JP2013065720A - 半導体結晶基板、半導体結晶基板の製造方法、半導体装置の製造方法、電源装置及び増幅器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体結晶基板110と、基板110の表面に窒化物により形成された保護層120と、を有し、保護層120は、基板110の外周部となる周辺領域120aはアモルファス状態であり、基板110の周辺領域よりも内側の内部領域120bは結晶化している。
【選択図】図4
Description
第1の実施の形態における半導体結晶基板の製造方法及び半導体装置の製造方法について、図3から図5に基づき説明する。
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態における半導体装置は、ゲートリセス及び絶縁膜を形成することによりノーマリーオフとなる構造のHEMTである。
次に、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、半導体デバイス、電源装置及び高周波増幅器である。
(付記1)
基板と、
前記基板の表面に窒化物により形成された保護層と、
を有し、前記保護層)は、前記基板の外周部となる周辺領域はアモルファス状態であり、前記基板の前記周辺領域よりも内側の内部領域は結晶化していることを特徴とする半導体結晶基板。
(付記2)
前記保護層は、AlNを含む材料により形成されていることを特徴とする付記1に記載の半導体結晶基板。
(付記3)
前記周辺領域は、前記内部領域よりも酸素が多く含まれていることを特徴とする付記1または2に記載の半導体結晶基板。
(付記4)
前記基板は、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド、窒化ガリウムのいずれかを含むものであることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載の半導体結晶基板。
(付記5)
前記基板は、シリコン基板であって、前記基板の表面は、(111)面であることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載の半導体結晶基板。
(付記6)
基板の表面に、窒化物を含む材料により保護層を形成する工程と、
前記基板の外周部となる前記保護層の周辺領域に酸素を注入する工程と、
前記周辺領域に酸素を注入した後、前記周辺領域を除く内部領域における前記保護層が結晶化する温度に加熱する工程と、
を有することを特徴とする半導体結晶基板の製造方法。
(付記7)
前記周辺領域に酸素を注入する工程は、
前記内部領域における前記保護層上に、マスク層を形成する工程と、
前記マスク層の形成された面に酸素プラズマを照射、または、酸素イオン注入を行ない、前記周辺領域)の前記保護層に酸素を注入する工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
を有することを特徴とする付記6に記載の半導体結晶基板の製造方法。
(付記8)
前記保護層は、AlNを含む材料により形成されていることを特徴とする付記6または7に記載の半導体結晶基板の製造方法。
(付記9)
前記基板は、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド、窒化ガリウムのいずれかを含むものであることを特徴とする付記6から8のいずれかに記載の半導体結晶基板の製造方法。
(付記10)
前記マスク層は、SiNを含む材料により形成されているものであることを特徴とする付記6から9のいずれかに記載の半導体結晶基板の製造方法。
(付記11)
基板の表面に、窒化物を含む材料により保護層を形成する工程と、
前記基板の外周部となる前記保護層の周辺領域に酸素を注入する工程と、
前記周辺領域に酸素を注入した後、前記周辺領域を除く内部領域における前記保護層が結晶化する温度に加熱する工程と、
前記加熱する工程の後、バッファ層、電子走行層、電子供給層をエピタキシャル成長により形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記12)
前記周辺領域に酸素を注入する工程は、
前記内部領域における前記保護層上に、マスク層を形成する工程と、
前記マスク層の形成された面に酸素プラズマを照射、または、酸素イオン注入を行ない、前記周辺領域の前記保護層に酸素を注入する工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
を有することを特徴とする付記11に記載の半導体装置の製造方法。
(付記13)
前記保護層は、AlNを含む材料により形成されていることを特徴とする付記11または12に記載の半導体装置の製造方法。
(付記14)
前記バッファ層、前記電子走行層、前記電子供給層をエピタキシャル成長により形成する工程の後、前記電子供給層の上に、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を形成する工程を有することを特徴とする付記11から13のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記15)
前記マスク層は、SiNを含む材料により形成されているものであることを特徴とする付記11から14のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記16)
前記バッファ層、前記電子走行層及び前記電子供給層は、MOCVDにより形成することを特徴とする付記11から15のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記17)
前記バッファ層は、AlGaNを含む材料により形成されていることを特徴とする付記11から16のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記18)
前記電子走行層は、GaNを含む材料により形成されていることを特徴とする付記11から17のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記19)
前記電子供給層は、AlGaNを含む材料により形成されていることを特徴とする付記11から18のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記20)
前記電子供給層は、InAlNを含む材料により形成されていることを特徴とする付記11から18のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記21)
前記半導体装置は、HEMTであって、
前記電子供給層はAlGaNを含む材料により形成されており、前記電子走行層はGaNを含む材料により形成されていることを特徴とする付記11から19のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記22)
付記11から21のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造された半導体装置を有することを特徴とする電源装置。
(付記23)
付記11から21のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造された半導体装置を有することを特徴とする増幅器。
120 AlN層(保護層)
120a 周辺領域
120b 内部領域
130 SiN層
130a SiN層(マスク層)
140 AlGaN層(バッファ層)
150 GaN層(電子走行層)
150a 2DEG
160 AlGaN層(電子供給層)
170 半導体層
170a アモルファス状態の半導体層
170b 結晶化した半導体層
181 ゲート電極
182 ソース電極
183 ドレイン電極
Claims (10)
- 基板と、
前記基板の表面に窒化物により形成された保護層と、
を有し、前記保護層は、前記基板の外周部となる周辺領域はアモルファス状態であり、前記基板の前記周辺領域よりも内側の内部領域は結晶化していることを特徴とする半導体結晶基板。 - 前記保護層は、AlNを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体結晶基板。
- 基板の表面に、窒化物を含む材料により保護層を形成する工程と、
前記基板の外周部となる前記保護層の周辺領域に酸素を注入する工程と、
前記周辺領域に酸素を注入した後、前記周辺領域を除く内部領域における前記保護層が結晶化する温度に加熱する工程と、
を有することを特徴とする半導体結晶基板の製造方法。 - 前記周辺領域に酸素を注入する工程は、
前記内部領域における前記保護層上に、マスク層を形成する工程と、
前記マスク層の形成された面に酸素プラズマを照射、または、酸素イオン注入を行ない、前記周辺領域の前記保護層に酸素を注入する工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
を有することを特徴とする請求項3に記載の半導体結晶基板の製造方法。 - 基板の表面に、窒化物を含む材料により保護層を形成する工程と、
前記基板の外周部となる前記保護層の周辺領域に酸素を注入する工程と、
前記周辺領域に酸素を注入した後、前記周辺領域を除く内部領域における前記保護層が結晶化する温度に加熱する工程と、
前記加熱する工程の後、バッファ層、電子走行層、電子供給層をエピタキシャル成長により形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記保護層は、AlNを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記バッファ層、前記電子走行層及び前記電子供給層は、MOCVDにより形成することを特徴とする請求項5または6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体装置は、HEMTであって、
前記電子供給層はAlGaNを含む材料により形成されており、前記電子走行層はGaNを含む材料により形成されていることを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 請求項5から8のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造された半導体装置を有することを特徴とする電源装置。
- 請求項5から8のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造された半導体装置を有することを特徴とする増幅器。
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