[發明專利]電子器件用外延基板及其生產方法

有效

• 申請號: 201310084558.8
• 申請日: 2009-11-18
• 公開（公告）號: CN103258717A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 生田哲也;清水成;柴田智彥
• 申請（專利權）人: 同和電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L29/778;H01L29/06
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本申請是中國專利申請200980153280.7的分案申請，原申請200980153280.7的申請日為2009年11月18日，其名稱為“電子器件用外延基板及其生產方法”。

技術領域

本發明涉及電子器件用外延基板及其生產方法，并特別涉及HEMT用外延基板及其生產方法。

背景技術

近年來，隨著IC器件所需速度的提高，HEMT(高電子遷移率晶體管)廣泛地用作高速FET(場效應晶體管)。如圖1示意性說明的那樣，上述該FET型晶體管通常例如通過在絕緣性基板21上層壓溝道層22和電子供給層23，然后在電子供給層23表面上設置源電極24、漏電極25和柵電極26來形成。當該晶體管器件運行時，電子以該順序移動通過源電極24、電子供給層23、溝道層22、電子供給層23和漏電極25，從而定義器件的橫向作為主電流傳導方向。通過施加于柵電極26上的電壓來控制電子在橫向，即主電流傳導方向上的移動。在HEMT中，在帶隙(band?gaps)彼此不同的電子供給層23和溝道層22之間的接合界面處產生的電子與常規半導體中的電子相比能夠極快地移動。

通過在半導體基板上外延生長III族氮化物層壓體形成的外延基板通常用作FET用外延基板。如上所述的該半導體基板的實例包括：如特開JP2008-522447中所公開的，為了降低劣化器件性能的基板損失，而使用的具有電阻率超過10²Ω·cm的Si基板；和如特開JP2003-059948中所公開的，為了降低對于Si基板的漏電流，而使用的具有電阻率約1.0至500Ω·cm的Si基板。

如上所述，傳統認為使用具有較高電阻率的Si基板是優選的。然而，已知當具有不同電阻率值的層在具有預定電阻的Si基板上外延生長時，通常在Si基板和外延生長層之間出現晶格常數的失配(mismatch)，從而產生翹曲(warp)以緩和應力。如上所述的外延基板的這類翹曲引起器件生產(device?process)階段時的吸附不良和/或曝光不良。

為了解決上述問題，特開JP06-112120公開了通過預先決定在半導體基板中的翹曲方向，然后在基板上適當地生長外延層來降低翹曲絕對值的方法。

然而，特開JP06-112120中公開的技術的目的僅僅是降低外延基板的翹曲絕對值，并且僅預先決定源自從晶錠(ingot)切割晶片的切割工序的翹曲。因此，特開JP06-112120不能以充分的方式控制外延基板的最終翹曲形狀。特開JP06-112120還存在其生產過程復雜化的問題，這是因為其包括決定半導體基板的翹曲方向的工序。

發明內容

發明要解決的問題

本發明的目的是解決上述問題并提供電子器件用外延基板和生產該外延基板的方法，在所述基板中，將其橫向定義為主電流傳導方向，并適當地控制其翹曲形狀。

用于解決問題的方案

為了實現上述目的，本發明的主要構成如下。

(1)電子器件用外延基板，其包括：Si單晶基板；和通過在所述Si單晶基板上外延生長多個III族氮化物層形成的III族氮化物層壓體，其中將外延基板的橫向定義為主電流傳導方向，所述電子器件用外延基板的特征在于所述Si單晶基板是具有不大于0.01Ω·cm電阻率值的p-型基板。

上述(1)的電子器件用外延基板，其中外延基板的截面翹曲形狀滿足以下關系式。

||Bow|-SORI|≤2μm

(3)上述(1)或(2)的電子器件用外延基板，其中外延基板的截面翹曲形狀在外延基板整個寬度上是單調彎曲的。

(4)上述(1)至(3)任一項的電子器件用外延基板，其中所述Si單晶基板以10¹⁹/cm³以上的濃度包括作為雜質元素的硼。

(5)上述(1)至(4)任一項的電子器件用外延基板，在所述Si單晶基板和所述III族氮化物層壓體之間進一步包括作為絕緣層的緩沖層(buffer)。

(6)上述(5)的電子器件用外延基板，其中緩沖層包括由超晶格多層結構構成的層壓結構。

(7)電子器件用外延基板的生產方法，其中通過在Si單晶基板上外延生長多個III族氮化物層形成III族氮化物層壓體，從而將基板橫向定義為主電流傳導方向，所述方法包括通過以較高濃度向基板添加硼，使Si單晶基板形成為具有不大于0.01Ω·cm電阻率值的p-型基板。