日前，日本電信電話(NTT)宣布開發(fā)出可從藍(lán)寶石基板上輕松剝離LED等使用的GaN(氮化鉀)類半導(dǎo)體薄膜元件的工藝。

該技術(shù)能夠以低成本制造厚度為2μm的薄型GaN類半導(dǎo)體薄膜元件，有望擴(kuò)大GaN類半導(dǎo)體薄膜材料的應(yīng)用范圍，比如可視光透過后只高效吸收紫外線的太陽能電池，以及厚度為200μm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(jù)NTT介紹，在藍(lán)寶石基板上層疊、加工GaN類半導(dǎo)體薄膜元件，用來制造器件時(shí)，基板的厚度必須要達(dá)到0.5mm左右。因此，全世界都在研究如何在加工后將薄膜元件從基板上完整剝離下來，并粘貼到其他基板上的技術(shù)。NTT的物性科學(xué)基礎(chǔ)研究所著眼于與石墨具有相同層狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的BN(氮化硼)展開研究，開發(fā)出了MeTRe法(Mec hanical Transfer using a Release layer)。MeTRe法可以完好保持剝離后的結(jié)晶面，因此可省去以前提出的轉(zhuǎn)印方法所必需的、在剝離后削平表面的工序。而且，使用MeTRe法剝離也不需要大型設(shè)備及化學(xué)藥劑，有望大幅削減制造時(shí)間及制造成本。

作為開發(fā)要點(diǎn)之一的高品質(zhì)層疊層狀BN薄膜，MeTRe法在基板上層疊具有層狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的高品質(zhì)BN薄膜，并在上面再層疊高品質(zhì)薄膜元件。在這樣的構(gòu)造中，BN薄膜在生長(zhǎng)用基板與薄膜元件之間起著像郵票齒孔一樣的作用，可輕松剝離并粘貼到其他基板上。據(jù)NTT介紹，此次通過找到最佳成膜條件，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶方向統(tǒng)一的高品質(zhì)BN薄膜的層疊。
 
而兩一個(gè)開發(fā)要點(diǎn)即在層狀BN薄膜上高品質(zhì)層疊GaN薄膜元件，其開發(fā)技術(shù)首先在層狀BN薄膜上層疊晶體構(gòu)造不同的AlxGa1-xN(氮化鋁鎵)或AlN(氮化鋁)作為緩沖層，然后再層疊GaN薄膜元件。在層狀BN薄膜上直接層疊具有纖鋅礦結(jié)構(gòu)的GaN的話，由于晶體構(gòu)造不同，因此難度很大。而含Al的AlxGa1-xN及AlN與襯底基板具有良好的浸潤(rùn)性，被廣泛用于層疊在晶體結(jié)構(gòu)不同的基板上。通過將這類物質(zhì)用作層狀BN薄膜與GaN之間的緩沖層，不管晶體結(jié)構(gòu)是否不同，均可層疊形成高品質(zhì)的薄膜元件。