[發明專利]制造化合物半導體器件的方法和洗滌劑

有效

• 申請號: 201210037725.9
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102646587A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 今純一
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L21/02;C11D7/32;C11D7/26;C11D10/02
• 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;吳鵬章

技術領域

在此討論的實施方案涉及制造化合物半導體器件的方法和洗滌劑。

背景技術

近年來，已積極地開發出電子器件(化合物半導體器件)，其中GaN層和AlGaN層順序設置在襯底上，GaN層用作電子傳輸層。所述化合物半導體器件的實例是基于GaN的高電子遷移晶體管(HEMT)。在基于GaN的HEMT中，利用AlGaN和GaN之間異質結面上產生的高濃度二維電子氣(2DEG)。

GaN的帶隙是3.4eV并大于Si的帶隙(1.1eV)和GaAs的帶隙(1.4eV)。也就是說，GaN具有高擊穿場強。另外，GaN還具有高飽和電子速度。因此，GaN是能夠高電壓操作和高輸出生產的化合物半導體器件的非常有前途的材料，例如用于電源的半導體器件的材料。因此，使用GaN基化合物半導體器件的化合物半導體器件期望是高效開關元件、電車等的高擊穿電壓功率器件。

關于GaN基的HEMT，用于柵電極的材料不同于源電極和漏電極的材料。所以，通過不同于源電極和漏電極的方法形成柵電極。柵電極、源電極和漏電極例如通過剝離(lift-off)方法形成。也就是說，進行電極的形成、抗蝕劑圖案的形成、電極材料的形成和抗蝕劑圖案的去除。同時，在GaN基的HEMT的制備中，凹部或開口部分可以在待設置化合物半導體層的柵電極、源電極和漏電極的區域內形成。在這種情況下，使用抗蝕劑圖案蝕刻化合物半導體層，從而形成凹部或開口部分，之后除去抗蝕劑。另外，形成源電極和漏電極之后，可以用鈍化膜覆蓋源電極和漏電極，并在柵電極形成之前，可以使用抗蝕劑圖案來干法-蝕刻鈍化膜。在這種情況下，在干法蝕刻之后除去抗蝕劑。

在這些方法中，盡管除去了抗蝕劑，仍可能保留抗蝕劑殘留物。此外，在干法蝕刻鈍化膜之后，可能保留蝕刻殘留物。就這一點而言，這些殘留物甚至不能用有機物質來清潔而有效地除去。這是因為在抗蝕劑圖案的形成中實施的顯影和干法蝕刻之后，后烘焙期間改變的效果。

同時，通過使用例如硫酸和雙氧水的混合物進行酸處理來除去殘留物時，此時暴露的電極將受損。例如，在形成源電極和漏電極之后形成用于柵電極的凹部情況下，在形成凹部期間源電極和漏電極是暴露的。所以，如果使用上述混合物，源電極和漏電極將受損。或者，即使電極沒有受損，化合物半導體層的暴露的表面可能受到氧化、表面粗糙化等，從而可能改變其特性。

在存在上述殘留物的情況下，出現漏電流增加，由于電荷陷阱導致的閾值電壓波動等，從而明顯降低產率。

下面是參考文件：

[文件1]日本公開專利公告號2003-167360和

[文件2]日本公開專利公告號2007-128038。

發明內容

根據實施方案的一個方面，制造化合物半導體器件的方法包括：形成化合物半導體疊層結構；除去一部分上述化合物半導體疊層結構，以便形成凹形部分；使用洗滌劑清潔上述凹形部分的內部，其中上述洗滌劑包含與上述凹形部分中存在的殘留物相容的基礎樹脂和溶劑。

附圖說明

圖1A至1C是按照步驟說明根據第一實施方案的用于制造化合物半導體器件的方法的截面圖；

圖2是說明清潔方法的一個實例的流程圖；

圖3A至3J是按照步驟說明根據第二實施方案的用于制造GaN基HEMT的方法的截面圖；

圖4A至4F是按照步驟說明根據第三實施方案的用于制造GaN基HEMT的方法的截面圖；

圖5是說明高輸出放大器的外觀實例的圖；和

圖6A和6B是說明電源裝置的圖。

圖7說明用于實驗的各種洗滌劑。

圖8說明n-AlGaN電子供應層表面的顆粒數和氧濃度比。

具體實施方式

下面參考附圖具體描述實施方案。

(第一實施方案)

下面描述第一實施方案。圖1A至1C是按照步驟說明根據第一實施方案的用于制造化合物半導體器件的方法的截面圖。

在如圖1A說明的第一實施方案中，形成包括化合物半導體層2和在其上的化合物半導體層3的疊層物1。疊層物1是化合物半導體疊層結構的實例。化合物半導體層2和3是氮化物半導體層，例如GaN層、AlGaN層和AlN層。