[發明專利]氮化物半導體裝置及其制造方法

無效

• 申請號: 200980157760.0
• 申請日: 2009-03-02
• 公開（公告）號: CN102341898A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 杉本雅裕;副島成雅;上杉勉;樹神雅人;石井榮子
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L21/338
• 分類號: H01L21/338;H01L29/778;H01L29/812
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;孫麗梅

技術領域

本發明涉及一種氮化物半導體裝置及其制造方法。尤其是涉及一種縱型的氮化物半導體裝置及其制造方法。

背景技術

目前開發出一種縱型的氮化物半導體裝置。這種氮化物半導體裝置具有n型的氮化物半導體層和在其表面上層疊的p型的氮化物半導體層。在p型層上形成有貫穿該p型層的槽，并且n型層在該槽中延伸。通過在p型層的槽中延伸的n型層，從而確保了沿縱向延伸的n溝道型的電流路徑，進而實現了縱型的半導體裝置(一對電極被分開設置在半導體基板的表面和背面這兩個面上的半導體裝置)。

在專利文獻1中，公開了一種縱型的氮化物半導體裝置500及其制造方法。圖13圖示了該氮化物半導體裝置500的剖視圖。氮化物半導體裝置500為，具有HEMT(High?Electron?Mobility?Transistor，高電子遷移率晶體管)結構的n溝道型的縱型的氮化物半導體裝置。即，在背面上形成有漏極電極118，在表面上形成有一對源極電極112a、112b，從而電流沿縱向流通。氮化物半導體裝置500具有由n⁺型的GaN形成的氮化物半導體基板102。在氮化物半導體基板102的表面上，設置有由n^-型的GaN形成的第一氮化物半導體層104。在第一氮化物半導體層104的表面的一部分上，設置有由p⁺型的GaN形成的一對第二氮化物半導體層106a、106b。在第一氮化物半導體層104的表面和第二氮化物半導體層106a、106b的表面上，設置有由n^-型的GaN形成的第三氮化物半導體層109。在第三氮化物半導體層109的表面上，以異質接合的方式設置有由n^-型的AlGaN形成的第四氮化物半導體層108。在第四氮化物半導體層108的上方設置有柵電極116。在氮化物半導體裝置500的終端部且第二氮化物半導體層106a、106b的各表面上，設置有一對源極電極112a、112b。在氮化物半導體裝置500中，當向柵電極116施加正電壓時，在第三氮化物半導體層109和第四氮化物半導體層108的異質接合面上，將形成有二維電子氣(以下，記述為2DEG)。其結果為，氮化物半導體裝置100將接通。氮化物半導體裝置500利用2DEG而使電子移動。

專利文獻1：日本特開2008-263412號公報

發明內容

發明所要解決的課題

由于GaN等氮化化合物為化學性穩定的材料，因而利用濕式蝕刻法進行蝕刻較為困難。因此，在對GaN進行蝕刻時，通常利用RIE(Reactive?Ion?Etching，反應離子蝕刻)等的干式蝕刻法。當利用干式蝕刻法時，GaN的表面將被暴露在蝕刻氣體的等離子體中，從而N將從被暴露在等離子體中的GaN的表面上脫離。在制造專利文獻1的氮化物半導體裝置500的方法中，在第二氮化物半導體層106a、106b的表面上形成了第三氮化物半導體層109和第四氮化物半導體層108之后，通過干式蝕刻而去除形成了一對源極電極112a、112b的范圍內的、第三氮化物半導體層109和第四氮化物半導體層108。此時，氮化物半導體基板102的側面、第一氮化物半導體層104的側面、和因蝕刻而露出的第二氮化物半導體層106a、106b的表面的一部分以及側面將被暴露在蝕刻氣體的等離子體中，從而形成蝕刻損傷。在氮化物半導體基板102的形成有蝕刻損傷的區域103中，N將脫離。在第一氮化物半導體層104的形成有蝕刻損傷的區域105中，N將脫離，從而形成有蝕刻損傷的區域105的n型雜質的濃度將升高。另外，在第二氮化物半導體層106a、106b的形成有蝕刻損傷的區域107中，N將脫離，從而形成有蝕刻損傷的區域107將被n型化。其結果為，形成了n型的電流路徑，所述n型的電流路徑從漏極電極118起經由氮化物半導體基板102和形成有蝕刻損傷的區域105、107，而到達源極電極112a、112b。因此，當在漏極電極118與源極電極112a、112b之間施加電壓時，有時會經由該電流路徑而在漏極電極118與源極電極112a、112b之間產生漏電流。

本發明是鑒于上述的課題而作出的。本發明的目的在于，提供一種能夠抑制漏電流的產生的縱型的氮化物半導體裝置以及制造這種氮化物半導體裝置的方法。

用于解決課題的方法