DE102019130909A1 - Verfahren zur bildung einer galliumoxidschicht - Google Patents

Verfahren zur bildung einer galliumoxidschicht Download PDF

Info

Publication number
DE102019130909A1
DE102019130909A1 DE102019130909.3A DE102019130909A DE102019130909A1 DE 102019130909 A1 DE102019130909 A1 DE 102019130909A1 DE 102019130909 A DE102019130909 A DE 102019130909A DE 102019130909 A1 DE102019130909 A1 DE 102019130909A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
material solution
gallium
substrate
gallium oxide
oxide layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019130909.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuji Nagaoka
Hiroyuki NISHINAKA
Masahiro Yoshimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto Institute of Technology NUC
Denso Corp
Original Assignee
Kyoto Institute of Technology NUC
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto Institute of Technology NUC, Toyota Motor Corp filed Critical Kyoto Institute of Technology NUC
Publication of DE102019130909A1 publication Critical patent/DE102019130909A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02172—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides
    • H01L21/02175—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing at least one metal element, e.g. metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides or metal carbides characterised by the metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02565—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/024—Group 12/16 materials
    • H01L21/02403—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/02433—Crystal orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02623—Liquid deposition
    • H01L21/02628—Liquid deposition using solutions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Bildung einer Galliumoxidschicht wird bereit gestellt, und das Verfahren kann das Zuführen eines Nebels einer Galliumatome und Chloratome enthaltenden Materiallösung an eine Oberfläche eines Substrates beinhalten, während das Substrat zur Bildung der Galliumoxidschicht auf der Oberfläche des Substrates erwärmt wird, wobei eine Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung das 3,0-fache oder mehr und das 4,5-fache oder weniger einer Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 17. Dezember 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2018-235359 , auf welche vollinhaltlich Bezug genommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Galliumoxidschicht bzw. eines Galliumoxidfilms.
  • HINTERGRUND
  • Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2016-079485 offenbart ein Verfahren zur Bildung einer Galliumoxidschicht auf einem Substrat. Dieses Schichtbildungsverfahren bzw. Filmbildungsverfahren beinhaltet das Zuführen eines Nebels bzw. eines Aerosols einer aus Galliumhalogenid und Salzsäure gemischten Materiallösung an eine Oberfläche des Substrates, während das Substrat erwärmt wird. Die Galliumoxidschicht kann dadurch auf dem Substrat gebildet werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Wenn eine auf einem Substrat gebildete Galliumoxidschicht als ein Halbleiterelement verwendet wird, dann beeinflusst ihre Oberflächenrauheit erheblich die Eigenschaften des Halbleiterelements. Vorzugsweise weist die Galliumoxidschicht eine glatte Oberfläche auf. Die vorliegende Spezifikation schlägt ein zur Bildung einer Galliumoxidschicht mit einer glatten Oberfläche fähiges Schichtbildungsverfahren vor.
  • Ein hier offenbartes Schichtbildungsverfahren kann die Zuführung eines Nebels bzw. eines Aerosols einer Galliumatome und Chloratome enthaltenden Materiallösung an eine Oberfläche eines Substrates, während das Substrat derart erwärmt wird, dass sich eine Galliumoxidschicht auf der Oberfläche des Substrates bildet, umfassen. Eine Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung ist das 3,0-fache oder mehr und das 4,5-fache oder weniger einer Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung.
  • Experimente zeigten, dass bei Einstellung der Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung auf das 3,0-fache oder mehr und auf das 4,5-fache oder weniger der Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung die gebildete Galliumoxidschicht eine sehr niedrige Oberflächenrauheit aufweist. Daher kann gemäß diesem Schichtbildungsverfahren eine Galliumoxidschicht mit einer glatten Oberfläche gebildet werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Konfigurationsschema einer Schichtbildungsvorrichtung 10; und
    • 2 ist ein Diagramm, welches ein Verhältnis zwischen einer quadratischen Mittenrauheit bzw. einem quadratischen Mittel der Höhe (root mean square (RMS) height) einer Galliumoxidschicht und einem Cl/Ga Verhältnis zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Eine in 1 dargestellte Schichtbildungsvorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, welche zur Bildung einer Galliumoxidschicht auf einem plattenförmigen Substrat 70 konfiguriert wurde. Die Schichtbildungsvorrichtung 10 enthält einen Ofen 12, in welchem das Substrat 70 angebracht ist, eine zur Erwärmung des Ofens 12 konfigurierte Erwärmungsvorrichtung 14, eine mit dem Ofen 12 verbundene Nebelzuführungsvorrichtung 20 und ein mit dem Ofen 12 verbundenes Abgasrohr 80.
  • Eine spezielle Konfiguration des Ofens 12 ist nicht auf eine bestimmte beschränkt. Als ein Beispiel ist der in 1 dargestellte Ofen 12 ein röhrenförmiger Ofen, welcher sich von einem stromaufwärtsseitigen Ende 12a bis zu einem stromabwärtsseitigen Ende 12b erstreckt. Die Nebelzuführungsvorrichtung 20 ist mit dem stromaufwärtsseitigen Ende 12a des Ofens 12 verbunden. Das Abgasrohr 80 ist mit dem stromabwärtsseitigen Ende 12b des Ofens 12 verbunden.
  • In dem Ofen 12 ist ein Substratgestell 13 zum Tragen des Substrates 70 bereitgestellt. Das Substratgestell 13 ist derart konfiguriert, dass das Substrat 70 relativ zu einer Längsrichtung des Ofens 12 geneigt ist. Das durch das Substratgestell 13 getragene Substrat 70 wird in einer Ausrichtung getragen, welche das Aufbringen eines durch den Ofen 12 von dem stromaufwärtsseitigem Ende 12a bis zu dem stromabwärtsseitigen Ende 12b strömenden Nebels auf eine Oberfläche des Substrates 70 ermöglicht.
  • Wie bereits erwähnt, ist die Erwärmungsvorrichtung 14 zur Erwärmung des Ofens 12 konfiguriert. Eine spezielle Konfiguration der Erwärmungsvorrichtung 14 ist nicht auf eine bestimmte beschränkt. Als ein Beispiel ist die in 1 dargestellte Erwärmungsvorrichtung 14 eine elektrische Erwärmungsvorrichtung, die entlang einer äußeren peripheren Wand des Ofens 12 angebracht ist. Die Erwärmungsvorrichtung 14 erwärmt dabei die äußere periphere Wand des Ofens 12, so dass das Substrat 70 in dem Ofen 12 erwärmt wird.
  • Die Nebelzuführungsvorrichtung 20 führt den Nebel einer ein Material einer Galliumoxidschicht enthaltenden Lösung in den Ofen 12 ein. Eine spezielle Konfiguration der Nebelzuführungsvorrichtung 20 ist nicht auf eine bestimmte beschränkt. Als ein Beispiel enthält die in 1 gezeigte Nebelzuführungsvorrichtung 20 einen eine Materiallösung 60 speichernden Behälter 22, einen am Behälter 22 bereitgestellten Ultraschallwandler 24, einen den Behälter 22 mit dem Ofen 12 verbindenden Nebelzuführungsweg 26, einen mit dem Behälter 22 verbundenen Trägergaseinführungsweg 28 und einen mit dem Nebelzuführungsweg 26 verbundenen Verdünnungsgaseinführungsweg 30. Der Trägergaseinführungsweg 28 führt ein Trägergas 64 dem Behälter 22 zu. Der Verdünnungsgaseinführungsweg 30 führt ein Verdünnungsgas 66 dem Nebelzuführungsweg 26 zu. Der Ultraschallwandler 24 erzeugt Ultraschallvibrationen in der Materiallösung 60 im Behälter 22, um aus der Materiallösung 60 einen Nebel 62 zu erzeugen.
  • Das Abgasrohr 80 ist mit dem stromabwärtsseitigen Ende 12b des Ofens 12 verbunden. Der Nebel 62, welcher durch die Nebelzuführungsvorrichtung 20 dem Inneren des Ofens 12 zugeführt wurde, strömt durch den Ofen 12 zu dem stromabwärtsseitigen Ende 12b und wird dann mittels Abgasrohr 80 aus dem Ofen 12 entlassen.
  • Als nächstes wird ein Schichtbildungsverfahren in einer Ausführungsform beschrieben. Das Schichtbildungsverfahren in der Ausführungsform beinhaltet einen Materiallösungsherstellungsschritt zur Herstellung einer Materiallösung und einen Schichtbildungsschritt, mit welchem unter Verwendung der hergestellten Materiallösung und der Schichtbildungsvorrichtung 10 eine Galliumoxidschicht gebildet wird.
  • Im Materiallösungssherstellungsschritt wird eine Galliumatome und Chloratome enthaltende Materiallösung hergestellt. Die Materiallösung kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden.
  • In einem ersten Verfahren zur Herstellung der Materiallösung wird Galliumchloridpulver (GaCl3, Ga2Cl6) in reinem Wasser gelöst, um die Materiallösung herzustellen. Hier kann, um eine Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung einzustellen, Salzsäure der Materiallösung zugegeben werden. Da unter den Galliumhalogeniden Galliumchlorid einen niedrigen Siedepunkt aufweist, kann das Galliumchlorid durch Destillation in hoher Reinheit einfach hergestellt werden.
  • In einem zweiten Verfahren zur Herstellung der Materiallösung wird Pulver aus elementarem Gallium in Salzsäure gelöst, um die Materiallösung herzustellen.
  • In einem dritten Verfahren zur Herstellung der Materiallösung wird Galliumhydroxid (Ga(OH)3) in Salzsäure gelöst, um die Materiallösung herzustellen.
  • In einem vierten Verfahren zur Herstellung der Materiallösung wird Galliumoxidhydroxid (GaOOH) in Salzsäure gelöst, um die Materiallösung herzustellen.
  • Mit jedem des ersten bis vierten Verfahrens kann die Galliumatome und Chloratome enthaltende Materiallösung hergestellt werden. Die Materiallösung kann mit jedem des ersten vierten Verfahrens hergestellt werden oder kann mit einem anderen Verfahren hergestellt werden. Im Materiallösungsherstellungsschritt kann die Stoffmengenkonzentration an Gallium und die Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung frei verändert werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung vorzugsweise auf das 3-fache oder mehr und auf das 4,5-fache oder weniger der Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung eingestellt. Insbesondere zu bevorzugen ist die Einstellung der Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung auf das 3,5-fache oder weniger der Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung. Ferner kann der Materiallösung ein Material zum Einbringen eines Dotiermittels vom n-Typ oder p-Typ in die Galliumoxidschicht zugegeben werden.
  • Im Schichtbildungsschritt wird die Materiallösung, welche im Materiallösungsherstellungsschritt hergestellt wurde, an der in 1 dargestellten Schichtbildungsvorrichtung 10 angebracht, und eine Galliumoxidschicht wird auf dem Substrat 70 durch die Schichtbildungsvorrichtung 10 herangezüchtet. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein aus einem Einkristall aus β-Galliumoxid (β-Ga2O3) bestehendes Substrat, in welchem eine (010) Kristallebene bzw. eine (010) Gitterebene an einer dessen Oberfläche exponiert bzw. freigelegt ist, als das Substrat 70 verwendet. Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform Stickstoffgas als das Trägergas 64 und als das Verdünnungsgas 66 verwendet.
  • Wie in 1 gezeigt, wird zuerst das Substrat 70 auf dem Substratgestell 13 im Ofen 12 angebracht. Dabei wird das Substrat 70 auf dem Substratgestell 13 in einer Orientierung angebracht, welches es der (010) Kristallebene des Substrates 70 ermöglicht, eine obere Oberfläche (eine dem Nebel 62 exponierte Oberfläche) zu sein. Als nächstes wird das Substrat 70 durch die Erwärmungsvorrichtung 14 erwärmt. Dabei wird eine Temperatur des Substrates 70 zum Beispiel auf einen Bereich von 400 °C bis 1000 °C eingestellt. Nach Stabilisierung der Temperatur des Substrates 70 wird die Nebelzuführungsvorrichtung 20 aktiviert. In anderen Worten: Der Ultraschallwandler 24 wird aktiviert, um aus der Materiallösung 60 im Behälter 22 den Nebel 62 zu erzeugen. Gleichzeitig wird das Trägergas 64 von dem Trägergaseinführungsweg 28 in den Behälter 22 eingeführt, und das Verdünnungsgas 66 wird vom Verdünnungsgaseinführungsweg 30 in den Nebelzuführungsweg 26 eingeführt. Dabei wird eine Gesamtströmungsgeschwindigkeit des Trägergases 64 und des Verdünnungsgases 66 auf ungefähr 5 l/min eingestellt. Das Trägergas 64 strömt durch den Behälter 22 hindurch und strömt, wie durch einen Pfeil 44 dargestellt, in den Nebelzuführungsweg 26. In diesem Moment strömt der Nebel 62 im Behälter 22 zusammen mit dem Trägergas 64 in den Nebelzuführungsweg 26. Ferner wird in dem Nebelzuführungsweg 26 das Verdünnungsgas 66 mit dem Nebel 62 gemischt. Der Nebel 62 wird dadurch verdünnt. Im Nebelzuführungsweg 26 strömt der Nebel 62 zusammen mit dem Stickstoffgas (das heißt das Trägergas 64 und das Verdünnungsgas 66) stromabwärts und, wie durch einen Pfeil 48 dargestellt, strömt von dem Nebeizuführungsweg 26 in den Ofen 12. Im Ofen 12 strömt der Nebel 62 mit dem Stickstoffgas zum stromabwärtsseitig gelegenen Ende 12b und wird an das Abgasrohr 80 abgegeben.
  • Ein Teil des im Ofen 12 strömenden Nebels 62 haftet auf der Oberfläche des Substrates 70, welches erwärmt wird. Eine chemische Reaktion des Nebels 62 (das heißt der Materiallösung 60) findet dann auf dem Substrat 70 statt. Infolgedessen wird Galliumoxid (spezifischer β-Galliumoxid (β-Ga2O3)) auf dem Substrat 70 erzeugt. Der Nebel 62 wird kontinuierlich der Oberfläche des Substrates 70 zugeführt, sodass eine Galliumoxidschicht auf der Oberfläche des Substrates 70 herangezüchtet wird.
  • 2 zeigt ein Ergebnis eines Experimentes, welches ein Verhältnis zwischen einer Oberflächenrauheit (spezifischer der quadratischen Mittenrauheit) einer durch das vorgenannte Schichtbildungsverfahren gebildeten Oxidschicht und einem Cl/Ga Verhältnis in der Materiallösung untersuchte. Das Cl/Ga Verhältnis ist ein Wert, welcher durch Division der Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung durch die Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung erhalten wird. Wie in 2 gezeigt, wurde in einem Bereich von 5,1 bis 6,8 des Cl/Ga Verhältnisses gefunden, dass die Galliumoxidschicht eine Oberflächenrauheit von ungefähr 100 nm aufweist, wohingegen die Galliumoxidschicht in einem Bereich von 3,0 bis 4,5 des Cl/Ga Verhältnisses eine Oberflächenrauheit von 3,0 nm oder weniger aufweist, welche bemerkenswert verringert ist. Es wurde gefunden, dass insbesondere in einem Bereich von 3,0 bis 3,5 des Cl/Ga Verhältnisses die Galliumoxidschicht eine Oberflächenrauheit von ungefähr 0,5 nm aufweist, welche noch mehr verringert ist.
  • Wie oben beschrieben, kann die Einstellung des Cl/Ga Verhältnisses der Materiallösung in einem Bereich von 3,0 bis 4,5 die Oberflächenrauheit der Galliumoxidschicht beachtlich verbessern. Insbesondere die Einstellung des Cl/Ga Verhältnisses der Materiallösung in einem Bereich von 3,0 bis 3,5 ermöglicht es der Galliumoxidschicht, eine besonders geringe Oberflächenrauheit aufzuweisen. Gemäß dem Schichtbildungsverfahren in der Ausführungsform kann daher unter Verwendung einer Galliumoxidschicht eine Halbleitervorrichtung von hoher Qualität gefertigt werden.
  • Ferner wird in der vorgenannten Ausführungsform die β-Galliumoxidschicht homoepitaktisch auf dem aus β-Galliumoxid bestehenden Substrat 70 herangezüchtet, sodass eine β-Galliumoxidschicht von hoher Qualität gebildet werden kann. Ferner ermöglicht das Anwenden einer homoepitaktischen Heranzüchtung die Kontrolle über die elektrische Leitfähigkeit.
  • Obwohl die Galliumoxidschicht auf der (010) Kristallebene des Substrates 70, welche in der vorgenannten Ausführungsform aus β-Galliumoxidschicht besteht, herangezüchtet wird, kann die Galliumoxidschicht auch auf einer anderen Kristallebene (zum Beispiel einer (-201) Kristallebene oder Ähnlichem) herangezüchtet werden. Ferner kann, obwohl das Substrat 70 in der vorgenannten Ausführungsform aus β Galliumoxid besteht, das Substrat 70 auch aus Galliumoxid einer anderen Art (zum Beispiel α-, γ-, δ-, ε- oder einem anderen Galliumoxid) bestehen. Ferner kann, obwohl das Substrat 70 in der vorgenannten Ausführungsform aus Galliumoxid besteht, das Substrat 70 auch aus einem anderen Material (zum Beispiel Saphir, Galliumnitrit oder Ähnlichem) bestehen.
  • Ferner kann, obwohl Stickstoff in der vorgenannten Ausführungsform als Trägergas 64 und als Verdünnungsgas 66 verwendet wird, ein anderes Gas, wie etwa ein inertes Gas, als Trägergas 64 und als Verdünnungsgas 66 verwendet werden.
  • Einige der hier offenbarten technischen Merkmale werden nachfolgend aufgelistet. Zu bemerken ist, dass die entsprechenden technischen Elemente voneinander unabhängig sind und alleine oder in Kombination nützlich sind.
  • In einem Beispiel des hier offenbarten Schichtbildungsverfahrens kann die Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung das 3,5 fache oder weniger der Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung sein.
  • Gemäß diesem Schichtbildungsverfahren kann die Galliumoxidschicht mit einer glatteren Oberfläche gebildet werden.
  • In einem Beispiel des hier offenbarten Schichtbildungsverfahrens kann das Substrat aus β-Galliumoxidschicht bestehen.
  • Gemäß dieser Konfiguration kann die Galliumoxidschicht mit einer glatteren Oberfläche gebildet werden.
  • In einem Beispiel des hier offenbarten Schichtbildungsverfahrens kann Galliumchlorid in Wasser gelöst werden, um die Materiallösung herzustellen. In diesem Fall kann Salzsäure mit dem Wasser gemischt werden.
  • In einem anderen Beispiel des hier offenbarten Schichtbildungsverfahrens kann Gallium in Salzsäure gelöst werden, um die Materiallösung herzustellen.
  • In einem anderen Beispiel des hier offenbarten Schichtbildungsverfahrens kann Galliumhydroxid in Salzsäure gelöst werden, um die Materiallösung herzustellen.
  • In einem anderen Beispiel des hier offenbarten Schichtbildungsverfahrens kann Galliumoxyhydroxid in Salzsäure gelöst werden, um die Materiallösung herzustellen.
  • Während spezielle Beispiele der vorliegenden Offenbarung im Detail oben beschrieben wurden, sind diese Beispiele lediglich veranschaulichend und beschränken den Schutzumfang der Patentansprüche nicht. Die in den Patentansprüchen beschriebene Technologie schließt auch verschiedene Änderungen und Modifikationen der speziellen, oben beschriebenen Beispiele mit ein. Die technischen Elemente, welche in der vorliegenden Beschreibung oder der Zeichnung erläutert wurden, stellen einen technischen Nutzen entweder allein oder in verschiedenen Kombinationen bereit. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die zum Zeitpunkt der Anmeldung der Ansprüche beschriebenen Kombinationen beschränkt. Ferner ist der Verwendungszweck der in der vorliegenden Beschreibung oder der Zeichnung dargestellten Beispiele die gleichzeitige Zufriedenstellung mehrerer Ziele, und die Zufriedenstellung von einem dieser Ziele verschafft der vorliegenden Offenbarung technischen Nutzen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2018235359 [0001]
    • JP 2016079485 [0003]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Bildung einer Galliumoxidschicht, wobei das Verfahren das Zuführen eines Nebels (62) einer Galliumatome und Chloratome enthaltenden Materiallösung (60) an eine Oberfläche eines Substrates (70) umfasst, während das Substrat (70) derart erwärmt wird, dass die Galliumoxidschicht auf der Oberfläche des Substrates (70) gebildet wird, wobei eine Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung (60) das 3,0-fache oder mehr und das 4,5-fache oder weniger einer Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung (60) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stoffmengenkonzentration an Chlor in der Materiallösung (60) das 3,5-fache oder weniger der Stoffmengenkonzentration an Gallium in der Materiallösung (60) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Substrat (70) aus Galliumoxid besteht.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend das Lösen von Galliumchlorid in Wasser zur Herstellung der Materiallösung (60).
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Herstellung der Materiallösung (60) das Mischen von Salzsäure mit dem Wasser umfasst.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend das Lösen von Gallium in Salzsäure zur Herstellung der Materiallösung (60).
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend das Lösen von Galliumhydroxid in Salzsäure zur Herstellung der Materiallösung (60).
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend das Lösen von Galliumoxyhydroxid in Salzsäure zur Herstellung der Materiallösung (60).
DE102019130909.3A 2018-12-17 2019-11-15 Verfahren zur bildung einer galliumoxidschicht Pending DE102019130909A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-235359 2018-12-17
JP2018235359A JP6839694B2 (ja) 2018-12-17 2018-12-17 酸化ガリウム膜の成膜方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019130909A1 true DE102019130909A1 (de) 2020-06-18

Family

ID=70858726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019130909.3A Pending DE102019130909A1 (de) 2018-12-17 2019-11-15 Verfahren zur bildung einer galliumoxidschicht

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11515146B2 (de)
JP (1) JP6839694B2 (de)
CN (1) CN111326417B (de)
DE (1) DE102019130909A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7011207B2 (ja) * 2020-06-29 2022-01-26 信越化学工業株式会社 成膜用ドーピング原料溶液の製造方法、積層体の製造方法、成膜用ドーピング原料溶液及び半導体膜
KR20230029676A (ko) * 2020-06-29 2023-03-03 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 성막용 도핑원료용액의 제조방법, 적층체의 제조방법, 성막용 도핑원료용액 및 반도체막
JP2022093208A (ja) * 2020-12-12 2022-06-23 高知県公立大学法人 Ｇａ２Ｏ３薄膜の製造方法
JP7313530B2 (ja) * 2020-12-15 2023-07-24 信越化学工業株式会社 成膜方法
JP7200205B2 (ja) * 2020-12-15 2023-01-06 信越化学工業株式会社 成膜方法
WO2023182311A1 (ja) * 2022-03-25 2023-09-28 国立大学法人東海国立大学機構 酸化ガリウム膜とその製造装置および製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016079485A (ja) 2014-10-20 2016-05-16 株式会社Flosfia 成膜方法ならびに膜形成用ミストおよびその前駆体溶液

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2616157A1 (fr) 1987-06-02 1988-12-09 Pechiney Aluminium Procede d'extraction et de purification du gallium des liqueurs bayer
JPH11157836A (ja) * 1997-12-03 1999-06-15 Central Glass Co Ltd 高純度ガリウム化合物の製造方法
JP4505951B2 (ja) * 2000-06-07 2010-07-21 東亞合成株式会社 高純度塩化第二鉄水溶液の製造方法
JP4938314B2 (ja) * 2006-01-16 2012-05-23 シャープ株式会社 光電変換装置および半導体接合素子の製造方法
WO2010140548A1 (ja) * 2009-06-05 2010-12-09 Jx日鉱日石金属株式会社 酸化物焼結体、その製造方法及び酸化物焼結体製造用原料粉末
JP2011144080A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Sumitomo Chemical Co Ltd 酸化ガリウムの製造方法
JP2012231103A (ja) * 2011-04-15 2012-11-22 Mitsubishi Chemicals Corp Ｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法およびｉｉｉ族窒化物結晶
JP5397794B1 (ja) * 2013-06-04 2014-01-22 Ｒｏｃａ株式会社 酸化物結晶薄膜の製造方法
TWI534089B (zh) * 2013-12-31 2016-05-21 財團法人工業技術研究院 ｐ型金屬氧化物半導體材料及其製造方法
CN110828552B (zh) * 2014-07-22 2024-04-12 株式会社Flosfia 结晶性半导体膜和板状体以及半导体装置
EP3783662A1 (de) 2014-09-02 2021-02-24 Flosfia Inc. Laminierte struktur, verfahren zur herstellung davon, halbleiterbauelement und kristalliner film
JP2015044740A (ja) * 2014-11-07 2015-03-12 Jx日鉱日石金属株式会社 酸化ガリウム粉末及びその製造方法並びに酸化物焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP6586768B2 (ja) * 2015-04-27 2019-10-09 株式会社Flosfia 成膜方法
US11152208B2 (en) * 2016-09-15 2021-10-19 Flosfia Inc. Semiconductor film, method of forming semiconductor film, complex compound for doping, and method of doping
JP6793942B2 (ja) * 2016-11-01 2020-12-02 国立大学法人 和歌山大学 酸化ガリウムの製造方法及び結晶成長装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016079485A (ja) 2014-10-20 2016-05-16 株式会社Flosfia 成膜方法ならびに膜形成用ミストおよびその前駆体溶液

Also Published As

Publication number Publication date
US20200194256A1 (en) 2020-06-18
CN111326417B (zh) 2023-06-23
US11515146B2 (en) 2022-11-29
CN111326417A (zh) 2020-06-23
JP2020098818A (ja) 2020-06-25
JP6839694B2 (ja) 2021-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019130909A1 (de) Verfahren zur bildung einer galliumoxidschicht
DE865160C (de) Verfahren zur Erzeugung einer Germaniumschicht auf einem Germaniumkoerper
DE2549738C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Einkristallstruktur für lichtemittierende Dioden
DE2609907A1 (de) Verfahren zum erhalten von einkristallen durch einkristallines anwachsen aus der dampfphase
DE2036621A1 (de) Zusammengesetzter Korper
DE2713097C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer dünnen polykristallinen Cadmiumsulfid-Schicht
DE2653532A1 (de) Zuechtungsverfahren fuer epitaktische halbleiterschichten
DE102019104102A1 (de) Filmbildungsverfahren und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
DE1250789B (de) Verfahren zum Züchten eines epitaktisch gewachsenen Einkristalles mit Hilfe einer Transportreaktion
DE2339183A1 (de) Verfahren zum aufwachsen einer epitaxieschicht auf einem einkristallinen, in seiner zusammensetzung mit ihr nicht identischen substrat
DE1646804A1 (de) Verfahren zum AEtz-Polieren von Saphir und anderen Oxiden
DE2310117A1 (de) Verfahren zum aufwachsen von versetzungsfreien einkristallinen schichten auf keimkristallen
DE102020114711A1 (de) Verfahren zur Ausbildung einer Oxidschicht, Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und zur Ausbildung einer Oxidschicht eingerichtetes Schichtausbildungsgerät
DE102019119197A1 (de) Filmbildungsverfahren und Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung
DE10394037B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Metallsulfidschicht
DE112014002558B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Silberteilchen
DE112020004152T5 (de) Verfahren zum Bilden einer Schicht und zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE102019119200A1 (de) Filmbildungsverfahren und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
DE1519812B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen epitaktisch auf einer einkristallinen unterlage aufgewachsener schichten aus germanium
DE2144828A1 (de) Verfahren zur Bildung einer GaP Schicht auf einem Si-Träger
DE2233259B2 (de) Verfahren zur Züchtung eines Einkristalls
DE2609350C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur isothermischen Kristallzüchtung
DE1546001C3 (de) Verfahren zur Herstellung dünner, dielektrischer Titanoxydschichten auf leitenden und halbleitenden Substraten
DE2212295B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Silicium- oder Germanium-Epitaxialschichten
DE1544241C (de) Verfahren zum Abscheiden einer Schicht aus Galliumarsenid auf einer Unterlage

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION KYOTO INSTITUT, JP

Free format text: FORMER OWNERS: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION KYOTO INSTITUTE OF TECHNOLOGY, KYOTO, JP; TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA, TOYOTA-SHI, AICHI-KEN, JP

Owner name: DENSO CORPORATION, KARIYA-CITY, JP

Free format text: FORMER OWNERS: NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION KYOTO INSTITUTE OF TECHNOLOGY, KYOTO, JP; TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAISHA, TOYOTA-SHI, AICHI-KEN, JP

R082 Change of representative

Representative=s name: KUHNEN & WACKER PATENT- UND RECHTSANWALTSBUERO, DE

R084 Declaration of willingness to licence
R016 Response to examination communication