JP6788302B2 - 化合物半導体、コンタクト構造、半導体素子、透明電極、化合物半導体の製造方法及びスパッタガン - Google Patents
化合物半導体、コンタクト構造、半導体素子、透明電極、化合物半導体の製造方法及びスパッタガン Download PDFInfo
- Publication number
- JP6788302B2 JP6788302B2 JP2019521337A JP2019521337A JP6788302B2 JP 6788302 B2 JP6788302 B2 JP 6788302B2 JP 2019521337 A JP2019521337 A JP 2019521337A JP 2019521337 A JP2019521337 A JP 2019521337A JP 6788302 B2 JP6788302 B2 JP 6788302B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound semiconductor
- concentration
- gan
- film
- semiconductor according
- 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.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 227
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims description 118
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 title claims description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 46
- -1 contact structures Substances 0.000 title description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 80
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 50
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 41
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004439 roughness measurement Methods 0.000 claims description 5
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 147
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 125
- 239000010408 film Substances 0.000 description 112
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 108
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 89
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 52
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 16
- 238000011160 research Methods 0.000 description 16
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 6
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000089 atomic force micrograph Methods 0.000 description 5
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910002059 quaternary alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 235000005811 Viola adunca Nutrition 0.000 description 1
- 240000009038 Viola odorata Species 0.000 description 1
- 235000013487 Viola odorata Nutrition 0.000 description 1
- 235000002254 Viola papilionacea Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
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
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0617—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- 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
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/0254—Nitrides
-
- 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
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02576—N-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L29/207—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds further characterised by the doping material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/872—Schottky diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
- H01S5/3095—Tunnel junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0843—Source or drain regions of field-effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L29/2003—Nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
- H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
- H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
- H01L29/7396—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions
- H01L29/7397—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions and a gate structure lying on a slanted or vertical surface or formed in a groove, e.g. trench gate IGBT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7786—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7813—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78684—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising semiconductor materials of Group IV not being silicon, or alloys including an element of the group IV, e.g. Ge, SiN alloys, SiC alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
- H01S5/04257—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration having positive and negative electrodes on the same side of the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18341—Intra-cavity contacts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
そして、特許文献6は、後述するPCT特許出願(本出願人によるPCT/JP2017/020513)の国際調査報告で引用された先行技術である。Si濃度を2×10E+20/cm3まで高めても、AlGaNに膜荒れが生じないという実験結果(図4)が開示されている。
非特許文献13には、GeとSiをドープした新しい物性を提供し得るn型GaNの諸特性について詳細に開示がされている。
最後に、非特許文献14には、スパッタリング法による高品質窒化物半導体の形成とデバイス応用に関する研究成果が報告されている。
本願発明は、これらの特許出願の内容と実施例の一部が重複し、さらに新しい実施例を追加したものである。
窒素と13族元素であるB、Al、GaまたはInからなる群より選ばれる一つの元素を含有する2元系、3元系または4元系の化合物半導体であって、
電子濃度と比抵抗の二つの物性値の組み合わせについて、
(a)電子濃度が1.8×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.25×10-3Ω・cm、
(b)電子濃度が3.6×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.25×10-3Ω・cm、
(c)電子濃度が6×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.15×10-3Ω・cm、
及び、
(d)電子濃度が3×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.15×10-3Ω・cm、の4点で囲まれた数値条件を満たす化合物半導体。
または、上記の(a)〜(b)の数値範囲に変えて、電子濃度と比抵抗の二つの物性値の組み合わせについて、
(a−1)電子濃度が1.5×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.20×10-3Ω・cm、
(b−1)電子濃度が6×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.20×10-3Ω・cm、
(c−1)電子濃度が6×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.10×10-3Ω・cm、及び、
(d−1)電子濃度が4×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.10×10-3Ω・cm、の4点で囲まれた数値条件を満たす化合物半導体であってもよい。また、上記の(a−1)−(b−1)の上限域に変えて、比抵抗を0.18×10-3Ω・cm以下にすることがより好ましい。
比抵抗が0.190×10-3Ω・cm以下である態様1に記載の化合物半導体((a)〜(d)の場合に限る。)。
Siを含有する態様1または2に記載の化合物半導体。
AFMによる表面粗さ測定で得られるRMS値が1.5nm以下である態様1、2または3に記載の化合物半導体。
n型導電性であり、電子移動度が80cm2/(V・s)以上である態様1、2、3または4に記載の化合物半導体。
電子移動度がn型導電性であり、電子移動度が130cm2/(V・s)以下である態様1〜5のいずれかに記載の化合物半導体。
GaとNを主成分とする態様1〜6のいずれかに記載の化合物半導体。
前記13族元素としてGaを含み、さらにAl及び/またはInを含有する態様1〜7のいずれかに記載の化合物半導体。
Geを含有する態様1〜8のいずれかに記載の化合物半導体。
態様1〜9のいずれかに記載の化合物半導体が用いられた導電部と電極とが接続されてなるコンタクト構造。
態様10に記載のコンタクト構造が備えられた半導体素子。
態様1〜9のいずれかに記載の化合物半導体が用いられた透明電極。
窒素と13族元素であるB、Al、GaまたはInからなる群より選ばれる一つの元素を含有する2元系、3元系または4元系の化合物半導体の製造方法であって、
希ガス、窒素ガス、及び酸素を含むプロセス雰囲気で、少なくともGaを含むターゲット金属をチャンバ内でパルススパッタリングし、
成長レートを450nm/h以下とし、0.4×10-3Ω・cm以下の比抵抗を有する化合物半導体を成膜する化合物半導体の製造方法。
態様13の化合物半導体の製造方法において、成膜時の基板温度を700℃以下で行う化合物半導体の製造方法。
態様13または14の化合物半導体の製造方法において、成長レートを90〜450nm/hに設定する化合物半導体の製造方法。また、本態様において、成長レートを100〜400nm/hに設定することがより好ましく、さらには、成長レートを180〜370nm/hに設定することが好ましい。
態様13、14または15に記載の化合物半導体の製造方法において、プロセス雰囲気に酸素ガスを供給する化合物半導体の製造方法。
態様13〜16のいずれかに記載の化合物半導体の製造方法において、酸素ガスをチャンバ内に供給することなく、チャンバ内の残留成分に含まれる酸素成分、または、他の原料ガス若しくはターゲット金属に含まれる微量な酸素成分を用いてスパッタリングを行う化合物半導体の製造方法。
態様13〜17のいずれかに記載の化合物半導体の製造方法において、化合物半導体を成膜する面とターゲット金属との距離を10〜50cmに設定する化合物半導体の製造方法。より好ましくは、上記距離を15〜30cmに設定する。
態様13〜18のいずれかの化合物半導体の製造方法に用いられるスパッタガンであって、
ターゲット金属がスパッタガンのヘッド部に備えられ、ヘッド部が基板電極に対向するようにチャンバに組み込まれ、
ヘッド部の有効サイズが約1インチ〜4インチであるスパッタガン。
態様19に記載のスパッタガンにおいて、平面形状が円形または矩形であるターゲット金属をヘッド部に搭載するように構成されてなるスパッタガン。
本発明において、所望の物性を持つ化合物半導体の成膜を実現するには、さまざまな条件を調整し必要となる成長レートを徐々に見出して量産製造に適した値に設定すればよい。例えば、チャンバの構造、電極の形状や配置を決め、次に成膜オペレーション上のパラメータとなるチャンバ内圧力や、背圧(真空ポンプの性能)、用いるガスの種別、ガスのフロー、不純物ガスの制御、磁界の制御、電源、基板温度、ターゲットと基板の距離などを最適化していく手法が考えられる。また、スパッタリングにおいて通常行われ得る、前洗浄、乾燥、加熱などの処理を必要に応じて実行すればよい。さらに、成膜したサンプルの諸特性、例えば、膜厚、膜の状態(表面粗さ、断面構造)、光学特性、導電率、膜の機械的特性などを高精度で評価することで本発明に係わる成膜のオペレーションを適切に管理することができる。
本発明の態様1では、上記の(a)〜(d)の4点、または(a−1)〜(d−1)で囲まれた数値範囲の条件を満たすことを必須とするものである。
各態様において、405nmの波長領域の光に対する吸光係数が2000cm-1以下であることが好ましい。
また、各態様において、450nmの波長領域の光に対する吸光係数が1000cm-1以下であることが好ましい。
また、3元系窒化物とは上記の2元系の13族元素の一部が他の13族元素で置換された化合物である。たとえば、InGaN(窒化インジウムガリウム)、AlGaN(窒化アルミニウムガリウム)、AlInN(窒化アルミニウムインジウム)の3元混晶である。また、3元系化合物はその組成比を調整することでバンドギャップを2元系化合物の特性を限度として、その範囲内で調整できることが知られている。
より好ましくは、比抵抗が0.18×10-3Ω・cm以下、電子移動度が70〜140cm2/(V・s)、且つ、比抵抗が0.15×10-3Ω・cm以上の所定の範囲である
(図6A及び図6B参照:領域X1)。
本発明において、窒化物の化合物半導体を製造するために用いる「パルススパッタリング法(PSD法)」や化合物半導体を製造するための材料・製造方法は当業者において周知の基礎的事項である。
(b)デューティー比:5%
(c)平均投入電力:100W
(d)パルス周波数:1kHz
(e)成長圧力:2×10-3Torr
(f)ドーパント:Si
ロールツーロールの工程においては、成長レートが刻々と変化していく可能性が高く、その場合は実効的な成長レートを想定し管理すればよい。概して、バッチ式よりも成長レートは低めになると考えられる。
n型窒化物半導体膜の抵抗値ρは、電子移動度μnとキャリア濃度nに反比例する。しかし、本発明においては、高いキャリア濃度においても高い電子移動度を示している。このことは、即ち、電気的に低抵抗である良質な膜を製造することができることを意味している。
まず、図19は本発明の13族窒化物半導体を基板上に形成した化合物半導体素子20の断面模式図を示す。21は基板(サファイア)、22はGaNである。
図20は、本発明の化合物半導体を用いたコンタクト構造の断面模式図を示す。31はGaN基板、32はGaN(PSD法で成膜した化合物半導体の膜)、34は絶縁層、33は外部に接続され得る配線電極、35はコンタクトホール部である。
図21は、本発明の13族窒化物化合物半導体を用いたコンタクト構造40の断面模式図を示す。図21中、41はn型GaNコンタクト層、42はTi層、43はAl層、44はNi層、45はAu層である。本例では複合型の金属電極が用いられている。成膜後に900℃程度で熱処理が行われる。
図22は、本発明を適用し得る薄膜トランジスタの断面模式図である。薄膜トランジスタの電極のコンタクト層に高濃度のn型GaN層を適用することができる。
上述した本発明に係るGaNの諸特性(電子濃度、電子移動度、比抵抗、表面粗さ)を、表1(SiドープのGaN)および表2(GeドープのGaN)に纏めた。また、本発明に係る高濃度領域のSi―ドープGaNの成長速度と諸特性(電子濃度、電子移動度、比抵抗、表面粗さ)の関係を表3(SiドープのGaN)に纏めた。
スパッタリングターゲット(Si):純度99.999%の単結晶
スパッタリングターゲット(Ge):純度99.99%の単結晶
Ga:純度99.99999%
窒素ガス:純度99.9999%
スパッタリングターゲット(Si):純度99.999%の単結晶
スパッタリングターゲット(Ge):純度99.99%の単結晶
Ga:純度99.99999%
Al:純度99.999%
In:純度99.999%
窒素ガス:純度99.9999%
このように、特許文献4に開示のものは、「1.5×10-6Ωcm2程度までコンタクト抵抗が低下した窒化物半導体再成長層」であったと考えられる。
図29は、縦形パワーMOSFETの断面概略図である。この縦形パワーMOSFET100は、n+−GaN層102、n-−GaN層103、p−GaN層104の積層構造の上に、本発明に係る窒化物半導体のn+−GaN層105が形成されている。この本発明に係るn+−GaN層105のパターニング加工には全面にn+−GaN層を堆積した後に、リソグラフィー技術を用いるか、あるいは、試料表面の一部のみに窒化ガリウムの結晶面を露出させ、その露出部に選択的にn+−GaN層をエピタキシャル成長する選択成長技術を用いてもよい。なお、符号106で示したものは絶縁膜、符号101で示したものはドレイン、符号107で示したものはソース、符号108で示したものはゲートである。
図30は、GaN系LEDの断面概略図である。LED200は、窒化物半導体から成る基板201の上に、n型窒化物半導体層202、量子井戸層を含む活性層203、p型窒化物半導体層204、および本発明のn+−GaN層205が順次積層されている。
図31は、ショットキダイオードの断面概略図である。このショットキダイオード300は、裏面に本発明のn+−GaN層306を形成したn+−GaN基板301の表面にn-−GaN層302が形成され、n+−GaN層306の側にはオーミック電極303が、n-−GaN層302側にはショットキ電極304が形成されている。なお、図中に符号305で示したものは絶縁膜である。
電子濃度と比抵抗の二つの物性値の組み合わせについて、
(a)電子濃度が1.8×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.25×10-3Ω・cm、
(b)電子濃度が3.6×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.25×10-3Ω・cm、
(c)電子濃度が6×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.15×10-3Ω・cm、
及び、
(d)電子濃度が3×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.15×10-3Ω・cm、
の4点で囲まれた数値条件を満たす化合物半導体を提供する。あるいは、上記の(a−1)〜(d−1)の4点で囲まれた数値条件を満たす化合物半導体を提供する。具体的には、GaNを主成分とする窒化物半導体である。
また、製造方法に関する態様においては、窒素と13族元素であるB、Al、GaまたはInからなる群より選ばれる一つの元素を含有する2元系、3元系または4元系の化合物半導体の製造方法であって、
希ガス、窒素ガス、及び酸素を含むプロセス雰囲気で、少なくともGaを含むターゲット金属をチャンバ内でパルススパッタリングし、
成長レートを450nm/h以下とし、0.4×10-3Ω・cm以下の比抵抗を有する化合物半導体を成膜する化合物半導体の製造方法を提供する。
2 巻きだしロール
3 巻き取りロール
4 基板フィルム
5 成膜室
10 連続成膜装置
11 チャンバ
12 基板電極
13 スパッタ源
14 直流電源
15 電源制御部
16 窒素供給源
17 加熱装置
12a 放熱シート
21 基板
22 GaN
31 基板
32 GaN
33 絶縁層
34 絶縁層
35 コンタクトホール部
41 n型GaNコンタクト層
42 Ti層
43 Al層
44 Ni層
45 Au層
100 縦形パワーMOSFET
101 ドレイン
102 n+−GaN層
103 n−GaN層
104 p−GaN層
105 n+−GaN層
106 絶縁膜
107 ソース
108 ゲート
200 LED
201 基板
202 n型窒化物半導体層
203 活性層
204 p型窒化物半導体層
205 n側電極
206 p側電極
300 ショットキダイオード
301 n+−GaN基板
302 n-−GaN層
303 オーミック電極
304 ショットキ電極
305 絶縁膜
306 n+−GaN層
Claims (20)
- 窒素と13族元素であるB、Al、GaまたはInからなる群より選ばれる一つの元素を含有する2元系、3元系または4元系の化合物半導体であって、
電子濃度と比抵抗の二つの物性値の組み合わせについて、
(a)電子濃度が1.8×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.25×10-3Ω・cm、
(b)電子濃度が3.6×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.25×10-3Ω・cm、
(c)電子濃度が6×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.15×10-3Ω・cm、
及び、
(d)電子濃度が3×1020cm-3、且つ、比抵抗が0.15×10-3Ω・cm、
の4点で囲まれた数値条件を満たす化合物半導体。 - 比抵抗が0.190×10-3Ω・cm以下である請求項1に記載の化合物半導体。
- Siを含有する請求項1に記載の化合物半導体。
- AFMによる表面粗さ測定で得られるRMS値が1.5nm以下である請求項1、2または3に記載の化合物半導体。
- n型導電性であり、電子移動度が80cm2/(V・s)以上である請求項1、2、3
または4に記載の化合物半導体。 - n型導電性であり、電子移動度が130cm2/(V・s)以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物半導体。
- GaとNを主成分とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物半導体。
- 前記13族元素としてGaを含み、さらにAl及び/またはInを含有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の化合物半導体。
- Geを含有する請求項1〜8のいずれか1項に記載の化合物半導体。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の化合物半導体が用いられた導電部と電極とが接続されてなるコンタクト構造。
- 請求項10に記載のコンタクト構造が備えられた半導体素子。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の化合物半導体が用いられた透明電極。
- 窒素と13族元素であるB、Al、GaまたはInからなる群より選ばれる一つの元素を含有する2元系、3元系または4元系の化合物半導体の製造方法であって、
希ガス、窒素ガス、及び酸素を含むプロセス雰囲気で、少なくともGaを含むターゲット金属をチャンバ内でパルススパッタリングし、
成長レートを450nm/h以下とし、0.4×10-3Ω・cm以下の比抵抗を有する化合物半導体を成膜する化合物半導体の製造方法。 - 請求項13の化合物半導体の製造方法において、成膜時の基板温度を700℃以下で行う化合物半導体の製造方法。
- 請求項13または14の化合物半導体の製造方法において、成長レートを90〜450nm/hに設定する化合物半導体の製造方法。
- 請求項13、14または15に記載の化合物半導体の製造方法において、プロセス雰囲気に酸素ガスを供給する化合物半導体の製造方法。
- 請求項13〜16のいずれか1項に記載の化合物半導体の製造方法において、酸素ガスをチャンバ内に供給することなく、チャンバ内の残留成分に含まれる酸素成分、または、他の原料ガス若しくはターゲット金属に含まれる微量な酸素成分を用いてスパッタリングを行う化合物半導体の製造方法。
- 請求項13〜17のいずれか1項に記載の化合物半導体の製造方法において、化合物半導体を成膜する面とターゲット金属との距離を10〜50cmに設定する化合物半導体の製造方法。
- 請求項13〜18のいずれか1項に記載の化合物半導体の製造方法に用いられるスパッタガンであって、
ターゲット金属がスパッタガンのヘッド部に備えられ、ヘッド部が基板電極に対向するようにチャンバに組み込まれ、
ヘッド部の有効サイズが1インチ〜4インチであるスパッタガン。 - 請求項19に記載のスパッタガンにおいて、平面形状が円形または矩形であるターゲット金属をヘッド部に搭載するように構成されてなるスパッタガン。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPPCT/JP2017/020513 | 2017-06-01 | ||
PCT/JP2017/020513 WO2018042792A1 (ja) | 2016-08-31 | 2017-06-01 | 化合物半導体及びその製造方法ならびに窒化物半導体 |
JP2018041338 | 2018-03-07 | ||
JP2018041338 | 2018-03-07 | ||
PCT/JP2018/021122 WO2018221711A1 (ja) | 2017-06-01 | 2018-06-01 | 化合物半導体及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018221711A1 JPWO2018221711A1 (ja) | 2020-04-09 |
JP6788302B2 true JP6788302B2 (ja) | 2020-11-25 |
Family
ID=64455654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019521337A Active JP6788302B2 (ja) | 2017-06-01 | 2018-06-01 | 化合物半導体、コンタクト構造、半導体素子、透明電極、化合物半導体の製造方法及びスパッタガン |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11888033B2 (ja) |
JP (1) | JP6788302B2 (ja) |
KR (1) | KR102517883B1 (ja) |
TW (1) | TWI732122B (ja) |
WO (1) | WO2018221711A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI770758B (zh) * | 2021-01-07 | 2022-07-11 | 鴻鎵科技股份有限公司 | 具反射結構之高電子移動率電晶體 |
CN116469981A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-07-21 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种高光效发光二极管及制备方法 |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5278433A (en) | 1990-02-28 | 1994-01-11 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound with double layer structures for the n-layer and/or the i-layer |
JP2623466B2 (ja) | 1990-02-28 | 1997-06-25 | 豊田合成株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
JP2003273398A (ja) | 2002-03-20 | 2003-09-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体材料およびそれを用いた半導体装置 |
US7170095B2 (en) * | 2003-07-11 | 2007-01-30 | Cree Inc. | Semi-insulating GaN and method of making the same |
JP2006013473A (ja) | 2004-05-24 | 2006-01-12 | Showa Denko Kk | Iii族窒化物半導体発光素子 |
US7456445B2 (en) | 2004-05-24 | 2008-11-25 | Showa Denko K.K. | Group III nitride semiconductor light emitting device |
JP2007214384A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体素子 |
JP2007243006A (ja) | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Kyocera Corp | 窒化物系半導体の気相成長方法、及び、エピタキシャル基板とそれを用いた半導体装置 |
JP2007250727A (ja) | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電界効果トランジスタ |
JP2008053426A (ja) | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US8129208B2 (en) | 2007-02-07 | 2012-03-06 | Tokuyama Corporation | n-Type conductive aluminum nitride semiconductor crystal and manufacturing method thereof |
JP5296995B2 (ja) | 2007-03-26 | 2013-09-25 | 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー | 半導体素子、半導体素子の製造方法、発光素子及び電子素子 |
JP2010537408A (ja) | 2007-08-14 | 2010-12-02 | ナイテック インコーポレイテッド | マイクロピクセル紫外発光ダイオード |
US7727874B2 (en) | 2007-09-14 | 2010-06-01 | Kyma Technologies, Inc. | Non-polar and semi-polar GaN substrates, devices, and methods for making them |
JP4931013B2 (ja) | 2007-12-06 | 2012-05-16 | 株式会社神戸製鋼所 | パルススパッタ装置およびパルススパッタ方法 |
JP2010056435A (ja) | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | 化合物エピタキシャル層の製造方法および半導体積層構造 |
JP2010070430A (ja) | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 導電性窒化物半導体基板並びにその製造方法 |
WO2011021248A1 (ja) | 2009-08-20 | 2011-02-24 | 国立大学法人東京大学 | 半導体基板、半導体層の製造方法、半導体基板の製造方法、半導体素子、発光素子、表示パネル、電子素子、太陽電池素子及び電子機器 |
US8592309B2 (en) * | 2009-11-06 | 2013-11-26 | Ultratech, Inc. | Laser spike annealing for GaN LEDs |
WO2011067893A1 (ja) | 2009-12-04 | 2011-06-09 | パナソニック株式会社 | 基板およびその製造方法 |
JP5821164B2 (ja) | 2010-04-27 | 2015-11-24 | 住友電気工業株式会社 | GaN基板および発光デバイス |
KR102001261B1 (ko) | 2010-12-20 | 2019-07-17 | 토소가부시키가이샤 | 질화갈륨 소결체 또는 질화갈륨 성형물 및 그들의 제조방법 |
JP5870887B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2016-03-01 | 三菱化学株式会社 | 窒化物単結晶のアニール処理方法 |
CN104995713A (zh) | 2013-02-18 | 2015-10-21 | 住友电气工业株式会社 | Iii族氮化物复合衬底及其制造方法,层叠的iii族氮化物复合衬底,以及iii族氮化物半导体器件及其制造方法 |
JP5839293B2 (ja) | 2013-03-29 | 2016-01-06 | ウシオ電機株式会社 | 窒化物発光素子及びその製造方法 |
US9362389B2 (en) * | 2013-08-27 | 2016-06-07 | University Of Notre Dame Du Lac | Polarization induced doped transistor |
CN105518868B (zh) | 2013-08-30 | 2019-06-28 | 国立研究开发法人科学技术振兴机构 | InGaAlN基半导体元件 |
JP5861947B2 (ja) | 2014-02-05 | 2016-02-16 | ウシオ電機株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
JP6631950B2 (ja) | 2014-12-11 | 2020-01-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 窒化物半導体装置および窒化物半導体装置の製造方法 |
US9865721B1 (en) * | 2016-06-15 | 2018-01-09 | Qorvo Us, Inc. | High electron mobility transistor (HEMT) device and method of making the same |
JP6432004B2 (ja) | 2016-08-31 | 2018-11-28 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | 窒化物半導体及びその製造方法 |
-
2018
- 2018-06-01 TW TW107118992A patent/TWI732122B/zh active
- 2018-06-01 KR KR1020197038085A patent/KR102517883B1/ko active IP Right Grant
- 2018-06-01 JP JP2019521337A patent/JP6788302B2/ja active Active
- 2018-06-01 WO PCT/JP2018/021122 patent/WO2018221711A1/ja active Application Filing
- 2018-06-01 US US16/617,212 patent/US11888033B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018221711A1 (ja) | 2018-12-06 |
KR20200015583A (ko) | 2020-02-12 |
JPWO2018221711A1 (ja) | 2020-04-09 |
TWI732122B (zh) | 2021-07-01 |
US11888033B2 (en) | 2024-01-30 |
KR102517883B1 (ko) | 2023-04-04 |
TW201905970A (zh) | 2019-02-01 |
US20200357888A1 (en) | 2020-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6952344B2 (ja) | Hemt | |
US8765507B2 (en) | Method for manufacturing group III nitride semiconductor, method for manufacturing group III nitride semiconductor light-emitting device, group III nitride semiconductor light-emitting device, and lamp | |
JP5471440B2 (ja) | Iii族窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
US8227284B2 (en) | Group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, method of manufacturing group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, and lamp | |
US8097482B2 (en) | Method for manufacturing group III nitride semiconductor, method for manufacturing group III nitride semiconductor light-emitting device, group III nitride semiconductor light-emitting device, and lamp | |
US8227359B2 (en) | Method for manufacturing group III nitride semiconductor layer, method for manufacturing group III nitride semiconductor light-emitting device, and group III nitride semiconductor light-emitting device, and lamp | |
KR20100049123A (ko) | Ⅲ족 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법, 및 램프 | |
WO2006080376A1 (ja) | 窒化物半導体素子および窒化物半導体結晶層の成長方法 | |
US20100213476A1 (en) | Group-iii nitride compound semiconductor light-emitting device, method of manufacturing group-iii nitride compound semiconductor light-emitting device, and lamp | |
JP2011082570A (ja) | Iii族窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
JP6788302B2 (ja) | 化合物半導体、コンタクト構造、半導体素子、透明電極、化合物半導体の製造方法及びスパッタガン | |
US8383439B2 (en) | Apparatus for manufacturing group-III nitride semiconductor layer, method of manufacturing group-III nitride semiconductor layer, group-III nitride semiconductor light-emitting device, method of manufacturing group-III nitride semiconductor light-emitting device, and lamp | |
JP2009155672A (ja) | Iii族窒化物半導体の製造方法、iii族窒化物半導体発光素子の製造方法、iii族窒化物半導体製造装置、iii族窒化物半導体及びiii族窒化物半導体発光素子、並びにランプ | |
JP5179055B2 (ja) | Iii族窒化物半導体の製造方法、iii族窒化物半導体発光素子の製造方法、及びiii族窒化物半導体発光素子、並びにランプ | |
JP2008159954A (ja) | Iii族窒化物半導体の製造方法、iii族窒化物半導体発光素子の製造方法、及びiii族窒化物半導体発光素子、並びにランプ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191126 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191126 |
|
A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20191127 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20200120 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200120 |
|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20200218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200804 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200918 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201006 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201023 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6788302 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |