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PRODUCTION METHOD FOR SEMICONDUCTOR SUBSTRATE UPDATE_EN

Patent code P170014459
File No. H27-012
Posted date Jul 19, 2017
Application number P2015-149146
Publication number P2017-030984A
Date of filing Jul 29, 2015
Date of publication of application Feb 9, 2017
Inventor
  • (In Japanese)岡田 成仁
  • (In Japanese)只友 一行
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title PRODUCTION METHOD FOR SEMICONDUCTOR SUBSTRATE UPDATE_EN
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor layer having an excellent crystal quality on a base substrate.
SOLUTION: In a production method for a semiconductor substrate, the surface of a base substrate 11 is coated with a thin film 12 having many openings formed thereon. A semiconductor is deposited at a relatively-low temperature from the surface of the base substrate 11 exposed from many openings of the thin film 12, to thereby form a LT-semiconductor layer 13 on the thin film. Thereafter, a crystal of the semiconductor is grown at a relatively-high temperature from the LT-semiconductor layer 13, to thereby form a HT-semiconductor layer 14 on the LT-semiconductor layer 13.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

高品質の半導体発光・電子デバイス等の半導体装置を製造するという観点から、GaN基板に対するニーズが高まっている。

そのGaN基板の製造方法について、例えば、特許文献1には、Si基板上に第1のGaN層を形成し、エッチングでSi基板を除去した後、第1のGaN層の表面に複数の空隙を有するSiを含む薄膜を設け、それらの複数の空隙に露出した第1のGaN層から結晶成長した第2のGaN層を形成するGaN基板の製造方法が開示されている。

特許文献2には、サファイア基板上に第1のGaN層を形成し、その表面に周期的なストライプ状のシリコン窒化膜のマスクを設け、SiNx膜のマスクの間に露出した第1のGaN層から結晶成長した第2のGaN層を形成するGaN基板の製造方法が開示されている。

特許文献3には、サファイア基板上に単結晶の緩衝層を設け、その上にGaN層を形成するGaN基板の製造方法が開示されている。

特許文献4には、サファイア基板上に網目構造の金属膜を形成し、その金属膜の網目を通してGaN層を形成するGaN基板の製造方法が開示されている。

ところで、GaN基板に対するニーズが高まっているにも拘わらず、その市場規模が小さい理由として、GaN基板が高価であること及び結晶品質が十分でないことが挙げられる。GaN基板が高価であるのは、製造工程の煩雑さが原因であり、その煩雑さを省略しようとすると、GaN基板の結晶品質が著しく低下してしまうこととなる。例えば、通常、GaN基板の製造では、結晶成長速度の速いHVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)法が採用されるが、サファイア基板上にHVPE法で直接的に結晶成長させたGaNは、MOVPE(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法で製造したGaNの結晶品質に遠く及ばない。具体的には、非特許文献1に、GaNの結晶性の指標となるXRC-FWHM(X線ロッキングカーブ半値幅)について、MOVPE法で製造したGaNでは200arcsecであるのに対し、サファイア基板上にHVPE法で直接的に結晶成長させたGaNでは600arcseと、前者の3倍であり、前者と比べて後者の結晶品質が非常に低いことが開示されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は半導体基板の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ベース基板の表面を、多数の開口が形成された薄膜で被覆し、前記薄膜の多数の開口から露出した前記ベース基板の表面から相対的に低温で半導体を堆積させて前記薄膜上にLT-半導体層を形成した後、前記LT-半導体層から相対的に高温で半導体を結晶成長させて前記LT-半導体層上にHT-半導体層を形成する半導体基板の製造方法。

【請求項2】
 
請求項1に記載された半導体基板の製造方法において、
前記LT-半導体層及び前記HT-半導体層をHVPE法で形成する半導体基板の製造方法。

【請求項3】
 
請求項1又は2に記載された半導体基板の製造方法において、
前記薄膜が厚さ0.1~100nmである半導体基板の製造方法。

【請求項4】
 
請求項1乃至3のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
前記多数の開口の口径が1~500nmである半導体基板の製造方法。

【請求項5】
 
請求項1乃至4のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
前記LT-半導体層を形成する前に、N2ガス及びNH3ガスを供給しながら、前記薄膜で表面を被覆した前記ベース基板をサーマルクリーニングする半導体基板の製造方法。

【請求項6】
 
請求項1乃至5のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
前記ベース基板がサファイア基板、前記薄膜がシリコン窒化膜の薄膜、並びに前記LT-半導体層及び前記HT-半導体層を形成する半導体がGaNである半導体基板の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015149146thum.jpg
State of application right Published
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