[發明專利]上面具有IIIA-N族外延層的機械穩固硅襯底

在審

• 申請號: 201510079453.2
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104867811A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 邁克爾·路易斯·海登;托馬斯·安東尼·麥克納;里克·L·懷斯;薩米爾·彭德哈卡
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L29/06;H01L29/20;H01L29/778
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

1.一種形成外延物品的方法，其包括：

使用柴可拉斯基過程參數生長具有3.2×10¹⁸/cm³的最小硼摻雜度的元素硅的晶體，所述柴可拉斯基過程參數包含小于(＜)平均軸向溫度梯度[G]的晶體生長速度(牽引速度)[V]；

將所述晶體切割為具有對準于<111>方向的表面的至少一個元素硅襯底；其中所述元素硅襯底中的空位/填隙的比率小于(<)1；

在所述元素硅襯底的所述表面上生長至少一個外延緩沖層，及

在所述緩沖層上生長至少一個外延IIIA-N族層。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述元素硅襯底的楊氏模量比本征硅的楊氏模量高≥25％。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述硼摻雜度是在8.4×10¹⁸/cm³與1.2×10²⁰/cm³之間。

4.根據權利要求1所述的方法，其中空位/填隙的所述比率小于(＜)0.5。

5.根據權利要求1所述的方法，其中所述緩沖層上的所述IIIA-N族層包含至少第一IIIA-N族層及不同于所述第一IIIA-N族層的第二IIIA-N族層，所述第一IIIA-N族層是在所述第二IIIA-N族層上，且其中所述第二IIIA-N族層及所述第一IIIA-N族層兩者均包括Al_xGa_yN或In_xAl_yN，其中0≤x、y≤1且x+y＝1。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述第二IIIA-N族層包括GaN且所述第一IIIA-N族層包括AlGaN。

7.根據權利要求1所述的方法，其中所述生長所述IIIA-N族層包括分子束外延MBE、金屬有機化學氣相沉積MOCVD或鹵化物氣相外延HVPE。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述緩沖層包括BN、AlN、GaN、AlGaN或InN或其三元或四元混合物。

9.一種外延物品，其包括：

元素硅襯底，其具有3.2×10¹⁸/cm³的最小硼摻雜度及對準于<111>方向的表面；其中所述元素硅襯底中的空位/填隙的比率小于(＜)1；

所述元素硅襯底的表面上的至少一個外延緩沖層，及

所述緩沖層上的至少一個外延IIIA-N族層。

10.根據權利要求9所述的外延物品，其中所述硼摻雜度是在8.4×10¹⁸/cm³與1.2×10²⁰/cm³之間。

11.根據權利要求9所述的外延物品，其中所述元素硅襯底的楊氏模量比本征硅的楊氏模量高≥25％。

12.根據權利要求9所述的外延物品，其中空位/填隙的所述比率小于(＜)0.5。

13.根據權利要求9所述的外延物品，其中所述緩沖層上的所述至少一個外延IIIA-N族層包含至少第一IIIA-N族層及不同于所述第一IIIA-N族層的第二IIIA-N族層，所述第一IIIA-N族層是在所述第二IIIA-N族層上，且其中所述第二IIIA-N族層及所述第一IIIA-N族層兩者均包括Al_xGa_yN或In_xAl_yN，其中0≤x、y≤1且x+y＝1。

14.根據權利要求13所述的外延物品，其中所述第二IIIA-N族層包括GaN且所述第一IIIA-N族層包括AlGaN。

15.根據權利要求14所述的外延物品，其進一步包括所述第二IIIA-N族層與所述第一IIIA-N族層之間的InAlN層。