[发明专利]半导体制造方法以及半导体制造装置

说明书

一种利用半导体制造装置(100)的半导体制造方法，包含：配置步骤，在包含氧化铝的基材(1)的一端配置发生氧化反应的阳极(2)，且在基材(1)的另一端配置发生还原反应的阴极(3)；加热步骤，在使阳极(2)与基材(1)的一端接触，且使阴极(3)与基材(1)的另一端接触的状态下，将基材(1)进行加热而使其熔融；熔融盐电解步骤，在基材(1)的至少一部分熔融的整个期间或者一部分期间，在阳极(2)与阴极(3)之间流通电流来进行熔融盐电解；以及半导体形成步骤，在熔融盐电解步骤之后将基材(1)冷却，形成p型氧化铝半导体层及n型氧化铝半导体层。

技术领域

本发明涉及一种半导体制造方法以及半导体制造装置。

背景技术

以前，在半导体的领域，尤其是功率半导体的领域中，要求高功率化、高耐电压化、高温动作化及高频化。这些要求中，高耐电压化成为尤其重要的课题。因此，迫切期望带隙比现有的硅系半导体大的宽带隙半导体。另外，在一次电池或二次电池即半导体电池的领域中，也期待出现能够增大半导体电池的电动势及蓄电量的半导体正极材料以及半导体负极材料。

此处，相对于硅(Si)的带隙为1.1eV而言，作为宽带隙半导体，例如碳化硅(SiC)的带隙为3.3eV，氮化镓(GaN)的带隙为3.4eV。

近年来，正在推进开发带隙更大的宽带隙半导体。例如，作为宽带隙半导体的材料，带隙为5.5eV的金刚石(C)受到关注。但是，由于金刚石自身不是半导体，故而必须进行离子注入而形成施主能级或者受主能级。此金刚石的离子注入时需要高温高压，故而存在无法简便进行的问题。

另一方面，氧化铝的带隙为8.8eV，若能够设为宽带隙半导体的材料，则有吸引力。但，迄今为止难以在氧化铝的带隙内形成施主能级或者受主能级。尤其难以形成成为p型半导体的受主能级。因此，氧化铝虽能够作为极其优秀的绝缘体而获得高可靠性，但难以形成使用氧化铝的p型半导体以及使用氧化铝的pn接合。

此处，本发明人们如专利文献1所述，对将氧化铝作为基材的半导体层以及半导体层的制造方法进行了详细研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1国际公开第2016/175251号

发明内容

发明所要解决的问题

本发明人们在发明出专利文献1中记载的发明之后，进行进一步的研究，结果能够获得以下成果。即，通过在阳极与阴极之间施加10～60V左右的高电压来打火，能够制造使用氧化铝的半导体层以及使用形成在该半导体层上的使用pn接合的元件。

然而，实际上通过打火来制造的半导体层的大小约为1μm左右(0.5～2μm)，对于实际上用作元件而言较小。

因此，本发明人们通过利用扫描法来进行多次打火，从而实现增大半导体层。

然而，在该方法中，在每个打火点，生成物的半导体特性不同，生成物整体上不具有稳定的半导体特性。

另外，使用安装有前端直径为20μm左右的探针的手动探测器，来实现半导体层的大型化。在此情况下，实际上用于形成半导体层的面积小，实际的大小也为5μm左右。所形成的半导体层未达到实用规模的大小，无法测定电特性。

另外，为了利用霍尔测定法等来测定半导体层的电特性，需要形成约20μm左右以上的大小的半导体层，且在该半导体层上对四个端子进行微细加工。进而，在实用化时，需要超过1mm的大小的半导体层。如上所述，存在如下课题，即，在技术上难以实现将氧化铝作为基材的半导体层的大型化。

本发明是鉴于所述情况而形成，目的在于提供一种能够实现将氧化铝作为基材的半导体层的大型化的半导体制造方法以及半导体制造装置。

解决问题的技术手段