[发明专利]氮化物半导体基板、半导体装置和氮化物半导体基板的制造方法

说明书

本发明具有由n型半导体形成的基板、以及设置在基板上且由包含供体和碳的氮化镓形成的漂移层，漂移层中的供体的浓度为5.0×10¹⁶个/cm³以下，在漂移层的整个区域中，该浓度大于等于在漂移层中作为受体发挥功能的碳的浓度，从漂移层中的供体的浓度减去在漂移层中作为受体发挥功能的碳的浓度而得到的差值从基板侧朝向漂移层的表面侧缓缓增加。

技术领域

本发明涉及氮化物半导体基板、半导体装置和氮化物半导体基板的制造方法。

背景技术

氮化镓等III族氮化物半导体与硅相比具有更高的饱和自由电子速度、更高的介质击穿耐压。因此，可期待氮化物半导体在进行电力控制等的功率器件、移动电话的基地电台用途等的高频设备中的应用。作为具体设备，可列举出例如肖特基势垒二极管(SchottkyBarrier Diode，SBD)、pn接合二极管等半导体装置。这些半导体装置中，为了提高施加反向偏压时的耐压，将降低了供体浓度的漂移层设置得较厚(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2015-185576号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于氮化物半导体，因晶体生长时的III族有机金属原料而能够吸取碳。被吸取到氮化物半导体中的碳的至少一部分作为受体发挥功能。因此，在添加有供体的n型氮化物半导体中，碳的至少一部分从供体捕获电子，并对供体进行补偿。

在作为功率器件、高频设备的半导体装置中，如上所述，为了提高耐压，漂移层中的供体浓度被设定得较低。因此，在例如5×10¹⁶个/cm³以下那样的低浓度区域中，即使将漂移层中的供体浓度设为规定值，碳的一部分对少量供体进行补偿的影响也大，有时在漂移层中得不到期望的自由电子浓度。其结果，半导体装置的性能有可能降低。

本发明的目的在于，提供能够提高半导体装置的性能的技术。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个方案，提供一种氮化物半导体基板，其具有：

由n型半导体形成的基板；以及

设置在前述基板上、且由包含供体和碳的氮化镓形成的漂移层，

前述漂移层中的前述供体的浓度为5.0×10¹⁶个/cm³以下，在前述漂移层的整个区域中，前述漂移层中的前述供体的浓度大于等于在前述漂移层中作为受体发挥功能的前述碳的浓度，

从前述漂移层中的前述供体的浓度减去在前述漂移层中作为前述受体发挥功能的前述碳的浓度而得到的差值从前述基板侧朝向前述漂移层的表面侧缓缓增加。

根据本发明的其它方案，提供一种半导体装置，其具有：

由n型半导体形成的基板；以及

设置在前述基板上、且由包含供体和碳的氮化镓形成的漂移层，

前述漂移层中的前述供体的浓度为5.0×10¹⁶个/cm³以下，在前述漂移层的整个区域中，前述漂移层中的前述供体的浓度大于等于在前述漂移层中作为受体发挥功能的前述碳的浓度，

从前述漂移层中的前述供体的浓度减去在前述漂移层中作为前述受体发挥功能的前述碳的浓度而得到的差值从前述基板侧朝向前述漂移层的表面侧缓缓增加。