JP2008244324A - 窒化物化合物半導体層のエッチング方法及びその方法を用いて製造された半導体デバイス - Google Patents
窒化物化合物半導体層のエッチング方法及びその方法を用いて製造された半導体デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008244324A JP2008244324A JP2007085502A JP2007085502A JP2008244324A JP 2008244324 A JP2008244324 A JP 2008244324A JP 2007085502 A JP2007085502 A JP 2007085502A JP 2007085502 A JP2007085502 A JP 2007085502A JP 2008244324 A JP2008244324 A JP 2008244324A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- layer
- nitride compound
- compound semiconductor
- semiconductor layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【解決手段】Al含有窒化物化合物半導体層7上に窒化物化合物半導体層8を形成し、Al含有化合物半導体層7に対する窒化物化合物層8のエッチング選択比が100以上となる条件で窒化物化合物層8をドライエッチングする。
【選択図】図1
Description
Yanjun Han, et al. Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 42 (2003) pp. L1139-L1141, Part 2, No. 10A, 1 October 2003
以下に、図面を参照しながら本発明の半導体デバイスとその製造方法及びエッチング方法について説明する。
図1は、本発明の半導体デバイスの一実施形態である半導体レーザ素子の製造工程を示す断面図である。
実験条件:
IPCパワー:500(W)
バイアス:75(W)
塩素ガス流量:40(sccm)
エッチング圧力:1、2、3、4、5、6、7、8(Pa)
基板温度:20℃
一方、エッチング圧力3Pa〜8Paの範囲では、選択比100以上が達成され、選択性の高いエッチングが可能であることがわかる。この範囲では、塩素イオンと塩素ラジカルのバランスが適正化されていると推定される。
なお、エッチング圧力が8Pa超の場合は、選択比100以上を達成したとしてもエッチング形状不良が発生しやすい。
このように、バンドギャップの大きいAlN層を薄く形成することで、半導体レーザの直列抵抗の増大を抑制し、半導体レーザ全体の特性を向上させることができるという効果がある。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
前記第1の実施形態と異なる点は、主に、p-GaN層8のドライエッチング工程において、エッチングガスとして塩素ガスと酸素ガスを用いることである。エッチングガスとして塩素ガスに少量の酸素ガスを添加することにより、p-AlNエッチングストップ層7の表面が露出した際に、アルミニウム酸化膜が形成される。このため、エッチングはp-AlNエッチングストップ層7で停止され、その結果、活性層とリッジ底部との距離が所望に制御されたリッジストライプを形成することができる。
実験条件:
IPCパワー:500(W)
バイアス:75(W)
塩素ガス流量:38(sccm)
酸素添加量:0,5,10,20,25,50,75(%)
エッチング圧力:5(Pa)
基板温度:20℃
酸素ガスの添加量が5%〜20%の範囲で、選択比100以上が達成され、選択性の高いエッチングが可能である。
一方、酸素ガスの添加量が20%を超えると、GaN層のエッチングレートも低下し、エッチング選択比も100未満となり、良好な選択エッチングを行うには不十分であることが分かる。これは、酸素分圧が高いと、GaN表面のGa酸化物の成長レートが早くなって、エッチングが追いつかず、極端にGaNのエッチングレートが落ちる為と推測される。
図4は、本発明の半導体デバイスの一実施形態であるGaN/AlGaNヘテロ構造を有するHEMTの断面図である。
まず、サファイア基板1を設置したMOCVD装置内に、GaNの原料となるトリメチルガリウム(TMGa)とアンモニア(NH3)とを、それぞれ14μmol/min、12l/minの流量で導入し、成長温度550℃で、層厚40nmのGaNからなる低温バッファ層42を基板1上にエピタキシャル成長させる。次に、TMGaとNH3とを、それぞれ58μmol/min、12l/minの流量で導入し、成長温度1050℃で、層厚3000nmのGaNからなる高温バッファ層43を低温バッファ層42上にエピタキシャル成長させる。
なお、これら各層の形成工程におけるTMAl、TMGa、NH3の導入では、100%水素がキャリアガスとして用いられる。
具体的には、ICP−RIEドライエッチング装置にて、エッチングガスとして塩素ガスと酸素とを用い、以下の条件にてドライエッチングを行った。
PCパワー:500(W)
バイアス:75(W)
塩素ガス流量:38(sccm)
酸素添加量:2(sccm)
エッチング圧力:5(Pa)
基板温度:20℃
本実施形態によれば、選択比100以上の選択性の高いエッチングが可能であるので、エッチング深さを正確に制御することができ、閾値電圧の制御に極めて有利である。
2:n-GaN層
3:n-AlGaN層
4:InGaN/GaN多重量子井戸活性層
5:p-AlGaN層
6:p-GaN層
7:p-AlNエッチングストップ層
8:p-GaN層8
9:SiO2層
10:SiO2層
11:p-GaN用電極
12:n-GaN用電極
Claims (6)
- Al含有窒化物化合物半導体層上に窒化物化合物半導体層を形成し、前記Al含有化合物半導体層に対する前記窒化物化合物層のエッチング選択比が100以上となる条件で前記窒化物化合物層をドライエッチングすることを特徴とする窒化物化合物半導体層のエッチング方法。
- 前記Al含有窒化物化合物半導体層は、AlN層又はAlGaN層であり、前記窒化物化合物半導体層は、GaN層又は前記Al含有窒化物化合物半導体層よりもAl含有率の低いAl含有窒化物化合物半導体層であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物化合物半導体層のエッチング方法。
- 前記ドライエッチングは、エッチングガスとして塩素ガスを用い、エッチング圧力が3Pa〜8Paの条件で行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の窒化物化合物半導体層のエッチング方法。
- 前記ドライエッチングは、エッチングガスとしてさらに酸素ガスを用いることを特徴とする請求項3に記載の窒化物化合物半導体層のエッチング方法。
- 前記酸素ガスの添加量は、前記塩素ガスの供給量に対して20%以下であることを特徴とする請求項4に記載の窒化物化合物半導体層のエッチング方法。
- Al含有窒化物化合物半導体からなるエッチングストップ層と、前記エッチングストップ層表面の少なくとも一部に形成された窒化物化合物半導体層とを有し、
請求項1から5のいずれか1項に記載の窒化物化合物半導体層のエッチング方法を用いて製造されたことを特徴とする半導体デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007085502A JP5089215B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 窒化物化合物半導体層のエッチング方法及びその方法を用いて製造された半導体デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007085502A JP5089215B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 窒化物化合物半導体層のエッチング方法及びその方法を用いて製造された半導体デバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008244324A true JP2008244324A (ja) | 2008-10-09 |
JP5089215B2 JP5089215B2 (ja) | 2012-12-05 |
Family
ID=39915257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007085502A Active JP5089215B2 (ja) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | 窒化物化合物半導体層のエッチング方法及びその方法を用いて製造された半導体デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5089215B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010135641A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Panasonic Corp | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
JP2010153792A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-07-08 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体装置の製造方法 |
JP2014116607A (ja) * | 2010-02-26 | 2014-06-26 | Infineon Technologies Austria Ag | 窒化物半導体デバイス |
JP2014183092A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法およびそれに用いられるドライエッチング装置 |
US9299823B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-03-29 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and method of making including cap layer and nitride semiconductor layer |
CN107516673A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-12-26 | 英诺赛科(珠海)科技有限公司 | GaN半导体器件及其制备方法和应用 |
JPWO2020158394A1 (ja) * | 2019-02-01 | 2021-12-02 | ローム株式会社 | 窒化物半導体装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08162441A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Canon Sales Co Inc | ドライエッチング方法 |
JP2003124188A (ja) * | 2001-10-10 | 2003-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | GaN系半導体デバイスの製造方法 |
JP2005142532A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体素子の製造方法 |
JP2005209773A (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Sharp Corp | 発光素子及びその製造方法 |
JP2005347534A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置の製造方法 |
JP2006222373A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング装置及び該装置を用いたドライエッチング方法 |
JP2007073945A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-03-22 | Canon Inc | 面発光レーザ、該面発光レーザにおける二次元フォトニック結晶の製造方法 |
-
2007
- 2007-03-28 JP JP2007085502A patent/JP5089215B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08162441A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Canon Sales Co Inc | ドライエッチング方法 |
JP2003124188A (ja) * | 2001-10-10 | 2003-04-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | GaN系半導体デバイスの製造方法 |
JP2005142532A (ja) * | 2003-10-14 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体素子の製造方法 |
JP2005209773A (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Sharp Corp | 発光素子及びその製造方法 |
JP2005347534A (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置の製造方法 |
JP2006222373A (ja) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング装置及び該装置を用いたドライエッチング方法 |
JP2007073945A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-03-22 | Canon Inc | 面発光レーザ、該面発光レーザにおける二次元フォトニック結晶の製造方法 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010153792A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-07-08 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体装置の製造方法 |
JP2010135641A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Panasonic Corp | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
JP2014116607A (ja) * | 2010-02-26 | 2014-06-26 | Infineon Technologies Austria Ag | 窒化物半導体デバイス |
US11004966B2 (en) | 2010-02-26 | 2021-05-11 | Infineon Technologies Austria Ag | Nitride semiconductor device |
US12094963B2 (en) | 2010-02-26 | 2024-09-17 | Infineon Technologies Austria Ag | Nitride semiconductor device |
US9299823B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-03-29 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and method of making including cap layer and nitride semiconductor layer |
JP2014183092A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法およびそれに用いられるドライエッチング装置 |
US9202726B2 (en) | 2013-03-18 | 2015-12-01 | Denso Corporation | Manufacturing method of semiconductor device and dry etching apparatus for the same |
CN107516673A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-12-26 | 英诺赛科(珠海)科技有限公司 | GaN半导体器件及其制备方法和应用 |
JPWO2020158394A1 (ja) * | 2019-02-01 | 2021-12-02 | ローム株式会社 | 窒化物半導体装置 |
JP7369725B2 (ja) | 2019-02-01 | 2023-10-26 | ローム株式会社 | 窒化物半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5089215B2 (ja) | 2012-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11038047B2 (en) | Normally-off HEMT transistor with selective generation of 2DEG channel, and manufacturing method thereof | |
TWI323044B (ja) | ||
TWI538056B (zh) | 增強模式氮化物異質場效電晶體元件及其製造方法 | |
JP5089215B2 (ja) | 窒化物化合物半導体層のエッチング方法及びその方法を用いて製造された半導体デバイス | |
US20100240162A1 (en) | Manufacturing method of light emitting diode including current spreading layer | |
JP2006279032A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2007165431A (ja) | 電界効果型トランジスタおよびその製造方法 | |
JP2010238838A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
JP2005109133A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2007088185A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP4776162B2 (ja) | 高電子移動度トランジスタ及び高電子移動度トランジスタの製造方法 | |
JP2000164926A (ja) | 化合物半導体の選択エッチング方法、窒化物系化合物半導体の選択エッチング方法、半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JP4444230B2 (ja) | 窒化ガリウム系半導体素子 | |
JP2008235347A (ja) | リセスゲート型hfetの製造方法 | |
JP2006286698A (ja) | 電子デバイス及び電力変換装置 | |
CN107293587B (zh) | 一种GaN/AlGaN栅槽低损伤刻蚀的方法 | |
JP3812452B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
JP2005203544A (ja) | 窒化物半導体装置とその製造方法 | |
JP3546634B2 (ja) | 窒化物系化合物半導体の選択エッチング方法および半導体装置の製造方法 | |
JP2003229412A (ja) | ドライエッチング方法および半導体素子 | |
JP2012064663A (ja) | 窒化物半導体装置およびその製造方法 | |
JP6028970B2 (ja) | 半導体装置の製造方法およびエッチング方法 | |
JP2010212495A (ja) | Iii族窒化物半導体からなるhfetの製造方法 | |
JP2003282543A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体のドライエッチング方法 | |
JP5087235B2 (ja) | 窒化物半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100104 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111104 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120831 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120911 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150921 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5089215 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150921 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |