JP7116985B2 - 半導体基板の製造方法 - Google Patents
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Description
具体的な実施の形態の説明の前に、本発明に関連する主要な技術を説明する。
[1.基板の構成]
図1を参照して本実施の形態に係る基板1について説明する。図1は、本実施の形態に係る基板1の概略構成図である。
次に、上記した基板1の製造方法を、図3および図4を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係る基板1の製造方法を示すフローチャートである。図4は、本実施の形態に係る基板1の製造方法を示すステップ毎の基板1の断面図である。
以下、上述した方法で作成された基板1の特性について説明する。
はじめに、図5を用いて、第2のAlN膜3bの(0002)面または(10-12)面における配向性(結晶性)について説明する。ここでは、第2のAlN膜3bの結晶性を、X線回折のロッキングカーブ測定(XRC)の半値全幅(FWHM)により評価している。計測された第1のAlN膜3aおよび第2のAlN膜3b試料は、上述したようにスパッタ法により成膜したものである。スパッタ条件は、チャンバー温度が600℃、RF出力が700W、チャンバー圧力が0.2Pa、窒素流量が95sccmである。
次に、基板1の反り量について説明する。基板の反り量は、上述したXRCのピーク角度の推移から、結晶面に由来する曲率(Curvature)を概算している。図7は、第1のAlN膜3aおよび第2のAlN膜3bの膜厚と基板1の曲率との関係を説明するための図である。
次に、基板1に発生するクラックについて説明する。基板1に形成された第1のAlN膜3aおよび第2のAlN膜3bに発生するクラックについては、光学顕微鏡で第1のAlN膜3aおよび第2のAlN膜3bのクラックを観測した。
以上、本実施の形態に係る基板1によると、アニール前にサファイア基板2の裏面である第1主面に第1のAlN膜3aの前駆体を成膜し、サファイア基板2の表面である第2主面に第2のAlN膜3bの前駆体を成膜する。その後、アニールを行うことにより、第2のAlN膜3bの結晶性を向上するとともに、アニール後の基板1内部の応力分布を平衡させて基板1の反りを低減することができる。これにより、半導体デバイスが形成される第2のAlN膜3bの結晶性を向上し、かつ、基板1全体の反りを低減することができる。
以上、本発明に係る窒化物半導体基板、窒化物半導体基板の製造方法及び窒化物半導体デバイスについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、複数の実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。
2 サファイア基板
3a 第1のAlN膜
3b 第2のAlN膜
Claims (2)
- 基板の第1主面に第1のAlNを含む膜の前駆体を形成し、前記基板の前記第1主面と反対側の第2主面に第2のAlNを含む膜の前駆体を形成する第1ステップと、
前記第1のAlNを含む膜の前駆体および前記第2のAlNを含む膜の前駆体が形成された前記基板をアニールする第2ステップとを含み、
前記第1ステップでは、前記第1のAlNを含む膜の前駆体および前記第2のAlNを含む膜の前駆体それぞれの膜厚の違いによる反りを測定した結果を用いて、前記第1のAlNを含む膜の前駆体および前記第2のAlNを含む膜の前駆体それぞれの膜厚を決定し、決定した膜厚となるように前記第1のAlNを含む膜の前駆体および前記第2のAlNを含む膜の前駆体を形成し、
前記第1ステップでは、前記アニール前の前記基板が反りを有するように、前記第1のAlNを含む膜の前駆体および前記第2のAlNを含む膜の前駆体を成膜する、
半導体基板の製造方法。 - 前記基板は、サファイア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、およびシリコンの少なくとも一つからなり、
前記第1のAlNを含む膜および前記第2のAlNを含む膜は、AlxGayIn(1-x-y)N(0<x≦1、0≦y≦1、(x+y)≦1)で表わされ、
前記第1ステップでは、前記第1のAlNを含む膜の前駆体および前記第2のAlNを含む膜の前駆体を、1000℃以下でスパッタにより成膜し、
前記第2ステップでは、前記第1主面に前記第1のAlNを含む膜の前駆体を形成し、前記第2主面に前記第2のAlNを含む膜の前駆体を成膜した後、窒素雰囲気中の密閉空間において1400℃以上1750℃以下でアニールすることにより、前記第1のAlNを含む膜および前記第2のAlNを含む膜を形成し、
前記第1主面および前記第2主面は、前記第1のAlNを含む膜の前駆体および前記第2のAlNを含む膜の前駆体の成膜前に、前記第2主面が前記第1主面と同等以上の平坦性を有するように精密研磨される、
請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
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