JP7374282B2 - ガリウム含有膜の成膜方法 - Google Patents
ガリウム含有膜の成膜方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7374282B2 JP7374282B2 JP2022168063A JP2022168063A JP7374282B2 JP 7374282 B2 JP7374282 B2 JP 7374282B2 JP 2022168063 A JP2022168063 A JP 2022168063A JP 2022168063 A JP2022168063 A JP 2022168063A JP 7374282 B2 JP7374282 B2 JP 7374282B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mist
- gallium
- film
- carrier gas
- raw material
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 title claims description 23
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 17
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 125
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 69
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 54
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 30
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 21
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 119
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 39
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 31
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 23
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 11
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 11
- -1 gallium ions Chemical class 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 5
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 4
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZVYYAYJIGYODSD-LNTINUHCSA-K (z)-4-bis[[(z)-4-oxopent-2-en-2-yl]oxy]gallanyloxypent-3-en-2-one Chemical compound [Ga+3].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O ZVYYAYJIGYODSD-LNTINUHCSA-K 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- DKSMCEUSSQTGBK-UHFFFAOYSA-N bromous acid Chemical compound OBr=O DKSMCEUSSQTGBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940077239 chlorous acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- SRVXDMYFQIODQI-UHFFFAOYSA-K gallium(iii) bromide Chemical compound Br[Ga](Br)Br SRVXDMYFQIODQI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- DWRNSCDYNYYYHT-UHFFFAOYSA-K gallium(iii) iodide Chemical compound I[Ga](I)I DWRNSCDYNYYYHT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N glymidine Chemical compound N1=CC(OCCOC)=CN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical group 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- CUILPNURFADTPE-UHFFFAOYSA-N hypobromous acid Chemical compound BrO CUILPNURFADTPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- SRPSOCQMBCNWFR-UHFFFAOYSA-N iodous acid Chemical compound OI=O SRPSOCQMBCNWFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001509 metal bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001511 metal iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/0242—Crystalline insulating materials
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02425—Conductive materials, e.g. metallic silicides
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02565—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02576—N-type
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02579—P-type
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02581—Transition metal or rare earth elements
-
- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02623—Liquid deposition
- H01L21/02628—Liquid deposition using solutions
Description
本発明においては、酸化ガリウム膜の製造に用いる原料として、少なくともガリウムイオン及び塩化物イオンを含む点に特徴の一つを有する。このような材料は、安価であり、供給の安定性にも優れている。
ミスト化部120では、原料溶液104aを調整し、前記原料溶液104aをミスト化してミストを発生させる。ミスト化手段は、原料溶液104aをミスト化できさえすれば特に限定されず、公知のミスト化手段であってよいが、超音波振動によるミスト化手段を用いることが好ましい。より安定してミスト化することができるためである。
搬送部109は、ミスト化部120と成膜部140とを接続する。搬送部109を介して、ミスト化部120のミスト発生源104から成膜部140の成膜室107へと、キャリアガスによってミストが搬送される。搬送部109は、例えば、供給管109aとすることができる。供給管109aとしては、例えば石英管や樹脂製のチューブなどを使用することができる。
再び図1を参照し、成膜部140では、ミストを加熱し熱反応を生じさせて、基体110の表面の一部又は全部に成膜を行う。成膜部140は、例えば、成膜室107を備え、成膜室107内には基体110が設置されており、該基体110を加熱するためのホットプレート108を備えることができる。ホットプレート108は、図1に示されるように成膜室107の外部に設けられていてもよいし、成膜室107の内部に設けられていてもよい。また、成膜室107には、基体110へのミストの供給に影響を及ぼさない位置に、排ガスの排気口112が設けられてもよい。また、本発明においては、基体110を成膜室107の上面に設置するなどして、フェイスダウンとしてもよいし、基体110を成膜室107の底面に設置して、フェイスアップとしてもよい。
基体110は、成膜可能であり膜を支持できるものであれば特に限定されない。前記基体110の材料も、特に限定されず、公知の基体を用いることができ、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、鉄やアルミニウム、ステンレス鋼、金等の金属、シリコン、サファイア、石英、ガラス、酸化ガリウム等が挙げられるが、これに限られるものではない。前記基体の形状としては、どのような形状のものであってもよく、あらゆる形状に対して有効であり、例えば、平板や円板等の板状、繊維状、棒状、円柱状、角柱状、筒状、螺旋状、球状、リング状などが挙げられるが、本発明においては、板状の基体が好ましい。板状の基体の厚さは、特に限定されないが、好ましくは、10~2000μmであり、より好ましくは50~800μmである。基体が板状の場合、成膜を行う面の面積は100mm2以上が好ましい。より好ましくは口径が2インチ(50mm)以上である。このような基体を用いることにより、大面積のα-酸化ガリウム膜を低コストで得ることができる。
キャリアガス供給部130は、キャリアガスを供給するキャリアガス源102aを有し、キャリアガス源102aから送り出されるキャリアガス(以下、「主キャリアガス」という)の流量を調節するための流量調節弁103aを備えていてもよい。また、必要に応じて希釈用キャリアガスを供給する希釈用キャリアガス源102bや、希釈用キャリアガス源102bから送り出される希釈用キャリアガスの流量を調節するための流量調節弁103bを備えることもできる。
次に、図1を参照しながら、本発明に係る酸化ガリウム膜の製造方法の一例を説明する。
上述の調査結果に基づいて、コランダム構造を有する酸化ガリウム(α-酸化ガリウム)の成膜を行った。
希釈用キャリアガスの流量を0L/分、キャリアガス流量Qを0.4L/分とすることで、ミストを加熱する時間を8.55秒とした以外は、実施例1と同じ条件で成膜、評価を行った。
ホットプレート108の伝熱面積を113cm2のままとし、成膜室内の高さが0.09cm(ミスト加熱領域の体積=10cm3)の成膜室を使用した。また、主キャリアガスの流量を0.08L/分、希釈用キャリアガスの流量を2.82L/分とし、キャリアガス流量Qを2.9L/分に調節した。この場合のミストを加熱する時間は、0.21秒である。これ以外は、実施例1と同じ条件で成膜、評価を行った。
希釈用キャリアガスの流量を0L/分、キャリアガス流量Qを0.08L/分とすることで、ミストを加熱する時間を7.50秒とした以外は、実施例2と同じ条件で成膜、評価を行った。
ホットプレート108の伝熱面積を113cm2のままとし、成膜室内の高さが0.9cm(ミスト加熱領域の体積=102cm3)の成膜室を使用した。また、主キャリアガスの流量を0.8L/分、希釈用キャリアガスの流量を28.7L/分とし、キャリアガス流量Qを29.5L/分に調節した。この場合のミストを加熱する時間は、0.21秒である。これ以外は、実施例1,2と同じ条件で成膜、評価を行った。
希釈用キャリアガスの流量を0L/分、キャリアガス流量Qを0.8L/分とすることで、ミストを加熱する時間を7.65秒とした以外は、実施例3と同じ条件で成膜、評価を行った。
102b…希釈用キャリアガス源、 103a…流量調節弁、
103b…流量調節弁、 104…ミスト発生源、 104a…原料溶液、
105…容器、 105a…水、 106…超音波振動子、 107…成膜室、
108…ホットプレート、 109…搬送部、 109a…供給管、
110…基体、 112…排気口、 116…発振器、
120…ミスト化部、130…キャリアガス供給部、140…成膜部、
500…ミスト加熱領域。
Claims (7)
- 原料溶液を霧化又は液滴化して生成されたミストを、キャリアガスを用いて搬送し、成膜室内において前記ミストを加熱して、基体上で前記ミストを熱反応させて成膜を行うガリウム含有膜の成膜方法であって、
前記原料溶液として少なくとも塩酸とガリウムの錯体又は塩を含む原料溶液を用い、
前記成膜室内における前記基体を含む加熱面が鉛直方向に張る空間の体積をV(cm3)としたときに、前記ミストを含む前記キャリアガスの流量Q(L/min)を、V/100以上、30V以下とすることを特徴とするガリウム含有膜の成膜方法。 - 原料溶液を霧化又は液滴化して生成されたミストを、キャリアガスを用いて搬送し、前記ミストを加熱して、基体上で前記ミストを熱反応させて成膜を行うガリウム含有膜の成膜方法であって、
前記原料溶液として少なくとも塩酸とガリウムの錯体又は塩を含む原料溶液を用い、
前記ミストを加熱する時間を0.002秒以上6秒以下とすることを特徴とするガリウム含有膜の成膜方法。 - 前記ミストを加熱する時間を0.02秒以上0.5秒以下とすることを特徴とする請求項2に記載のガリウム含有膜の成膜方法。
- 前記ミストを加熱する時間を0.07秒以上0.3秒以下とすることを特徴とする請求項2又は3に記載のガリウム含有膜の成膜方法。
- 前記原料溶液として少なくとも塩酸とガリウムのアセチルアセトナート錯体を含む原料溶液を用いることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のガリウム含有膜の成膜方法。
- 前記ミストを熱反応させる前記基体の加熱温度を100℃以上600℃以下とすることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のガリウム含有膜の成膜方法。
- 前記基体として、板状であり、成膜を行う面の面積が100mm2以上のものを用いることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のガリウム含有膜の成膜方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022168063A JP7374282B2 (ja) | 2018-12-18 | 2022-10-20 | ガリウム含有膜の成膜方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018236030A JP6934852B2 (ja) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 酸化ガリウム膜の製造方法 |
JP2021136607A JP7164685B2 (ja) | 2018-12-18 | 2021-08-24 | 金属含有膜の成膜方法 |
JP2022168063A JP7374282B2 (ja) | 2018-12-18 | 2022-10-20 | ガリウム含有膜の成膜方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021136607A Division JP7164685B2 (ja) | 2018-12-18 | 2021-08-24 | 金属含有膜の成膜方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023011687A JP2023011687A (ja) | 2023-01-24 |
JP7374282B2 true JP7374282B2 (ja) | 2023-11-06 |
Family
ID=71102807
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018236030A Active JP6934852B2 (ja) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 酸化ガリウム膜の製造方法 |
JP2021136607A Active JP7164685B2 (ja) | 2018-12-18 | 2021-08-24 | 金属含有膜の成膜方法 |
JP2022168063A Active JP7374282B2 (ja) | 2018-12-18 | 2022-10-20 | ガリウム含有膜の成膜方法 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018236030A Active JP6934852B2 (ja) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 酸化ガリウム膜の製造方法 |
JP2021136607A Active JP7164685B2 (ja) | 2018-12-18 | 2021-08-24 | 金属含有膜の成膜方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220223406A1 (ja) |
EP (1) | EP3901995A4 (ja) |
JP (3) | JP6934852B2 (ja) |
KR (1) | KR20210101232A (ja) |
CN (1) | CN113196458A (ja) |
TW (1) | TWI821481B (ja) |
WO (1) | WO2020129625A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6875336B2 (ja) * | 2018-08-27 | 2021-05-26 | 信越化学工業株式会社 | 成膜方法 |
JP6934852B2 (ja) * | 2018-12-18 | 2021-09-15 | 信越化学工業株式会社 | 酸化ガリウム膜の製造方法 |
JP2022093208A (ja) * | 2020-12-12 | 2022-06-23 | 高知県公立大学法人 | Ga2O3薄膜の製造方法 |
CN113088926B (zh) * | 2021-03-12 | 2022-10-21 | 江苏师范大学 | 一种通过磁场控制α-Ga2O3掺杂浓度的薄膜沉积系统及方法 |
WO2023062889A1 (ja) * | 2021-10-14 | 2023-04-20 | 信越化学工業株式会社 | 成膜装置及び製造方法 |
WO2023079787A1 (ja) * | 2021-11-02 | 2023-05-11 | 信越化学工業株式会社 | 成膜装置及び成膜方法並びに酸化物半導体膜及び積層体 |
WO2023149037A1 (ja) * | 2022-02-04 | 2023-08-10 | 株式会社村田製作所 | ミストcvd成膜装置及び成膜方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013028480A (ja) | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Kochi Univ Of Technology | ドーパントを添加した結晶性の高い導電性α型酸化ガリウム薄膜およびその生成方法 |
JP2016051824A (ja) | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 高知県公立大学法人 | エピタキシャル成長方法および成長装置ならびに量子井戸構造の作製方法 |
JP2016126988A (ja) | 2015-01-08 | 2016-07-11 | 株式会社Flosfia | 透明導電膜および積層構造体 |
JP2016145388A (ja) | 2015-02-06 | 2016-08-12 | 高知県公立大学法人 | 膜厚算出方法、成膜装置およびプログラム |
JP2016146442A (ja) | 2015-01-29 | 2016-08-12 | 株式会社Flosfia | 成膜装置および成膜方法 |
JP2017052855A (ja) | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 株式会社Flosfia | 深紫外光発生用ターゲット、深紫外光源および深紫外発光素子 |
JP2018070422A (ja) | 2016-11-01 | 2018-05-10 | 国立大学法人 和歌山大学 | 酸化ガリウムの製造方法及び結晶成長装置 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2671367B2 (ja) | 1988-04-06 | 1997-10-29 | 富士通株式会社 | 気相エピタキシャル成長装置 |
JP2004224675A (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 13族窒化物半導体ナノ粒子の製造方法 |
JP5124760B2 (ja) | 2004-04-19 | 2013-01-23 | 静雄 藤田 | 成膜方法及び成膜装置 |
US7390704B2 (en) * | 2004-06-16 | 2008-06-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser process apparatus, laser irradiation method, and method for manufacturing semiconductor device |
US8585820B2 (en) * | 2006-11-22 | 2013-11-19 | Soitec | Abatement of reaction gases from gallium nitride deposition |
JP2012046772A (ja) | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Sharp Corp | ミストcvd装置及びミスト発生方法 |
JP6137668B2 (ja) | 2012-08-26 | 2017-05-31 | 国立大学法人 熊本大学 | 酸化亜鉛結晶層の製造方法及びミスト化学気相成長装置 |
JP5397794B1 (ja) | 2013-06-04 | 2014-01-22 | Roca株式会社 | 酸化物結晶薄膜の製造方法 |
JP6876895B2 (ja) * | 2015-02-25 | 2021-05-26 | 株式会社Flosfia | 結晶性酸化物半導体膜、半導体装置 |
JP6945121B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2021-10-06 | 株式会社Flosfia | 結晶性半導体膜および半導体装置 |
JP6732201B2 (ja) * | 2015-11-11 | 2020-07-29 | 国立大学法人京都工芸繊維大学 | 発光素子 |
TWI667792B (zh) * | 2015-12-18 | 2019-08-01 | 日商Flosfia股份有限公司 | Semiconductor device |
WO2018004009A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | 株式会社Flosfia | p型酸化物半導体及びその製造方法 |
US10804362B2 (en) * | 2016-08-31 | 2020-10-13 | Flosfia Inc. | Crystalline oxide semiconductor film, crystalline oxide semiconductor device, and crystalline oxide semiconductor system |
JP6934852B2 (ja) | 2018-12-18 | 2021-09-15 | 信越化学工業株式会社 | 酸化ガリウム膜の製造方法 |
-
2018
- 2018-12-18 JP JP2018236030A patent/JP6934852B2/ja active Active
-
2019
- 2019-12-03 WO PCT/JP2019/047268 patent/WO2020129625A1/ja unknown
- 2019-12-03 US US17/299,051 patent/US20220223406A1/en active Pending
- 2019-12-03 CN CN201980083078.5A patent/CN113196458A/zh active Pending
- 2019-12-03 EP EP19898190.4A patent/EP3901995A4/en active Pending
- 2019-12-03 KR KR1020217017793A patent/KR20210101232A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-12-17 TW TW108146090A patent/TWI821481B/zh active
-
2021
- 2021-08-24 JP JP2021136607A patent/JP7164685B2/ja active Active
-
2022
- 2022-10-20 JP JP2022168063A patent/JP7374282B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013028480A (ja) | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Kochi Univ Of Technology | ドーパントを添加した結晶性の高い導電性α型酸化ガリウム薄膜およびその生成方法 |
JP2016051824A (ja) | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 高知県公立大学法人 | エピタキシャル成長方法および成長装置ならびに量子井戸構造の作製方法 |
JP2016126988A (ja) | 2015-01-08 | 2016-07-11 | 株式会社Flosfia | 透明導電膜および積層構造体 |
JP2016146442A (ja) | 2015-01-29 | 2016-08-12 | 株式会社Flosfia | 成膜装置および成膜方法 |
JP2016145388A (ja) | 2015-02-06 | 2016-08-12 | 高知県公立大学法人 | 膜厚算出方法、成膜装置およびプログラム |
JP2017052855A (ja) | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 株式会社Flosfia | 深紫外光発生用ターゲット、深紫外光源および深紫外発光素子 |
JP2018070422A (ja) | 2016-11-01 | 2018-05-10 | 国立大学法人 和歌山大学 | 酸化ガリウムの製造方法及び結晶成長装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020098846A (ja) | 2020-06-25 |
US20220223406A1 (en) | 2022-07-14 |
CN113196458A (zh) | 2021-07-30 |
WO2020129625A1 (ja) | 2020-06-25 |
EP3901995A4 (en) | 2022-10-26 |
JP7164685B2 (ja) | 2022-11-01 |
TWI821481B (zh) | 2023-11-11 |
JP2021192439A (ja) | 2021-12-16 |
EP3901995A1 (en) | 2021-10-27 |
TW202035771A (zh) | 2020-10-01 |
JP2023011687A (ja) | 2023-01-24 |
JP6934852B2 (ja) | 2021-09-15 |
KR20210101232A (ko) | 2021-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7374282B2 (ja) | ガリウム含有膜の成膜方法 | |
JP6478103B2 (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
JP7223515B2 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
JP7473591B2 (ja) | 成膜装置及び成膜方法 | |
JP7432904B2 (ja) | 酸化ガリウム半導体膜及び原料溶液 | |
JP6925548B1 (ja) | 酸化ガリウム半導体膜の製造方法及び成膜装置 | |
JP2024023981A (ja) | 結晶性酸化物薄膜、積層体及び結晶性酸化物薄膜の製造方法 | |
WO2020044730A1 (ja) | 成膜方法 | |
JP7313530B2 (ja) | 成膜方法 | |
JP7274024B2 (ja) | 成膜装置 | |
JP7066658B2 (ja) | 酸化物半導体膜の製造方法 | |
JP7436333B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
JP7239919B2 (ja) | 成膜方法及び成膜装置 | |
KR20240004411A (ko) | 원료용액의 제조방법, 성막방법 및 제품로트 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221020 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230726 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230801 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230914 |
|
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: 20231003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231024 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7374282 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |