JP2017108126A - Iii 族窒化物半導体装置の製造方法および半導体ウエハの製造方法 - Google Patents
Iii 族窒化物半導体装置の製造方法および半導体ウエハの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
第1の実施形態について説明する。本実施形態の半導体装置は、III 族窒化物半導体層を有する。
図1に、本実施形態のHEMT100を示す。HEMT100は、高電子移動度トランジスタである。図1に示すように、HEMT100は、基板110と、バッファ層120と、チャネル層130と、バリア層140と、ソース電極S1と、ゲート電極G1と、ドレイン電極D1と、を有している。ソース電極S1およびドレイン電極D1は、バリア層140の上に形成されている。このように、チャネル層130は、基板110とバリア層140との間の位置に配置されている。バリア層140からみてチャネル層130の反対側の位置に、ゲート電極G1と、ソース電極S1と、ドレイン電極D1と、が配置されている。
2−1.製造装置の構成
図2は、本実施形態におけるIII 族窒化物半導体装置の製造装置1000の概略構成図である。製造装置1000は、少なくとも窒素ガスを含む原料ガスをプラズマ化して、そのプラズマ化したプラズマ生成物を成長基板に供給するとともに、III 族金属を含む有機金属ガスをプラズマ化しないで成長基板に供給する装置である。
製造装置1000における製造条件を表1に示す。表1で挙げた数値範囲は、あくまで目安であり、必ずしもこの数値範囲である必要はない。RFパワーは、100W以上1000W以下の範囲内である。RF電源1600がシャワーヘッド電極1100に付与する周期的な電位の周波数は、30MHz以上300MHz以下の範囲内である。基板温度は、室温以上900℃以下の範囲内である。製造装置1000の内圧は、1Pa以上10000Pa以下の範囲内である。
RFパワー 100W以上 1000W以下
周波数 30MHz以上 300MHz以下
基板温度 室温以上 900℃以下
内圧 1Pa以上 10000Pa以下
この製造装置1000は、In組成比Xが0.3以上というIn濃度の高いIII 族窒化物層を比較的速い成長速度で成長させることができる。つまり、In濃度の高いIII 族窒化物層を有する半導体素子を量産することができる。また、窒素ガスおよび水素ガスをプラズマ化するため、従来のMOCVD法に比べて、低い温度で半導体層を成長させることができる。例えば、基板温度を100℃〜200℃程度として成膜することができる。また、MOCVD炉のように大量のアンモニアを用いる必要がない。そのため、大規模な除害装置を設ける必要がない。そして、この製造装置1000の製造コストおよびランニングコストは、従来の装置よりも低い。
ここで、本実施形態の製造装置1000を用いたHEMT100の製造方法について説明する。この製造方法は、成長基板にIII 族窒化物半導体層を形成する半導体層形成工程を有する。半導体層形成工程は、III 族金属を含む有機金属ガスを下地層に吸着させる吸着工程と、少なくとも窒素ガスを含む原料ガスをプラズマ化して成長基板に供給するとともにIII 族金属を含む有機金属ガスをプラズマ化しないで成長基板に供給して、下地層の上にIII 族窒化物半導体層を形成する上層形成工程と、を有する。
まず、基板Sa1を準備する。基板Sa1として、例えば、c面サファイア基板を用いることができる。また、その他の基板を用いてもよい。基板Sa1を、製造装置1000のサセプター1200に取り付ける。そして、水素ガスを供給しながら基板温度を400℃から800℃程度まで上昇させる。これにより、基板Sa1の表面を還元するとともに、基板Sa1の表面をクリーニングする。基板温度については、より高い温度にしてもよい。
半導体層形成工程は、基板Sa1の上にバッファ層120を形成するバッファ層形成工程と、バッファ層120の上にチャネル層130を形成するチャネル層形成工程と、チャネル層130の上にバリア層140を形成するバリア層形成工程と、を有する。
3−2−1−1.吸着工程
次に、基板Sa1の上にIII 族金属を含む有機金属ガスを供給する。そして、III 族金属を含む有機金属ガスを基板Sa1の板面に吸着させる。ここでは、吸着させる有機金属ガスとして、例えば、トリメチルインジウムが挙げられる。これ以外の有機金属ガスを用いてもよい。有機金属ガスとして、例えば、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムが挙げられる。なお、有機金属ガスが基板Sa1の上に吸着する際には、メチル基等の置換基が離脱している場合がある。この吸着工程により、III 族金属、もしくはIII 族金属を含む有機金属ガスが、基板Sa1の上に吸着する。
次に、III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた基板Sa1の上にバッファ層120を形成する。具体的な方法は、次の通りである。
次に、バッファ層120の上にチャネル層130を形成する。窒素ガスと水素ガスとを含む混合ガスをプラズマ化してバッファ層120に供給するとともに、III 族金属を含む有機金属ガスをプラズマ化しないでバッファ層120に供給する。
次に、チャネル層130の上にバリア層140を形成する。窒素ガスと水素ガスとを含む混合ガスをプラズマ化してチャネル層130に供給するとともに、III 族金属を含む有機金属ガスをプラズマ化しないでチャネル層130に供給する。
次に、バリア層140の上にソース電極S1およびドレイン電極D1を形成する。また、バリア層140の上にゲート電極G1を形成する。
次に、ウエハ状の基板Sa1を分割して、複数のHEMT100に切り出す。もしくは、基板Sa1から余剰な部分を除去する。そのためには、レーザー装置や、ブレーキング装置等を用いればよい。以上により、HEMT100が製造される。
また、上記の他に、熱処理工程と、保護膜形成工程と、その他の工程と、を実施してもよい。
本実施形態では、REMOCVD法を用いて半導体層を成長させる。本実施形態のHEMT100の製造方法では、窒素ガスと水素ガスとを含む混合ガスをプラズマ化して、そのプラズマ化したプラズマ生成物を成長基板に供給するとともに、III 族金属を含む有機金属ガスをプラズマ化しないで成長基板に供給する。そのため、100℃〜200℃程度の低温で半導体層を成長させることができる。したがって、In濃度の高い半導体層を成長させることができる。また、本実施形態では、有機金属ガスを吸着させた成長基板の上にバッファ層120を成長させる。そのため、その上層であるチャネル層130、バリア層140の結晶性は優れている。したがって、電子移動度の高いHEMTを製造することができる。
5−1.バッファ層への吸着
III 族金属を含む有機金属ガスをバッファ層120に吸着させてもよい。この場合においても、上層のチャネル層130、バリア層140を高い結晶性で成長させることができる。よって、次の3通りを実施してもよい。つまり、基板Sa1に有機金属ガスを吸着させてバッファ層120に有機金属ガスを吸着させない場合と、基板Sa1に有機金属ガスを吸着させずにバッファ層120に有機金属ガスを吸着させる場合と、基板Sa1に有機金属ガスを吸着させるとともにバッファ層120に有機金属ガスを吸着させる場合と、である。
プラズマ化する原料ガス(第2のガス)は、少なくとも窒素ガスを含んでいればよい。ここで、InN等のIn濃度の高い半導体層を成長させる際には、窒素ガスを含有するとともに水素ガスを含有しない原料ガスを用いることが好ましい。In濃度のそれほど高くない半導体層を成長させる際には、窒素ガスと水素ガスとを含む混合ガスを用いてもよい。
本実施形態では、チャネル層130をInGaN層として形成した。しかし、少量のAl元素を含有していてもよい。その場合、チャネル層130は、AlY InX Ga(1-X-Y) N層である。この場合において、チャネル層130のIn濃度Xは、0.3≦X≦1.0であり、チャネル層130のAl濃度Yは、0≦Y≦0.05である。
図3に示すように、本実施形態の技術を絶縁ゲート型のHEMT200に対しても、適用することができる。HEMT200は、基板110と、バッファ層120と、チャネル層130と、バリア層240と、絶縁膜250と、ソース電極S2と、ゲート電極G2と、ドレイン電極D2と、を有している。ゲート電極G2は、溝241の位置に、絶縁膜250をはさんでバリア層240と対面する位置に形成されている。また、図1や図3に示した半導体構造に限らない。チャネル層230として、In濃度の高いIII 族窒化物半導体を適用すれば、その他の半導体層の構成は、自由に選んでよい。
本実施形態の技術は、電極を形成する前の半導体ウエハに適用することができる。例えば、図1におけるソース電極S1、ドレイン電極D1、ゲート電極G1を形成する前の半導体ウエハについても、本実施形態の半導体装置の製造方法と同様に製造することができる。
本実施形態では、ソース電極S1と、ゲート電極G1と、ドレイン電極D1とを、バリア層140の上に形成した。しかし、バリア層140の上に他の半導体層を形成し、その半導体層の上にこれらの電極を形成してもよい。もちろん、その場合であっても、絶縁ゲート型の半導体装置であってもよい。また、チャネル層130と基板110との間に、バッファ層120以外の下地層を有していてもよい。
チャネル層130とバリア層140との間に、バリア層140よりもバンドギャップの大きい合金散乱防止層を形成してもよい。
上記の変形例について、自由に組み合わせてもよい。
本実施形態のHEMT100の製造方法は、III 族金属を含む有機金属ガスを基板Sa1の上に吸着させる吸着工程と、有機金属ガスを吸着させた基板Sa1の上にIII 族窒化物半導体層を成長させる上層形成工程と、を有する。このように、有機金属ガスを吸着させた下地層の上にREMOCVD法によりIII 族窒化物半導体層を成長させるため、結晶性に優れるとともにIn濃度の高いIII 族窒化物半導体層を成長させることができる。
A−1.サンプルの作製
A−1−1.サーマルクリーニング
10mm角のGaN/サファイアテンプレート基板を用いた。そのGaN/サファイアテンプレート基板を前述の製造装置1000のサセプター1200に配置した。そして、N2 およびH2 を用いて基板のクリーニングを下記のように実施した。N2 およびH2 をシャワーヘッド電極1100の側から流した。N2 の流量は、750sccmであった。H2 の流量は、250sccmであった。シャワーヘッド電極1100に与えた電力は400Wであった。その周波数は60MHzであった。これにより、N2 ガスおよびH2 ガスはプラズマ化され、ラジカルが発生する。炉本体1001の内圧は100Paであった。そして、GaN/サファイアテンプレート基板を700℃まで昇温した後、10分間保持した。
次に、基板温度を25℃まで冷却するとともにH2 の供給を停止した。そして、製造装置1000を排気した。そして、GaN層の上にトリメチルアルミニウム(TMA)を供給した。TMAの流量は0.1sccmであった。TMAの蒸気圧は7.2hPaであった。キャリアガスとしてN2 ガスを4.4sccm流した。基板温度は25℃であった。シャワーヘッド電極1100に与えた電力は0Wであった。炉本体1001の内圧は100Paであった。その状態で10分間保持した。その後、TMAを排気した。
そして、下記のようにGaN層の上にAlN層を成長させた。基板温度を800℃まで上昇させた。炉本体1001の内圧は100Paであった。シャワーヘッド電極1100に与えた電力は400Wであった。その周波数は60MHzであった。シャワーヘッド電極1100からN2 およびH2 を供給した。N2 の流量は750sccmであった。H2 の流量は250sccmであった。したがって、窒素原子と水素原子との少なくとも一方に由来するラジカルが発生する。一方、第1のガス供給管1300からトリメチルアルミニウム(TMA)を供給した。TMAの流量は0.1sccmであった。TMAの蒸気圧は7.2hPaであった。キャリアガスとしてN2 ガスを4.4sccm流した。上記の状態で60分間AlN層を成膜した。
A−2−1.吸着工程がある場合
図4は、第1のサンプルのXRD測定(2θ/θ)の結果を示すグラフである。図4に示すように、TMAの吸着工程を実施した場合には、AlNの鋭いピークが観測された。つまり、結晶性のよいAlNの単結晶を成長させることができた。
図5は、第2のサンプルのXRD測定(2θ/θ)の結果を示すグラフである。図5に示すように、TMAの吸着工程を実施しなかった場合には、AlNのピークが観測されなかった。つまり、AlNの膜を成長させることができなかった。
B−1.サンプルの作製
B−1−1.サーマルクリーニング
10mm角のGaN/Siテンプレート基板を用いた。そのGaN/Siテンプレート基板を前述の製造装置1000のサセプター1200に配置した。そして、N2 およびH2 を用いて基板のクリーニングを下記のように実施した。N2 およびH2 をシャワーヘッド電極1100の側から流した。N2 の流量は、750sccmであった。H2 の流量は、250sccmであった。シャワーヘッド電極1100に与えた電力は400Wであった。その周波数は60MHzであった。これにより、N2 ガスおよびH2 ガスはプラズマ化され、ラジカルが発生する。炉本体1001の内圧は100Paであった。そして、GaN/Siテンプレート基板を900℃まで昇温した後、10分間保持した。
そして、GaN/Siテンプレート基板の上にGaN層を成長させた。基板温度は800℃であった。シャワーヘッド電極1100に与えた電力は400Wであった。その周波数は60MHzであった。シャワーヘッド電極1100からN2 およびH2 を供給した。N2 の流量は、750sccmであった。H2 の流量は、250sccmであった。一方、第1のガス供給管1300からトリメチルガリウム(TMG)を供給した。TMGの流量は0.08sccmであった。TMGの温度は−12℃であった。TMGの蒸気圧は46.8hPaであった。
次に、基板温度を25℃まで冷却するとともにH2 の供給を停止した。そして、GaN層の上にトリメチルインジウム(TMI)を供給した。基板温度は25℃であった。シャワーヘッド電極1100に与えた電力は0Wであった。シャワーヘッド電極1100からN2 を供給した。N2 の流量は750sccmであった。一方、第1のガス供給管1300からトリメチルインジウム(TMI)を供給した。TMIの流量は0.05sccmであった。TMIの温度は20℃であった。TMIの蒸気圧は2.28hPaであった。キャリアガスとしてN2 ガスを7sccm供給した。炉本体1001の内圧は85Paであった。TMIの供給時間は5秒であった。
そして、GaN層の上にInN層を成長させた。基板温度は25℃であった。シャワーヘッド電極1100に与えた電力は400Wであった。その周波数は60MHzであった。シャワーヘッド電極1100からN2 を供給した。N2 の流量は750sccmであった。一方、第1のガス供給管1300からトリメチルインジウム(TMI)を供給した。TMIの流量は0.05sccmであった。TMIの温度は20℃であった。TMIの蒸気圧は2.28hPaであった。キャリアガスとしてN2 ガスを7sccm供給した。炉本体1001の内圧は85Paであった。この状態で10分間だけInN層を成膜した。
図6は、InN層を形成したサンプルのXRD測定(2θ/θ)の結果を示すグラフである。図6に示すように、Inの吸着工程を実施しているため、InNの鋭いピークが観測された。つまり、結晶性のよいInN層を成長させることができた。
110…基板
120…バッファ層
130…チャネル層
140、240…バリア層
G1、G2…ゲート電極
S1、S2…ソース電極
D1、D2…ドレイン電極
Sa1…基板
1000…製造装置
1001…炉本体
1100…シャワーヘッド電極
1200…サセプター
1300…第1のガス供給管
1420…第2のガス供給管
1600…RF電源
Claims (8)
- III 族窒化物半導体装置の製造方法において、
成長基板にIII 族窒化物半導体層を形成する半導体層形成工程を有し、
前記半導体層形成工程は、
III 族金属を含む有機金属ガスを下地層に吸着させる吸着工程と、
少なくとも窒素ガスを含む原料ガスをプラズマ化して前記成長基板に供給するとともにIII 族金属を含む有機金属ガスをプラズマ化しないで前記成長基板に供給して、前記下地層の上にIII 族窒化物半導体層を形成する上層形成工程と、
を有すること
を特徴とするIII 族窒化物半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載のIII 族窒化物半導体装置の製造方法において、
前記半導体層形成工程は、
前記成長基板の上にバッファ層を形成するバッファ層形成工程を有し、
前記バッファ層形成工程は、
前記吸着工程および前記上層形成工程を有し、
前記吸着工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを前記成長基板に吸着させ、
前記上層形成工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた前記成長基板の上に前記バッファ層を形成すること
を特徴とするIII 族窒化物半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載のIII 族窒化物半導体装置の製造方法において、
前記半導体層形成工程は、
前記成長基板の上にバッファ層を形成するバッファ層形成工程と、
前記バッファ層の上にチャネル層を形成するチャネル層形成工程と、
を有し、
前記チャネル層形成工程は、
前記吸着工程および前記上層形成工程を有し、
前記吸着工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを前記バッファ層に吸着させ、
前記上層形成工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた前記バッファ層の上に前記チャネル層を形成すること
を特徴とするIII 族窒化物半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載のIII 族窒化物半導体装置の製造方法において、
前記半導体層形成工程は、
前記成長基板の上にバッファ層を形成するバッファ層形成工程と、
前記バッファ層の上にチャネル層を形成するチャネル層形成工程と、
を有し、
前記バッファ層形成工程は、
第1の吸着工程および第1の上層形成工程を有し、
前記チャネル層形成工程は、
第2の吸着工程および第2の上層形成工程を有し、
前記第1の吸着工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを前記成長基板に吸着させ、
前記第1の上層形成工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた前記成長基板の上に前記バッファ層を形成し、
前記第2の吸着工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを前記バッファ層に吸着させ、
前記第2の上層形成工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた前記バッファ層の上に前記チャネル層を形成すること
を特徴とするIII 族窒化物半導体装置の製造方法。 - 半導体ウエハの製造方法において、
成長基板にIII 族窒化物半導体層を形成する半導体層形成工程を有し、
前記半導体層形成工程は、
III 族金属を含む有機金属ガスを下地層に吸着させる吸着工程と、
少なくとも窒素ガスを含む原料ガスをプラズマ化して前記成長基板に供給するとともにIII 族金属を含む有機金属ガスをプラズマ化しないで前記成長基板に供給して、前記下地層の上にIII 族窒化物半導体層を形成する上層形成工程と、
を有すること
を特徴とする半導体ウエハの製造方法。 - 請求項5に記載の半導体ウエハの製造方法において、
前記半導体層形成工程は、
前記成長基板の上にバッファ層を形成するバッファ層形成工程を有し、
前記バッファ層形成工程は、
前記吸着工程および前記上層形成工程を有し、
前記吸着工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを前記成長基板に吸着させ、
前記上層形成工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた前記成長基板の上に前記バッファ層を形成すること
を特徴とする半導体ウエハの製造方法。 - 請求項5に記載の半導体ウエハの製造方法において、
前記半導体層形成工程は、
前記成長基板の上にバッファ層を形成するバッファ層形成工程と、
前記バッファ層の上にチャネル層を形成するチャネル層形成工程と、
を有し、
前記チャネル層形成工程は、
前記吸着工程および前記上層形成工程を有し、
前記吸着工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを前記バッファ層に吸着させ、
前記上層形成工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた前記バッファ層の上に前記チャネル層を形成すること
を特徴とする半導体ウエハの製造方法。 - 請求項5に記載の半導体ウエハの製造方法において、
前記半導体層形成工程は、
前記成長基板の上にバッファ層を形成するバッファ層形成工程と、
前記バッファ層の上にチャネル層を形成するチャネル層形成工程と、
を有し、
前記バッファ層形成工程は、
第1の吸着工程および第1の上層形成工程を有し、
前記チャネル層形成工程は、
第2の吸着工程および第2の上層形成工程を有し、
前記第1の吸着工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを前記成長基板に吸着させ、
前記第1の上層形成工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた前記成長基板の上に前記バッファ層を形成し、
前記第2の吸着工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを前記バッファ層に吸着させ、
前記第2の上層形成工程では、
III 族金属を含む有機金属ガスを吸着させた前記バッファ層の上に前記チャネル層を形成すること
を特徴とする半導体ウエハの製造方法。
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
JP2019153791A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 国立大学法人名古屋大学 | Iii族窒化物半導体素子の製造方法および基板の洗浄方法 |
JP2019153660A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 国立大学法人名古屋大学 | Iii族窒化物半導体素子の製造方法およびパワーデバイス |
JP2020068273A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 国立大学法人名古屋大学 | Iii族窒化物半導体素子とその製造方法および半導体ウエハの製造方法およびテンプレート基板の製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08172055A (ja) * | 1994-12-20 | 1996-07-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 窒化物半導体結晶の成長方法およびその装置 |
WO2007018121A1 (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | National Institute For Materials Science | 窒化ガリウム等のiii族窒化物の成膜方法 |
JP2007115887A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体素子およびその製法 |
WO2012137949A1 (ja) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 窒化物半導体の製造方法、窒化物半導体、およびiii-v族窒化物の成膜方法 |
JP2015122482A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-07-02 | 国立大学法人名古屋大学 | Iii族窒化物半導体装置とその製造方法 |
-
2016
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08172055A (ja) * | 1994-12-20 | 1996-07-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 窒化物半導体結晶の成長方法およびその装置 |
WO2007018121A1 (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | National Institute For Materials Science | 窒化ガリウム等のiii族窒化物の成膜方法 |
JP2007115887A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体素子およびその製法 |
WO2012137949A1 (ja) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 東京エレクトロン株式会社 | 窒化物半導体の製造方法、窒化物半導体、およびiii-v族窒化物の成膜方法 |
JP2015122482A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-07-02 | 国立大学法人名古屋大学 | Iii族窒化物半導体装置とその製造方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019153791A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 国立大学法人名古屋大学 | Iii族窒化物半導体素子の製造方法および基板の洗浄方法 |
JP2019153660A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 国立大学法人名古屋大学 | Iii族窒化物半導体素子の製造方法およびパワーデバイス |
JP7100871B2 (ja) | 2018-03-02 | 2022-07-14 | 国立大学法人東海国立大学機構 | Iii族窒化物半導体素子の製造方法 |
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JP2020068273A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 国立大学法人名古屋大学 | Iii族窒化物半導体素子とその製造方法および半導体ウエハの製造方法およびテンプレート基板の製造方法 |
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