外延晶片的形成方法及半导体器件的制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102326231A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102326231A(43)申请公布日2012.01.18(21)申请号201080008691.X(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限(22)申请日2010.02.10责任公司11219代理人王海川穆德骏(30)优先权数据2009-0371212009.02.19JP(51)Int.Cl.H01L21/205(2006.01)(85)PCT申请进入国家阶段日C23C16/34(2006.01)2011.08.19H01L33/32(2006.01)(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2010/0519692010.02.10(87)PCT申请的公布数据WO2010/095550JA2010.08.26(71)申请人住友电气工业株式会社地址日本大阪府申请人株式会社光波(72)发明人桥本信秋田胜史元木健作中幡英章藤原伸介权利要求书3页说明书10页附图9页(54)发明名称外延晶片的形成方法及半导体器件的制作方法(57)摘要本发明提供可在氧化镓区域上淀积结晶质量良好的氮化镓基半导体的外延晶片的形成方法。在步骤S107中，生长AlN缓冲层(13)。在步骤S108中，在时刻t5，除氮气以外，还向生长炉(10)内供给含有氢气、三甲基铝和氨气的原料气体G1，在主面(11a)上生长AlN缓冲层(13)。AlN缓冲层(13)被称作所谓的低温缓冲层。缓冲层(13)的成膜开始后，在步骤S109中，在时刻t6开始供给氢气(H2)。在时刻t6，向生长炉(10)内供给H2、N2、TMA和NH3。在时刻t6～t7之间增加氢气的供给量，在时刻t7停止增加氢气而供给一定量的氢气。在时刻t7，向生长炉(10)内供给H2、TMA和NH3。CN10236ACCNN110232623102326244A权利要求书1/3页1.一种外延晶片的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化镓衬底配置于生长炉内；向所述生长炉内供给氮气使所述氧化镓衬底暴露于氮气气氛中的同时，变更所述氧化镓衬底的衬底温度；在所述衬底温度达到第一成膜温度后，向所述生长炉内供给氮气的同时，在所述第一成膜温度下形成包含AlxGa1-xN(0＜x≤1)的缓冲层；和在所述生长炉内，在所述缓冲层上在第二成膜温度下生长氮化镓基半导体外延层；且所述第一成膜温度为摄氏550度以上，在所述缓冲层的生长过程中，开始向所述生长炉内供给氢气。2.如权利要求1所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，所述缓冲层的厚度为2nm以上。3.如权利要求1或2所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，在所述缓冲层的成膜期间，停止向所述生长炉内供给氮气。4.如权利要求1至3中任一项所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，用于生长所述缓冲层的氮气原料包含NH3，用于生长所述缓冲层的III族原料包含有机金属化合物。5.如权利要求1至4中任一项所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，所述缓冲层的厚度为100nm以下。6.如权利要求1至5中任一项所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，在变更所述氧化镓衬底的衬底温度的所述步骤中，最高温度为摄氏550度以上且为所述第一成膜温度以下，变更所述氧化镓衬底的衬底温度的所述步骤包括如下步骤：在氮气气氛中，将所述衬底温度变更为所述第一成膜温度以下且摄氏550度以上的预处理温度；和在所述衬底温度达到所述预处理温度后，维持所述衬底温度的同时，将所述氧化镓衬底在所述氮气气氛中放置预定的期间。7.如权利要求1至5中任一项所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，变更所述氧化镓衬底的衬底温度的所述步骤包括如下步骤：在氮气气氛中，将所述衬底温度变更为摄氏750度以上的预处理温度，在所述衬底温度达到所述预处理温度后，维持所述衬底温度为摄氏750度以上的温度的同时，将所述氧化镓衬底在所述氮气气氛中放置预定的期间，和经过所述预定的期间后，将所述衬底温度变更为所述第一成膜温度；且所述第一成膜温度低于摄氏750度。8.如权利要求6或7所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，所述预处理温度低于摄氏850度。9.如权利要求1至8中任一项所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，所述氧化镓衬底的主面为(100)面。10.如权利要求1至9中任一项所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，所述缓冲层2CCNN110232623102326244A权利要求书2/3页包含AlxGa1-xN(0.5≤x＜1)。11.如权利要求1至9中任一项所述的外延晶片的形成方法，其特征在于，所述缓冲层包含AlN。12.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化镓衬底配置于生长炉内；将所述氧化镓衬底配置于所述生长炉内后，向所述生长炉内供给氮气使所述氧化镓衬底