JP2009246033A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下地層であるpGaN層103に形成された注入領域104’上に、GaNのバンドギャップエネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギーを有する物質よりなる光吸収膜T1を形成し、この状態で基板101上面から赤外光や赤色光など、pGaN層103のバンドギャップエネルギーよりも小さいエネルギーの所定光を用いてアニールを行う。pGaN層103と比較して光吸収膜T1の方がアニールで使用される光の吸収係数が大きいため、光吸収膜T1直下もしくは近傍の領域(注入領域104’)を選択的に熱処理することが可能となる。
【選択図】 図3
Description
本発明の実施の形態1では、本発明によるIII族窒化物半導体を用いた半導体装置として、GaN系FET100を例に挙げる。図1は、本実施の形態によるGaN系FET100の構成を示す断面図である。なお、図1は、基板と垂直であってチャネル長方向と平行な方向にGaN系FET100を切断した際の断面図である。
次に、本発明の実施の形態2によるIII族窒化物半導体を用いた半導体装置として、GaN系FET200を例に挙げ、その構成および製造方法を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない事項については実施の形態1と同様である。
次に、本発明の実施の形態3によるIII族窒化物半導体を用いた半導体装置として、GaN系FET300を例に挙げ、その構成および製造方法を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、本発明の実施の形態1または2と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない事項については本発明の実施の形態1または2と同様である。
次に、本発明の実施の形態4によるIII族窒化物半導体を用いた半導体装置として、GaN系HEMT400を例に挙げ、その構成および製造方法を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1から3のいずれかと同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない事項については実施の形態1から3のいずれかと同様である。
次に、本発明の実施の形態5によるIII族窒化物半導体を用いた半導体装置として、GaN系半導体レーザ500を例に挙げ、その構成および製造方法を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1から4のいずれかと同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない事項については実施の形態1から4のいずれかと同様である。
次に、本発明の実施の形態6によるIII族窒化物半導体を用いた半導体装置として、GaN系半導体レーザ600を例に挙げ、その構成および製造方法を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1から5のいずれかと同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない事項については実施の形態1から5のいずれかと同様である。
101、501、601 基板
102、502 バッファ層
103 pGaN層
103a チャネル形成領域
104 n+GaN領域
104’、204’、508’、509’ 注入領域
105、305 ゲート絶縁膜
106、306 ゲート電極
107 電極
204 RESURF領域
303、403 n−GaN層
400 GaN系HEMT
405 n−AlGaN層
500、600 GaN系半導体レーザ
503 下部クラッド層
504 下部光ガイド層
504A 下層unGaN膜
505 活性層
505A unInGaN膜
506 上部光ガイド層
506A 上層unGaN膜
507 上部クラッド層
507A pAlGaN膜
508 n+拡散領域
509 p+拡散領域
510 n型電極
511 p型電極
R1 フォトレジスト
M1、M21、M31、M34、M51、M53、M55、M62 マスク酸化膜
M2、M22、M32、M52、M54、M63 保護膜
M3、M3’、M56、M65 飛散防止膜
T1、T1’、T2、T3、T6、T51、T52 光吸収膜
Claims (15)
- 不純物注入領域が形成されたIII族窒化物半導体よりなる半導体層を有する処理対象基板における前記不純物注入領域上に前記III族窒化物半導体のバンドギャップエネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギーを有する物質よりなる光吸収膜を形成する光吸収膜形成工程と、
前記III族窒化物半導体のバンドギャップエネルギーよりも小さいエネルギーの所定光を照射して前記処理対象基板をアニールすることで前記不純物注入領域の不純物を活性化するアニール工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記光吸収膜の前記バンドギャップエネルギーは、前記所定光のエネルギー以下であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記光吸収膜は、誘電体膜であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。
- 前記所定光の波長は、0.6μm以上1.0μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記光吸収膜の前記バンドギャップエネルギーは、1.2eV以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記光吸収膜は、Ge、DLCまたはa−Siのいずれかで形成された膜であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体層は、GaN、AlGaN、BGaN、BAlN、InGaN、AlN、および、InNのいずれかで構成された層であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体層上面および該半導体層上に形成された前記光吸収膜を覆い、前記半導体層における窒素原子の拡散を防止するための飛散防止膜を形成する飛散防止膜形成工程を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体層上面を覆い、該半導体層における窒素原子の拡散を防止するための飛散防止膜を形成する飛散防止膜形成工程を有し、
前記光吸収膜は、前記飛散防止膜上に形成されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記半導体層上にゲート絶縁膜を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成するゲート電極形成工程と、
を有し、
前記不純物注入領域は、前記半導体層における少なくとも2つの第1領域に形成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記不純物注入領域は、前記2つの第1領域と、前記半導体層における領域であって前記2つの第1領域に挟まれ且つ該2つの第1領域のうちいずれか一方に接する第2領域とにそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項10記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体層は、III族窒化物半導体で形成された第1半導体層と、該第1半導体層上の一部に形成されたIII族窒化物半導体よりなる第2半導体層とを含み、
前記不純物注入領域は、前記第1半導体層における前記第2半導体層が形成されていない領域の一部と前記第2半導体層の一部とにそれぞれ形成され、
前記ゲート絶縁膜は、前記第1半導体層上から前記第2半導体層上に亘って形成され、
前記ゲート電極は、前記第1半導体層上の前記ゲート絶縁膜上から前記第2半導体層上のゲート絶縁膜上に亘って形成され、
前記第2半導体層に形成された前記不純物注入領域は、前記ゲート電極下の領域から離間した領域に形成されていることを特徴とする請求項10記載の半導体装置の製造方法。 - 前記半導体層は、前記III族窒化物半導体で形成された第1半導体層と、該第1半導体層上の一部に形成されたIII族窒化物半導体よりなる第2半導体層と、該第2半導体層上に形成された第3半導体層とを含み、
前記不純物注入領域は、前記第1半導体層における前記第2半導体層が形成されていない領域の一部と前記第3半導体層の一部とにそれぞれ形成され、
前記ゲート絶縁膜は、前記第1半導体層上から前記第2半導体層上に亘って形成され、
前記ゲート電極は、前記第1半導体層上の前記ゲート絶縁膜上から前記第3半導体層上にゲート絶縁膜上に亘って形成され、
前記第3半導体層に形成された前記不純物注入領域は、前記ゲート電極下の領域から離間した領域に形成されていることを特徴とする請求項10記載の半導体装置の製造方法。 - 前記半導体層は、下部クラッド層と下部光ガイド層と活性層上部光ガイド層と上部クラッド層とよりなるメサ状の積層構造を有し、
前記不純物注入領域は、前記下部クラッド層の一部と前記上部クラッド層の一部とにそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記処理対象基板は、前記半導体層と、前記半導体層の第1面上に形成され、下部クラッド層と下部光ガイド層と活性層上部光ガイド層と上部クラッド層とよりなるメサ状の積層膜とを有し、
前記不純物注入領域は、前記半導体層における前記第1面と反対側の第2面側に形成され、
前記アニール工程は、前記第2面側から前記処理対象基板に前記所定光を照射することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
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