JP2012256923A - 化合物半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 SiC基板10上に形成されたi−GaNバッファ層12と、i−GaNバッファ層12上に形成されたn−AlGaN電子供給層16と、n−AlGaN電子供給層16上に形成されたn−GaNキャップ層18と、n−GaNキャップ層18上に形成されたソース電極20及ドレイン電極22と、ソース電極20とドレイン電極22との間のn−GaNキャップ層18上に形成されたゲート電極26と、ソース電極20とドレイン電極22との間のn−GaNキャップ層18上に形成された第1の保護層24と、ゲート電極26とドレイン電極22との間の第1の保護層24に形成されたn−GaNキャップ層18に達する開口部28に埋め込まれ、第1の保護層24とは異なる絶縁層よりなる第2の保護層30とを有する。
【選択図】 図1
Description
本発明の第1実施形態による化合物半導体装置及びその製造方法について図1乃至図7を用いて説明する。図1は本実施形態による化合物半導体装置の構造を示す断面図、図2は本実施形態による化合物半導体装置のゲート電極の形状を示す拡大断面図、図3はn−GaNキャップ層上にSiN保護層を形成した化合物半導体装置の構造を示す断面図、図4乃至図7は本実施形態による化合物半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
本発明の第2実施形態による化合物半導体装置及びその製造方法について図10乃至図13を用いて説明する。図10はn−GaNキャップ層の表面粗さが大きな場合の化合物半導体装置の構造を示す断面図、図11は本実施形態による化合物半導体装置の構造を示す断面図、図12及び図13は本実施形態による化合物半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、第1実施形態による化合物半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
このように、本実施形態によれば、GaNのV/III比、成長速度等の成長条件を制御することにより、表面に原子層ステップが形成され、表面粗さの小さいn−GaNキャップ層18を形成するので、n−GaNキャップ層18表面における電界集中を緩和することができる。これにより、ゲートリーク電流の発生を抑制することができ、耐圧を向上することができる。
本発明の第3実施形態による化合物半導体装置及びその製造方法について図14を用いて説明する。図14は本実施形態による化合物半導体装置の構造を示す断面図である。
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
前記第1の保護層はSiNよりなり、前記第2の保護層はSiO2、SiON、又はAlNよりなることを特徴とする化合物半導体装置。
12…i−GaNバッファ層
14…i−AlGaNスペーサ層
16…n−AlGaN電子供給層
18…n−GaNキャップ層
20…ソース電極
22…ドレイン電極
24…第1の保護層
25…開口部
26…ゲート電極
28…開口部
30…第2の保護層
32…ゲート電極
34…SiN保護層
38…SiN膜
40…レジスト膜
42…開口部
46…レジスト膜
48…開口部
50…Au/Ni膜
52…レジスト膜
54…開口部
58…SiN膜
60…レジスト膜
62…開口部
64…Au/Ni膜
100…サファイア基板
102…i−GaNバッファ層
104…i−AlGaNスペーサ層
106…n−AlGaN電子供給層
108…i−AlGaNキャップ層
110…ソース電極
112…ドレイン電極
114…ゲート電極
Claims (10)
- 半導体基板上に形成されたGaN能動層と、
前記GaN能動層上に形成されたAlGaNキャリア供給層と、
前記AlGaNキャリア供給層上に形成されたGaNキャップ層と、
前記GaNキャップ層上に形成されたソース電極及ドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成されたゲート電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成された第1の保護層と、
前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間の前記第1の保護層に形成された前記GaNキャップ層に達する開口部に埋め込まれ、前記第1の保護層とは異なる絶縁層よりなる第2の保護層と
を有することを特徴とする化合物半導体装置。 - 半導体基板上に形成されたGaN能動層と、
前記GaN能動層上に形成されたAlGaNキャリア供給層と、
前記AlGaNキャリア供給層上に形成されたGaNキャップ層と、
前記GaNキャップ層上に形成されたソース電極及ドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成されたゲート電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成され、前記ゲート電極に接する側部が順テーパ形状を有する第1の保護層と
を有することを特徴とする化合物半導体装置。 - 請求項1又は2記載の化合物半導体装置において、
前記ゲート電極は、前記第1の保護層上に延在して形成されている
ことを特徴とする化合物半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の化合物半導体装置において、
前記GaNキャップ層の表面に、原子層ステップが形成されている
ことを特徴とする化合物半導体装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の化合物半導体装置において、
前記第1の保護層と前記第2の保護層とは、互いに窒素含有率が異なるSiNよりなる
ことを特徴とする化合物半導体装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の化合物半導体装置において、
前記第1の保護層は、窒素含有率の異なる2以上のSiN膜を含む
ことを特徴とする化合物半導体装置。 - 半導体基板上に形成されたGaN能動層と、
前記GaN能動層上に形成され、AlGaNキャリア供給層と、
前記AlGaNキャリア供給層上に形成され、表面に原子層ステップが形成されたGaNキャップ層と、
前記GaNキャップ層上に形成されたソース電極及ドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成されたゲート電極と
を有することを特徴とする化合物半導体装置。 - 請求項7記載の化合物半導体装置において、
前記ゲート電極と前記ソース電極との間、及び前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成された絶縁層よりなる保護層を更に有する
ことを特徴とする化合物半導体装置。 - 半導体基板上に形成されたGaN能動層と、前記GaN能動層上に形成されたAlGaNキャリア供給層と、前記AlGaNキャリア供給層上に形成されたGaNキャップ層と、前記GaNキャップ層上に形成されたソース電極及ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成されたゲート電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成された第1の保護層とを有する化合物半導体装置の製造方法であって、
前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間の前記第1の保護層に、前記GaNキャップ層に達する開口部を形成する工程と、
前記開口部に、前記第1の保護層とは異なる絶縁層よりなる第2の保護層を埋め込む工程とを有する
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。 - 半導体基板上に形成されたGaN能動層と、前記GaN能動層上に形成されたAlGaNキャリア供給層と、前記AlGaNキャリア供給層上に形成されたGaNキャップ層と、前記GaNキャップ層上に形成されたソース電極及ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記GaNキャップ層上に形成されたゲート電極とを有する化合物半導体装置の製造方法であって、
前記GaNキャップ層を形成する工程では、表面に原子層ステップが形成された前記GaNキャップ層を形成する
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
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CN113540229A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-10-22 | 中兴通讯股份有限公司 | 半导体器件及其制作方法 |
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