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公開番号2024164910
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023080631
出願日2023-05-16
発明の名称半導体部材の製造方法
出願人住友化学株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/3063 20060101AFI20241121BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体素子等に用いられる半導体部材の新規な製造方法を提供する。
【解決手段】半導体部材の製造方法は、導電性の半導体で構成されたウエハ、および、ウエハの上面上に配置されたマスク、を備える処理対象物を準備する工程と、処理対象物をエッチング液に浸漬し、ウエハの前記上面側から光を照射することで、ウエハを光電気化学エッチングする工程と、を有し、ウエハを光電気化学エッチングする工程では、ウエハのマスクの外側部分をエッチングすることで、マスクの下方に凸部を形成し、凸部の互いに対向する第1の側面と第2の側面との間の全幅が空乏するまで、第1の側面および第2の側面をエッチングすることで、第1の側面および第2の側面のエッチングを自動的に停止させる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
導電性の半導体で構成されたウエハ、および、前記ウエハの上面上に配置されたマスク、を備える処理対象物を準備する工程と、
前記処理対象物をエッチング液に浸漬し、前記ウエハの前記上面側から光を照射することで、前記ウエハを光電気化学エッチングする工程と、
を有し、
前記ウエハを光電気化学エッチングする工程では、
前記ウエハの前記マスクの外側部分をエッチングすることで、前記マスクの下方に凸部を形成し、
前記凸部の互いに対向する第１の側面と第２の側面との間の全幅が空乏するまで、前記第１の側面および前記第２の側面をエッチングすることで、前記第１の側面および前記第２の側面のエッチングを自動的に停止させる、
半導体部材の製造方法。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記マスクは、線状部分を含み、
前記ウエハを光電気化学エッチングする工程では、最狭部の幅が２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である線状部分を含む前記凸部を形成する、
請求項１に記載の半導体部材の製造方法。
【請求項３】
前記マスクは、島状部分を含み、
前記ウエハを光電気化学エッチングする工程では、最狭部の幅が２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である島状部分を含む前記凸部を形成する、
請求項１に記載の半導体部材の製造方法。
【請求項４】
前記凸部の側面にゲート電圧を印加するゲート電極、前記凸部の上下方向の一方側に配置されるソース電極、および、前記凸部の上下方向の他方側に配置されるドレイン電極、を形成する工程、
をさらに有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体部材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体部材の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体材料に構造が形成された半導体部材は、半導体素子等に広く用いられている。例えば、ゲート部としてフィン構造が形成されたフィン電界効果トランジスタが知られている（例えば特許文献１参照）。例えば半導体素子に用いられる構造は、素子の動作特性に影響するため、精密な形状で形成されることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１７／０４７２８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一目的は、半導体素子等に用いられる半導体部材の新規な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
導電性の半導体で構成されたウエハ、および、前記ウエハの上面上に配置されたマスク、を備える処理対象物を準備する工程と、
前記処理対象物をエッチング液に浸漬し、前記ウエハの前記上面側から光を照射することで、前記ウエハを光電気化学エッチングする工程と、
を有し、
前記ウエハを光電気化学エッチングする工程では、
前記ウエハの前記マスクの外側部分をエッチングすることで、前記マスクの下方に凸部を形成し、
前記凸部の互いに対向する第１の側面と第２の側面との間の全幅が空乏するまで、前記第１の側面および前記第２の側面をエッチングすることで、前記第１の側面および前記第２の側面のエッチングを自動的に停止させる、
半導体部材の製造方法
が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
半導体素子等に用いられる半導体部材の新規な製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１（ａ）および図１（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態によるＦＥＴ１００を模式的に示す断面図および上面図である。
図２（ａ）は、実施形態によるＰＥＣエッチングにおける処理対象物１５０を模式的に示す断面図であり、図２（ｂ）は、実施形態によるＰＥＣエッチング装置２００を模式的に示す断面図である。
図３（ａ）～図３（ｃ）は、実施形態によるＰＥＣエッチングにおける、ウエハ１０ａおよび半導体部材１０の、マスク１６０の近傍部分を示す概略断面図である。
図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ、第１の変形例によるＦＥＴ１００を模式的に示す断面図および上面図である。
図５は、第２の変形例によるＦＥＴ１００を模式的に示す上面図である。
図６（ａ）は、ショットキー障壁Φ
Ｂ
が１ｅＶである場合の、各キャリア濃度ｎにおける空乏層幅Ｗ
Ｄ
の２倍の値の、印加電圧Ｖに対する依存性を示す表である。図６（ｂ）は、閾値の許容誤差が±５０ｍＶである場合、および、±１００ｍＶである場合の、ゲート凸部１６の幅Ｗの許容誤差を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態による、半導体部材の製造方法について説明する。ここでは、実施形態による半導体部材の例として、半導体素子である電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を挙げて説明を進める。なお、実施形態による半導体部材は、半導体部材のみを有するものであってもよいし、本例のように、半導体部材、および、電極等の他の部材を有するものであってもよい。また、実施形態の製造方法で製造された半導体部材の用途は、ＦＥＴに限定されなくてよい。
【０００９】
実施形態によるＦＥＴ１００の構造および動作について例示的に説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、それぞれ、実施形態によるＦＥＴ１００を模式的に示す断面図および上面図である。ＦＥＴ１００は、半導体部材１０と、ゲート電極２０と、ソース電極３０と、ドレイン電極４０と、を有する。なお、ＦＥＴ１００は、必要に応じて、絶縁膜等のその他の部材を有してよい。
【００１０】
半導体部材１０は、ｎ型の導電性不純物（以下単に、不純物とも呼ぶ）を所定濃度含むことで導電性を有する半導体材料で構成される。半導体部材１０を構成する半導体材料としては、光電気化学（ＰＥＣ）エッチングによりエッチングが可能な材料を適宜用いることができ、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）等が用いられる。なお、ＧａＮ等のワイドギャップ半導体に限らず、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）等の従来の化合物半導体が用いられてもよい。ここでは、半導体部材１０を構成する半導体材料として、シリコン（Ｓｉ）等のｎ型不純物を含有するＧａＮを例として説明を進める。
（【００１１】以降は省略されています）

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