发明名称 磊晶基板及半导体元件
摘要 在消特基二极体11中,氮化镓支撑基台13包括一第一表面13a和位于该第一表面相反侧的一第二表面13b,而且有超过1×1018cm-3的载子浓度。氮化镓磊晶层15系配置于该第一表面13a上。欧姆电极17系配置于该第二表面13b上。消特基电极19系配置于氮化镓磊晶层15上。氮化镓磊晶层15的厚度D1至少5微米且不超过1000微米。并且,氮化镓磊晶层15的载子密度至少1×1014cm-3且不超过1×1017cm-3。
申请公布号 TWI375994 申请公布日期 2012.11.01
申请号 TW094126535 申请日期 2005.08.04
申请人 住友电气工业股份有限公司 发明人 木山诚;冈久拓司;樱田隆
分类号 H01L21/322 主分类号 H01L21/322
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种磊晶基板,其包含:氮化镓独立式基板,包括第一表面与位于该第一表面相反侧的第二表面,并有超过1×1018cm-3的载子浓度;以及第一氮化镓磊晶膜,配置于该第一表面上;其中:该第一氮化镓磊晶膜有至少5微米和不超过1000微米的厚度;该第一氮化镓磊晶膜有至少1×1014cm-3和不超过1×1017cm-3的载子浓度;且该氮化镓独立式基板的该第一表面有一表面定向,其系在(1-100)或(11-20)的不超过+5度和至少-5度的范围内。如请求项1之磊晶基板,其包含:p型半导体区域,配置于该第一氮化镓磊晶膜内;以及n型半导体区域,配置于该p型半导体区域内;其中该第一氮化镓磊晶膜和该氮化镓独立式基板具有n型导电性(n-type conductivity)。如请求项1之磊晶基板,进一步包括第二氮化镓磊晶膜,其配置于该第一氮化镓磊晶膜上,并且包括p型掺杂剂。如请求项3之磊晶基板,其中该p型掺杂剂使用离子植入法引入。如请求项3之磊晶基板,其中该第二氮化镓磊晶膜系使用金属-有机汽相生长磊晶法形成。如请求项1至5中任一项之磊晶基板,其中该氮化镓独立式基板的该第一表面有不超过1×108cm-2的差排密度。如请求项1至5中任一项之磊晶基板,其中该氮化镓独立式基板的该第一表面包括第一区域,其具有不超过1×108cm-2的一差排密度;以及第二区域,其具有大于该第一区域的该差排密度的差排密度。如请求项1至5中任一项之磊晶基板,其中该第一氮化镓磊晶膜使用HVPE生长。一种包含一第三族氮化物半导体元件的半导体元件,该半导体元件包含:氮化镓支撑基台,包括第一表面与位于该第一表面相反侧的第二表面,并有超过1×1018cm-3的载子浓度;第一氮化镓磊晶层,配置于该第一表面上;欧姆电极,配置于该第二表面上;以及消特基电极,配置于该第一氮化镓磊晶层上;其中:该第一氮化镓磊晶层有至少5微米和不超过1000微米的厚度;该第一氮化镓磊晶层有至少1×1014cm-3和不超过1×1017cm-3的载子浓度;该氮化镓支撑基台的该第一表面有一表面定向,其系在(1-100)或(11-20)的不超过+5度和至少-5度的范围内;且该半导体元件是消特基二极体。一种包含第三族氮化物半导体元件的半导体元件,该半导体元件包含:氮化镓支撑基台,包括第一表面与位于该第一表面相反侧的第二表面,并有超过1×1018cm-3的载子浓度;第一氮化镓磊晶层,配置于该第一表面上;欧姆电极,配置于该第二表面上;第二氮化镓磊晶层,配置于该第一氮化镓磊晶层上并且包含p型掺杂剂;以及欧姆电极,配置于该第二氮化镓磊晶层上;其中:该氮化镓支撑基台具有n型导电性(n-type conductivity);该第一氮化镓磊晶层有至少5微米和不超过1000微米的厚度;该第一氮化镓磊晶层有至少1×1014cm-3和不超过1×1017cm-3的载子浓度;该氮化镓支撑基台的该第一表面有一表面定向,其系在(1-100)或(11-20)的不超过+5度和至少-5度的范围内;且该半导体元件是pn接合二极体。一种包含一第三族氮化物半导体元件的半导体元件,该半导体元件包含:氮化镓支撑基台,包括第一表面与位于该第一表面相反侧的第二表面,并有超过1×1018cm-3的载子浓度;第一氮化镓磊晶层,配置于该第一表面上;p型半导体区域,配置于该第一氮化镓磊晶层内;n型半导体区域,配置于该p型半导体区域内;源极电极,配置于该n型半导体区域上;汲极电极,配置于该第二表面上;绝缘层,配置于该第一氮化镓磊晶层上;以及闸极电极,配置于该绝缘层上;其中:该第一氮化镓磊晶层有至少5微米和不超过1000微米的厚度;该第一氮化镓磊晶层有至少1×1014cm-3和不超过1×1017cm-3的载子浓度;该氮化镓支撑基台的该第一表面有一表面定向,其系在(1-100)或(11-20)的不超过+5度和至少-5度的范围内;且该半导体元件是MIS电晶体。如请求项11之半导体元件,其中该p型半导体区域的p型掺杂剂使用离子植入法引入。如请求项11或12之半导体元件,其中该n型半导体区域的n型掺杂剂使用离子植入法引入。如请求项9至12中任一项之半导体元件,其中该氮化镓支撑基台的该第一表面有不超过1×108cm-2的差排密度。如请求项9至12中任一项之半导体元件,其中该氮化镓支撑基台的该第一表面包括第一区域,其具有不超过1×108cm-2的一差排密度;以及第二区域,其具有大于该第一区域的该差排密度的差排密度。
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