專利名稱：復合GaN襯底、制造復合GaN襯底的方法、III族氮化物半導體器件和制造III族氮化物半導 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合用于III族氮化物半導體器件的復合GaN襯底、制造該復合GaN襯底的方法、包括該復合GaN襯底的III族氮化物半導體器件和制造該III族氮化物半導體器件的方法。
背景技術(shù)：
近年來，III族氮化物半導體器件不僅廣泛應用于光學器件，而且廣泛應用于電子器件，諸如高電子遷移率晶體管(在下文中，簡寫為“HEMT”)。例如，Yamada 等，“Effect of Epitaxial Layer Design on Drain LeakageCurrent for Millimeter-ffave GaN-HEMT”，IEICE Technical Report, ED2009-48, TheInstitute of Electronics, Information and Communication Engineers, 2009 年 6 月，第63-67頁(非專利文獻1)，公開了一種HEMT，其中i_GaN層、n-AlGaN層和n_GaN層順序形成在半絕緣的 SiC 襯底上。同時，K.K.Chu 等，“9.4-W/mm Power Density AlGaN-GaNHEMTs on Free-Standing GaN Substrates”，IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Instituteof Electrical and Electronic Engineers,第 25 卷，第 9 期，2004 年 9 月，第 596-598 頁(非專利文獻2)，公開了一種HEMT，其中GaN層和AlGaN層順序形成在半絕緣的、獨立式GaN襯底上。引用列表非專利文獻NPLl:Yamada 等，“Effect of Epitaxial Layer Design on Drain LeakageCurrent for Millimeter-ffave GaN-HEMT”，IEICE Technical Report, ED2009-48, TheInstitute of Electronics, Information and Communication Engineers, 2009年6 月，第63-67 頁NPL2:K.K.Chu 等，“9.4_W/mm Power Density AlGaN-GaN HEMTs onFree-Standing GaN Substrates”，IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS,Institute ofElectrical and Electronic Engineers,第 25 卷，第 9 期，2004 年 9 月，第 596-598 頁

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，在Yamada 等，“Effect of Epitaxial Layer Design on Drain LeakageCurrent for Millimeter-ffave GaN-HEMT”，IEICE Technical Report, ED2009-48, TheInstitute of Electronics, Information and Communication Engineers, 2009年6 月，第63-67頁(非專利文獻I)中公開的HEMT，即，包括形成在半絕緣SiC襯底上的GaN層/AlGaN層的HEMT，具有由SiC襯底和GaN層/AlGaN層之間的晶格失配造成的多個缺陷。因此，不利地是，諸如電流漂移的缺點是值得注意的。
另一方面，K.K.Chu 等，“9.4-W/mm Power Density AlGaN-GaN HEMTs onFree-Standing GaN Substrates”，IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Institute ofElectrical and Electronic Engineers,第 25 卷，第 9 期，2004 年 9 月，第 596-598 頁(非專利文獻2)中公開的HEMT，即，包含形成在半絕緣GaN襯底上的GaN層/AlGaN層的HEMT，因為GaN襯底和GaN層/AlGaN層之間的晶格匹配良好，所以具有極少缺陷。因此，諸如電流漂移的缺點極小。然而，不利地是，因為半導體GaN襯底非常昂貴，所以HEMT也將是昂貴的。考慮到這一點，本發(fā)明的目的是提供一種具有合理成本的高特性復合GaN襯底、制造這種復合GaN襯底的方法、和III族氮化物半導體器件、以及制造該III族氮化物半導體器件的方法。問題的解決方案根據(jù)一個特定方面，本發(fā)明提供一種復合GaN襯底,包括:導電GaN襯底,其具有小于ΙΩαιι的電阻率；和半絕緣GaN層，其設(shè)置在導電GaN襯底上，具有I X IO4Qcm或更大的電阻率，且具有5 μ m或更大的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的復合GaN襯底中，半絕緣GaN層可以包含選自由C、Fe、Cr和V組成的組的至少一種類型的原子作為雜質(zhì)。此外，半絕緣GaN層可以以不小于lX1017cm_3且不大于5 X IO19CnT3的濃度包含C原子作為雜質(zhì)。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種III族氮化物半導體器件，包括:上述復合GaN襯底；和至少一個III族氮化物半導體層，其設(shè)置在復合GaN襯底的半絕緣GaN層上。在根據(jù)本發(fā)明III族氮化物半導體器件中，III族氮化物半導體層可包括電子轉(zhuǎn)移層和電子供應層。根據(jù)再一方面，本發(fā)明提供一種制造復合GaN襯底的方法，包括步驟:制備具有小于I Ω cm的電阻率的導電GaN襯底；和使用HVPE (氫化物氣相外延)方法在導電GaN襯底上生長半絕緣GaN層，該半絕緣GaN層具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率且具有5 μ m或更大的厚度。在根據(jù)本發(fā)明的制造復合GaN襯底的方法中，半絕緣GaN層可包含選自由C、Fe、Cr和V組成的組的至少一種類型的原子作為雜質(zhì)。此外，半絕緣GaN層可以以不小于IX IO17CnT3且不大于5X IO19CnT3的濃度包含C原子作為雜質(zhì)。根據(jù)又一方面，本發(fā)明提供一種制造III族氮化物半導體器件的方法，包括步驟:制備通過上述制造復合GaN襯底的方法獲得的復合GaN襯底；和至少使用MOVPE(有機金屬氣相外延)方法和MBE (分子束外延)方法中的至少一種,在復合GaN襯底的半絕緣GaN層上生長至少一個III族氮化物半導體層。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導體器件的制造方法中，III族氮化物半導體層可以包括電子轉(zhuǎn)移層和電子供應層。本發(fā)明的有利效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種具有合理成本的高特性復合GaN襯底、制造這種復合GaN襯底的方法、III族氮化物半導體器件以及制造該III族氮化物半導體器件的方法。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性復合GaN襯底的示意截面圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性III族氮化物半導體器件的示意截面圖。圖3是示出用于制造本發(fā)明中的復合GaN襯底和III族氮化物半導體器件中的每一個的示例性方法的示意截面圖。圖4是示出一個示例性的、典型的III族氮化物半導體器件的示意截面圖。
具體實施例方式[第一實施例:復合GaN襯底]參考圖1，作為本發(fā)明的一個實例的復合GaN襯底I包括:具有小于IQcm的電阻率的導電GaN襯底10 ;和設(shè)置在導電GaN襯底10上的半絕緣GaN層20，具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率，且具有5 μ m或更大的厚度。因為本實施例的復合GaN襯底I被如此構(gòu)造為包括導電GaN襯底10和半絕緣GaN層20，所以復合GaN襯底I可以是成本合理的襯底。而且，可以在半絕緣GaN層20上生長具有良好晶體質(zhì)量的至少一個III族氮化物半導體層。由此，能夠適合制造具有合理成本的高特性III族氮化物半導體器件。(導電GaN襯底)本實施例的復合GaN襯底I中的導電GaN襯底10是具有小于I Ω cm的電阻率的單晶。這里，可以使用范德堡方法等測量導電GaN襯底10的電阻率。 獲得這種導電GaN襯底的方法沒有特別限制。在為此采用單晶襯底來獲得具有良好晶體質(zhì)量的襯底的情況下，下面的方法是合適的:氣相方法，諸如HVPE(氫化物氣相外延)方法、MOVPE (有機金屬氣相外延)方法和MBE (分子束外延)方法；和液相方法，諸如助溶劑方法和高氮壓溶液方法。此外，通常向?qū)щ奊aN襯底10中加入施主雜質(zhì)。例如，為了減小導電GaN襯底10的電阻率，導電GaN襯底10可以包含諸如O、Si或Ge的原子作為施主雜質(zhì)。(半絕緣GaN層)為了適合地形成諸如HEMT的電子器件作為半導體器件，本實施例的復合GaN襯底I中的半絕緣GaN層20需要具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率，且具有5 μ m或更大的厚度。對于半絕緣GaN層20沒有特別限制，只要半絕緣GaN層20具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率，且具有5 μ m或更大的厚度。然而，為了有效地獲得具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率的半絕緣體，半絕緣GaN層20優(yōu)選包含雜質(zhì)原子，諸如C、Fe、Cr、V、Mg或Zn。為了穩(wěn)定地獲得上述半絕緣體，半絕緣GaN層20優(yōu)選包含選自由C、Fe、Cr和V組成的組的至少一種類型的原子作為雜質(zhì)。此外，為了抑制半絕緣GaN層20中的雜質(zhì)擴散到導電GaN襯底10和將要形成在半絕緣GaN層20上的III族氮化物半導體層中，半絕緣GaN層20更優(yōu)選地以不小于I X IO17CnT3且不大于5X IO19CnT3的濃度包含C原子作為雜質(zhì)。當C原子的濃度小于I X IO17CnT3時，很難獲得具有高電阻，即，具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率的半絕緣GaN層20。另一方面，當C原子的濃度大于5 X IO19CnT3時，半絕緣GaN層20的晶體質(zhì)量降低。此外，對于形成上述半絕緣GaN層20的方法沒有特別限制。然而，為了獲得具有良好晶體質(zhì)量的襯底，下面的方法是合適的:氣相方法，諸如HVPE方法、MOVPE方法、MBE方法和升華法；和液相方法，諸如助溶劑方法和高氮壓溶液方法。在這些方法中，允許高晶體質(zhì)量和高晶體生長速度的HVPE方法是尤其合適的，因為它對形成厚層有利。[第二實施例:111族氮化物半導體器件]參考圖2，作為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的III族氮化物半導體器件2包括:第一實施例的復合GaN襯底I ;設(shè)置在復合GaN襯底I的半絕緣GaN層20上的至少一個III族氮化物半導體層30。在本實施例的III族氮化物半導體器件2中，在第一實施例的復合GaN襯底I的半絕緣GaN層20上設(shè)置的至少一個III族氮化物半導體層30具有高晶體質(zhì)量。因此，III族氮化物半導體器件2具有高特性。(復合GaN襯底)本實施例的III族氮化物半導體器件2中的復合GaN襯底I與第一實施例的復合GaN襯底I相同，因此這里不再重復描述。(III族氮化物半導體層)對于本實施例的III族氮化物半導體器件2中的III族氮化物半導體層30沒有特別限制。然而，為了形成諸如HEMT的電子器件，III族氮化物半導體層30優(yōu)選包括電子轉(zhuǎn)移層32和電子供應層34。此外，對于用作III族氮化物半導體層30的電子轉(zhuǎn)移層32沒有特別限制。然而，為了提高電子遷移率，電子轉(zhuǎn)移層32優(yōu)選是GaN層。而且，對于用作III族氮化物半導體層30的電子供應層34沒有特別限制。然而，為了實現(xiàn)高濃度的2DEG (二維電子氣)，電子供應層34優(yōu)選是AlxGa1J層(O < x < I )、InyAVyN層(O < y < 0.3)等。此外，對于形成III族氮化物半導體層30的方法沒有特別限制。然而，為了獲得良好晶體質(zhì)量的半導體層，下面的方法是合適的:氣相方法，諸如HVPE方法、MOVPE方法、MBE方法和升華方法；和液相方法，諸如助溶劑方法和高氮壓溶液方法。在這些方法中，MOVPE方法和MBE方法中的至少一種是尤其合適的，因為這些方法允許具有高晶體質(zhì)量的半導體層，并且在調(diào)節(jié)半導體層的厚度方面是有利的。(電極)參考圖2，除了上述的包括電子轉(zhuǎn)移層32和電子供應層34的III族氮化物半導體層30之外，本實施例的III族氮化物半導體器件2還包括下面的電極:源電極42，其與電子轉(zhuǎn)移層32和電子供應層34接觸；漏電極44，其與電子轉(zhuǎn)移層32和電子供應層34接觸；和柵電極46，其與電子供應層34接觸。通過這種方式，可以構(gòu)成HEMT。這里，源電極42和漏電極44中的每一個的材料沒有特別限制。對其適合使用由Ti層/Al層/Ti層/Au層形成的電極。而且，柵電極46的材料沒有特別限制。對其適合使用由Ni層/Au層形成的電極。[第三實施例:制造復合GaN襯底的方法]參考圖3，作為根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的制造復合GaN襯底I的方法包括步驟:制備具有小于IQcm電阻率的導電GaN襯底10 (圖3 (A));和使用HVPE方法在導電GaN襯底10上生長半絕緣GaN層20，該半絕緣GaN層20具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率且具有5μπι或更大的厚度(圖3 (B))。根據(jù)本實施例中的制造復合GaN襯底的方法，可以有效地制造第一實施例的復合GaN襯底1，通過該復合GaN襯底I適合地制造具有合理成本的高特性III族氮化物半導體器件。(制備導電GaN襯底的步驟)參考圖3(A)，對于制備導電GaN襯底10的步驟沒有特別限制，只要在該步驟中可以制備具有小于IQcm電阻率的導電GaN襯底10。因此，可以用任何方式執(zhí)行該步驟。例如，在制備單晶導電GaN襯底的情況下，下面的方法是合適的:氣相方法，諸如HVPE方法、MOVPE方法、MBE方法和升華方法；和液相方法，諸如助溶劑方法和高氮壓溶液方法。此外，為了減小導電GaN襯底10的電阻率，導電GaN襯底10可以包含諸如O、Si或Ge的原子作為雜質(zhì)。(生長半絕緣GaN層的步驟)參考圖3 (B)，為了形成適合用于制造III族氮化物半導體器件的復合GaN襯底1，在生長半絕緣GaN層20的步驟中，使用HVPE方法，在導電GaN襯底10上生長具有
IX IO4 Ω cm或更大的電阻率且具有5 μ m或更大的厚度的半絕緣GaN層20。因為采用HVPE方法作為生長方法，所以可以有效生長具有高晶體質(zhì)量且具有大厚度的GaN層。此外，通過生長具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率且具有5 μ m或更大的厚度的半絕緣GaN層20，可以形成諸如HEMT的電子器件作為III族氮化物半導體器件，使得具有與采用半絕緣襯底的情況充分可比較的高頻特性。這里，在生長半絕緣GaN層20期間，對于在半絕緣GaN層20中實現(xiàn)I X IO4 Ω cm或更大的電阻率的方式?jīng)]有特別限制。然而，半絕緣GaN層20優(yōu)選適合包含諸如C、Fe、Cr、V、Mg或Zn的原子作為雜質(zhì)。為了穩(wěn)定地實現(xiàn)上述半絕緣體，半絕緣GaN層20優(yōu)選包含選自由C、Fe、Cr和V組成的組的至少一種原子作為雜質(zhì)。此外，為了抑制半絕緣GaN層20中的雜質(zhì)擴散到將要形成在半絕緣GaN層20上的III族氮化物半導體層30中，半絕緣GaN層20更優(yōu)選以不小于I X IO17CnT3且不大于5 X IO19CnT3的濃度包含C原子作為雜質(zhì)。當C原子的濃度小于I X IO17Cm-3時，很難獲得具有IX IO4 Ω Cm或更大的電阻率的半絕緣GaN層20。另一方面，當C原子的濃度大于5 X IO19CnT3時，半絕緣GaN層20的晶體質(zhì)量降低。[第四實施例:制造III族氮化物半導體器件的方法]參考圖3，作為本發(fā)明的又一個實施例的制造III族氮化物半導體器件2的方法包括步驟:制備使用第三實施例中的制造復合GaN襯底的方法獲得的第一實施例的復合GaN襯底I (圖3 (A)和圖3 (B));和使用MOVPE方法和MBE方法中的至少一種，在復合GaN襯底I的半絕緣GaN層20上生長至少一個III族氮化物半導體層30 (圖3 (C))。根據(jù)本實施例的III族氮化物半導體器件的制造方法，可以適合地制造具有合理成本的高特性III族氮化物半導體器件。(制備復合GaN襯底的步驟)參考圖3 (A)和圖3 (B)，制備通過第三實施例中制造復合GaN襯底的方法獲得的第一實施例的復合GaN襯底I的步驟與第一和第三實施例中示出的制造復合GaN襯底的方法相同，因此這里不再重復描述。(生長III族氮化物半導體層的步驟)參考圖3 (C)，在生長III族氮化物半導體層30的步驟中，使用MOVPE方法和MBE方法中的至少一種,在復合GaN襯底I的半絕緣GaN層20上生長至少一個III族氮化物半導體層30。這里，對于生長III族氮化物半導體層30的方法，采用MOVPE方法和MBE方法中的至少一種，因為這些方法允許半導體器件具有高晶體質(zhì)量，并且在調(diào)節(jié)半導體層的厚度方面是有利的。此外，對于要生長的III族氮化物半導體層30沒有特別限制。然而，為了形成諸如HEMT的電子器件，III族氮化物半導體層30優(yōu)選包括電子轉(zhuǎn)移層32和電子供應層34。此夕卜，對于電子轉(zhuǎn)移層32沒有特別限制。然而，為了提高電子電子遷移率，電子轉(zhuǎn)移層32優(yōu)選是GaN層。此外，對于電子供應層34沒有特別限制。然而，為了實現(xiàn)高濃度的2DEG (二維電子氣)，電子供應層34優(yōu)選是AlxGa1J層(O < x < I )、InyAVyN層(O < y < 0.3)等。(形成電極的步驟)參考圖3(D)，除了生長包括電子轉(zhuǎn)移層32和電子供應層34的III族氮化物半導體層30的步驟(圖3 (C))之外，本實施例的制造III族氮化物半導體器件2的方法還包括形成下面的電極的步驟:源電極42，其與電子轉(zhuǎn)移層32和電子供應層34接觸；漏電極44，其與電子轉(zhuǎn)移層32和電子供應層34接觸；和柵電極46，其與電子供應層34肖特基接觸(圖3 (D))。通過這種方式,可以構(gòu)成HEMT。這里，對于形成源電極42和漏電極44中的每一個的方法沒有特別限制。例如，借助采用光刻和沉積的剝離方法等，在電子供應34的一部分的表面上形成源電極42和漏電極44。然后，執(zhí)行熱處理，以將源電極42和漏電極44中的原子擴散到電子供應層34的該部分中。通過這種方式，使它們與電子供應層34的該部分和電子轉(zhuǎn)移層32歐姆接觸。此外，對于形成柵電極46的方法沒有特別限制。例如，借助采用光刻和沉積的剝離方法等，在電子供應層34的一部分的表面上形成柵電極46，使得與電子供應層34的該部分肖特基接觸。實例[實例A:復合GaN襯底]1.制備導電GaN襯底參考圖3 (A)，作為基本襯底，制備導電GaN襯底10，每個都具有0.02 Ω cm的電阻率，具有3 X IO18CnT3的O原子濃度，具有2英寸(5.08cm)的直徑，具有350 μ m的厚度，具有
(0001)面取向的主表面，以及具有I X IO6CnT2的位錯密度。導電GaN襯底10中的每一個都使用HVPE方法生長在GaAs襯底上。2.生長半絕緣GaN層參考圖3 (B)，在每個導電GaN襯底10的主表面上，使用HVPE方法生長GaN層，作為半導體GaN層20，使得C原子作為它的雜質(zhì)，且具有10 μ m的厚度。使用金屬Ga作為Ga原料，使用HCl氣體和NH3氣體作為原料氣體，使用H2氣體作為載氣，和使用CH4氣體作為C原子的摻雜氣體，生長具有彼此不同的電阻率的六種GaN層(實例A-1至實例A-6)。這些GaN層是在下面的條件下生長的:生長溫度設(shè)定為1100°C ;生長時間設(shè)定為10分鐘；HCl氣體分壓設(shè)定為3.2X 10_2atm ；NH3氣體分壓設(shè)定為0.04atm ;并且CH4氣體分壓設(shè)定為
5.0X l(T5atm (實例 A-1 )、1.0 X l(T4atm (實例 A-2)、1.0 X l(T3atm (實例 A-3)、1.0 X l(T2atm(實例 A-4)、5.0X 10_2atm (實例 A-5)和 7.0X l(T2atm (實例 A-6)。使用SIMS(次級離子質(zhì)譜)方法測量由此獲得的六種GaN層中的每一種的C原子濃度。使用雙探針方法測量它們的電阻率。通過X射線衍射方法評估它們的晶體質(zhì)量。使用諾馬斯基干涉顯微鏡觀察它們的表面狀態(tài)。晶體質(zhì)量的評價標準如下:當從GaN層的(0002)面造成的衍射強度的峰值半寬是50arcsec或更小時，認為晶體質(zhì)量“非常好”；當半寬大于50arcsec且不大于200arcsec時,認為晶體質(zhì)量“良好”;并且當半寬大于200arcsec時,認為晶體質(zhì)量“差”。表面狀態(tài)的評價標準如下:當表面中沒有產(chǎn)生宏觀臺階(macrostep)和裂紋時，認為表面狀態(tài)“非常好”；當其中產(chǎn)生了宏觀臺階而沒有產(chǎn)生裂紋時，認為表面狀態(tài)“良好”;和當表面中產(chǎn)生了宏觀臺階和裂紋時，認為表面狀態(tài)“差”。實例A-1的GaN層，具有5 X IO16CnT3的C原子濃度，具有5X 10_2 Ω cm的電阻率，且具有非常好的晶體質(zhì)量和表面狀態(tài)。實例A-2的GaN層，具有IXlO17cnT3的C原子濃度，具有I X IO4 Ω cm的電阻率，且具有非常好的晶體質(zhì)量和表面狀態(tài)。實例A-3的GaN層，具有I X IO18CnT3的C原子濃度，具有大于I X IO7 Ω cm的電阻率，且具有非常好的晶體質(zhì)量和表面狀態(tài)。實例A-4的GaN層，具有I X IO19CnT3的C原子濃度，具有大于I X IO7 Ω cm的電阻率，且具有非常好的晶體質(zhì)量和表面狀態(tài)。實例A-5的GaN層，具有5 X IO19CnT3的C原子濃度，具有大于I X IO7 Qcm的電阻率，且具有良好的晶體質(zhì)量和表面狀態(tài)。實例A-6的GaN層，具有7 X IO19CnT3的C原子濃度，具有大于I X IO7 Ω cm的電阻率，且具有差的晶體質(zhì)量和表面狀態(tài)。這些結(jié)果共同示出在表I中。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種復合GaN襯底,包括: 導電GaN襯底(10)，所述導電GaN襯底(10)具有小于I Ω cm的電阻率；和 半絕緣GaN層(20)，所述半絕緣GaN層(20)設(shè)置在所述導電GaN襯底上，具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率，且具有5 μ m或更大的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合GaN襯底，其中所述半絕緣GaN層(20)包含從由C、Fe、Cr和V組成的組中選擇的至少一種類型的原子作為雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合GaN襯底，其中所述半絕緣GaN層(20)以不小于IX IO17CnT3且不大于5X IO19CnT3的濃度包含C原子作為雜質(zhì)。
4.一種III族氮化物半導體器件，包括: 權(quán)利要求1中所述的復合GaN襯底(I);和 至少一個III族氮化物半導體層(30)，所述III族氮化物半導體層(30)設(shè)置在所述復合GaN襯底(I)的所述半絕緣GaN層(20 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的III族氮化物半導體器件，其中所述III族氮化物半導體層(30 )包括電子轉(zhuǎn)移層(32 )和電子供應層(34 )。
6.一種制造復合GaN襯底的方法，包括以下步驟: 制備具有小于I Qcm的電阻率的導電GaN襯底(10);和 使用HVPE方法在所述導電GaN襯底上生長半絕緣GaN層(20 )，所述半絕緣GaN層(20 )具有I X IO4 Ω cm或更大的電阻率，且具有5 μ m或更大的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造復合GaN襯底的方法，其中所述半絕緣GaN層(20)包含從由C、Fe、Cr和V組成的組中選擇的至少一種類型的原子作為雜質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造復合GaN襯底的方法，其中所述半絕緣GaN層(20)以不小于IX IO17CnT3且不大于5 X IO19CnT3的濃度包含C原子作為雜質(zhì)。
9.一種制造III族氮化物半導體器件的方法，包括以下步驟: 制備通過如權(quán)利要求6中所述的制造復合GaN襯底的方法獲得的復合GaN襯底(I);和 使用MOVPE方法和MBE方法中的至少一種，在所述復合GaN襯底(I)的所述半絕緣GaN層(20 )上生長至少一個111族氮化物半導體層(30 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造III族氮化物半導體器件的方法，其中所述III族氮化物半導體層(30 )包括電子轉(zhuǎn)移層(32 )和電子供應層(34 )。
全文摘要
本復合GaN襯底(1)包括導電GaN襯底(10)，其具有小于1Ωcm的電阻率；和半絕緣GaN層(20)，其設(shè)置在導電GaN襯底(10)上，具有1×104Ωcm或更大的電阻率，且具有5μm或更大的厚度。該III族氮化物半導體器件(2)包括上述復合GaN襯底(1)；和至少一個III族氮化物半導體層(30)，其設(shè)置在復合GaN襯底(1)的半絕緣GaN層(20)上。由此獲得具有改進特性和合理成本的復合GaN襯底(1)和半導體器件(2)。
文檔編號H01L21/338GK103180935SQ20118005118
公開日2013年6月26日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者木山誠, 松原秀樹, 岡久拓司 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社