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公開番号2024057013
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2024025946,2022532500
出願日2024-02-22,2021-06-22
発明の名称半導体デバイスの製造方法、半導体基板
出願人京セラ株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H01L 21/205 20060101AFI20240416BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体デバイスの製造方法、半導体デバイス、電子機器、半導体エピタキシャル基板の製造方法および半導体エピタキシャル基板を提供する。
【解決手段】半導体デバイスの製造方法であって、下地基板(2)と、開口部(K)およびマスク部(3a)を含むマスク(3)とを含むテンプレート基板(TK)を準備する工程と、開口部上からマスク部の第1領域(A1)上にわたって第1半導体部(S1)を形成する工程と、第1半導体部の上方に位置し、ガリウムおよびアルミニウムを含む第2半導体部(S2)及びマスク部における第1半導体部が形成されていない第2領域(A2)上に位置し、アルミニウムを含む第3半導体部(S3)を形成する工程と、を含む。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
下地基板と、開口部およびマスク部を含むマスクとを含むテンプレート基板を準備する工程と、
前記開口部上から前記マスク部の第１領域上にわたって第１半導体部を形成する工程と、
前記マスク部における前記第１半導体部が形成されていない第２領域の上方に位置し、ガリウムの同族元素を含む半導体部を形成する工程とを含む、半導体デバイスの製造方法。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記ガリウムの同族元素がアルミニウムである、請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記第１半導体部の上方に位置し、前記ガリウムの同族元素およびガリウムを含む第２半導体部を形成する工程を含む、請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記第２領域の上方に位置する前記半導体部および前記第２半導体部それぞれが窒化物半導体を含む、請求項３に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記窒化物半導体が窒化アルミニウムガリウムである、請求項４に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記第２領域の上方に位置する前記半導体部に含まれる窒化アルミニウムガリウムは、前記第２半導体部に含まれる窒化アルミニウムガリウムと組成が異なる、請求項５に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記第２領域の上方に位置する前記半導体部と前記第２半導体部とを形成する工程において、前記第１半導体部の側面に沿う第４半導体部を形成する、請求項３に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記第２半導体部が前記第１半導体部の上面に接する、請求項３に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記マスク部が、シリコン酸化物およびシリコン窒化物の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記第２領域の上方に位置する前記半導体部が前記マスク部に接する、請求項９に記載の半導体デバイスの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体デバイスに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
下地基板に半導体層を形成した後、半導体層を下地基板とは別の支持基板に接合し、支持基板と半導体層とを分離する手法が様々な半導体材料を用いて研究されている（例えば、下記の特許文献１を参照）が、半導体デバイスにはさらなる特性向上が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２００５／０２２６２０号
【発明の概要】
【０００４】
本開示の半導体デバイスの製造方法は、下地基板と、開口部およびマスク部を含むマスクとを含むテンプレート基板を準備する工程と、前記開口部上から前記マスク部の第１領域上にわたって第１半導体部を形成する工程と、前記マスク部における前記第１半導体部が形成されていない第２領域の上方に位置し、ガリウムの同族元素を含む半導体部を形成する工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本開示の実施形態の半導体エピタキシャル基板の製造方法を説明するための断面図である。
ＡｌＧａＮのデブリ膜が形成された堆積抑制マスク表面の電子顕微鏡像を示す図である。
本実施形態の半導体素子の厚み方向の主成分元素の組成分布の設計値の一例を示す図である。
デブリ膜が形成された堆積抑制マスク表面の電子顕微鏡像を示す図である。
デブリ膜の無い堆積抑制マスク表面を示す電子顕微鏡像を示す図である。
第１半導体層にアルミニウムを含有する半導体結晶を用いた場合とアルミニウムを含有しない半導体結晶を用いた場合の半導体層のエッジグロウス高さを示す図である。
デブリ膜が無い場合の半導体層の断面の電子顕微鏡像を示す図である。
デブリ膜の有る場合の半導体層の断面の電子顕微鏡像を示す図である。
実施形態２にかかる半導体デバイスの製造方法を示す平面図である。
実施形態２にかかる半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
図８の半導体デバイスの製造方法を示す模式的断面図である。
実施形態２にかかる半導体デバイスの別の製造方法を示すフローチャートである。
図１０の半導体デバイスの製造方法を示す模式的断面図である。
実施形態２における下地基板の構成を示す断面図である。
実施形態２にかかる半導体デバイスの構成を示す断面図である。
実施形態２にかかる半導体デバイスの別構成を示す断面図である。
図１４の半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
実施形態２にかかる半導体デバイスの別構成を示す断面図である。
実施形態２にかかる半導体デバイスの別構成を示す断面図である。
図１６および図１７の半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
実施形態２に係る電子機器の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
〔実施形態１〕
以下、図面を参照して、本開示の実施形態１について説明する。
【０００７】
図１は、本開示の実施形態の半導体エピタキシャル基板１０の製造方法を説明するための断面図である。本実施形態の半導体エピタキシャル基板１０の製造方法は、マスク形成工程、第１半導体層形成工程および第２半導体層形成工程を含んでいる。マスク形成工程では、半導体結晶の成長の起点を含む、例えば平坦な第１面である成長面１を有する基板２の該成長面１の第１部分領域である部分領域１ａ上に、半導体結晶の成長を抑制する堆積抑制マスク３を形成し、成長面１の堆積抑制マスク３に覆われていない面を、第２部分領域である結晶成長領域１ｂとするマスク形成体を形成する。第１半導体層形成工程では、気相成長によって、結晶成長領域１ｂから堆積抑制マスク３上にかけて半導体結晶を成長させて、第１半導体層４を形成する。第２半導体層形成工程では、気相成長によって、第１半導体層４上に半導体結晶を成長させて、少なくとも第１半導体層４と接する部分がアルミニウムを含有する第２半導体層５を形成する。
【０００８】
堆積抑制マスク３は、例えば酸化珪素を含むように形成する。基板２は、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）単結晶を含むように形成する。
【０００９】
本実施形態は、第２半導体層形成工程後に、堆積抑制マスク３を除去するマスク除去工程と、マスク除去工程後に、第２半導体層５と支持基板とを接合する支持基板接合工程と、をさらに含んでいる。
【００１０】
第２半導体層５は、少なくとも第１半導体層４と接する部分にアルミニウムＡｌを含有する窒化物半導体ＡｌＧａＮを含むように形成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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