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公開番号2025126648
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022979
出願日2024-02-19
発明の名称半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス
出願人旭化成株式会社,国立大学法人東海国立大学機構
代理人個人,個人
主分類H01S 5/343 20060101AFI20250822BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】窒化物半導体の低抵抗化を可能とする半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスを提供する。
【解決手段】Alを含む窒化物半導体基板上に、ウエハ温度Tncが850℃以上970℃以下であり、リアクタ圧力Vncが150mbar以上450mbar以下の条件で、第1窒化物半導体層を形成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ａｌを含む窒化物半導体基板上に、ウエハ温度Ｔｎｃが８５０℃以上９７０℃以下であり、リアクタ圧力Ｖｎｃが１５０ｍｂａｒ以上４５０ｍｂａｒ以下の条件で、第１窒化物半導体層を形成する、半導体デバイスの製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ウエハ温度Ｔｎｃと前記リアクタ圧力Ｖｎｃは、
－２Ｔｎｃ＋２０５０＜Ｖｎｃ＜－２Ｔｎｃ＋２３５０、を満たす範囲にある請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記第１窒化物半導体層を形成する前に、前記窒化物半導体基板上にＡｌを含む窒化物バッファ層を形成し、
前記窒化物バッファ層上に前記第１窒化物半導体層を形成する、請求項１又は２に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
Ａｌを含む窒化物半導体基板と、
前記窒化物半導体基板上に配置される第１窒化物半導体層と、を備え、
前記第１窒化物半導体層はＡｌｘＧａ（１－ｘ）Ｎ（０≦ｘ≦１）を含み、
前記ＡｌｘＧａ（１－ｘ）Ｎ（０≦ｘ≦１）の面方向における合金の乖離αが１３０ｍｅＶ以上３５０ｍｅＶ以下である、半導体デバイス。
【請求項５】
前記ＡｌｘＧａ（１－ｘ）Ｎ（０≦ｘ≦１）におけるＡｌとＧａの分散度は、ＡｌとＧａとが完全に均一に分散している状態を１とすると、０．６以上１．０以下である、請求項４に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記第１窒化物半導体層上に配置された、一つ以上の量子井戸を含む発光層と、
前記発光層上に配置された第２窒化物半導体層と、をさらに備え、
前記第１窒化物半導体層が第１導電性を有し、前記第２窒化物半導体層が第２導電性を有する、請求項４又は５に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記第１窒化物半導体層に設けられた第２窒化物半導体層と、を備え、
前記第１窒化物半導体層が第１導電性を有し、前記第２窒化物半導体層が第２導電性を有する、請求項４又は５に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記第１窒化物半導体層はＡｌｘＧａ（１－ｘ）（０．７≦ｘ≦１）である請求項６又は７に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記第１窒化物半導体層はｎ型である請求項６又は７に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
前記第１窒化物半導体層の膜厚Ｔ０（ｎｍ）は３５００ｘ－２１５０＜Ｔ０＜２６５００ｘ－１７８５０を満たす請求項６又は７に記載の半導体デバイス。
（【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、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ライトエミッティングダイオード（ＬＥＤ）およびレーザダイオード（ＬＤ）等を形成するための材料として窒化物半導体が用いられている。窒化物半導体は、直接遷移の再結合形態を有することから、高い再結合効率および高い光学利得を得ることができる点で、ＬＥＤおよびＬＤのための材料として適している。このような窒化物半導体が用いられたレーザダイオードの一例として、紫外領域での電流注入型のレーザダイオードを発振させる技術が開示されている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Ｚｈａｎｇｅｔａｌ．，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＥｘｐｒｅｓｓ１２、１２４００３（２０１９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体デバイスにおいて、窒化物半導体の低抵抗化が十分でない場合があった。
【０００５】
本開示の目的は、窒化物半導体の低抵抗化を可能とする半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様に係る半導体デバイスの製造方法では、Ａｌを含む窒化物半導体基板上に、ウエハ温度Ｔｎｃが８５０℃以上９７０℃以下であり、リアクタ圧力Ｖｎｃが１５０ｍｂａｒ以上４５０ｍｂａｒ以下の条件で、第１窒化物半導体層を形成する。
【０００７】
また、本開示の他の態様に係る半導体デバイスは、Ａｌを含む窒化物半導体基板と、前記窒化物半導体基板上に配置される第１窒化物半導体層と、を備える。前記第１窒化物半導体層の面方向における合金の均一性からの乖離αが１３０ｍｅＶ以上３５０ｍｅＶ以下である。
【０００８】
なお、上述した発明の概要は、本開示にかかる発明の特徴の全てを列挙したものではない。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、窒化物半導体の低抵抗化を可能とする半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の実施形態に係る半導体デバイスの一構成例を示す平面模式図である。
本開示の実施形態に係る半導体デバイスの一構成例を示す断面模式図である。
本開示の実施形態に係る半導体デバイスの一構成例を示す断面模式図である。
本開示の実施形態に係る半導体デバイスの一構成例を示す断面模式図である。
本開示の実施形態に係る縦型パワーデバイスの一構成例を示す断面模式図である。
本開示の実施形態に係る横型パワーデバイスの一構成例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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