[發明專利]開關元件的制造方法

有效

• 申請號: 201711351298.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108242399B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 山田哲也;上田博之;森朋彥
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

本發明提供一種開關元件的制造方法，包括如下工序：在第一n型半導體層向表面露出的GaN半導體基板的所述表面形成凹部；使p型的體層在所述凹部內和所述GaN半導體基板的所述表面生長；將所述體層的表層部除去，使所述第一n型半導體層向所述GaN半導體基板的所述表面露出并且使所述體層殘留在所述凹部內；形成通過所述體層而從所述第一n型半導體層分離并且向所述GaN半導體基板的所述表面露出的第二n型半導體層；及形成隔著絕緣膜與所述體層對向的柵電極。

技術領域

本公開涉及開關元件的制造方法。

背景技術

日本特開2009-147381公開了通過向SiC半導體基板注入p型雜質離子和n型雜質離子來形成開關元件的技術。當向SiC半導體基板注入雜質離子時，會在SiC半導體基板的內部形成晶體缺陷。然而，之后通過對SiC半導體基板進行退火，能夠使在SiC半導體基板的內部形成的晶體缺陷消失而使SiC半導體基板的晶體性恢復。

發明內容

開發出了使用GaN半導體基板來制造開關元件的技術。在GaN半導體基板中，難以通過退火使存在于p型半導體層的內部的晶體缺陷消失，難以使所述GaN半導體基板的晶體性恢復。因此，當如日本特開2009-147381那樣通過離子注入來形成p型半導體層時，難以使通過離子注入而形成于p型半導體層的晶體缺陷恢復。

具有p型的體層(形成溝道的半導體層)的開關元件的接通電阻根據體層的晶體缺陷密度而大幅變化。當體層的晶體缺陷密度高時，開關元件的接通電阻升高，在開關元件中容易產生損失。

當通過離子注入在GaN半導體基板形成體層時，體層的晶體缺陷密度會進一步升高。而且，這種情況下，難以使體層的晶體性恢復。因此，當通過離子注入在GaN半導體基板形成體層時，開關元件的接通電阻有可能進一步升高。

本公開的方案的開關元件的制造方法包括如下步驟：在第一n型半導體層向表面露出的GaN半導體基板的所述表面形成凹部；使作為p型的GaN半導體層的體層在所述凹部內和所述GaN半導體基板的所述表面生長；將所述體層的表層部除去，使所述第一n型半導體層向所述GaN半導體基板的所述表面露出并且使所述體層殘留在所述凹部內的步驟；在除去所述體層的所述表層部之后，在所述體層的分布區域內的一部分形成第二n型半導體層，該第二n型半導體層通過所述體層而從所述第一n型半導體層分離，并且向所述GaN半導體基板的所述表面露出；及在除去所述體層的所述表層部之后，在所述GaN半導體基板的所述表面的在所述第一n型半導體層與所述第二n型半導體層之間所述體層露出的范圍內形成柵電極，該柵電極隔著絕緣膜與所述體層對向。

根據本公開的方案，對于第二n型半導體層的形成和柵電極的形成，可以先實施任何一個。需要說明的是，在先進行柵電極的形成的情況下，在GaN半導體基板的表面的在第一n型半導體層與第二n型半導體層之間體層露出的范圍內設置有柵電極的構造只要在柵電極的形成和第二n型半導體層的形成的雙方完成后的階段得到即可。

根據本公開的方案，由在凹部內生長的p型半導體層構成體層。能夠以不使用離子注入的方式形成體層。因此，根據所述制造方法，能夠制造出接通電阻更低的開關元件。

附圖說明

以下，參照附圖對本發明的典型實施例的特征、優點及技術上和工業上的重要性進行說明。在這些附圖中，相同的標號表示相同的要素。

圖1是實施例1的MOSFET的剖視圖。

圖2是實施例1的MOSFET的制造方法的說明圖。

圖3是實施例1的MOSFET的制造方法的說明圖。

圖4是實施例1的MOSFET的制造方法的說明圖。

圖5是實施例1的MOSFET的制造方法的說明圖。

圖6是實施例1的MOSFET的制造方法的說明圖。