[發明專利]半導體外延襯底及其制造方法

有效

• 申請號: 201010106630.9
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101866949A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）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）人: 富士通株式會社;日立電線株式會社
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/205;H01L21/335
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張浴月;劉文意

1.一種半導體外延襯底，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；

其中，所述AlN層的上表面的斜度Rsk是正值；

其中，所述半導體外延襯底進一步包括：

氮化物半導體的第一器件層，在所述氮化物半導體層上外延生長；以及

氮化物半導體的第二器件層，在所述第一器件層上外延生長；

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層，以及所述氮化物半導體層的電阻系數比所述第一器件層的電阻系數高；

其中，所述單晶襯底是SiC。

2.根據權利要求1所述的半導體外延襯底，其中所述氮化物半導體層是厚度在10nm至200nm范圍內的Al_xGa_1-xN層，其中0.0＜x≤0.1。

3.根據權利要求1所述的半導體外延襯底，其中所述氮化物半導體層是厚度在10nm至200nm范圍內的GaN層，所述GaN層摻雜有濃度在1×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3范圍內的Fe。

4.一種半導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體層，

其中，將所述AlN層的生長條件設定為：所述AlN層和所述氮化物半導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；

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摩爾比例大于500；

其中，所述氮化物半導體層是厚度在10nm至200nm范圍內的Al_xGa_1-xN層，其中0.0＜x≤0.1；或所述氮化物半導體層是厚度在10nm至200nm范圍內的GaN層，所述GaN層摻雜有濃度在1×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3范圍內的Fe。

5.根據權利要求4所述的半導體外延襯底的制造方法，進一步包括在所述氮化物半導體層上外延生長器件層。