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公開番号2025118239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024013452
出願日2024-01-31
発明の名称半導体装置の製造方法および半導体基板
出願人国立大学法人東海国立大学機構
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01L 21/265 20060101AFI20250805BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】窒化物半導体においてp型領域を形成するための技術を提供する。
【解決手段】半導体装置の製造方法は、アルミニウムを含んだ化合物半導体基板の表面にベリリウムをイオン注入するイオン注入工程を備える。製造方法は、アルミニウム原子がベリリウム原子で置換されるように、イオン注入工程後の化合物半導体基板をアニールするアニール工程を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
アルミニウムを含んだ化合物半導体基板の表面にベリリウムをイオン注入するイオン注入工程と、
アルミニウム原子がベリリウム原子で置換されるように、前記イオン注入工程後の前記化合物半導体基板をアニールするアニール工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記イオン注入工程後において、前記化合物半導体基板の表面に垂直な方向におけるベリリウム濃度分布は、前記表面よりも深い位置に第１高さの第１ピークを有するとともに、前記第１ピークから深い方向および浅い方向の両側にむけて濃度が低下する裾引き形状を有しており、
前記アニール工程後において、前記ベリリウム濃度分布は、前記第１ピークに加えて前記表面の近傍に第２高さの第２ピークを有しており、
前記第２ピークは、前記第２ピークから深い方向の片側に向けて濃度が低下する裾引き形状を有しており、
前記アニール工程後の前記第１高さは、前記アニール工程前の前記第１高さよりも低く、
前記第２高さは、前記アニール工程後の前記第１高さよりも高い、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２ピークは、前記表面から５ｎｍまでの深さの領域に存在している、請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記アニール工程によって、導電性を有する導電領域が、前記表面から前記第２ピークまでの深さの領域に選択的に形成される、請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記アニール工程は、酸素を含まない雰囲気中で行われる、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記アニール工程は、７５０℃以上および３分以上の条件で行われる、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
アルミニウムを含んだ化合物半導体の半導体基板であって、
前記半導体基板の表面に垂直な方向におけるベリリウム濃度分布は、前記表面よりも深い位置に第１高さの第１ピークを有するとともに、前記表面の近傍に第２高さの第２ピークを有しており、
前記第１ピークは、前記第１ピークから深い方向および浅い方向の両側にむけて濃度が低下する裾引き形状を有しており、
前記第２ピークは、前記第２ピークから深い方向の片側に向けて濃度が低下する裾引き形状を有しており、
前記第２高さは、前記第１高さよりも高い、
半導体基板。
【請求項８】
前記第２ピークは、前記表面から５ｎｍまでの深さの領域に存在している、請求項７に記載の半導体基板。
【請求項９】
導電性を有する導電領域が、前記表面から前記第２ピークまでの深さの領域に選択的に形成されている、請求項８に記載の半導体基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する技術は、半導体装置の製造方法および半導体基板に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
アルミニウムを含んだ化合物半導体（例：窒化アルミニウム）は、広いバンドギャップを有するため、パワーデバイス用材料としての用途拡大が望まれている。特許文献１には、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）を用いて、アルミニウムを含んだ化合物半導体にｐ型不純物（ベリリウム）をドープする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２３－５２７３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
分子線エピタキシによる不純物ドーピングは、製造コスト等の観点から、半導体製造分野に適用することが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示する半導体装置の製造方法の一実施形態は、アルミニウムを含んだ化合物半導体基板の表面にベリリウムをイオン注入するイオン注入工程と、アルミニウム原子がベリリウム原子で置換されるように、イオン注入工程後の化合物半導体基板をアニールするアニール工程と、を備える。
【０００６】
上記構成によると、ベリリウムのイオン注入により、アルミニウムを含んだ化合物半導体をｐ型化することができる。分子線エピタキシなどに比して、半導体装置の製造コストを低減することが可能となる。
【０００７】
イオン注入工程後において、化合物半導体基板の表面に垂直な方向におけるベリリウム濃度分布は、表面よりも深い位置に第１高さの第１ピークを有するとともに、第１ピークから深い方向および浅い方向の両側にむけて濃度が低下する裾引き形状を有していてもよい。アニール工程後において、ベリリウム濃度分布は、第１ピークに加えて表面の近傍に第２高さの第２ピークを有していてもよい。第２ピークは、第２ピークから深い方向の片側に向けて濃度が低下する裾引き形状を有していてもよい。アニール工程後の第１高さは、アニール工程前の第１高さよりも低くてもよい。第２高さは、アニール工程後の第１高さよりも高くてもよい。効果の詳細は実施例で説明する。
【０００８】
第２ピークは、表面から第２ピークまでの深さの領域に存在していてもよい。
【０００９】
アニール工程によって、導電性を有する導電領域が、表面から第２ピークまでの深さの領域に選択的に形成されてもよい。
【００１０】
アニール工程は、酸素を含まない雰囲気中で行われてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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