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公開番号2024163422
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-22
出願番号2023079007
出願日2023-05-12
発明の名称P型窒化物半導体の製造方法
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/336 20060101AFI20241115BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】十分な濃度のP型半導体領域を効率的に形成することができるP型窒化物半導体の製造方法を提供する。
【解決手段】P型窒化物半導体の製造方法は、窒化物半導体から構成される基板上にII族原子を含むSOG液を塗布する工程と、II族原子を含むSOG液を塗布した基板を焼成してSOG膜を形成する工程と、SOG膜を形成した基板に不活性ガス雰囲気下でアニール処理を行い、基板中にII族原子を拡散させる工程と、II族原子を拡散させる工程の後に、SOG膜を基板上から除去する工程と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
窒化物半導体から構成される基板上にＩＩ族原子を含むＳＯＧ液を塗布する工程と、
前記ＩＩ族原子を含むＳＯＧ液を塗布した前記基板を焼成してＳＯＧ膜を形成する工程と、
前記ＳＯＧ膜を形成した前記基板に不活性ガス雰囲気下でアニール処理を行い、前記基板中に前記ＩＩ族原子を拡散させる工程と、
前記ＩＩ族原子を拡散させる工程の後に、前記ＳＯＧ膜を前記基板上から除去する工程と、を含む、Ｐ型窒化物半導体の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
窒化物半導体から構成される基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記基板上に形成された前記絶縁膜の一部を除去して前記基板の表面の一部を露出させる工程と、
露出させた前記基板の表面上および前記絶縁膜上にＩＩ族原子を含むＳＯＧ液を塗布する工程と、
前記ＩＩ族原子を含むＳＯＧ液を塗布した前記基板を焼成してＳＯＧ膜を形成する工程と、
前記ＳＯＧ膜を形成した前記基板に不活性ガス雰囲気下でアニール処理を行い、前記基板中に前記ＩＩ族原子を拡散させる工程と、
前記ＩＩ族原子を拡散させる工程の後に、前記ＳＯＧ液を前記基板上から除去する工程と、を含む、Ｐ型窒化物半導体の製造方法。
【請求項３】
前記ＩＩ族原子を拡散させる工程の後に、前記ＩＩ族原子を活性化させる工程をさらに含む、請求項１または請求項２に記載のＰ型窒化物半導体の製造方法。
【請求項４】
前記ＩＩ族原子を拡散させる工程の後であって前記ＩＩ族原子を活性化させる工程の前に、前記基板上に前記基板の構成元素の離脱を抑制する保護膜を形成する工程をさらに含む、請求項３に記載のＰ型窒化物半導体の製造方法。
【請求項５】
前記ＩＩ族原子を含むＳＯＧ液を塗布する工程は、前記基板上において前記ＩＩ族原子を含むＳＯＧ液をスピンコートして塗布する工程を含む、請求項１または請求項２に記載のＰ型窒化物半導体の製造方法。
【請求項６】
前記ＩＩ族原子は、Ｍｇである、請求項１または請求項２に記載のＰ型窒化物半導体の製造方法。
【請求項７】
前記アニール処理の温度は、１１００℃以上１３００℃以下である、請求項１または請求項２に記載のＰ型窒化物半導体の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ
２
およびＳｉＯＮのうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項２に記載のＰ型窒化物半導体の製造方法。
【請求項９】
前記ＳＯＧ膜を前記基板から除去する工程は、バッファードフッ酸を用いて前記ＳＯＧ液を前記基板から除去する工程を含む、請求項１または請求項２に記載のＰ型窒化物半導体の製造方法。
【請求項１０】
前記保護膜は、ダイアモンドライクカーボン、ＳｉＮ、ＳｉＯ
２
およびＳｉＯＮのうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項４に記載のＰ型窒化物半導体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｐ型窒化物半導体の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ系のトランジスタといったＧａＮ系のデバイスに関する技術が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２および非特許文献１参照）。特許文献１に開示のＧａＮ系トランジスタにおいては、ゲート電極直下の半導体層を、他の半導体層を形成する半導体材料よりもバンドギャップの大きい半導体材料により形成することを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００１－３２００４２号公報
特開２０２０－２５０５６号公報
【非特許文献】
【０００４】
Ｈ．Ｓａｋｕｒａｉｅｔａｌ．、“ＨｉｇｈｌｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆＭｇ－ｉｍｐｌａｎｔｅｄｐ－ｔｙｐｅＧａＮｂｙｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｎｅａｌｉｎｇ”、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１１５，１４２１０４（２０１９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力変換器といった半導体を利用するデバイスにおいて、高効率化を図る観点から、トランジスタのオン抵抗の低減が求められる。ここで、ＧａＮといった破壊電圧の大きい窒化物半導体を用いると、オン抵抗を大きく低減することができるため有利である。高耐圧や大電流を流す観点からすると、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴといった縦型のトランジスタが好適に用いられる。このような縦型のトランジスタについては、局所的にＰ型半導体の領域を形成する必要がある。例えばイオン注入によりＰ型の半導体領域を形成する場合、選択的に十分な濃度のＰ型半導体領域を形成することは極めて困難である。
【０００６】
そこで、十分な濃度のＰ型半導体領域を効率的に形成することができるＰ型窒化物半導体の製造方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に従ったＰ型窒化物半導体の製造方法は、窒化物半導体から構成される基板上にＩＩ族原子を含むＳＯＧ液（Ｓｐｉｎｏｎｇｌａｓｓ）を塗布する工程と、ＩＩ族原子を含むＳＯＧ液を塗布した基板を焼成してＳＯＧ膜を形成する工程と、ＳＯＧ膜を形成した基板に不活性ガス雰囲気下でアニール処理を行い、基板中にＩＩ族原子を拡散させる工程と、ＩＩ族原子を拡散させる工程の後に、ＳＯＧ膜を基板上から除去する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
このようなＰ型窒化物半導体の製造方法によると、十分な濃度のＰ型半導体領域を効率的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施の形態１におけるＰ型窒化物半導体の製造方法の代表的な工程を示すフローチャートである。
図２は、準備された基板を示す概略断面図である。
図３は、絶縁膜を形成した状態を示す概略断面図である。
図４は、基板の表面の一部を露出させた状態を示す概略断面図である。
図５は、基板に焼成行程を実施した状態を示す概略断面図である。
図６は、ＩＩ族原子拡散工程を実施する際の概略断面図である。
図７は、Ｍｇ原子を基板内に拡散させた状態を示す概略断面図である。
図８は、ＳＯＧ膜および絶縁膜を除去した状態を示す概略断面図である。
図９は、保護膜を形成した状態を示す概略断面図である。
図１０は、Ｍｇ原子を活性化処理する際の概略断面図である。
図１１は、実施の形態１におけるＰ型窒化物半導体の製造方法を用いて製造されたＰ型窒化物半導体を適用したデバイスの一例であるトランジスタの一部を示す概略断面図である。
図１２は、実施の形態２におけるＰ型窒化物半導体の製造方法の代表的な工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示に係るＰ型窒化物半導体の製造方法は、
（１）窒化物半導体から構成される基板上にＩＩ族原子を含むＳＯＧ液（Ｓｐｉｎｏｎｇｌａｓｓ）を塗布する工程と、ＩＩ族原子を含むＳＯＧ液を塗布した基板を焼成してＳＯＧ膜を形成する工程と、ＳＯＧ膜を形成した基板に不活性ガス雰囲気下でアニール処理を行い、基板中にＩＩ族原子を拡散させる工程と、ＩＩ族原子を拡散させる工程の後に、ＳＯＧ膜を基板上から除去する工程と、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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