[发明专利]包括半绝缘氮化物半导体层的氮化物半导体基板的制造方法及利用该方法制造的氮化物半导体基板

说明书

本发明涉及一种包括半绝缘氮化物半导体层的氮化物半导体基板的制造方法及通过该方法制造的氮化物半导体基板，并公开一种氮化物半导体基板的制造方法及通过该方法制造的氮化物半导体基板，该方法中，形成含有受体提供物质的调节层并执行热处理工艺之后生长氮化物层，从而通过相互扩散(inter‑diffusion)效果，在施主掺杂浓度高的氮化物层内扩散受体提供物质，以形成电阻特性被调节的半绝缘(Semi‑insulating)氮化物半导体层。

技术领域

本发明涉及一种包括半绝缘氮化物半导体层的氮化物半导体基板的制造方法及利用该方法制造的氮化物半导体基板，更具体地，涉及一种氮化物半导体基板的制造方法及利用该方法制造的氮化物半导体基板，该方法中，形成含有受体提供物质的调节层，并利用通过所述调节层的热处理工艺的相互扩散(inter-diffusion)效果，在氮化物层内扩散受体提供物质来调节施主掺杂浓度，从而形成电阻特性被改善的半绝缘(Semi-insulating)氮化物半导体层。

背景技术

在物理性质方面，将作为III族氮化物半导体的氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化镓铝(GaAlN)等物质应用于电子元件时，相比于现有的硅(Si：Sillicon)半导体，具有能够实现高效率、高温、高频率及轻量化的优点，因此应用于发光二极管(LED)或激光二极管(LD)等光学元件及电子元件的制造。

已公开有如下半绝缘氮化物半导体层的制造方法：为了获得需具备半绝缘特性的氮化物半导体元件，在氮化物半导体的生长中，通过在反应器内注入用于降低氮化物半导体的施主浓度的P型杂质，来改善氮化物层的电阻特性。

但是，以如上所述的现有技术的方式掺杂氮化物层时，由于形成氮化物层的氮化物质的原子间距即晶格的畸变，因此产生缺陷的概率增加，并且，由于在反应器中添加P型杂质，在反应器内部残留P型杂质，从而在以后生长的层中引发不期望的P型残留物。

此外，在制造氮化物系电力元件时使用最多的金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法存在用于生长半绝缘氮化物层的生长工艺复杂且制造时间长的缺点。

因此，需要一种能够通过简单的工艺生长电阻特性进一步改善的电力元件所必需的半绝缘氮化物层的方法。

并且，当在异种基板上生长氮化物半导体时，由于生长的氮化物半导体层与异种基板之间的晶格常数和热膨胀系数的差异，产生很大的应力，因此，在制造光元件以及电子元件等时，产生压电场(Peizoelectric Field)，从而不仅减少元件的效率，而且由于发生基板的弯曲(Bowing)，在执行元件制造工艺时，成为降低收率的原因。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种氮化物半导体基板的制造方法，该方法能够通过更简单的工艺在短时间内形成电力元件所需的半绝缘氮化物半导体层，并且能够容易调节氮化物层的施主掺杂浓度，从而能够改善氮化物半导体层的电阻特性。

此外，现有的在异种基板上生长氮化物层的同时将P型杂质添加到反应器而再生长氮化物层的方法，由于氮化物半导体层与异种基板之间产生应力，元件的效率降低，并产生基板的弯曲，因此元件制造收率降低，并且在形成氮化物层时晶格畸变，产生缺陷的概率增加，因此本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题并且能够阻断从下部的氮化物层转移的缺陷从而提高晶体品质的高品质半绝缘氮化物半导体基板的制造方法。

(二)技术方法