JP2010153817A - 電子デバイス用エピタキシャル基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Si単結晶基板2と、該Si単結晶基板2上に複数層のIII族窒化物層をエピタキシャル成長させて形成したIII族窒化物積層体4とを具え、横方向を主電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板であって、前記Si単結晶基板はp型基板であって、かつ比抵抗値が0.01Ω・cm以下であること。
【選択図】図2
Description
(1)Si単結晶基板と、該Si単結晶基板上に複数層のIII族窒化物層をエピタキシャル成長させて形成したIII族窒化物積層体とを具え、横方向を主電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板であって、前記Si単結晶基板はp型基板であって、かつ比抵抗値が0.01Ω・cm以下であることを特徴とする電子デバイス用エピタキシャル基板。
記
||BOW|−SORI|≦2μm
||BOW|-SORI|≦2μm
但し、基板の周辺部3mmは除外して測定した値とする。基板周辺部は、Si単結晶基板自体のSORI形状・基板エッジ処理形状等の要因で、狭い領域の変形が発生することがあるためである。
直径3インチのSi単結晶基板(板厚:625μm,ボロン添加量:2×1019/cm3,比抵抗値:0.005Ω・cm,結晶面(111))を、水素および窒素雰囲気中で1050℃に加熱した後、MOCVD法を用いて、トリメチルガリウム(TMG)、トリメチルアルミニウム(TMA)、NH3の供給量を調整することにより、膜厚200nmのAlN層と膜厚50nmのAl0.25Ga0.75N層を形成した。その後、トリメチルガリウム(TMG)、トリメチルアルミニウム(TMA)、NH3の供給量を調整することにより、前記Al0.25Ga0.75N層の上に、AlN(膜厚4nm)とAl0.15Ga0.85N(膜厚:25nm)を交互に80対積層させた絶縁性の超格子層を形成した。この超格子層の平均C濃度は2×1018/cm3であった。更にその上に、横方向電流導電層として機能する、厚さ1.5μmのGaN層とAl0.25Ga0.75N(膜厚20nm)を積層し、電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
ボロン添加量を1019/cm3とし、Si単結晶基板の比抵抗値を0.01Ω・cmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法により電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
ボロン添加量を4×1018/cm3とし、Si単結晶基板の比抵抗値を0.02Ω・cmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法により電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
ボロン添加量を1.5×1016/cm3とし、Si単結晶基板の比抵抗値を1Ω・cmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法により電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
ボロン添加量を8×1014/cm3とし、Si単結晶基板の比抵抗値を25Ω・cmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法により電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
ボロン添加量を1×1013/cm3とし、Si単結晶基板の比抵抗値を5000Ω・cmとしたこと以外は、実施例1と同様の方法により電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
実施例1〜2および比較例1〜4の各電子デバイス用エピタキシャル基板に対し、形状測定装置(FT-900:NIDEC製)を用いて、反りの形状を観察し、BOWおよびSORIの値を測定した。図7(a)〜(d)は、上記形状測定装置を用いて、実施例1、比較例1、比較例2および比較例4の断面の反りの形状の表面をそれぞれ示したものであり、表1は、BOWおよびSORIの値の測定結果を示したものである。
2 Si単結晶基板
3 III族窒化物積層体
3a チャネル層
3b 電子供給層
4 バッファ
4a 超格子多層構造からなる積層体
4b 中間層
4c 核形成層
Claims (9)
- Si単結晶基板と、該Si単結晶基板上に複数層のIII族窒化物層をエピタキシャル成長させて形成したIII族窒化物積層体とを具え、横方向を主電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板であって、
前記Si単結晶基板はp型基板であって、かつ比抵抗値が0.01Ω・cm以下であることを特徴とする電子デバイス用エピタキシャル基板。 - 前記電子デバイス用エピタキシャル基板の反りの断面形状が、下記関係式を満たす請求項1に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
記
||BOW|−SORI|≦2μm - 前記電子デバイス用エピタキシャル基板の反りの断面形状が、全幅にわたって一様の湾曲形状である請求項1または2に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
- 前記Si単結晶基板は、不純物元素として濃度1019/cm3以上のボロンを含有する請求項1、2または3に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
- 前記Si単結晶基板と前記III族窒化物積層体との間に、絶縁層としてのバッファをさらに具える請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
- 前記バッファは、超格子多層構造からなる積層体を有する請求項5に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
- Si単結晶基板上に複数層のIII族窒化物層をエピタキシャル成長させてIII族窒化物積層体を形成した、横方向を主電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法であって、
前記Si単結晶基板は、高濃度のボロンを添加することにより、比抵抗値が0.01Ω・cm以下であるp型基板となるよう形成されることを特徴とする電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。 - 前記ボロンの添加量は、1019/cm3以上である請求項7に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。
- 前記III族窒化物積層体を形成する前に、前記Si単結晶基板上に超格子多層構造からなる積層体を有する絶縁層としてのバッファを形成し、その後、HEMT構造のIII族窒化物積層体を形成する請求項7または8に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。
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