JP4461228B1 - 半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体デバイスの製造方法は、金属層形成工程と、前記金属層をそれぞれ露出する複数の開口グループと前記金属層を露出しない第1の非開口部と前記金属層をそれぞれ露出しない複数の第2の非開口部とを含むマスクを形成するマスク形成工程と、窒化工程と、第2バッファー層形成工程と、成長工程とを備え、前記開口グループは、六角形に沿った形状をそれぞれ有した複数の開口を含み、前記第1の非開口部は、前記複数の開口グループの間に配され、前記第2の非開口部は、前記開口グループ内の前記複数の開口の間に配され、前記マスク形成工程では、各開口グループ内の各開口の最小幅が5μm以上25μm以下になり、各開口グループ内の隣接する前記開口の間における前記第2の非開口部の幅が1.5μm以上8μm以下になり、隣接する前記開口グループの間における前記第1の非開口部の幅が10μm以上になるように、前記マスクを形成する。
【選択図】図4
Description
5≦W≦25・・・数式1
1.5≦G≦8・・・数式2
を満たすように、マスク40を形成する。数式1及び数式2を満たす領域は、図7に斜線で示す領域PRである。
L≧10・・・数式3
を満たすように、マスク40を形成する。第1の非開口部の幅Lが10[μm]より小さくなると、複数の領域ORa〜ORdのそれぞれにおける成長した窒化ガリウムがマージしてしまい、後述の図4(d)に示す工程において複数の半導体部材を選択的に成長できなくなる可能性がある(図9参照)。
第2の非開口部の幅G=配列ピッチP−開口幅W・・・数式4
の関係がある。
20 クロム層(金属層)
30a〜30d,130 第1バッファー層
40 マスク
50a〜50d、150a〜150d 第2バッファー層
60a〜60d、160a〜160d 半導体部材
70a〜70d、170a〜170d 半導体デバイス
Claims (11)
- 下地基板の上に金属層を形成する金属層形成工程と、
前記金属層をそれぞれ露出する複数の開口グループと前記金属層を露出しない第1の非開口部と前記金属層をそれぞれ露出しない複数の第2の非開口部とを含むマスクを形成するマスク形成工程と、
前記金属層において前記複数の開口グループにより露出された複数の領域グループを窒化することにより、金属窒化物の複数の第1バッファー層を形成する窒化工程と、
前記複数の第1バッファー層の上に、III族窒化物半導体の複数の第2バッファー層を形成する第2バッファー層形成工程と、
前記複数の第2バッファー層の上に、III族窒化物半導体の複数の半導体部材を成長させる成長工程と、
を備え、
前記開口グループは、六角形に沿った形状をそれぞれ有した複数の開口を含み、
前記第1の非開口部は、前記複数の開口グループの間に配され、
前記第2の非開口部は、前記開口グループ内の前記複数の開口の間に配され、
前記マスク形成工程では、各開口グループ内の各開口の最小幅が5μm以上25μm以下になり、各開口グループ内の隣接する前記開口の間における前記第2の非開口部の幅が1.5μm以上8μm以下になり、隣接する前記開口グループの間における前記第1の非開口部の幅が10μm以上になるように、前記マスクを形成し、
前記第2バッファー層形成工程では、850℃以上950℃以下の第1の温度で前記複数の第2バッファー層を形成し、
前記成長工程は、前記第1の温度より高い第2の温度で前記複数の半導体部材を成長させる第1の成長工程と前記第2の温度より高い第3の温度で前記複数の半導体部材を成長させる第2の成長工程を含む、又は、前記第1の温度より高い第2の温度で前記複数の半導体部材を成長させる第1の成長工程と前記第1の温度と前記第2の温度との間の第4の温度で前記複数の半導体部材を成長させる第3の成長工程とを含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。 - 前記複数の第1バッファー層のそれぞれは、前記開口グループの前記複数の開口に対応した複数の第1バッファー領域を含み、
前記複数の第2バッファー層のそれぞれは、前記複数の第1バッファー領域に対応した複数の第2バッファー領域を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体デバイスの製造方法。 - 前記下地基板は、六方晶系及び擬似六方晶系のいずれかの結晶構造を有しており、
前記六角形の各辺は、前記下地基板における前記半導体部材の〔10−10〕方向に沿うべき方向、〔01−10〕方向に沿うべき方向及び〔−1100〕方向に沿うべき方向のいずれかに沿って延びていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体デバイスの製造方法。 - 前記マスク形成工程は、
前記金属層の上にマスク層を成膜するマスク層成膜工程と、
前記マスク層に前記複数の開口グループを形成することにより、前記マスクを形成する開口グループ形成工程と、
を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体デバイスの製造方法。 - 前記マスクを除去するマスク除去工程と、
前記第1バッファー層を選択的にエッチングすることにより、前記複数の半導体部材を前記下地基板から分離するとともに互いに分離する分離工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体デバイスの製造方法。 - 下地基板の上に第1バッファー層を形成する第1バッファー層形成工程と、
前記第1バッファー層をそれぞれ露出する複数の開口グループと前記第1バッファー層を露出しない第1の非開口部と前記第1バッファー層をそれぞれ露出しない複数の第2の非開口部とを含むマスクを形成するマスク形成工程と、
前記第1バッファー層の表面において前記複数の開口グループにより露出された複数の領域グループに、III族窒化物半導体の複数の第2バッファー層を形成する第2バッファー層形成工程と、
前記複数の第2バッファー層の上に、III族窒化物半導体の複数の半導体部材を成長させる成長工程と、
を備え、
前記開口グループは、六角形に沿った形状をそれぞれ有した複数の開口を含み、
前記第1の非開口部は、前記複数の開口グループの間に配され、
前記第2の非開口部は、前記開口グループ内の前記複数の開口の間に配され、
前記マスク形成工程では、各開口グループ内の各開口の最小幅が5μm以上25μm以下になり、各開口グループ内の隣接する前記開口の間における前記第2の非開口部の幅が1.5μm以上8μm以下になり、隣接する前記開口グループの間における前記第1の非開口部の幅が10μm以上になるように、前記マスクを形成し、
前記第2バッファー層形成工程では、850℃以上950℃以下の第1の温度で前記複数の第2バッファー層を形成し、
前記成長工程は、前記第1の温度より高い第2の温度で前記複数の半導体部材を成長させる第1の成長工程と前記第2の温度より高い第3の温度で前記複数の半導体部材を成長させる第2の成長工程を含む、又は、前記第1の温度より高い第2の温度で前記複数の半導体部材を成長させる第1の成長工程と前記第1の温度と前記第2の温度との間の第4の温度で前記複数の半導体部材を成長させる第3の成長工程とを含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。 - 前記複数の第2バッファー層のそれぞれは、前記開口グループの前記複数の開口に対応した複数の第2バッファー領域を含むことを特徴とする請求項6に記載の半導体デバイスの製造方法。
- 前記下地基板は、六方晶系及び擬似六方晶系のいずれかの結晶構造を有しており、
前記六角形の各辺は、前記下地基板における前記半導体部材の〔10−10〕方向に沿うべき方向、〔01−10〕方向に沿うべき方向及び〔−1100〕方向に沿うべき方向のいずれかに沿って延びていることを特徴とする請求項6又は7に記載の半導体デバイスの製造方法。 - 前記第1バッファー層は、金属窒化物を含むことを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の半導体デバイスの製造方法。
- 前記マスク形成工程は、
前記第1バッファー層の上にマスク層を成膜するマスク層成膜工程と、
前記マスク層に前記複数の開口グループを形成することにより、前記マスクを形成する開口グループ形成工程と、
を含むことを特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載の半導体デバイスの製造方法。 - 前記マスクを除去するマスク除去工程と、
前記第1バッファー層を選択的にエッチングすることにより、前記複数の半導体部材を前記下地基板から分離するとともに互いに分離する分離工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項6から10のいずれか1項に記載の半導体デバイスの製造方法。
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