[發(fā)明專利]化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110416092.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN102569380A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐮田陽(yáng)一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 富士通株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L29/43;H01L21/335
• 代理公司: 隆天國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;鄭特強(qiáng)

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用?

本申請(qǐng)基于在2010年12月10日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?010-276317的在先日本專利申請(qǐng)并要求該申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用的方式并入此處。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法。?

背景技術(shù)

氮化物半導(dǎo)體器件利用了諸如高飽和電子速率及寬帶隙等特性并已作為高壓和高輸出半導(dǎo)體器件得到了積極的發(fā)展。有關(guān)該氮化物半導(dǎo)體器件，已有多篇關(guān)于電場(chǎng)效應(yīng)晶體管，尤其是關(guān)于高電子遷移率晶體管(HEMTs)的報(bào)告發(fā)表。特別是，具有GaN的電子渡越層和AlGaN的電子供應(yīng)層的AlGaN/GaN·HEMT已引起關(guān)注。在該AlGaN/GaN·HEMT中，由于GaN與AlGaN的晶格常數(shù)之間的差異導(dǎo)致在AlGaN中出現(xiàn)應(yīng)變，并且由該應(yīng)變?cè)斐傻膲弘姌O化以及AlGaN的自發(fā)極化產(chǎn)生了高密度的二維電子氣(2DEG)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高壓及高輸出。?

日本專利特許公開2009-76845和2005-244072公開了與上文相關(guān)的技術(shù)。?

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)實(shí)施例的多個(gè)方面，提供了一種化合物半導(dǎo)體器件，包括：化合物半導(dǎo)體層，布置在該化合物半導(dǎo)體層上方的柵電極，以及柵極絕緣膜。該柵極絕緣膜插入在該化合物半導(dǎo)體層與該柵電極之間。該柵極絕緣膜至少在與該化合物半導(dǎo)體層交界的界面附近包含氟化合物。?

還提供了一種化合物半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟：?

在化合物半導(dǎo)體層上形成柵極絕緣膜；以及?

在所述化合物半導(dǎo)體層和所述柵極絕緣膜上方形成柵電極，所述柵極絕緣膜至少在與所述化合物半導(dǎo)體層交界的界面附近包含氟化合物。?

還提供了一種電源電路，包括：?

變壓器；以及?

高壓電路和低壓電路，所述變壓器位于所述高壓電路和低壓電路之間，?

所述高壓電路包括多個(gè)晶體管，?

每個(gè)所述晶體管包括：?

化合物半導(dǎo)體層；和?

柵電極，布置在所述化合物半導(dǎo)體層上方；以及?

柵極絕緣膜，插入在所述化合物半導(dǎo)體層與所述柵電極之間，所述柵極絕緣膜至少在與所述化合物半導(dǎo)體層交界的界面附近包含氟化合物。?

還提供了一種高頻放大器，用于放大輸入的高頻電壓并輸出經(jīng)過(guò)放大的高頻電壓，該高頻放大器包括：?

晶體管，其包括：?

化合物半導(dǎo)體層；?

柵電極，布置在所述化合物半導(dǎo)體層上方；以及?

柵極絕緣膜，插入在所述化合物半導(dǎo)體層與所述柵電極之間，?

所述柵極絕緣膜至少在與所述化合物半導(dǎo)體層交界的界面附近包含氟化合物。?

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)減少柵極絕緣膜中的懸空鍵，使閾值電壓的變化得到抑制，并且因而實(shí)現(xiàn)了具有高晶體管特性的高度可靠的化合物半導(dǎo)體器件。?

本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)權(quán)利要求中特別指出的元件以及組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。?

應(yīng)當(dāng)理解，前述的大致描述和下文的詳細(xì)描述都是示例性和說(shuō)明性的，并非對(duì)如權(quán)利要求所要求保護(hù)的本發(fā)明的限制。?

附圖說(shuō)明

圖1A至圖1J為示出根據(jù)第一實(shí)施例的MIS型AlGaN/GaN·HEMT的制?造方法的截面示意圖；?

圖2A和圖2B為示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一示例的截面示意圖；?

圖3為示出根據(jù)第二實(shí)施例的MIS型AlGaN/GaN·HEMT的制造方法的主要步驟的截面示意圖；?

圖4為示出根據(jù)第二實(shí)施例的另一示例的截面示意圖；?

圖5為示出根據(jù)第三實(shí)施例的MIS型AlGaN/GaN·HEMT的制造方法的步驟的截面示意圖；?

圖6為示出根據(jù)第三實(shí)施例的另一示例的截面示意圖；?

圖7為示出根據(jù)第四實(shí)施例的電源的結(jié)構(gòu)的耦合示意圖；?

圖8為示出根據(jù)第五實(shí)施例的高頻放大器的結(jié)構(gòu)的耦合示意圖。?

具體實(shí)施方式

將參照附圖對(duì)多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例加以說(shuō)明。?

所謂的MIS型AlGaN/GaN·HEMT是AlGaN/GaN·HEMT的一個(gè)類型，其中柵電極被布置在GaN層和柵極絕緣膜上方。在這種HEMT中，柵極絕緣膜的缺陷位置和端面處存在所謂的懸空鍵(dangling?bonds)。懸空鍵的存在是用于操作晶體管的閾值電壓變化3V或3V以上的一個(gè)首要原因，并因而導(dǎo)致無(wú)法獲得高晶體管特性的問(wèn)題。?