(57)【要約】【課題】高品質の窒化ガリウム膜を歩留まり良く形成することができるため、高周波デバイスに用いられる品質の良い半導体素子を歩留まり良く製造する半導体素子の製造方法を提供する。【解決手段】本発明による半導体素子の製造方法は、炭化珪素単結晶からなる支持基板２の上に、窒化ガリウムからなる窒化ガリウム膜３を形成する半導体素子１の製造方法である。前記支持基板２は、Ｘ線ロッキングカーブにおいて５０アーク秒以下の半値幅を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化珪素単結晶からなる支持基板の上に、窒化ガリウムからなるエピタキシャル膜を形成する半導体素子の製造方法であって、
前記支持基板は、Ｘ線ロッキングカーブにおいて５０アーク秒以下の半値幅を有することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記支持基板は、Ｘ線ロッキングカーブにおいて４０アーク秒以下の半値幅を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半絶縁性の炭化珪素（ＳｉＣ）の単結晶から製造される半導体素子は、主として高速動作が必要な高周波デバイス用として用いられている。この半導体素子は、ＳｉＣ単結晶からなる支持基板の上に、窒化ガリウム膜（ＧａＮ膜）や窒化アルミニウムガリウム膜（ＡｌＧａＮ膜）といったエピタキシャル膜をエピタキシャル成長させることによって得られる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０３１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、品質の良いエピタキシャル膜を形成できないこともあった。このため、高周波デバイス用として用いることができる品質の良い半導体素子を歩留まり良く得られなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、高品質の窒化ガリウム膜を歩留まり良く形成することができるため、高周波デバイスに用いられる品質の良い半導体素子を歩留まり良く製造できる半導体素子の製造方法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】
【０００６】
本発明の第１の特徴に係る半導体素子の製造方法は、炭化珪素単結晶からなる支持基板（支持基板２）の上に、窒化ガリウムからなるエピタキシャル膜（窒化ガリウム膜３）を形成する半導体素子（半導体素子１）の製造方法であって、支持基板は、Ｘ線ロッキングカーブにおいて５０アーク秒以下の半値幅を有することを要旨とする。
【０００７】
本発明の第１の特徴によれば、支持基板のＸ線ロッキングカーブにおける半値幅は、５０アーク秒以下であるため、支持基板となる炭化珪素単結晶の結晶性は高い。結晶性の高い炭化珪素単結晶の上に窒化ガリウムからなるエピタキシャル膜を形成するため、エピタキシャル膜に欠陥が生じにくくなる。これにより、品質の高い窒化ガリウム膜を歩留まり良く形成することができるため、半導体素子の不良率が低下して、製品歩留まりが向上する。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、前記支持基板（支持基板２）は、Ｘ線ロッキングカーブにおいて４０アーク秒以下の半値幅を有することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る半導体素子の製造方法によれば、高品質の窒化ガリウム膜を歩留まり良く形成することができるため、高周波デバイスに用いられる品質の良い半導体素子を歩留まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による半導体素子を概略的に示す断面図である。
【図２】支持基板のＸ線ロッキングカーブにおける半値幅と窒化ガリウム膜の歩留まりとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る半導体素子の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１２】
（１）半導体素子１の構成
本発明の実施形態に係る半導体素子１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体素子を概略的に示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、半導体素子１は、支持基板２と、支持基板２の上に形成された窒化ガリウム膜３と、を備えている。
【００１４】
支持基板２は、炭化珪素（以下、ＳｉＣともいう）の単結晶からなる。この単結晶の結晶性は高いため、支持基板２のＸ線ロッキングカーブにおける半値幅は、５０アーク秒以下となる。
【００１５】
窒化ガリウム膜３は、窒化ガリウム（以下、ＧａＮともいう）からなる。窒化ガリウム膜３は、支持基板２の上にエピタキシャル成長によって形成される。
【００１６】
（２）半導体素子１の製造方法
本発明の実施形態に係る半導体素子１の製造方法について、説明する。本発明の実施形態に係る半導体素子１の製造方法は、工程Ｓ１及び工程Ｓ２からなる。
【００１７】
（２−１）基板準備工程Ｓ１
基板準備工程Ｓ１は、支持基板２を準備する工程である。支持基板２は、例えば、昇華再結晶法を用いて準備される。炭化珪素からなる昇華用原料を坩堝に配置する。坩堝の蓋には、炭化珪素単結晶からなる種結晶が固定されている。坩堝を２０００度以上の温度で加熱し、昇華用原料を昇華させる。昇華した昇華用原料を、種結晶上で再結晶させることで、炭化珪素単結晶のインゴットが得られる。得られたインゴットをスライス加工することで、炭化珪素からなる支持基板が得られる。このようにして得られた支持基板のうち、Ｘ線ロッキングカーブにおける半値幅が、５０アーク秒以下となるものを準備する。
【００１８】
（２−２）膜形成工程Ｓ２
膜形成工程Ｓ２は、窒化ガリウム膜３を支持基板２に形成する工程である。工程２は、例えば、有機金属気相成長装置（以下、ＭＯＣＶＤ装置と略す）を用いて行われる。ＭＯＣＶＤ装置内にあるサセプタに支持基板２を載置する。載置した支持基板２を加熱処理がされる。ＭＯＣＶＤ装置内に、ＮＨ３ガスとＨ２ガスをキャリアガスとしたトリメチルガリウム（ＴＭＧ）とを供給する。供給されたＮＨ３ガスとＴＭＧとが基板２上で反応することで、窒化ガリウム膜３が形成される。
【００１９】
（３）半値幅と窒化ガリウム膜の歩留まりとの関係
支持基板のＸ線ロッキングカーブにおける半値幅と窒化ガリウム膜の歩留まりとの関係について、図２を参照しながら説明する。図２は、支持基板のＸ線ロッキングカーブにおける半値幅と窒化ガリウム膜の歩留まりとの関係を示すグラフである。
【００２０】
図２に示すように、支持基板の半値幅が、１００アーク秒以上の場合、高周波デバイスに用いられる品質の良い窒化ガリウム膜を製造できない。支持基板の半値幅が、小さくなるにつれ、高周波デバイスに用いられる品質の良い窒化ガリウム膜の歩留まりが良くなる。支持基板の半値幅が、５０アーク秒の場合、高品質の窒化ガリウム膜の歩留まりは、約９５％となる。従って、半値幅が５０アーク秒以下の支持基板を用いることによって、高周波デバイスに用いられる品質の良い半導体素子を歩留まり良く製造できる。さらに、支持基板の半値幅が、４０アーク秒以下の場合には、高品質の窒化ガリウム膜の歩留まりが、約１００％となる。このため、半値幅が４０アーク秒以下の支持基板を用いることが、より好ましい。
【００２１】
（４）作用・効果
本発明の実施形態による半導体素子１の製造方法によれば、支持基板２は、Ｘ線ロッキングカーブにおいて５０アーク秒以下の半値幅を有する。このため、支持基板となる炭化珪素単結晶の結晶性は高い。結晶性の高い炭化珪素単結晶の上に窒化がリウムからなるエピタキシャル膜を形成するため、エピタキシャル膜に欠陥が生じにくくなる。これにより、高周波デバイスに用いられる品質の高い窒化ガリウム膜を歩留まり良く形成することができるため、半導体素子の不良率が低下して、製品歩留まりが向上する。
【００２２】
本発明の実施形態による半導体素子１の製造方法によれば、支持基板２は、Ｘ線ロッキングカーブにおいて４０アーク秒以下の半値幅を有する。これにより、品質の高い窒化ガリウム膜の歩留まりが、約１００％となるため、高周波デバイスに用いられる品質の良い半導体素子をさらに歩留まり良く製造可能となる。
【００２３】
本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
【符号の説明】
【００２４】
１…半導体素子
２…支持基板
３…窒化ガリウム膜
【図１】
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【図２】
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