[發明專利]氮化物半導體基板的制造方法和層疊結構體

有效

• 申請號: 201980072362.2
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN113166970B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 吉田丈洋
• 申請（專利權）人: 住友化學株式會社
• 主分類號: C30B29/38
• 分類號: C30B29/38;H01L21/205;H01L21/304
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種氮化物半導體基板的制造方法，其使用氣相外延法，所述制造方法具有如下工序：

準備基底基板的工序，所述基底基板由III族氮化物半導體的單晶形成，相對于主面最近的低指數晶面為(0001)面；

蝕刻工序，對所述基底基板的所述主面進行蝕刻，使該主面粗面化；

第一工序，使III族氮化物半導體的單晶在所述基底基板的所述主面上外延生長，以經粗面化的所述基底基板的所述主面為起因，使所述單晶的表面產生由除了(0001)面之外的傾斜界面構成的多個凹部，使所述多個凹部中的至少任一個隨著向所述基底基板的所述主面的上方去而緩緩擴大，(0001)面消失，使具有僅由所述傾斜界面構成的第一面的第一層生長；以及

第二工序，使III族氮化物半導體的單晶在所述第一層上外延生長，使所述傾斜界面消失，使具有經鏡面化的第二面的第二層生長。

2.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板的制造方法，其中，

所述蝕刻工序中，

在氣相生長裝置內將規定的蝕刻氣體供給至所述基底基板的所述主面，將該基底基板的所述主面直接蝕刻，

所述第一工序中，

保持將經粗面化的所述基底基板配置在所述氣相生長裝置內的狀態，使用該氣相生長裝置，使所述第一層生長。

3.根據權利要求1或2所述的氮化物半導體基板的制造方法，其中，

所述蝕刻工序中，

在所述基底基板的所述主面形成相對較深的多個深谷部和相對較淺的多個淺谷部，

所述第一工序中，

隨著向所述基底基板的所述主面的上方去，在所述多個淺谷部各自的上方使所述多個凹部的一部分緩緩消失，在所述多個深谷部各自的上方使所述多個凹部的其他部分緩緩擴大，由此在所述第一層的所述第一面形成多個谷部和多個頂部。

4.根據權利要求3所述的氮化物半導體基板的制造方法，其中，所述第一工序中，

觀察與所述主面垂直的任意截面時，夾著所述多個谷部之中的1個谷部的所述多個頂部之中最接近的一對頂部彼此在沿著所述主面的方向上間隔的平均距離設為超過100μm。

5.根據權利要求4所述的氮化物半導體基板的制造方法，其中，所述第一工序中，

最接近的所述一對頂部彼此的所述平均距離設為小于800μm。

6.根據權利要求1或2所述的氮化物半導體基板的制造方法，其中，所述蝕刻工序中，

將所述基底基板的所述主面的用峰谷值表示的表面粗糙度PV設為5μm以上且100μm以下。

7.根據權利要求1或2所述的氮化物半導體基板的制造方法，其中，所述第一工序中，

在得到(0001)面已消失的所述第一面后，維持所述第一面僅由所述傾斜界面構成的狀態，并且遍及規定厚度地繼續所述第一層的生長。

8.根據權利要求1或2所述的氮化物半導體基板的制造方法，其中，在所述第二工序后，具有從所述第二層切出至少1個氮化物半導體基板的工序。

9.根據權利要求8所述的氮化物半導體基板的制造方法，其中，所述準備基底基板的工序中，

準備所述(0001)面相對于所述主面彎曲成凹球面狀的所述基底基板；

在切出所述氮化物半導體基板的工序中，

使所述氮化物半導體基板中的0001軸相對于主面的法線所成的角度即偏離角的偏差小于所述基底基板中的0001軸相對于所述主面的法線所成的角度即偏離角的偏差。

10.一種層疊結構體，其具備：

基底基板，其由III族氮化物半導體的單晶形成，具有經粗面化的主面，相對于將所述主面平均化而得的假想平面最近的低指數晶面為(0001)面；

第一低氧濃度區域，其設置在所述基底基板的所述主面上，且由III族氮化物半導體的單晶形成；

高氧濃度區域，其設置在所述第一低氧濃度區域上，且由III族氮化物半導體的單晶形成；以及

第二低氧濃度區域，其設置在所述高氧濃度區域上，且由III族氮化物半導體的單晶形成，

所述高氧濃度區域的氧濃度高于所述第一低氧濃度區域和所述第二低氧濃度區域各自的氧濃度，

觀察與所述主面垂直的任意截面時，

所述第一低氧濃度區域的上表面具有多個谷部和多個山部，

夾著所述多個谷部之中的1個谷部的所述多個山部之中最接近的一對山部彼此在沿著所述主面的方向上間隔的平均距離超過100μm。