[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201410171412.1
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN104183636B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 美濃浦優一;岡本直哉
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/423;H01L29/06;H01L21/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 顧晉偉,彭鯤鵬

1.一種半導體器件，包括：

由氮化物半導體制成并形成在襯底上的第一半導體層；

由氮化物半導體制成并形成在所述第一半導體層上的第二半導體層；

在所述第二半導體層中或者在所述第二半導體層和所述第一半導體層中形成的柵極溝槽；

在所述柵極溝槽處形成的柵電極；以及

在所述第二半導體層上形成的源電極和漏電極，

其中，所述柵極溝槽距所述柵極溝槽的底部在端部處的深度比在所述柵極溝槽的底部的中部處更淺，

所述柵極溝槽的側壁由a面形成，

所述柵極溝槽的所述底部的所述中部由c面形成，并且

所述柵極溝槽的所述底部的所述端部形成從所述c面到所述a面的斜面。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第一半導體層由包含GaN的材料制成，并且所述第二半導體層由包含AlGaN的材料制成。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括：

在所述柵極溝槽處形成的絕緣層，其中所述柵電極形成在所述絕緣層上。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括：

由氮化物半導體制成并形成在所述第二半導體層上的第一導電型的第三半導體層。

5.一種半導體器件，包括：

由氮化物半導體制成并形成在具有導電性的襯底的表面上的第一導電型的第一半導體層；

由氮化物半導體制成并形成在所述第一半導體層上的第二導電型的第二半導體層；

由氮化物半導體制成并形成在所述第二半導體層上的所述第一導電型的第三半導體層；

在所述第三半導體層、所述第二半導體層和所述第一半導體層中形成的柵極溝槽；

在所述柵極溝槽處形成的絕緣層；

在所述柵極溝槽處形成的柵電極；

在所述第三半導體層上形成的源電極；以及

在所述襯底的另一表面上形成的漏電極，

其中，所述柵極溝槽距所述柵極溝槽的底部在端部處的深度比在所述柵極溝槽的底部的中部處更淺，

所述柵極溝槽的側壁由a面形成，

所述柵極溝槽的所述底部的所述中部由c面形成，并且

所述柵極溝槽的所述底部的所述端部形成從所述c面到所述a面的斜面。

6.根據權利要求5所述的半導體器件，其中所述第一半導體層、所述第二半導體層和所述第三半導體層分別由包含GaN的材料制成。

7.根據權利要求5所述的半導體器件，其中所述第一導電型為n型，并且所述第一半導體層和所述第三半導體層具有作為雜質元素摻雜的Si，以及

其中所述第二導電型為p型，并且所述第二半導體層具有作為雜質元素摻雜的Mg。

8.一種半導體器件的制造方法，所述方法包括：

在襯底上形成由氮化物半導體制成的第一半導體層；

在所述第一半導體層上形成由氮化物半導體制成的第二半導體層；

通過干法蝕刻在所述第二半導體層中或者在所述第二半導體層和所述第一半導體層中形成第一開口；

通過干法蝕刻在所述第一開口的底部處形成第二開口，并且形成角部，所述角部由作為c面的所述第一開口的所述底部和作為a面的所述第二開口的側壁形成；

在形成所述第二開口之后通過借助濕法蝕刻去除所述角部形成斜面，以形成柵極溝槽；

在所述柵極溝槽處形成柵電極；以及

在所述第二半導體層上形成源電極和漏電極。

9.根據權利要求8所述的制造方法，其中所述第一半導體層由包含GaN的材料制成，并且所述第二半導體層由包含AlGaN的材料制成。

10.根據權利要求8所述的制造方法，其中形成所述第一半導體層和形成所述第二半導體層分別通過MOCVD形成所述第一半導體層和所述第二半導體層。

11.根據權利要求8所述的制造方法，還包括：

在形成所述柵極溝槽之后，在所述柵極溝槽處形成絕緣層，

形成柵電極，其中所述形成柵電極為在形成在所述柵極溝槽處的所述絕緣層上形成所述柵電極。