氮化物半导体晶圆及氮化物半导体晶圆的制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115997271A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202180045965.0(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限(22)申请日2021.07.12公司11002专利代理师张晶谢顺星(30)优先权数据2020-1283772020.07.29JP(51)Int.Cl.H01L21/02(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2022.12.27(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2021/0260662021.07.12(87)PCT国际申请的公布数据WO2022/024729JA2022.02.03(71)申请人信越半导体株式会社地址日本东京都(72)发明人土屋庆太郎筱宮胜菅原孝世权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称氮化物半导体晶圆及氮化物半导体晶圆的制造方法(57)摘要本发明涉及一种氮化物半导体晶圆，其为在单晶硅基板上具有由氮化物半导体构成的器件层的氮化物半导体晶圆，其中，所述单晶硅基板为CZ单晶硅基板，其电阻率为1000Ω·cm以上、氧浓度为5.0×1016原子/cm3(JEIDA)以上2.0×1017原子/cm3(JEIDA)以下、氮浓度为5.0×1014原子/cm3以上。由此，提供一种即便使用适合用于高频器件的通过CZ法制造的高电阻低氧单晶硅基板，也不易发生塑性变形，且基板的翘曲较小的氮化物半导体晶圆。CN115997271ACN115997271A权利要求书1/1页1.一种氮化物半导体晶圆，其为在单晶硅基板上具有由氮化物半导体构成的器件层的氮化物半导体晶圆，其特征在于，所述单晶硅基板为CZ单晶硅基板，其电阻率为1000Ω·cm以上、氧浓度为5.0×1016原子/cm3(JEIDA)以上2.0×1017原子/cm3(JEIDA)以下、氮浓度为5.0×1014原子/cm3以上。2.根据权利要求1所述的氮化物半导体晶圆，其特征在于，在所述单晶硅基板上具有由氮化物半导体或金属构成的中间层，在该中间层上具有所述由氮化物半导体构成的器件层。3.一种氮化物半导体晶圆的制造方法，其为在单晶硅基板上使氮化物半导体薄膜外延生长的氮化物半导体晶圆的制造方法，其特征在于，作为所述单晶硅基板，使用通过CZ法制造且电阻率为1000Ω·cm以上、氧浓度为5.0×1016原子/cm3(JEIDA)以上2.0×1017原子/cm3(JEIDA)以下、氮浓度为5.0×1014原子/cm3以上的单晶硅基板，并在该单晶硅基板上使氮化物半导体薄膜外延生长。4.根据权利要求3所述的氮化物半导体晶圆的制造方法，其特征在于，在所述单晶硅基板上形成由氮化物半导体或金属构成的中间层，并在该中间层上使所述氮化物半导体薄膜生长。2CN115997271A说明书1/5页氮化物半导体晶圆及氮化物半导体晶圆的制造方法技术领域[0001]本发明涉及氮化物半导体晶圆及氮化物半导体晶圆的制造方法。背景技术[0002]高频器件正朝向小型化、低成本化，进行着将天线及放大器、开关、滤波器等器件加以整合的开发。此外，随着频率的高频化，电路会复杂化，所使用的器件的材料也涵盖硅CMOS(ComplementaryMOS，互补式MOS)、使用III‑V族半导体或氮化物半导体的器件、使用压电体的滤波器等多方面。[0003]认为作为廉价且大直径的晶圆所流通的硅基板适合用于作为这些器件的基底的基板。现有技术文献专利文献[0004]专利文献1：日本特开2011‑103380号公报专利文献2：日本特开2020‑98839号公报专利文献3：日本特开2012‑79952号公报发明内容本发明要解决的技术问题[0005]专利文献1中公开了化合物半导体在氧浓度为0.2×1018原子/cm3以上的硅基板上的生长。[0006]然而，认为高电阻且由热施主造成的电阻率变化少的低氧浓度的基板特别适合作为高频器件用的基板。此外，高频器件中，为了改善高频特性，有必要减少器件或其支撑基板、周边的封装体的寄生电容。认为为了降低寄生电容而将不易产生热施主的高电阻低氧硅基板用于支撑基板或封装体时，特性会得到改善，同时在成本上也有益处。像这样，氧浓度更低的基板在电气特性上较为有利，但却存在因氧浓度较低而容易发生塑性变形的问题。[0007]器件制作包括在基板上进行的外延生长及热处理、贴合等工序，在其过程中会因不同种材料间的晶格常数差或热膨张系数差等而对基板产生应力。然而，与通过柴可拉斯基(CZ)法制造的一般的低电阻CZ硅基板相比，高电阻低氧硅基板有发生位错时的杨氏模量较低、容易发生塑性变形的缺点。若发生塑性变形，则晶圆会大幅变形，形状无法恢复原状，因而可能会发生翘曲异常及接合不良。[0008]专利文献2示出了在氮浓