[發(fā)明專利]半導(dǎo)體外延襯底、化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810090314.X
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101276792A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 今西健治;吉川俊英;田中丈士;守谷美彥;乙木洋平
• 申請（專利權(quán)）人: 富士通株式會社;日立電線株式會社
• 主分類號: H01L23/00
• 分類號: H01L23/00;H01L29/778;H01L21/20;H01L21/335
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張龍哺

1.一種半導(dǎo)體外延襯底，包括：

單晶襯底；

AlN層，在所述單晶襯底上外延生長；以及

氮化物半導(dǎo)體層，在所述AlN層上外延生長，

其中，所述AlN層和所述氮化物半導(dǎo)體層之間的界面的粗糙度比所述單晶襯底和所述AlN層之間的界面的粗糙度大。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體外延襯底，其中，所述AlN層的上表面的斜度Rsk是正值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體外延襯底，進一步包括：

氮化物半導(dǎo)體的第一器件層，在所述氮化物半導(dǎo)體層上外延生長；以及

氮化物半導(dǎo)體的第二器件層，在所述第一器件層上外延生長。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體外延襯底，其中所述第一器件層是溝道層，所述第二器件層是載流子供應(yīng)層，以及所述氮化物半導(dǎo)體層的電阻系數(shù)比所述第一器件層的電阻系數(shù)高。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體外延襯底，其中所述單晶襯底是SiC。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體外延襯底，其中所述氮化物半導(dǎo)體層是厚度在10nm至200nm范圍內(nèi)的Al_xGa_1-xN層，其中0.0＜x≤0.1。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體外延襯底，其中所述氮化物半導(dǎo)體層是厚度在10nm至200nm范圍內(nèi)的GaN層，所述GaN層摻雜有濃度在1×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3范圍內(nèi)的Fe。

8.一種化合物半導(dǎo)體器件，包括：

單晶襯底；

AlN層，形成在所述單晶襯底上；

氮化物半導(dǎo)體的緩沖層，形成在所述AlN層上；

氮化物半導(dǎo)體的溝道層，形成在所述緩沖層上；

化合物半導(dǎo)體的載流子供應(yīng)層，形成在所述溝道層之上；以及

源電極、漏電極和柵電極，形成在所述載流子供應(yīng)層之上，

其中，所述AlN層和所述緩沖層之間的界面的粗糙度比所述單晶襯底和所述AlN層之間的界面的粗糙度大。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中所述AlN層的上表面的斜度是正值。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中所述氮化物半導(dǎo)體的緩沖層的電阻系數(shù)比所述氮化物半導(dǎo)體的溝道層的電阻系數(shù)高。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中所述單晶襯底是SiC。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中所述氮化物半導(dǎo)體的緩沖層是厚度在10nm至200nm范圍內(nèi)的Al_xGa_1-xN層，其中0.0＜x≤0.1。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中所述氮化物半導(dǎo)體的緩沖層是厚度在10nm至200nm范圍內(nèi)的GaN層，所述GaN層摻雜有濃度在1×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3范圍內(nèi)的Fe。

14.一種半導(dǎo)體外延襯底的制造方法，包括：

在單晶襯底上外延生長AlN層；以及

在所述AlN層上外延生長氮化物半導(dǎo)體層，

其中，將所述AlN層的生長條件設(shè)定為：所述AlN層和所述氮化物半導(dǎo)體層之間的界面的粗糙度比所述單晶襯底和所述AlN層之間的界面的粗糙度大。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體外延襯底的制造方法，其中，所述AlN層的生長條件包括：生長溫度為1100℃至1200℃，以及V/III的比例大于500。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體外延襯底的制造方法，其中，所述氮化物半導(dǎo)體層是厚度在10nm至200nm范圍內(nèi)的Al_xGa_1-xN層，其中0.0＜x≤0.1；或所述氮化物半導(dǎo)體層是厚度在10nm至200nm范圍內(nèi)的GaN層，所述GaN層摻雜有濃度在1×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3范圍內(nèi)的Fe。