JP2016072629A - GaNベースの半導体層内のドーパントの活性化を実施するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・約80nmの厚さを有し、半導体の成長温度と同じ温度で有機金属化学蒸着(MOCVD)により堆積され、GaNおよびAlNの熱膨張係数が同程度の大きさである場合に、密着層としての働きをする、第1の層と、
・約1μmの厚さを有し、第1の層の上方に陰極スパッタリングにより堆積され、第1の層により提供された保護を強化する目的を有する、第2の層
を含む。
・基板を提供するステップであって、基板が、
○p型の電気的ドーパント不純物を備えたGaNベースの半導体材料で作製された層と、
○半導体材料層と接触した、いずれのシリコンベースの化合物も有さない保護キャップ・ブロックと、
○保護キャップ・ブロックを被覆するシリコンベースの被覆層とを備える、
ステップと、
・半導体材料層内のp型の電気的ドーパント不純物を活性化するように、850℃よりも高い温度で熱処理を実施するステップと、
を備える方法を用いて解決されるに至る。
・キャップ・ブロックの堆積の前、または、
・キャップ・ブロックの堆積の後であり、且つ、被覆層の堆積の前、または、
・被覆層の堆積の後
に実施されてもよい。
1a 支持
1b GaNベースの半導体材料層、半導体材料層、半導体層、半導体材料
2 ドーパント種、ドーパント、電気的ドーパント不純物
3 キャップ・ブロック
3a AlGaNまたはAlN層
3b MgまたはMgO層、
3c 追加のAlNまたはAlGaN層、
4 被覆層、シリコンベースのキャップ層、シリコンベースの被覆層
Claims (16)
- GaNベースの半導体におけるp型ドーパントの活性化を実施するための方法であって、
基板(1)を提供するステップであって、前記基板が、
p型の電気的ドーパント不純物(2)を備えたGaNベースの半導体材料(1b)で作製された層と、
前記半導体材料層(1b)と接触した、いずれのシリコンベースの化合物も有さないキャップ・ブロック(3)と
前記保護キャップ・ブロック(3)を被覆するシリコンベースの被覆層(4)とを備える、
ステップと、
前記半導体材料層(1b)における前記p型の電気的ドーパント不純物(2)を活性化するように、850℃よりも高い温度で熱処理を実施するステップと
を備える、方法。 - 前記キャップ・ブロック(3)が、1から30nmの間で、優先的には1から15nmの間で、理想的には4から5nmの間で構成される厚さを有するMgまたはMgO層(3b)を備える、請求項1に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記キャップ・ブロック(3)が、前記半導体材料層(1b)と前記MgまたはMgO層(3b)の間に配置されるAlGaN層(3a)をさらに備え、前記AlGaN層(3a)が、1から40nmの間で、優先的には5から20nmの間で構成される厚さを有する、請求項2に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記AlGaN層(3a)が、最大50%のGa、有利には最大20%のGa、優先的には5%よりも少ないGaを備える、請求項3に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記AlGaN層(3a)がGaを全く有さない、請求項4に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記キャップ・ブロック(3)が、1から40nmの間で、優先的には5から20nmの間で構成される厚さを有する、前記MgまたはMgO層(3b)と前記被覆層(4)の間に配置される追加のAlGaN層(3c)を備える、請求項3から5のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記被覆層(4)の堆積が、850℃よりも低い温度で、優先的には700から800℃の間で構成される温度で実施される、請求項1から6のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記被覆層(4)の材料が、シリコン、シリコン酸化物、またはシリコン窒化物から選択される、請求項1から7のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記被覆層(4)の厚さが、5から500nmの間で、優先的には50から150nmの間で構成され、理想的には100nmと等しい、請求項1から8のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記キャップ・ブロック(3)が前記半導体材料層(1b)上に堆積され、次いで、前記熱処理が実施される前に、前記電気的ドーパント不純物(2)が前記キャップ・ブロック(3)を通って前記半導体材料層(1b)に注入される、請求項1から9のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記シリコンベースの被覆層(4)が前記キャップ・ブロック(3)上に堆積され、次いで、前記熱処理が実施される前に、前記電気的ドーパント不純物(2)が、前記キャップ・ブロック(3)および前記被覆層(4)を通って、前記半導体材料層(1b)に注入される、請求項1から10のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記注入ステップが、15から700℃の間で構成される温度で実施される、請求項1から11のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記熱処理ステップが、N2、NF3、NH3、Ar、He、または、N2/H2の混合物もしくはAr/H2の混合物から選択されるガスを備える雰囲気で実施される、請求項1から12のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記熱処理ステップが、1000℃よりも高い温度で実施される少なくとも1つのアニールを備える、請求項1から13のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 前記熱処理が、1から15kbarの間で、有利には1barから1kbarの間で、理想的には1から10barの間で構成される圧力の下で実施される、請求項1から14のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
- 半導体材料層(1b)の厚さが、5nmから10μmの間で、優先的には500nmから10μmの間で構成され、理想的には1μmと等しい、請求項1から15のいずれか一項に記載のドーパントの活性化を実施するための方法。
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