[發明專利]GaN單晶襯底、基于GaN的半導體器件及它們的制造方法

有效

• 申請號: 201010243313.1
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN102011191A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 藤原伸介;上松康二;長田英樹;中畑成二
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40;H01L21/20
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;樊衛民

1.一種GaN單晶襯底，其具有面積為10cm²以上的主面，所述主面具有相對于(0001)面和(000-1)面中的一個面以65°～85°傾斜的面取向，所述襯底具有在所述主面中載流子濃度基本均勻分布、在所述主面中位錯密度基本均勻分布和光彈性變形值為5×10^-5以下中的至少一種特性，所述光彈性變形值通過在25℃環境溫度下在垂直于所述主面施加光時在所述主面中的任意點處的光彈性測得。

2.如權利要求1所述的GaN單晶襯底，其中在所述主面中的載流子濃度相對于所述主面中的平均載流子濃度的偏差在±50％以內。

3.如權利要求1所述的GaN單晶襯底，其中在所述主面中比電阻的分布基本上是均勻的。

4.如權利要求3所述的GaN單晶襯底，其中在所述主面中的比電阻相對于所述主面中的平均比電阻的偏差在±50％以內。

5.如權利要求3所述的GaN單晶襯底，其中在所述主面中的平均比電阻為0.1Ωcm以下。

6.如權利要求1所述的GaN單晶襯底，其中在所述主面中的位錯密度相對于所述主面中的平均位錯密度的偏差在±100％以內。

7.如權利要求1所述的GaN單晶襯底，其中在所述主面中的位錯密度為5×10⁶cm^-2以下。

8.如權利要求1所述的GaN單晶襯底，其中在所述主面中的所述光彈性變形值相對于所述主面中的所述光彈性變形值的平均值的偏差在±100％以內。

9.如權利要求1所述的GaN單晶襯底，其中所述主面的面取向相對于(0001)面和(000-1)面中的一個面以<10-10>方向傾斜。

10.如權利要求1所述的GaN單晶襯底，其中通過X射線衍射搖擺曲線測量法對(0002)面和(20-20)面的組合、以及(0002)面和(22-40)面的組合中的一種組合進行測量而得到的X射線衍射峰的半寬度，在整個所述主面中為300弧秒以下。

11.一種制造權利要求1的GaN單晶襯底的方法，所述方法包括如下步驟：

準備主面面積為10cm²以上的GaN晶種襯底，所述主面具有相對于(0001)面和(000-1)面中的一個面以65°～85°傾斜的面取向；

在所述GaN晶種襯底的所述主面上生長GaN單晶；以及

通過沿與所述GaN晶種襯底的所述主面平行的面對所述GaN單晶進行切割而形成所述GaN單晶襯底。

12.一種基于GaN的半導體器件，所述半導體器件包含：權利要求1的GaN單晶襯底，以及在所述GaN單晶襯底的所述主面上形成的至少一個基于GaN的半導體層。

13.一種制造基于GaN的半導體器件的方法，所述方法包括如下步驟：

準備權利要求1的GaN單晶襯底；以及

在所述GaN單晶襯底的所述主面上生長至少一個基于GaN的半導體層。