JP2018125440A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018125440A JP2018125440A JP2017017048A JP2017017048A JP2018125440A JP 2018125440 A JP2018125440 A JP 2018125440A JP 2017017048 A JP2017017048 A JP 2017017048A JP 2017017048 A JP2017017048 A JP 2017017048A JP 2018125440 A JP2018125440 A JP 2018125440A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- semiconductor device
- manufacturing
- insulating film
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 117
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 51
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 19
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 3
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000089 atomic force micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 1
- 238000000731 high angular annular dark-field scanning transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7786—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
- H01L29/7787—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT with wide bandgap charge-carrier supplying layer, e.g. direct single heterostructure MODFET
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02046—Dry cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
- H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
- H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
- H01L21/30612—Etching of AIIIBV compounds
- H01L21/30621—Vapour phase etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/1066—Gate region of field-effect devices with PN junction gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
- H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/42356—Disposition, e.g. buried gate electrode
- H01L29/4236—Disposition, e.g. buried gate electrode within a trench, e.g. trench gate electrode, groove gate electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66446—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET]
- H01L29/66462—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET] with a heterojunction interface channel or gate, e.g. HFET, HIGFET, SISFET, HJFET, HEMT
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L29/2003—Nitride compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置を例示する模式断面図である。
図1に示すように、半導体装置110は、第1層10と、第2層20と、絶縁膜21と、第1導電部31(第1電極)と、第2導電部32(第2電極)と、電極33と、を含む。
図2は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
図3(a)〜図3(d)、及び、図4(a)〜図4(d)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
図4(d)に示すように、露出した、第1膜10fの上記の一部10pをNH3を含む雰囲気50に接触させて熱処理を行う。雰囲気50におけるNH3の分圧は、例えば、3.3パスカル(Pa)以上180ヘクトパスカル(hPa)以下である。熱処理の温度は、例えば、590℃以上900℃以下である。熱処理の時間は、例えば、1分以上2時間以下である。
図5は、半導体装置の特性を例示するグラフ図である。
図5は、半導体装置110及び参考例の半導体装置119の特性を示している。半導体装置119においては、上記の熱処理(ステップS120)が実施されない。これ以外は、半導体装置110と同様の方法で製造される。
図6(a)〜図6(d)は、半導体装置を例示する模式図である。
図6(a)及び図6(b)は、上記の半導体装置110に対応する。図6(c)及び図6(d)は、上記の半導体装置119に対応する。図6(a)及び図6(c)は、半導体装置の溝H1の上部分の側壁部分(第2層20の側面20s)の断面のHAADF−STEM像である。図6(b)及び図6(d)は、それぞれ、図6(a)及び図6(c)を基に模式的に描かれた、第2層20の、側面20s及び上面20tである。
図7は、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法により製造される半導体装置を例示する模式断面図である。
図7に示すように、半導体装置120は、第1層10、第2層20、絶縁膜21、第1導電部31(第1電極)、第2導電部32(第2電極)及び電極33に加えて第3層30をさらに含む。第1層10、第2層20、絶縁膜21、第1導電部31、第2導電部32及び電極33については、半導体装置110のそれらと同じなので、以下、第3層30について説明する。
図8は、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
図9(a)〜図9(d)、及び、図10(a)〜図10(c)は、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
図11(a)は、熱処理を行わない試料(半導体装置119)に対応する。図11(b)、図11(c)及び図11(d)は、熱処理の温度Tが590℃、790℃及び840℃にそれぞれ対応する。図11(a)は、図10(b)の10p部分(熱処理が行われない部分)に対応する。図11(b)〜図11(d)は、図10(c)の部分10p(所定の温度で熱処理が行われた後の部分)に対応する。
図12(a)及び図12(b)は、半導体装置の特性を示すグラフ図である。
これらの図の横軸は、熱処理の温度T(℃)である。これらの図の縦軸は、溝H2の底部(第1膜10fの一部10p)の表面粗さRMS(nm)である。表面粗さRMSは、1μm×1μmの範囲の表面凹凸をAFMにより測定した結果から算出される値である。図12(b)における縦軸は、図12(a)の縦軸が拡大されている。これらの図において、熱処理を行わない試料(半導体装置119)の値も示されている。
図13の横軸は、表面粗さRMS(nm)である。縦軸は、移動度μ(cm2/Vs)である。
図13から分かるように、表面粗さRMSが大きくなると、移動度μが低下する。表面粗さRMSを小さくすることで、高い移動度μが得られる。溝H2の底部(第1膜10fの一部10p、すなわち、第1層10の第1部分領域10C)は、チャネルとして機能する。この部分の表面粗さRMSが小さくなることで、電子がより効率的に移動できると考えられる。高い移動度μにより、例えば、低いオン抵抗Ronが得られる。
(構成1)
Alx1Ga1−x1N(0≦x1<1)を含む第1膜の上に設けられたAlx2Ga1−x2N(0<x2<1、x1<x2)を含む第2膜の一部を第1元素を含むガスを用いたドライエッチングにより除去して溝を形成して前記第1膜の一部を前記溝の底部において露出させ、
前記露出した前記第1膜の前記一部をNH3を含む雰囲気に接触させて熱処理し、
前記熱処理の後に前記第1膜の前記一部の上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の上に電極を形成し、
前記絶縁膜は、前記第1膜の前記一部から前記電極に向かう第1方向における中央の第1位置を有し、
前記第1位置における前記第1元素の濃度は、1×1018cm−3以下である、半導体装置の製造方法。
(構成2)
前記第1元素は、ボロンである、構成1記載の半導体装置の製造方法。
(構成3)
前記絶縁膜は、第2位置を有し、
前記第1膜の前記一部と前記絶縁膜との界面と、前記第2位置と、の間の前記第1方向に沿った距離は、10ナノメートルであり、
前記電極の前記形成の後において、前記第2位置における前記第1元素の濃度は、1×1018cm−3以下である、構成1または2に記載の半導体装置の製造方法。
(構成4)
前記電極の前記形成の後において、前記第1膜の前記一部と前記絶縁膜との界面における前記第1元素の濃度は、1×1018cm−3以下である、構成1または2に記載の半導体装置の製造方法。
(構成5)
前記雰囲気におけるNH3の分圧は、3.3パスカル以上180ヘクトパスカル以下である、構成1〜4のいずれか1つ記載の半導体装置の製造方法。
(構成6)
前記熱処理の温度は、590℃以上900℃以下である、構成1〜5のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成7)
前記ガスは塩素をさらに含む、構成1〜6のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成8)
Alx1Ga1−x1N(0≦x1<1)を含む第1膜の上に設けられたAlx2Ga1−x2N(0<x2<1、x1<x2)を含む第2膜の一部を除去して溝を形成して前記第1膜の一部を前記溝の底部において露出させ、
前記露出した前記第1膜の前記一部をNH3を含む雰囲気に接触させて790℃以下の温度で熱処理する、半導体装置の製造方法。
(構成9)
前記温度は、590℃以上である、構成8記載の半導体装置の製造方法。
(構成10)
前記溝の前記形成の前に、前記第2膜の上に、開口部を有し、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウム及び酸化ガリウムからなる群から選択された少なくとも1つの第1材料を含む第3膜を形成し、
前記溝の形成は、前記開口部を介して前記第2膜の前記一部を除去することを含む、構成8または9に記載の半導体装置の製造方法。
(構成11)
前記第1材料は、窒化シリコン及び酸窒化シリコンからなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成10に記載の半導体装置の製造方法。
(構成12)
前記雰囲気における圧力は、3.3ヘクトパスカル以上200ヘクトパスカル以下である、構成8〜11のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成13)
前記雰囲気におけるNH3の分圧は、3.3ヘクトパスカル以上120ヘクトパスカル以下である、構成8〜12のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成14)
前記雰囲気は、N2をさらに含み、前記雰囲気におけるNH3の分圧は、3.3ヘクトパスカル以上120ヘクトパスカル以下である、構成8〜12のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成15)
前記第2膜の前記一部の前記除去は、ボロン及び塩素を含むガスを用いたドライエッチングの実施を含む、構成8〜14のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成16)
前記熱処理の後に前記第1膜の前記一部の上に絶縁膜をさらに形成し、
前記絶縁膜の上に電極をさらに形成する、構成8〜15のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成17)
前記熱処理の後において、前記第2膜は前記溝の側壁となる側面を有し、
前記側面と、前記第2膜の上面と、の間の角度は、130度以上である、構成1〜16のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成18)
前記第2膜の第1部分と電気的に接続された第1導電部、及び、前記第2膜の第2部分と電気的に接続された第2導電部をさらに形成し、
前記第1部分と前記第2部分との間に前記電極の少なくとも一部が位置した、構成1〜17のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成19)
前記熱処理後において、前記第1膜の前記一部の表面の表面粗さRMSは、0.21nm以下である、構成1〜18のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(構成20)
Alx1Ga1−x1N(0≦x1<1)を含む第1膜の上に設けられたAlx2Ga1−x2N(0<x2<1、x1<x2)を含む第2膜の一部を除去して溝を形成して前記第1膜の一部を前記溝の底部において露出させ、
前記露出した前記第1膜の前記一部をNH3を含む雰囲気に接触させて900℃以下の温度で熱処理する、半導体装置の製造方法。
(構成21)
前記熱処理は、前記第2膜の上面を前記雰囲気に接触させて行うことを含む、構成20記載の半導体装置の製造方法。
Claims (17)
- Alx1Ga1−x1N(0≦x1<1)を含む第1膜の上に設けられたAlx2Ga1−x2N(0<x2<1、x1<x2)を含む第2膜の一部を第1元素を含むガスを用いたドライエッチングにより除去して溝を形成して前記第1膜の一部を前記溝の底部において露出させ、
前記露出した前記第1膜の前記一部をNH3を含む雰囲気に接触させて熱処理し、
前記熱処理の後に前記第1膜の前記一部の上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の上に電極を形成し、
前記絶縁膜は、前記第1膜の前記一部から前記電極に向かう第1方向における中央の第1位置を有し、
前記第1位置における前記第1元素の濃度は、1×1018cm−3以下である、半導体装置の製造方法。 - 前記第1元素は、ボロンである、請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記絶縁膜は、第2位置を有し、
前記第1膜の前記一部と前記絶縁膜との界面と、前記第2位置と、の間の前記第1方向に沿った距離は、10ナノメートルであり、
前記電極の前記形成の後において、前記第2位置における前記第1元素の濃度は、1×1018cm−3以下である、請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記電極の前記形成の後において、前記第1膜の前記一部と前記絶縁膜との界面における前記第1元素の濃度は、1×1018cm−3以下である、請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記雰囲気におけるNH3の分圧は、3.3パスカル以上180ヘクトパスカル以下である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記熱処理の温度は、590℃以上900℃以下である、請求項1〜5のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ガスは塩素をさらに含む、請求項1〜6のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- Alx1Ga1−x1N(0≦x1<1)を含む第1膜の上に設けられたAlx2Ga1−x2N(0<x2<1、x1<x2)を含む第2膜の一部を除去して溝を形成して前記第1膜の一部を前記溝の底部において露出させ、
前記露出した前記第1膜の前記一部をNH3を含む雰囲気に接触させて790℃以下の温度で熱処理する、半導体装置の製造方法。 - 前記温度は、590℃以上である、請求項8記載の半導体装置の製造方法。
- 前記溝の前記形成の前に、前記第2膜の上に、開口部を有し、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウム及び酸化ガリウムからなる群から選択された少なくとも1つの第1材料を含む第3膜を形成し、
前記溝の形成は、前記開口部を介して前記第2膜の前記一部を除去することを含む、請求項8記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1材料は、窒化シリコン及び酸窒化シリコンからなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項10記載の半導体装置の製造方法。
- 前記雰囲気における圧力は、3.3ヘクトパスカル以上200ヘクトパスカル以下である、請求項8〜11のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記雰囲気におけるNH3の分圧は、3.3ヘクトパスカル以上120ヘクトパスカル以下である、請求項8〜12のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記雰囲気は、N2をさらに含み、前記雰囲気におけるNH3の分圧は、3.3ヘクトパスカル以上120ヘクトパスカル以下である、請求項8〜12のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2膜の前記一部の前記除去は、ボロン及び塩素を含むガスを用いたドライエッチングの実施を含む、請求項8〜14のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記熱処理の後において、前記第2膜は前記溝の側壁となる側面を有し、
前記側面と、前記第2膜の上面と、の間の角度は、130度以上である、請求項1〜15のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記熱処理後において、前記第1膜の前記一部の表面の表面粗さRMSは、0.21nm以下である、請求項1〜16のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017017048A JP6629252B2 (ja) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | 半導体装置の製造方法 |
US15/670,495 US10355119B2 (en) | 2017-02-01 | 2017-08-07 | Method for manufacturing semiconductor device |
CN201710766821.XA CN108376645B (zh) | 2017-02-01 | 2017-08-31 | 半导体装置的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017017048A JP6629252B2 (ja) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018125440A true JP2018125440A (ja) | 2018-08-09 |
JP6629252B2 JP6629252B2 (ja) | 2020-01-15 |
Family
ID=62980235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017017048A Active JP6629252B2 (ja) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10355119B2 (ja) |
JP (1) | JP6629252B2 (ja) |
CN (1) | CN108376645B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020136476A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 株式会社サイオクス | Iii族窒化物半導体装置およびエッチング装置 |
JP2020150141A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
US11088269B2 (en) | 2019-06-28 | 2021-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7448314B2 (ja) * | 2019-04-19 | 2024-03-12 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008227356A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Toyota Central R&D Labs Inc | 半導体装置とその製造方法 |
JP2012023213A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置の製造方法 |
WO2014057906A1 (ja) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | ローム株式会社 | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
JP2014225606A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 富士通株式会社 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
JP2015103780A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6127237A (en) * | 1998-03-04 | 2000-10-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Etching end point detecting method based on junction current measurement and etching apparatus |
JP2002026456A (ja) | 2000-06-30 | 2002-01-25 | Toshiba Corp | 半導体装置、半導体レーザ及びその製造方法並びにエッチング方法 |
JP2002324913A (ja) | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Ricoh Co Ltd | Iii族窒化物半導体およびその作製方法および半導体装置およびその作製方法 |
US6488767B1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-03 | Advanced Technology Materials, Inc. | High surface quality GaN wafer and method of fabricating same |
JP4479222B2 (ja) * | 2002-11-22 | 2010-06-09 | 沖電気工業株式会社 | 化合物半導体層の表面処理方法及び半導体装置の製造方法 |
JP4751150B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2011-08-17 | 株式会社東芝 | 窒化物系半導体装置 |
US8823057B2 (en) * | 2006-11-06 | 2014-09-02 | Cree, Inc. | Semiconductor devices including implanted regions for providing low-resistance contact to buried layers and related devices |
US7985986B2 (en) * | 2008-07-31 | 2011-07-26 | Cree, Inc. | Normally-off semiconductor devices |
US7968441B2 (en) * | 2008-10-08 | 2011-06-28 | Applied Materials, Inc. | Dopant activation anneal to achieve less dopant diffusion (better USJ profile) and higher activation percentage |
EP2267197A1 (en) * | 2009-06-25 | 2010-12-29 | AMMONO Sp.z o.o. | Method of obtaining bulk mono-crystalline gallium-containing nitride, bulk mono-crystalline gallium-containing nitride, substrates manufactured thereof and devices manufactured on such substrates |
CN104465408B (zh) * | 2010-04-23 | 2017-09-15 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置及半导体装置的制造方法 |
JP5500002B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2014-05-21 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
JP5685918B2 (ja) | 2010-12-10 | 2015-03-18 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP5857415B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2016-02-10 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US8933507B2 (en) * | 2012-07-10 | 2015-01-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Metal/polysilicon gate trench power mosfet |
JP2014090033A (ja) | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
JP6024579B2 (ja) * | 2013-04-11 | 2016-11-16 | 株式会社デンソー | Hemtを備えた半導体装置 |
US9450078B1 (en) * | 2015-04-03 | 2016-09-20 | Advanced Ion Beam Technology, Inc. | Forming punch-through stopper regions in finFET devices |
-
2017
- 2017-02-01 JP JP2017017048A patent/JP6629252B2/ja active Active
- 2017-08-07 US US15/670,495 patent/US10355119B2/en active Active
- 2017-08-31 CN CN201710766821.XA patent/CN108376645B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008227356A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Toyota Central R&D Labs Inc | 半導体装置とその製造方法 |
JP2012023213A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体装置の製造方法 |
WO2014057906A1 (ja) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | ローム株式会社 | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
JP2014225606A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 富士通株式会社 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
JP2015103780A (ja) * | 2013-11-28 | 2015-06-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020136476A (ja) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 株式会社サイオクス | Iii族窒化物半導体装置およびエッチング装置 |
JP7232074B2 (ja) | 2019-02-19 | 2023-03-02 | 住友化学株式会社 | Iii族窒化物半導体装置およびエッチング装置 |
JP2020150141A (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP7175804B2 (ja) | 2019-03-14 | 2022-11-21 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
US11677020B2 (en) | 2019-03-14 | 2023-06-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device including different nitride regions and method for manufacturing same |
JP7419445B2 (ja) | 2019-03-14 | 2024-01-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
US11967641B2 (en) | 2019-03-14 | 2024-04-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device including different nitride regions improving characteristics of the semiconductor device |
US11088269B2 (en) | 2019-06-28 | 2021-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180219088A1 (en) | 2018-08-02 |
CN108376645A (zh) | 2018-08-07 |
CN108376645B (zh) | 2022-02-22 |
US10355119B2 (en) | 2019-07-16 |
JP6629252B2 (ja) | 2020-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6629252B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US8963203B2 (en) | Nitride semiconductor device and method for manufacturing same | |
US9893161B2 (en) | Parasitic capacitance reduction structure for nanowire transistors and method of manufacturing | |
US10727312B2 (en) | Nitride semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JP6767411B2 (ja) | 半導体装置、電源回路、及び、コンピュータ | |
JP5126930B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US11757028B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JPWO2012131898A1 (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
TW201730940A (zh) | 半導體元件及其形成方法 | |
JP5645766B2 (ja) | GaNベースの薄膜トランジスタの製造方法 | |
WO2017008331A1 (zh) | Tft基板结构及其制作方法 | |
JP2020017577A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2020150141A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
CN108206206B (zh) | 半导体装置及其制造方法 | |
JP2009064875A (ja) | 半導体装置 | |
JP5036399B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
JP2014135353A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20200111906A1 (en) | High voltage device and manufacturing method thereof | |
JP2006245306A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2020181891A (ja) | 窒化物半導体装置および窒化物半導体装置の製造方法 | |
CN108878276B (zh) | 半导体装置的制造方法 | |
JP2018163928A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2007318012A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP6707927B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
JP2016015355A (ja) | 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: 20180913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190719 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191001 |
|
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: 20191105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191204 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6629252 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |