[发明专利]III族氮化物晶体衬底、包含外延层的III族氮化物晶体衬底、半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种III族氮化物晶体衬底，其中，

由X射线衍射测量得到所述晶体衬底的任意特定平行晶格面(1d)的面间距，其中所述X射线衍射测量是在满足所述晶体衬底的所述特定平行晶格面(1d)的X射线衍射条件的同时通过改变自所述晶体衬底的主表面(1s)的X射线透入深度进行的，

通过由所述X射线透入深度为0.3μm处的面间距d₁和所述X射线透入深度为5μm处的面间距d₂得到的|d₁-d₂|/d₂的值表示的、所述晶体衬底的表面层(1p)处的均匀畸变等于或低于1.9×10^-3，并且其中

所述主表面(1s)的面取向相对于所述晶体衬底的(0001)和(000-1)面中的一个面(1c)在<10-10>方向上倾斜等于或大于10°且等于或小于80°的角度。

2.一种III族氮化物晶体衬底，其中，

在由X射线衍射测量得到的所述晶体衬底的任意特定平行晶格面(1d)的衍射强度分布上，其中所述X射线衍射测量是在满足所述特定平行晶格面(1d)的X射线衍射条件的同时通过改变自所述晶体衬底的主表面(1s)的X射线透入深度进行的，

通过由所述X射线透入深度为0.3μm处的衍射强度峰的半值宽度v₁和所述X射线透入深度为5μm处的衍射强度峰的半值宽度v₂得到的|v₁-v₂|的值表示的、所述晶体衬底的表面层(1p)处的不均匀畸变等于或低于130arcsec，并且其中

所述主表面(1s)的面取向相对于所述晶体衬底的(0001)和(000-1)面中的一个面(1c)在<10-10>方向上倾斜等于或大于10°且等于或小于80°的角度。

3.一种III族氮化物晶体衬底，其中，

在关于所述晶体衬底的任意特定平行晶格面(1d)的X射线衍射的、通过改变自所述晶体衬底的主表面(1s)的X射线透入深度测量的摇摆曲线上，

通过由所述X射线透入深度为0.3μm处的衍射强度峰的半值宽度w₁和所述X射线透入深度为5μm处的衍射强度峰的半值宽度w₂得到的|w₁-w₂|的值表示的、所述晶体衬底的表面层(1p)的所述特定平行晶格面(1d)的面取向偏差等于或低于350arcsec，并且其中

所述主表面(1s)的面取向相对于所述晶体衬底的(0001)和(000-1)面中的一个面(1c)在<10-10>方向上倾斜等于或大于10°且等于或小于80°的角度。

4.根据权利要求1所述的III族氮化物晶体衬底，其中，所述主表面(1s)具有3nm或更低的表面粗糙度Ra。

5.根据权利要求1所述的III族氮化物晶体衬底，其中，所述主表面(1s)的面取向相对于所述晶体衬底的{20-21}、{10-11}、{20-2-1}和{10-1-1}面中的任何一个倾斜±4°以内的角度。

6.根据权利要求5所述的III族氮化物晶体衬底，其中，所述主表面(1s)的面取向相对于所述晶体衬底的{20-21}、{10-11}、{20-2-1}和{10-1-1}面中的任何一个倾斜绝对值小于0.1°的倾斜角，以便与其大致平行。

7.根据权利要求5所述的III族氮化物晶体衬底，其中，所述主表面(1s)的面取向相对于所述晶体衬底的{20-21}、{10-11}、{20-2-1}和{10-1-1}面中的任何一个倾斜绝对值等于或大于0.1°且等于或小于4°的倾斜角。

8.根据权利要求1所述的III族氮化物晶体衬底，其中，所述主表面(1s)处存在的氧具有等于或大于2at.％且等于或小于16at.％的浓度。

9.根据权利要求1所述的III族氮化物晶体衬底，其中，所述主表面(1s)处的位错密度等于或小于1×10⁷cm^-2。

10.根据权利要求1所述的III族氮化物晶体衬底，具有等于或大于40mm且等于或小于150mm的直径。