[發明專利]半導體襯底

在審

• 申請號: 201780073869.0
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN110024082A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 山本大貴;長田剛規
• 申請（專利權）人: 住友化學株式會社
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;C23C16/30;C23C16/34;H01L21/338;H01L29/778;H01L29/812
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

提供半導體襯底，其具有緩沖層，所述緩沖層具有將由Al_xGa_1?xN形成的第一晶體層及由Al_yGa_1?yN形成的第二晶體層重復層疊而成的層疊結構，對緩沖層的截面在包含單一的第一晶體層的觀察區域中進行TEM觀察時，以深度D作為變量的HAADF?STEM強度I(D)于深度Dmin處顯示極小值Imin，于深度Dmax(Dmax＞Dmin)處顯示極大值Imax，在位于比Dmin淺的位置的單調遞減區域中I(D)從Imax與Imin的中間值Imid到Imin為止的深度方向距離DD1、與在位于比Dmin深的位置的單調遞增區域中I(D)從Imin到Imax為止的深度方向距離DD2滿足DD1≤0.3×DD2的條件。

技術領域

本發明涉及半導體襯底。

背景技術

作為在Si襯底上使III族氮化物半導體進行晶體生長的技術，對例如以下文獻中所示的技術進行了研究。

專利文獻1公開了以抑制器件化的工序中產生的裂紋為目的而制作的III族氮化物外延襯底。該III族氮化物外延襯底的特征在于，具有Si襯底、與該Si襯底接觸的初始層、和形成于該初始層上的超晶格層疊體，所述超晶格層疊體包含多組依次具有由Al組成比大于0.5且為1以下的AlGaN形成的第一層及由Al組成比大于0且為0.5以下的AlGaN形成的第二層的層疊體，所述第二層的Al組成比隨著遠離所述襯底而遞減。

專利文獻2公開了能夠抑制氮化物半導體層的裂紋(裂痕)、晶體缺陷、翹曲的發生、且能夠提高生產率的化合物半導體襯底。該化合物半導體襯底具備：晶面取向為(111)面的硅單晶襯底；形成于所述硅單晶襯底上的、由Al_xGa_1-xN單晶(0＜x≤1)構成的第一緩沖層；形成于所述第一緩沖層上的第二緩沖層，該第二緩沖層是將厚度為250nm以上且350nm以下的由Al_yGa_1-yN單晶(0≤y＜0.1)構成的第一單層、和厚度為5.0nm以上且20nm以下的由Al_zGa_1-zN單晶(0.9＜z≤1)構成的第二單層交替地層疊多層而成的；和形成于所述第二緩沖層上的、包含至少1層以上的氮化物系半導體單晶層的半導體元件形成區域。

專利文獻3公開了能夠在抑制晶片的翹曲的同時進一步降低漏電流的半導體電子器件。該半導體電子器件是具備隔著緩沖層而層疊于襯底上的化合物半導體層的半導體電子器件，所述緩沖層具有在使用Al組成為0.2以下的氮化物系化合物半導體形成的第一層上層疊使用Al組成為0.8以上的氮化物系化合物半導體形成的第二層而成的復合層。

非專利文獻1中，記載了“可以預期，若能夠實現使GaN與AlN交替地層疊從而以使GaN上的AlN松弛、在AlN上的GaN中殘留壓縮應力這樣的生長，則能夠利用GaN/AlN的應變周期結構(被稱為應變層超晶格(Strained Layer Super-lattice)，以下記為SLS)而對膜整體賦予壓縮應力。除了SLS以外，通過使晶格常數隨著越是層疊于上方的膜越是擴大這樣的組合也能夠施加壓縮應力。”。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-021124號公報

專利文獻2：日本特開2010-232322號公報

專利文獻3：日本特開2008-171843號公報

非專利文獻

非專利文獻1：K.Matsumoto et al.,J.Vac.Soc.Jpn.54,6(2011),p376-380.

發明內容

發明所要解決的課題