半导体元件用外延基板、半导体元件及半导体元件用外延基板的制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102005470102005470B(45)授权公告日2014.07.23(21)申请号201010251741.9(56)对比文件US2007/0018198A1,2007.01.25,全文.(22)申请日2010.08.09CN1998085A,2007.07.11,全文.(30)优先权数据US2004/0124435A1,2004.07.01,全文.2009-1982662009.08.28JP审查员陈凯(73)专利权人日本碍子株式会社地址日本爱知县名古屋市(72)发明人三好実人仓冈义孝角谷茂明市村干也杉山智彦田中光浩(74)专利代理机构北京北翔知识产权代理有限公司11285代理人钟守期刘文君(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/778(2006.01)H01L21/335(2006.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书14页说明书14页附图7页附图7页(54)发明名称半导体元件用外延基板、半导体元件及半导体元件用外延基板的制作方法(57)摘要提供一种外延基板，所述外延基板能够实现肖特基接触特性优良、并具有良好的设备特性的半导体元件。采用的解决手段为在基底基板之上形成由第一III族氮化物构成的沟道层，所述第一III族氮化物至少含有Al和Ga、具有Inx1Aly1Gaz1N(x1+y1+z1＝1)的组成；在上述沟道层之上形成由第二III族氮化物构成的势垒层，所述第二III族氮化物至少含有In和Al、具有Inx2Aly2Gaz2N(x2+y2+z2＝1)的组成，并且所述势垒层的形成方式为：表面附近部的In组成比相对于表面附近部以外的部分的In组成比要小。CN102005470BCN102547BCN102005470B权利要求书1/3页1.一种半导体元件用外延基板，具有：基底基板；由至少含有Al和Ga、组成为Inx1Aly1Gaz1N（x1+y1+z1=1）的第一III族氮化物构成的沟道层；由至少含有In和Al、组成为Inx2Aly2Gaz2N（x2+y2+z2=1）的第二III族氮化物构成的势垒层，其特征在于，上述势垒层包括表面、从所述表面起在深度方向规定距离范围以内的表面附近部以及从所述表面起在深度方向的距离大于规定距离范围的基部，所述表面的In组成比相对于所述基部的In组成比要小。2.权利要求1所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，所述规定距离范围大于等于6nm，在将上述基部的上述第二III族氮化物的组成表示为Inx2αAly2αGaz2αN（x2α+y2α+z2α=1）、将上述表面附近部的上述第二III族氮化物的组成表示为Inx2βAly2βGaz2βN（x2β+y2β+z2β=1）的情况下，0.9≦x2β/x2α≦0.95。3.权利要求2所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，上述第一III族氮化物的组成在由x1=0、0≦y1≦0.3所确定的范围内，并且，上述第二III族氮化物的组成是在以InN、AlN和GaN为顶点的三元状态图上，根据上述第一III族氮化物的组成确定的以下各式所表示的直线围成的范围内：【数1】：【数2】：【数3】：【数4】：z2=0【数5】：4.权利要求3所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，上述第二III族氮化物的组成是在以InN、AlN和GaN为顶点的三元状态图上，根据上述第一III族氮化物的组成确定的以下各式所表示的直线围成的范围内：【数6】：2CN102005470B权利要求书2/3页【数7】：【数8】：【数9】：z2=0【数10】：5.权利要求1至4中任一项所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，上述第一III族氮化物是GaN。6.权利要求1至4中任一项所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，在上述沟道层与上述势垒层之间还具有隔离层，所述隔离层由至少含有Al、组成为Inx3Aly3Gaz3N（x3+y3+z3=1）的第三III族氮化物所构成，所述隔离层具有比上述势垒层大的带隙能。7.权利要求5所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，在上述沟道层与上述势垒层之间还具有隔离层，所述隔离层由至少含有Al、组成为Inx3Aly3Gaz3N（x3+y3+z3=1）的第三III族氮化物所构成，所述隔离层具有比上述势垒层大的带隙能。8.权利要求6所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，上述第三III族氮化物的组成在由x3=0、0≦z3≦0.05确定的范围内。9.权利要求7所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，上述第三III族氮化物的组成在由x3=0、0≦z3≦0.05确定的范围内。10.权利要求8所述的半导体元件用外延基板，其特征在于，上述第三III族氮化物是A