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公開番号2024127730
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023200903
出願日2023-11-28
発明の名称エピタキシャル構成及びその製造方法
出願人環球晶圓股分有限公司
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類C30B 25/18 20060101AFI20240912BHJP(結晶成長)
要約【課題】良好なエピタキシャルの品質を有した核形成層を提供できる、エピタキシャル構成及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】エピタキシャル構成の製造方法は、成長室に設置された炭化ケイ素基板を提供すること、前記炭化ケイ素基板の表面に核形成層を形成することであって、前記核形成層を成長させることに必要な工程ガスは第一ガスを含み、前記核形成層を成長させる工程は生長ステップを実行することを含み、前記生長ステップは第一動作を実行してから継続的に第二動作を実行することを含み、前記第一動作は前記第一ガスを前記成長室に導入することを含み、前記第二動作は、前記第一ガスを前記成長室に導入しないように停止すること、及び、前記核形成層を形成するように複数回だけ前記生長ステップを繰り返して実行することを含むこと、及び、前記核形成層の表面に窒化物エピタキシャル層を形成することを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
成長室に設置された炭化ケイ素基板を提供すること、
前記炭化ケイ素基板の表面に核形成層を形成することであって、前記核形成層を成長させることに必要な工程ガスは第一ガスを含み、前記核形成層を成長させる工程は生長ステップを実行することを含み、前記生長ステップは第一動作を実行してから継続的に第二動作を実行することを含み、前記第一動作は前記第一ガスを前記成長室に導入することを含み、前記第二動作は、前記第一ガスを前記成長室に導入しないように停止すること、及び、前記核形成層を形成するように複数回だけ前記生長ステップを繰り返して実行することを含むこと、及び、
前記核形成層の表面に窒化物エピタキシャル層を形成する、ことを含む、ことを特徴とするエピタキシャル構成の製造方法。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記生長ステップを一回だけ実行しても、核形成層は、２ｎｍ以下の厚さだけが成長可能である、ことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル構成の製造方法。
【請求項３】
前記第二動作は、前記第一ガスを前記成長室に導入しないように停止してから、３０秒以上でありながら１８０秒以下である時間区間だけ維持することを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル構成の製造方法。
【請求項４】
前記核形成層のエピタキシャル生長速さは、１．６以上でありながら３．５ｎｍ／ｍｉｎ以下である、ことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル構成の製造方法。
【請求項５】
前記核形成層を成長させることに必要な工程ガスは、窒素含有ガスである第二ガスを含み、
前記核形成層を成長させる際には、前記第二ガスを途切れたことなく前記成長室に導入する、ことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル構成の製造方法。
【請求項６】
前記第一ガスは、アルミニウム含有ガスである、ことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル構成の製造方法。
【請求項７】
前記生長ステップを実行する場合には、前記成長室を高温温度に維持するように制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル構成の製造方法。
【請求項８】
前記高温温度は、摂氏１１５０度以上でありながら１２５０度以下である、ことを特徴とする請求項７に記載のエピタキシャル構成の製造方法。
【請求項９】
前記核形成層は、アルミニウム含有窒化物を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル構成の製造方法。
【請求項１０】
炭化ケイ素基板と、
前記炭化ケイ素基板の上方に位置すると共に前記炭化ケイ素基板と直接接触する核形成層であって、前記核形成層の厚さが７０ｎｍ以上である場合に前記窒化物エピタキシャル層における（００２）結晶面の半値全幅（ＦＷＨＭ）が１５０ａｒｃｓｅｃ未満である、核形成層と、
前記核形成層の上方に位置すると共に前記核形成層と直接接触する窒化物エピタキシャル層と、を含む、ことを特徴とするエピタキシャル構成。
（【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】
本発明は、エピタキシャル構成に関し、特に、良好なエピタキシャル品質を有したエピタキシャル構成に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
既知の高電子移動度トランジスタ（ＨｉｇｈＥｌｅｃｔｒｏｎＭｏｂｉｌｉｔｙＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＨＥＭＴ）は、二次元電子ガス（ｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｏｎｇａｓ、２－ＤＥＧ）を有したトランジスタである。その二次元電子ガスは、バンドギャップが異なる二種類の素材における異質接合面と近接している。高電子移動度トランジスタは、ドーピング領域をトランジスタのキャリアチャネルとして用いることなく、高電子移動度を持った二次元電子ガスをトランジスタのキャリアチャネルとして用いることから、崩潰電圧が高く、電子遷移度が高く、導通抵抗が低く、入力容量が低いなどの特性を有しており、パワーが高い半導体装置に幅広く適用されていく。
【０００３】
エピタキシャル層と基板の結晶格子とが合致できない問題を緩和すると共に、エピタキシャル層を基板の上方に円滑に二次元成長させるように促進するためには、高電子移動度トランジスタにおけるエピタキシャル層と基板との間に核形成層を、二つの異質構成間に位置している過渡層として設置することが一般的である。しかしながら、核形成層におけるエピタキシャルの品質は、エピタキシャル層の品質の現れを直接的に左右するものである。従って、良好なエピタキシャル品質を有した核形成層を如何にして提供できるかことは、早めに解決するべき問題になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このことに鑑み、本発明は、良好なエピタキシャルの品質を有した核形成層を提供できる、エピタキシャル構成及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明が提供するエピタキシャル構成の製造方法は、成長室に設置された炭化ケイ素基板を提供すること、前記炭化ケイ素基板の表面に核形成層を形成することであって、前記核形成層を成長させることに必要な工程ガスは第一ガスを含み、前記核形成層を成長させる工程は、生長ステップを実行することを含み、前記生長ステップは、第一動作を実行してから継続的に第二動作を実行することを含み、前記第一動作は、前記第一ガスを前記成長室に導入することを含み、前記第二動作は、前記第一ガスを前記成長室に導入しないように停止すること、及び、前記核形成層を形成するように複数回だけ前記生長ステップを繰り返して実行することを含むこと、及び、前記核形成層の表面に窒化物エピタキシャル層を形成することを含む。
【０００６】
そのうち、前記生長ステップを一回だけ実行しても、核形成層は、２ｎｍ以下の厚さだけが成長可能である。
【０００７】
そのうち、前記第二動作は、前記第一ガスを前記成長室に導入しないように停止してから、３０秒以上でありながら１８０秒以下である第二時間区間だけ維持することを含む。
【０００８】
そのうち、前記核形成層のエピタキシャル生長速さは、１．６以上でありながら３．５ｎｍ／ｍｉｎ以下である。
【０００９】
そのうち、前記核形成層を成長させることに必要な工程ガスは、窒素含有ガスである第二ガスを含み、前記核形成層を成長させる際には、前記第二ガスを途切れたことなく前記成長室に導入する。
【００１０】
そのうち、前記第一ガスは、アルミニウム含有ガスである。
（【００１１】以降は省略されています）

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