[发明专利]半导体元件用外延基板、半导体元件、PN接合二极管元件以及半导体元件用外延基板的制造方法有效
| 申请号： | 201180035034.9 | 申请日： | 2011-07-26 |
| 公开（公告）号： | CN103003931A | 公开（公告）日： | 2013-03-27 |
| 发明（设计）人： | 三好实人;杉山智彦;市村干也;田中光浩 | 申请（专利权）人： | 日本碍子株式会社 |
| 主分类号： | H01L21/338 | 分类号： | H01L21/338;C23C16/34;H01L21/205;H01L29/778;H01L29/812;H01L29/861 |
| 代理公司： | 北京北翔知识产权代理有限公司 11285 | 代理人： | 杨勇;洪玉姬 |
| 地址： | 日本爱知*** | 国省代码： | 日本;JP |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 半导体 元件 外延 pn 接合 二极管 以及 制造 方法 | ||
1.一种半导体元件用外延基板，使III族氮化物层群以使（0001）结晶面与基板面大致平行的方式层叠形成在衬底上，其特征在于，包括：
沟道层，其由具有Inx1Aly1Gaz1N组成的第一III族氮化物构成，其中x1＋y1＋z1＝1且z1＞0；
势垒层，其由具有Inx2Aly2N组成的第二III族氮化物构成，其中x2＋y2＝1且x2＞0、y2＞0；
扩散防止层，其由AlN构成且具有3nm以上的厚度；
上覆层，其由具有Inx3Aly3Gaz3N组成的第三III族氮化物构成，其中x3＋y3＋z3＝1且z3＞0。
2.权利要求1所述的外延基板，其特征在于，所述第二III族氮化物的带隙大于所述第一III族氮化物的带隙。
3.权利要求1或2所述的外延基板，其特征在于，
所述第二III族氮化物为Inx2Aly2N，其中x2＋y2＝1且0．14≦x2≦0．24，
所述第三III族氮化物为Aly3Gaz3N，其中y3＋z3＝1且z3＞0。
4.权利要求1或2所述的外延基板，其特征在于，所述上覆层为在具有Aly3Gaz3N组成的所述第三III族氮化物中参杂受主元素的层，其中y3＋z3＝1且z3＞0。
5.权利要求4所述的外延基板，其特征在于，所述受主元素为Mg。
6.权利要求1或2所述的外延基板，其特征在于，所述第一III族氮化物为Aly1Gaz1N，其中y1＋z1＝1且z1＞0。
7.权利要求6所述的外延基板，其特征在于，所述第一III族氮化物为GaN。
8.权利要求1或2所述的外延基板，其特征在于，在所述沟道层和所述势垒层之间还设有由第四III族氮化物构成的隔离层，该第四III族氮化物具有Inx4Aly4Gaz4N组成，其中x4＋y4＋z4＝1且y4＞0，所述第四III族氮化物的带隙大于所述第二III族氮化物的带隙。
9.权利要求8所述的外延基板，其特征在于，所述第四III族氮化物为AlN。
10.一种半导体元件，其使用权利要求1或2所述的半导体元件用外延基板制作。
11.一种PN接合二极管元件，其使用权利要求4所述的半导体元件用外延基板制作。
12.一种半导体元件用外延基板的制造方法，将III族氮化物层群以使（0001）结晶面与基板面大致平行的方式层叠形成在衬底上，其特征在于，包括：
沟道层形成工序，在衬底上用具有Inx1Aly1Gaz1N组成的第一III族氮化物来形成沟道层，其中x1＋y1＋z1＝1且z1＞0；
势垒层形成工序，在所述沟道层上用具有Inx2Aly2N组成的第二III族氮化物来形成势垒层，其中x2＋y2＝1且x2＞0、y2＞0；
扩散防止层形成工序，在所述势垒层上形成由AlN构成的扩散防止层；
上覆层形成工序，在所述扩散防止层上形成由具有Inx3Aly3Gaz3N组成的第三III族氮化物构成的上覆层，其中x3＋y3＋z3＝1且z3＞0。
13.权利要求12所述的外延基板的制造方法，其特征在于，所述第二III族氮化物的带隙大于所述第一III族氮化物的带隙。
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