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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025042474
(43)【公開日】2025-03-27
(54)【発明の名称】半導体装置及びシステム
(51)【国際特許分類】
H10D 8/60 20250101AFI20250319BHJP
C30B 29/16 20060101ALI20250319BHJP
C23C 16/40 20060101ALI20250319BHJP
H10D 8/50 20250101ALI20250319BHJP
H10D 30/66 20250101ALI20250319BHJP
H10D 12/00 20250101ALI20250319BHJP
H10D 62/80 20250101ALI20250319BHJP
H10D 64/64 20250101ALI20250319BHJP
H10D 30/47 20250101ALI20250319BHJP
H01L 21/368 20060101ALN20250319BHJP
H01L 21/365 20060101ALN20250319BHJP
【ＦＩ】
H01L29/86 301D
C30B29/16
C23C16/40
H01L29/86 301F
H01L29/86 301E
H01L29/91 F
H01L29/91 K
H01L29/78 652T
H01L29/78 653A
H01L29/78 655A
H01L29/24
H01L29/48 D
H01L29/80 H
H01L21/368 Z
H01L21/365
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023149519
(22)【出願日】2023-09-14
(71)【出願人】
【識別番号】723001900
【氏名又は名称】Ｐａｔｅｎｔｉｘ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504132272
【氏名又は名称】国立大学法人京都大学
(71)【出願人】
【識別番号】301023238
【氏名又は名称】国立研究開発法人物質・材料研究機構
(71)【出願人】
【識別番号】593006630
【氏名又は名称】学校法人立命館
(72)【発明者】
【氏名】金子 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】高根 倫史
(72)【発明者】
【氏名】田中 勝久
(72)【発明者】
【氏名】大島 孝仁
(72)【発明者】
【氏名】衣斐 豊祐
【テーマコード（参考）】
4G077
4K030
4M104
5F045
5F053
5F102
【Ｆターム（参考）】
4G077AA03
4G077AB01
4G077AB06
4G077AB10
4G077BB10
4G077DB02
4G077ED05
4G077ED06
4G077HA06
4K030AA01
4K030AA18
4K030BA09
4K030BA16
4K030BA42
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4K030CA04
4K030CA17
4K030EA01
4K030FA10
4K030JA01
4K030LA12
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4M104CC01
4M104CC03
4M104DD34
4M104DD37
4M104DD43
4M104FF10
4M104FF13
4M104GG03
4M104GG04
4M104GG08
4M104GG09
4M104GG11
4M104GG12
4M104GG18
5F045AA00
5F045AB40
5F045AC07
5F045AD11
5F045AE29
5F045AF07
5F045BB16
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5F045DQ06
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5F053AA50
5F053BB60
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5F053FF01
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5F053HH05
5F053JJ01
5F053JJ03
5F053KK01
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5F053LL10
5F053RR04
5F102GB01
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5F102GJ01
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5F102GL01
5F102GM01
5F102GQ01
5F102HC01
(57)【要約】
【課題】電気的特性に優れたＧｅＯ２系半導体装置を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体層と、前記半導体層とショットキー接合しているショットキー電極とを少なくとも含む半導体装置であって、前記半導体層が、ルチル構造を有する酸化物半導体を主成分とする結晶からなり、前記酸化物半導体がゲルマニウムを含んでおり、移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓ以上である半導体装置は、例えば、パワーデバイス等の半導体装置などに好適に用いられる。
【選択図】図１
【解決手段】半導体層と、前記半導体層とショットキー接合しているショットキー電極とを少なくとも含む半導体装置であって、前記半導体層が、ルチル構造を有する酸化物半導体を主成分とする結晶からなり、前記酸化物半導体がゲルマニウムを含んでおり、移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓ以上である半導体装置は、例えば、パワーデバイス等の半導体装置などに好適に用いられる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体層と、前記半導体層とショットキー接合しているショットキー電極とを少なくとも含む半導体装置であって、前記半導体層が、ルチル構造を有する酸化物半導体を主成分とする結晶からなり、前記酸化物半導体がゲルマニウムを含んでおり、移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項2】
前記酸化物半導体のキャリア密度が、１×１０１８／ｃｍ３以上である請求項１記載の半導体装置。
【請求項3】
前記酸化物半導体が、スズ及び／又はケイ素をさらに含んでいる請求項１記載の半導体装置。
【請求項4】
前記酸化物半導体が、前記スズ及び／又はケイ素に対して前記ゲルマニウムを１以上の原子比で含んでいる請求項３記載の半導体装置。
【請求項5】
前記移動度が、２０ｃｍ２／Ｖｓ以上である請求項１記載の半導体装置。
【請求項6】
前記半導体層が、膜状又は板状である請求項１記載の半導体装置。
【請求項7】
前記半導体層が、１００μｍ２以上の面積を有する請求項６記載の半導体装置。
【請求項8】
前記ショットキー電極が、周期律表第１０族及び／又は第１１族の金属を含む請求項１記載の半導体装置。
【請求項9】
さらに、オーミック電極を備えており、前記オーミック電極が、周期律表第４族及び／又は第１１族の金属を含む請求項１記載の半導体装置。
【請求項10】
パワーデバイスである請求項１記載の半導体装置。
【請求項11】
請求項１記載の半導体装置を含む半導体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パワーデバイス等として有用な半導体装置及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、Ｇａ２Ｏ３は、将来のパワーエレクトロニクス・デバイスに有望な超ワイドバンドギャップ（ＵＷＢＧ）半導体として注目されている。
【0003】
しかしながら、Ｇａ２Ｏ３は、Ｐ型半導体が作製困難であるという課題があり、また、安価にすることが容易ではなく、普及するにはまだまだ課題が数多くあった。
近年においては、新規なＵＷＢＧ半導体（バンドギャップが４．４４－４．６８ｅＶ）としてルチル型二酸化ゲルマニウム（ｒ－ＧｅＯ２）が研究されており、ルチル型二酸化ゲルマニウムは、ｎ型及びｐ型半導体が実現可能であり、安価に作製することも実現可能であるため、Ｇａ２Ｏ３に代わるＵＷＢＧ半導体として期待されており、例えば、ｒ－ＴｉＯ２（００１）基板上にｒ－ＧｅＯ２結晶膜を積層した積層構造体が検討されている（非特許文献１、特許文献１）。しかしながら、非特許文献１は、非特許文献１の査読後に非特許文献２がＥｒｒａｔｕｍとして提出されており（非特許文献２）、非特許文献１及び特許文献１に記載の結晶粒（異常粒）が、ルチル型二酸化ゲルマニウム結晶であることが判明し、他の部分はアモルファス相であった。すなわち、アモルファス相が大部分に形成されるだけで、また結晶相ができても、結晶粒が一部に形成されるにすぎなかった。そのため、例えば、ＳＢＤを試作しても移動度などの電気特性が悪くなるという問題もあり、半導体用途にかなう結晶を製造することができるような方策が待ち望まれていた。
近年においては、新規なＵＷＢＧ半導体（バンドギャップが４．４４－４．６８ｅＶ）としてルチル型二酸化ゲルマニウム（ｒ－ＧｅＯ２）が研究されており、ルチル型二酸化ゲルマニウムは、ｎ型及びｐ型半導体が実現可能であり、安価に作製することも実現可能であるため、Ｇａ２Ｏ３に代わるＵＷＢＧ半導体として期待されており、例えば、ｒ－ＴｉＯ２（００１）基板上にｒ－ＧｅＯ２結晶膜を積層した積層構造体が検討されている（非特許文献１、特許文献１）。しかしながら、非特許文献１は、非特許文献１の査読後に非特許文献２がＥｒｒａｔｕｍとして提出されており（非特許文献２）、非特許文献１及び特許文献１に記載の結晶粒（異常粒）が、ルチル型二酸化ゲルマニウム結晶であることが判明し、他の部分はアモルファス相であった。すなわち、アモルファス相が大部分に形成されるだけで、また結晶相ができても、結晶粒が一部に形成されるにすぎなかった。そのため、例えば、ＳＢＤを試作しても移動度などの電気特性が悪くなるという問題もあり、半導体用途にかなう結晶を製造することができるような方策が待ち望まれていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】Ｔａｋａｎｅ， Ｋ． Ｋａｎｅｋｏ， “Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｇｒｏｗｔｈ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ ｒｕｔｉｌｅ ＧｅＯ２ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ （≧ １ ｍｍ／ｈ） ａｎｄ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ” Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．１１９， ｐｐ．０６２１０４（１－６） （２０２１）．
【非特許文献2】Ｔａｋａｎｅ， Ｋ． Ｋａｎｅｋｏ， Ｅｒｒａｔｕｍ： “Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｇｒｏｗｔｈ ｒｏｕｔｅ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ ｒｕｔｉｌｅ ＧｅＯ２ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ （≧１ μｍ／ｈ） ａｎｄ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ” Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．１２０， ０９９９０３（１－３） （２０２２）．
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２０２３／００８４５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、電気的特性に優れたＧｅＯ２系半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、ガイド隔壁を用いたミストＣＶＤ装置を新たに開発し、前記ガイド隔壁を用いたミストＣＶＤ装置を使用して、ＧｅＯ２を主成分として含む結晶膜を製膜すると１０ｍｍ角基板全面に良質な結晶膜を形成することができ、また、得られた結晶膜を用いた半導体装置が電気的特性に優れていること等を知見し、このような半導体装置が、上記した従来の問題を一挙に解決できるものであることを見出した。
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
［１］ 半導体層と、前記半導体層とショットキー接合しているショットキー電極とを少なくとも含む半導体装置であって、前記半導体層が、ルチル構造を有する酸化物半導体を主成分とする結晶からなり、前記酸化物半導体がゲルマニウムを含んでおり、移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓ以上であることを特徴とする半導体装置。
［２］ 前記酸化物半導体のキャリア密度が、１×１０１８／ｃｍ３以上である前記［１］記載の半導体装置。
［３］ 前記酸化物半導体が、スズ及び／又はケイ素をさらに含んでいる前記［１］記載の半導体装置。
［４］ 前記酸化物半導体が、前記スズ及び／又はケイ素に対して前記ゲルマニウムを１以上の原子比で含んでいる前記［３］記載の半導体装置。
［５］ 前記移動度が、２０ｃｍ２／Ｖｓ以上である前記［１］記載の半導体装置。
［６］ 前記半導体層が、膜状又は板状である前記［１］記載の半導体装置。
［７］ 前記半導体層が、１００μｍ２以上の面積を有する前記［６］記載の半導体装置。
［８］ 前記ショットキー電極が、周期律表第１０族及び／又は第１１族の金属を含む前記［１］記載の半導体装置。
［９］ さらに、オーミック電極を備えており、前記オーミック電極が、周期律表第４族及び／又は第１１族の金属を含む前記［１］記載の半導体装置。
［１０］ パワーデバイスである前記［１］記載の半導体装置。
［１１］ 前記［１］記載の半導体装置を含む半導体システム。
［１］ 半導体層と、前記半導体層とショットキー接合しているショットキー電極とを少なくとも含む半導体装置であって、前記半導体層が、ルチル構造を有する酸化物半導体を主成分とする結晶からなり、前記酸化物半導体がゲルマニウムを含んでおり、移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓ以上であることを特徴とする半導体装置。
［２］ 前記酸化物半導体のキャリア密度が、１×１０１８／ｃｍ３以上である前記［１］記載の半導体装置。
［３］ 前記酸化物半導体が、スズ及び／又はケイ素をさらに含んでいる前記［１］記載の半導体装置。
［４］ 前記酸化物半導体が、前記スズ及び／又はケイ素に対して前記ゲルマニウムを１以上の原子比で含んでいる前記［３］記載の半導体装置。
［５］ 前記移動度が、２０ｃｍ２／Ｖｓ以上である前記［１］記載の半導体装置。
［６］ 前記半導体層が、膜状又は板状である前記［１］記載の半導体装置。
［７］ 前記半導体層が、１００μｍ２以上の面積を有する前記［６］記載の半導体装置。
［８］ 前記ショットキー電極が、周期律表第１０族及び／又は第１１族の金属を含む前記［１］記載の半導体装置。
［９］ さらに、オーミック電極を備えており、前記オーミック電極が、周期律表第４族及び／又は第１１族の金属を含む前記［１］記載の半導体装置。
［１０］ パワーデバイスである前記［１］記載の半導体装置。
［１１］ 前記［１］記載の半導体装置を含む半導体システム。
【発明の効果】
【0009】
本発明の半導体装置は、ＧｅＯ２系半導体装置であり、電気的特性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明において好適に用いられる製膜装置の概略構成図の一例である。
【図2】本発明におけて好適に用いられる霧化装置を模式的に示す図である。
【図3】実施例１におけるＸＲＤ回析結果を示す図である。
【図4】実施例１におけるＥＤＳ像を示す図である。
【図5】実施例１におけるＳＥＭ像を示す図である。
【図6】実施例１におけるＩＶ測定の結果を示す図である。
【図7】実施例２におけるＩＶ測定の結果を示す図である。
【図8】本発明のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の好適な一例を模式的に示す図である。
【図9】本発明の高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）の好適な一例を模式的に示す図である。
【図10】本発明の金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の好適な一例を模式的に示す図である。
【図11】本発明の接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）の好適な一例を模式的に示す図である。
【図12】本発明の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）の好適な一例を模式的に示す図である。
【図13】本発明の発光素子（ＬＥＤ）の好適な一例を模式的に示す図である。
【図14】本発明のジャンクションバリアショットキーダイオード（ＪＢＳ）の好適な一例を模式的に示す図である。
【図15】本発明のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の好適な他の一例を模式的に示す図である。
【図16】実施例１における霧化装置の拡大断面図の好適な一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、半導体層と、前記半導体層とショットキー接合しているショットキー電極とを少なくとも含む半導体装置であって、前記半導体層が、ルチル構造を有する酸化物半導体を主成分とする結晶からなり、前記酸化物半導体がゲルマニウムを含んでおり、移動度が１０ｃｍ２／Ｖｓ以上であることを特長とする。また、本発明においては、前記酸化物半導体の移動度が、２０ｃｍ２／Ｖｓ以上であるのが好ましく、また、キャリア密度が、１×１０１８／ｃｍ３以上であるのも好ましい。このような好ましい範囲によれば、半導体特性をより容易に向上させることができる。また、本発明においては、前記酸化物半導体が、スズ及び／又はケイ素をさらに含んでいるのが好ましく、前記酸化物半導体が、前記スズ及び／又はケイ素に対して前記ゲルマニウムを１以上の原子比で含んでいるのがより好ましい。このような好ましい範囲によれば、電極との界面をより容易により良好なものとすることができ、例えば、ショットキー接合をより容易に行うことができる。また、本発明においては、前記結晶が膜状又は板状であるのが好ましく、１００μｍ２以上の面積を有するのがより好ましい。このような好ましい範囲によれば、半導体装置をより産業的有利に製造することができる。また、本発明においては、前記ショットキー電極が、周期律表第１０族及び／又は第１１族の金属を含むのが電気的特性をより向上させることができるので好ましい。また、本発明においては、さらに、オーミック電極を備えており、前記オーミック電極が、周期律表第４族及び／又は第１１族の金属を含むのが好ましい。このような好ましい範囲によれば、電気的特性をより向上させることができる。
【0012】
上記した好ましい前記半導体装置は、例えば、前記半導体層を図１に記載の製膜装置を用いることにより形成することで、より容易に製造することができる。
【0013】
本明細書においては、「膜」を「層」と読み替えることができる。「積層構造体」とは、一層以上の結晶層を含む構造体であり、結晶層以外の層（例：アモルファス層）を含んでいてもよい。また、結晶層は、単結晶層であることが好ましいが、多結晶層であってもよい。本明細書においては、便宜上、配向状態を、Ｘ線回折により確認することができる。より具体的には、例えば、前記結晶が（００１）面に配向している場合、（００１）面に由来するピークとその他の結晶面に由来するピークとの積分強度比が、ランダムに配向した同一結晶の（００１）面に由来するピークとその他の結晶面に由来するピークとの積分強度比と比較して、大きい場合に、（００１）面に配向していると判断することができる。
【0014】
本発明における「主成分」とは、前記結晶中におけるルチル構造を有する酸化物半導体の含有量が、前記結晶中の組成比で５０％以上であることをいう。本発明の実施態様においては、前記結晶中のルチル構造を有する酸化物半導体の含有量が、前記結晶中の組成比で７０％以上であるのが好ましく、９０％以上であるのがより好ましい。また、前記酸化物半導体は、ルチル構造を有しており、さらにゲルマニウムを含んでいれば特に限定されない。
本発明においては、前記酸化物半導体が、ルチル構造を有している二酸化ゲルマニウムの結晶を含むのが好ましい。また、前記酸化物半導体は、ゲルマニウム以外の他の金属を含んでいてもよい。前記他の金属としては、例えば、ゲルマニウム以外の周期律表第１４族金属（スズまたはケイ素等）などが挙げられ、なかでも、スズ及び／又はケイ素が好ましい。また、前記結晶中の金属元素中のゲルマニウムの原子比は、０．５以上であるのが好ましい。ゲルマニウムの原子比をこのような好ましい範囲とすることにより、より良好な電気特性を有する結晶を実現することができる。
本発明においては、前記酸化物半導体が、ルチル構造を有している二酸化ゲルマニウムの結晶を含むのが好ましい。また、前記酸化物半導体は、ゲルマニウム以外の他の金属を含んでいてもよい。前記他の金属としては、例えば、ゲルマニウム以外の周期律表第１４族金属（スズまたはケイ素等）などが挙げられ、なかでも、スズ及び／又はケイ素が好ましい。また、前記結晶中の金属元素中のゲルマニウムの原子比は、０．５以上であるのが好ましい。ゲルマニウムの原子比をこのような好ましい範囲とすることにより、より良好な電気特性を有する結晶を実現することができる。
【0015】
本発明においては、前記結晶の面積が１００μｍ２以上の面積を有しているのが好ましく、１００ｍｍ２以上の面積を有しているのがより好ましい。本発明において、前記結晶が単結晶であるのが好ましく、膜状又は板状であるのが好ましく、膜状（以下「結晶膜」ともいう）であるのがより好ましい。前記結晶膜の膜厚は、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されないが、本発明においては、０．５μｍ以上であるのが好ましく、１μｍ以上であるのがより好ましい。これら好ましい範囲によれば、半導体膜として、耐圧をより良好なものとすることができる。
【0016】
前記結晶膜は、例えば、図１に示す製膜装置を用いることにより、ＧｅＯ２結晶膜及びその混晶膜を製膜することで、より容易に得ることができる。また、前記製膜装置を用いてドーピングを適宜行うことも可能である。ドーピングされた前記結晶は、半導体膜又は半導体層として好適に用いることができ、ｎ型ドーパント又はｐ型ドーパントを酸化半導体における従来のドーピング手段に適用することができる。前記ｎ型ドーパントとしては、例えば、アンチモン（Ｓｂ）、ヒ素（Ａｓ）、ビスマス（Ｂｉ）、又はフッ素（Ｆ）などが挙げられる。前記Ｐ型ドーパントとしては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）又はインジウム（Ｉｎ）などが挙げられる。
【0017】
また、前記製膜装置を用いて結晶基板上に前記結晶を形成する場合、前記結晶基板は、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、公知の基板であってよい。絶縁体基板であってもよいし、導電性基板であってもよいし、半導体基板であってもよいが、本発明においては、半導体基板であるのが好ましい。単結晶基板であってもよいし、多結晶基板であってもよい。前記結晶基板が、表面に金属膜を有する基板であってもよい。なお、前記結晶基板が導電性基板である場合には、基板を除去することなく縦型デバイスを作製することができる。前記結晶基板の結晶構造も、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されないが、ルチル構造を有するのが好ましい。前記ルチル構造を有する基板としては、例えば、ＧｅＯ２基板、ＳｒＴｉＯ３基板、ＴｉＯ２基板又はＭｇＦ２基板等が挙げられる。なお、前記結晶基板はオフ角を有していてもよい。
【0018】
本発明においては、前記基板上にそのまま製膜してもよいが、前記基板上に、前記酸化物半導体とは異なる層（例えば、ｎ型半導体層、ｎ＋型半導体層、ｎ－型半導体層等）や絶縁体層（半絶縁体層も含む）、バッファ層等の他の層を積層したのち、前記基板上に前記他の層を介して製膜してもよい。
【0019】
前記結晶は、そのままで又は基板の剥離等の公知の加工処理手段が施された後に、公知の手段を用いて、例えば、半導体装置に用いられる。前記半導体装置としては、例えば、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）、ジャンクションバリアショットキーダイオード（ＪＢＳ）、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）などが挙げられる。また、これら半導体装置が搭載されたモジュール、及びこれら半導体装置を備えた電子機器及びその部品のいずれであってもよく、様々な製品に有用である。本発明においては、前記半導体装置が、パワーデバイスであるのが好ましい。前記半導体装置は、電極が半導体層の片面側に形成された横型の素子（横型デバイス）と、半導体層の表裏両面側にそれぞれ電極を有する縦型の素子（縦型デバイス）に分類することができ、本発明においては、前記半導体装置を横型デバイスにも縦型デバイスにも好適に用いることができる。
【0020】
以下、本発明において好適に用いられる半導体装置の例を図面を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれら例示に限定されるものではない。なお、前記結晶膜又は前記積層構造体におけるＧｅＯ２を主成分として含む結晶層を半導体層として用いた場合の好適な例を以下に示す。
【0021】
図８は、ｎ－型半導体層１０１ａ、ｎ＋型半導体層１０１ｂ、ｐ型半導体層１０２、金属層１０３、絶縁体層１０４、ショットキー電極１０５ａおよびオーミック電極１０５ｂを備えているショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の好適な一例を示す。なお、金属層１０３は、例えばＡｌ等の金属からなり、ショットキー電極１０５ａを覆っている。
【0022】
図９は、バンドギャップの広いｎ型半導体層１２１ａ、バンドギャップの狭いｎ型半導体層１２１ｂ、ｎ＋型半導体層１２１ｃ、ｐ型半導体層１２３、ゲート電極１２５ａ、ソース電極１２５ｂ、ドレイン電極１２５ｃおよび基板１２９を備えている高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）の好適な一例を示す。
【0023】
図１０は、ｎ－型半導体層１３１ａ、第１のｎ＋型半導体層１３１ｂ、第２のｎ＋型半導体層１３１ｃ、ｐ型半導体層１３２、ｐ＋型半導体層１３２ａ、ゲート絶縁膜１３４、ゲート電極１３５ａ、ソース電極１３５ｂおよびドレイン電極１３５ｃを備えている金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の好適な一例を示す。なお、ｐ＋型半導体層１３２ａは、ｐ型半導体層であってもよく、ｐ型半導体層１３２と同じであってもよい。
【0024】
図１１は、ｎ－型半導体層１４１ａ、第１のｎ＋型半導体層１４１ｂ、第２のｎ＋型半導体層１４１ｃ、ｐ型半導体層１４２、ゲート電極１４５ａ、ソース電極１４５ｂおよびドレイン電極１４５ｃを備えている接合電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）の好適な一例を示す。
【0025】
図１２は、ｎ型半導体層１５１、ｎ－型半導体層１５１ａ、ｎ＋型半導体層１５１ｂ、ｐ型半導体層１５２、ゲート絶縁膜１５４、ゲート電極１５５ａ、エミッタ電極１５５ｂおよびコレクタ電極１５５ｃを備えている絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）の好適な一例を示す。
【0026】
（ＬＥＤ）
本発明の半導体装置が発光ダイオード（ＬＥＤ）である場合の一例を図１２に示す。図１２の半導体発光素子は、第２の電極１６５ｂ上にｎ型半導体層１６１を備えており、ｎ型半導体層１６１上には、発光層１６３が積層されている。そして、発光層１６３上には、ｐ型半導体層１６２が積層されている。ｐ型半導体層１６２上には、発光層１６３が発生する光を透過する透光性電極１６７を備えており、透光性電極１６７上には、第１の電極１６５ａが積層されている。なお、図１２の半導体発光素子は、電極部分を除いて保護層で覆われていてもよい。
本発明の半導体装置が発光ダイオード（ＬＥＤ）である場合の一例を図１２に示す。図１２の半導体発光素子は、第２の電極１６５ｂ上にｎ型半導体層１６１を備えており、ｎ型半導体層１６１上には、発光層１６３が積層されている。そして、発光層１６３上には、ｐ型半導体層１６２が積層されている。ｐ型半導体層１６２上には、発光層１６３が発生する光を透過する透光性電極１６７を備えており、透光性電極１６７上には、第１の電極１６５ａが積層されている。なお、図１２の半導体発光素子は、電極部分を除いて保護層で覆われていてもよい。
【0027】
透光性電極の材料としては、インジウム（Ｉｎ）またはチタン（Ｔｉ）を含む酸化物の導電性材料などが挙げられる。より具体的には、例えば、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｇａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２またはこれらの２以上の混晶またはこれらにドーピングされたものなどが挙げられる。これらの材料を、スパッタリング等の公知の手段で設けることによって、透光性電極を形成できる。また、透光性電極を形成した後に、透光性電極の透明化を目的とした熱アニールを施してもよい。
【0028】
図１３の半導体発光素子によれば、第１の電極１６５ａを正極、第２の電極１６５ｂを負極とし、両者を介してｐ型半導体層１６２、発光層１６３およびｎ型半導体層１６１に電流を流すことで、発光層１６３が発光するようになっている。
【0029】
第１の電極１６５ａ及び第２の電極１６５ｂの材料としては、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｖ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｗ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｐｄ、ＮｄもしくはＡｇ等の金属またはこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン又はポリピロ－ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物などが挙げられる。電極の成膜法は特に限定されることはなく、印刷方式、スプレー法、コ－ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ－ティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。
【0030】
図１４は、本発明の好適な実施態様の一つであるジャンクションバリアショットキーダイオード（ＪＢＳ）の主要部を示す。図１４のＪＢＳは、オーミック電極１０２０、ｎ－型半導体層１０１０ａ、ｎ＋型半導体層１０１０ｂ、ショットキー電極１０３０、電界緩和領域１０６０を備えている。また、ショットキー電極１０３０は、金属層１０３０ａ、金属層１０３０ｂおよび金属層１０３０ｃから構成されている。図１４の半導体装置は、第２の電極層としての金属層１０３０ａおよび／または金属層１０３０ｂの外端部が、第１の電極層としての金属層１０３０ｃの外端部よりも外側に位置している。また、図１４の半導体装置においては、電界緩和領域１０６０の領域が、前記第２の電極層のうち前記第１の電極層の外端部よりも外側に位置する部分の少なくとも一部、および第２の電極の外端部と、平面らに、少なくとも２以上の電界緩和領域１０６０を備えている。また、図１４の半導体装置において、前記電界緩和領域１０６０は、ｐ型半導体で構成されており、ｎ－型半導体層１０１０ａとの間でＰＮ接合を形成している。
【0031】
図１５の各層の形成手段は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、公知の手段であってよい。例えば、真空蒸着法やＣＶＤ法、スパッタ法、各種コーティング技術により成膜した後、フォトリソグラフィー法によりパターニングする手段、または印刷技術などを用いて直接パターニングを行う手段などが挙げられる。
【0032】
図１５は、オーミック電極１１１０ａ、オーミック電極１１１０ｂ、ショットキー電極１１２０、ｎ型半導体層１１３０及び基板１１４０を備えているショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の好適な一例を示す。
【実施例0033】
（実施例１）
１．ｎ型半導体層の形成
１－１．製膜装置
本実施例で好適に用いられる製膜装置の一例を、図１を用いて説明する。図１の製膜用装置１９は、被製膜試料２０を設置する試料台２１、キャリアガスを供給するキャリアガス源２２ａ、キャリアガス（希釈）を供給するキャリアガス源２２ｂ、キャリアガス源２２ａから送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁２３ａ、キャリアガス源２２ｂから送り出されるキャリアガス（希釈）の流量を調節するための流量調節弁２３ｂ、製膜室２７内に設けられたヒーター２８及び霧化装置３０を備えている。霧化装置３０は、霧化用原料液２４ａが収容される原料隔壁２４、原料隔壁２４の底部に設けられる超音波透過基材２４ｂ、台２４ｃ、原料隔壁２４の底面に設けられた超音波振動子２６、超音波透過基材２４ｂに接しているガイド隔壁３１、超音波伝達液３６を収容する超音波伝達液槽３５、超音波振動子２６から超音波透過基材２４ｂに発せられる超音波を伝達する超音波伝達液３６から構成されている。ガイド隔壁３１は、超音波振動子により発せられる超音波を、超音波伝達液３６を介して超音波透過基材２４ｂに局所的に超音波を伝達することができるため、霧化効率をより向上させ、霧化量をより多くすることができる。
図２は本実施例において好適に用いられる霧化装置の一例を示す。図２の霧化装置３０は、流量調節弁２３ａ、流量調節弁２３ｂ、霧化用原料液２４ａ、超音波透過基材２４ｂ、台２４ｃ、ガイド隔壁３１、希釈ガス供給管３３、キャリアガス供給管３４、超音波伝達液槽３５，超音波伝達液３６及び治具４０から構成されている。ガイド隔壁３１を用いることで、超音波振動子より発生した超音波を超音波透過基材２４ｂを通じて霧化用原料液２４ａを霧化することができる。そのため、霧化効率を向上させ、霧化量をより多くすることができる。また、希釈ガス供給管３３及びキャリアガス供給管３４を用いることで超音波にて発生したミストを製膜室へと送ることができる。
図１６は、霧化装置３０の断面図を模式的に示す。霧化装置３０は、原料隔壁２４、超音波透過基材２４ｂ、台２４ｃ、超音波振動子２６、ガイド隔壁３１及び超音波伝達液槽３５からなっている。ガイド隔壁３１は超音波振動子２６上に設けられており、超音波透過基材２４ｂと接している。このように構成することで、超音波の伝達効率をより向上させることができる。
１．ｎ型半導体層の形成
１－１．製膜装置
本実施例で好適に用いられる製膜装置の一例を、図１を用いて説明する。図１の製膜用装置１９は、被製膜試料２０を設置する試料台２１、キャリアガスを供給するキャリアガス源２２ａ、キャリアガス（希釈）を供給するキャリアガス源２２ｂ、キャリアガス源２２ａから送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁２３ａ、キャリアガス源２２ｂから送り出されるキャリアガス（希釈）の流量を調節するための流量調節弁２３ｂ、製膜室２７内に設けられたヒーター２８及び霧化装置３０を備えている。霧化装置３０は、霧化用原料液２４ａが収容される原料隔壁２４、原料隔壁２４の底部に設けられる超音波透過基材２４ｂ、台２４ｃ、原料隔壁２４の底面に設けられた超音波振動子２６、超音波透過基材２４ｂに接しているガイド隔壁３１、超音波伝達液３６を収容する超音波伝達液槽３５、超音波振動子２６から超音波透過基材２４ｂに発せられる超音波を伝達する超音波伝達液３６から構成されている。ガイド隔壁３１は、超音波振動子により発せられる超音波を、超音波伝達液３６を介して超音波透過基材２４ｂに局所的に超音波を伝達することができるため、霧化効率をより向上させ、霧化量をより多くすることができる。
図２は本実施例において好適に用いられる霧化装置の一例を示す。図２の霧化装置３０は、流量調節弁２３ａ、流量調節弁２３ｂ、霧化用原料液２４ａ、超音波透過基材２４ｂ、台２４ｃ、ガイド隔壁３１、希釈ガス供給管３３、キャリアガス供給管３４、超音波伝達液槽３５，超音波伝達液３６及び治具４０から構成されている。ガイド隔壁３１を用いることで、超音波振動子より発生した超音波を超音波透過基材２４ｂを通じて霧化用原料液２４ａを霧化することができる。そのため、霧化効率を向上させ、霧化量をより多くすることができる。また、希釈ガス供給管３３及びキャリアガス供給管３４を用いることで超音波にて発生したミストを製膜室へと送ることができる。
図１６は、霧化装置３０の断面図を模式的に示す。霧化装置３０は、原料隔壁２４、超音波透過基材２４ｂ、台２４ｃ、超音波振動子２６、ガイド隔壁３１及び超音波伝達液槽３５からなっている。ガイド隔壁３１は超音波振動子２６上に設けられており、超音波透過基材２４ｂと接している。このように構成することで、超音波の伝達効率をより向上させることができる。
【0034】
１－２．霧化用原料溶液の作製
霧化用原料溶液を調節する際に、前記霧化用原料溶液中の濃度を０．０５Ｍのビスカルボキシゲルマニウムセスキオキシドと０．０２５Ｍの塩化スズ二水和物となるように調節した。調節する際、塩化水素酸を体積比で１０％を含有させ、これを霧化用原料溶液とした。
霧化用原料溶液を調節する際に、前記霧化用原料溶液中の濃度を０．０５Ｍのビスカルボキシゲルマニウムセスキオキシドと０．０２５Ｍの塩化スズ二水和物となるように調節した。調節する際、塩化水素酸を体積比で１０％を含有させ、これを霧化用原料溶液とした。
【0035】
１－３．製膜準備
上記１－２．で得られた霧化用原料液２４ａを原料隔壁２４に収容した。次に被製膜試料２０としてｒ－ＴｉＯ２（００１）を試料台２１に設置し、ヒーター２８を作動させて製膜室２７内の温度を７２５℃にまで昇温させた。次に、流量調節弁２３ａ、２３ｂを開いて、キャリアガス源であるキャリアガス源２２ａ、２２ｂからキャリアガスを製膜室２７内に供給し、製膜室２７の雰囲気をキャリアガスで十分に置換した後、キャリアガスの流量を３．０Ｌ／分に、キャリアガス（希釈）の流量を０．５Ｌ／分にそれぞれ調節した。なお、キャリアガスとして窒素を用いた。
上記１－２．で得られた霧化用原料液２４ａを原料隔壁２４に収容した。次に被製膜試料２０としてｒ－ＴｉＯ２（００１）を試料台２１に設置し、ヒーター２８を作動させて製膜室２７内の温度を７２５℃にまで昇温させた。次に、流量調節弁２３ａ、２３ｂを開いて、キャリアガス源であるキャリアガス源２２ａ、２２ｂからキャリアガスを製膜室２７内に供給し、製膜室２７の雰囲気をキャリアガスで十分に置換した後、キャリアガスの流量を３．０Ｌ／分に、キャリアガス（希釈）の流量を０．５Ｌ／分にそれぞれ調節した。なお、キャリアガスとして窒素を用いた。
【0036】
１－４．酸化物半導体結晶膜の形成
次に、超音波振動子２６を振動させ、その振動を、超音波伝達液を通じて霧化用原料溶液２４ａに伝播させることによって、霧化用原料溶液２４ａを霧化させてミストを生成させた。このミストが、キャリアガスによって、供給管（図示せず）内を通って、製膜室２７内に導入され、大気圧下、７２５℃にて、成膜室２７内でミストが熱反応して、被製膜試料２０上に薄膜が形成された。
次に、超音波振動子２６を振動させ、その振動を、超音波伝達液を通じて霧化用原料溶液２４ａに伝播させることによって、霧化用原料溶液２４ａを霧化させてミストを生成させた。このミストが、キャリアガスによって、供給管（図示せず）内を通って、製膜室２７内に導入され、大気圧下、７２５℃にて、成膜室２７内でミストが熱反応して、被製膜試料２０上に薄膜が形成された。
【0037】
１－４．にて得られた薄膜をＸ線回折装置を用いて、薄膜を測定した。図３にＸＲＤ回析結果を示す。得られた薄膜はルチル構造を有する（００１）面配向のｒ－（Ｇｅ５２，Ｓｎ４８）Ｏ２結晶膜であった。なお、膜厚は７３ｎｍであった。また、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）を用いて得られた薄膜を評価したところ、図４に示すように、表面全面に薄膜が形成されていることがわかった。
【0038】
また、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて膜表面を観察した結果、図５に示すように表面平滑性に優れ、良好な結晶性を有する結晶膜が形成されていることがわかった。
膜表面を評価
膜表面を評価
【0039】
２．電極の形成
下記条件によりｒ－（Ｇｅ５２，Ｓｎ４８）Ｏ２結晶膜上に電極を形成した。
（オーミック電極の形成条件）
Cleaning: O3 5min
Photoresist coating: HMDS 3000rpm 20s nonbake, LOR5A 3000rpm 60s 180oC5min, AZ-MiR703 3000rpm 60s 110oC1min
Laser lithography: dwl66+ 10mmHead, power 70mW, filter 100%, intensity 70%
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Descum: O3 1min
EB deposition: Ti 75 nm 0.2nm/s, Au 75 nm 0.2nm/s
Liftoff: NMP 80oC 30 min, IPA×2, Water
RTA: N2 0.2ccm, 500oC, 30s
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Etching: BHF 1:10 30s
Cleaning: Acetone, IPA, Water
（ショットキー電極の形成条件）
Cleaning: O3 1min
Photoresist coating: HMDS 3000rpm 20s nonbake, LOR5A 3000rpm 60s 180oC5min, AZ-MiR703 3000rpm 60s 110oC1min
Laser lithography: dwl66+ 10mmHead, power 70mW, filter 100%, intensity 70%
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Descum: O3 1min
EB deposition: Ni 75 nm 0.15nm/s, Au 75 nm 0.2nm/s
Liftoff: NMP 80oC 30 min, IPA×2, Water
下記条件によりｒ－（Ｇｅ５２，Ｓｎ４８）Ｏ２結晶膜上に電極を形成した。
（オーミック電極の形成条件）
Cleaning: O3 5min
Photoresist coating: HMDS 3000rpm 20s nonbake, LOR5A 3000rpm 60s 180oC5min, AZ-MiR703 3000rpm 60s 110oC1min
Laser lithography: dwl66+ 10mmHead, power 70mW, filter 100%, intensity 70%
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Descum: O3 1min
EB deposition: Ti 75 nm 0.2nm/s, Au 75 nm 0.2nm/s
Liftoff: NMP 80oC 30 min, IPA×2, Water
RTA: N2 0.2ccm, 500oC, 30s
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Etching: BHF 1:10 30s
Cleaning: Acetone, IPA, Water
（ショットキー電極の形成条件）
Cleaning: O3 1min
Photoresist coating: HMDS 3000rpm 20s nonbake, LOR5A 3000rpm 60s 180oC5min, AZ-MiR703 3000rpm 60s 110oC1min
Laser lithography: dwl66+ 10mmHead, power 70mW, filter 100%, intensity 70%
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Descum: O3 1min
EB deposition: Ni 75 nm 0.15nm/s, Au 75 nm 0.2nm/s
Liftoff: NMP 80oC 30 min, IPA×2, Water
【0040】
４．ホール効果測定
以上にして得られた半導体装置につき、ｖａｎ ｄｅｒ ｐａｕｗ法により、ホール効果測定を実施したところ、移動度が２９ｃｍ２／Ｖｓであった。また、キャリア密度が9.7×1018／ｃｍ３であった。
以上にして得られた半導体装置につき、ｖａｎ ｄｅｒ ｐａｕｗ法により、ホール効果測定を実施したところ、移動度が２９ｃｍ２／Ｖｓであった。また、キャリア密度が9.7×1018／ｃｍ３であった。
【0041】
５．ＩＶ測定
以上のようにして得られた半導体装置につき、ＩＶ測定を実施した。結果を図６に示す。これらの結果から、実施例１の半導体装置が半導体特性およびショットキー特性に優れていることがわかる。
以上のようにして得られた半導体装置につき、ＩＶ測定を実施した。結果を図６に示す。これらの結果から、実施例１の半導体装置が半導体特性およびショットキー特性に優れていることがわかる。
【0042】
（実施例２）
酸化物半導体結晶膜の膜厚を１１０ｎｍとしたことと、下記条件によりｒ－（Ｇｅ５２，Ｓｎ４８）Ｏ２結晶膜上に電極を形成したこと以外実施例１と同様の条件で行った。
２－１．電極の形成
（オーミック電極の形成条件）
Cleaning: O3 15min
Photoresist coating: HMDS 3000rpm 20s nonbake, LOR5A 3000rpm 60s 180oC5min, AZ-MiR703 3000rpm 60s 110oC1min
Laser lithography: dwl66+ 10mmHead, power 70mW, filter 100%, intensity 70%
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Descum: O3 1min
EB deposition: Ti 75 nm 0.2nm/s, Au 75 nm 0.2nm/s
Liftoff: NMP 80oC 30 min, IPA×2, Water
RTA: N2 0.2ccm, 450oC, 30s
（ショットキー電極の形成条件）
Cleaning: O3 1min
Photoresist coating: HMDS 3000rpm 20s nonbake, LOR5A 3000rpm 60s 180oC5min, AZ-MiR703 3000rpm 60s 110oC1min
Laser lithography: dwl66+ 10mmHead, power 70mW, filter 100%, intensity 70%
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Descum: O3 1min
EB deposition: Pt 100 nm 0.05 nm/s
Liftoff: NMP 80oC 10 min, IPA×2, Water
酸化物半導体結晶膜の膜厚を１１０ｎｍとしたことと、下記条件によりｒ－（Ｇｅ５２，Ｓｎ４８）Ｏ２結晶膜上に電極を形成したこと以外実施例１と同様の条件で行った。
２－１．電極の形成
（オーミック電極の形成条件）
Cleaning: O3 15min
Photoresist coating: HMDS 3000rpm 20s nonbake, LOR5A 3000rpm 60s 180oC5min, AZ-MiR703 3000rpm 60s 110oC1min
Laser lithography: dwl66+ 10mmHead, power 70mW, filter 100%, intensity 70%
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Descum: O3 1min
EB deposition: Ti 75 nm 0.2nm/s, Au 75 nm 0.2nm/s
Liftoff: NMP 80oC 30 min, IPA×2, Water
RTA: N2 0.2ccm, 450oC, 30s
（ショットキー電極の形成条件）
Cleaning: O3 1min
Photoresist coating: HMDS 3000rpm 20s nonbake, LOR5A 3000rpm 60s 180oC5min, AZ-MiR703 3000rpm 60s 110oC1min
Laser lithography: dwl66+ 10mmHead, power 70mW, filter 100%, intensity 70%
Bake: 60s 110oC1min
Development: TMAH 2.3wt% 90s, Water 30s
Descum: O3 1min
EB deposition: Pt 100 nm 0.05 nm/s
Liftoff: NMP 80oC 10 min, IPA×2, Water
【0043】
４．ホール効果測定
以上にして得られた半導体装置につき、ｖａｎ ｄｅｒ ｐａｕｗ法により、ホール効果測定を実施したところ、移動度が２４ｃｍ２／Ｖｓであった。また、キャリア密度が７.８×1018／ｃｍ３であった。
以上にして得られた半導体装置につき、ｖａｎ ｄｅｒ ｐａｕｗ法により、ホール効果測定を実施したところ、移動度が２４ｃｍ２／Ｖｓであった。また、キャリア密度が７.８×1018／ｃｍ３であった。
【0044】
５．ＩＶ測定
以上のようにして得られた半導体装置につき、ＩＶ測定を実施した。結果を図７に示す。これらの結果から、実施例１の半導体装置が半導体特性およびショットキー特性に優れていることがわかる。
以上のようにして得られた半導体装置につき、ＩＶ測定を実施した。結果を図７に示す。これらの結果から、実施例１の半導体装置が半導体特性およびショットキー特性に優れていることがわかる。
【0045】
（試験例１）
従来のミストＣＶＤ装置で実施例１と同様の条件で製膜を行ったところ、結晶膜は形成することができず、結晶粒が一部基板上に形成されるにすぎなかった。そのため、電気特性を測定することができなかった。
従来のミストＣＶＤ装置で実施例１と同様の条件で製膜を行ったところ、結晶膜は形成することができず、結晶粒が一部基板上に形成されるにすぎなかった。そのため、電気特性を測定することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【0046】
本発明の半導体は、例えば、パワーデバイス等の半導体装置などに好適に用いられる。
【符号の説明】
【0047】
１９ 製膜装置
２０ 被製膜試料
２１ 試料台
２２ａ キャリアガス源
２２ｂ 希釈ガス源
２３ａ 流量調節弁
２３ｂ 流量調節弁
２４ 原料隔壁
２４ａ 霧化用原料液
２４ｂ 超音波透過基材
２４ｃ 台
２６ 超音波振動子
２７ 製膜室
２８ ヒータ
３０ 霧化装置
３１ ガイド隔壁
３３ 希釈ガス供給管
３４ キャリアガス供給管
３５ 超音波伝達液槽
３６ 超音波伝達液
３７ 製膜室
１０１ａ ｎ－型半導体層
１０１ｂ ｎ＋型半導体層
１０２ ｐ型半導体層
１０３ 金属層
１０４ 絶縁体層
１０５ａ ショットキー電極
１０５ｂ オーミック電極
１１１ａ ｎ－型半導体層
１１１ｂ ｎ＋型半導体層
１１４ 半絶縁体層
１１５ａ ゲート電極
１１５ｂ ソース電極
１１５ｃ ドレイン電極
１１８ 緩衝層
１２１ａ バンドギャップの広いｎ型半導体層
１２１ｂ バンドギャップの狭いｎ型半導体層
１２１ｃ ｎ＋型半導体層
１２３ ｐ型半導体層
１２４ 半絶縁体層
１２５ａ ゲート電極
１２５ｂ ソース電極
１２５ｃ ドレイン電極
１２８ 緩衝層
１２９ 基板
１３１ａ ｎ－型半導体層
１３１ｂ 第１のｎ＋型半導体層
１３１ｃ 第２のｎ＋型半導体層
１３２ ｐ型半導体層
１３４ ゲート絶縁膜
１３５ａ ゲート電極
１３５ｂ ソース電極
１３５ｃ ドレイン電極
１３８ 緩衝層
１３９ 半絶縁体層
１４１ａ ｎ－型半導体層
１４１ｂ 第１のｎ＋型半導体層
１４１ｃ 第２のｎ＋型半導体層
１４２ ｐ型半導体層
１４５ａ ゲート電極
１４５ｂ ソース電極
１４５ｃ ドレイン電極
１５１ ｎ型半導体層
１５１ａ ｎ－型半導体層
１５１ｂ ｎ＋型半導体層
１５２ ｐ型半導体層
１５４ ゲート絶縁膜
１５５ａ ゲート電極
１５５ｂ エミッタ電極
１５５ｃ コレクタ電極
１６１ ｎ型半導体層
１６２ ｐ型半導体層
１６３ 発光層
１６５ａ 第１の電極
１６５ｂ 第２の電極
１６７ 透光性電極
１６９ 基板
１０１０ａ ｎ－型半導体
１０１０ｂ ｎ＋型半導体
１０２０ オーミック電極
１０３０ ショットキー電極
１０３０ａ 金属層
１０３０ｂ 金属層
１０３０ｃ 金属層
１０６０ 電解緩和領域
１１１０ａ オーミック電極
１１１０ｂ オーミック電極
１１２０ ショットキー電極
１１３０ ｎ型半導体層
１１４０ 基板
２０ 被製膜試料
２１ 試料台
２２ａ キャリアガス源
２２ｂ 希釈ガス源
２３ａ 流量調節弁
２３ｂ 流量調節弁
２４ 原料隔壁
２４ａ 霧化用原料液
２４ｂ 超音波透過基材
２４ｃ 台
２６ 超音波振動子
２７ 製膜室
２８ ヒータ
３０ 霧化装置
３１ ガイド隔壁
３３ 希釈ガス供給管
３４ キャリアガス供給管
３５ 超音波伝達液槽
３６ 超音波伝達液
３７ 製膜室
１０１ａ ｎ－型半導体層
１０１ｂ ｎ＋型半導体層
１０２ ｐ型半導体層
１０３ 金属層
１０４ 絶縁体層
１０５ａ ショットキー電極
１０５ｂ オーミック電極
１１１ａ ｎ－型半導体層
１１１ｂ ｎ＋型半導体層
１１４ 半絶縁体層
１１５ａ ゲート電極
１１５ｂ ソース電極
１１５ｃ ドレイン電極
１１８ 緩衝層
１２１ａ バンドギャップの広いｎ型半導体層
１２１ｂ バンドギャップの狭いｎ型半導体層
１２１ｃ ｎ＋型半導体層
１２３ ｐ型半導体層
１２４ 半絶縁体層
１２５ａ ゲート電極
１２５ｂ ソース電極
１２５ｃ ドレイン電極
１２８ 緩衝層
１２９ 基板
１３１ａ ｎ－型半導体層
１３１ｂ 第１のｎ＋型半導体層
１３１ｃ 第２のｎ＋型半導体層
１３２ ｐ型半導体層
１３４ ゲート絶縁膜
１３５ａ ゲート電極
１３５ｂ ソース電極
１３５ｃ ドレイン電極
１３８ 緩衝層
１３９ 半絶縁体層
１４１ａ ｎ－型半導体層
１４１ｂ 第１のｎ＋型半導体層
１４１ｃ 第２のｎ＋型半導体層
１４２ ｐ型半導体層
１４５ａ ゲート電極
１４５ｂ ソース電極
１４５ｃ ドレイン電極
１５１ ｎ型半導体層
１５１ａ ｎ－型半導体層
１５１ｂ ｎ＋型半導体層
１５２ ｐ型半導体層
１５４ ゲート絶縁膜
１５５ａ ゲート電極
１５５ｂ エミッタ電極
１５５ｃ コレクタ電極
１６１ ｎ型半導体層
１６２ ｐ型半導体層
１６３ 発光層
１６５ａ 第１の電極
１６５ｂ 第２の電極
１６７ 透光性電極
１６９ 基板
１０１０ａ ｎ－型半導体
１０１０ｂ ｎ＋型半導体
１０２０ オーミック電極
１０３０ ショットキー電極
１０３０ａ 金属層
１０３０ｂ 金属層
１０３０ｃ 金属層
１０６０ 電解緩和領域
１１１０ａ オーミック電極
１１１０ｂ オーミック電極
１１２０ ショットキー電極
１１３０ ｎ型半導体層
１１４０ 基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
