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公開番号2025070003
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023180002
出願日2023-10-19
発明の名称半導体積層物、半導体素子、および半導体積層物の製造方法
出願人住友化学株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/47 20250101AFI20250424BHJP()
要約【課題】高品質な半導体積層物および半導体素子を得る。
【解決手段】半導体積層物は、炭化シリコンからなり、主面を有する基板と、基板の主面上に設けられ、窒化アルミニウムの結晶からなる第1層と、第1層上に設けられ、窒化アルミニウムガリウム、窒化アルミニウムインジウム、または窒化アルミニウムインジウムガリウムのいずれかの結晶からなる第2層と、第2層上に設けられ、窒化ガリウムの結晶からなる第3層と、を備え、第1層は、27℃で主面に沿った方向に引張歪みを有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炭化シリコンからなり、主面を有する基板と、
前記基板の前記主面上に設けられ、窒化アルミニウムの結晶からなる第１層と、
前記第１層上に設けられ、窒化アルミニウムガリウム、窒化アルミニウムインジウム、または窒化アルミニウムインジウムガリウムのいずれかの結晶からなる第２層と、
前記第２層上に設けられ、窒化ガリウムの結晶からなる第３層と、
を備え、
前記第１層は、２７℃で前記主面に沿った方向に引張歪みを有している
半導体積層物。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第３層は、２７℃で前記主面に沿った方向に引張歪みを有している
請求項１に記載の半導体積層物。
【請求項３】
前記第３層の厚さは、１μｍ以下であり、
Ｘ線ロッキングカーブ測定による前記第３層の（０００２）回折の半値幅は、３００秒以下であり、
Ｘ線ロッキングカーブ測定による前記第３層の（１０－１２）回折の半値幅は、４１０秒以下である
請求項１または請求項２に記載の半導体積層物。
【請求項４】
前記第３層の主面における転位密度は、１×１０
９
ｃｍ
－２
以下である
請求項１または請求項２に記載の半導体積層物。
【請求項５】
前記第１層の厚さは、２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下である
請求項１または請求項２に記載の半導体積層物。
【請求項６】
前記第２層は、前記第１層上にコヒーレントに設けられている
請求項１または請求項２に記載の半導体積層物。
【請求項７】
前記第２層は、Ａｌ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎの組成式で表される結晶からなり、
前記第２層中のＡｌ組成比ｘは、０．７５以上０．９６以下である
請求項１または請求項２に記載の半導体積層物。
【請求項８】
前記第３層中の酸素濃度は、前記第３層の主面から深さ２００ｎｍまでの領域を除く前記第３層の全体にわたって、１×１０
１６
ｃｍ
－３
以下である
請求項１または請求項２に記載の半導体積層物。
【請求項９】
前記第３層中のシリコン濃度は、前記第３層の主面から深さ２００ｎｍまでの領域を除く前記第３層の全体にわたって、１×１０
１６
ｃｍ
－３
以下である
請求項１または請求項２に記載の半導体積層物。
【請求項１０】
前記第３層中の鉄濃度および炭素濃度のそれぞれは、前記第３層の主面から深さ２００ｎｍまでの領域を除く前記第３層の全体にわたって、１×１０
１６
ｃｍ
－３
以下である
請求項１または請求項２に記載の半導体積層物。
（【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、半導体積層物、半導体素子、および半導体積層物の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物系の高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：ＨｉｇｈＥｌｅｃｔｒｏｎＭｏｂｉｌｉｔｙＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、携帯電話の基地局用のパワーアンプとして広く用いられている（例えば特許文献１）。ＩＩＩ族窒化物系のＨＥＭＴでは、従来用いられてきたＳｉ系デバイスと比較して、１素子あたりに投入できる電力を大幅に増加させることができる。これにより、基地局を小型化することができ、設置コストを大幅に低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－２２８６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、高品質な半導体積層物および半導体素子を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によれば、
炭化シリコンからなり、主面を有する基板と、
前記基板の前記主面上に設けられ、窒化アルミニウムの結晶からなる第１層と、
前記第１層上に設けられ、窒化アルミニウムガリウム、窒化アルミニウムインジウム、または窒化アルミニウムインジウムガリウムのいずれかの結晶からなる第２層と、
前記第２層上に設けられ、窒化ガリウムの結晶からなる第３層と、
を備え、
前記第１層は、２７℃で前記主面に沿った方向に引張歪みを有している
半導体積層物が提供される。
【０００６】
本開示の他の態様によれば、
上述の態様に記載の半導体積層物が有する前記第３層を、動作層の少なくとも一部として備える、半導体素子が提供される。
【０００７】
本開示の更に他の態様によれば、
（ａ）炭化シリコンからなり、主面を有する基板を準備する工程と、
（ｂ）前記基板の前記主面上に、窒化アルミニウムの結晶からなる第１層を成長させる工程と、
（ｃ）前記第１層をアニール処理する工程と、
（ｄ）前記第１層上に、窒化アルミニウムガリウム、窒化アルミニウムインジウム、または窒化アルミニウムインジウムガリウムのいずれかの結晶からなる第２層を成長させる工程と、
（ｅ）前記第２層上に、窒化ガリウムの結晶からなる第３層を成長させる工程と、
を備え、
（ｃ）では、前記第１層のアニール処理により、前記第１層の主面における転位密度を（ｂ）直後の前記第１層の前記主面における転位密度よりも低減させる
半導体積層物の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、高品質な半導体積層物および半導体素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本開示の一実施形態に係る半導体積層物を示す概略断面図である。
図２は、本開示の一実施形態に係る半導体素子を示す概略断面図である。
図３は、本開示の一実施形態に係る半導体積層物の製造方法および半導体素子の製造方法を示すフローチャートである。
図４Ａは、中間層のＡｌ組成比に対する、Ｘ線ロッキングカーブ測定による電子走行層の（０００２）回折の半値幅を示す図である。
図４Ｂは、電子走行層の（０００２）回折角度２θに対する、Ｘ線ロッキングカーブ測定による電子走行層の（０００２）回折の半値幅を示す図である。
図５Ａは、電子走行層の厚さに対する、Ｘ線ロッキングカーブ測定による電子走行層の（０００２）回折の半値幅を示す図である。
図５Ｂは、電子走行層の厚さに対する、Ｘ線ロッキングカーブ測定による電子走行層の（１０－１２）回折の半値幅を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜発明者等の得た知見＞
まず、本発明者等が得た知見について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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