WO2021044644A1 - 成膜方法、及び、半導体装置の製造方法 - Google Patents

成膜方法、及び、半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021044644A1
WO2021044644A1 PCT/JP2020/000539 JP2020000539W WO2021044644A1 WO 2021044644 A1 WO2021044644 A1 WO 2021044644A1 JP 2020000539 W JP2020000539 W JP 2020000539W WO 2021044644 A1 WO2021044644 A1 WO 2021044644A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bismuth
oxide film
forming method
oxide
compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/000539
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
永岡　達司
浩之 西中
昌広 吉本
大祐 田原
Original Assignee
株式会社デンソー
国立大学法人京都工芸繊維大学
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー, 国立大学法人京都工芸繊維大学 filed Critical 株式会社デンソー
Priority to CN202080060896.6A priority Critical patent/CN114341409A/zh
Priority to JP2021543936A priority patent/JP7295540B2/ja
Priority to DE112020004152.2T priority patent/DE112020004152T5/de
Publication of WO2021044644A1 publication Critical patent/WO2021044644A1/ja
Priority to US17/591,002 priority patent/US20220157598A1/en

Links

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
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/0242—Crystalline insulating materials
    • 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
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • 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
    • H01L21/02414—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
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/02433—Crystal orientation
    • 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
    • H01L21/02551—Group 12/16 materials
    • H01L21/02554—Oxides
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28556—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD
    • H01L21/28562—Selective deposition

Definitions

  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-070248 discloses a technique for forming an oxide film having the characteristics of a semiconductor or a conductor on the surface of a substrate.
  • a mist of a solution in which the oxide film material is dissolved is supplied to the surface of the substrate. According to this technique, an oxide film can be grown on the surface of the substrate.
  • the block diagram of the film forming apparatus 10. The graph which shows the concentration distribution of bismuth in the formed gallium oxide film.
  • the oxide film By forming an oxide film that is a single crystal, the oxide film can be suitably used for semiconductor devices and the like.
  • the oxide film may be composed of indium oxide, aluminum oxide, gallium oxide, or an oxide obtained by combining these.
  • the oxide film material may contain at least one of an indium compound, an aluminum compound, and a gallium compound.
  • the oxide film may be composed of zinc oxide.
  • the oxide film material may contain a zinc compound.
  • the oxide film may be composed of gallium oxide or an oxide containing gallium oxide.
  • the oxide film material may be a gallium compound.
  • the gallium compound may be gallium chloride.
  • an oxide film having high crystal quality can be formed.
  • an oxide film having high crystal quality can be formed, and the conductivity of the oxide film can be accurately controlled.
  • Example 1 Next, a film forming method using the film forming apparatus 10 will be described.
  • the substrate 70 a substrate composed of a single crystal of ⁇ -type gallium oxide ( ⁇ -Ga 2 O 3) whose crystal plane (010) is exposed on the surface is used. Further, in Example 1, a ⁇ -type gallium oxide film is formed on the surface of the substrate 70. Further, in Example 1, as the solution 60, an aqueous solution in which gallium chloride (GaCl 3 or Ga 2 Cl 6 ) and basic bismuth nitrate (4BiNO 3 (OH) 2 ⁇ BiO (OH)) is dissolved is used. Gallium chloride is a raw material for gallium oxide films.
  • the substrate 70 was made of ⁇ -type gallium oxide, sapphire, or glass.
  • the substrate 70 may be made of other materials.
  • an oxide film having characteristics different from those of Examples 1 to 3 can be formed.
  • the substrate 70 has ⁇ -type gallium oxide ( ⁇ -Ga 2 O 3 ), ⁇ -type gallium oxide, ⁇ -type gallium oxide, ⁇ -type gallium oxide, and aluminum oxide (for example, ⁇ -type aluminum oxide ( ⁇ -Al 2 O 3). )), Or gallium nitride (GaN) or the like.
  • the substrate 70 may be an insulator, a semiconductor, or a conductor.
  • Example 3 the zinc compound dissolved in the solution 60 was zinc acetate.
  • other materials may be used as the zinc compound to be dissolved in the solution 60.
  • nitrogen was used as the transport gas 64 and the dilution gas 66, but other gases such as an inert gas can be used as the transport gas 64 and the dilution gas 66.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

ビスマスがドープされているとともに半導体または導体の特性を有する酸化物膜を基体上に形成する成膜方法を提案する。この成膜方法は、前記基体を加熱しながら前記酸化物膜の構成元素を含む酸化物膜材料とビスマス化合物が溶解した溶液のミストを前記基体の表面に供給する工程、を有する。この成膜方法を用いることによって、ビスマスがドープされているとともに半導体または導体の特性を有する酸化物膜を基体上に形成することが可能となる。

Description

成膜方法、及び、半導体装置の製造方法
　本明細書に開示の技術は、基体上に膜を形成する技術に関する。
　特開２０１５－０７０２４８号公報には、基体の表面に半導体または導体の特性を有する酸化物膜を形成する技術が開示されている。この技術では、基体を加熱しながら、酸化物膜材料が溶解した溶液のミストを基体の表面に供給する。この技術によれば、基体の表面に、酸化物膜を成長させることができる。
　半導体または導体の特性を有する酸化物膜にビスマスをドープすることで、酸化物膜の特性を変化させることができる。しかしながら、基体の表面にミストを供給することで酸化物膜を形成する技術では、酸化物膜にビスマスをドープする方法が確立されていない。本明細書では、基体の表面にミストを供給することで酸化物膜を形成するときに酸化物膜にビスマスをドープする技術を提案する。
　本明細書が開示する成膜方法は、ビスマスがドープされているとともに半導体または導体の特性を有する酸化物膜を基体上に形成する。この成膜方法は、前記基体を加熱しながら、前記酸化物膜の構成元素を含む酸化物膜材料とビスマス化合物が溶解した溶液のミストを前記基体の表面に供給する工程を有する。前記ビスマス化合物が、ビスマスエトキシド、酢酸酸化ビスマス、酢酸ビスマス、硝酸ビスマス５水和物、硝酸ビスマス、オキシ硝酸ビスマス、２－エチルヘキサン酸ビスマス、オクタン酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、次没食子酸ビスマス、次サリチル酸ビスマス、塩化ビスマス、塩化酸化ビスマス、クエン酸ビスマス、オキシ酢酸ビスマス、オキシ過塩素酸ビスマス、オキシサリチル酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、水酸化ビスマス、オキシ炭酸二ビスマス、硫化ビスマス、硫酸ビスマス、炭酸ビスマス、及び、酸化ビスマスからなるグループから選択される物質である。
　上記グループから選択されたビスマス化合物を含む溶液のミストを基体の表面に供給することで、ビスマスがドープされている酸化物膜を基体上に形成することができる。
成膜装置１０の構成図。 成膜された酸化ガリウム膜中のビスマスの濃度分布を示すグラフ。
　本明細書が開示する成膜方法の付加的な特徴について、以下に列記する。なお、以下に列記された各特徴は、それぞれ独立して有用なものである。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記ビスマス化合物が、塩基性ビスマス化合物であってもよい。例えば、前記ビスマス化合物が、塩基性酢酸ビスマス、塩基性硫酸ビスマス、塩基性硝酸ビスマス、または、塩基性炭酸ビスマスであってもよい。
　塩基性ビスマス化合物は溶液に溶けやすいので、溶液中のビスマスの濃度を高くすることができる。したがって、塩基性ビスマス化合物を用いることで、ビスマスの含有濃度が高い酸化物膜を成長させることができる。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物が溶解した溶液のミストを前記基体の前記表面に供給する前記工程が、前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物の両方が溶解した溶液からミストを生成する工程と、前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物の両方が溶解した前記溶液の前記ミストを前記基体の前記表面に供給する工程、を有していてもよい。
　本明細書が開示する別の一例の成膜方法においては、前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物が溶解した溶液のミストを前記基体の前記表面に供給する前記工程が、前記酸化物膜材料が溶解した溶液からミストを生成する工程と、前記ビスマス化合物が溶解した溶液からミストを生成する工程と、前記酸化物膜材料が溶解した前記溶液の前記ミストと前記ビスマス化合物が溶解した前記溶液の前記ミストを前記基体の前記表面に供給する工程、を有していてもよい。
　このように、酸化物膜材料とビスマス化合物の両方が溶解した溶液からミストを生成する方法でも、酸化物膜材料が溶解した溶液とビスマス化合物が溶解した溶液をそれぞれミスト化する方法のいずれでも、好適に酸化物膜を形成することができる。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜が、単結晶膜であってもよい。
　単結晶である酸化物膜を形成することで、酸化物膜を半導体素子等に好適に用いることができる。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜が、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、または、これらを組み合わせた酸化物により構成されていてもよい。この場合、前記酸化物膜材料が、インジウム化合物、アルミニウム化合物、及び、ガリウム化合物の少なくとも１つを含んでいてもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜が、酸化亜鉛により構成されていてもよい。この場合、前記酸化物膜材料が、亜鉛化合物を含んでいてもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜が、酸化ガリウム、または、酸化ガリウムを含む酸化物により構成されていてもよい。この場合、前記酸化物膜材料が、ガリウム化合物であってもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記ガリウム化合物が、有機物であってもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記ガリウム化合物が、金属錯体であってもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記ガリウム化合物が、ガリウムアセチルアセトナートであってもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記ガリウム化合物が、ハロゲン化物であってもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記ガリウム化合物が、塩化ガリウムであってもよい。
　塩化ガリウムは、安価であると共に、残留不純物を生じさせ難い。したがって、酸化物膜材料として有用である。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物が溶解した前記溶液の前記ミストに含まれるビスマス原子の数が、前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物が溶解した前記溶液の前記ミストに含まれるインジウム原子、アルミニウム原子、及び、ガリウム原子の総数の１０００倍以下であってもよい。
　この構成によれば、結晶品質が高い酸化物膜を形成することができる。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記基体が、酸化ガリウムにより構成されていてもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記基体が、β‐Ｇａ２Ｏ３により構成されていてもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記基体が、α‐Ｇａ２Ｏ３により構成されていてもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記基体が、α‐Ａｌ２Ｏ３により構成されていてもよい。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜が、β‐Ｇａ２Ｏ３により構成されていてもよい。
　この構成によれば、酸化物膜の特性が安定であり、酸化物膜の導電性を制御し易い。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜が半導体膜であってもよい。前記成膜方法が、前記酸化物膜にアクセプタをドープする工程を有していてもよい。なお、ミストを供給する工程とアクセプタをドープする工程が共通化されてもよい。すなわち、ミストを供給する工程で、成長する酸化物膜中にアクセプタがドープされてもよい。また、酸化物膜が形成された後に、酸化物膜にアクセプタをドープする工程が実施されてもよい。
　ビスマスを含む酸化物半導体膜中では、アクセプタを活性させることができる。したがって、ｐ型の酸化物半導体膜を形成することができる。
　本明細書が開示する一例の成膜方法においては、前記酸化物膜を形成するときに、前記基体を４００～１０００℃に加熱してもよい。
　この構成によれば、結晶品質が高い酸化物膜を形成できるとともに、酸化物膜の導電性を正確に制御することができる。
　前記ビスマス化合物が酸化ビスマスである場合には、前記溶液に塩酸、硝酸、硫酸、及び、酢酸からなるグループから選択される酸が添加されていてもよい。
　この構成によれば、酸化ビスマスが溶液に溶解し易い。
（実施例）
　図１に示す成膜装置１０は、基板７０上に酸化物膜を形成する装置である。成膜装置１０は、基板７０が配置される炉１２と、炉１２を加熱するヒータ１４と、炉１２に接続されたミスト供給装置２０と、炉１２に接続された排出管８０を備えている。
　炉１２の具体的な構成は特に限定されない。一例ではあるが、図１に示す炉１２は、上流端１２ａから下流端１２ｂまで延びる管状炉である。炉１２の長手方向に垂直な断面は、円形である。例えば、炉１２の直径を、約４０ｍｍとすることができる。但し、炉１２の断面は円形に限定されない。
　ミスト供給装置２０は、炉１２の上流端１２ａに接続されている。炉１２の下流端１２ｂには、排出管８０が接続されている。ミスト供給装置２０は、炉１２内にミスト６２を供給する。ミスト供給装置２０によって炉１２内に供給されたミスト６２は、炉１２内を下流端１２ｂまで流れた後に、排出管８０を介して炉１２の外部に排出される。
　炉１２内には、基板７０を支持するための基板ステージ１３が設けられている。基板ステージ１３は、炉１２の長手方向に対して基板７０が傾くように構成されている。基板ステージ１３に支持された基板７０は、炉１２内を上流端１２ａから下流端１２ｂに向かって流れるミストが基板７０の表面にあたる向きで支持される。
　ヒータ１４は、前述したように、炉１２を加熱する。ヒータ１４の具体的な構成は特に限定されない。一例ではあるが、図１に示すヒータ１４は、電気式のヒータであって、炉１２の外周壁に沿って配置されている。これにより、ヒータ１４は炉１２の外周壁を加熱し、それによって炉１２内の基板７０が加熱される。
　ミスト供給装置２０は、ミスト発生槽２２を有している。ミスト発生槽２２は、水槽２４、溶液貯留槽２６、超音波振動子２８を有している。水槽２４は、上部が解放された容器であり、内部に水５８を貯留している。超音波振動子２８は、水槽２４の底面に設置されている。超音波振動子２８は、水槽２４内の水５８に超音波振動を加える。溶液貯留槽２６は、密閉型の容器である。溶液貯留槽２６は、基板７０の表面にエピタキシャル成長させる膜の原料を含む溶液６０を貯留している。また、溶液６０中に、成長させる膜にｎ型またはｐ型のドーパントを付与するための原料（例えば、フッ化アンモニウム等）がさらに溶解していてもよい。溶液貯留槽２６の底部は、水槽２４内の水５８に浸漬されている。溶液貯留槽２６の底面は、フィルムにより構成されている。これによって、水槽２４内の水５８から溶液貯留槽２６内の溶液６０に超音波振動が伝わり易くなっている。超音波振動子２８が水槽２４内の水５８に超音波振動を加えると、水５８を介して溶液６０に超音波振動が伝わる。すると、溶液６０の表面が振動して、溶液６０の上部の空間（すなわち、溶液貯留槽２６内の空間）に溶液６０のミスト６２が発生する。
　ミスト供給装置２０は、ミスト供給路４０と、搬送ガス供給路４２と、希釈ガス供給路４４をさらに備えている。ミスト供給路４０は、溶液貯留槽２６と炉１２との間を接続している。搬送ガス供給路４２は、溶液貯留槽２６に接続されている。希釈ガス供給路４４は、ミスト供給路４０に接続されている。搬送ガス供給路４２は、溶液貯留槽２６へ搬送ガス６４を供給する。希釈ガス供給路４４は、ミスト供給路４０へ希釈ガス６６を供給する。
（実施例１）
　次に、成膜装置１０を用いた成膜方法について説明する。実施例１では、基板７０として、表面に（０１０）結晶面が露出しているβ型酸化ガリウム（β‐Ｇａ２Ｏ３）の単結晶によって構成された基板を用いる。また、実施例１では、基板７０の表面に、β型酸化ガリウム膜を形成する。また、実施例１では、溶液６０として、塩化ガリウム（ＧａＣｌ３またはＧａ２Ｃｌ６）と塩基性硝酸ビスマス（４ＢｉＮＯ３（ＯＨ）２・ＢｉＯ（ＯＨ））が溶解した水溶液を用いる。塩化ガリウムは、酸化ガリウム膜の原料である。塩基性硝酸ビスマスは、酸化ガリウム膜にドープするためのビスマスを供給する。すなわち、実施例１では、酸化物膜がβ型酸化ガリウム膜であり、酸化物膜材料が塩化ガリウムであり、ビスマス化合物が塩基性硝酸ビスマスである。溶液６０には、０．５ｍｏｌ／Ｌの濃度で塩化ガリウムが溶解しており、０．０１ｍｏｌ／Ｌの濃度で塩基性硝酸ビスマスが溶解している。また、実施例１では、搬送ガス６４として窒素ガスを用い、希釈ガス６６として窒素ガスを用いる。
　図１に示すように、まず、炉１２内の基板ステージ１３上に基板７０を設置する。ここでは、基板７０の（０１０）結晶面が上面（ミスト６２に曝される面）となる向きで基板７０を基板ステージ１３上に設置する。次に、ヒータ１４によって、基板７０を加熱する。ここでは、基板７０の温度を、約７５０℃に制御する。基板７０の温度が安定したら、ミスト供給装置２０を作動させる。すなわち、超音波振動子２８を動作させることによって、溶液貯留槽２６内に溶液６０のミスト６２を生成する。同時に、搬送ガス供給路４２から溶液貯留槽２６内に搬送ガス６４を導入し、希釈ガス供給路４４からミスト供給路４０に希釈ガス６６を導入する。ここでは、搬送ガス６４及び希釈ガス６６の合計流量を、約５Ｌ／ｍｉｎとする。搬送ガス６４は、溶液貯留槽２６を通って、矢印４７に示すようにミスト供給路４０内に流入する。このとき、溶液貯留槽２６内のミスト６２が、搬送ガス６４と共にミスト供給路４０内に流入する。また、希釈ガス６６は、ミスト供給路４０内でミスト６２と混合される。これによって、ミスト６２が希釈化される。ミスト６２は、窒素ガス（すなわち、搬送ガス６４と希釈ガス６６）とともにミスト供給路４０内を下流側に流れ、矢印４８に示すようにミスト供給路４０から炉１２内に流入する。炉１２内では、ミスト６２は、窒素ガスとともに下流端１２ｂ側へ流れ、排出管８０へ排出される。
　炉１２内を流れるミスト６２の一部は、加熱された基板７０の表面に付着する。すると、ミスト６２（すなわち、溶液６０）が、基板７０上で化学反応を起こす。その結果、基板７０上に、β型酸化ガリウム（β‐Ｇａ２Ｏ３）が生成される。基板７０の表面に継続的にミスト６２が供給されるので、基板７０の表面にβ型酸化ガリウム膜が成長する。この成膜方法によれば、高品質の単結晶のβ型酸化ガリウム膜が成長する。成長する酸化ガリウム膜には、塩基性硝酸ビスマス中のビスマス原子が取り込まれる。このため、ビスマスがドープされた酸化ガリウム膜が形成される。ここでは、６０分間成膜処理を行い、約１００ｍｌの溶液６０を消費して、酸化ガリウム膜を成長させる。このように成長させた酸化ガリウム膜は、半導体または導体の特性を示す。
　図２は、この成膜方法により形成した酸化ガリウム膜中のビスマスの濃度分布を測定した結果を示している。図２の横軸は、酸化ガリウム膜の表面からの深さを示しており、深さ０μｍが酸化ガリウム膜の表面の位置である。図２に示すように、０～０．２２μｍの深さ範囲が酸化ガリウム膜であり、０．２２μｍよりも深い範囲が基板７０である。図２に示すように、成長させた酸化ガリウム膜内で、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３より高いビスマスの濃度が観測された。成長させた酸化ガリウム膜内のビスマス濃度は、基板７０内のビスマス濃度よりも明らかに高い。このように、実施例１の方法によれば、ビスマスが高濃度にドープされた酸化ガリウム膜を形成可能である。
　以上に説明したように、実施例１の成膜方法によれば、ビスマスがドープされたβ型酸化ガリウム膜を形成することができる。特に、実施例１では、β型酸化ガリウム膜がβ型酸化ガリウムによって構成された基板７０上にホモエピタキシー成長するので、より高品質なβ型酸化ガリウム膜を形成することができる。
（実施例２）
　次に、実施例２の成膜方法について説明する。実施例２では、基板７０としてサファイア（Ａｌ２Ｏ３）によって構成された基板を用いる。また、実施例２では、基板７０の表面に、α型酸化ガリウム膜を形成する。また、実施例２では、溶液６０として、臭化ガリウム（ＧａＢｒ３、Ｇａ２Ｂｒ６）と塩基性硝酸ビスマスが溶解した水溶液を用いる。臭化ガリウムは、酸化ガリウム膜の原料である。塩基性硝酸ビスマスは、酸化ガリウム膜にドープするためのビスマスを供給する。すなわち、実施例２では、酸化物膜がα型酸化ガリウム膜、酸化物膜材料が臭化ガリウム、ビスマス化合物が塩基性硝酸ビスマスである。溶液６０には、０．１ｍｏｌ／Ｌの濃度で臭化ガリウムが溶解しており、０．００１ｍｏｌ／Ｌの濃度で塩基性硝酸ビスマスが溶解している。また、実施例２では、搬送ガス６４として窒素ガスを用い、希釈ガス６６として窒素ガスを用いる。
　実施例２の成膜方法でも、実施例１と同様に、基板ステージ１３上に基板７０を設置し、ヒータ１４によって基板７０を加熱する。ここでは、基板７０の温度を、約５００℃に制御する。基板７０の温度が安定したら、ミスト供給装置２０を作動させる。すなわち、超音波振動子２８の動作、搬送ガス６４の導入、及び、希釈ガス６６の導入を、実施例１と同様に実施する。その結果、ミスト６２が、炉１２内に流入し、炉１２内を流れるミスト６２の一部が加熱された基板７０の表面に付着する。すると、ミスト６２（すなわち、溶液６０）が、基板７０上で化学反応を起こす。その結果、基板７０上に、α型酸化ガリウム（α‐Ｇａ２Ｏ３）が生成される。基板７０の表面に継続的にミスト６２が供給されるので、基板７０の表面にα型酸化ガリウム膜が成長する。この成膜方法によれば、高品質の単結晶のα型酸化ガリウム膜が成長する。酸化ガリウム膜には、塩基性硝酸ビスマス中のビスマス原子が取り込まれる。このため、ビスマスがドープされた酸化ガリウム膜が形成される。このように成長させた酸化ガリウム膜は、半導体または導体の特性を示す。
（実施例３）
　次に、実施例３の成膜方法について説明する。実施例３では、基板７０として、ガラスによって構成された基板を用いる。また、実施例３では、基板７０の表面に、酸化亜鉛膜（ＺｎＯ）を形成する。また、実施例３では、溶液６０として、酢酸亜鉛（ＺｎＡｃ２：但し、Ａｃはアセチル基を表す）と塩基性硝酸ビスマスが溶解した水溶液を用いる。酢酸亜鉛は、酸化亜鉛膜の原料である。塩基性硝酸ビスマスは、酸化亜鉛膜にドープするためのビスマスを供給する。すなわち、実施例３では、酸化物膜が酸化亜鉛膜、酸化物膜材料が酢酸亜鉛、ビスマス化合物が塩基性硝酸ビスマスである。溶液６０には、０．０５ｍｏｌ／Ｌの濃度で酢酸亜鉛が溶解しており、０．００１ｍｏｌ／Ｌの濃度で塩基性硝酸ビスマスが溶解している。また、実施例３では、搬送ガス６４として窒素ガスを用い、希釈ガス６６として窒素ガスを用いる。
　実施例３の成膜方法でも、実施例１と同様に、基板ステージ１３上に基板７０を設置する。次に、ヒータ１４によって基板７０を加熱する。ここでは、基板７０の温度を、約４００℃に制御する。基板７０の温度が安定したら、ミスト供給装置２０を作動させる。すなわち、超音波振動子２８の動作、搬送ガス６４の導入、及び、希釈ガス６６の導入を、実施例１と同様に実施する。その結果、ミスト６２が、炉１２内に流入し、炉１２内を流れるミスト６２の一部が加熱された基板７０の表面に付着する。すると、ミスト６２（すなわち、溶液６０）が、基板７０上で化学反応を起こす。その結果、基板７０上に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が生成される。基板７０の表面に継続的にミスト６２が供給されるので、基板７０の表面に酸化亜鉛膜が成長する。この成膜方法によれば、高品質の単結晶の酸化亜鉛膜が成長する。酸化亜鉛膜には、塩基性硝酸ビスマス中のビスマス原子が取り込まれる。このため、ビスマスがドープされた酸化亜鉛膜が形成される。このように成長させた酸化亜鉛膜は、半導体または導体の特性を示す。
　以上の実施例１～３で説明したように、酸化物膜材料とビスマス化合物が溶解した溶液のミストを用いて酸化物膜を成長させることで、ビスマスがドープされた酸化物膜を形成することができる。
　なお、上述した実施例１、２では、いずれも、溶液６０に溶解しているビスマス原子の数（濃度）が、溶液６０に溶解しているガリウム原子の数（濃度）の１０００倍以下である。この構成によれば、結晶品質が高い酸化ガリウム膜を形成することができる。また、上述した実施例３では、溶液６０に溶解しているビスマス原子の数（濃度）が、溶液６０に溶解している亜鉛原子の数（濃度）の１０００倍以下である。この構成によれば、結晶品質が高い酸化亜鉛膜を形成することができる。
　なお、実施例１～３では、基板７０の表面に酸化ガリウム膜（Ｇａ２Ｏ３）または酸化亜鉛膜（ＺｎＯ）を形成した。しかしながら、基板７０の表面に、他の酸化物膜を形成してもよい。例えば、酸化インジウム膜（Ｉｎ２Ｏ３）や酸化アルミニウム膜（Ａｌ２Ｏ３）を形成してもよい。また、酸化インジウム、酸化アルミニウム、及び、酸化ガリウムを組み合わせた材料（すなわち、ＩｎｘＡｌｙＧａｚＯ３（０≦ｘ≦２、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦２））の膜を形成してもよい。酸化インジウム膜を形成する場合には、溶液６０に溶解させる酸化物膜材料として、インジウム化合物を用いることができる。酸化アルミニウム膜を形成する場合には、溶液６０に溶解させる酸化物膜材料として、アルミニウム化合物を用いることができる。酸化インジウム、酸化アルミニウム、及び、酸化ガリウムを組み合わせた材料の膜を形成する場合には、溶液６０に溶解させる酸化物膜材料として、インジウム化合物、アルミニウム化合物、及び、ガリウム化合物を組み合わせて用いることができる。これらの場合、ミスト６２に含まれるビスマス原子の数（すなわち、モル濃度）をミスト６２に含まれるインジウム原子、アルミニウム原子、及び、ガリウム原子の総数（すなわち、インジウム原子、アルミニウム原子、及び、ガリウム原子のモル濃度の合計値）の１０００倍以下とすることで、結晶性が高い酸化物膜を形成することができる。
　また、上述した実施例１～３では、基板７０を４００～７５０℃に加熱した。成膜工程においては、基板７０を４００～１０００℃の温度に制御することができる。このように温度を制御することで、より好適に酸化物膜を形成することができる。
　また、上述した実施例１～３では、単結晶の酸化物膜を形成した。しかしながら、アモルファス、または、多結晶の酸化物膜を形成してもよい。
　また、上述した実施例１～３では、基板７０が、β型酸化ガリウム、サファイア、または、ガラスにより構成されていた。しかしながら、基板７０が、他の材料によって構成されていてもよい。他の材料によって構成された基板７０を用いることで、実施例１～３とは異なる特性の酸化物膜を形成することができる。例えば、基板７０が、α型酸化ガリウム（α‐Ｇａ２Ｏ３）、γ型酸化ガリウム、δ型酸化ガリウム、ε型酸化ガリウム、酸化アルミニウム（例えば、α型酸化アルミニウム（α‐Ａｌ２Ｏ３））、または、窒化ガリウム（ＧａＮ）等によって構成されていてもよい。また、基板７０は、絶縁体でも、半導体でも、導体でもよい。
　また、上述した実施例１～３では、基板７０（すなわち、板状の部材）の表面に酸化物膜を形成した。しかしながら、他の形状の部材を基材として用い、その基材の表面に酸化物膜を形成してもよい。
　また、上述した実施例１～３では、溶液６０に溶解しているビスマス化合物が、塩基性硝酸ビスマスであった。しかしながら、溶液６０に溶解させるビスマス化合物として、他の材料を用いてもよい。例えば、溶液６０に溶解させるビスマス化合物として、ビスマスエトキシド、酢酸酸化ビスマス、酢酸ビスマス、硝酸ビスマス５水和物、硝酸ビスマス、オキシ硝酸ビスマス、２－エチルヘキサン酸ビスマス、オクタン酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、次没食子酸ビスマス、次サリチル酸ビスマス、塩化ビスマス、塩化酸化ビスマス、クエン酸ビスマス、オキシ酢酸ビスマス、オキシ過塩素酸ビスマス、オキシサリチル酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、水酸化ビスマス、オキシ炭酸二ビスマス、硫化ビスマス、硫酸ビスマス、及び、炭酸ビスマスにより構成されるグループから選択される１または複数の物質を用いることができる。上記グループのビスマス化合物は、水に溶解し易いので、ミストを用いた成膜方法に適している。このため、上記グループに含まれるビスマス化合物が溶解した溶液のミストを用いて酸化物膜を成長させることで、酸化物膜中にビスマスをドープすることができる。なお、上記グループに含まれるビスマス化合物のうち、塩基性ビスマス化合物（例えば、塩基性酢酸ビスマス、塩基性硫酸ビスマス、塩基性硝酸ビスマス、または、塩基性炭酸ビスマス）は特に水に溶解し易い。したがって、塩基性ビスマス化合物を用いると、溶液中におけるビスマス濃度を高くし易い。したがって、塩基性ビスマス化合物を用いることで、ビスマスの濃度が高い酸化物膜を形成することができる。
　また、上述した実施例１～３では、溶液６０に溶解しているビスマス化合物が、塩基性硝酸ビスマスであった。しかしながら、溶液６０に溶解させるビスマス化合物として、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を用いてもよい。この場合、溶液６０に、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸からなるグループから選択される酸を添加することができる。酸化ビスマスは、水に溶解し難い。しかしながら、水に上記グループから選択される酸を添加すると、酸化ビスマスが水に容易に溶解する。このようにして得られた溶液（すなわち、酸化ビスマスが溶解した溶液）のミストを用いて酸化物膜を成長させることで、酸化物膜中にビスマスをドープすることができる。また、酸化ビスマスと上記グループの酸はいずれも、工業的に量産されており、容易に入手可能である。したがって、この方法によれば、ビスマスがドープされた酸化物膜を容易に形成することができる。
　また、上述した実施例１、２では、溶液６０に溶解しているガリウム化合物が、塩化ガリウム、または、臭化ガリウムであった。しかしながら、溶液６０に溶解させるガリウム化合物として、他の材料を用いてもよい。なお、高品質な酸化ガリウム膜を形成するために、ガリウム化合物は、有機物であってもよい。また、ガリウム化合物は、金属錯体であってもよい。もしくは、ガリウム化合物は、ハロゲン化物であってもよい。例えば、ガリウム化合物として、ガリウムアセチルアセトナート（例えば、ガリウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（Ｃ１５Ｈ２１ＧａＯ６））、三酢酸ガリウム（Ｃ６Ｈ９ＧａＯ６）、ヨウ化ガリウム（ＧａＩ３、Ｇａ２Ｉ６）等を用いることができる。但し、塩化ガリウム（特に、塩化ガリウム（ＩＩＩ））は、安価であり、残留不純物が少ない成膜が可能であるので、より使いやすい。
　また、上述した実施例３では、溶液６０に溶解している亜鉛化合物が、酢酸亜鉛であった。しかしながら、溶液６０に溶解させる亜鉛化合物として、他の材料を用いてもよい。
　また、実施例１～３では、溶液貯留槽２６が酸化物膜材料とビスマス化合物の両方が溶解した溶液６０を収容しており、その溶液６０からミストを生成し、生成したミストを炉１２に供給した。しかしながら、酸化物膜材料が溶解した溶液を収容する第１容器とビスマス化合物が溶解した溶液を収容する第２容器をそれぞれ別個に設けてもよい。そして、第１容器内で酸化物膜材料が溶解した溶液の第１ミストを生成し、第２容器内でビスマス化合物が溶解した溶液の第２ミストを生成し、第１ミストと第２ミストを炉１２に供給してもよい。
　また、実施例１～３では、搬送ガス６４及び希釈ガス６６として窒素を用いたが、不活性ガス等の他のガスを搬送ガス６４及び希釈ガス６６として用いることができる。
　また、実施例１～３では、成長させた酸化物膜にアクセプタをドープしなかったが、酸化物膜にアクセプタをドープしてもよい。例えば、溶液６０にアクセプタを含む物質をさらに溶解させて、アクセプタを含む酸化物膜を成長させてもよい。または、アクセプタを含まない酸化物膜を成長させた後に、酸化物膜中にアクセプタをドープしてもよい。例えば、酸化物膜を成長させた後に、酸化物膜中にアクセプタ（例えば、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｎ等）をイオン注入してもよい。また、酸化物膜を成長させた後に、酸化物膜の表面にアクセプタを含む層を形成し、その層から酸化物膜へアクセプタを固相拡散させてもよい。酸化物膜（特に、酸化ガリウム膜）の内部ではアクセプタの活性化させることが困難である。しかしながら、ビスマスを含む酸化物膜（特に、酸化ガリウム膜）の内部では、アクセプタを活性化させることが可能である（例えば、Fernado P. Sabino, Xuefen Cai, Su-Huai Wei, and Anderson Janotti (2019), "Bismuth-doped Ga2O3 as candidate for p-type transparent conducting material". arXiv:1906.00840v1を参照のこと）。したがって、ビスマスを含む酸化物膜にアクセプタをドープすることで、ｐ型の酸化ガリウム膜を形成することができる。
　また、上記いずれかの成膜方法によって形成した酸化物膜の内部に半導体素子を形成することで、半導体装置を製造してもよい。
　以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

Claims (24)

  1. 　ビスマスがドープされているとともに半導体または導体の特性を有する酸化物膜を基体上に形成する成膜方法であって、
    　前記基体を加熱しながら、前記酸化物膜の構成元素を含む酸化物膜材料とビスマス化合物が溶解した溶液のミストを前記基体の表面に供給する工程、
    　を有し、
    　前記ビスマス化合物が、ビスマスエトキシド、酢酸酸化ビスマス、酢酸ビスマス、硝酸ビスマス５水和物、硝酸ビスマス、オキシ硝酸ビスマス、２－エチルヘキサン酸ビスマス、オクタン酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、次没食子酸ビスマス、次サリチル酸ビスマス、塩化ビスマス、塩化酸化ビスマス、クエン酸ビスマス、オキシ酢酸ビスマス、オキシ過塩素酸ビスマス、オキシサリチル酸ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、水酸化ビスマス、オキシ炭酸二ビスマス、硫化ビスマス、硫酸ビスマス、炭酸ビスマス、及び、酸化ビスマスからなるグループから選択される物質である、成膜方法。
  2. 　前記ビスマス化合物が、塩基性ビスマス化合物である請求項１の成膜方法。
  3. 　前記ビスマス化合物が、塩基性酢酸ビスマス、塩基性硫酸ビスマス、塩基性硝酸ビスマス、または、塩基性炭酸ビスマスである、請求項１または２の成膜方法。
  4. 　前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物が溶解した溶液のミストを前記基体の前記表面に供給する前記工程が、
    　前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物の両方が溶解した溶液からミストを生成する工程と、
    　前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物の両方が溶解した前記溶液の前記ミストを前記基体の前記表面に供給する工程、
    　を有する請求項１～３のいずれか一項の成膜方法。
  5. 　前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物が溶解した溶液のミストを前記基体の前記表面に供給する前記工程が、
    　前記酸化物膜材料が溶解した溶液からミストを生成する工程と、
    　前記ビスマス化合物が溶解した溶液からミストを生成する工程と、
    　前記酸化物膜材料が溶解した前記溶液の前記ミストと前記ビスマス化合物が溶解した前記溶液の前記ミストを前記基体の前記表面に供給する工程、
    　を有する請求項１～３のいずれか一項の成膜方法。
  6. 　前記酸化物膜が、単結晶膜である請求項１～５のいずれか一項の成膜方法。
  7. 　前記酸化物膜が、酸化インジウム、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、または、これらを組み合わせた酸化物により構成されており、
    　前記酸化物膜材料が、インジウム化合物、アルミニウム化合物、及び、ガリウム化合物の少なくとも１つを含む、
    　請求項１～６のいずれか一項の成膜方法。
  8. 　前記酸化物膜が、酸化亜鉛により構成されており、
    　前記酸化物膜材料が、亜鉛化合物を含む、
    　請求項１～６のいずれか一項の成膜方法。
  9. 　前記酸化物膜が、酸化ガリウム、または、酸化ガリウムを含む酸化物により構成されており、
    　前記酸化物膜材料が、ガリウム化合物である、
    　請求項１～６のいずれか一項の成膜方法。
  10. 　前記ガリウム化合物が、有機物である請求項９の成膜方法。
  11. 　前記ガリウム化合物が、金属錯体である請求項９または１０の成膜方法。
  12. 　前記ガリウム化合物が、ガリウムアセチルアセトナートである請求項９～１１のいずれか一項の成膜方法。
  13. 　前記ガリウム化合物が、ハロゲン化物である請求項９の成膜方法。
  14. 　前記ガリウム化合物が、塩化ガリウムである請求項９または１３の成膜方法。
  15. 　前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物が溶解した前記溶液の前記ミストに含まれるビスマス原子の数が、前記酸化物膜材料と前記ビスマス化合物が溶解した前記溶液の前記ミストに含まれるインジウム原子、アルミニウム原子、及び、ガリウム原子の総数の１０００倍以下である、請求項１～１４のいずれか一項の成膜方法。
  16. 　前記基体が、酸化ガリウムにより構成されている請求項１～１５のいずれか一項の成膜方法。
  17. 　前記基体が、β‐Ｇａ２Ｏ３により構成されている請求項１６の成膜方法。
  18. 　前記基体が、α‐Ｇａ２Ｏ３により構成されている請求項１６の成膜方法。
  19. 　前記基体が、α‐Ａｌ２Ｏ３により構成されている請求項１～１５のいずれか一項の成膜方法。
  20. 　前記酸化物膜が、β‐Ｇａ２Ｏ３により構成されている請求項１～７、９～１９のいずれか一項の成膜方法。
  21. 　前記酸化物膜が半導体膜であり、
    　前記酸化物膜にアクセプタをドープする工程を有する、
    　請求項１～２０のいずれか一項の成膜方法。
  22. 　前記酸化物膜を形成するときに、前記基体を４００～１０００℃に加熱する請求項１～２１のいずれか一項の成膜方法。
  23. 　前記ビスマス化合物が、酸化ビスマスであり、
    　前記溶液に、塩酸、硝酸、硫酸、及び、酢酸からなるグループから選択される酸が添加されている請求項１～２２のいずれか一項の成膜方法。
  24. 　半導体装置の製造方法であって、請求項１～２３のいずれか一項の成膜方法によって前記酸化物膜を形成する工程を備える、製造方法。
PCT/JP2020/000539 2019-09-02 2020-01-09 成膜方法、及び、半導体装置の製造方法 WO2021044644A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080060896.6A CN114341409A (zh) 2019-09-02 2020-01-09 成膜方法及半导体装置的制造方法
JP2021543936A JP7295540B2 (ja) 2019-09-02 2020-01-09 成膜方法、及び、半導体装置の製造方法
DE112020004152.2T DE112020004152T5 (de) 2019-09-02 2020-01-09 Verfahren zum Bilden einer Schicht und zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
US17/591,002 US20220157598A1 (en) 2019-09-02 2022-02-02 Method for forming film and manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2019/034436 2019-09-02
JP2019034436 2019-09-02

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/591,002 Continuation US20220157598A1 (en) 2019-09-02 2022-02-02 Method for forming film and manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021044644A1 true WO2021044644A1 (ja) 2021-03-11

Family

ID=74853128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/000539 WO2021044644A1 (ja) 2019-09-02 2020-01-09 成膜方法、及び、半導体装置の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220157598A1 (ja)
JP (1) JP7295540B2 (ja)
CN (1) CN114341409A (ja)
DE (1) DE112020004152T5 (ja)
WO (1) WO2021044644A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220230880A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of forming bismuth-containing gallium oxide-based semiconductor film on base material, bismuth-containing gallium oxide-based semiconductor film, and bismuth-containing gallium oxide-based semiconductor component

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007063106A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Fujifilm Corp Ｂｉ１２ＭＯ２０粉体の製造方法および放射線撮像パネルを構成する光導電層
WO2013035843A1 (ja) * 2011-09-08 2013-03-14 株式会社タムラ製作所 Ｇａ2Ｏ3系半導体素子
JP2014063973A (ja) * 2012-08-26 2014-04-10 Kumamoto Univ 酸化亜鉛結晶層の製造方法及び酸化亜鉛結晶層並びにミスト化学気相成長装置
WO2018052097A1 (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 株式会社Flosfia 半導体膜の製造方法及び半導体膜並びにドーピング用錯化合物及びドーピング方法
JP2019041107A (ja) * 2017-08-24 2019-03-14 株式会社Flosfia 半導体装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08264525A (ja) * 1995-03-20 1996-10-11 Olympus Optical Co Ltd ビスマス層状化合物薄膜の形成方法
US6151241A (en) * 1999-05-19 2000-11-21 Symetrix Corporation Ferroelectric memory with disturb protection
KR20020073147A (ko) * 1999-12-21 2002-09-19 몬산토 테크놀로지 엘엘씨 탄소-지지된, 귀금속-함유 촉매의 존재하에 보충적촉진제의 액상 산화 반응에서의 용도
JP5614558B2 (ja) * 2010-06-01 2014-10-29 東芝三菱電機産業システム株式会社 金属酸化膜の成膜装置、金属酸化膜の成膜方法
KR101476907B1 (ko) * 2012-04-10 2014-12-26 포항공과대학교 산학협력단 일체형 전도성 기판 및 이를 채용한 전자 소자
US20140121403A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Celanese International Corporation Integrated Process for the Production of Acrylic Acids and Acrylates
JP2015070248A (ja) 2013-10-01 2015-04-13 株式会社Flosfia 酸化物薄膜及びその製造方法
EP3368621B1 (en) * 2015-10-30 2019-08-14 AGC Glass Europe Coated glass sheet
GB201520077D0 (en) * 2015-11-13 2015-12-30 Johnson Matthey Plc Conductive track or coating
JP7248961B2 (ja) * 2017-08-24 2023-03-30 株式会社Flosfia 半導体装置
JP2019142756A (ja) * 2018-02-22 2019-08-29 トヨタ自動車株式会社 成膜方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007063106A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Fujifilm Corp Ｂｉ１２ＭＯ２０粉体の製造方法および放射線撮像パネルを構成する光導電層
WO2013035843A1 (ja) * 2011-09-08 2013-03-14 株式会社タムラ製作所 Ｇａ2Ｏ3系半導体素子
JP2014063973A (ja) * 2012-08-26 2014-04-10 Kumamoto Univ 酸化亜鉛結晶層の製造方法及び酸化亜鉛結晶層並びにミスト化学気相成長装置
WO2018052097A1 (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 株式会社Flosfia 半導体膜の製造方法及び半導体膜並びにドーピング用錯化合物及びドーピング方法
JP2019041107A (ja) * 2017-08-24 2019-03-14 株式会社Flosfia 半導体装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHOUIKH, F. ET AL.: "Highly oriented and conducting Bi doped ZnO (BZO) layers chemically sprayed using nitrogen gas carrier", MATERIALS SCIENCE IN SEMICONDUCTOR PROCESSING, vol. 64, 2017, pages 39 - 46, XP029984243, DOI: 10.1016/j.mssp. 2017.03.01 1 *
KHADEMI, NEGAR ET AL.: "The Structural, Thermoelectric and Optical Properties of Sn02- Fe203:Bi Thin Films Deposited by Spray Prolysis Technique", THERMAL ENERGY AND POWER ENGINEERING, vol. 2, no. 3, 2013, pages 89 - 93, ISSN: 2326-053X *
SABINO, FERNANDO P . ET AL.: "Bismuth-doped Ga203 as candidate for p-type transparent conducting material, arXiv.org", CONDENSED MATTER, 3 June 2019 (2019-06-03), pages 1 - 6, XP081372309, Retrieved from the Internet <URL:https://arxiv.org/pdf/1906.00840vl.pdf> *
SADANANDA KUMAR, N. ET AL.: "Properties of ZnO:Bi thin films prepared by spray pyrolysis technique", JOURNAL OF ALLAYS AND COMPOUNDS, vol. 578, 2013, pages 613 - 619, XP028705148, DOI: 10.1016/j.jallcom. 2013.07.03 6 *
VELUSAMY, P. ET AL.: "A study on formaldehyde gas sensing and optoelectronic properties of Bi-doped CdO thin films deposited by an economic solution process", SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL, vol. 297, 26 June 2019 (2019-06-26), pages 126718 - 1-10, XP085756073, DOI: 10.1016/j.snb.2019.126718 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220230880A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of forming bismuth-containing gallium oxide-based semiconductor film on base material, bismuth-containing gallium oxide-based semiconductor film, and bismuth-containing gallium oxide-based semiconductor component
CN114807869A (zh) * 2021-01-21 2022-07-29 丰田自动车株式会社 在基材上形成含铋氧化镓系半导体膜的方法、含铋氧化镓系半导体膜及半导体元件
CN114807869B (zh) * 2021-01-21 2024-03-12 丰田自动车株式会社 在基材上形成含铋氧化镓系半导体膜的方法、含铋氧化镓系半导体膜及半导体元件
JP7452448B2 (ja) 2021-01-21 2024-03-19 トヨタ自動車株式会社 ビスマス含有酸化ガリウム系半導体膜を基材上に成膜する方法、ビスマス含有酸化ガリウム系半導体膜、及びビスマス含有酸化ガリウム系半導体部品

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021044644A1 (ja) 2021-03-11
JP7295540B2 (ja) 2023-06-21
US20220157598A1 (en) 2022-05-19
CN114341409A (zh) 2022-04-12
DE112020004152T5 (de) 2022-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6082700B2 (ja) Ｇａ２Ｏ３系結晶膜の製造方法
US8530272B2 (en) Method for growing zinc-oxide-based semiconductor device and method for manufacturing semiconductor light emitting device
JP6839694B2 (ja) 酸化ガリウム膜の成膜方法
JP2014234337A (ja) 酸化物結晶薄膜の製造方法
JP2015070248A (ja) 酸化物薄膜及びその製造方法
US11373864B2 (en) Method of forming oxide film, method of manufacturing semiconductor device, and apparatus configured to form oxide film
JP5298015B2 (ja) ドープｉｉｉ−ｎバルク結晶及び自立型ドープｉｉｉ−ｎ基板の製造方法
WO2021044644A1 (ja) 成膜方法、及び、半導体装置の製造方法
US20190259610A1 (en) Film forming method and method of manufacturing semiconductor device
JP2014234344A (ja) 酸化物結晶薄膜の製造方法
US20200385884A1 (en) Method of forming oxide film, method of manufacturing semiconductor device, and film forming apparatus configured to form oxide film
CN110724939A (zh) 成膜方法和半导体装置的制造方法
JP5464007B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶の製造方法
US11270882B2 (en) Film formation apparatus configured to supply mist of a solution to surface of a substrate and method of manufacturing semiconductor device using the film formation apparatus
US20200027730A1 (en) Film forming method and method of manufacturing semiconductor device
JP7240673B2 (ja) 成膜方法
JP2014131020A (ja) ＣｕＯ薄膜製造方法及びＣｕＯ薄膜
WO2022234750A1 (ja) 原料溶液の製造方法、成膜方法及び製品ロット
WO2023026633A1 (ja) 半導体膜及び複合基板
JP6774593B2 (ja) 結晶性酸化物膜
JP2021012978A (ja) 酸化ガリウム膜の製造方法
TW202407138A (zh) 結晶性氧化物膜、積層結構體、半導體裝置、及結晶性氧化物膜的製造方法
JP2740681B2 (ja) 化合物半導体薄膜の製造方法
TWM643175U (zh) 層疊結構體及半導體裝置
JP2001053013A (ja) 化合物のバルク結晶の成長方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20861005

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021543936

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20861005

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1