[發明專利]半導體器件以及制造半導體器件的方法

無效

• 申請號: 201210035488.2
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102646702A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 中村哲一;尾崎史朗;武田正行;宮島豐生;多木俊裕;金村雅仁;今西健治;吉川俊英;渡部慶二
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L29/51
• 分類號: H01L29/51;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;王春偉

技術領域

實施例涉及半導體器件以及用于制造半導體器件的方法。?

背景技術

包含在氮化物半導體中的GaN、AlN和InN或者包括它們的混合晶體等的材料具有寬的帶隙并且用于高輸出電子器件或者短波發光器件。場效應晶體管(FET)如高電子遷移率晶體管(HEMT)用于高輸出電子器件。包括氮化物半導體的HEMT用于高輸出高效率放大器或者高功率開關器件等。?

具有高的漏極擊穿電壓和柵極擊穿電壓的HEMT可以包括金屬絕緣體半導體(MIS)結構，所述MIS結構包括待用作柵極絕緣膜的絕緣膜。由于MIS結構，所以產生了適于電力應用的半導體器件。?

日本專利申請特許公開號2002-359256、日本專利申請特許公開號2008-218479等中公開了相關的技術。?

由于導通電阻的降低、常閉操作或者開關元件的擊穿電壓的增加，因此可以提供用于使用晶體管的功率應用的高效開關元件。開關元件等可以穩定地進行開關操作。?

期望穩定地進行開關操作的半導體器件。?

發明內容

根據實施方案的一個方面，一種半導體器件包括：形成在基板上的半導體層；形成在半導體層上的絕緣膜；和形成在絕緣膜上的電極，其中絕緣膜包括含有碳的非晶膜。?

根據上述半導體，可以穩定地進行開關操作，使得可以提供高度可靠的半導體器件。?

本發明另外的優點和新穎特征將部分地在以下的描述中闡明，并且將部分地在本領域技術人員研究以下內容或者在通過實施本發明而了解本發明之后變得更加明顯。?

附圖說明

圖1示出一種示例性半導體元件；?

圖2A和圖2B示出半導體元件的示例性測量尺寸；?

圖3示出施加的電壓與電容之間的示例性關系；?

圖4A至圖4C示出示例性絕緣膜；?

圖5示出非晶碳膜的厚度與閾電壓變化范圍之間的示例性關系；?

圖6示出一種示例性半導體器件；?

圖7示出碳-碳鍵比率與膜密度或者等離子體激元峰之間的示例性關系；?

圖8示出示例性等離子體激元峰；?

圖9A至圖9E示出一種用于制造半導體器件的示例性方法；?

圖10示出一種示例性成膜裝置；?

圖11示出一種示例性半導體器件；?

圖12A和圖12B示出示例性絕緣膜；?

圖13示出一種示例性半導體器件；?

圖14A至圖14F示出一種用于制造半導體器件的示例性方法；?

圖15示出一種示例性分立封裝的半導體器件；?

圖16示出一種示例性電源裝置；以及?

圖17示出實施例性高頻放大器。?

具體實施方式

圖1示出一種示例性半導體器件。圖1所示的半導體器件可能不能穩定地進行開關操作。圖1所示的半導體器件包括疊置在包含硅的基板1上的緩沖層2、電子傳輸層3、間隔層4、電子供給層5、蓋層6和形成在蓋層6上的絕緣膜7。電子傳輸層3、間隔層4、電子供給層5和蓋層6可以通過金屬有機氣相外延(MOVPE)法來形成。為了外延生長電子傳輸層3等，緩沖層2可以形成在基板1上。通過在基板1上的緩沖層2，?電子傳輸層3等外延生長在緩沖層2上。?

電子傳輸層3可以是厚度為約3μm的i-GaN。間隔層4可以是厚度為約5nm的i-AlGaN。電子供給層5可以是厚度為約5nm的n-AlGaN。n-AlGaN可以以5×10¹⁸cm^-3的濃度摻雜有硅(Si)作為雜質元素。蓋層6可以是厚度為約10nm的n-GaN。n-GaN可以以5×10¹⁸cm^-3的濃度摻雜有硅(Si)作為雜質元素。在電子傳輸層3的靠近電子供給層5的一側生成了二維電子氣(2DEG)3a。絕緣膜7可以對應于柵極絕緣膜。絕緣膜7包括具有通過原子層沉積(ALD)法形成的厚度為約20nm的氧化鋁的膜。?