III族氮化物基板制造技术

本发明专利技术提供一种在实现高载流子浓度的同时、位错低且电阻低的III族氮化物基板。III族氮化物基板在经过研磨的面内，具有显示第1杂质浓度的第1区域和显示低于第1杂质浓度的第2杂质浓度的第2区域，第1区域的第1位错密度低于第2区域的第2位错密度。

【技术实现步骤摘要】
III族氮化物基板
本专利技术涉及一种III族氮化物基板。
技术介绍
以往，在垂直型GaN功率器件中，需要低电阻、低位错的GaN基板。例如在制作n型的低电阻的GaN基板的情况下，进行通过增加Si原子、O原子的混入量来提高载流子浓度的操作(例如参照专利文献1。)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-132558号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在载流子浓度达到1×1020/cm3以上的高浓度的情况下，有时产生结晶性变差、位错缺陷增加之类的问题。本专利技术的目的在于，提供在实现高载流子浓度的同时、位错低且电阻低的III族氮化物基板。用于解决问题的方法本专利技术的III族氮化物基板在经过研磨的面内，具有显示第1杂质浓度的第1区域、和显示低于所述第1杂质浓度的第2杂质浓度的第2区域，所述第1区域的第1位错密度低于所述第2区域的第2位错密度。专利技术效果根据本专利技术的III族氮化物基板，位错低且电阻低，在形成器件时，能够抑制在位错密度高的第2区域产生泄漏，能够实现绝缘耐压的提高。附图说明图1是实施方式1的III族氮化物基板的从m面观察到的剖视图。图2是实施方式1的III族氮化物基板的从a面观察到的剖视图。图3是表示对实施方式1的III族氮化物基板的表面进行表面研磨及蚀刻后的腐蚀坑的分布的扫描型电子显微镜照片。图4是表示图3的III族氮化物基板的从c轴观察到的表面位错的阴极发光(CL)像。图5是表示基于二次离子质谱法的分析范围的、表示III族氮化物基板的从c轴观察到的表面位错的阴极发光(CL)像。图6是图5的分析范围的显微镜像。图7是针对图5的分析范围将利用二次离子质谱法得到的氧浓度作为浓淡表示的图。图8是针对图5的分析范围将利用二次离子质谱法得到的Si浓度作为浓淡表示的图。图9是表示OVPE-GaN层的厚度为50μm时的III族氮化物基板的从c轴观察到的表面位错的阴极发光(CL)像。图10是表示OVPE-GaN层的厚度为200μm时的III族氮化物基板的从c轴观察到的表面位错的阴极发光(CL)像。图11是表示OVPE-GaN层的厚度为300μm时的III族氮化物基板的从c轴观察到的表面位错的阴极发光(CL)像。图12是表示OVPE-GaN层的厚度与位错密度的关系的图。图13是表示对位错密度6.2×104/cm2的OVPE-GaN层的表面进行表面研磨及蚀刻后的腐蚀坑的分布的扫描型电子显微镜照片。图14是表示对位错密度6.4×104/cm2的OVPE-GaN层的表面进行表面研磨及蚀刻后的腐蚀坑的分布的扫描型电子显微镜照片。图15是表示对位错密度5.7×104/cm2的OVPE-GaN层的表面进行表面研磨及蚀刻后的腐蚀坑的分布的扫描型电子显微镜照片。图16是表示对位错密度4.3×106/cm2的HVPE-GaN层的表面进行表面研磨及蚀刻后的腐蚀坑的分布的扫描型电子显微镜照片。图17是实施方式1的III族氮化物基板的制造方法的流程图。图18是表示实施方式1的III族氮化物基板的制造装置的结构的示意图。图19是表示图18的III族氮化物基板的制造装置的变形例的示意图。符号说明：1种基板，2生长层，3腐蚀坑，10III族氮化物基板，11第1区域，12第2区域，13第3区域，20分析范围，100原料室，101原料反应室，102第1运送气体供给口，103反应性气体供给管，104原料舟皿，105起始Ga源(起始III族元素源)，106第1加热器，107III族氧化物气体排出口，108III族氧化物气体及运送气体排出口，109连接管，110第3加热器，111生长室，112含氮元素气体供给口，113被氧化性气体供给口，114第2运送气体供给口，115第2加热器，116种基板，117基板基座，118III族氧化物气体及运送气体供给口，119排气口，150III族氮化物基板的制造装置具体实施方式第一方式的III族氮化物基板在经过研磨的面内，具有显示第1杂质浓度的第1区域、和显示低于所述第1杂质浓度的第2杂质浓度的第2区域，所述第1区域的第1位错密度低于所述第2区域的第2位错密度。第二方式的III族氮化物基板可以在上述第一方式中，将所述第1区域配置为以所述第2区域为中心地包围所述第2区域的周围。第三方式的III族氮化物基板可以在上述第一或第二方式中，所述第1区域为朝向所述第2区域缩径的形状。第四方式的III族氮化物基板可以在上述第一至第三方式的任意一个中，还具有显示低于所述第2杂质浓度的第3杂质浓度的第3区域。第五方式的III族氮化物基板可以在上述第四方式中，将所述第3区域配置为以所述第2区域为中心地包围所述第2区域的周围。第六方式的III族氮化物基板可以在上述第四方式中，将所述第1区域和所述第3区域以所述第2区域为中心交替地配置于所述第2区域的周围。第七方式的III族氮化物基板可以在上述第一至第六方式的任意一个中，所述第1区域中含有的杂质为选自氧、硅中的至少1种。第八方式的III族氮化物基板可以在上述第一至第七方式的任意一个中，所述第1杂质浓度的氧浓度为1×1020/cm3以上。第九方式的器件具备上述第一至第八方式的任意一个的III族氮化物基板、和形成于所述III族氮化物基板的器件结构。以下，在参照附图的同时，对实施方式的III族氮化物基板进行说明。需要说明的是，对于图中实质上相同的构件标注相同的符号。(实施方式1)<III族氮化物基板>图1是实施方式1的III族氮化物基板的从m面观察到的剖视图。图2是实施方式1的III族氮化物基板的从a面观察到的剖视图。图3是表示对实施方式1的III族氮化物基板的表面进行表面研磨及蚀刻后的腐蚀坑3的分布的扫描型电子显微镜照片。图4是表示图3的III族氮化物基板的从c轴观察到的表面位错的阴极发光(CL)像。实施方式1的III族氮化物基板在经过研磨的面内，例如如图1及图2所示，具有生长于种基板1上的GaN层2。另外，在GaN层2的表面，如图1的从m面观察到的剖视图所示，具有{11-22}面。此外，如图2的从a面观察到的剖视图所示，具有{10-11}面。另外，如图3的SEM照片及图4的表面研磨后的阴极发光像所示，{11-22}面的第1区域11和{10-11}面的第3区域13包围作为腐蚀坑的第2区域12的周围而分别配置有6个。第1区域11及第3区域13交替地配置于第2区域12的周围。此外，第1区域11及第3区域13朝向第2区域12缩径。换言之，第1区域11及第3区域13以第2区域12为中心呈放射状延伸。另外，在作为腐蚀坑的各个第2区域12的周围配置有第1区域11及第3区域13。需要说明的是，如图3的SEM照片所示，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种III族氮化物基板，/n在经过研磨的面内，具有显示第1杂质浓度的第1区域和显示低于所述第1杂质浓度的第2杂质浓度的第2区域，/n所述第1区域的第1位错密度低于所述第2区域的第2位错密度。/n

【技术特征摘要】
20190924 JP 2019-1726441.一种III族氮化物基板，
在经过研磨的面内，具有显示第1杂质浓度的第1区域和显示低于所述第1杂质浓度的第2杂质浓度的第2区域，
所述第1区域的第1位错密度低于所述第2区域的第2位错密度。


2.根据权利要求1所述的III族氮化物基板，其中，将所述第1区域配置为以所述第2区域为中心地包围所述第2区域的周围。


3.根据权利要求1或2所述的III族氮化物基板，其中，所述第1区域为朝向所述第2区域缩径的形状。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的III族氮化物基板，其还具有显示低于所述第2杂质浓度的第3杂质浓度的第3区域。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：森勇介，吉村政志，今西正幸，北本启，泷野淳一，隅智亮，冈山芳央，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP