JP6199147B2 - 電界効果型化合物半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(付記1)窒化ガリウム系キャリア走行層と、窒化ガリウム系キャリア供給層と、窒化ガリウム系表面保護層と、前記窒化ガリウム系表面保護層上に順に積層された窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とを備え、前記窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜に設けたソース電極用及びドレイン電極用のコンタクトホールの側壁面を被覆する窒化シリコンよりバンドギャップが広い広禁制帯幅絶縁膜とを備えたことを特徴とする電界効果型化合物半導体装置。
(付記2)前記広禁制帯幅絶縁膜が、酸化シリコン膜または窒化アルミニウム膜のいずれかであることを特徴とする付記1に記載の電界効果型化合物半導体装置。
(付記3)前記窒化ガリウム系表面保護層上に順に積層された窒化シリコン膜が、ゲート電極形成部が欠如された第1の窒化シリコン膜とゲート絶縁膜となる第2の窒化シリコン膜とからなることを特徴とする付記1または付記2に記載の電界効果型化合物半導体装置。
(付記4)前記ゲート電極と前記ソース電極との間隔が、前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間隔に等しいことを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか1に記載の電界効果型化合物半導体装置。
(付記5)前記窒化シリコン膜はSi3N4膜であり、前記酸化シリコン膜はSiO2膜であることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか1に記載の電界効果型化合物半導体装置。
(付記6)基板上に、窒化ガリウム系キャリア走行層、窒化ガリウム系キャリア供給層及び窒化ガリウム系表面保護層を順に積層する工程と、前記窒化ガリウム系表面保護層上に第1の窒化シリコン膜を成膜する工程と、ゲート電極形成部において前記第1の窒化シリコン膜を選択的に除去する工程と、全面にゲート絶縁膜となる第2の窒化シリコン膜を形成する工程と、前記ゲート電極形成部にゲート電極を形成する工程と、全面に酸化シリコン膜を成膜する工程と、ソース電極及びドレイン電極形成部において、前記酸化シリコン膜、前記第2の窒化シリコン膜及び前記第1の窒化シリコン膜を選択的に除去してコンタクトホールを形成する工程と、前記コンタクトホールの側壁面を窒化シリコンよりバンドギャップの広い広禁制帯幅絶縁膜で被覆する工程と、前記コンタクトホールにおいて、前記広禁制帯幅絶縁膜に接するようソース電極及びドレイン電極を形成する工程とを有することを特徴とする電界効果型化合物半導体装置の製造方法。
(付記7)前記コンタクトホールの側壁面を窒化シリコンよりバンドギャップの広い広禁制帯幅絶縁膜で被覆する工程が、全面に酸化シリコン膜を成膜する工程と、前記酸化シリコン膜を異方性エッチングにより少なくとも前記コンタクトホールの側壁面に残存させる工程とを有することを特徴とする付記6に記載の電界効果型化合物半導体装置の製造方法。
(付記8)前記コンタクトホールの側壁面を窒化シリコンよりバンドギャップの広い広禁制帯幅絶縁膜で被覆する工程が、アトミックレイヤーデポジション法を用いて全面に窒化アルミニウム膜を堆積する工程と、前記コンタクトホールの底面に堆積した窒化アルミニウム膜の少なくとも一部をエッチング除去する工程とを有することを特徴とする付記6に記載の電界効果型化合物半導体装置の製造方法。
(付記9)前記コンタクトホールの側壁面を窒化シリコンよりバンドギャップの広い広禁制帯幅絶縁膜で被覆する工程が、前記コンタクトホールの底面の少なくとも一部に前記コンタクトホールの側壁面を覆わないようにリフトオフ用マスクを設ける工程と、アトミックレイヤーデポジション法を用いて全面に窒化アルミニウム膜を堆積する工程と、前記リフトオフ用マスクを除去する工程とを有することを特徴とする付記6に記載の電界効果型化合物半導体装置の製造方法。
(付記10)前記第1及び第2の窒化シリコン膜はSi3N4膜であり、前記酸化シリコン膜はSiO2膜であることを特徴とする付記6乃至付記9のいずれか1に記載の電界効果型化合物半導体装置の製造方法。
2 バッファ層
3 AlGaN層
4 GaN系キャリア走行層
5 GaN系キャリア供給層
6 GaN系表面保護層
7,8 Si3N4膜
9 ゲート電極
10 SiO2膜
11 広禁制帯幅絶縁膜
12 ソース電極
13 ドレイン電極
21 シリコン基板
22 AlNバッファ層
23 AlGaN層
24 i型GaN電子走行層
25 n型AlGaN電子供給層
26 i型GaN表面保護層
27,29 Si3N4膜
28 開口部
30 ゲート電極
31 SiO2膜
32 コンタクトホール
33 SiO2膜
34 サイドウォール
35 ソース電極
36 ドレイン電極
37 パッシベーション膜
38 AlN絶縁膜
39 レジストパターン
51 シリコン基板
52 AlNバッファ層
53 AlGaN層
54 i型GaN電子走行層
55 n型AlGaN電子供給層
56 i型GaN表面保護層
57,58 Si3N4膜
59 ゲート電極
60 SiO2膜
61 ソース電極
62 ドレイン電極
Claims (3)
- 基板上に、窒化ガリウム系キャリア走行層、窒化ガリウム系キャリア供給層及び窒化ガリウム系表面保護層を順に積層する工程と、
前記窒化ガリウム系表面保護層上に第1の窒化シリコン膜を成膜する工程と、
ゲート電極形成部において前記第1の窒化シリコン膜を選択的に除去する工程と、
全面にゲート絶縁膜となる第2の窒化シリコン膜を形成する工程と、
前記ゲート電極形成部にゲート電極を形成する工程と、
全面に酸化シリコン膜を成膜する工程と、
ソース電極及びドレイン電極形成部において、前記酸化シリコン膜、前記第2の窒化シリコン膜及び前記第1の窒化シリコン膜を選択的に除去してコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールの側壁面を窒化シリコンよりバンドギャップの広い広禁制帯幅絶縁膜で被覆する工程と、
前記コンタクトホールにおいて、前記広禁制帯幅絶縁膜に接するようソース電極及びドレイン電極を形成する工程と
を有することを特徴とする電界効果型化合物半導体装置の製造方法。 - 前記コンタクトホールの側壁面を窒化シリコンよりバンドギャップの広い広禁制帯幅絶縁膜で被覆する工程が、
全面に酸化シリコン膜を成膜する工程と、
前記酸化シリコン膜を異方性エッチングにより少なくとも前記コンタクトホールの側壁面に残存させる工程と
を有することを特徴とする請求項1に記載の電界効果型化合物半導体装置の製造方法。 - 前記コンタクトホールの側壁面を窒化シリコンよりバンドギャップの広い広禁制帯幅絶縁膜で被覆する工程が、
アトミックレイヤーデポジション法を用いて全面に窒化アルミニウム膜を堆積する工程と、
前記コンタクトホールの底面に堆積した窒化アルミニウム膜の少なくとも一部をエッチング除去する工程と
を有することを特徴とする請求項1に記載の電界効果型化合物半導体装置の製造方法。
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