[发明专利]磊晶用碳化硅基板及半导体芯片

说明书

本发明提供一种磊晶用碳化硅基板及半导体芯片，其中碳化硅基板具有一表面及自所述表面凸起形成的多个图案化结构，所述表面的晶面为(0001)面；所述图案化结构的宽度由下往上逐渐减小且形成倾斜的至少一侧面，侧面的晶面为(‑1,0,1,2)面。碳化硅基板的顶部设置有一氮化镓磊晶层以构成所述半导体芯片。因此，氮化镓磊晶层的底部形成侧向延伸的差排缺陷，不易形成往上延伸的穿透差排缺陷，让氮化镓磊晶层具有良好的磊晶品质。

技术领域

本发明涉及半导体磊晶，特别涉及一种磊晶用碳化硅基板及半导体芯片。

背景技术

现有的半导体组件，例如，半导体发光组件、高速电子迁移率场效晶体管(High-electron-mobility transistor，HEMT)、雷射二极管、发光二极管等，大多是在一基板上设置氮化镓磊晶层，再在氮化镓磊晶层上制作组件的结构。

目前的技术都是在蓝宝石基板上设置氮化镓磊晶层，但蓝宝石与氮化镓之间存在着晶格不匹配、热膨胀系数的差异，因此，所形成的氮化镓磊晶层的品质往往不佳。氮化镓磊晶层的品质关系到组件的效能。为提升氮化镓磊晶层的品质，目前的作法大多是是在蓝宝石基板与氮化镓磊晶层之间设置一缓冲层，再在缓冲层上成长磊晶层。缓冲层的目的即是用以减少晶格不匹配的情形、降低缺陷密度或减少基板与磊晶层之间热膨胀系数的差异，借此提升磊晶层的品质。

相较于蓝宝石基板而言，碳化硅基板与氮化镓之间的晶格匹配更佳，因此，在碳化硅基板上设置的氮化镓磊晶层的品质将优于在蓝宝石基板上设置的氮化镓磊晶层的品质。

如何进一步提升碳化硅基板上的氮化镓磊晶层的品质，乃是相关的学者、厂商努力研发的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磊晶用碳化硅基板及半导体芯片，可以获得品质更佳的氮化镓磊晶层。

为了达成上述目的，本发明提供的磊晶用碳化硅基板，具有一顶部，所述顶部用于设置氮化镓磊晶层，所述顶部具有一表面及自所述表面凸起形成的多个图案化结构，其中，所述表面的晶面为(0001)面；所述图案化结构的宽度由下往上逐渐减小且形成至少一倾斜的侧面，所述侧面的晶面为(-1,0,1,2)面。

为了达成上述目的，本发明还提供一种半导体芯片，包含上述的磊晶用碳化硅基板，以及一氮化镓磊晶层设置于所述磊晶用碳化硅基板的顶部。

本发明的优点在于，由于形成在磊晶用碳化硅基板的图案化结构侧面的晶面为(-1,0,1,2)面可利于氮化镓磊晶层生长，因此，氮化镓磊晶层可由图案化结构的侧面先成长，而后才往侧向及往上累积。如此一来，在氮化镓磊晶层的底部形成侧向延伸的差排缺陷，便不易形成往上延伸的穿透差排缺陷，让氮化镓磊晶层具有良好的磊晶品质。

附图说明

图1为本发明第一实施例的碳化硅基板的示意图；

图2A～图2E为本发明第一实施例的碳化硅基板的制造流程示意图；

图3为本发明第一实施例的碳化硅基板成长氮化镓磊晶层初期的示意图；

图4为本发明第一实施例的半导体芯片的示意图；

图5为本发明第一实施例的半导体芯片以透射电子显微镜观测的影像；

图6为本发明第二实施例的碳化硅基板的示意图；

图7为本发明第二实施例的碳化硅基板成长氮化镓磊晶层初期的示意图；

图8为本发明第二实施例的半导体芯片的示意图；

图9为本发明第二实施例的半导体芯片以透射电子显微镜观测的影像。

符号说明：

1、半导体芯片；