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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-30
(54)【発明の名称】半導体構造、半導体デバイス、および方法
(51)【国際特許分類】
H01L 31/10 20060101AFI20240723BHJP
H01L 21/316 20060101ALI20240723BHJP
H01L 33/30 20100101ALI20240723BHJP
H01L 33/22 20100101ALI20240723BHJP
H01L 29/861 20060101ALI20240723BHJP
H01L 21/329 20060101ALI20240723BHJP
H01L 29/24 20060101ALI20240723BHJP
【ＦＩ】
H01L31/10 A
H01L21/316 U
H01L33/30
H01L33/22
H01L29/91 C
H01L29/91 F
H01L29/91 A
H01L29/24
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023579324
(86)(22)【出願日】2022-06-22
(85)【翻訳文提出日】2024-02-20
(86)【国際出願番号】 FI2022050459
(87)【国際公開番号】W WO2022269139
(87)【国際公開日】2022-12-29
(31)【優先権主張番号】20215741
(32)【優先日】2021-06-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FI
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513317138
【氏名又は名称】トゥルク ユリオピスト
【氏名又は名称原語表記】Ｔｕｒｕｎ ｙｌｉｏｐｉｓｔｏ
【住所又は居所原語表記】Ｙｌｉｏｐｉｓｔｏｎｍａｋｉ， Ｔｕｒｕｎ ｙｌｉｏｐｉｓｔｏ， ２００１４ Ｆｉｎｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ザーラ・ヤハンシャー・ラド
(72)【発明者】
【氏名】ペッカ・ラウッカネン
(72)【発明者】
【氏名】ユハ－ペッカ・レフティオ
(72)【発明者】
【氏名】マルコ・プンッキネン
(72)【発明者】
【氏名】カレヴィ・コッコ
【テーマコード（参考）】
5F058
5F149
5F241
【Ｆターム（参考）】
5F058BA20
5F058BB02
5F058BC02
5F058BE03
5F058BE04
5F058BF69
5F058BH01
5F149AA04
5F149AB07
5F149BA28
5F149BB06
5F149BB07
5F149CB18
5F149CB20
5F149GA06
5F149HA03
5F149HA17
5F149XB03
5F149XB18
5F149XB37
5F241CA05
5F241CA35
5F241CB01
(57)【要約】
本開示は、半導体構造、半導体デバイス、および、半導体構造を形成するための方法に関する。半導体構造（１０００）は、第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素を含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板（１１００）と、半導体基板（１１００）に化学的に結合され、第１３族ポスト遷移金属元素および酸素を含む結晶粒子（１２００）と、を備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素Ａｓを含む、結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板（１１００）と、前記半導体基板（１１００）に化学的に結合され、前記第１３族ポスト遷移金属元素および酸素Ｏを含む結晶粒子（１２００）と、を備える、半導体構造（１０００）。
【請求項2】
前記粒子（１２００）が、ガリウム酸化物Ｇａ２Ｏ３および／またはインジウム酸化物Ｉｎ２Ｏ３などといった、１つまたは複数の第１３族ポスト遷移金属酸化物を含む、請求項１に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項3】
前記粒子（１２００）が、ガリウム酸化水酸化物ＧａＯＯＨおよび／またはインジウム酸化水酸化物ＩｎＯＯＨなどといった、１つまたは複数の第１３族ポスト遷移金属酸化水酸化物を含む、請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項4】
前記半導体基板（１１００）が、ガリウムＧａ、および／または、インジウムＩｎを含む、請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項5】
前記半導体基板（１１００）が、ガリウムヒ素ＧａＡｓもしくはインジウムヒ素ＩｎＡｓなどのＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含み、および／または、前記半導体基板（１１００）が、インジウムガリウムヒ素ＩｎＧａＡｓなどのＩＩＩ－Ｖ族半導体合金を含む、請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項6】
前記粒子（１２００）が、細長い形状、立方形状、またはとげのようにギザギザな形状を有する、請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項7】
前記粒子（１２００）が、前記半導体基板（１１００）上でランダムに配向される、請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項8】
前記粒子（１２００）が、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ、１５０ｎｍ、１６０ｎｍ、１７０ｎｍ、１８０ｎｍ、１９０ｎｍ、もしくは２００ｎｍ以上、および／または、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、もしくは１０μｍ以下の平均投影最小直径【数1】
【請求項9】
前記粒子（１２００）が、少なくとも４０ｍ％、少なくとも４５ｍ％、少なくとも５５ｍ％、少なくとも６０ｍ％、少なくとも６５ｍ％、少なくとも７０ｍ％、少なくとも７５ｍ％、少なくとも８０ｍ％、少なくとも８５ｍ％、少なくとも９０ｍ％、または少なくとも９５ｍ％の平均結晶化度ｗａｖｅを有する、請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項10】
前記半導体構造（１０００）が前記半導体基板（１１００）上にコーティング（１３００）を備え、前記コーティング（１３００）が、酸素Ｏ、前記第１３族ポスト遷移金属元素、およびヒ素Ａｓを含む、請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項11】
前記半導体構造（１０００）が請求項１３から２５のいずれか一項に記載の方法（４０００）によって得られる、請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）。
【請求項12】
請求項１または２に記載の半導体構造（１０００）を備える半導体デバイス（３０００）。
【請求項13】
第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素Ａｓを含む、結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板と、前記半導体基板に化学的に結合され、前記第１３族ポスト遷移金属元素および酸素Ｏを含む結晶粒子と、を備える、半導体構造を形成するための方法（４０００）であって、前記粒子を形成するために、少なくとも２分の持続時間ｔＩＰを有する浸漬期間ＩＰの全体にわたって、４０℃より高い水温ＴＨ２０の水に前記半導体基板をさらすプロセス（４２００）を含む、方法（４０００）。
【請求項14】
前記半導体基板を水にさらす前記プロセス（４２００）の前に、前記半導体基板を洗浄するプロセス（４１００）を含む、請求項１３に記載の方法（４０００）。
【請求項15】
前記半導体基板を洗浄する前記プロセス（４１００）が湿式洗浄ステップ（４１１０）を含む、請求項１４に記載の方法（４０００）。
【請求項16】
少なくとも５分の持続時間ｔＡＰを有するアニール期間ＡＰの全体にわたって、２００℃から１２００℃におよぶアニール温度範囲ΔＴ内に前記粒子の温度Ｔｐを維持することによって、前記粒子をアニールするプロセス（４３００）を含む、請求項１３に記載の方法（４０００）。
【請求項17】
前記アニール温度範囲ΔＴが、２２０℃から１１００℃、２５０℃から１０００℃、２７０℃から９００℃、３００℃から８５０℃、３２０℃から８００℃、３４０℃から７５０℃、３６０℃から７００℃、３８０℃から６５０℃、または４００℃から６００℃におよぶ、請求項１６に記載の方法（４０００）。
【請求項18】
前記アニール期間ＡＰの前記持続時間ｔＡＰが、少なくとも５分、少なくとも１０分、少なくとも１５分、少なくとも２０分、少なくとも２５分、少なくとも３０分、少なくとも３５分、少なくとも４０分、少なくとも４５分、少なくとも５０分、少なくとも５５分、または少なくとも６０分である、請求項１６または１７に記載の方法（４０００）。
【請求項19】
前記粒子をアニールする前記プロセス（４３００）が、真空チャンバ中の全圧力ｐｔｏｔが前記アニール期間ＡＰの全体にわたって、１×１０－３ｍｂａｒの最高全圧力【数2】
【請求項20】
前記最高全圧力【数3】
【請求項21】
前記水温ＴＨ２Ｏが、４２℃、４５℃、４７℃、５０℃、５２℃、５５℃、５７℃、６０℃、６２℃、６５℃、７０℃、もしくは７５℃以上、および／または、１００℃、９８℃、９５℃、９０℃、８５℃以下である、請求項１３に記載の方法（４０００）。
【請求項22】
前記浸漬期間ＩＰの前記持続時間ｔＩＰが、３分、５分、７分、１０分、１２分、１５分、１７分、２０分、２２分、２５分、３０分、４０分、５０分、もしくは６０分以上、および／または、７２時間、６０時間、４８時間、３６時間、２４時間、１２時間、１０時間、８時間、６時間、５時間、４時間、もしくは３時間以下である、請求項１３に記載の方法（４０００）。
【請求項23】
前記半導体基板を水にさらす前記プロセスの前に前記半導体基板を機械的に摩耗させるプロセスを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項24】
前記半導体基板を水にさらす前記プロセスの前に前記半導体基板をイオンスパッタリングにさらすプロセスを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項25】
前記半導体構造が請求項１から１１のいずれか一項に記載の半導体構造（１０００）である、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は半導体技術に関する。特に、本開示は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体構造、半導体デバイス、および、ＩＩＩ－Ｖ族半導体構造を形成するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
いくつかのＩＩＩ－Ｖ族半導体は、シリコンより優れた電気的特性を提供する。たとえば、ガリウムヒ素は、シリコンのものより高い電子移動度およびバンドギャップを呈する。加えて、シリコンとは対照的に、ガリウムヒ素は、フォトニクスにおけるそれの使用を容易にする直接バンドギャップをやはり有する。
【0003】
しかし、シリコンは、それを半導体産業の主要部分にしてきたある種の有益な特徴を有する。これらの特徴のうちの１つは、シリコンを覆って自然に形成される安定な自然酸化物であって、微細加工において、十分に利用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
これに照らして、ＩＩＩ－Ｖ族半導体構造に関する新規の解決策を開発することが望ましい可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この概要は、下で詳細な説明中にさらに記載される、簡略化した形の概念を選択したものを導くために設けられる。この概要は、特許請求される主題のキーとなる特徴または本質的な特徴を識別することは意図しておらず、特許請求される主題の範囲を限定するために使用することも意図していない。
【0006】
第１の態様によれば、半導体構造が提供される。半導体構造は、第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素を含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板と、半導体基板に化学的に結合され、第１３族ポスト遷移金属元素および酸素を含む結晶粒子と、を備える。
【0007】
第２の態様によれば、第１の態様にしたがった半導体構造を備える半導体デバイスが提供される。
【0008】
第３の形態によれば、第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素を含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板と、半導体基板に化学的に結合され、第１３族ポスト遷移金属元素および酸素を含む結晶粒子と、を備えた半導体構造を形成するための方法が提供される。方法は、粒子を形成するために、少なくとも２分の持続時間を有する浸漬期間の全体にわたって、４０℃より高い水温の水に半導体基板をさらすプロセスを含む。
【0009】
第３の態様の実施形態では、半導体構造は、第１の態様にしたがった半導体構造である。
【0010】
第１の態様の実施形態では、半導体構造は、第３の態様にしたがった方法によって得ることができる。
【0011】
本開示は、添付図面に照らして以下の詳細な記載を読めば、より良好に理解されることになる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】半導体構造を示す図である。
【図2】別の半導体構造を描く図である。
【図3】半導体デバイスを図示する図である。
【図4】半導体構造を形成するための方法を示す図である。
【図5A】第１の半導体構造を示す図である。
【図5B】第２の半導体構造を示す図である。
【図6A】第１の半導体構造を描く図である。
【図6B】第３の半導体構造を描く図である。
【図7A】第３の半導体構造を図示する図である。
【図7B】第４の半導体構造を図示する図である。
【図8A】第５の半導体構造を示す図である。
【図8B】第５の半導体構造を示す図である。
【図9】第６の半導体構造を描く図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
具体的に反対に明記されない限り、上述の図面のうちの任意の図面は、原寸に比例しない場合があり、その結果、前記図面の実施形態のある構造的態様を強調するために、前記図面中の任意の要素は、前記図面中の他の要素に対して不正確な比率で描かれる場合がある。
【0014】
さらに、上述の図面のうちの任意の２つの図面の実施形態中の対応する要素は、前記２つの図面の実施形態のある構造的態様を強調するために、前記２つの図面中で互いに不釣合いとなる場合がある。
【0015】
図１は、一実施形態にしたがった半導体構造１０００を描く。
【0016】
本明細書では、「半導体」とは、金属などの導電材料の導電率と、多くのプラスチックおよびガラスなどの絶縁材料の導電率との間の中間の導電率を有する、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムヒ素（ＩｎＡｓ）、またはインジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）などの材料のことを呼ぶことができる。一般的に、半導体は、結晶構造を有しても、有さなくてもよい。
【0017】
ここで、材料の「結晶」構造とは、前記材料の原子核などの構成物質が、秩序立った３次元結晶格子を形成することを呼ぶことができる。
【0018】
さらに、「半導体構造」とは、構造部分、層、および／または、たとえばパワートランジスタもしくはフォトトランジスタといったトランジスタ、コンデンサ、たとえばフォトダイオードもしくはパワーダイオードといったダイオード、マイクロプロセッサ、または、たとえばディスプレイ、光検出器、もしくは太陽電池といったフォトニクスデバイスなどの完全な動作可能半導体デバイスの他の要素の全部もしくは単なる部分を備えることができる構造のことを呼ぶことができる。そのような構成要素、要素、もしくはデバイスの単なる部分を形成する場合、「構造」という用語は、そのような構成要素、要素、もしくはデバイスの「ための」構造、またはビルディングブロックと考えることができる。特に、半導体構造は、一般的に、半導体材料に加えて、導体および／または絶縁体などの非半導体材料を含んでよい。
【0019】
図１の実施形態では、半導体構造１０００は、結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板１１００を備える。半導体基板１１００は、第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素（Ａｓ）を含む。
【0020】
本開示を通して、「ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板」とは、ＩＩＩ－Ｖ族半導体材料でできており、その上に材料を堆積することができる表面を設ける固形体のことを呼ぶことができる。いくつかの実施形態では、ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板は、たとえば集積回路もしくはフォトニクスデバイスといった様々な半導体構造および／またはデバイスを製造するのに好適な、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、もしくはＩｎＧａＡｓなどといったＩＩＩ－Ｖ族半導体材料から形成される半導体ウェハを備えることができる。
【0021】
さらに、「第１３族ポスト遷移金属元素」とは、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、またはタリウム（Ｔｌ）のことを呼ぶことができる。
【0022】
図１の実施形態では、半導体構造１０００は、半導体基板１１００に化学的に結合される結晶粒子１２００を備える。粒子１２００は、第１３族ポスト遷移金属元素および酸素（Ｏ）を含む。一般的に、第１３族ポスト遷移金属元素および酸素を含んでおり、第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素を含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板に化学的に結合される結晶粒子は、半導体基板の光反射率を減少させること、および／または、フォトルミネッセンス強度を増加させることができる。
【0023】
図１の実施形態の半導体基板１１００が、Ｇａを含むことができる。他の実施形態では、半導体基板が、たとえば、Ｇａおよび／またはＩｎといった、任意の第１３族ポスト遷移金属元素を含むことができる。
【0024】
特に、図１の実施形態の半導体基板１１００は、ＧａＡｓを含むことができる。いくつかの実施形態では、半導体基板は、ＧａＡｓまたはＩｎＡｓなどといったＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含むこと、本質的にＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体からなること、または、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体からなることができる。他の実施形態では、半導体基板が、ＩｎＧａＡｓなどといったＩＩＩ－Ｖ族半導体合金を含むことができる。
【0025】
図１の実施形態の粒子１２００は、ガリウム酸化物（Ｇａ２Ｏ３）を含むことができる。特に、粒子１２００は、立方欠陥スピネル構造のγ－Ｇａ２Ｏ３を含むことができる。他の実施形態では、粒子は、Ｇａ２Ｏ３および／またはインジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）などといった、１つまたは複数の第１３族ポスト遷移金属酸化物を含むこと、本質的に第１３族ポスト遷移金属酸化物からなること、または第１３族ポスト遷移金属酸化物からなることができても、できなくてもよい。粒子がＧａ２Ｏ３を含む、本質的にＧａ２Ｏ３からなる、Ｇａ２Ｏ３からなる実施形態では、Ｇａ２Ｏ３は、α－Ｇａ２Ｏ３、および／またはβ－Ｇａ２Ｏ３、および／またはγ－Ｇａ２Ｏ３、および／またはδ－Ｇａ２Ｏ３、および／またはε－Ｇａ２Ｏ３のような任意の好適な結晶形態で粒子中に存在することができる。
【0026】
図１の実施形態では、粒子１２００が細長い形状を有する。他の実施形態では、粒子は、たとえば、細長い形状または立方形状といった任意の好適な形状を有することができる。
【0027】
図１の実施形態の粒子１２００は、半導体基板１１００上でランダムに配向される。一般的に、粒子のそのようなランダムな配向は、そのような粒子を形成するため使用されるボトムアップ製造手法を表すことができる。他の実施形態では、粒子は、半導体基板上でランダムに配向されてもされなくてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、半導体基板は、１つまたは複数の特定の成長方向に沿った粒子の形成を導くマイクロ構造および／またはナノ構造を備えることができる。
【0028】
図１の実施形態の粒子１２００の各々が投影最小直径
を有し、粒子１２００は、約３５０ナノメートル（ｎｍ）の平均投影最小直径
を有する。一般的に、より大きい平均投影最小直径は、半導体基板の光反射率を減少させるのを助けることができる。他の実施形態では、粒子は、たとえば、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ、１５０ｎｍ、１６０ｎｍ、１７０ｎｍ、１８０ｎｍ、１９０ｎｍ、もしくは２００ｎｍ以上、および／または、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、もしくは１０μｍ以下の平均投影最小直径といった、任意の好適な平均投影最小直径を有することができる。
【数1】
【数2】
【0029】
本明細書を通して、複数の粒子の「平均投影最小直径」は、測定面上への、前記複数の粒子の個々の粒子の投影の、最小直径の平均のことを呼ぶことができる。ここで、測定面上への粒子の投影の最小直径は、前記投影のたとえば重心といった中心点を通り前記測定面に沿って延びる線に沿って測定することができる。半導体基板が半導体ウェハを備える実施形態では、測定面は、前記半導体ウェハの面に平行に延在することができる。
【0030】
粒子１２００の
は、半導体基板１１００の単一の断面に沿って測定されるように図１に概略的に示されるが、複数の粒子の個々の粒子の投影最小直径は、一般的に、そのような方法で測定されてもされなくてもよい。たとえば、粒子が半導体基板上にランダムに配向される実施形態では、前記粒子の投影最小直径は、前記半導体基板の異なる断面に沿って測定される場合がある。
【数3】
【0031】
図１の実施形態では、半導体構造１０００は、半導体基板１１００上にコーティング１３００を備える。コーティング１３００は、Ｏ、Ｇａ、およびＡｓを含む。一般的に、第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓを含む半導体基板上で、Ｏ、第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓを含むコーティングは、半導体基板のフォトルミネッセンスを増加させる助けになることができる。他の実施形態では、半導体構造は、第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓを含む、本質的に第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓからなる、または第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓからなる半導体基板上で、Ｏ、第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓを含む、本質的にＯ、第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓからなる、またはＯ、第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓからなるコーティングを備えてよく、備えなくてよい。
【0032】
図１の実施形態では、粒子１２００は、約８０質量パーセント（ｍ％）の平均結晶化度（ｗａｖｅ）を有することができる。一般的に、複数の粒子の平均結晶化度は、Ｘ線粉末回折を使用して測定することができる。他の実施形態では、粒子は、たとえば、少なくとも４０ｍ％、少なくとも４５ｍ％、少なくとも５５ｍ％、少なくとも６０ｍ％、少なくとも６５ｍ％、少なくとも７０ｍ％、少なくとも７５ｍ％、少なくとも８０ｍ％、少なくとも８５ｍ％、少なくとも９０ｍ％、または少なくとも９５ｍ％の平均結晶化度といった、任意の好適な平均結晶化度を有することができる。
【0033】
図２は、一実施形態にしたがった半導体構造２０００を描く。図２の実施形態は、図１を参照して、または、図１と組み合わせて開示される任意の実施形態にしたがってよい。加えてまたは代わりに、図２には明示的に示されないが、図２の実施形態またはその任意の部分は、一般的に、図２から省略された図１の実施形態の任意の特徴および／または要素を含むことができる。
【0034】
図２の実施形態では、半導体構造２０００は、第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓを含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板２１００、ならびに、半導体基板２１００に化学的に結合される結晶粒子２２００を備える。粒子２２００は、第１３族ポスト遷移金属元素およびＯを含む。
【0035】
図２の実施形態の半導体構造２０００は、Ｉｎを含むことができる。特に、半導体構造２０００は、ＩｎＡｓを含むことができる。
【0036】
図２の実施形態の粒子２２００は、インジウム酸化水酸化物（ＩｎＯＯＨ）を含むことができる。他の実施形態では、粒子は、ガリウム酸化水酸化物（ＧａＯＯＨ）および／またはＩｎＯＯＨなどといった、１つまたは複数の第１３族ポスト遷移金属酸化水酸化物を含むこと、本質的に第１３族ポスト遷移金属酸化水酸化物からなること、または第１３族ポスト遷移金属酸化水酸化物からなることができても、できなくてもよい。
【0037】
図２の実施形態では、粒子２２００は、立方形状を有する。粒子１２００は、半導体基板２１００上でランダムに配向される。
【0038】
上に記載された第１の態様の実施形態を互いに組み合わせて使用できることを理解されたい。実施形態のうちのいくつかを一緒に組み合わせて、さらなる実施形態を形成することができる。
【0039】
図３は、一実施形態にしたがった半導体デバイス３０００を描く。図３の実施形態は、図１または図２のいずれかを参照して、または、図１または図２のいずれかと組み合わせて開示される任意の実施形態にしたがってよい。加えてまたは代わりに、図３には明示的に示されないが、図３の実施形態またはその任意の部分は、一般的に、図３から省略された図１および図２の実施形態のいずれかの任意の特徴および／または要素を含むことができる。
【0040】
図３の実施形態の半導体デバイス３０００はフォトダイオードであり、第１の態様にしたがった半導体構造を備える半導体デバイスの例として働く。他の実施形態では、第１の態様にしたがった半導体構造を備える半導体デバイスは、半導体デバイス３０００と同様または同一であってもなくてもよい。いくつかの実施形態では、第１の態様にしたがった半導体構造を備える半導体デバイスは、たとえばＭＯＳＦＥＴもしくはフォトトランジスタといったトランジスタ、たとえばスーパーキャパシタといったコンデンサ、メモリスタ、たとえばフォトダイオード、発光ダイオード、レーザダイオード、もしくはパワーダイオードといったダイオード、たとえばマイクロプロセッサもしくはメモリチップといった集積回路、または、たとえばディスプレイ、光検出器、放射検出器、もしくは太陽電池といったフォトニクスデバイスとして実装することができる。
【0041】
図３の実施形態では、半導体デバイス３０００は、半導体基板として働く結晶質ＧａＡｓ半導体ウェハ３１００を備える。半導体ウェハ３１００は、ドナードープ層３１１０、ドナードープ層３１１０上の真性層３１２０、および真性層３１２０上のアクセプタドープ層３１３０を備える。
【0042】
図３の実施形態の半導体デバイス３０００は、アクセプタドープ層３１３０に化学的に結合される結晶ＧａＯＯＨ粒子３２００、場合によって不定比のＧａおよびＡｓ酸化物の混合物から形成できるコーティング３３００、ならびに、それぞれ、ドナードープ層３１１０に接続される第１の金属接点３４０１およびアクセプタドープ層３１３０に接続される第２の金属接点３４０２をさらに備える。
【0043】
上では、半導体構造および半導体デバイスの主に構造的特徴および材料的特徴が議論されている。下では、半導体構造を形成するための方法が、より強調されることになる。半導体構造および半導体デバイスに関する、実装の方法、定義、詳細、および利点について上で言及されたことは、下で議論される方法に変更すべき点を変更して適用される。同じことが逆も同様に適用される。
【0044】
図４は、第１３族ポスト遷移金属元素およびＡｓを含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板と、半導体基板に化学的に結合され、第１３族ポスト遷移金属元素および酸素を含む結晶粒子と、を備えた半導体構造を形成するための、方法４０００を図示する。他の実施形態では、そのような半導体構造を形成するための方法は、図４の実施形態の方法４０００と同一、同様、または異なってよい。
【0045】
方法４０００では、半導体構造は、第１の態様にしたがった半導体構造であってよく、または含んでよい。
【0046】
図４の実施形態では、方法４０００は、粒子を形成するために、少なくとも５分（ｍｉｎ）の持続時間ｔＩＰを有する浸漬期間ＩＰの全体にわたって、４０℃より高い水温ＴＨ２０の水に半導体基板をさらすプロセス４２００を含む。他の実施形態では、第３の態様にしたがった方法は、たとえば、４２℃、４５℃、４７℃、５０℃、５２℃、５５℃、５７℃、６０℃、６２℃、６５℃、７０℃、もしくは７５℃以上および／または１００℃、９８℃、９５℃、９０℃、８５℃以下のＴＨ２Ｏといった、４０℃より高い任意の好適なＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセスを含むことができる。前記他の実施形態では、ＩＰは、たとえば、３分、５分、７分、１０分、１２分、１５分、１７分、２０分、２２分、２５分、３０分、４０分、５０分、もしくは６０分以上、および／または、７２時間、６０時間、４８時間、３６時間、２４時間、１２時間、１０時間、８時間、６時間、５時間、４時間、もしくは３時間以下のｔＩＰといった少なくとも５分の任意の好適なｔＩＰを有することができる。
【0047】
図４の実施形態では、半導体基板を水にさらすプロセス４２００で使用される水は超純水である。他の実施形態では、任意の十分な純度の水を使用することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、「高純度水」または「高度に純粋な水」としても知られている超純水を使用することができる。いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ規格Ｄ１１９３－０６（２０１８）のタイプ１、２、３、４、または５の超純水を使用することができる。いくつかの実施形態では、ＩＳＯ規格ＩＳＯ ３６９６：１９８７のグレード１、２、または３の超純水を使用することができる。
【0048】
本明細書では、「プロセス」とは、最終結果に導く、一連の１つまたは複数のステップのことを呼ぶことができる。そのため、プロセスは、単一ステッププロセスまたはマルチステッププロセスであってよい。加えて、プロセスは、複数のサブプロセスに分割可能であってよく、そのような複数のサブプロセスの個別のサブプロセスは、共通のステップを共有してもしなくてもよい。ここで、「ステップ」とは、予め規定された結果を達成するためにとられる処置のことを呼ぶことができる。
【0049】
点線を使用して図４に示されるように、図４の実施形態の方法４０００は、半導体基板を水にさらすプロセス４２００の以前に、半導体基板を洗浄するプロセス４１００を任意選択で含むことができる。他の実施形態では、第３の態様にしたがった方法は、半導体基板を洗浄するプロセスを含んでも含まなくてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、予め洗浄された半導体基板を使用することができる。
【0050】
図４の実施形態では、半導体基板を洗浄するプロセス４１００は、たとえば、塩酸（ＨＣｌ）湿式洗浄ステップおよび／またはイソプロパノール（ＩＰＡ）湿式洗浄ステップといった、湿式洗浄ステップ４１１０を含むことができる。一般的に、湿式洗浄ステップの利用は、半導体構造を形成する方法の拡張性を向上させる。他の実施形態では、半導体基板を洗浄するプロセスは、たとえば、１つまたは複数の湿式洗浄ステップといった任意の好適なステップを含むことができる。半導体基板を洗浄するプロセスが１つまたは複数の湿式洗浄ステップを含む実施形態では、前記１つまたは複数の湿式洗浄ステップが、たとえば、ＨＣｌ湿式洗浄ステップ、および／または、ＩＰＡ湿式洗浄ステップ、および／または、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、および／または硫酸（Ｈ２ＳＯ４）湿式洗浄ステップといった任意の好適な湿式洗浄ステップを含むことができる。一般的に、異なるタイプの洗浄手順の利用は、半導体基板上に形成される結晶粒子の形状、および／またはサイズ、および／または面密度に影響をおよぼす可能性がある。
【0051】
点線を使用して図４にやはり示されるように、図４の実施形態の方法４０００は、少なくとも５分の持続時間ｔＡＰを有するアニール期間ＡＰの全体にわたって、摂氏２００度（℃）から１２００℃におよぶアニール温度範囲（ΔＴ）内に粒子の温度（Ｔｐ）を維持することによって、粒子をアニールするプロセス４３００を任意選択でさらに含むことができる。一般的に、粒子のアニールは、前記粒子中の第１３族ポスト遷移金属酸化物の量を増やす場合がある。他の実施形態では、第３の態様にしたがった方法は、粒子をアニールするプロセスを含んでも含まなくてもよい。第３の態様にしたがった方法が粒子をアニールするプロセスを含む他の実施形態では、ΔＴは、たとえば、２２０℃から１１００℃、２５０℃から１０００℃、２７０℃から９００℃、３００℃から８５０℃、３２０℃から８００℃、３４０℃から７５０℃、３６０℃から７００℃、３８０℃から６５０℃、または４００℃から６００℃におよぶ場合がある。前記実施形態では、「ＡＰ」は、たとえば、少なくとも５分、または、少なくとも５分、少なくとも１０分、少なくとも１５分、少なくとも２０分、少なくとも２５分、少なくとも３０分、少なくとも３５分、少なくとも４０分、少なくとも４５分、少なくとも５０分、少なくとも５５分、または、少なくとも６０分のｔＡＰといった、任意の好適なｔＡＰを有してよい。
【0052】
図４の実施形態では、粒子をアニールするプロセス４３００は、真空チャンバ中の全圧力（ｐｔｏｔ）がＡＰの全体にわたって、１×１０－３ミリバール（ｍｂａｒ）の最高全圧力
より低く維持されるように、ＡＰの全体にわたって真空チャンバ中に半導体基板を保持するプロセス４３１０を任意選択で含むことができる。他の実施形態では、第３の態様にしたがった方法は、半導体基板を真空チャンバ中で保持するプロセスを含んでも含まなくてもよい。他の実施形態では、ｐｔｏｔは、たとえば、１×１０－３ｍｂａｒ、または５×１０－４ｍｂａｒ、または１×１０－４ｍｂａｒ、または５×１０－５ｍｂａｒ、または１×１０－５ｍｂａｒ、または５×１０－６ｍｂａｒ、または２×１０－６ｍｂａｒの
より低い任意の好適な
より下に維持することができる。
【数4】
【数5】
【数6】
【0053】
一実施形態では、第３の態様にしたがった方法は、図４の実施形態の方法４０００のプロセスに対応するプロセスを実施するステップを含む。他の実施形態では、第３の態様にしたがった方法は、図４の実施形態の方法４０００の、半導体基板を水にさらすプロセス４２００に対応するプロセスを実施するステップを含むことができる。
【0054】
一般的に、方法４０００のプロセスのいずれかに対応するプロセスを実施する第３の態様にしたがった方法のステップを、固定の順番で実行する必要はない。しかし、方法４０００の半導体基板を洗浄するプロセス４１００に対応するプロセスを実施する任意のステップは、一般的に、半導体基板を水にさらすプロセス４２００に対応するプロセスを実施するステップの前に実行され、方法４０００の半導体基板を水にさらすプロセス４２００に対応するプロセスを実施する任意のステップは、一般的に、半導体基板を真空チャンバ中に保持するプロセス４３１０に対応するプロセスを実施するステップより前に実行される。
【0055】
一般的に、第３の態様にしたがった方法は、図４の実施形態の方法４０００に関連して本明細書で開示されない、任意の数の追加プロセスまたはステップを含むことができる。
【0056】
上に記載された第３の態様の実施形態を互いに組み合わせて使用できることを理解されたい。実施形態のうちのいくつかを一緒に組み合わせて、さらなる実施形態を形成することができる。
【0057】
以下で、いくつかの実施例が詳述される。
【0058】
【0059】
第１の半導体構造５００１は、結晶質ＧａＡｓ半導体基板を準備するプロセス、ＨＣｌおよびＩＰＡを使用して半導体基板を洗浄するプロセス、および、半導体基板に化学的に結合される結晶粒子を形成するため、３０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、８０℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセスによって形成された。第１の半導体構造５００１は、３０分のｔＡＰを有するＡＰの全体にわたって、３５０℃で粒子のＴｐを維持することによってアニールするプロセスにやはりさらされた。
【0060】
第２の半導体構造５００２は、第１の半導体構造５００１の半導体基板と同一の半導体基板を準備するプロセス、第１の半導体構造５００１の半導体基板と同様にＨＣｌおよびＩＰＡを使用して半導体基板を洗浄するプロセス、および、３０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、５０℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセスによって形成された。
【0061】
【0062】
第１の半導体構造５００１の粒子の元素組成を決定するために、エネルギー分散Ｘ線分光法（ＥＤＳ）測定を実行した。測定に基づき、粒子は、本質的にＧａおよびＯからなっていた。
【0063】
さらに、第１の半導体構造５００１の粒子が受けるアニールプロセスの効果を決定するために、第１の半導体構造５００１を形成するため使用された方法と同様の方法を使用して、さらなる半導体構造が形成された。しかし、第１の半導体構造５００１とは反対に、さらなる半導体構造は、半導体基板を水にさらす手順に続けてアニールされなかった。
【0064】
第１の半導体構造５００１の粒子およびさらなる半導体構造の半導体基板上に形成されるものの結晶構造を決定するために、Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定が実行された。結果によれば、第１の半導体構造５００１の粒子が欠陥スピネル構造のγ－Ｇａ２Ｏ３を含む一方で、さらなる半導体構造の半導体基板上の粒子は、ＧａＯＯＨを含んだ。
【0065】
第２の実施例では、図６Ｂの電子顕微鏡写真に描かれる第３の半導体構造６００３は、結晶質ＧａＡｓ半導体基板を準備するプロセス、ＨＣｌおよびＩＰＡを使用して半導体基板を洗浄するプロセス、および、半導体基板に化学的に結合される結晶粒子を形成するため、１５０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、８０℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセスによって形成された。
【0066】
第３の半導体構造６００３は、第１の実施例の第１の半導体構造５００１を形成するために使用されたものと同様の方法を使用して形成された。しかし、第３の半導体構造６００３は、より長いＩＰの間超純水にさらされ、アニールにはさらされなかった。第１の半導体構造５００１は図６Ａに図示される。
【0067】
【0068】
さらに、第３の半導体構造６００３の結晶質ＧａＡｓ半導体基板の光学特性に対する第３の半導体構造６００３の粒子の効果を評価するために、フォトルミネッセンスおよび光反射率測定値が使用された。測定の期間に、自然酸化物層でコーティングされる結晶質ＧａＡｓ半導体基板は、基準試料として使用された。結果に基づいて、基準試料の測定したフォトルミネッセンスおよび光反射率とそれぞれ比較すると、粒子は、測定されるフォトルミネッセンスの強度を約８５０ｎｍの波長で約８倍増加し、反射率を５５０ｎｍの波長で、たとえば約３７％から約２４％といった、半分近くに減少させた。
【0069】
第３の実施例では、図７Ｂの電子顕微鏡写真に描かれる第４の半導体構造７００４は、結晶質ＧａＡｓ半導体基板を準備するプロセス、ＨＣｌおよびＩＰＡを使用して半導体基板を洗浄するプロセス、および、半導体基板に化学的に結合される結晶粒子を形成するため、１２０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、１００℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセスによって形成された。
【0070】
第４の半導体構造７００４は、第２の実施例の第３の半導体構造６００３を形成するために使用されたものと同様の方法を使用して形成された。しかし、第４の半導体構造７００４は、より高いＴＨ２Ｏで形成された。第３の半導体構造６００３は図７Ａに図示される。
【0071】
粒子に加えて、第４の半導体構造７００４は、半導体基板を覆う、粗いアモルファスコーティングを備える。加えて、第３の半導体構造６００３とは反対に、半導体基板の表面のかなりの部分に粒子がないように、粒子は、半導体基板の表面の全体にわたって不均一に分散された。
【0072】
第４の実施例では、図８Ａおよび図８Ｂの電子顕微鏡写真に描かれる第５の半導体構造８００５は、結晶質ＩｎＡｓ半導体基板を準備するプロセス、ＨＣｌおよびＩＰＡを使用して半導体基板を洗浄するプロセス、および、半導体基板に化学的に結合される結晶粒子であって、立方形状を有する粒子を形成するため、１２０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、７０℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセスによって形成された。
【0073】
第５の半導体構造８００５の粒子の元素組成を決定するために、ＥＤＳ測定が行われた。測定に基づくと、粒子はＩｎとＯの両方を含んだ。
【0074】
さらに、粒子の成長へのＴＨ２Ｏの変化の効果を決定するために、２つのさらなる半導体構造試料が形成された。そのうちの一方が６０℃のＴＨ２Ｏを使用して形成され、そのうちの他方が８０℃のＴＨ２Ｏを使用して形成された。２つのさらなる半導体構造試料の両方の場合で、粒子の成長がかなり低下することが観察された。
【0075】
第５の実施例では、図９の電子顕微鏡写真に描かれる第６の半導体構造９００６は、結晶質ＧａＡｓ半導体基板を準備するプロセス、ＨＣｌおよびＩＰＡを使用して半導体基板を洗浄するプロセス、半導体基板に化学的に結合される結晶粒子を形成するため、３０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、８０℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセス、４０分のｔＡＰを有するＡＰの全体にわたって、４００℃で粒子のＴｐを維持することによって粒子をアニールするプロセス、および、真空チャンバ中のｐｔｏｔがＡＰの全体にわたって、１×１０－３ｍｂａｒの最高全圧力
より低く維持されるように、ＡＰの全体にわたって真空チャンバ中に半導体基板を保持するプロセスによって形成された。結果として得られた多結晶粒子は、とげのようにギザギザな形状を有することが観察された。
【数7】
【0076】
第６の実施例では、別の半導体構造が、ｎ型ＧａＡｓエミッタ層、エミッタ層を覆うガリウムインジウムリン（ＧａＩｎＰ）閉込め層、閉込め層を覆うＧａＡｓから形成される第１のバリア層、第１のバリア層を覆うガリウムインジウムヒ素（ＧａＩｎＡｓ）量子井戸層、および量子井戸層を覆うＧａＡｓから形成される第２のバリア層を備える半導体基板を設けること、ならびに、半導体基板に化学的に結合される結晶粒子を形成するために、３０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、８０℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすことによって形成された。結晶粒子の形成に続けて、第６の実施例の半導体基板は、そのような粒子のない同様の基準試料と比較して、フォトルミネッセンスの増加および可視光反射率の減少を呈した。フォトルミネッセンス強度の増加および反射率の減少は、粒子の形成の２週間後でさえ観察された。
【0077】
第７の実施例では、さらに別の半導体構造が、半導体基板に化学的に結合される結晶粒子を形成するため、１５０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、８０℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセスの前に、ＧａＡｓ半導体基板を機械的に摩耗させることによって形成された。ＧａＡｓ半導体基板を機械的に摩耗させるプロセスに起因して、半導体基板の摩耗されない部分上により高い表面密度で、半導体基板の摩耗された部分上にかなり低い表面密度で、結晶粒子が形成された。他の実施形態では、第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素を含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板と、半導体基板に化学的に結合され、第１３族ポスト遷移金属元素および酸素を含む結晶粒子と、を備えた半導体構造を形成するための方法は、半導体基板を水にさらすプロセスの前に半導体基板を機械的に摩耗させるプロセスを含んでも含まなくてもよい。
【0078】
第８の実施例では、さらに別の半導体構造が、半導体基板に化学的に結合される結晶粒子を形成するため、１５０分のｔＩＰを有するＩＰの全体にわたって、８０℃のＴＨ２Ｏの水に半導体基板をさらすプロセスの前に、ＧａＡｓ半導体基板をアルゴン（Ａｒ）イオンスパッタリングにさらすことによって形成された。イオンスパッタリングは、たとえば、室温で実行することができる。３５０℃などの高温が使用される場合にも、ナノ結晶密度が同じであってよいことも発見されている。半導体基板をイオンスパッタリングにさらすプロセスに起因して、半導体基板上により低い表面密度で、結晶粒子が形成された。他の実施形態では、第１３族ポスト遷移金属元素およびヒ素を含む結晶質ＩＩＩ－Ｖ族半導体基板と、半導体基板に化学的に結合され、第１３族ポスト遷移金属元素および酸素を含む結晶粒子と、を備えた半導体構造を形成するための方法は、半導体基板を水にさらすプロセスより前に、Ａｒイオンスパッタリングなどといったイオンスパッタリングに半導体基板をさらすプロセスを含んでも含まなくてもよい。
【0079】
さらなる実施例
以下では、様々な有利な結果を達成することができるさらなる実施例およびその追加の特徴が提示される。
以下では、様々な有利な結果を達成することができるさらなる実施例およびその追加の特徴が提示される。
【0080】
さらなる実施例１
以下のプロセスによって、ナノ結晶のサイズを小さくすること、およびそれらの密度を高めることを可能にできることが発見されている。ＧａＡｓは、最初に３分の間、ＨＣｌ＋ＩＰＡによって化学的に洗浄され、次いで、１５０分の間８０℃でＨＷ処理が行われ、その後にナノ結晶を摩耗させる。摩耗の後に、同じ試料に、化学的洗浄およびＨＷの第２のラウンドが適用される。
以下のプロセスによって、ナノ結晶のサイズを小さくすること、およびそれらの密度を高めることを可能にできることが発見されている。ＧａＡｓは、最初に３分の間、ＨＣｌ＋ＩＰＡによって化学的に洗浄され、次いで、１５０分の間８０℃でＨＷ処理が行われ、その後にナノ結晶を摩耗させる。摩耗の後に、同じ試料に、化学的洗浄およびＨＷの第２のラウンドが適用される。
【0081】
ナノ結晶を除去するための摩耗が、より小さい粒子を形成するための重要な要因であってよい。機械的除去期間に既存のナノ結晶を破壊することによって、第２のＨＷ処理期間の、より小さいナノ結晶（ナノワイヤ）の成長のための新しい核を形成することができる。化学的洗浄のステップを省略することが可能な場合がある。
【0082】
さらなる実施例２
ＨＷ中のＡｓの量が、ナノ結晶の成長に影響をおよぼしてよい。Ａｓ濃度がより高くなると、成長がより少なくなってよい。たとえば、ＨＷ中のＡｓ濃度範囲を、０．０１２～０．０２６ｍｇ／ｍｌの範囲で有すること、および高いＡｓ濃度を有する水中において１５０分間８０℃でＨＷ処理を実行することによって、有利な結果が達成されている。
ＨＷ中のＡｓの量が、ナノ結晶の成長に影響をおよぼしてよい。Ａｓ濃度がより高くなると、成長がより少なくなってよい。たとえば、ＨＷ中のＡｓ濃度範囲を、０．０１２～０．０２６ｍｇ／ｍｌの範囲で有すること、および高いＡｓ濃度を有する水中において１５０分間８０℃でＨＷ処理を実行することによって、有利な結果が達成されている。
【0083】
さらなる実施例３
化学的洗浄－＞１５０分間８０℃でのＨＷ－＞ナノ結晶を摩耗－＞ＩＰＡ中にナノ結晶を収納によって開始する以下の手順で、試料の基板上により小さいナノ構造を成長させることが可能であることが発見されている。次いでプロセスは、別のサンプルから採取されたナノ結晶を有するＩＰＡの中に試料を浸すことによって続けられる。次いで、第２の試料がＨＷ処理された。次いで、試料のＳＥＭ画像に見られるように、基板上に、より小さいナノ結晶が成長することができる。
化学的洗浄－＞１５０分間８０℃でのＨＷ－＞ナノ結晶を摩耗－＞ＩＰＡ中にナノ結晶を収納によって開始する以下の手順で、試料の基板上により小さいナノ構造を成長させることが可能であることが発見されている。次いでプロセスは、別のサンプルから採取されたナノ結晶を有するＩＰＡの中に試料を浸すことによって続けられる。次いで、第２の試料がＨＷ処理された。次いで、試料のＳＥＭ画像に見られるように、基板上に、より小さいナノ結晶が成長することができる。
【0084】
任意選択で、上で説明したプロセス中で、ＧａＡｓ基板上のより小さいナノ結晶の形成を促進するため、ナノ結晶＋ＩＰＡの中に浸す前に、ＧａＡｓ基板を洗浄する場合がある。
【0085】
さらなる実施例４
１５０分間８０℃でのＨＷ処理の前に、室温で２０秒間Ｈ２Ｏ２：アンモニア（２０：１）の化学的事前処理を使用することによって、基板上のヒ素酸化物ナノ結晶の形成がもたらされてよい。
１５０分間８０℃でのＨＷ処理の前に、室温で２０秒間Ｈ２Ｏ２：アンモニア（２０：１）の化学的事前処理を使用することによって、基板上のヒ素酸化物ナノ結晶の形成がもたらされてよい。
【0086】
さらなる実施例５
ＧａＯＯＨナノ結晶のＵＨＶ加熱およびそれらの相をＧａ２Ｏ３に変えた後は、ナノ結晶の形態および密度は、ＵＨＶ加熱の前と同じであってよい。
ＧａＯＯＨナノ結晶のＵＨＶ加熱およびそれらの相をＧａ２Ｏ３に変えた後は、ナノ結晶の形態および密度は、ＵＨＶ加熱の前と同じであってよい。
【0087】
これは、４時間４５０℃でのＵＨＶ加熱の後に、ＧａＡｓ ４５からのＳＥＭ画像中で確認されている。この試料は、ＩＰＡ＋ＨＣｌ洗浄にさらされ、次いで、ＵＨＶ加熱の前に８０℃で１５０分間ＨＷ処理されたＧａＡｓ基板であった。
【0088】
技術の進歩で、本発明の基本的な考えを様々な方法で実装できることは、当業者には明らかである。本発明およびその実施形態は、したがって、上で記載された実施例に限定されず、その代わりに、請求の範囲内で変化することができる。
【0089】
上で記載された任意の利益および長所が１つの実施形態に関係してよく、または、いくつかの実施形態に関係してよいことを理解されよう。実施形態は、言及された問題の一部もしくは全部を解決するもの、または、言及された利益および長所の一部もしくは全部を有するものに限定されない。
【0090】
「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書では、１つまたは複数の追加の特徴または行為の存在を除外することなく、以降に続く特徴または行為を含むことを意味するように使用される。「１つの」項目に対する参照が、１つまたは複数のそれらの項目のことを呼ぶことを、さらに理解されよう。
【符号の説明】
【0091】
【数8】
【数9】
ｗａｖｅ 平均結晶化度
ＩＰ 浸漬期間
ｔＩＰ 浸漬期間の持続時間
ＴＨ２Ｏ 水温
Ｔｐ 粒子の温度
ΔＴ アニール温度範囲
ＡＰ アニール期間
ｔＡＰ アニール期間の持続時間
ｐｔｏｔ 全圧力
【数10】
１０００ 半導体構造
１１００ 半導体基板
１２００ 粒子
１３００ コーティング
２０００ 半導体構造
２１００ 半導体基板
２２００ 粒子
３０００ 半導体デバイス
３１００ 半導体ウェハ
３１１０ ドナードープ層
３１２０ 真性層
３１３０ アクセプタドープ層
３２００ 粒子
３３００ コーティング
３４０１ 第１の金属接点
３４０２ 第２の金属接点
４０００ 方法
４１００ 半導体基板を洗浄する
４１１０ 湿式洗浄
４２００ 半導体基板を水にさらす
４３００ 粒子をアニールする
４３１０ 半導体基板を真空チャンバ中で保持する
５００１ 第１の半導体構造
５００２ 第２の半導体構造
６００３ 第３の半導体構造
７００４ 第４の半導体構造
８００５ 第５の半導体構造
９００６ 第６の半導体構造
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【国際調査報告】