[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201410046657.1
• 申請日: 2014-02-10
• 公開（公告）號: CN104051507B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 小嵜正芳;藤井隆弘
• 申請（專利權）人: 豐田合成株式會社
• 主分類號: H01L29/12
• 分類號: H01L29/12;H01L21/205
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 顧晉偉,吳鵬章

1.一種半導體裝置，包括：

直徑為2英寸或更大的半導體襯底；以及

使用包含氮化鎵(GaN)的材料堆疊在所述半導體襯底上的N型半導體層，

形成在所述N型半導體層上的P型半導體層；

其中在所述N型半導體層區域的面上的多個位置處，碳(C)濃度的多個測量值的中值等于或低于1.0×10¹⁶cm^-3，以及所述中值與其他測量值之差的最大值低于5×10¹⁵cm^-3，

其中所述N型半導體層包含硅作為施主，在所述N型半導體層區域的所述面上的多個位置處，所述硅的濃度的多個測量值的中值等于或低于1.4×10¹⁶cm^-3，以及所述硅的濃度的多個測量值的中值與所述硅的濃度的其他測量值之差的最大值低于5×10¹⁵cm^-3，并且

其中所述P型半導體層中碳的濃度是所述N型半導體層中碳的濃度的五倍或更多倍。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述襯底和所述N型半導體層分別連接有電極。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，還包括：

堆疊在所述P型半導體層上的附加N型半導體層；

其中所述襯底連接有漏電極，

所述附加N型半導體層連接有源電極，并且

所述P型半導體層上的絕緣層連接有柵電極。

4.一種制造根據權利要求1至3中任一項所述的半導體裝置的方法，包括：

使用包含三甲基鎵(TMGa)的第III族原料和包含氨(NH₃)的第V族原料通過晶體生長形成所述N型半導體層，并且

其中所述第V族原料與所述第III族原料的摩爾比V/III在2100至4000的范圍內。

5.一種制造根據權利要求1至3中任一項所述的半導體裝置的方法，所述半導體裝置具有使用包含氮化鎵(GaN)的材料堆疊在半導體襯底上的N型半導體層，所述方法包括：

第一步：將多個所述襯底布置在直徑大于2英寸的區域中；以及

第二步：使用包含三甲基鎵(TMGa)的第III族原料和包含氨(NH₃)的第V族原料，通過晶體生長形成所述N型半導體層，

其中將所述第二步調節為使得所述第V族原料與所述第III族原料的摩爾比V/III在2100至4000的范圍內，而且還使得在所述N型半導體層區域的面上的多個位置處，碳(C)濃度的多個測量值的中值等于或低于1.0×10¹⁶cm^-3，并且所述中值與其他測量值之差的最大值低于5×10¹⁵cm^-3。

6.根據權利要求5所述的方法，其中將所述第二步調節為使得包含硅(Si)作為施主，而且還使得在所述N型半導體層區域的面上的多個位置處，所述施主的濃度的多個測量值的中值等于或低于1.4×10¹⁶cm^-3，并且所述中值與其他測量值之差的最大值低于5×10¹⁵cm^-3。