JP2019204901A - 窒化珪素パッシベーション膜の成膜方法及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
窒化珪素パッシベーション膜の成膜方法及び半導体デバイスの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
103・A/T+B=exp(P/C)
(但し、Pは前記第1の圧力(単位Pa)、A,B,Cは定数)に到達した時間から、成膜工程において窒化珪素パッシベーション膜の成膜を開始するまでの時間を60分以内とする。
図1は、本発明の第1実施形態に係る成膜方法によって形成されるSiNパッシベーション膜を示す側面図である。このSiNパッシベーション膜3は、窒化物半導体層5の表面と接しており、窒化物半導体層5の表面上に減圧CVD法によって成膜されたものである。窒化物半導体層5は、例えば炭化シリコン(SiC)などの基板7上に成長した層であって、例えばGaN層である。窒化物半導体層5及び基板7は、エピタキシャルウェハ9を構成する。
103・A/T+B=exp(P/C) ・・・(1)
上の数式(1)を変形すると、次の数式(2)となる。
次に、第2実施形態として、上記第1実施形態によるSiNパッシベーション膜3の成膜方法を含む、窒化物半導体を主構成材料とする半導体デバイスの製造方法を説明する。図11〜図13は、本実施形態による製造方法の各工程を示す図である。本実施形態は、半導体デバイスとしてGaN−HEMTを例示する。
表1に示されるように、条件1では、条件2及び条件3と比較して、キャップ層18の表面荒れ(RMS値)が少なくなる。そして、キャップ層18の表面荒れが少ないほど、ゲートリーク電流が小さくなり、HEMT1Aの動作特性及び長期信頼性が向上する。
Claims (5)
- 窒化物半導体に接する窒化珪素パッシベーション膜を成膜する方法であって、
前記窒化物半導体を反応炉内に導入する導入工程と、
前記反応炉内の雰囲気を窒素(N2)雰囲気に置換する第1の置換工程と、
前記反応炉内の圧力を第1の圧力に設定し、前記反応炉内の温度を700℃以上の第1の温度に昇温する昇温工程と、
前記反応炉内の雰囲気をアンモニア(NH3)雰囲気へ置換する第2の置換工程と、
前記反応炉内にジクロロシラン(SiH2Cl2)を供給して前記窒化珪素パッシベーション膜を成膜する成膜工程と、
を含み、
前記昇温工程において前記反応炉内の温度が次の数式を満たす温度T(単位K):
103・A/T+B=exp(P/C)
(但し、Pは前記第1の圧力(単位Pa)、A,B,Cは定数)に到達した時間から、前記成膜工程において前記窒化珪素パッシベーション膜の成膜を開始するまでの時間を60分以内とする、窒化珪素パッシベーション膜の成膜方法。 - 前記導入工程において、炉内温度を500℃以下とした状態で前記反応炉内に前記窒化物半導体を導入する、請求項1に記載の窒化珪素パッシベーション膜の成膜方法。
- 前記昇温工程は、前記反応炉内の圧力を前記第1の圧力とした後、前記温度Tより低い温度にて前記反応炉のリーク検査を行う工程を含む、請求項1または2に記載の窒化珪素パッシベーション膜の成膜方法。
- 前記昇温工程及び前記第2の置換工程において、前記反応炉内に前記窒化物半導体を導入したときの温度と前記第1の温度との差の10%に相当する温度だけ前記第1の温度より低い温度に前記反応炉内の温度が到達した段階で、アンモニア雰囲気への置換を開始する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の窒化珪素パッシベーション膜の成膜方法。
- 窒化物半導体を主構成材料とする半導体デバイスの製造方法であって、
複数の窒化物半導体層を含む積層構造を基板上に成長する工程と、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法を用いて、前記積層構造に接する窒化珪素パッシベーション膜を成膜する工程と、
前記窒化珪素パッシベーション膜に開口を形成し、該開口を介して前記積層構造に接触する電極を形成する工程と、
を含む、半導体デバイスの製造方法。
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