JP2014078590A - 半導体素子の製造方法及び半導体素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体素子の製造方法は、実施形態の一例において、所定のパターンに形成されたSiO2層がシリコン基板上に形成され、シリコン基板のうち露出している部分にGaNを含むバッファ層が形成されている被処理体を形成する。また、半導体素子の製造方法は、実施形態の一例において、被処理体のバッファ層上にGaN層を成膜する。また、半導体素子の製造方法では、実施形態の一例において、被処理体を形成する形成ステップにおいて、シリコン基板上にSiO2層を形成し、SiO2層を所定のパターンに形成し、シリコン基板のうち露出している部分にGaNを含むバッファ層を形成する。
【選択図】図2
Description
第1の実施形態における半導体素子の製造方法は、1つの実施形態において、所定のパターンに形成されたSiO2層がシリコン基板上に形成され、シリコン基板のうち露出している部分にGaNを含むバッファ層が形成されている被処理体を形成する形成ステップと、被処理体のバッファ層上にGaN層を成膜する成膜ステップとを含む。
図1は、第1の実施形態に係る半導体素子の製造方法に適用される成膜装置の一例の概略構成を示す断面図である。成膜装置100は、気密に構成された略円筒状の処理容器1を有している。処理容器1は、例えばアルマイト処理(陽極酸化処理)されたアルミニウムなどの材質によって形成されている。処理容器1の中には被処理体である基板Sを水平に支持する載置台であるステージ3が配備されている。ステージ3は、円筒状の支持部材5によって支持されている。ステージ3には、二点鎖線で示す基板Sを加熱するため、加熱手段としてのヒーター6が埋設されている。ヒーター6は、図示しないヒーター電源から給電されることによって、基板Sを所定の温度に加熱する抵抗加熱ヒーターである。基板Sを加熱するための加熱手段としては、抵抗加熱ヒーターに限らず、例えばランプ加熱ヒーターでもよい。
図2は、第1の実施形態に係る半導体素子の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下に説明するように、第1の実施形態に係る半導体素子の製造方法では、ケイ素含有基板を用いて、GaN層を成膜する。第1の実施形態では、ケイ素含有基板としてシリコン基板を用いる場合を例に説明する。
上述したように、第1の実施形態によれば、所定のパターンに形成されたSiO2層202がシリコン層201上に形成され、シリコン層201のうち露出している部分にバッファ層203が形成されている被処理体を形成する形成ステップと、被処理体のバッファ層203上にGaN層204を成膜する成膜ステップとを行う。このように、シリコン含有基板の表面に加工を施し、GaN成長に適した形状とすることによって、ケイ素含有基板を用いて窒化物半導体素子を適切に形成可能となる。
第2の実施形態における半導体素子の製造方法は、1つの実施形態において、第1のシリコン層とSiO2層と所定のパターンに形成された第2のシリコン層とが順に積層されており、第2のシリコン層上にSiC層とGaNを含むバッファ層とが順に積層されている被処理体を形成する形成ステップと、バッファ層上にGaN層を成膜する成膜ステップとを含む。
図5は、第2の実施形態に係る半導体素子の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、第1の実施形態に係る半導体素子の製造方法と同様の点については、適宜説明を省略する。以下に説明するように、第2の実施形態に係る半導体素子の製造方法では、ケイ素含有基板として、例えば、SOI(Silicon on Insulator)基板を用いて、GaN層を成膜する。
上述したように、第2の実施形態における半導体素子の製造方法では、1つの実施形態において、第1のシリコン層301とSiO2層302と所定のパターンに形成された第2のシリコン層303とが順に積層されており、第2のシリコン層303上にSiC層304とGaNを含むバッファ層305とが順に積層されている被処理体を形成する形成ステップと、バッファ層305上にGaN層306を成膜する成膜ステップとを含む。このように、シリコン含有基板の表面に加工を施し、GaN成長に適した形状とすることによって、ケイ素含有基板を用いて窒化物半導体素子を適切に形成可能となる。
なお、上述した実施形態は一例であり、上述した実施形態以外にも、その他の実施形態にて実施されても良い。例えば、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法によって自動的に行っても良い。
202 SiO2層
203 バッファ層
204 GaN層
301 第1のシリコン層
302 SiO2層
303 第2のシリコン層
304 SiC層
305 バッファ層
306 GaN層
Claims (9)
- 所定のパターンに形成されたSiO2層がシリコン基板上に形成され、前記シリコン基板のうち露出している部分にGaNを含むバッファ層が形成されている被処理体を形成する形成ステップと、
前記被処理体の前記バッファ層上にGaN層を成膜する成膜ステップと
を含む半導体素子の製造方法。 - 前記被処理体を形成する形成ステップは、
前記シリコン基板上に前記SiO2層を形成する形成ステップと、
前記SiO2層を所定のパターンに形成する形成ステップと、
前記シリコン基板のうち露出している部分にGaNを含む前記バッファ層を形成する形成ステップと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記被処理体を形成する形成ステップは、前記シリコン基板のうち露出している部分を炭化させることによって前記SiC層を形成する形成ステップを更に含み、
前記バッファ層を形成する形成ステップは、前記バッファ層を前記SiC層上に形成することを特徴とする請求項2に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記SiO2層を所定のパターンに形成する形成ステップは、所定のパターンの前記SiO2層の側面を傾斜した凸部に形成し、前記シリコン基板のうち露出している部分に前記凸部と連続して傾斜した凹部を形成することを特徴とする請求項2に記載の半導体素子の製造方法。
- 所定のパターンに形成されたSiO2層をシリコン基板上に形成され、前記シリコン基板のうち露出している部分にGaNを含むバッファ層が形成されており、前記バッファ層上にGaN層が成膜された半導体素子。
- 第1のシリコン層とSiO2層と所定のパターンに形成された第2のシリコン層とが順に積層されており、前記第2のシリコン層上にSiC層とバッファ層とが順に積層されている被処理体を形成する形成ステップと、
前記バッファ層上にGaN層を成膜する成膜ステップと
を含む半導体素子の製造方法。 - 前記被処理体を形成する形成ステップは、
前記第1のシリコン層と前記SiO2層と前記第2のシリコン層とが順に積層されているSOI基板において、前記SiO2層上に積層されている前記第2のシリコン層を所定のパターンに形成する形成ステップと、
前記第2のシリコン層の表面を炭化させることによって前記SiC層を形成する形成ステップと、
GaNを含む前記バッファ層を前記SiC層上に形成する形成ステップと
を含むことを特徴とする請求項6に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記第2のシリコン層を所定のパターンに形成する形成ステップは、所定のパターンの前記第2のシリコン層の側面を傾斜した凸部に形成することを特徴とする請求項7に記載の半導体素子の製造方法。
- 第1のシリコン層とSiO2層と所定のパターンに形成された第2のシリコン層とが順に積層されており、前記第2のシリコン層上にSiC層とバッファ層とが順に積層されており、前記バッファ層上にGaN層が成膜された半導体素子。
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