[發明專利]半導體裝置和制造半導體裝置的方法

有效

• 申請號: 201410222766.4
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN104183638B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 金村雅仁
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/06;H01L29/08;H01L21/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 朱勝,陳煒

1.一種半導體裝置，包括：

基板上的、由氮化物半導體形成的第一半導體層；

所述第一半導體層上的、由氮化物半導體形成的第二半導體層；

絕緣層，所述絕緣層由包括氧化物的材料形成，并且通過從所述第二半導體層側開始、按第一絕緣層隨后是第二絕緣層的放置順序層疊所述第一絕緣層和所述第二絕緣層而形成在所述第二半導體層上，其中，包括在所述第一絕緣層的每單位體積中的-OH基的量小于包括在所述第二絕緣層的每單位體積中的-OH基的量，并且包括在所述第一絕緣層的每單位體積中的-OH基的量是C-V特性中的電容的平均值處的滯后寬度為0.4V的量；

形成在所述第二半導體層上的源極電極和漏極電極；以及

形成在所述第二絕緣層上的柵極電極。

2.一種半導體裝置，包括：

基板上的、由氮化物半導體形成的第一半導體層；

所述第一半導體層上的、由氮化物半導體形成的第二半導體層；

由包括氧化物的材料形成并且形成在所述第二半導體層上的絕緣層，其中，包括在每單位體積中的-OH基的量是C-V特性中的電容的平均值處的滯后寬度為0.4V的量，并且包括在每單位體積中的-OH基的量從所述第二半導體層側朝向所述絕緣層的表面增加；

形成在所述第二半導體層上的源極電極和漏極電極；以及

形成在所述絕緣層的所述表面上的柵極電極。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，

所述絕緣層通過利用包括氧的等離子體的原子層沉積而形成，以及

形成所述第一絕緣層時的基板溫度高于形成所述第二絕緣層時的基板溫度。

4.根據權利要求3所述的半導體裝置，其中，

形成所述第一絕緣層時的所述基板溫度大于或等于400℃并且小于或等于550℃。

5.一種半導體裝置，包括：

基板上的、由氮化物半導體形成的第一半導體層；

所述第一半導體層上的、由氮化物半導體形成的第二半導體層；

絕緣層，所述絕緣層通過利用包括氧的等離子體的原子層沉積形成，并且通過從所述第二半導體層側開始、按第一絕緣層隨后是第二絕緣層的放置順序層疊所述第一絕緣層和所述第二絕緣層而形成在所述第二半導體層上，其中，以大于或等于400℃并且小于或等于550℃的基板溫度形成所述第一絕緣層，以便-OH基的量降低，直到C-V特性中的電容的平均值處的滯后寬度為0.4V，并且以低于所述第一絕緣層的基板溫度形成所述第二絕緣層；

形成在所述第二半導體層上的源極電極和漏極電極；以及

形成在所述第二絕緣層上的柵極電極。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，其中，

所述絕緣層由包括氧化鋁、二氧化鉿和氧化硅中的任一個的材料形成。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，還包括：

所述第二半導體層上的、由氮化物半導體形成的第三半導體層，其中，

所述絕緣層形成在所述第三半導體層上。

8.根據權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，還包括：

通過去除要形成所述柵極電極的區域中的所述第二半導體層而形成的柵極凹陷。

9.根據權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，還包括：

所述第二半導體層上的、由氮化物半導體形成的第三半導體層；以及

通過去除要形成所述柵極電極的區域中的所述第三半導體層和所述第二半導體層而形成的柵極凹陷，其中，

所述絕緣層形成在所述柵極凹陷和所述第三半導體層上。

10.根據權利要求7所述的半導體裝置，其中，

所述第三半導體層由包括GaN的材料形成。

11.根據權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，其中，

所述第一半導體層由包括GaN的材料形成。

12.根據權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，其中，

所述第二半導體層由包括AlGaN、InGaAlN和InAlN中的任一個的材料形成。