JPWO2019157384A5

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Publication number: JPWO2019157384A5
Application number: JP2020542951A
Authority: JP
Publication date: 2022-02-21
Anticipated expiration: 2039-02-08

Description

[0005]本発明の別の実施形態によれば、窒化ガリウム材料にドープ領域を形成する方法
が提供される。この方法は、窒化ガリウム基板構造を提供することを含む。窒化ガリウム基板構造は、基板上に形成されたバッファ層、バッファ層上に形成された第１のエピタキシャル窒化ガリウム層、第１のエピタキシャル窒化ガリウム層上に形成された第２のエピタキシャル窒化ガリウム層、および第２のエピタキシャル窒化ガリウム層上に形成されたエピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層を含む。この方法はまた、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層上にマスクを形成することを含む。マスクは、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層の上面の１つまたは複数の部分を露出させる。この方法はさらに、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層の上面の１つまたは複数の部分にマグネシウム含有窒化ガリウム層を堆積させることと、マグネシウム含有窒化ガリウム層の堆積と同時に、１つまたは複数の部分を通してエピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層にマグネシウムを拡散させることにより、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層に１つまたは複数のマグネシウムドープ領域を形成することとを含む。マグネシウム含有窒化ガリウム層は、マグネシウムドーパントのソースを提供する。さらに、この方法は、マグネシウム含有窒化ガリウム層を除去することと、マスクを除去することとを含む。

[0027]図２Ａを参照すると、基板２２０が提供されている。基板２２０は、図８に示すように、設計された基板構造であってもよい。設計された基板構造が利用される場合、設計された基板構造は、上に薄いシリコン（Ｓｉ）層が形成されたセラミック基板を含み得る。基板は、エピタキシャル成長のための表面を提供する。

[0062]この方法はまた、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層上にマスクを形成すること（７１２）を含む。マスクは、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層の上面の１つまたは複数の部分を露出させる。この方法はさらに、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層の上面の１つまたは複数の部分にマグネシウム含有窒化ガリウム層を堆積させること（７１４）と、マグネシウム含有窒化ガリウム層の堆積と同時に、１つまたは複数の部分を通してエピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層にマグネシウムを拡散させることにより、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層に１つまたは複数のマグネシウムドープ領域を形成すること（７１６）とを含む。マグネシウム含有窒化ガリウム層は、拡散プロセスのためのマグネシウムドーパントのソースを提供し、約１×１０^１９ｃｍ^－３から約１×１０^１９ｃｍ^－３の範囲のマグネシウム密度を有することができる。マグネシウム含有窒化ガリウム層の堆積は、例えば約９００℃～約１１００℃の範囲の温度で、薄膜堆積チャンバ内で実行することができる。この方法はさらに、マグネシウム含有窒化ガリウム層を除去すること（７１８）と、マスクを除去すること（７２０）とを含む。

[0067]この方法はまた、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層上にマスクを形成すること（７５４）を含む。マスクは、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層の上面の１つまたは複数の部分を露出させる。この方法はさらに、エピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層の上面の１つまたは複数の部分にマグネシウム含有窒化ガリウム層を堆積させること（７５６）と、焼鈍プロセス中に１つまたは複数の部分を通してエピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層にマグネシウムを拡散させることによりエピタキシャル窒化アルミニウムガリウム層に１つまたは複数のマグネシウムドープ領域を形成するために、基板構造を焼鈍すること（７５８）とを含む。マグネシウム含有窒化ガリウム層は、拡散プロセスのためのマグネシウムドーパントのソースを提供し、約１×１０^１９ｃｍ^－３から約１×１０^１９ｃｍ^－３の範囲のマグネシウム密度を有することができる。マグネシウム含有窒化ガリウム層の堆積は、例えば約９００℃～約１１００℃の範囲の温度で、薄膜堆積チャンバ内で実行することができる。この方法はさらに、マグネシウム含有窒化ガリウム層を除去すること（７６０）と、マスクを除去すること（７６２）とを含む。

[0100]いくつかの実施形態では、垂直ＭＰＳダイオード１１００はさらに、第１のエッジ終端領域１１１２および第２のエッジ終端領域１１１４を含んでもよく、これらは、第２のエピタキシャルＮ型窒化ガリウム層１１１０に結合された接合終端拡張部（ＪＴＥ）領域と呼ばれることがある。第１のエッジ終端領域１１１２および第２のエッジ終端領域１１１４は、第２のエピタキシャルＮ型窒化ガリウム層１１１０の部分１１１０－１によって互いに分離されてもよい。垂直ＭＰＳダイオード６００は、第２のエピタキシャルＮ型窒化ガリウム層１１１０の部分１１１０－１に複数のグリッド領域１１０５を含む。複数のグリッド領域１１０５は、ショットキー接触１１１６に結合される。いくつかの実施形態では、複数のグリッド領域１１０５は、本明細書に記載されるように、マグネシウム（Ｍｇ）イオン拡散によって第２のエピタキシャルＮ型窒化ガリウム層１１１０の部分１１１０－１の選択領域をドーピングすることによって形成され得る。ショットキー接触１１１６は、例えば、ＴａＮ、ＷＮ、または他の金属および金属合金を含み得る。ショットキー接触１１１６は、第１のエッジ終端領域１１１２および第２のエッジ終端領域１１１４とオーバーラップしてもよい。