[發(fā)明專(zhuān)利]氮化物半導(dǎo)體外延襯底及半導(dǎo)體器件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810604023.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109103251A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田中丈士
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 賽奧科思有限公司;住友化學(xué)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/778
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/778;H01L29/06;H01L29/205;H01L21/02;H01L21/335
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 楊宏軍;唐崢

本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體外延襯底及半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的課題在于抑制使用氮化物半導(dǎo)體外延襯底構(gòu)成高電子遷移率晶體管時(shí)的二維電子氣的經(jīng)時(shí)變化。本發(fā)明的解決手段為一種氮化物半導(dǎo)體外延襯底，其具備襯底、作為存在有二維電子氣的電子渡越層的第一氮化物半導(dǎo)體層、和作為電子供給層的第二氮化物半導(dǎo)體層，其中，對(duì)于第二氮化物半導(dǎo)體層而言，氫濃度為比第一氮化物半導(dǎo)體層高的濃度，并且，包含與第一氮化物半導(dǎo)體層的氫濃度差為2×10¹⁸cm^?3以下的部分。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體外延襯底及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

例如，作為高電子遷移率晶體管(HEMT：High Electron Mobility Transistor)中可使用的氮化物半導(dǎo)體外延襯底，已知有如下構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體外延襯底：具備在碳化硅(SiC)襯底上形成的作為電子渡越層發(fā)揮功能的氮化鎵(GaN)層和在該GaN層上形成的作為電子供給層發(fā)揮功能的氮化鋁鎵(AlGaN)層，在GaN層的AlGaN層側(cè)存在二維電子氣(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013-175696號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

氮化物半導(dǎo)體外延襯底中，關(guān)于存在于GaN層的二維電子氣，例如有時(shí)可能發(fā)生其濃度減少這樣的經(jīng)時(shí)變化。這樣的經(jīng)時(shí)變化導(dǎo)致構(gòu)成HEMT時(shí)的設(shè)備特性的變動(dòng)，因而應(yīng)當(dāng)抑制其發(fā)生。

本發(fā)明的目的在于提供能抑制二維電子氣的經(jīng)時(shí)變化的氮化物半導(dǎo)體外延襯底及半導(dǎo)體器件。

用于解決課題的手段

通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)方式，可提供一種氮化物半導(dǎo)體外延襯底，其具備：

襯底，

在前述襯底上形成的、作為存在有二維電子氣的電子渡越層的第一氮化物半導(dǎo)體層，和

在前述第一氮化物半導(dǎo)體層上形成的作為電子供給層的第二氮化物半導(dǎo)體層，

對(duì)于前述第二氮化物半導(dǎo)體層而言，氫濃度為比前述第一氮化物半導(dǎo)體層高的濃度，并且，包含與前述第一氮化物半導(dǎo)體層的氫濃度差為2×10¹⁸cm^-3以下的部分。

發(fā)明的效果

通過(guò)本發(fā)明，能抑制二維電子氣的經(jīng)時(shí)變化。

附圖說(shuō)明

[圖1]為示意性地表示本發(fā)明涉及的氮化物半導(dǎo)體模板及半導(dǎo)體器件的概略結(jié)構(gòu)例的說(shuō)明圖。

[圖2]為表示本發(fā)明涉及的氮化物半導(dǎo)體模板中的第一氮化物半導(dǎo)體層與第二氮化物半導(dǎo)體層的氫濃度差、與構(gòu)成半導(dǎo)體器件時(shí)的夾斷電壓的變化量之間的關(guān)系的一例的說(shuō)明圖。

[圖3]為表示本發(fā)明涉及的氮化物半導(dǎo)體模板中的第一氮化物半導(dǎo)體層與第二氮化物半導(dǎo)體層的氫濃度差、與構(gòu)成半導(dǎo)體器件時(shí)的電子遷移率之間的關(guān)系的一例的說(shuō)明圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10…氮化物半導(dǎo)體外延襯底(中間體)

11…襯底

13…第一氮化物半導(dǎo)體層(GaN層、GaN溝道/緩沖層)

14…第二氮化物半導(dǎo)體層(AlGaN層、AlGaN阻隔層)

15…二維電子氣(2DEG)

17…界面附近區(qū)域

20…半導(dǎo)體器件(HEMT)