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公開番号2025137082
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024036077
出願日2024-03-08
発明の名称ウエーハ及びその製造方法
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人iX
主分類H10D 62/824 20250101AFI20250911BHJP()
要約【課題】特性の向上が可能なウエーハ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ウエーハは、第1、第2ウエーハを含む。第1、第2ウエーハのそれぞれは、窒化物層と、第1層と、を含む。第1層は、結晶の第1部材と、非晶質の第2部材と、を含む。単位面積において、第1部材は、第2窒化物領域と対向する第1面積を有する。単位面積において、第2部材は、第2窒化物領域と対向する第2面積を有する。第1ウエーハは、第1領域を含む。第2ウエーハは、第2領域を含む。第1領域における第1面積の第2面積に対する第1比は、第2領域における第1面積の第2面積に対する第2比よりも低い。第1、第2領域は、第1～第3条件の少なくともいずれかを満たす。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１ウエーハと、
第２ウエーハと、
を備え、
前記第１ウエーハ及び前記第２ウエーハのそれぞれは、窒化物層と、第１層と、を含み、
前記窒化物層は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１窒化物領域と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２窒化物領域と、を含み、
前記第２窒化物領域は、第１方向において前記第１窒化物領域と前記第１層との間に設けられ、
前記第１層は、結晶の第１部材と、非晶質の第２部材と、を含み、
前記第１部材は、Ａｌ、Ｈｆ及びＺｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素と、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含み、
単位面積において、前記第１部材は、前記第２窒化物領域と対向する第１面積を有し、
前記単位面積において、前記第２部材は、前記第２窒化物領域と対向する第２面積を有し、
前記第１ウエーハは、第１領域を含み、
前記第２ウエーハは、第２領域を含み、
前記第１領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第１比は、前記第２領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第２比よりも低く、
前記第１領域及び前記第２領域は、第１条件、第２条件及び第３条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、第１強度比は、第２強度比よりも低く、
前記第１強度比は、前記第１領域に含まれる前記窒化物層から得られる第１フォトルミネッセンス光における５６０ｎｍの第１波長の第１強度の、前記第１フォトルミネッセンス光における３５０ｎｍの第２波長の第２強度に対する比であり、
前記第２強度は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層から得られる第２フォトルミネッセンス光における前記第１波長の第３強度の、前記第２フォトルミネッセンス光における前記第２波長の第４強度に対する比であり、
前記第２条件において、前記第１領域に含まれる前記窒化物層における第１フォトルミネッセンス波長は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層における第２フォトルミネッセンス波長よりも短く、
前記第３条件において、前記第１領域に含まれる前記第２窒化物領域の第１厚は、前記第２領域に含まれる前記第２窒化物領域の第２厚よりも薄い、ウエーハ。
続きを表示（約 4,500 文字）【請求項２】
第１ウエーハと、
第２ウエーハと、
を備え、
前記第１ウエーハ及び前記第２ウエーハのそれぞれは、窒化物層と、第１層と、を含み、
前記窒化物層は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１窒化物領域と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２窒化物領域と、を含み、
前記第２窒化物領域は、第１方向において前記第１窒化物領域と前記第１層との間に設けられ、
前記第１層は、結晶の第１部材と、非晶質の第２部材と、を含み、
前記第１部材は、Ｇａと、窒素と、を含み、
単位面積において、前記第１部材は、前記第２窒化物領域と対向する第１面積を有し、
前記単位面積において、前記第２部材は、前記第２窒化物領域と対向する第２面積を有し、
前記第１ウエーハは、第１領域を含み、
前記第２ウエーハは、第２領域を含み、
前記第１領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第１比は、前記第２領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第２比よりも高く、
前記第１領域及び前記第２領域は、第１条件、第２条件及び第３条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、第１強度比は、第２強度比よりも高く、
前記第１強度比は、前記第１領域に含まれる前記窒化物層から得られる第１フォトルミネッセンス光における５６０ｎｍの第１波長の第１強度の、前記第１フォトルミネッセンス光における３５０ｎｍの第２波長の第２強度に対する比であり、
前記第２強度比は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層から得られる第２フォトルミネッセンス光における前記第１波長の第３強度の、前記第２フォトルミネッセンス光における前記第２波長の第４強度に対する比であり、
前記第２条件において、前記第１領域に含まれる前記窒化物層における第１フォトルミネッセンス波長は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層における第２フォトルミネッセンス波長よりも長く、
前記第３条件において、前記第１領域に含まれる前記第２窒化物領域の第１厚は、前記第２領域に含まれる前記第２窒化物領域の第２厚よりも薄い、ウエーハ。
【請求項３】
窒化物層と、
第１層と、
を備え、
前記窒化物層は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１窒化物領域と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２窒化物領域と、を含み、
前記第２窒化物領域は、第１方向において前記第１窒化物領域と前記第１層との間に設けられ、
前記第１層は、結晶の第１部材と、非晶質の第２部材と、を含み、
前記第１部材は、Ａｌ、Ｈｆ及びＺｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素と、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含み、
単位面積において、前記第１部材は、前記第２窒化物領域と対向する第１面積を有し、
前記単位面積において、前記第２部材は、前記第２窒化物領域と対向する第２面積を有し、
前記窒化物層は、第１領域及び第２領域を含み、
前記第１領域及び前記第２領域は、前記第１方向と交差する第１平面内で並び、
前記第１領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第１比は、前記第２領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第２比よりも低く、
前記第１領域及び前記第２領域は、第１条件、第２条件及び第３条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、第１強度比は、第２強度比よりも低く、
前記第１強度比は、前記第１領域に含まれる前記窒化物層から得られる第１フォトルミネッセンス光における５６０ｎｍの第１波長の第１強度の、前記第１フォトルミネッセンス光における３５０ｎｍの第２波長の第２強度に対する比であり、
前記第２強度比は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層から得られる第２フォトルミネッセンス光における前記第１波長の第３強度の、前記第２フォトルミネッセンス光における前記第２波長の第４強度に対する比であり、
前記第２条件において、前記第１領域に含まれる前記窒化物層における第１フォトルミネッセンス波長は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層における第２フォトルミネッセンス波長よりも短く、
前記第３条件において、前記第１領域に含まれる前記第２窒化物領域の第１厚は、前記第２領域に含まれる前記第２窒化物領域の第２厚よりも薄い、ウエーハ。
【請求項４】
前記第１領域の周りに前記第２領域に設けられる、または、前記第１領域の周りに前記第１領域が設けられる、請求項３に記載のウエーハ。
【請求項５】
窒化物層と、
第１層と、
を備え、
前記窒化物層は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１窒化物領域と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２窒化物領域と、を含み、
前記第２窒化物領域は、第１方向において前記第１窒化物領域と前記第１層との間に設けられ、
前記第１層は、結晶の第１部材と、非晶質の第２部材と、を含み、
前記第１部材は、Ｇａと、窒素と、を含み、
単位面積において、前記第１部材は、前記第２窒化物領域と対向する第１面積を有し、
前記単位面積において、前記第２部材は、前記第２窒化物領域と対向する第２面積を有し、
前記窒化物層は、第１領域及び第２領域を含み、
前記第１領域及び前記第２領域は、前記第１方向と交差する第１平面内で並び、
前記第１領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第１比は、前記第２領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第２比よりも高く、
前記第１領域及び前記第２領域は、第１条件、第２条件及び第３条件の少なくともいずれかを満たし、
前記第１条件において、第１強度比は、第２強度比よりも高く、
前記第１強度比は、前記第１領域に含まれる前記窒化物層から得られる第１フォトルミネッセンス光における５６０ｎｍの第１波長の第１強度の、前記第１フォトルミネッセンス光における３５０ｎｍの第２波長の第２強度に対する比であり、
前記第２強度比は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層から得られる第２フォトルミネッセンス光における前記第１波長の第３強度の、前記第２フォトルミネッセンス光における前記第２波長の第４強度に対する比であり、
前記第２条件において、前記第１領域に含まれる前記窒化物層における第１フォトルミネッセンス波長は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層における第２フォトルミネッセンス波長よりも長く、
前記第３条件において、前記第１領域に含まれる前記第２窒化物領域の第１厚は、前記第２領域に含まれる前記第２窒化物領域の第２厚よりも薄い、ウエーハ。
【請求項６】
前記第２部材は、窒素及び酸素よりなる群から選択された少なくとも１つと、シリコンと、を含む、請求項１～５のいずれか１つに記載のウエーハ。
【請求項７】
窒化物層を含む構造体を準備し、前記窒化物層は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１窒化物領域と、前記第１窒化物領域の上に設けられたＡｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２窒化物領域と、を含み、
前記第２窒化物領域の上に第１層を形成し、前記第１層は、結晶の第１部材と、非晶質の第２部材と、を含み、前記第１部材及び前記第２部材の少なくともいずれかの加工条件を第１情報、第２情報及び第３情報の少なくともいずれかに基づいて変更し、
前記第１情報は、前記窒化物層から得られるフォトルミネッセンス光における５６０ｎｍの第１波長の第１強度の、前記フォトルミネッセンス光における３５０ｎｍの第２波長の第２強度に対する強度比を含み、
前記第２情報は、前記窒化物層におけるフォトルミネッセンス波長を含み、
前記第３情報は、前記第２窒化物領域の厚さを含む、ウエーハの製造方法。
【請求項８】
前記加工条件は、露光条件及びエッチング条件の少なくともいずれかを含む、請求項７に記載のウエーハの製造方法。
【請求項９】
単位面積において、前記第１部材は、前記第２窒化物領域と対向する第１面積を有し、
前記単位面積において、前記第２部材は、前記第２窒化物領域と対向する第２面積を有し、
前記第１部材は、Ａｌ、Ｈｆ及びＺｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素と、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含み、
第１状態における前記強度比は、第２状態における前記強度比よりも低く、
前記第１状態における前記フォトルミネッセンス波長は、前記第２状態における前記フォトルミネッセンス波長よりも短く、
前記第１状態における前記厚さは、前記第２状態における前記厚さよりも厚く、
前記第１状態における前記第１面積の前記第２面積に対する比は、前記第２状態における前記第１面積の前記第２面積に対する比よりも低い、請求項７に記載のウエーハの製造方法。
【請求項１０】
単位面積において、前記第１部材は、前記第２窒化物領域と対向する第１面積を有し、
前記単位面積において、前記第２部材は、前記第２窒化物領域と対向する第２面積を有し、
前記第１部材は、Ｇａと、窒素と、を含み、
第１状態における前記強度比は、第２状態における前記強度比よりも高く、
前記第１状態における前記フォトルミネッセンス波長は、前記第２状態における前記フォトルミネッセンス波長よりも長く、
前記第１状態における前記厚さは、前記第２状態における前記厚さよりも薄く、
前記第１状態における前記第１面積の前記第２面積に対する比は、前記第２状態における前記第１面積の前記第２面積に対する比よりも高い、請求項７に記載のウエーハの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ウエーハ及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、窒化物を含むウエーハにより半導体装置などが製造される。ウエーハにおいて、特性の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－５３５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、特性の向上が可能なウエーハ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、ウエーハは、第１ウエーハと、第２ウエーハと、を含む。前記第１ウエーハ及び前記第２ウエーハのそれぞれは、窒化物層と、第１層と、を含む。前記窒化物層は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１窒化物領域と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２窒化物領域と、を含む。前記第２窒化物領域は、第１方向において前記第１窒化物領域と前記第１層との間に設けられる。前記第１層は、結晶の第１部材と、非晶質の第２部材と、を含む。前記第１部材は、Ａｌ、Ｈｆ及びＺｒよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素と、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも１つを含む第２元素と、を含む。単位面積において、前記第１部材は、前記第２窒化物領域と対向する第１面積を有する。前記単位面積において、前記第２部材は、前記第２窒化物領域と対向する第２面積を有する。前記第１ウエーハは、第１領域を含む。前記第２ウエーハは、第２領域を含む。前記第１領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第１比は、前記第２領域における前記第１面積の前記第２面積に対する第２比よりも低い。前記第１領域及び前記第２領域は、第１条件、第２条件及び第３条件の少なくともいずれかを満たす。前記第１条件において、第１強度比は、第２強度比よりも低い。前記第１強度比は、前記第１領域に含まれる前記窒化物層から得られる第１フォトルミネッセンス光における５６０ｎｍの第１波長の第１強度の、前記第１フォトルミネッセンス光における３５０ｎｍの第２波長の第２強度に対する比である。前記第２強度は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層から得られる第２フォトルミネッセンス光における前記第１波長の第３強度の、前記第２フォトルミネッセンス光における前記第２波長の第４強度に対する比である。前記第２条件において、前記第１領域に含まれる前記窒化物層における第１フォトルミネッセンス波長は、前記第２領域に含まれる前記窒化物層における第２フォトルミネッセンス波長よりも短い。前記第３条件において、前記第１領域に含まれる前記第２窒化物領域の第１厚は、前記第２領域に含まれる前記第２窒化物領域の第２厚よりも厚い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式図である。
図５は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図６は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２実施形態に係るウエーハを例示する模式図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第２実施形態に係るウエーハを例示する模式図である。
図９は、第３実施形態に係るウエーハの製造方法を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式図である。
図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ１－Ａ２線断面図である。図１（ｂ）は、平面図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）のＢ１－Ｂ２線断面図である。図２（ｂ）は、平面図である。
【０００９】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、実施形態に係るウエーハ２１０（例えばウエーハ群）は、第１ウエーハ３１１及び第２ウエーハ３１２を含む。
【００１０】
第１ウエーハ３１１及び第２ウエーハ３１２のそれぞれは、窒化物層１０と、第１層２０と、を含む。窒化物層１０は、第１窒化物領域１１及び第２窒化物領域１２を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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