外延用基板及其制造方法技术

一种外延用基板及其制造方法，该外延用基板包括有一基板、一沉积层、一缓冲层以及一外延层。该沉积层直接设置于该基板上，该沉积层具有一渐变掺杂浓度，该沉积层具有一第一表面以及与其相对的第二表面，其中该第一表面具有该渐变掺杂浓度的最小值；一缓冲层，设置于该沉积层之上；一外延层，设置于该缓冲层之上，该外延层主要由III‑V族的氮化物所组成；其中，该基板与该沉积层为同质材料。藉此，通过该沉积层是直接设置于该基板上，且该沉积层与该基板属于同质的设计，本发明专利技术所提供的外延用基板具有散热表现佳、低漏电流等优点。

【技术实现步骤摘要】
外延用基板及其制造方法
本专利技术与半导体基板有关；特别是指一种外延用基板及其制造方法。
技术介绍
一般半导体工艺中，是于一碳化硅或蓝宝石基板的表面进行外延的步骤，以形成一外延层，再于该外延层上制作所需的结构、半导体组件或电路。为满足高功率、高频率的半导体应用领域，半导体组件必须耐受较大的击穿电压并且尽可能的降低来自于基板的漏电流等缺陷问题；例如，绝缘层上硅晶圆(SilicononInsulatorWafer，SOIWafer)的使用，即是为了有效降低基板漏电的问题，但在现有SOI结构中，通常会在两层基板之间加入一层氧化物层(如SiO2)，作为绝缘体以及帮助两层基板黏合之用，然而，由于氧化物层属于热的不良导体，因此，现有SOI工艺所制作出的基板普遍都有散热效果不佳的缺点。其次，于不同应用上，基板所需的散热效果、热耐受性的要求可能不同，举例而言，于RF组件的应用上，其工作温度相当高，甚至高达400℃之多，因此，若基板的散热不佳，恐影响组件的工作表现。因此，如何制作出具有强度较佳、低漏电流、耐高温以及散热效果佳的基板，是本领域工作人员亟欲发展的方向之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种外延用基板，具有高温耐受性高以及低漏电流的优势。为达成上述目的，本专利技术提供的一种外延用基板包括有一基板；一沉积层，直接设置于该基板上，该沉积层具有一渐变掺杂浓度，该沉积层具有一第一表面以及与其相对的第二表面，其中该第一表面具有该渐变掺杂浓度的最小值；一缓冲层，设置于该沉积层之上；一外延层，设置于该缓冲层之上，该外延层主要由III-V族的氮化物所组成；其中，该基板与该沉积层为同质材料。为达成上述目的，本专利技术提供的一种外延用基板的制造方法包含有提供一基板；形成一沉积层于该基板上，其中该沉积层与该基板为同质材料，该沉积层具有一渐变掺杂浓度，该沉积层具有一第一表面以及与其相对的第二表面，其中该第一表面具有该渐变掺杂浓度的最小值；形成一缓冲层于该沉积层；以及形成一外延层于该缓冲层上，其中该外延层主要由III-V族的氮化物所组成。本专利技术的效果在于，该沉积层是直接设置于该基板上，且该沉积层与该基板属于同质材料的设计，因此具有散热表现佳、低漏电流等优点。附图说明图1至图2为本专利技术一第一优选实施例的外延用基板的横截面示意图。图3为本专利技术一第二优选实施例的外延用基板的横截面示意图。【符号说明】[本专利技术]100外延用基板10基板20沉积层20a第一表面20b第二表面22高阻抗层区间22a第三表面22b第四表面30缓冲层40外延层D1第一距离D2第二距离200外延用基板210基板220沉积层220a第一表面220b第二表面222第一叠层224第二叠层230缓冲层240外延层具体实施方式为能更清楚地说明本专利技术，现举一优选实施例并配合附图详细说明如下。请参照图1及图2所示，为本专利技术一第一优选实施例的外延用基板100，其包括有一基板10、一沉积层20、一缓冲层30以及一外延层40，于后一并说明一优选实施例的外延用基板100的制造方法。首先，执行步骤A：提供一基板。其中，于本实施例当中，所提供的基板10为硅基板，优选的基板10是以重掺杂硅基板为例，其具有一基板掺杂浓度，其中，优选的，该基板掺杂浓度不小于1×1018atom/em3。所述基板10所使用的掺杂物可以为施体(Donor)掺杂物或为受体(Acceptor)掺杂物，例如可以是，硼(B)、铝(Al)、镓Ga、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)等，但于其他实施上，并不以此为限。接着，执行步骤B：形成一与该基板互为同质材料的沉积层于该基板上。其中该沉积层具有一渐变掺杂浓度，该沉积层具有一第一表面以及与其相对的第二表面，其中该第一表面具有该渐变掺杂浓度的最小值。例如，于本实施例中，通过MOCVD工艺直接在基板10上沉积一同为硅质的沉积层20。其中，该沉积层20的掺杂浓度小于该基板10的掺杂浓度，该沉积层20主要是由低掺杂或实质上不掺杂的纯净的单晶硅所构成，例如，该沉积层20为低掺杂，其所选用的掺杂物与该基板10所使用的掺杂物相同或选用不相同的掺杂物。该沉积层20具有一第一表面20a以及一第二表面20b，该沉积层20以其第二表面20b直接结合在该基板10上，而与该基板10直接连接。在高温外延工艺的同时，沉积层的低掺杂物随着热扩散而形成一渐变掺杂浓度分布；在另一实施例中，重掺的基板10的掺杂物可能会随着高热处理部份扩散至实质上不掺杂的沉积层内，因而形成一渐变掺杂浓度分布。此外，沉积层20的渐变掺杂浓度自远离该基板10起的方向降低，其中第一表面20a具有该渐变掺杂浓度的最小值，第二表面20b具有该渐变掺杂浓度的最大值。值得一提的是，前述关于掺杂物选用的异同，包括有但不限于对于掺杂物种类的选择的异同、电导率型态(ConductivityType)的选择的异同、掺杂物浓度的选择的异同等。另外，该沉积层20具有一渐变电阻率分布，其中该沉积层20的该第一表面20a具有该渐变电阻率的最大值，例如该沉积层20的电阻率由第二表面20b往第一表面20a的方向递增。特别的是，在该沉积层20的渐变电阻率中，具有一段至少大于1500ohm-cm的高阻抗层区间22，优选的，该高阻抗层区间22的电阻值大于7000ohm-cm，而该高阻抗层区间22的厚度不大于6μm，优选的，该高阻抗层区间22的厚度小于2μm。另外，上述形成该沉积层20的方式除可以是通过外延(如通过CVD、MOCVD等工艺)等晶体成长的方式外，亦可以通过如溅镀(SputteringDeposition)、或是直接接合(DirectlyBonding)等方式形成，而不以MOCVD工艺为限。接着，执行步骤C：形成一缓冲层于该沉积层之上。例如，在本实施例中，于该沉积层20的第一表面20a上成长一缓冲层30，而于本实施例中，所述的缓冲层30主要由氮化铝镓(AlxGa1-xN，其中，0≤x＜1)所构成，但于其他实施例中，所述的缓冲层30并不以氮化铝镓为限，亦可由其他材质所构成。接着，执行步骤D：形成一外延层于该缓冲层之上，其中该外延层主要由III-V族的氮化物所组成。举例而言，于本实施例中，在缓冲层30上外延成长一外延层40，所述的外延层40主要由氮化镓(GaN)所组成，前述的缓冲层30是作为外延层40与沉积层20之间的缓冲之用，以达到降低晶格缺陷密度以及提升晶格匹配的应变补偿的效果。藉此，通过该沉积层20当中的高阻抗层区间22的高阻抗率(高电阻率)的特性，可有效避免所述的基板在后续如CVD、MOCVD工艺等外延或其他工艺中，于形成半导体组件或电路时所产生的电流通过沉积层20而形成漏电流，亦即，可有效地改善半导体组件或电路产生漏电流的问题。另外，由于本专利技术的基板10与沉积层20之间是采用直接连接且采取同质材料的设计，其间并未有其他异质结构，因此，就整体来看，相较于现有于基板之间或基板与外延结构之间还增设有二氧化硅(SiO2)层的设计而言，具有散热效果更佳，更适合应用于高温工作环境中的优点。请配合下表所示，为应用上述实施例的制造方法所制成的外延用基板的实验参数与数据数据。其中，所述高阻抗层区间的厚度定义为第一距离D1，所述第一距离D1实质上为第三表面22a至第四表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外延用基板，其包括有：一基板；一沉积层，直接设置于该基板上，该沉积层具有一渐变掺杂浓度，该沉积层具有一第一表面以及与其相对的第二表面，其中该第一表面具有该渐变掺杂浓度的最小值；一缓冲层，设置于该沉积层之上；一外延层，设置于该缓冲层之上，该外延层主要由III‑V族的氮化物所组成；其中，该基板与该沉积层为同质材料；其中，该沉积层具有一渐变电阻率分布，该渐变电阻率具有一段至少大于1500ohm‑cm的高阻抗层区间。

【技术特征摘要】
2017.04.28 TW 106114175;2018.01.08 TW 1071006811.一种外延用基板，其包括有：一基板；一沉积层，直接设置于该基板上，该沉积层具有一渐变掺杂浓度，该沉积层具有一第一表面以及与其相对的第二表面，其中该第一表面具有该渐变掺杂浓度的最小值；一缓冲层，设置于该沉积层之上；一外延层，设置于该缓冲层之上，该外延层主要由III-V族的氮化物所组成；其中，该基板与该沉积层为同质材料；其中，该沉积层具有一渐变电阻率分布，该渐变电阻率具有一段至少大于1500ohm-cm的高阻抗层区间。2.如权利要求1所述的外延用基板，其中该沉积层的该第一表面具有该渐变电阻率的最大值。3.如权利要求1所述的外延用基板，其中该高阻抗层区间的厚度不大于6μm。4.如权利要求1所述的外延用基板，其中该高阻抗层区间的厚度小于2μm。5.如权利要求1所述的外延用基板，其中该高阻抗层区间的电阻值大于7000ohm-cm。6.如权利要求1所述的外延用基板，其中该沉积层的渐变掺杂浓度由该第二表面往该第一表面方向渐低。7.如权利要求1所述的外延用基板，其中该沉积层的掺杂物与该基板的掺杂物相同。8.如权利要求1所述的外延用基板，其中该沉积层至少包含有一第一叠层以及一第二叠层，该第一叠层位于该基板上且位于该基板与该第二叠层之间，该第二叠层位于该第一叠层之上。9.如权利要求8所述的外延用基板，其中该第一叠层的掺杂浓度不大于该基板的掺杂浓度。10.如权利要求8所述的外延用基板，其中该第一叠层的掺杂物与该基板的掺杂物不同。11.如权利要求8所述的外延用基板，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘哲铭，林嫚萱，庄志远，徐硕鸿，邹权炜，徐文庆，
申请(专利权)人：环球晶圆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71