[發明專利]半導體元件及其制造方法

有效

• 申請號: 201580046342.X
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN106796889B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 佐佐木公平;東脅正高;黃文海
• 申請（專利權）人: 株式會社田村制作所;國立研究開發法人情報通信研究機構
• 主分類號: H01L21/338
• 分類號: H01L21/338;H01L21/20;H01L21/336;H01L21/425;H01L29/24;H01L29/786;H01L29/812
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 徐謙;張艷鳳

提供能進行制造工序的簡化和制造成本的削減的半導體元件及其制造方法。半導體元件(10)具備：包括包含受主雜質的β?Ga₂O₃系單晶的高電阻基板(11)；形成在高電阻基板(11)上的未摻雜β?Ga₂O₃系單晶層(12)；以及側面被未摻雜β?Ga₂O₃系單晶層(12)包圍的n型溝道層(13)。未摻雜β?Ga₂O₃系單晶層(12)作為元件分離區域。

技術領域

本發明涉及半導體元件及其制造方法，特別是涉及β-Ga₂O₃系半導體元件及其制造方法。

背景技術

在現有的半導體元件中，使用將配置在半導體層疊體上的元件之間電分離的元件分離結構。這種元件分離結構的形成例如使用將受主雜質進行離子注入的元件分離法等(例如，參照專利文獻1。)。

在上述專利文獻1記載的現有的半導體裝置中，在P型硅基板的表面的元件分離區域形成用于元件分離的P⁺型溝道停止層。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開平11-97519號公報

發明內容

發明要解決的問題

使用受主雜質離子注入的元件分離是從元件分離區域的上面直到到達基板這樣深的位置為止以高濃度注入受主雜質離子。因此，注入時間變長而使得制造工序變長，不僅制造很花費時間，而且實現制造成本的削減也是困難的。

由此，本發明的目的在于提供能進行制造工序的簡化和制造成本的削減的半導體元件及其制造方法。

用于解決問題的方案

然而，例如在氮化物系半導體、β-Ga₂O₃等氧化物系半導體等中，認為未摻雜晶體為n型。其理由是因為原料、裝置的潔凈化是有限的，完全抑制不希望的施主雜質的混入是困難的。另外，空孔等晶體缺陷作為施主起作用的情況也較多，完全除去晶體缺陷是困難的也是理由之一。

本發明者等對未摻雜晶體反復專心研究的結果發現，β-Ga₂O₃系單晶通過一般已知的晶體生長方法能容易制作高電阻的未摻雜晶體，意外地，通過將該未摻雜晶體用于元件分離，能實現上述目的，從而進行了本發明。

即，本發明提供以下的[1]～[12]的半導體元件和[13]～[15]的半導體元件的制造方法。

[1]一種半導體元件，具備：包括包含受主雜質的β-Ga₂O₃系單晶的高電阻基板；形成在上述高電阻基板上的未摻雜β-Ga₂O₃系單晶層；以及側面被上述未摻雜β-Ga₂O₃系單晶層包圍的n型溝道層，將上述未摻雜β-Ga₂O₃系單晶層作為元件分離區域。

[2]一種半導體元件，具備：包括包含受主雜質的β-Ga₂O₃系單晶的高電阻基板；形成在上述高電阻基板上的未摻雜β-Ga₂O₃系單晶層；以及側面和基板側的底面被上述未摻雜β-Ga₂O₃系單晶層包圍的n型溝道層，將上述未摻雜β-Ga₂O₃系單晶層作為元件分離區域。