專利名稱：Ⅲ族氮化物襯底、包含其的半導(dǎo)體設(shè)備及制造經(jīng)表面處理的Ⅲ族氮化物襯底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種III族氮化物襯底、包含該襯底的半導(dǎo)體設(shè)備及該襯底的制造方法。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體襯底，已知有下述專利文獻(xiàn)1 5中所記載的半導(dǎo)體襯底。專利文獻(xiàn)1 中公開有經(jīng)表面處理以獲得所需電氣特性的半導(dǎo)體襯底。具體而言，專利文獻(xiàn)1中公開有 在其表面包含P型雜質(zhì)原子的P型化合物半導(dǎo)體襯底、在其表面含有η型雜質(zhì)原子的η型化合物半導(dǎo)體襯底、在其表面含有狗原子或C原子的半絕緣性化合物半導(dǎo)體襯底、及在其表面含有第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的第一導(dǎo)電型的化合物半導(dǎo)體襯底。專利文獻(xiàn)2中公開有將GaN襯底上的污染金屬物質(zhì)設(shè)為IOX 101°原子/cm2以下的結(jié)構(gòu)。另外，專利文獻(xiàn)3中公開有為了在III族氮化物襯底上形成良好的外延生長，而在該襯底的表面上將Si原子設(shè)為3 X IO13原子/cm2，且將酸性物質(zhì)的原子數(shù)設(shè)為3 X IO14原子 /cm2。另外，專利文獻(xiàn)4中公開有為了獲得無缺陷或無污染的襯底，而利用CMP(ChemiCal Mechanical Polishing，化學(xué)機械研磨法)將 AlxGiiJnzN(0 < y 彡 l,x+y+z = 1)的表面粗糙度RMS (Root Mean Square，平方根平均值)設(shè)為0. 15nm。公開有，在該CMP中使用Al2O3 或S^2作為研磨粒，向研磨液中添加氧化劑而調(diào)整PH值。另外，專利文獻(xiàn)5中公開有在氮化鎵系化合物半導(dǎo)體的干式蝕刻中使用Si系氣體及Si片。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-344911號公報專利文獻(xiàn)2 國際公開第2005/04U83號公報專利文獻(xiàn)3 國際公開第2008/047627號公報專利文獻(xiàn)4 美國專利第6488767號說明書專利文獻(xiàn)5 日本第2599250號說明書

發(fā)明內(nèi)容
若氮化物襯底的表面發(fā)生氧化，則形成在該襯底表面上的外延生長層的質(zhì)量會下降。其結(jié)果造成使用該襯底的裝置的特性下降。另外，外延生長層是在襯底表面一邊進行晶格匹配(lattice matching) 一邊成長，因此要求襯底表面的晶體質(zhì)量為高質(zhì)量。因此， 需求具有穩(wěn)定表面的氮化物襯底。本發(fā)明的目的在于提供一種具有穩(wěn)定表面的III族氮化物襯底。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種包含此種III族氮化物襯底的半導(dǎo)體設(shè)備。而且，本發(fā)明的目的在于提供一種制造此種III族氮化物襯底，即經(jīng)表面處理的III族氮化物襯底的方法。本發(fā)明的III族氮化物襯底具有表面層。該表面層含有3at. % %的碳， 并且含有5X 101°原子/cm2 200X 101°原子/cm2的ρ型金屬元素。該III族氮化物襯底具有穩(wěn)定的表面。優(yōu)選的是，表面層還含有IX 101°原子/cm2 100 X 101°原子/cm2的絕緣
3性金屬元素。本發(fā)明的半導(dǎo)體設(shè)備包含具有此種表面層的III族氮化物襯底、形成在該襯底表面層上的至少一層以上外延生長層。該半導(dǎo)體設(shè)備的III族氮化物襯底的表面穩(wěn)定，因而具有良好的裝置特性，可穩(wěn)定地制造。本發(fā)明的化合物半導(dǎo)體襯底是附有外延層的III族氮化物襯底。該化合物半導(dǎo)體襯底包含III族氮化物襯底及外延層，III族氮化物襯底與外延層的界面上的每Icm3的C原子個數(shù)為2X IO"5個以上、且5X IO17個以下，每Icm3的ρ型金屬元素的原子個數(shù)為2Χ IO"5 個以上、且1 X IO17個以下。上述界面的每Icm3的C原子個數(shù)更優(yōu)選的是5Χ IO"5個以上、 且2Χ1017個以下。另外，在本發(fā)明的化合物半導(dǎo)體襯底中，III族氮化物襯底與外延層的界面上的每 Icm3的0原子個數(shù)優(yōu)選的是2Χ IO"5個以上、且IX IOw個以下，更優(yōu)選的是5Χ IO16個以上、 且5Χ1017個以下。另外，在本發(fā)明的化合物半導(dǎo)體襯底中，III族氮化物襯底與外延層的界面上的每 Icm3的Si原子個數(shù)優(yōu)選的是1 X IO15個以上、且1 X IO19個以下，更優(yōu)選的是1 X IO15個以上、且5X10W個以下。本發(fā)明在另一方面包含以下工序(a)干式蝕刻襯底表面及(b)拋光襯底表面。在干式蝕刻的工序中，在腔室內(nèi)利用混合氣體對III族氮化物襯底的表面進行干式蝕刻?；旌蠚怏w是含碳的第一氣體與含氯的第二氣體的混合氣體。干式蝕刻的工序是以腔室內(nèi)的壓力P(Pa)、混合氣體的流量Q(Sccm)及腔室容積V(1 升)滿足0. 05 ( PV/Q ( 3. 0的方式進行。拋光的工序是使用含有P型金屬元素的氧化物、且具有2 Otfa · s) 30 Otfa · s)的粘度的該溶液而進行。根據(jù)該制造方法，可適當(dāng)?shù)刂圃炀哂泻?at. % %的碳并且含有5X 101°原子/cm2 200X 101°原子/cm2的ρ型金屬元素的表面層的III族氮化物襯底。發(fā)明效果如以上所說明，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種具有穩(wěn)定表面的III族氮化物襯底，并可提供一種包含此種III族氮化物襯底的半導(dǎo)體設(shè)備。而且，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種適當(dāng)?shù)刂圃齑朔NIII族氮化物襯底的方法。


圖1是表示本發(fā)明一實施方式的III族氮化物襯底的剖面圖。圖2是表示包含本發(fā)明一實施方式的III族氮化物襯底的半導(dǎo)體設(shè)備的一例的圖。圖3是表示包含本發(fā)明一實施方式的III族氮化物襯底的半導(dǎo)體設(shè)備的另一例的圖。圖4是制造本發(fā)明一實施方式的經(jīng)表面處理的III族氮化物襯底的方法的流程圖。圖5是表示可用在干式蝕刻工序的裝置的圖。圖6是表示可用在拋光工序的裝置的圖。標(biāo)號說明
1 HEMT裝置
2 LED
10 III族氮化物襯底(GaN襯底)
IOa表面層
12GaN層
14AlGaN層
16柵電極
18源電極
20漏電極
22緩沖層
24第一包層
26活性層
28第二包層
30接觸層
32第一電極
34第二電極
50干式蝕刻裝置
52腔室
54上部電極
56下部電極
58襯底支持臺
60氣體供給口
62氣體排氣口
64高頻電源
70拋光裝置
72平臺
74拋光墊
76晶體保持器
78重物
80漿液供給口
具體實施例方式以下，參照附圖就本發(fā)明的優(yōu)選實施方式加以詳細(xì)說明。而且，在各附圖中對在相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的標(biāo)號。圖1是本發(fā)明一實施方式的III族氮化物襯底的剖面圖。而且，以下作為III族氮化物襯底是以GaN襯底為例加以說明，但本發(fā)明的III族氮化物襯底并不限于GaN襯底。圖1所示的GaN襯底10包含表面層10a。該表面層IOa含有3at. % 25at. %的碳，并且含有5 X 101°原子/cm2 200 X 101°原子/cm2的ρ型金屬元素。表面層IOa含有3at. %以上的碳，由此可維持其電阻，另外，含有25at. %以下的碳，由此可維持其電阻，并且可使形成在該表面層IOa上的外延生長層成為高品質(zhì)的結(jié)構(gòu)。作為ρ型金屬元素，例示有Cu及Si。表面層IOa可含有Cu及Si中的一種或兩種。表面層IOa含有5 X 101°原子/cm2以上的ρ型金屬元素，由此可維持其電阻，另外，含有 200X IO10原子/cm2以下的ρ型金屬元素，由此可維持其電阻，并且使形成在該表面層IOa 上的外延生長層成為高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)。表面層IOa也可還含有IX 101°原子/cm2 100X 101°原子/cm2的絕緣性金屬元素。作為絕緣性金屬元素，例示有狗及Ni。表面層IOa可含有!^e及Ni中的一種或兩種。 如此，通過含有絕緣性金屬元素，使得表面層IOa成為更穩(wěn)定的表面。在III族氮化物襯底中，通過表面的氧化或來自氣體環(huán)境的Si的附著，而形成低電阻層。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)為了不形成低電阻層，需要使III族氮化物襯底表面中的氧及Si 的量較少。表面層的氧濃度優(yōu)選的是3at. % Ifet. %，進而優(yōu)選的是fet. % IOat. %0 另外，表面層的Si濃度優(yōu)選的是500 X 101°原子/cm2 8000 X 101°原子/cm2，進而優(yōu)選的是1000X 101°原子/cm2 5000X 101°原子/cm2。具有上述氧濃度及Si濃度的表面層，可通過本實施方式的表面層IOa而實現(xiàn)。而且，GaN襯底10的表面層IOa的表面粗糙度以RMS為基準(zhǔn)需要為3nm以下，優(yōu)選的是Inm以下，進而優(yōu)選的是0. Inm 0. 5nm。表面粗糙度是利用AFM(Atomic Force Microscope，原子力顯微鏡)以10 μ m見方的范圍作為基準(zhǔn)面積而測定。通過將表面粗糙度設(shè)為3nm以下，可在GaN襯底上形成形態(tài)及晶體性良好的外延層。另外，GaN襯底10 的表面的加工變質(zhì)層的厚度需要為50nm以下，優(yōu)選的是20nm以下，進而優(yōu)選的是Inm lOnm。加工變質(zhì)層是通過在晶體表面的研削或研磨而使形成在晶體表面區(qū)域的晶格發(fā)生混亂的層。加工變質(zhì)層是通過將晶體在解理面(cleavage surface)上剖開的剖面的 TEM(Transmission Electron Microscope，穿透式電子顯微鏡)觀察而進行觀察。通過將受到加工影響的表面區(qū)域與未受到加工影響的內(nèi)部區(qū)域加以對比，而測定加工變質(zhì)層的存在及其厚度。通過將加工變質(zhì)層的厚度設(shè)為50nm以下，可在GaN襯底上形成形態(tài)及晶體性良好的外延層。以下，對本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體設(shè)備加以說明。圖2是表示包含本發(fā)明一實施方式的III族氮化物襯底的半導(dǎo)體設(shè)備的一例的圖。圖2所示的HEMT(High Electron Mobility Transistor，高電子遷移率晶體管)裝置1包含上述GaN襯底10及形成在GaN 襯底10的表面層IOa上的一層以上的外延層。即，HEMT裝置1包含含有GaN襯底10及外延層的化合物半導(dǎo)體襯底。具體而言，HEMT裝置1包含GaN襯底10、GaN層12、AlGaN層14、柵電極16、源電極18及漏電極20。在HEMT裝置1中，GaN襯底10為絕緣性的GaN襯底。在表面層IOa上依序形成有GaN層12及AlGaN層14。GaN層12及AlGaN層14均是未摻雜。在AlGaN層14上形成有柵電極16、源電極18及漏電極20。柵電極16設(shè)置在源電極18與漏電極20之間。該HEMT裝置1，由于表面層IOa可維持高電阻，因而其泄漏電流較少。另外，該 HEMT裝置1是使用具有穩(wěn)定的表面層IOa的GaN襯底10而制造，因此可穩(wěn)定地制造。圖3是表示本發(fā)明一實施方式的包含III族氮化物襯底的半導(dǎo)體設(shè)備的另一例的圖。圖3所示的LED 2包含上述GaN襯底10及形成在GaN襯底10的表面層IOa上的一層以上的外延層。具體而言，LED 2包含GaN襯底10、緩沖層22、第一包層對、活性層沈、第二包層觀、接觸層30、第一電極32及第二電極34。在LED 2中，GaN襯底10為η型GaN襯底。緩沖層22為η型GaN層，形成在表面層IOa上。緩沖層22中可含有Si作為摻雜劑。第一包層M為η型AKiaN層，形成在緩沖層22上。第一包層M可含有Si作為摻雜劑。在第一包層M上形成有活性層26。在活性層沈中，例如可使用通過交替地形成 GaN勢壘層與GaInN阱層而獲得的多量子阱結(jié)構(gòu)(multiple quantum well structure)的活性層。在活性層沈上形成有第二包層觀。第二包層觀為P型AlGaN層，可含有Mg作為摻雜劑。在第二包層觀上形成有接觸層30。接觸層30為ρ型GaN層，可含有Mg作為摻雜劑。在LED 2中，在與GaN襯底10的表面層IOa相反一側(cè)的表面上形成有第一電極 32。另外，在接觸層30上形成有第二電極34。上述LED 2是使用具有上述表面層IOa的GaN襯底10，因此光輸出較大，可穩(wěn)定地制造。以下，對本發(fā)明一實施方式的III族氮化物襯底的制造方法加以說明。圖4是制造本發(fā)明一實施方式的經(jīng)表面處理的III族氮化物襯底的方法的流程圖。圖4所示的制造方法是可較好地獲得上述表面層IOa的制造方法。成為實施圖4所示的表面處理的III族氮化物襯底的基礎(chǔ)的晶體，在為GaN晶體的情況下，可通過HVPE (hydride vapor phase印itaxy，氫化物氣相外延)法、熔融法(flux method)、氨熱法(ammonothermal method)使其成長。另外，在為AIN晶體的情況下，可通過 HVPE法或升華法使其成長。對成長的晶體進行外周加工，而獲得氮化物晶體塊。對晶體塊進行切片，而獲得III族氮化物襯底。切片可利用鋼絲鋸、刀片鋸來實施。為了達(dá)到襯底的平坦化，而進行研削、研磨(riAbing)等機械加工。作為研磨中所使用的硬質(zhì)研磨粒，則有金剛石、SiC、BN、Al203、Cr203等。這些是根據(jù)機械作用來選定，為了提高速率而使用高硬度、 粒徑較大的研磨粒。為了使表面粗糙度變得平滑并減少加工變質(zhì)層，而使用低硬度、粒徑較小的研磨粒。為了縮短研磨時間并獲得平滑的表面，而進行從粒度較大的研磨粒轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的研磨粒的多階段研磨。為了降低粗糙度、去除加工變質(zhì)層而進行表面精整處理。作為表面精整，可在機械研磨后進行化學(xué)機械研磨(CMP)。也可通過干式蝕刻去除加工變質(zhì)層。以下，再次參照圖4。圖4所示的制造方法包含干式蝕刻工序Sl及拋光工序S2。 在干式蝕刻工序Sl中，對III族氮化物襯底的表面進行干式蝕刻。在該干式蝕刻工序Sl 中，例如可使用圖5所示的干式蝕刻裝置。而且，圖5所示的干式蝕刻裝置是RIE (Reactive Ion Kching，反應(yīng)性離子蝕刻)裝置，但可用在本發(fā)明干式蝕刻工序的干式蝕刻并不限定于 RIE，也可為感應(yīng)耦合等離子體 RIE(ICP-RIE，Inductively Coupled Plasma-Reactive Ion Etching)、ECR(Electron Cyclotron Resonance,電子回旋力口速器共振)_RIE、 CAIBE(Chemically Assisted Ion Beam Etching，化學(xué)輔助離子束蝕刻)、RIBE(Reactive Ion Beam Etching，反應(yīng)性離子束蝕刻)等。干式蝕刻裝置50包含腔室52。在腔室52內(nèi)設(shè)置有上部電極M、下部電極56及
7襯底支持臺58。在腔室52中設(shè)置有與氣體源相連接的氣體供給口 60，另外，設(shè)置有與真空泵相連接的氣體排氣口 62。在干式蝕刻裝置50中，在襯底支持臺58上裝載III族氮化物襯底10，從氣體供給口 60供給氣體，將高頻電力從高頻電源64供給至下部電極56，由此可在腔室52內(nèi)產(chǎn)生等離子體。由此，干式蝕刻裝置50可對III族氮化物襯底10的表面進行干式蝕刻。在本制造方法中，在干式蝕刻工序Sl中，向腔室52內(nèi)供給包含含碳的第一氣體 (碳系氣體)與含氯的第二氣體(氯系氣體)的混合氣體。至于碳系氣體，例示有甲烷、 乙烷、丙烷、乙炔等。至于氯系氣體，例示有氯、BC13、SiCl4等。 另外，干式蝕刻工序Sl是以腔室內(nèi)的壓力P (Pa)、混合氣體的流量Q (sccm)及腔室容積να 升)滿足0. 05 ( PV/Q ( 3. 0··· (1)的方式而進行。利用滿足該式(1)的條件，可較好地獲得上述表面層IOa的碳濃度。此處，Isccm為1. 667Χ lO—V/s。而且，在干式蝕刻工序Sl中，為了獲得平坦的表面層10a，有效方法為使腔室52 內(nèi)存在Si系氣體或Si片。然而，在Si的比率較大的情形時，則產(chǎn)生在干式蝕刻后附著在襯底表面的Si量增加的問題。因此，可在干式蝕刻工序Sl中，使腔室52內(nèi)存在包含SiC、 Si3N4, Si6_zAlz0zN8_z等的Si元素，及由C、N所組成的組中的至少一種元素的化合物。通過將襯底支持臺58設(shè)為由該化合物制造、或者將該化合物配置在襯底支持臺58上并且配置在襯底10附近，可使上述化合物存在于腔室52內(nèi)。由此，可獲得平坦的表面層10a，并且可抑制Si對表面層IOa的附著。接著，在本制造方法中進行拋光工序S2。拋光工序S2例如可利用圖6所示的拋光裝置70來進行。拋光裝置70包含平臺72、拋光墊74、晶體保持器76、重物78及漿液供給口 80。拋光墊74被裝載在平臺72上。平臺72及拋光墊74能夠圍繞平臺72的中心軸線Xl中心旋轉(zhuǎn)。晶體保持器76是用以將襯底10支持在其下部的零件。利用重物78向襯底10施加負(fù)荷。晶體保持器76與軸線Xl大致平行，并且在從軸線Xl發(fā)生位移的位置具有中心軸線X2，可圍繞該中心軸線X2中心旋轉(zhuǎn)。漿液供給口 80向拋光墊74供給漿料S。利用該拋光裝置70，使平臺72及拋光墊74旋轉(zhuǎn)，并使晶體保持器76旋轉(zhuǎn)，將漿料 S供給至拋光墊74上，使襯底10的表面層IOa與拋光墊74接觸，由此可進行襯底10的表面層IOa的拋光。在本制造方法中，在拋光工序S2中，供給含有ρ型金屬元素的氧化物的溶液作為漿料S。作為ρ型金屬元素的氧化物，例如可使用CuO及SiO中的一種或兩種。另外，該溶液的粘度為2(mPa · s) 30 (mPa · s)。而且，溶液的粘度可通過添加乙二醇等高粘度有機化合物或水鋁石(boemite)等無機化合物而加以調(diào)整。通過該拋光工序S2，利用氧化物的機械化學(xué)效應(yīng)可使ρ型金屬元素與襯底10的表面層IOa結(jié)合。另外，通過使用上述粘度的溶液，可將襯底10的表面層IOa中的ρ型金屬元素濃度控制在5X 101°原子/cm2 200X 101°原子/cm2的范圍。另外，為了促進金屬氧化物的機械化學(xué)效果，優(yōu)選的是在溶液的溶劑中使用非極性溶劑。至于非極性溶劑，例示有烴、四氯化碳、乙醚等。通過使用非極性溶劑，可促進金屬氧化物與襯底的固體接觸從而促進反應(yīng)，可高效地控制襯底表面的金屬組成。
實施例以下，將利用制造本發(fā)明的III族氮化物襯底的方法所制造的III族氮化物襯底以及基于本發(fā)明的III族氮化物襯底而制成的半導(dǎo)體設(shè)備作為實施例，來更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。<GaN襯底的制造〉利用上述實施方式的制造方法制造GaN襯底。首先，在平行于(0001)面的面上， 對通過HVPE法而成長的絕緣型GaN襯底(摻雜劑Fe)進行切片，而獲得直徑50mmX厚度 0. 5mm的GaN襯底。利用蠟將該GaN襯底(氮化物晶體)的N原子面?zhèn)鹊腸面((000_1)面)貼附在陶瓷制晶體保持器上。在研磨裝置中設(shè)置直徑380mm的平臺，一邊從漿料供給口將分散有金剛石研磨粒的漿料供給至平臺，一邊使平臺圍繞其中心軸線中心旋轉(zhuǎn)，并一邊在晶體保持器上搭載重物以使GaN襯底擠壓在平臺上，一邊使GaN襯底圍繞晶體保持器的中心軸線中心旋轉(zhuǎn)，由此對GaN晶體的表面(Ga原子面?zhèn)鹊腸面、(0001)面)進行研磨。此處，使用銅平臺及錫平臺作為平臺。另外，準(zhǔn)備研磨粒徑為9 μ m、3 μ m、2 μ m的3 種金剛石研磨粒，在進行研磨的同時階段性地減小研磨粒徑。將研磨壓力設(shè)為lOOg/cm2 500g/cm2,將GaN襯底及平臺的轉(zhuǎn)速與平臺及晶體保持器的轉(zhuǎn)速均設(shè)為30次/分鐘 60次 /分鐘。通過該研磨使GaN晶體襯底的表面成為鏡面。接著，對研磨后的GaN襯底進行化學(xué)機械研磨(CMP)。具體而言，在設(shè)置于拋光裝置中的直徑380mm的平臺上設(shè)置拋光墊。另外，一邊從漿料液供給口將分散有研磨粒的漿料供給至拋光墊，一邊使拋光墊圍繞中心軸線中心旋轉(zhuǎn)。同時，一邊通過在晶體保持器上搭載重物以將GaN襯底按壓在拋光墊上，一邊使該GaN襯底圍繞晶體保持器的中心軸線中心旋轉(zhuǎn)。由此進行GaN襯底表面(( 原子面?zhèn)鹊腸面、(0001)面)的化學(xué)機械研磨(CMP)。漿料是通過以下方法制作使作為研磨粒的粒徑為2μπι的Al2O3粒子分散在水中，將Al2O3含量設(shè)為5質(zhì)量％，添加作為ρΗ調(diào)整劑的HNO3，將ρΗ值調(diào)整為2 4。另外，作為拋光墊，是使用聚胺基甲酸酯的絨面革墊；作為平臺，是使用不銹鋼平臺。將研磨壓力設(shè)為50g/cm2 600g/cm2,將GaN襯底及拋光墊的轉(zhuǎn)速均設(shè)為30次/分鐘 70次/分鐘。接著，對進行CMP后的GaN襯底，依照上述干式蝕刻工序Si，使用含碳?xì)怏w及含氯氣體，在ICP-RIE裝置中實施干式蝕刻。蝕刻氣體是使用甲烷(碳系氣體)與氯(氯系氣體)的混合氣體。腔室的容積V、腔室內(nèi)的壓力P、混合氣體的流量Q、PV/Q、碳系氣體與氯系氣體的流量比、偏壓電力、天線電力、襯底支持臺的材質(zhì)是如表1所示的實施例1 10。另外，為了進行參考，如表1所示將這些參數(shù)設(shè)為如比較例1 2。利用奧杰電子分光法(AES，Auger electron spectroscopy)對通過以上工序所得 GaN襯底的表面的碳濃度進行定量。各實施例及各比較例的GaN襯底的碳濃度如表1所示。 在實施例1 10即PV/Q為0. 05以上、3. 0以下的情形時，無論碳系氣體與氯系氣體的流量比如何，GaN襯底表面層的碳濃度均為3at. % 25at. %。另一方面，在PV/Q未達(dá)0. 05 (比較例1)的情形時，GaN襯底表面層的碳濃度未達(dá)3at. %，另外，在PV/Q大于3 (比較例2) 的情形時，GaN襯底表面層的碳濃度大于25at. %。而且，在表面處理中通常所采用的蝕刻時間內(nèi)，表面層的碳濃度未受影響。另外，即使將偏壓電力設(shè)為50W 200W且將天線電力設(shè)為100 400W，在這些電力范圍內(nèi)表面層的碳濃度也未受影響。
權(quán)利要求
1.一種III族氮化物襯底，其中，具有表面層，上述表面層含有3at. % 25at. %的碳，并且含有5 X 101°原子/cm2 200 X 101°原子 /cm2的ρ型金屬元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物襯底，其中，上述表面層還含有1 X 101°原子/cm2 100 X 101°原子/cm2的絕緣性金屬元素。
3.一種半導(dǎo)體設(shè)備，包含權(quán)利要求1或2所述的III族氮化物襯底；及形成在上述襯底的表面層上的至少一層以上外延生長層。
4.一種制造經(jīng)表面處理的III族氮化物襯底的方法，其包括以下工序在腔室內(nèi)，使用包含有含碳的第一氣體與含氯的第二氣體的混合氣體，對上述襯底的表面進行干式蝕刻的工序，該工序是以上述腔室內(nèi)的壓力P(I^a)、上述混合氣體的流量 Q(Sccm)及腔室容積V(1 升)滿足0. 05 ( PV/Q ( 3. 0的方式進行；及使用含有P型金屬元素的氧化物且具有2 (mPa · s) 30 (mPa · s)的粘度的溶液，對上述襯底的表面進行拋光的工序。
全文摘要
本發(fā)明一實施方式涉及的III族氮化物襯底具有表面層。該表面層含有3at.％～25at.％的碳，并且含有5×1010原子/cm2～200×1010原子/cm2的p型金屬元素。該III族氮化物襯底成為具有穩(wěn)定表面的III族氮化物襯底。
文檔編號C30B29/38GK102272362SQ20098015411
公開日2011年12月7日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者石橋惠二 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社