[发明专利]Ⅲ族氮化物晶体衬底、包含外延层的Ⅲ族氮化物晶体衬底、半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种Ⅲ族氮化物晶体衬底，其中，

在满足所述晶体衬底的任意特定平行晶格面（1d）的X射线衍射条件的同时，通过利用从所述晶体衬底的主表面（1s）起的X射线穿透深度的变化进行X射线衍射测量，来获得所述晶体衬底的所述特定平行晶格面（1d）的面间距，

在由d₁表示在所述X射线穿透深度为0.3μm时的面间距并且d₂表示在所述X射线穿透深度为5μm时的面间距的情况下，由|d₁–d₂|/d₂的值表示的所述晶体衬底的表面层（1p）的平均形变等于或低于1.7×10^-3，并且，其中，

所述主表面（1s）的面取向在[0001]方向上相对于包括所述晶体衬底的c轴（1c）的面（1v）具有等于或大于-10°且等于或小于10°的倾斜角。

2.一种Ⅲ族氮化物晶体衬底，其中，

在满足所述晶体衬底的任意特定平行晶格面（1d）的X射线衍射条件的同时，通过利用从所述晶体衬底的主表面（1s）起的X射线穿透深度的变化进行X射线衍射测量，来获得所述晶体衬底的所述特定平行晶格面（1d）的衍射强度剖面，在该衍射强度剖面上，

由|v₁-v₂|的值表示的所述晶体衬底的表面层（1p）的不规则形变等于或低于110弧度秒，其中由在所述X射线穿透深度为0.3μm时的衍射强度峰值的半值宽度v₁和在所述X射线穿透深度为5μm时的衍射强度峰值的半值宽度v₂来得到|v₁-v₂|的值，并且，其中，

所述主表面（1s）的面取向在[0001]方向上相对于包括所述晶体衬底的c轴（1c）的面（1v）具有等于或大于-10°且等于或小于10°的倾斜角。

3.一种Ⅲ族氮化物晶体衬底，其中，

通过使得从所述晶体衬底的主表面（1s）起的X射线穿透深度连同于所述晶体衬底的任意特定平行晶格面（1d）的X射线衍射发生变化来测量摇摆曲线，在该摇摆曲线上，

由|w₁-w₂|的值表示的所述晶体衬底的表面层（1p）的所述特定平行晶格面（1d）的面取向偏离等于或低于300弧度秒，其中由在所述X射线穿透深度为0.3μm时的衍射强度峰值的半值宽度w₁和在所述X射线穿透深度为5μm时的衍射强度峰值的半值宽度w₂来得到|w₁-w₂|的值，并且，其中，

所述主表面（1s）的面取向在[0001]方向上相对于包括所述晶体衬底的c轴（1c）的面（1v）具有等于或大于-10°且等于或小于10°的倾斜角。

4.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物晶体衬底，其中，

所述主表面（1s）具有5nm或更低的表面粗糙度Ra。

5.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物晶体衬底，其中，

所述主表面（1s）的面取向相对于所述晶体衬底的{10-10}、{11-20}和{21-30}面中的任意一个面具有等于或大于0°且小于0.1°的倾斜角以至与该面基本平行。

6.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物晶体衬底，其中，

所述主表面（1s）的面取向相对于所述晶体衬底的{10-10}、{11-20}和{21-30}面中的任意一个面具有等于或大于0.1°且等于或小于10°的倾斜角。

7.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物晶体衬底，其中，

存在于所述主表面（1s）的氧具有等于或大于2原子%且等于或小于16原子%的浓度。

8.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物晶体衬底，其中，

在所述主表面（1s）的位错密度等于或小于1×10⁷cm^-2。

9.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物晶体衬底，其具有等于或大于40mm且等于或小于150mm的直径。

10.一种含有外延层的Ⅲ族氮化物晶体衬底，其包括在根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物晶体衬底（1）的所述主表面（1s）上通过外延生长提供的至少一个半导体层（2）。