[發明專利]GaN晶體和GaN襯底

在審

• 申請號: 202180051365.5
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN115885058A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 塚田悠介;大島祐一;江夏悠貴
• 申請（專利權）人: 三菱化學株式會社;國立研究開發法人物質?材料研究機構
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 李曉

1.一種GaN晶體，其特征在于，所述GaN晶體具有5cm²以上的相對于(0001)晶面的傾斜為10度以下的表面，Mn濃度為1.0×10¹⁶atoms/cm³以上且小于1.0×10¹⁹atoms/cm³，總施主雜質濃度小于5.0×10¹⁶atoms/cm³。

2.根據權利要求1所述的GaN晶體，所述Mn濃度為6.0×10¹⁸atoms/cm³以下。

3.根據權利要求1或2所述的GaN晶體，所述Mn濃度為1.0×10¹⁷atoms/cm³以上。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的GaN晶體，在所述(0001)表面側測定的(004)XRD搖擺曲線半峰全寬為40arcsec以下。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的GaN晶體，所述(0001)表面的穿透位錯密度小于1.0×10⁷cm^-2。

6.一種GaN晶體，其特征在于，所述GaN晶體具有5cm²以上的相對于(0001)晶面的傾斜為10度以下的表面且為半絕緣性，以及滿足選自下述(A)和(B)中的一個以上：

(A)在該(0001)表面側測定的(0004)XRD搖擺曲線半峰全寬為40arcsec以下；

(B)該(0001)表面的穿透位錯密度小于1×10⁷cm^-2。

7.根據權利要求6所述的GaN晶體，其摻雜有Mn。

8.根據權利要求6或7所述的GaN晶體，其總施主雜質濃度小于5.0×10¹⁶atoms/cm³。

9.一種GaN襯底，其由權利要求1～8中任一項所述的GaN晶體構成。

10.一種GaN襯底，其特征在于，該GaN襯底具有相對于(0001)晶面的傾斜為10度以下的表面作為主表面，Mn濃度為1.0×10¹⁶atoms/cm³以上且小于1.0×10¹⁹atoms/cm³，總施主雜質濃度小于5.0×10¹⁶atoms/cm³。

11.根據權利要求9或10所述的GaN襯底，其是單晶GaN襯底。

12.根據權利要求10或11所述的GaN襯底，其是層疊在支撐襯底上而成。

13.一種外延晶片的制造方法，其具有如下步驟：準備權利要求10～12中任一項所述的GaN襯底的步驟；在該準備好的襯底上使一個以上的氮化物半導體層外延生長的步驟。

14.一種外延晶片，其由權利要求10～12中任一項所述的GaN襯底和在該襯底上外延生長成的一個以上的氮化物半導體層構成。

15.一種氮化物半導體器件的制造方法，其具有如下步驟：準備權利要求10～12中任一項所述的GaN襯底的步驟；在該準備好的襯底上使一個以上的氮化物半導體層外延生長的步驟。

16.一種GaN-HEMT的制造方法，其具有如下步驟：準備權利要求10～12中任一項所述的GaN襯底的步驟；在該準備好的襯底上使一個以上的氮化物半導體層外延生長的步驟。

17.一種GaN襯底，其是GaN晶體層疊在支撐襯底上而成的GaN襯底，其特征在于，

該GaN晶體具有5cm²以上的相對于(0001)晶面的傾斜為10度以下的表面，

從該GaN晶體與該支撐襯底的界面沿[0001]方向離開小于2μm的位置的Mn濃度為從該界面沿[0001]方向離開2μm以上的位置的Mn濃度的20倍以下。