[發明專利]半導體裝置用基板、半導體裝置及半導體裝置用基板的制造方法

有效

• 申請號: 201780054582.3
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN109716492B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 佐藤憲;鹿內洋志;筱宮勝;土屋慶太郎;萩本和德
• 申請（專利權）人: 三墾電氣股份有限公司;信越半導體株式會社
• 主分類號: H01L21/338
• 分類號: H01L21/338;H01L21/20;H01L21/205;H01L29/778;H01L29/812
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易

本發明為一種半導體裝置用基板，包含：基板；緩沖層，設置于該基板上且由氮化物半導體所構成；以及裝置活性層，設置于該緩沖層上且自氮化物半導體所構成，其中該緩沖層具有：第一區域，含有碳與鐵；以及第二區域，于該第一區域上，其鐵的平均濃度低于該第一區域，其碳的平均濃度高于該第一區域，其中該第二區域的碳的平均濃度低于該第一區域的鐵的平均濃度。由此提供在能抑制縱方向漏電流且抑制裝置的高溫動作時的橫方向漏電流的同時，能抑制電流崩潰現象的半導體裝置用基板。

技術領域

本發明涉及半導體裝置用基板、半導體裝置及半導體裝置用基板的制造方法。

背景技術

使用氮化物半導體的半導體裝置用基板用于以高頻且高輸出而動作的電源組件等。特別對于作為在微波、次毫米波、毫米波等的高頻帶區域之中進行放大為特別適用，已知有例如高電子移動率晶體管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)等。

如此的使用HEMT等的半導體裝置用基板，揭示于例如專利文獻1。在專利文獻1之中，半導體裝置用基板如圖12所示，具有：于硅基板111上所形成的由第一半導體層112(由AlN所構成)與第二半導體層(由GaN所構成且摻雜有Fe) 交互積層所構成的緩沖層114、于緩沖層114上所形成的由GaN所構成的通道層 115、以及于通道層115上所形成的由AlGaN所構成的阻障層116。

另外，于半導體裝置用基板上設置源極S、漏極D與門極G而得到半導體裝置。

揭示于專利文獻1的半導體裝置用基板通過于緩沖層114摻雜鐵而提高縱方向的耐壓。

然而，已知Fe的摻雜會由于表面偏析等而無法陡峭地控制，所以會引起朝上部的層(亦即，通道層)的Fe的混入(參考專利文獻2)。已知當此Fe進入通道層會帶給移動度的降低等的順方向特性不良影響，而使用使之不會混入信道層的構造或制造方法為佳。

使用于高電阻化的不使Fe導入上部的通道層的構造，揭示于例如專利文獻2 至4。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2010-123725號公報

[專利文獻2]日本特開2013-074211號公報

[專利文獻3]日本特開2010-232297號公報

[專利文獻4]日本特開2010-182872號公報

發明內容

[發明所欲解決的問題]

于具有摻雜鐵(Fe)的緩沖層的半導體裝置用基板上設置有電極的半導體裝置，將源極S與硅基板111電氣連接，在OFF狀態下將規定的電壓施加于源極與漏極之間的情況下，能抑制縱方向的漏電。然而，本發明人們發現：在高溫動作時，透過緩沖層114而流動的橫方向(漏極D與源極S之間)的漏電會增加。

再者，為了解決上述的問題，雖然通過使緩沖層含有碳而能抑制高溫動作時的橫方向的漏電流，但是若過度提高碳的平均濃度，緩沖層的結晶性會降低，而有電流崩潰現象會容易惡化的問題。

鑒于上述問題點，本發明之目的在于：提供一種半導體裝置用基板、半導體裝置及半導體裝置用基板的制造方法，在抑制縱方向漏電流且能抑制裝置的高溫動作時的橫方向漏電流的同時，能抑制電流崩潰現象。

[解決問題的技術手段]

為了達成上述目的，本發明提供一種半導體裝置用基板，包含：基板；緩沖層，設置于該基板上且由氮化物半導體所構成；以及裝置活性層，設置于該緩沖層上且自氮化物半導體所構成，其中該緩沖層具有：第一區域，含有碳與鐵；以及第二區域，于該第一區域上，其鐵的平均濃度低于該第一區域，其碳的平均濃度高于該第一區域，其中該第二區域的碳的平均濃度低于該第一區域的鐵的平均濃度。