專利名稱：：Ⅲ族氮化物單晶自立式襯底及利用該襯底制造半導體裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有低平均位錯密度且抗斷裂(fractureresistant)的III族氮化物單晶自立式襯底，并涉及利用所述襯底制造半導體裝置的方法。
背景技術(shù)：
：人們正在把位錯密度分布均勻且平均位錯密度低的III族氮化物單晶襯底開發(fā)成為理想地適于在含發(fā)光器件和電子器件的半導體裝置中應(yīng)用的III族氮化物單晶自立式襯底。例如在日本未審專利申請公布2004-193371(專利文獻l)中，公開了一種平均位錯密度小于lxl06cm—2的并入111族氮化物半導體層的自立式襯底，具體地，是位錯密度在0.121.5xl06cm—2范圍內(nèi)變化的GaN膜(自立式襯底)。在日本未審專利申請公布2006-52102(專利文獻2)中，同時也公開了一種平均位錯密度為5xl07cm—2以下的III-V族氮化物體系半導體襯底，具體地是位錯密度范圍為1.4±0.7xl06cm—2的GaN自立式襯底。盡管如此，為了進一步提高半導體裝置性能，仍在尋求具有更低位錯密度的III族氮化物單晶自立式襯底來作為半導體裝置的襯底。專利文獻1:日本未審專利申請公布2004-193371專利文獻2:日本未審專利申請公布2006-52102因此，已經(jīng)嘗試制造了具有更低位錯密度如平均位錯密度為5xl05cm一a的III族氮化物單晶自立式襯底。然而，就平均位錯密度為5"054cm—2的超低密度的m族氮化物單晶自立式襯底而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)位錯密度分布均勻的m族氮化物單晶自立式襯底容易斷裂。
發(fā)明內(nèi)容其中，本發(fā)明的目的是通過提供其平均位錯密度不超過5x105cm—2且抗斷裂的m族氮化物單晶自立式襯底來解決剛才所討論的問題，并提供一種利用這類III族氮化物單晶自立式襯底來制造半導體裝置的方法。本發(fā)明為平均位錯密度不超過5x105cm—2的111族氮化物單晶自立式襯底，其包括一個以上的高位錯密度區(qū)域以及多個低位錯密度區(qū)域，其中所述低位錯密度區(qū)域的位錯密度低于所述高位錯密度區(qū)域的位錯密度。在本發(fā)明的in族氮化物單晶自立式襯底中，高位錯密度區(qū)域的位錯密度對平均位錯密度的比值大得足以阻止裂紋在襯底中傳播。例如，高位錯密度區(qū)域的位錯密度對平均位錯密度的比值為2以上是可以的。所述高位錯密度區(qū)域的位錯密度為5xl05cm—23xl06cm—2也是可以的。同樣，所述低位錯密度區(qū)域的位錯密度不超過lx105cm—2是可以的。此外，本發(fā)明的m族氮化物單晶自立式襯底可以為具有六方晶系結(jié)構(gòu)的襯底，其中襯底中任意選擇的{1_100}面與一個以上的高位錯密度區(qū)域相交。其中，所述一個以上的高位錯密度區(qū)域能夠形成幾何圖案，從所述襯底的主面來看，所述幾何圖案包括條紋圖案、多邊形格子圖案、周期性排列的島狀圖案或非重復性圖案中的任意一種。另外，在本發(fā)明的ni族氮化物單晶自立式襯底中，主面的表面積為20cm2以上且厚度為1000pm以下是可以的。所述III族氮化物單晶自立式襯底為GaN單晶自立式襯底也是可以的。此外還有，所述III族氮化物單晶自立式襯底能夠通過HVPE形成。本發(fā)明還提供一種利用如上所述的III族氮化物單晶自立式襯底來制造半導體裝置的方法。本發(fā)明能夠提供III族氮化物單晶自立式襯底，所述襯底的平均位錯密度不超過5xl05cm—2且抗斷裂，而且本發(fā)明能夠提供一種利用這類III族氮化物單晶自立式襯底來制造半導體裝置的方法。圖l為概要表示本發(fā)明的III族氮化物單晶自立式襯底的一個實例的俯視圖。圖2為概要表示本發(fā)明的III族氮化物單晶自立式襯底的另一個實例的俯視圖。圖3為用于顯示本發(fā)明的制造m族氮化物單晶自立式襯底方法的一個實例的概要剖視圖，其中圖3A表示準備初始襯底(startingsubstrate)的工藝步驟；圖3B表示通過液相淀積在所述初始襯底上生長III族氮化物晶體的工藝步驟；圖3C表示通過氣相淀積在III族氮化物晶體上生長單晶III族氮化物的工藝步驟；以及圖3D表示形成的III族氮化物單晶自立式襯底。圖4為概要顯示在制造本發(fā)明的III族氮化物單晶自立式襯底中所使用初始襯底的一個實例的俯視圖。圖5為概要顯示本發(fā)明的制造III族氮化物單晶自立式襯底的方法的另一個實例的剖視圖，其中圖5A表示形成III族氮化物晶體集合襯底的工藝步驟；圖5B表示通過氣相淀積在III族氮化物晶體集合襯底上生長單晶III族氮化物的工藝步驟；以及圖5C表示形成的III族氮化物單晶自立式襯底。圖6為概要表示用于制造本發(fā)明的III族氮化物單晶自立式襯底中的III族氮化物晶體集合襯底的一個實例的俯視圖。圖7為概要表示本發(fā)明的m族氮化物單晶自立式襯底的另一個實例的俯視圖。圖8為概要表示本發(fā)明的III族氮化物單晶自立式襯底的另又一個實例的俯視圖。圖9為表示在本發(fā)明中所利用的用于液相淀積III族氮化物晶體的設(shè)備的一個實例的示意圖。圖10為表示在本發(fā)明中所利用的用于氣相淀積III族氮化物晶體的設(shè)備的一個實例的示意圖。圖11為概要顯示在本發(fā)明的半導體裝置制造方法中所準備的半導體裝置襯底的一個實例的剖視圖。圖12為概要顯示在本發(fā)明的半導體裝置制造方法中所準備的半導體裝置襯底的另一個實例的剖視圖。圖13為概要顯示在本發(fā)明的半導體裝置制造方法中由此獲得半導體裝置的工藝步驟的一個實例的剖視圖。圖14為概要顯示在本發(fā)明的半導體裝置制造方法中把半導體裝置分割成芯片(chip)的工藝步驟的一個實例的剖視圖。圖15為概要顯示由本發(fā)明的半導體裝置制造方法所獲得的半導體裝置芯片的一個實例的剖視圖。具體實施方式實施方式1III族氮化物單晶自立式襯底參照圖1、2、7和8:就作為把本發(fā)明具體化的一個實施方式的11I族氮化物單晶自立式襯底20p而言，平均位錯密度為5x105cm—2以下。通過在陰極發(fā)光(CL)下測量暗點密度或通過蝕刻襯底并測量在其主面上由此產(chǎn)生的蝕坑的密度，來確定襯底中的位錯密度。在本實施方式中，根據(jù)由CL的暗點密度測量來確定襯底的位錯密度。其中，"平均位錯密度"是指在整個襯底主面(即，后述的高位錯密度區(qū)域和低位錯密度區(qū)域的全部主面)中由CL測得的暗點平均密度。本III族氮化物單晶自立式襯底20p的另一個特征在于，其包括一個以上的高位錯密度區(qū)域20h，以及多個其位錯密度低于所述高位錯密度區(qū)域20h的低位錯密度區(qū)域20k。本III族氮化物單晶自立式襯底20p包括高位錯密度區(qū)域20h和低位錯密度區(qū)域20k的事實，使得阻止在襯底中所產(chǎn)生的裂紋的傳播成為可能，從而使得阻止襯底斷裂成為可具體地，就本m族氮化物單晶自立式襯底20p而言，高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度對低位錯密度區(qū)域20k的位錯密度的比值大得足以阻止裂紋在襯底中傳播，由此高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度對平均位錯密度的比值大得足以阻止裂紋在襯底中傳播。通過使得襯底中的位錯密度分布不均勻來實現(xiàn)高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度對平均位錯密度的比值足夠大，能夠阻止襯底中所產(chǎn)生裂紋的傳播，從而能夠阻止襯底的斷裂。此處，就高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度對平均位錯密度的比值而言，足以阻止裂紋傳播的比值大小要隨著襯底的晶體結(jié)構(gòu)和化學組成變化。就襯底具有六方晶系的III族氮化物單晶自立式襯底，例如GaN單晶自立式襯底、A1N單晶自立式襯底、InN單晶自立式襯底、AlxGa卜XN((Kx〈l)單晶自立式襯底以及InyGai_yN((Ky〈l)單晶自立式襯底而言，所述高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度對平均位錯密度的比值優(yōu)選為2以上，更優(yōu)選為5以上，還更優(yōu)選為10以上。此處的"高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度"是指在高位錯密度區(qū)域的主面上由CL法所量化的暗點的平均密度。此外，未對本III族氮化物單晶自立式襯底20p進行特殊限制，只要平均位錯密度為5xl05cm—2以下且高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度對平均位錯密度的比值大得足以阻止裂紋在襯底中傳播即可，但是從設(shè)法既要阻止襯底的斷裂又要阻止對通過在所述襯底上形成至少單一層狀的III族氮化物半導體層而得到的半導體裝置的性能的損害的觀點來看，所述高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度優(yōu)選為5xl05cm—23xl06cm—2，更優(yōu)選為5xl05cm—22xl06cnT2，還更優(yōu)選為5xl05cm_2lxl06cm—2。而且，從降低低位錯密度區(qū)域20k的位錯密度而降低平均位錯密度的觀點來看，所述低位錯密度區(qū)域20k的位錯密度優(yōu)選為lx105cm一2以下，更優(yōu)選為lx104cm—2以下，還更優(yōu)選為lx103cm—2以下。此處的"低位錯密度區(qū)域20k的位錯密度"是指在低位錯密度區(qū)域20k的主面上由CL法所量化的暗點的平均密度。再次參照圖1、2、7禾B8:優(yōu)選本III族氮化物單晶自立式襯底20p具有六方晶系結(jié)構(gòu)，并優(yōu)選襯底中任意選擇的{1-100}面20c與一個以上的高位錯密度區(qū)域20h相交。具有六方晶系結(jié)構(gòu)的m族氮化物單晶自立式襯底具有最易斷裂的解理面(cleavageplane),{1-100}面20c。因此，由于與一個以上的高位錯密度區(qū)域20h相交的U-10(n面20c，所以阻止了裂紋沿U-10(n面20c的傳播。由此能夠有效阻止襯底的斷裂。此處的原因為例如參照圖l，假設(shè)任意選擇的{1-100)面20c不包括僅存在于襯底外圍邊緣上的U-100}面20d?？赡苁沁@種{1-100}面20d不與高位錯密度區(qū)域20h相交。然而，即使有僅存在于襯底外圍邊緣的{1-100}面20d，它也不會是問題，因為其不會導致襯底由此斷裂。再次參照圖l、2、7和8，本III族氮化物單晶自立式襯底20p中的一個以上的高位錯密度區(qū)域20h形成幾何圖案，從襯底的主面看，所述圖案優(yōu)選包括條紋圖案(參照圖1)、多邊形格子圖案(參照圖2)、周期性排列的島狀圖案(參照圖7)或非重復性圖案(參照圖8)中的任意一種。所述一個以上的高位錯密度區(qū)域20h形成幾何圖案，從襯底的主面看，所述圖案包括條紋圖案(參照圖1)、多邊形格子圖案(參照圖2)、周期性排列的島狀圖案(參照圖7)或非重復性圖案(參照圖8)中的任意一種，使得U-100)面20c能夠與更多的高位錯密度區(qū)域20h相交，由此能夠更有效地阻止襯底的斷裂。其中，在圖2中，記載了一種其中多邊形格子圖案為正方形格子圖案的情況，但是構(gòu)成多邊形格子圖案的多邊形形狀除了正方形以外，還可以為三角形、矩形、菱形、平行四邊形、梯形、六邊形等。同樣，如圖7和圖8中所示，對于高位錯密度區(qū)域20h的周期性排列的島狀圖案形狀或非重復性圖案形狀來說，成為使得任意選擇的{1_100}面20c與一個以上的高位錯密度區(qū)域20h相交的幾何形狀是足夠的；所述高位錯密度區(qū)域20h不一定是連續(xù)的，且不能把相互分開的各個高位錯密度區(qū)域20h的位置關(guān)系限制為圖7或圖8中所示的位置關(guān)系。III族氮化物單晶自立式襯底的制造方法雖然未對制造本實施方式的III族氮化物單晶自立式襯底的方法進行特殊限制，但給出了下列兩種制造方法作為例子。第一種制造方法參照圖3和4，所述第一種制造方法包括準備由III族氮化物晶體所構(gòu)成的初始襯底1的步驟，所述初始襯底1具有基體ls和反轉(zhuǎn)域(inversiondomain)lt，所述反轉(zhuǎn)域It中在<0001>方向上的極性相對于基體Is的<0001>方向上的極性反轉(zhuǎn)(圖3A和圖4);在初始襯底1中的基體ls和反轉(zhuǎn)域lt上通過液相淀積生長III族氮化物晶體10的步驟(圖3B);在所述III族氮化物晶體10上通過氣相淀積生長III族氮化物單晶20的步驟(圖3C);以及對所述III族氮化物單晶20進行加工以形成in族氮化物單晶自立式襯底20p的步驟(圖3C和3D)。此處，圖3A為沿圖4中IIIA-IIIA的輪廓剖視圖，而圖3D為沿圖1中IIID-IIID的輪廓剖視圖。對于準備初始襯底1的步驟，參照圖3A和圖4，通過例如基于如日本未審專利申請公布2003-183100中段落02210271所述的氫化物氣相外延(HVPE)的小面生長方法(facetgrowthmethod),來制造這種初始襯底1。所述初始襯底1的基體ls的位錯密度是低的，而與基體ls的位錯密度相比，所述初始襯底1中反轉(zhuǎn)域lt的位錯密度是高的。10參照圖3B，在通過液相淀積生長III族氮化物晶體10的步驟中，生長了在所述初始襯底1的基體ls上生長的III族氮化物晶體10的第一區(qū)域10s，作為繼承基體ls的極性和低密度位錯的晶體。同樣，生長了在所述初始襯底i中的反轉(zhuǎn)域it上生長的m族氮化物晶體io的第二區(qū)域10t，作為繼承所述反轉(zhuǎn)域lt的極性和高密度位錯的晶體。因此，m族氮化物io的第二區(qū)域101的<0001>取向極性相對于所述第一區(qū)域10s的<0001>取向極性反轉(zhuǎn)，同時位錯密度更高。其中，未對所述液相淀積方法進行特殊限制，但是從外延生長位錯密度低的m族氮化物晶體的觀點來看，優(yōu)選Na熔劑生長法?？墒牵谒龅谝粎^(qū)域10s中的晶體生長速率大于所述第二區(qū)域iot中的晶體生長速率。因此，隨著m族氮化物晶體io生長，第一區(qū)域10s覆蓋并掩埋了第二區(qū)域10t。以此方式，生長III族氮化物晶體10僅留下處于特定晶體厚度和特定晶體厚度之上的第一區(qū)域10s，由此至少表面具有單一極性。在由此生長的第一區(qū)域10s中，包括晶體在初始襯底1的基體ls上生長的低位錯密度區(qū)域10k以及晶體在掩埋的第二區(qū)域10t上生長的高位錯密度區(qū)域10h。然而，取決于初始襯底1中反轉(zhuǎn)域的間距P和寬度W尺寸，在所述第一區(qū)域10s中有時不會包含高位錯密度區(qū)域10h。此處，參照圖3A和3B以及圖4，為了在通過液相淀積而生長的m族氮化物晶體io的第一區(qū)域ios中制得高位錯密度區(qū)域ioh，優(yōu)選所述初始襯底1的反轉(zhuǎn)域lt的間距P為0.130mm，且其寬度W為0.010.1mm。同樣，為了在通過液相淀積而生長的III族氮化物晶體10的第一區(qū)域10s中不產(chǎn)生高位錯密度區(qū)域10h，優(yōu)選所述初始襯底1的反轉(zhuǎn)域lt的間距P為0.010.1mm，且其寬度W為0.00010.01mm。參照圖3C，在通過氣相淀積生長III族氮化物晶體20的步驟中，在III族氮化物晶體10上生長的III族氮化物單晶20包括其中晶體在所述III族氮化物晶體10的第一區(qū)域IOS中的低位錯密度區(qū)域10k上生長且繼承了所述區(qū)域的低位錯密度的低位錯密度區(qū)域20k，以及其中晶體在in族氮化物晶體io的第一區(qū)域ios中的高位錯密度區(qū)域ioh上生長且繼承了所述區(qū)域的高位錯密度的高位錯密度區(qū)域20h。此處，未對所述氣相淀積方法進行特殊限制，但是從以高速率外延生長高位錯密度晶體的觀點來看，優(yōu)選HVPE(氫化物氣相外延)。參照圖3C和3D，在對所述III族氮化物單晶20進行加工以形成III族氮化物單晶自立式襯底20p的步驟中，對通過氣相淀積生長的III族氮化物單晶20沿與初始襯底1的主面相平行的面20u和20v進行切片，其后，研磨切割面以得到具有主面20m和20n的III族氮化物單晶自立式襯底20p。此處，為了獲得III族氮化物單晶自立式襯底20p，所述襯底厚度優(yōu)選為100)Lim以上，更優(yōu)選為200pm以上，還更優(yōu)選為300pm以上。第二種制造方法參照圖5和6，所述第二種制造方法包括設(shè)置多個m族氮化物晶體芯片襯底lla和lib使得它們的主面相互平行并使得它們的側(cè)面相互鄰接以形成III族氮化物晶體集合襯底11的步驟(圖5A和6);在所述III族氮化物晶體集合襯底11的主面上通過氣相淀積生長III族氮化物單晶20的步驟(圖5B);以及對所述III族氮化物單晶20進行加工以形成III族氮化物單晶自立式襯底20p的步驟(圖5B和5C)。此處，圖5A為沿圖6中VA-VA的輪廓剖視圖，而圖5C為沿圖2中VC-VC的輪廓剖視圖。參照圖5和6，對在形成III族氮化物晶體集合襯底11的步驟中所利用的III族氮化物晶體芯片襯底lla和llb的主面的幾何形狀未進行特殊限制，但是從覆蓋任意給定的平坦表面且不留間隙的觀點來看，優(yōu)選三角形、四邊形或六邊形的幾何形狀，而更優(yōu)選等邊三角形、正方形、矩形、菱形、平行四邊形、梯形或規(guī)則六邊形的幾何形狀。在本方法中，從生長結(jié)晶度較高的III族氮化物單晶20的觀點來看，優(yōu)選所述多個III族氮化物晶體芯片襯底lla和llb主面的平面取向相同或基本相同。另一方面，為了提高在ni族氮化物晶體芯片襯底lla和11b之間的鄰接面lle上生長的高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度，以增強破裂阻止效果，優(yōu)選使所述多個III族氮化物晶體芯片襯底lla和lib的主面的平面取向相互發(fā)生微小偏移(displace)。所述平面取向偏移的方向可以為沿斜線的方向(相對于III族氮化物晶體的c-軸傾斜的方向)，或者可以為沿扭線(twistline)的方向(圍繞III族氮化物晶體c-軸歪斜的方向)。然而，對于III族氮化物晶體集合襯底ll整體，因為不期望主面的平面取向的大偏移，所以更優(yōu)選對III族氮化物晶體芯片襯底lla和llb這樣設(shè)置，即鄰接的III族氮化物晶體芯片襯底lla和llb的主面的平面取向偏移的方向?qū)顾銎葡嗷サ窒?。例如，參照圖5A，以鄰接的III族氮化物晶體芯片襯底lla和llb主面的平面取向偏移方向使所述偏移相互抵消的方式，來放置主面具有方向A的平面取向的III族氮化物晶體芯片襯底lla和主面具有方向B的平面取向的III族氮化物晶體芯片襯底llb。參照圖5B，在通過氣相淀積生長III族氮化物單晶20的步驟中，在III族氮化物晶體集合襯底11上生長的III族氮化物單晶20包括其中晶體在III族氮化物晶體集合襯底ll的in族氮化物晶體芯片襯底lla和11b的各個主面上生長的低位錯密度區(qū)域20k，以及其中晶體在相互鄰接的III族氮化物晶體芯片襯底lla和Ub之間的鄰接面lle上生長的高位錯密度區(qū)域20h。此處，未對氣相淀積法進行特殊限制，但是從以高速率外延生長高位錯密度的晶體的觀點來看，優(yōu)選HVPE(氫化物氣相外延)。參照圖5B和5C，在對III族氮化物單晶20進行加工以形成III族氮化物單晶自立式襯底20p的步驟中，沿平行于III族氮化物晶體集合襯底11的主面的面20u和20v對通過氣相淀積而生長的III族氮化物單晶20進行切片，其后，研磨切割面以得到具有主面20m和20n的in族氮化物單晶自立式襯底20p。此處，為了提供III族氮化物單晶自立式襯底20p，所述襯底厚度優(yōu)選為100pm以上，更優(yōu)選為200以上，還更優(yōu)選為300pm以上。實施方式2半導體裝置制造方法參照圖1115:作為把本發(fā)明具體化的另一種方式的半導體裝置90的制造方法是一種利用實施方式1的III族氮化物單晶自立式襯底20p來制造半導體裝置90的方法，具體地，所述制造方法具有利用III族氮化物單晶自立式襯底20p準備半導體裝置襯底90p的步驟，以及在所述半導體裝置襯底90p上形成至少1層III族氮化物半導體層70的步驟。根據(jù)本實施方式中的半導體裝置制造方法，利用m族氮化物單晶自立式襯底20p所準備的半導體裝置襯底90p包含平均位錯密度不超過5xl05cm—2的III族氮化物單晶20，所述III族氮化物單晶20包括一個以上的高位錯密度區(qū)域20h和多個其中位錯密度低于所述高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度的低位錯密度區(qū)域20k。因此不會引起半導體裝置襯底90p斷裂的制造方法能夠以高收率制得具有較好裝置性能的半導體裝置。半導體裝置襯底的準備步驟參照圖11和12，盡管未對準備半導體裝置襯底90p的方法進行特殊限制，只要準備的襯底包含平均位錯密度不超過5xl05cm—2的具有一個主面90m的III族氮化物單晶20，且所述III族氮化物單晶20包括一個以上的高位錯密度區(qū)域20h以及多個其中位錯密度低于所述高位錯密度區(qū)域20h的位錯密度的低位錯密度區(qū)域20k即可，但是給出下列方法作為例子。對于半導體裝置襯底90p，參照圖ii，準備實施方式i的ni族氮化物單晶自立式襯底20p。盡管未對準備實施方式i的m族氮化物單晶自立式襯底20p的方法進行特殊限制，但是能夠利用實施方式i的ni族氮化物單晶自立式襯底制造方法中的第一種制造方法或第二種制造方法。作為選擇，對于半導體裝置襯底90p，參照圖12，可以準備模板襯底(templatesubstrate),其中接合了III族氮化物單晶20q和異質(zhì)襯底90pb，所述III族氮化物單晶20q為把III族氮化物單晶自立式襯底20p薄化成膜的產(chǎn)物，所述異質(zhì)襯底90pb的化學組成與所述III族氮化物單晶20的化學組成不同。參照圖12，能夠以下列方式準備前述模板襯底。首先，參照圖12A準備III族氮化物單晶自立式襯底20p。其次，參照圖12B，把異質(zhì)襯底90pb接合到III族氮化物單晶自立式襯底20p的主面。此處，未對所述異質(zhì)襯底90pb進行特殊限制，只要其為能夠與所述m族氮化物單晶自立式襯底20p相接合的材料，并且能夠選擇具有適于制造目標半導體裝置的耐久性的襯底即可?；谶@些考慮可以列舉的材料包括化學組成與III族氮化物單晶20的化學組成不同的III族氮化物襯底；藍寶石襯底；SiC襯底；Si襯底；ZnSe襯底；ZnO襯底；ZnS襯底；MgO襯底；石英襯底；碳襯底；金剛石襯底；Ga203襯底；以及ZrB襯底。而且盡管未對接合異質(zhì)襯底90pb的方法進行特殊限制，但是從能夠在低溫下進行均勻接合的觀點來看，優(yōu)選諸如表面活化接合和熔融接合的方法。此處，"表面活化接合"是指用等離子體轟擊待接合表面來從表面上活化它們?nèi)缓蟀阉霰砻娼雍显谝黄鸬募夹g(shù)，而"熔融接合"是指向待接合的經(jīng)清潔的配合面(matingsurface)施加壓力和熱并把所述表面結(jié)合在一起的技術(shù)。然后，參照圖12B和12C，沿距離單晶襯底與異質(zhì)襯底90pb的界面預(yù)定距離T(例如，0.01^im100^im)的面把所述III族氮化物單晶自立式襯底20p分開。未對分開所述III族氮化物單晶自立式襯底20p的方法進行特殊限制，并且能夠列舉使用設(shè)備如放電機械、線狀鋸、切割鋸、內(nèi)徑鋸以及激光鋸的方法。作為選擇，盡管未在圖中示出，但是還可向III族氮化物單晶自立式襯底的區(qū)域內(nèi)注入離子，所述區(qū)域橫靠接合異質(zhì)襯底的表面并距離上述表面預(yù)定深度T，其后接合在異質(zhì)襯底上，并利用熱、力等向所述單晶襯底施加應(yīng)力以沿離子注入?yún)^(qū)域使其分開。在那種情況下，使用氫離子、氦離子等作為注入離子。沿距離其與異質(zhì)襯底90pb的界面預(yù)定距離T的面把接合到異質(zhì)襯底90pb的自立式III氮化物單晶襯底20p分開，從III族氮化物單晶自立式襯底20p除去剩余的III族氮化物單晶襯底20r，以形成接合到異質(zhì)襯底90pb的厚度為T的III族氮化物單晶層20q。以此方式，作為半導體裝置襯底卯p，得到了包括異質(zhì)襯底90pb和厚度為T的III族氮化物單晶層20q的模板襯底，所述III族氮化物單晶層20q作為III族氮化物籽晶層卯pa形成在所述異質(zhì)襯底90pb上。形成至少1層III族氮化物半導體層的步驟參照圖13:在半導體裝置襯底90p的一個主面90m上，形成例如n+型GaN層72、n型GaN層74和p型GaN層76，作為至少1層III族氮化物半導體層70。以此方式，在p型GaN層76和n型GaN層74之間形成p-n結(jié)面90j。此處，一個主面90m在半導體裝置襯底卯p中與III族氮化物單晶自立式襯底20p相對應(yīng)(參照圖11)，或者與III族氮化物單晶層20q的主面20m相對應(yīng)。并且盡管未對形成至少1層III族氮化物半導體層70的方法進行特殊限制，但是從外延生長低位錯密度、結(jié)晶度較高的半導體層的觀點來看，優(yōu)選利用諸如金屬有機化學氣相淀積(MOCVD)、氫化物氣相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)以及升華生長的氣相淀積法。然后，在p型GaN層76上形成Ni/Au層狀電極以作為p側(cè)電極82(Ni層與p型GaN層相接觸)，并在半導體裝置襯底90p的另一個主面90n上形成Ti/Al層狀電極以作為n側(cè)電極84(Ti層與半導體裝置襯底90p相接觸)，由此得到半導體裝置90。此處，盡管未對形成p側(cè)電極82和n側(cè)電極84的方法進行特殊限制，但是從高生產(chǎn)率的觀點來看，優(yōu)選諸如蒸發(fā)淀積和濺射淀積的方法。此外，參照圖14，沿剛才描述的半導體裝置90中的分割線卯d，對p側(cè)電極82、p型GaN層76以及一部分n型GaN層74進行臺面蝕刻。隨后，通過沿分割線90d對半導體裝置90進行分割，得到半導體裝置芯片90c。例如通過把單個半導體裝置90分割成十個芯片ClCIO，制造十個半導體裝置芯片90c。實施例1.制造自立式GaN單晶襯底(III族氮化物單晶自立式襯底)在本實施例中，根據(jù)上述第一種制造方法，以下列方式制造了自立式GaN單晶襯底(in族氮化物單晶自立式襯底)。1-1.準備具有基體和反轉(zhuǎn)域的GaN初始襯底參照圖3A和圖4:準備了2英寸(5.08cm)直徑、350pm厚的GaN晶體初始襯底(下文中稱之為GaN初始襯底1)，所述襯底具有多個位錯密度為0.1lxl05cm—2的基體ls和多個位錯密度為0.1lxl09cm—2的反轉(zhuǎn)域lt。沿所述GaN初始襯底1的一個主面，呈現(xiàn)基體ls的(OOOl)面(Ga原子表面)，同時呈現(xiàn)反轉(zhuǎn)域lt的(OOO-l)面(N原子表面)。此夕卜，反轉(zhuǎn)域lt在條紋形狀中沿它們的<1-100>方向從初始襯底1的一個邊緣向另一邊緣延伸。此處，準備了兩種試樣GaN初始襯底1:反轉(zhuǎn)域lt的間距P為1mm且其寬度W為0.01mm的初始襯底A;以及反轉(zhuǎn)域lt的間距為0.05mm且寬度為0.01mm的初始襯底B。l-2.通過Na熔劑生長(液相淀積)生長GaN晶體(III族氮化物晶體)參照圖3B和圖9，通過Na熔劑法以下列方式在剛才描述的兩種GaN初始襯底l一初始襯底A和初始襯底B上生長了GaN晶體(III族氮化物晶體10)。參照圖9，在通過Na熔劑法生長III族氮化物晶體中所使用的晶體生長反應(yīng)器裝備有例如外室39;置于所述外室39內(nèi)部的絕熱元件37;置于所述絕熱元件37內(nèi)部的加熱器35;以及在所述加熱器35內(nèi)放置的內(nèi)室31。在內(nèi)室31內(nèi)部放置了用于在其內(nèi)生長III族氮化物晶體10的晶體生長容器33。此外，晶體生長容器33的開口可以用蓋子34覆蓋。此處，盡管未對晶體生長容器33和蓋子34的材料進行特殊限制，只要其不與溶劑3和含氮氣體5反應(yīng)且具有高機械強度和耐熱性即可，但是優(yōu)選如BN(氮化硼)的材料。并且盡管未對內(nèi)室31的材料進行特殊限制，只要其具有高的機械強度和耐熱性即可，但是優(yōu)選諸如不銹鋼和耐熱鋼的材料。同樣，盡管未對外室39的材料進行特殊限制，只要其具有高的機械強度和耐熱性即可，但是優(yōu)選諸如不銹鋼的材料。并且盡管未對絕熱元件37的材料進行特殊限制，只要其具有高的機械強度、耐熱性和絕緣能力即可，但是優(yōu)選諸如石墨罩(graphitewool)的材料。本晶體生長反應(yīng)器還裝配有由第一供應(yīng)管線51連接到內(nèi)室31的含氮氣體供應(yīng)裝置41;由第二供應(yīng)管線53連接到外室39的壓縮氣體供應(yīng)裝置43;以及由第三供應(yīng)管線55連接到外室39的真空泵45。此處的第一供應(yīng)管線51裝備有用于調(diào)節(jié)含氮氣體5的供應(yīng)流量的閥門51v,同時在閥門51v朝向內(nèi)室31側(cè)的供應(yīng)管線部分51a設(shè)有第一壓力計51p。同樣，第二供應(yīng)管線53裝備有用于調(diào)節(jié)壓縮氣體7的供應(yīng)流量的閥門53v，同時在閥門53v朝向外室39側(cè)的供應(yīng)管線部分53a設(shè)有第二壓力計53p。此外，第三供應(yīng)管線55裝備有用于調(diào)節(jié)排氣流量的閥門55v。所述生長反應(yīng)器另外設(shè)有連接閥門51v朝向內(nèi)室31側(cè)的第一供應(yīng)管線51的部分51a和閥門55v朝向外室39—側(cè)的第三供應(yīng)管線55的部分55a的第四供應(yīng)管線57。所述第四供應(yīng)管線57裝配有閥門57v。應(yīng)當理解，在圖9中，為了對照，也列出了閥門51v朝向含氮氣體供應(yīng)裝置41側(cè)的第一供應(yīng)管線51的部分51b、閥門53v朝向壓縮氣體供應(yīng)裝置43側(cè)的第二供應(yīng)管線53的部分53b以及闊門55v朝向真空泵45側(cè)的第三供應(yīng)管線55的部分55b。參照圖9，把上述兩種GaN初始襯底1各自置于60mm內(nèi)徑和20mm深度的氮化硼坩堝(晶體生長容器33)的底部，其中前述一個主面朝上(襯底放置分步)。其次，將15g純度為99.9999mol。/。的金屬Ga和11g純度為99.99moP/。的金屬Na(溶劑3)放入在其中已經(jīng)放置了GaN初始襯底1的BN坩堝(晶體生長容器33)中(溶劑放置分步)。通過隨后的加熱，使室溫(約25'C)下為固體的金屬Ga和金屬Na(溶劑3)液化成金屬Ga-Na熔化物，其中金屬Ga(III族金屬M一對金屬Na(堿金屬MA)的摩爾比MIII:MA=31:69，其中從金屬Ga-Na熔化物(溶劑3)的表面至GaN初始襯底1的主面的深度為5mm。接下來，把在其中已經(jīng)包含了GaN初始襯底以及金屬Ga和金屬Na(溶劑3)的BN坩堝(晶體生長容器33)放入內(nèi)室31內(nèi)部。把氮化硼蓋子34放于BN坩堝(晶體生長容器33)頂部(晶體生長容器放置分步)。然后，使用真空泵(真空泵45)對內(nèi)室31和外室39的內(nèi)部抽真空(抽真空分步)。抽真空后的內(nèi)室31和外室39的真空度為1x10—3Pa。然后，分別向內(nèi)室31和外室39內(nèi)部供應(yīng)含氮氣體5和壓縮氣體7，使得各個室的內(nèi)部壓力為lMPa(含氮氣體供應(yīng)分步)。在該步驟中，將99.99999moiy。純度的高純氮氣用于向內(nèi)室31內(nèi)部供應(yīng)的含氮氣體5。同時，將99.9999moiy。純度的氮氣用于向外室39供應(yīng)的壓縮氣體7。然后，使用電阻加熱型加熱器35對內(nèi)室31和外室39的內(nèi)部進行加熱，使內(nèi)室31內(nèi)部總體溫度達到87(TC(加熱分步)。該加熱使得放置于內(nèi)室31內(nèi)的金屬Ga和金屬Na(溶劑3)液化，覆蓋在前述GaN初始襯底1的主面上并把高純氮氣(含氮氣體5)溶于液化的金屬Ga和金屬Na即Ga-Na熔化物(溶劑3)中。以此方式，可以使在其中把高純氮氣(含氮氣體5)溶于Ga-Na熔化物(溶劑3)的溶液與所述GaN襯底(初始襯底l)的一個主面相接觸。在加熱期間，另外向內(nèi)室31中供應(yīng)高純氮氣(含氮氣體5)以使內(nèi)室31的內(nèi)部壓力超出外室39內(nèi)部壓力0.01MPa0.1MPa。也就是，使壓力狀況滿足0.01MPa^((內(nèi)室的內(nèi)部壓力)-(外室的內(nèi)部壓力)^0.1MPa。隨后，調(diào)節(jié)內(nèi)室31的含氮氣體5的供應(yīng)量和加熱量以使內(nèi)室31的內(nèi)部壓力為3MPa(晶體生長壓力)，其中所述內(nèi)室31的總體內(nèi)部溫度保持為870。C(晶體生長溫度)，并在GaN初始襯底1的所述主面上生長GaN晶體(m族氮化物晶體10)200小時(晶體生長分步)。在該步驟中，調(diào)節(jié)外室39的氮氣(壓縮氣體7)供應(yīng)量以使外室的內(nèi)部壓力低于所述內(nèi)室31的內(nèi)部壓力0.01MPa0.1MPa。也就是，如同在加熱期間，在晶體生長期間，使壓力狀況滿足O.OlMPa^(內(nèi)室的內(nèi)部壓力)-(外室的內(nèi)部壓力)}^0.1MPa。接下來，對內(nèi)室31和外室39兩者的內(nèi)部進行冷卻并減壓，并保持0.01MPa^(內(nèi)室的內(nèi)部壓力)-(夕卜室的內(nèi)部壓力)^0.1MPa的關(guān)系，并且從內(nèi)室31內(nèi)的BN坩堝(晶體生長容器33)中的Ga-Na熔化物(溶劑3)冷卻至30°C，用鑷子取出在GaN初始襯底1上生長的GaN晶體(III族氮化物晶體IO)。得到的GaN晶體的厚度為200nm。這意味著GaN的晶體生長速率為1pm/小時。以上述方式，在初始襯底A(初始襯底l)上制得的GaN晶體A(III族氮化物晶體IO)包括在初始襯底A中的基體Is上生長的低位錯密度區(qū)域10k,以及在掩埋的第二區(qū)域lOt上生長的高位錯密度區(qū)域10h，并且具有5xl05cm—2的平均位錯密度，其中低位錯密度區(qū)域的位錯密度為210xl04cm—2且高位錯密度區(qū)域的位錯密度為12xl06cm—2。同時，在初始襯底B(初始襯底l)上制得的GaN晶體B(III族氮化物晶體IO)基本上僅由在初始襯底B中的基體Is上生長的低位錯密度區(qū)域10k構(gòu)成，并且具有2xl0、m—2的平均位錯密度，其中位錯密度分布基本上均勻，因為低位錯密度區(qū)域的位錯密度在L52.5x106cm—2的范圍內(nèi)。在本申請中，襯底的位錯密度分布為"基本上均勻"是指在那種襯底中，高位錯密度區(qū)域的位錯密度對平均位錯密度的比值為例如小于2。此處，通過測定單位面積(IOOpmx100nm正方形區(qū)域的表面積)上的暗點數(shù)目來計算襯底的位錯密度(在CL下的暗點密度)，其中通過CL在IOOnm間距的格子的點上的500個位置測量襯底主面，其中所述主面垂直于高位錯密度區(qū)域的縱向而與所述高位錯密度區(qū)域相交，從而形成所述格子。1-3.通過HVPE(氣相淀積)生長GaN單晶(III族氮化物單晶)參照圖3C和圖10，在前述兩種GaN晶體(III族氮化物晶體10)上通過HVPE以下列方式生長了III族氮化物單晶20。參照圖10:在用于通過HVPE來生長III族氮化物晶體的晶體生長反應(yīng)器中，作為示例，把用于保持GaN晶體(III族氮化物晶體10)的晶體支架602放置于反應(yīng)室601內(nèi)部；并在反應(yīng)器內(nèi)安裝了用于合成被導入到反應(yīng)室601的III族氯化物氣體63的III族氯化物氣體合成室603、用于把HC1氣體61導入III族氯化物氣體合成室603的HC1氣體導入管線605、用于把氮前體氣體66導入反應(yīng)室601的氮前體氣體導入管線606以及用于排出反應(yīng)后氣體的排出導管607。另外，把在其中儲存IIII族金屬62的III族金屬舟皿604置于III族氯化物氣體合成室603中。并且在III族氯化物氣體合成室603和反應(yīng)室601周圍安裝用于加熱III族金屬舟皿604和GaN晶體(III族氮化物晶體IO)兩者的加熱器608、609和610。參照圖10，首先合成導入到反應(yīng)室601的Ga氯化物氣體(III族氯化物氣體63)。具體地，利用加熱器609把放置于Ga氯化物合成室(m族氯化物氣體合成室603)內(nèi)部的Ga舟皿(III族金屬舟皿604)加熱至800°C，借助于HC1氣體導入管線605將HC1氣體導入Ga氯化物合成室(III族氯化物氣體合成室603)內(nèi)部，并使Ga舟皿(III族金屬舟皿604)內(nèi)部的HC1氣體61和Ga(III族氮化物金屬62)反應(yīng)來合成Ga氯化物氣體(III族氯化物氣體63)。此時，把HC1氣體61和載氣如H2—起導入Ga氯化物合成室(III族氯化物氣體合成室603)。將剛才所述的Ga氯化物氣體(III族氯化物氣體63)和NH3氣體(氮前體氣體66)與作為載氣的H2—起導入反應(yīng)室601，并且使所述Ga氯化物氣體(m族氯化物氣體63)和NH3氣體(氮前體氣體66)在GaN晶體(m族氮化物晶體IO)的上方反應(yīng)，所述GaN晶體位于反應(yīng)室601內(nèi)部的晶體支架602的頂上并被加熱至IIO(TC，由此使單晶GaN生長50小時，得到10mm厚的GaN單晶。在這種方法中，為了提高在GaN單晶(III族氮化物單晶20)生長期間向GaN襯底的主面所供應(yīng)的Ga氯化物氣體(III族氯化物氣體63)和NH3氣體(氮前體氣體66)的量的均勻性，把GaN晶體(III族氮化物晶體IO)放置于晶體支架602的頂上，相對于水平方向傾斜10°并以60rpm的旋轉(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)。另外，使Ga氯化物氣體(III族氯化物氣體63)的分壓為5.065kPa(0.05個大氣壓)，并且NH3氣體(氮前體氣體66)的分壓為10.13kPa(0.1個大氣壓)。以上述方式，在GaN晶體A(III族氮化物晶體IO)上制得的GaN單晶A(III族氮化物單晶20)包含在GaN初始襯底A中的基體Is上生長的低位錯密度區(qū)域20k以及在掩蓋的第二區(qū)域10t上生長的高位錯密度區(qū)域20h，且具有3xl()Scm—2的平均位錯密度，其中低位錯密度區(qū)域的位錯密度為210x104cm—2且高位錯密度區(qū)域的位錯密度為510xl05cm_2。同時，在于GaN初始襯底B上制得的GaN晶體B(III族氮化物晶體IO)上制得的GaN單晶B(III族氮化物單晶20)基本上僅由在GaN晶體B(III族氮化物晶體10)中的基體ls上生長的低位錯密度區(qū)域20k形成，并且具有3xl05cm—2的平均位錯密度，其中位錯密度分布基本上均勻，這是因為低位錯密度區(qū)域的位錯密度在2.53.8xl05cm—2范圍內(nèi)。1-4.制造自立式GaN單晶襯底(III族氮化物單晶自立式襯底)參照圖3C和3D，對以上述方式得到的GaN單晶(III族氮化物單晶20)沿平行于初始襯底l的主面的面20u和20v進行切片，得到500nm厚的自立式GaN單晶晶片(wafer)(自立式III族氮化物單晶晶片)。隨后，使用化學機械研磨(CMP)把自立式GaN單晶晶片(自立式III族氮化物單晶晶片)的主面加工成鏡面精整度，得到多個400pm厚的自立式GaN單晶襯底(m族氮化物單晶自立式襯底20p)。2.評價自立式GaN單晶襯底(III族氮化物單晶自立式襯底)的斷裂強度對剛才描述的多個自立式GaN單晶襯底進行分組其平均位錯密度為35x105cm—2、低位錯密度區(qū)域的位錯密度為210x104cm^且高位錯密度區(qū)域的位錯密度為1020x105cm—2的十個襯底(1組)；其平均位錯密度為35x105cm—2且位錯密度分布基本上均勻(高位錯密度區(qū)域的位錯密度對平均位錯密度的比值小于2)的十個襯底(2組)；以及其平均位錯密度為1020x105cm—2且位錯密度分布基本上均勻的十個襯底(3組)。在評價中，1組的襯底作為本申請中發(fā)明的實施例I，而2組和3組的襯底分別作為比較例II和比較例III。各組的十個自立式GaN單晶襯底各自單獨放置在用于單個2英寸晶片的聚丙烯晶片托盤(wafertray)中，并用彈簧固定。對于以此方式設(shè)置的各組制造的襯底，十個晶片托盤從50cm高度處以自由落體的方式降落到混凝土地板上。就1組的襯底而言，在十個襯底中一個也沒23有發(fā)生斷裂(實施例I-1I-10)。就2組的襯底而言，在十個襯底中有七個發(fā)生了斷裂(比較例n-in-io)。就3組的襯底而言，在十個襯底中有兩個發(fā)生了斷裂(比較例ni-im-io)。結(jié)果列表于表i至in中。表i<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表n<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>表ni<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>如表I中清晰所示，將比較例III與比較例II相比表明在其中位錯密度分布基本上均勻的in族氮化物單晶自立式襯底中，相比于平均位錯密度高達1020xl05cm—2的襯底，平均位錯密度低達35x105cm—2的襯底易于斷裂。將比較例II與實施例I相比，表明在其中平均位錯密度低達35x105cm—2的m族氮化物單晶自立式襯底中，相比于其中位錯密度分布基本上均勻的襯底，其中位錯密度分布基本上不均勻(其中高位錯密度區(qū)域的位錯密度對平均位錯密度的比值為2以上)的襯底極其不可能斷裂。3.半導體裝置的制造3-1半導體裝置襯底準備參照圖U，準備在實施例I-IO中得到的自立式GaN單晶襯底1-10(111族氮化物單晶自立式襯底20p)，作為半導體裝置襯底90p。3-2.半導體裝置制造參照圖13:在自立式GaN單晶襯底I-10(半導體裝置襯底90p)的一個主面90m(參照圖11，所述主面卯m對應(yīng)于III族氮化物單晶自立式襯底20p的主面20m)上，通過M0CVD，依次生長0.6pm厚的n+型GaN層72、7pm厚的n型GaN層74(電子密度為3x1016cm—3)以及0.5厚的p型GaN層76(Mg原子密度為7x1017cnT3)，作為至少1層III族氮化物半導體層70。以此方式，在p型GaN層76和n型GaN層74之間形成p-n結(jié)面90j。接著，通過蒸發(fā)淀積，在p型GaN層76上依次形成Ni層和Au層來建立Ni/Au層狀電極，作為p側(cè)電極82。然后，通過蒸發(fā)淀積，在自立式GaN單晶襯底I-IO(半導體裝置襯底90p)的另一個主面90n(參照圖11，所述主面卯n對應(yīng)于III族氮化物單晶自立式襯底20p的主面20n)上依次形成Ti層和Al層來建立Ti/Al層狀電極，作為n側(cè)電極84。以此方式，制造了半導體裝置90。繼而，參照圖14和15，沿其分割線卯d對前述半導體裝置90—p側(cè)電極82、p型GaN層76以及一部分n型GaN層74—進行臺面蝕刻。隨后，通過沿分割線90d把半導體裝置90分割成十個芯片C1C10，其p-n結(jié)面90j的尺寸為1cmxlcm，其中在所述半導體裝置90中未引起斷裂，由半導體裝置90得到了其中p-n結(jié)面90j的表面積為1cm2的十個半導體裝置芯片90c。對得到的十個半導體裝置芯片進行反向擊穿電壓試驗，因此全部十個半導體裝置芯片具有不低于500V的反向擊穿電壓，由此展示了極其優(yōu)良的反向擊穿電壓性能。此處，多個高位錯密度區(qū)域20h存在于用作半導體裝置芯片卯c的半導體裝置襯底90p的自立式GaN單晶襯底I-IO(III族氮化物單晶自立式襯底20p)中，所述高位錯密度區(qū)域20h在襯底I-IO中沿<1-100>方向延伸，在襯底I一IO中沿<11-20>方向上的間距為lmm。這意味著在所有半導體裝置芯片90c中的半導體裝置襯底90p包含多個高位錯密度區(qū)域20h和低位錯密度區(qū)域20k。因此，通過利用其中平均位錯密度不超過5xl05cm—2且包括一個以上的高位錯密度區(qū)域以及多個低位錯密度區(qū)域的III族氮化物單晶自立式襯底，以高收率得到了裝置性能提高的半導體裝置，所述低位錯密度區(qū)域的位錯密度低于高位錯密度區(qū)域的位錯密度。本文公開的實施方式和實施例在各個方面都應(yīng)認為是示例性的，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍不是由前述說明書而是由本專利的權(quán)利要求書的范圍闡明，并且意在包括與本專利的權(quán)利要求書的范圍等同的含義和所述范圍內(nèi)的所有修改。把本發(fā)明的III族氮化物單晶自立式襯底用于包括發(fā)光器件如發(fā)光二極管和激光二極管的應(yīng)用中；用于電子器件如整流器、雙極晶體管、場效應(yīng)晶體管以及高電子遷移率晶體管(HEMT);半導體傳感器如溫度傳感器、壓力傳感器、輻射傳感器或可見盲紫外探測器(visible-blindUVdetector);表面聲波裝置(SAW裝置)振動器；共振器；振蕩器；微機電系統(tǒng)(MEMS)部件；以及壓電驅(qū)動器中。權(quán)利要求1.一種平均位錯密度不超過5×105cm-2的III族氮化物單晶自立式襯底，其包括一個以上的高位錯密度區(qū)域；以及多個低位錯密度區(qū)域，其中所述低位錯密度區(qū)域的位錯密度低于所述高位錯密度區(qū)域的位錯密度。2.如權(quán)利要求1所述的III族氮化物單晶自立式襯底，其中所述高位錯密度區(qū)域的位錯密度對所述平均位錯密度的比值大得足以阻止裂紋在所述襯底中傳播。3.如權(quán)利要求i所述的m族氮化物單晶自立式襯底，其中所述高位錯密度區(qū)域的位錯密度對所述平均位錯密度的比值為2以上。4.如權(quán)利要求1所述的III族氮化物單晶自立式襯底，其中所述高位錯密度區(qū)域的位錯密度為5xl05ciiT23xl06cm—2。5.如權(quán)利要求1所述的III族氮化物單晶自立式襯底，其中所述低位錯密度區(qū)域的位錯密度不超過lx105cm—2。6.如權(quán)利要求1所述的III族氮化物單晶自立式襯底，其中所述襯底具有六方晶系結(jié)構(gòu)；以及在所述襯底中任意選擇的{1-100}面與所述一個以上的高位錯密度區(qū)域相交。7.如權(quán)利要求6所述的III族氮化物單晶自立式襯底，其中所述一個以上的高位錯密度區(qū)域形成幾何圖案，從所述襯底的主面看，所述圖案包括如下中的任意一種條紋圖案、多邊形格子圖案、周期性排列的島狀圖案或非重復性圖案。8.如權(quán)利要求1所述的III族氮化物單晶自立式襯底，其中所述襯底主面的表面積為20CII^以上；以及所述襯底的厚度為1000pm以下。9.如權(quán)利要求1所述的III族氮化物單晶自立式襯底，其中所述襯底為GaN單晶自立式襯底。10.如權(quán)利要求i所述的m族氮化物單晶自立式襯底，其中利用HVPE形成所述襯底。11.利用權(quán)利要求110任一項中所述的III族氮化物單晶自立式襯底制造半導體裝置的方法。全文摘要本發(fā)明公開了一種其平均位錯密度不超過5×10⁵cm^-2且抗斷裂的III族氮化物單晶自立式襯底，以及一種利用這類III族氮化物單晶自立式襯底制造半導體裝置的方法。所述III族氮化物單晶自立式襯底包括一個以上的高位錯密度區(qū)域(20h)，以及多個低位錯密度區(qū)域(20k)，所述低位錯密度區(qū)域(20k)的位錯密度低于所述高位錯密度區(qū)域(20h)的位錯密度，其中所述平均位錯密度不超過5×10⁵cm^-2。此處，所述高位錯密度區(qū)域(20h)的位錯密度對所述平均位錯密度的比值大得足以阻止裂紋在所述襯底中傳播。并且所述半導體裝置的制造方法利用了所述III族氮化物單晶自立式襯底(20p)。文檔編號H01L21/18GK101565854SQ20091013702公開日2009年10月28日申請日期2009年4月27日優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日發(fā)明者中畑成二,藤原伸介申請人:住友電氣工業(yè)株式會社