碇將典于2008年6月4日申請的標題為"通過氨熱 生長從初始第III族氮化物晶種制造高結晶度第III族氮化物晶體的方法（METHODS FOR PRODUCING IMPROVED CRYSTALLINITY GROUP ΠΙ-NITRIDE CRYSTALS FROM INITIAL GROUP ΠΙ-NITRIDE SEED BY AMMONOTHERMAL GROWTH)" 且代理案號為 62158-30004. OO 的美國實 用新型專利申請案第61/058, 900號；
[0010] 由橋本忠朗、艾德華·里特斯、碇將典于2008年6月4日申請的標題為"用于生 長第III族氮化物晶體的高壓容器和使用高壓容器生長第III族氮化物晶體的方法和第 III 族氮化物晶體（HIGH-PRESSURE VESSEL FOR GROWING GROUP III NITRIDE CRYSTALS AND METHOD OF GROWING GROUP III NITRIDE CRYSTALS USING HIGH-PRESSURE VESSEL AND GROUP III NITRIDE CRYSTAL)"且代理案號為62158-30005. 00的美國實用新型專利申請案 第 61/058, 910 號；
[0011] 由橋本忠朗、碇將典、艾德華?里特斯于2008年6月12日申請的標題為"用于 測試第III族氮化物晶片的方法和具有測試數據的第III族氮化物晶片（METHOD FOR TESTING ΠΙ-NITRIDE WAFERS AND ΠΙ-NITRIDE WAFERS WITH TEST DATA)"且代理案號為 62158-30006. 00的美國實用新型專利申請案第61/131，917號；
[0012] 這些申請案的全文以引用方式并入本文中，就如同在下文中完全闡述一般。
技術領域
[0013] 本發明關于一種用于制造各種裝置（包括光電子裝置和電子裝置，例如發光二極 管（LED)、激光二極管（LD)、光檢測器和晶體管）的半導體晶片。更明確地，本發明關于一 種由第III族氮化物組成的復合半導體晶片。
【背景技術】
[0014] (注意：本專利申請案參考如通過括號內的數字（例如ω)所指示的若干公開案 和專利案。這些公開案和專利案的列表可見于標題為"參考文獻"的部分中。）
[0015] 氮化鎵（GaN)和其相關第III族氮化物合金是各種光電子裝置和電子裝置（例如 LED、LD、微波功率晶體管和日盲式光檢測器）的重要材料。然而，大多數這些裝置外延生長 于異質襯底（或晶片）（例如藍寶石和碳化硅）上，因為GaN晶片與這些異質外延襯底相比 極為昂貴。第III族氮化物的異質外延生長導致高度缺陷或甚至破裂的薄膜，從而阻礙獲 得高端電子裝置（例如高功率微波晶體管）。
[0016] 為解決所有因異質外延而引起的基本問題，必須使用從第III族氮化物塊晶切割 的第III族氮化物晶片。對于大多數裝置而言，GaN晶片是有利的，因為相對容易控制所述 晶片的傳導性并且GaN晶片將提供與大多數裝置層的最小晶格/熱失配。然而，由于高熔點 和在高溫下的高氮蒸氣壓，因此難以生長GaN塊晶。目前，大多數市售GaN晶片由稱為氫化 物氣相外延法（HVPE)的方法制得。HVPE是氣相外延薄膜生長法，因此難以制造塊狀第III 族氮化物晶體。由于晶體厚度的限制，線缺陷（例如位錯）和晶界的典型密度是在IO5CnT2 高端到-IO6CnT2低端的級別。
[0017] 為獲得位錯和/或晶界密度小于IO6CnT2的高質量GaN晶片，已開發稱為氨熱生長 的新型方法[1-6]。此外，存在其他塊體生長法（例如高壓溶液生長法或助熔劑法）[7-10]。 可通過氨熱生長或其他塊體生長法獲得位錯和/或晶界密度小于IO 6CnT2的高質量GaN晶 片。然而，利用塊體生長方法制造晶片產生一個在使用HVPE逐個制造晶片時未出現的新問 題。在HVPE中，第III族氮化物的厚膜外延生長在襯底（例如藍寶石或砷化鎵）上。然 后，通過機械或化學方法移除所述襯底。依此方式，所述第III族氮化物晶片的一面可明顯 地區別于所述晶片的另一面，因為外延生長薄膜的頂面通常顯示結晶特征（例如小凸起）。 相反地，利用塊體生長法制造晶片通常涉及從生長的塊晶切割晶片。通常通過多線鋸將塊 晶切割成晶片。由于多線鋸為機械切割方法，因此即使所述晶片具有極性，切割出的晶片的 兩個表面也變得難以區分。因為區分一個表面與另一個表面對晶片制造的后續工藝非常重 要，所以制造具有可區別表面的晶片是重要的。
【發明內容】
[0018] 本發明揭示一種其中一個表面可在視覺上區別于另一個表面的第III族氮化物 晶片。在通過機械方法（例如多線鋸）從第III族氮化物塊晶切割所述晶片后，蝕刻（優 選地，化學蝕刻）所述晶片，以使所述晶