[發(fā)明專利]結(jié)晶性半導(dǎo)體膜和板狀體以及半導(dǎo)體裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911118630.8
• 申請(qǐng)日: 2015-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110804728A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 人羅俊實(shí);織田真也;高塚章夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社FLOSFIA
• 主分類號(hào): C23C16/40
• 分類號(hào): C23C16/40;C23C16/448;H01L21/365;H01L21/368;H01L29/04;H01L29/24;H01L21/34;H01L29/739;H01L29/772;H01L29/778;H01L29/78;H01L29/808;H01L29/812
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 刁興利;康泉

本發(fā)明提供半導(dǎo)體特性優(yōu)異、特別是可抑制漏電流，耐壓性和放熱性優(yōu)異的半導(dǎo)體膜和板狀體，以及半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明提供結(jié)晶性半導(dǎo)體膜或板狀體、以及具備含有所述結(jié)晶性半導(dǎo)體膜或所述板狀體的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置，所述結(jié)晶性半導(dǎo)體膜的特征在于，含有具有剛玉結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體作為主成分，且含有半導(dǎo)體成分即選自鎵、銦和鋁中的1種或2種以上的氧化物作為主成分，膜厚為1μm以上。

本申請(qǐng)是針對(duì)申請(qǐng)日為2015年7月21日、申請(qǐng)?zhí)枮?01580032796.1、發(fā)明名稱為“結(jié)晶性半導(dǎo)體膜和板狀體以及半導(dǎo)體裝置”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)于半導(dǎo)體裝置有用的結(jié)晶性半導(dǎo)體膜和板狀體以及使用了上述結(jié)晶性半導(dǎo)體膜或上述板狀體的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

作為可實(shí)現(xiàn)高耐壓、低損失和高耐熱的新一代轉(zhuǎn)換元件，使用帶隙寬的氧化鎵(Ga₂O₃)的半導(dǎo)體裝置受到關(guān)注，面向變頻器等電力用半導(dǎo)體裝置的應(yīng)用也備受期待。根據(jù)非專利文獻(xiàn)1，該氧化鎵可通過(guò)單獨(dú)混合銦或鋁或者將它們組合形成混晶來(lái)控制帶隙，其中，由In_X’Al_Y’Ga_Z’O₃(0≦X’≦2、0≦Y’≦2、0≦Z’≦2、X’+Y’+Z’＝1.5～2.5)表示的InAlGaO系半導(dǎo)體是極具吸引力的材料。

專利文獻(xiàn)1中記載了添加有摻雜物(4價(jià)錫)的結(jié)晶性高的導(dǎo)電性α-Ga₂O₃薄膜。然而，專利文獻(xiàn)1中記載的薄膜無(wú)法維持充分的耐壓性，另外，含有大量碳雜質(zhì)，因而包括導(dǎo)電性在內(nèi)，半導(dǎo)體特性未得到滿足，仍難以應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置。

專利文獻(xiàn)2中記載了在α-Al₂O₃基板上形成有p型的α-(Al_x”Ga_1-x”)₂O₃單晶膜的Ga₂O₃系半導(dǎo)體元件。然而，專利文獻(xiàn)2中記載了半導(dǎo)體元件中，α-Al₂O₃為絕緣體，結(jié)晶品質(zhì)方面也存在問(wèn)題，用于半導(dǎo)體元件存在很多限制，另外，采用MBE法得到p型半導(dǎo)體需要離子注入和高溫下的熱處理，因此，難以實(shí)現(xiàn)p型α-Al₂O₃本身，實(shí)際上，專利文獻(xiàn)2中記載的半導(dǎo)體元件本身難以實(shí)現(xiàn)。

另外，非專利文獻(xiàn)2中記載了可采用MBE法在藍(lán)寶石上形成α-Ga₂O₃薄膜。然而，還記載了：雖然在450℃以下的溫度下結(jié)晶生長(zhǎng)至膜厚100nm，但若膜厚超過(guò)100nm則結(jié)晶品質(zhì)變差，此外，無(wú)法得到膜厚1μm以上的膜。

因此，迫切期待膜厚為1μm以上且結(jié)晶品質(zhì)也不變差的α-Ga₂O₃薄膜。

專利文獻(xiàn)3中記載了，使用鎵或銦的溴化物或碘化物采用霧化CVD法制造氧化物結(jié)晶薄膜的方法。

專利文獻(xiàn)4～6中記載了，在具有剛玉型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基底基板上層疊有具有剛玉型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層和具有剛玉型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的絕緣膜的多層結(jié)構(gòu)體。

應(yīng)予說(shuō)明，專利文獻(xiàn)3～6均為本申請(qǐng)人的專利或?qū)＠暾?qǐng)的相關(guān)的公報(bào)，在申請(qǐng)時(shí)，未能得到膜厚1μm以上的結(jié)晶薄膜。另外，采用專利文獻(xiàn)3～6所述的方法得到的膜實(shí)際上均無(wú)法從基板剝離。

【專利文獻(xiàn)1】日本特開(kāi)2013-28480號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)2013-58637號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)3】日本專利第5397794號(hào)

【專利文獻(xiàn)4】日本專利第5343224號(hào)

【專利文獻(xiàn)5】日本專利第5397795號(hào)