特許6625260IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

構造体の製造方法および構造体の製造装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成された大径のウエハに対するPECエッチングにおける面内均一性を高める。
【解決手段】構造体の製造方法は、少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成された直径2インチ以上のウエハを用意する工程と、容器内にエッチング液を用意する工程と、ウエハの表面がエッチング液の表面と平行になるように、ウエハの表面がエッチング液中に浸漬された状態で、容器内にウエハを収納する工程と、ウエハおよびエッチング液が静止した状態で、光を、ウエハの表面に照射する工程と、を有し、ウエハの表面には、互いに離隔して配置された第1および第2被エッチング領域が画定されており、光をウエハの表面に照射する工程では、第1および第2被エッチング領域の表面のそれぞれに対して、光を垂直に照射する。
【選択図】図24

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一目的は、少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成され例えば直径2インチ以上の大径のウエハに対するPECエッチングにおける、エッチングの面内均一性を高めることができる技術を提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一態様によれば、 少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成された直径2インチ以上のウエハを用意する工程と、 容器内にエッチング液を用意する工程と、 前記ウエハの表面が前記エッチング液の表面と平行になるように、前記ウエハの表面が前記エッチング液中に浸漬された状態で、前記容器内に前記ウエハを収納する工程と、 前記ウエハおよび前記エッチング液が静止した状態で、光を、前記ウエ・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
少なくとも表面がIII族窒化物結晶で構成され例えば直径2インチ以上の大径のウエハに対するPECエッチングにおける、エッチングの面内均一性を高めることができる技術が提供される。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1(a)〜1(g)は、本発明の第1実施形態によるGaN材料(基板)の製造方法を示す概略断面図である。

【図2】図2は、HVPE装置を例示する概略構成図である。

【図3】図3は、第2実施形態によるGaN材料(エピ基板)を示す概略断面図である。

【図4】図4は、第1実験例における、電気化学セルを例示する概略構成図である。

【図5】図5は、第1実験例における、PECエッチングのシーケンスを示すタイミングチャートである。

【図6】図6は、第1実験例における、陽極酸化により消費された単位面積当たりの電荷量と、エッチング深さとの関係を示すグラフである。

【図7】図7は、第1実験例における、エッチング深さと、形成された凹部の底面における線粗さRaとの関係を示すグラフである。

【図8】図8は、第1実験例における、エッチング深さ2μmの場合の、エッチング電圧と、線粗さRaとの関係を示すグラフである。

【図9】図9は、図8のエッチング電圧1Vの近傍を拡大したグラフである。

【図10】図10(a)〜10(c)は、それぞれ、第1実験例における、エッチング電圧3V、2Vおよび1Vの場合に形成された凹部の底面のSEM像であり、図10(d)は、第1実験例における、エッチングなしの場合の表面のSEM像である。

【図11】図11(a)〜11(d)は、それぞれ、第1実験例における、エッチング電圧3V、2V、1Vおよび0Vの場合に形成された凹部の底面の光学顕微鏡像である。

【図12】図12(a)〜12(d)は、それぞれ、第1実験例における、エッチング電圧3V、2V、1Vおよび0Vの場合に形成された凹部の底面のAFM像である。

【図13】図13は、第1実験例における、エッチングなしの場合、および、エッチング電圧が0V、1V、2Vおよび3Vの場合の、PL発光スペクトルを示す。

【図14】図14(a)〜14(c)は、第3実施形態によるGaN材料(エピ基板)を用いた半導体装置の製造方法の一部を示す概略断面図である。

【図15】図15(a)および図15(b)は、それぞれ、第2実験例(第4実施形態)で形成された円筒状凸部を、俯瞰したSEM像、および、側方から見たSEM像である。

【図16】図16は、第2実験例(第4実施形態)で形成された円筒状凸部のマスクおよびpn接合部の近傍を拡大して示すSEM像である。

【図17】図17は、第3実験例(第5実施形態)で形成された円筒状凹部を、俯瞰したSEM像である。

【図18】図18(a)〜18(c)は、第4実験例(第6実施形態)で形成された、目標値が深さ7.7μmのトレンチの長さ方向と直交する断面を示すSEM像である。

【図19】図18(a)〜18(c)は、第4実験例(第6実施形態)で形成された、目標値が深さ33μmのトレンチの長さ方向と直交する断面を示すSEM像である。

【図20】図20は、第4実験例(第6実施形態)で形成されたトレンチのアスペクト比と、エッチング深さとの関係を示すグラフである。

【図21】GaN材料を貫通させるPECエッチングを行う状況を例示する概略図である。

【図22】図22(a)は、PECエッチングで形成された凹部の内側に充填部材が充填された状況を例示する概略図であり、図22(b)は、PECエッチングで形成された凸部の外側に充填部材が充填された状況を例示する概略図である。

【図23】図23は、a面と、当該a面に直交するm面とで側面が構成された矩形状のGaN材料を熱燐酸硫酸でエッチングした実験結果を示す光学顕微鏡写真である。

【図24】図24(a)〜24(d)は、第7実施形態によるPECエッチング態様を例示する概略図である。

【図25】図25(a)および25(b)は、第7実施形態によるPECエッチング態様を例示するタイミングチャートである。

【図26】図26は、第7実施形態の第1変形例によるPECエッチング態様を例示する概略図である。

【図27】図27は、第7実施形態の第2変形例によるPECエッチング態様を例示する概略図である。

【図28】図28は、第8実施形態によるPECエッチング態様を例示する概略図である。

【図29】図29は、第8実施形態によるPECエッチング態様を例示するタイミングチャートである。

【図30】図30は、第8実施形態の第1変形例によるPECエッチング態様を例示するタイミングチャートである。

【図31】図31は、第8実施形態の第2変形例によるPECエッチング態様を例示するタイミングチャートである。

【図32】図32(a)および図32(b)は、それぞれ、第8実施形態の第3変形例および第4変形例によるPECエッチング態様を例示する概略図である。

【図33】図33は、第8実施形態の第5変形例によるPECエッチング態様を例示する概略図である。

【図34】図34(a)および図34(b)は、第9実施形態によるPECエッチング態様を例示する概略図である。

【図35】図35は、第9実施形態によるPECエッチング態様を例示するタイミングチャートである。

選択図 図24出願人が指定した本件の代表的な図

1…下地基板、2…下地層、2a…ボイド含有層、3…金属層、3a…ナノマスク、4…ボイド形成基板、5…空隙、6…結晶体、10…GaN基板、20…GaN層(エピ層)、21n…n型不純物が添加されたGaN層、21p…p型不純物が添加されたGaN層、22…エッチングされる領域、23…側面、23pn…pn接合、30…エピ基板、40…凹部、41…マスク、42…シール部材、45…凸部、50…充填部材、100…GaN材料(ウエハ)、100s…ウエハの表面(被エッチング面)、111、112、113…被エッチング領域、121、122、123…凹部、130…気泡、6s、10s、20s…主面、200…HVPE装置、300…電気化学セル、310…容器、320…電解液、330…カソード電極、340…アノード電極、350…配線、360…電圧源、370…光源、371…UV光、380…ポンプ、400…PECエッチング装置(構造体の製造装置)、410…容器、411…支持台、412…可視光透過窓、416…UV光透過窓、417…上流側の開口、418…下流側の開口、420…エッチング液、420s…エッチング液の表面、421…流れ、430…光照射装置、431…UV光、440…制御装置、450…加振装置、460…ポンプ、461…タンク、470…光センサ、480…温度センサ、481…温度調整器、490…気泡センサ、491…ダイクロイックミラー、492…可視光、493…照明装置、500…ポンプ、501…タンク、502…外部流路、510…上流側バルブ、511…下流側バルブ、520…流れ測定用気泡放出装置、521…流れセンサ、522…気泡

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