外延基板制造技术

外延基板具备主面为c面的GaN基板、以及在主面上外延生长的GaN层，主面具有偏离角为0.4°以上的区域，在该区域上生长的前述GaN层中的E3陷阱浓度为3.0×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】外延基板
本专利技术涉及外延基板。
技术介绍
氮化镓(GaN)作为用于制造发光元件、晶体管等半导体装置的材料而使用。通过使用在GaN基板上外延生长的高品质GaN层，能够获得高性能的半导体装置。GaN层所含的陷阱会使半导体装置的特性降低。作为GaN层所含的主要陷阱，已知电子陷阱E3(以下也称为E3陷阱)，优选GaN层中的E3陷阱浓度低。此外，优选GaN层中的E3陷阱浓度的偏差小。非专利文献1中说明了E3陷阱浓度因GaN层中的碳浓度减少而增加。现有技术文献非专利文献非专利文献1：T.Tanaka,K.Shiojima,T.MishimaandY.Tokuda，“Deep-leveltransientspectroscopyoflow-free-carrier-concentrationn-GaNlayersgrownonfreestandingGaNsubstrates:Dependenceoncarboncompensationratio”,JapaneseJournalofAppliedPhysics55,061101(2016)
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的一个目的是提供具备在GaN基板上外延生长的GaN层，且GaN层中的E3陷阱浓度的大小受到抑制的外延基板。本专利技术的其它目的是提供具备在GaN基板上外延生长的GaN层，且GaN层中的E3陷阱浓度的偏差受到抑制的外延基板。用于解决问题的方案根据本专利技术的一个方式，提供一种外延基板，其具备：主面为c面的GaN基板；以及在前述主面上外延生长的GaN层，前述主面具有偏离角为0.4°以上的区域，在该区域上生长的前述GaN层中的E3陷阱浓度为3.0×1013cm-3以下。根据本专利技术的其它方式，提供一种外延基板，其具备：主面为c面的GaN基板；以及在前述主面上外延生长的GaN层，前述主面具有偏离角为0.4°以上的区域，在该区域上生长的前述GaN层中，最大的E3陷阱浓度相对于最小的E3陷阱浓度的比率为1.5倍以下。根据本专利技术的其它方式，提供一种外延基板，其具备：主面为c面的GaN基板；以及在前述主面上外延生长的GaN层，前述GaN层中的E3陷阱浓度显示出随着前述主面中的偏离角变大而减少的倾向。专利技术的效果提供具备在GaN基板上外延生长的GaN层，且GaN层中的E3陷阱浓度的大小或偏差受到抑制的外延基板。附图说明图1的(a)是表示本专利技术的一个实施方式的外延基板的概略截面图，图1的(b)是表示实验例中的测定试样的概略立体图。图2是概念性地表示用于制造本专利技术的一个实施方式的外延基板的MOVPE装置的概略图。图3的(a)和图3的(b)是表示实验例中使用的基板的概略俯视图。图4的(a)表示实验例中的测定试样a1～a3的DLTS谱图，图4的(b)表示实验例中的测定试样m1～m3的DLTS谱图。图5是表示实验例的测定试样a1～m3的E3陷阱浓度对于偏离角大小的依赖性以及载流子浓度ND对于偏离角大小的依赖性的图。具体实施方式<本专利技术的一个实施方式>针对本专利技术的一个实施方式的外延基板100(以下也称为外延基板100)进行说明。图1的(a)为外延基板100的概略截面图。外延基板100具备氮化镓(GaN)基板110(以下也称为基板110)和在基板110上外延生长的GaN层120(以下也称为外延层120)。基板110由GaN单晶构成，具有作为c面的主面111。主面111为c面是指：相对于主面111最近的低指数晶面是构成基板110的GaN单晶的c面。主面111的法线方向与构成基板110的GaN单晶的c轴方向所成的角为偏离角。主面111优选具有偏离角为0.4°以上的区域，更优选具有偏离角为0.6°以上的区域。主面111中的偏离角的大小的上限例如为1.2°。为了提高外延层120的结晶性，优选基板110的结晶性高。具体而言，基板110的平均位错密度例如优选小于1×107cm-2，为了提高面内均匀性，更优选基板110不含具有1×107cm-2以上的位错密度的位错集中区域。作为用于获得这种基板110的晶体生长方法，优选使用例如空孔形成剥离(VAS)法。在使GaN晶体生长时，起因于初始核彼此相互吸引等，构成基板110的GaN晶体的c面形成为弯曲形状。由此，主面111内的偏离角根据位置而变化，具有偏离角分布(参照图3的(a)和图3的(b))。主面111的中心的偏离角为中心偏离角。中心偏离角可通过例如调整利用VAS法使GaN晶体生长时的基底基板(例如蓝宝石基板)的偏离角来控制，有时以沿着规定方向(例如a轴方向或例如m轴方向)倾斜的方式进行设定(参照图3的(a)和图3的(b))。例如，通过使用VAS法，能够以不产生上述位错集中区域的方式进行晶体生长，因此，能够获得具有畸变少的c面(能够使用与a轴方向相关的一定曲率以及与m轴方向相关的一定曲率来精密规定的c面)的GaN晶体。由此，能够良好地控制根据c面的弯曲形状而产生的主面111内的偏离角分布。越是增大c面的曲率半径(换言之，c面越是近似平面的形状)，则越能够缩窄偏离角分布的幅度。外延层120由在基板110的主面111上外延生长的GaN单晶构成。在主面111内的规定位置上外延生长的外延层120中的偏离角可以用主面111内的该规定位置的偏离角表示。详见后述，本申请专利技术人获得如下见解：本实施方式的外延层120所含的点缺陷即电子陷阱E3(以下也称为E3陷阱)的浓度显示出随着偏离角变大而减少的倾向(参照图5)。此外，本申请专利技术人获得如下见解：在该倾向中，随着偏离角变大，E3陷阱浓度减少的程度变小(参照图5)。关于E3陷阱，为了降低由GaN构成的半导体装置的特性，优选外延层120中的E3陷阱浓度低。此外，为了减少由半导体装置的特性的E3陷阱引起的偏差，优选外延层120的面内的E3陷阱浓度的偏差小。本实施方式中，具体而言，通过使主面111内的偏离角为0.4°以上，换言之，在偏离角为0.4°以上的区域上生长的外延层120中，能够使E3陷阱浓度优选为3.0×1013cm-3以下、更优选为2.5×1013cm-3以下。进一步优选的是：通过使主面111内的偏离角为0.6°以上，换言之，在偏离角的大小为0.6°以上的区域上生长的外延层120中，能够使E3陷阱浓度为2.3×1013cm-3以下。像这样，根据本实施方式，通过使偏离角为例如0.4°以上，能够获得E3陷阱浓度低的外延层120。在上述倾向中，随着偏离角变大，E3陷阱浓度减少的程度变小，因此，偏离角越大，则越能够减小E3陷阱浓度的变动幅度、换言之偏差。具体而言，通过使主面111内的偏离角为0.4°以上，换言之，在偏离角为0.4°以上的区域上生长的外延层120中，能够使最大的E3陷阱浓度相对于最小的E3陷阱浓度的比率优选为1.5倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外延基板，其具备：/n主面为c面的GaN基板；以及/n在所述主面上外延生长的GaN层，/n所述主面具有偏离角为0.4°以上的区域，在该区域上生长的所述GaN层中的E3陷阱浓度为3.0×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180831 JP 2018-1636401.一种外延基板，其具备：
主面为c面的GaN基板；以及
在所述主面上外延生长的GaN层，
所述主面具有偏离角为0.4°以上的区域，在该区域上生长的所述GaN层中的E3陷阱浓度为3.0×1013cm-3以下。


2.根据权利要求1所述的外延基板，其中，在所述区域上生长的所述GaN层中，最大的E3陷阱浓度相对于最小的E3陷阱浓度的比率为1.5倍以下。


3.一种外延基板，其具备：
主面为c面的GaN基板；以及
在所述主面上外延生长的GaN层，
所述主面具有偏离角为0.4°以上的区域，在该区域上生长的所述GaN层中，最大的E3陷阱浓度相对于最小的E3陷阱浓度的比率为1.5倍以下。
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【专利技术属性】
技术研发人员：堀切文正，成田好伸，盐岛谦次，
申请(专利权)人：赛奥科思有限公司，住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP