[發(fā)明專利]外延基板、半導體裝置及半導體裝置的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380024651.8
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN104303268A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 鹿內(nèi)洋志;后藤博一;佐藤憲;篠宮勝;土屋慶太郎;萩本和徳
• 申請（專利權(quán)）人: 三墾電氣株式會社;信越半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/205
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張永康;李英艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種外延基板、半導體裝置及半導體裝置的制造方法，所述外延基板具有形成于硅基板上的外延生長層。

背景技術(shù)

在半導體裝置中，使用一種外延基板，所述外延基板是通過外延生長，在廉價的硅基板上，形成由氮化物半導體等與硅基板不同的材料所構(gòu)成的半導體層。然而，由于硅基板與半導體層的晶格常數(shù)差異或熱膨脹系數(shù)差異，導致在半導體層的外延生長時或降低溫度時，硅基板與半導體層之間產(chǎn)生較大的應力。由于產(chǎn)生如此較大的應力，因此，硅基板上將產(chǎn)生塑性變形，翹曲非常大。其結(jié)果為，會制造出無法用于半導體裝置的外延基板。

為了避免此問題，提出以下方法：通過向硅基板中添加硼(B)，來提高硅基板的強度，抑制硅基板的翹曲(例如，參照專利文獻1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特許第4519196號公報

發(fā)明內(nèi)容

[發(fā)明所要解決的課題]

已知可通過向硅基板中添加硼(B)，來提高硅基板的強度。然而，關(guān)于添加有硼的硅基板，尚未對硅基板中所含有的氧的適當濃度進行充分的研究。

本發(fā)明的目的在于提供一種外延基板、半導體裝置及半導體裝置的制造方法，其中，所述外延基板，通過規(guī)定硅基板中所含有的氧原子濃度和硼原子濃度，而可抑制由于硅基板與半導體層之間的應力所導致的翹曲的產(chǎn)生。

[解決課題的方法]

根據(jù)本發(fā)明的一個方案，提供一種外延基板，其具備：硅基板，其以4×10¹⁷cm^－3以上且6×10¹⁷cm^－3以下的濃度含有氧原子，并且以5×10¹⁸cm^－3以上且6×10¹⁹cm^－3以下的濃度含有硼原子；及，半導體層，其配置于硅基板上，并且由具有與硅基板不同的熱膨脹系數(shù)的材料所構(gòu)成。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，提供一種半導體裝置，其具備：硅基板，其以4×10¹⁷cm^－3以上且6×10¹⁷cm^－3以下的濃度含有氧原子，并且以5×10¹⁸cm^－3以上且6×10¹⁹cm^－3以下的濃度含有硼原子；半導體層，其配置于硅基板上，并且由具有與硅基板不同的熱膨脹系數(shù)的材料所構(gòu)成；及，電極，其與半導體層電性連接。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方案，提供一種半導體裝置的制造方法，其包含：準備硅基板的步驟，所述硅基板以4×10¹⁷cm^－3以上且6×10¹⁷cm^－3以下的濃度含有氧原子，并且以5×10¹⁸cm^－3以上且6×10¹⁹cm^－3以下的濃度含有硼原子；一邊加熱硅基板一邊通過外延生長法在硅基板上形成半導體層的步驟，所述半導體層是由具有與硅基板不同的熱膨脹系數(shù)的材料所構(gòu)成；及，形成電極的步驟，所述電極與半導體層電性連接。

[發(fā)明的效果]

根據(jù)本發(fā)明，提供一種外延基板、半導體裝置及半導體裝置的制造方法，其中，所述外延基板可抑制由于硅基板與半導體層之間的應力所導致的翹曲的產(chǎn)生。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式的外延基板的結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。

圖2是表示每種材料的熱膨脹系數(shù)與溫度的關(guān)系的圖表。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式的外延基板的緩沖層的結(jié)構(gòu)的示意剖面圖；圖3(a)是表示由2層氮化物半導體層多層膜所組成的緩沖層的結(jié)構(gòu)、圖3(b)表示斷續(xù)緩沖層的結(jié)構(gòu)。

圖4是表示硅基板中所含有的氧原子濃度與硅基板的良率的關(guān)系的表。

圖5是表示使用本發(fā)明的實施方式的外延基板而成的半導體裝置的結(jié)構(gòu)例的示意剖面圖。

圖6是表示使用本發(fā)明的實施方式的外延基板而成的半導體裝置的另一個結(jié)構(gòu)例的示意剖面圖。

圖7是表示使用本發(fā)明的實施方式的外延基板而成的半導體裝置的又一個結(jié)構(gòu)例的示意剖面圖。

圖8是表示使用本發(fā)明的實施方式的外延基板而成的半導體裝置的再一個結(jié)構(gòu)例的示意剖面圖。

具體實施方式