III族氮化物半导体衬底、外延衬底及半导体器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102471931A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102471931A(43)申请公布日2012.05.23(21)申请号201080029429.3(51)Int.Cl.(22)申请日2010.07.14C30B29/38(2006.01)C23C16/34(2006.01)(30)优先权数据C30B29/40(2006.01)2009-2285982009.09.30JPH01L21/205(2006.01)(85)PCT申请进入国家阶段日H01L33/32(2006.01)2011.12.29(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2010/0619102010.07.14(87)PCT申请的公布数据WO2011/040108JA2011.04.07(71)申请人住友电气工业株式会社地址日本大阪府大阪市(72)发明人石桥惠二(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人王海川穆德骏权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书1313页页附图附图88页(54)发明名称III族氮化物半导体衬底、外延衬底及半导体器件(57)摘要在半导体器件(100)中，通过在表面层(12)中存在以S换算为30×1010个/cm2～2000×1010个/cm2的硫化物和以O换算为2原子％～20原子％的氧化物，在外延层(22)与III族氮化物半导体衬底(10)的界面处能够抑制C堆积。通过这样抑制C的堆积，可抑制外延层(22)与III族氮化物半导体衬底(10)的界面处的高电阻层的形成。由此，能够降低外延层(22)与III族氮化物半导体衬底(10)的界面的电阻，同时能够提高外延层(22)的结晶质量。因此，能够提高半导体器件(100)的发光强度和成品率。CN1024793ACN102471931A权利要求书1/1页1.一种III族氮化物半导体衬底，其为用于半导体器件的III族氮化物半导体衬底，其中，在所述III族氮化物半导体衬底的表面具有表面层，所述表面层包含以S换算为30×1010个/cm2～2000×1010个/cm2的硫化物和以O换算为2原子％～20原子％的氧化物。2.如权利要求1所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面层包含以S换算为40×1010个/cm2～1500×1010个/cm2的所述硫化物。3.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面层包含以O换算为3原子％～16原子％的所述氧化物。4.如权利要求1～3中任一项所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面层包含以Cl换算为120×1010个/cm2～15000×1010个/cm2的氯化物。5.如权利要求1～4中任一项所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面层包含以Si换算为100×1010个/cm2～12000×1010个/cm2的硅化合物。6.如权利要求1～5中任一项所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面层中的碳化合物的含量以C换算为22原子％以下。7.如权利要求1～6中任一项所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面层中的铜化合物的含量以Cu换算为150×1010个/cm2以下。8.如权利要求1～7中任一项所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面层的表面粗糙度根据RMS基准为5nm以下。9.如权利要求1～8中任一项所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面层的位错密度为1×106个/cm2以下。10.如权利要求1～9中任一项所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面的法线轴相对于c轴的倾斜角度为10°～81°。11.如权利要求1～10中任一项所述的III族氮化物半导体衬底，其中，所述表面的面取向为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、{10-1-1}面、{11-22}面、{22-43}面、{11-21}面、{11-2-2}面、{22-4-3}面和{11-2-1}面中的任意一个。12.一种外延衬底，其具有权利要求1～11中任一项所述的III族氮化物半导体衬底和形成于所述III族氮化物半导体衬底的所述表面层上的外延层，所述外延层包含III族氮化物半导体。13.如权利要求12所述的外延衬底，其中，所述外延层包含具有量子阱结构的有源层，所述有源层以产生波长为430nm～550nm的光的方式而设置。14.一种半导体器件，其具备权利要求12或13所述的外延衬底。2CN102471931A说明书1/13页III族氮化物半导体衬底、外延衬底及半导体器件技术领域[0001]本发明涉及III族氮化物半导体衬底、外延衬底及半导体器件。背景技术[0002]近年来，以化合物半导体为代表的半导体的各种特性得到发挥，应用范围进一步扩大。例如，化合物半导体作为用