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公開番号2025002292
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102364
出願日2023-06-22
発明の名称半導体装置の製造方法
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/47 20250101AFI20241226BHJP()
要約【課題】コンタクト抵抗をより低減できる半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、基板の上に、ガリウムを含む第1窒化物半導体層を形成する工程と、前記第1窒化物半導体層の上にマスク層を形成する工程と、前記マスク層に前記第1窒化物半導体層の一部が露出する開口を形成する工程と、水素およびアンモニアを含む第1混合ガスを用いてチャンバ内で前記第1窒化物半導体層の前記開口から露出した第1面の還元処理を行う工程と、水素、窒素、アンモニアおよびIII族元素の原料を含む第2混合ガスを用いて前記チャンバ内で有機金属化学気相成長法により前記第1面の上に第1導電型の第2窒化物半導体層を形成する工程と、前記第2窒化物半導体層の上に電極を形成する工程と、を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
基板の上に、ガリウムを含む第１窒化物半導体層を形成する工程と、
前記第１窒化物半導体層の上にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する開口を形成する工程と、
水素およびアンモニアを含む第１混合ガスを用いてチャンバ内で前記第１窒化物半導体層の前記開口から露出した第１面の還元処理を行う工程と、
水素、窒素、アンモニアおよびＩＩＩ族元素の原料を含む第２混合ガスを用いて前記チャンバ内で有機金属化学気相成長法により前記第１面の上に第１導電型の第２窒化物半導体層を形成する工程と、
前記第２窒化物半導体層の上に電極を形成する工程と、
を有する、半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記マスク層は窒化シリコン層である、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２窒化物半導体層はｎ型の窒化ガリウム層である、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１混合ガスは窒素を含む、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１面は窒素極性の面である、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１窒化物半導体層を形成する工程は、
バリア層を形成する工程と、
前記バリア層の上にチャネル層を形成する工程と、
を有する、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記開口を形成する工程と前記還元処理を行う工程との間に、前記チャネル層の前記開口から露出した部分に凹部を形成する工程を有し、
前記第１面は前記凹部の内面である、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２混合ガスは、前記ＩＩＩ族元素の原料としてトリエチルガリウムを含む、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２混合ガス中の水素および窒素の総流量に対する窒素の流量の割合は、３０％以上９５％以下である、請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体を用いた半導体装置におけるコンタクト抵抗の低減のために高濃度で不純物を含有する窒化物半導体層を再成長させた構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２００７－５３８４０２号公報
特開２０１９－０３３１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、更なる動作速度の向上のために、コンタクト抵抗の更なる低減が要求されているが、従来の製造方法ではコンタクト抵抗の更なる低減が困難である。
【０００５】
本開示は、コンタクト抵抗をより低減できる半導体装置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】
【０００６】
本開示の半導体装置の製造方法は、基板の上に、ガリウムを含む第１窒化物半導体層を形成する工程と、前記第１窒化物半導体層の上にマスク層を形成する工程と、前記マスク層に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する開口を形成する工程と、水素およびアンモニアを含む第１混合ガスを用いてチャンバ内で前記第１窒化物半導体層の前記開口から露出した第１面の還元処理を行う工程と、水素、窒素、アンモニアおよびＩＩＩ族元素の原料を含む第２混合ガスを用いて前記チャンバ内で有機金属化学気相成長法により前記第１面の上に第１導電型の第２窒化物半導体層を形成する工程と、前記第２窒化物半導体層の上に電極を形成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、コンタクト抵抗をより低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
図２は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
図３は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
図４は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
図５は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その５）である。
図６は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その６）である。
図７は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その７）である。
図８は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その８）である。
図９は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
図１０は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
図１１は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
図１２は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
図１３は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
図１４は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
図１５は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
図１６は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
図１７は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その５）である。
図１８は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その６）である。
図１９は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その７）である。
図２０は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その８）である。
図２１は、第３実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その９）である。
図２２は、第２混合ガス中の水素および窒素の総流量に対する窒素の流量の割合と第２窒化物半導体層との関係の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［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。
【００１０】
〔１〕本開示の一態様に係る半導体装置の製造方法は、基板の上に、ガリウムを含む第１窒化物半導体層を形成する工程と、前記第１窒化物半導体層の上にマスク層を形成する工程と、前記マスク層に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する開口を形成する工程と、水素およびアンモニアを含む第１混合ガスを用いてチャンバ内で前記第１窒化物半導体層の前記開口から露出した第１面の還元処理を行う工程と、水素、窒素、アンモニアおよびＩＩＩ族元素の原料を含む第２混合ガスを用いて前記チャンバ内で有機金属化学気相成長法により前記第１面の上に第１導電型の第２窒化物半導体層を形成する工程と、前記第２窒化物半導体層の上に電極を形成する工程と、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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