：3. 5nm)以及AUa^N(厚 度：25nm)的超晶格层外延生长而成的，除此以外与实施例1同样地操作，制作具有HEMT结 构的比较例3的III族氮化物外延基板。
[0078](比较例4)
[0079] 将超晶格层叠体设为交替地层叠100组A1N(厚度：3. 5nm)以及GaN(厚度：25nm) 的超晶格层外延生长而成的，除此以外与实施例1同样地操作，制作具有HEMT结构的比较 例4的III族氮化物外延基板。
[0080] (比较例5)
[0081] 将超晶格层叠体设为使如下的超晶格层依次外延生长而成的：交替地层叠50组 A1N(厚度：3. 5nm)以及(厚度：25nm)的第1超晶格层，和交替地层叠50组 A1N(厚度：3. 5nm)以及(厚度：25nm)的第2超晶格层，除此以外与实施例1同 样地操作，制作具有HEMT结构的比较例5的III族氮化物外延基板。
[0082] (比较例6)
[0083] 将超晶格层叠体设为使如下的超晶格层依次外延生长而成的：交替地层叠50组 A1N(厚度：3. 5nm)以及Alai5Gaa85N(厚度：25nm)的第1超晶格层，和交替地层叠50组 A1N(厚度：3. 5nm)以及(厚度：25nm)的第2超晶格层，除此以外与实施例1同 样地操作，制作具有HEMT结构的比较例6的III族氮化物外延基板。
[0084](评价1 :III族氮化物外延基板的翘曲量的测定）
[0085] 使用基于光学干涉方式的翘曲测定装置（Nidek公司制、FT-900)，测定形成主层 叠体之后的III族氮化物外延基板的翘曲量，在表1中示出结果。本发明中的"翘曲量"意 味着基于SEMIM1-0302而测定的值。即，在非强制状态下进行测定，翘曲量为非吸附下的 全部测定点数据的最大值与最小值的差值。如图3所示，将基准面设为利用最小二乘法而 求出的假想平面时，翘曲量（SORI)表示最大值A和最小值B的绝对值的和。需要说明的 是，表1中，将相对于基准面向下侧凸起的翘曲用"_(负）"表示、将向上侧凸起的翘曲用 " + (正）"表示。
[0086] (评价2 :纵向耐压的测定）
[0087] 在电子供给层上形成包含80ym<i)的Ti/Au层叠结构的欧姆电极，以50nm的厚度 蚀刻欧姆电极外侧之后，将Si基板背面与金属板接地，相对于电压测定在两电极间流过的 电流值。此时，为了抑制空气中的放电，用绝缘油将两电极间绝缘。此外，为了消除向基板 背面的泄漏的影响，在基板下配置绝缘板。在本实验例中，将纵向耐压设为将纵向的电流值 以上述欧姆电极的面积计换算为每单位面积值的值达到1(T4A/Cm2的电压值，基于以下的评 价基准在表1中示出结果。
[0088] (评价基准）
[0089] 〇：400V以上
[0090] A:200V以上且不足 400V
[0091] X:不足 200V
[0092] [表 1]
[0093]
[0094] 如表1所示，实施例中，与比较例相比，可以减小形成主层叠体之后的III族氮化 物外延基板的翘曲量，均可以使翘曲量为50ym以下。此外，由于随着由初期层接近主层叠 体而增高超晶格层叠体的第2层的A1组成比，因此与随着由初期层接近主层叠体而降低超 晶格层叠体的第2层的A1组成比的比较例5、6相比，纵向耐压没有变差。
[0095] 此外，根据实施例1和实施例2可知，即便进行多次A1组成比的变更，也可得到同 样的效果。此外，比较实施例2与实施例3时，可知增大第2层的A1组成比的变化，向下方 向凸起的效果更高。
[0096] 产业h的可利用件
[0097] 根据本发明，可以得到减少形成主层叠体之后的翘曲、并且提高纵向耐压的III 族氮化物外延基板。
[0098] 附图标iP,说明
[0099] 10 III族氮化物外延基板
[0100] 11 Si基板
[0101] 12 缓冲层
[0102] 13 主层叠体
[0103] 14 初期层
[0104] 15 超晶格层萱体
[0105] 15A 第1超晶格层
[0106] 15A1 第 1 层（A1N)
[0107] 15A2 第2层（AlojGaojN)
[0108] 15B 第2超晶格层
[0109] 15B1 第 1 层（A1N)
[0110] 15B2 第 2 层（AlQ.15GaQ. 85N)
[0111] 16 AlGaN层
[0112] 17 通道层（GaN)
[0113] 18 电子供给层（AlGaN)
【主权项】
1. 一种III族氮化物外延基板，其特征在于，具有：Si基板；与该Si基板连接的初 期层；和形成于该初期层上、交替地层叠包含Al aGai_aN(0.5〈a彡1)的第1层以及包含 AlpGa^NOKe彡0. 5)的第2层而成的超晶格层叠体， 所述第2层的Al组成比0越远离所述Si基板越逐渐增加。2. 根据权利要求1所述的III族氮化物外延基板，其中，所述超晶格层叠体具有多个超 晶格层，所述超晶格层是由所述第1层和Al组成比0固定的所述第2层交替层叠而成的， 对于所述第2层的Al组成比0，越远离所述Si基板的位置的超晶格层的0越大。3. 根据权利要求1或2所述的III族氮化物外延基板，其中，距所述Si基板最近的所 述第2层的Al组成比X与距所述Si基板最远的所述第2层的Al组成比y之差y-x为0. 02 以上。4. 根据权利要求1~3中任一项所述的III族氮化物外延基板，其中，所述第1层为 AlN05. 根据权利要求1~4中任一项所述的III族氮化物外延基板，其中，所述初期层包含 AlN层和该AlN层上的AlzGa 1=N层（0〈z〈l)，该AlzGa1=N层的Al组成比z大于距所述Si基 板最远的所述第2层的Al组成比y。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的III族氮化物外延基板，其中，在所述超晶格层 叠体上，还具有通过使至少包含AlGaN层以及GaN层这2层的III族氮化物层外延生长从 而形成的主层叠体。7. 根据权利要求6所述的III族氮化物外延基板，其中，所述主层叠体形成后的翘曲量 为以下的式（1)的值以下， (x/6)2X50 ym ? ? ? (1) 其中，X设为所述Si基板的英制尺寸。8. 根据权利要求6所述的III族氮化物外延基板，其中，所述Si基板为6英寸，所述主 层叠体形成后的翘曲量为50 ym以下。9. 一种III族氮化物外延基板的制造方法，其特征在于，具有： 在Si基板上形成与该Si基板连接的初期层的第1工序，和 在该初期层上形成超晶格层叠体的第2工序，所述超晶格层叠体是由包含 AlaGai_aN(0. 5〈a彡1)的第1层和包含AlpGa1^NOKe彡0.5)的第2层交替层叠而成 的， 在所述第2工序中，使所述第2层的Al组成比0越远离所述Si基板越逐渐增加。
【专利摘要】本发明提供减少形成主层叠体后的翘曲、并且提高纵向耐压的III族氮化物外延基板以及其的制造方法。本发明的III族氮化物外延基板(10)的特征在于，具有：Si基板(11)；与该Si基板(11)连接的初期层(14)；和形成于该初期层(14)上、交替地层叠包含AlαGa1-αN(0.5<α≤1)的第1层(15A1(15B1))以及包含AlβGa1-βN(0<β≤0.5)的第2层(15A2(15B2))而成的超晶格层叠体(15)，前述第2层的Al组成比β越远离前述Si基板越逐渐增加。
【IPC分类】H01L21/338, H01L29/812, H01L29/205, H01L29/778, C23C16/34, H01L21/20, H01L21/205
【公开号】CN104885198
【申请号】CN201380069372
【发明人】生田哲也, 柴田智彦
【申请人】同和电子科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年11月28日
【公告号】US20150340230, WO2014106875A1