[發明專利]半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201780090465.2
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN110663105B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 南條拓真;林田哲郎;吉嗣晃治;古川彰彥
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L21/338
• 分類號: H01L21/338;H01L29/778;H01L29/812
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 金春實

提供在使用氮化半導體的場效應型晶體管中，得到充分的大小的漏極電流的技術。在半導體基板(1)的上表面，形成作為Alsubgt;x1/subgt;Insubgt;y1/subgt;Gasubgt;1?x1?y1/subgt;N的溝道層(3)，在溝道層(3)的上表面，形成具有比溝道層(3)的帶隙大的帶隙的作為Alsubgt;x2/subgt;Insubgt;y2/subgt;Gasubgt;1?x2?y2/subgt;N的勢壘層(4)。然后，在勢壘層(4)的上表面，至少部分性地形成具有比勢壘層(4)大的帶隙的、作為絕緣體或者半導體的柵極絕緣膜(9)，在柵極絕緣膜(9)的上表面，形成柵電極(10)。然后，一邊對柵電極(10)施加正的電壓，一邊進行熱處理。

技術領域

本申請說明書公開的技術例如涉及使用包含氮化物的半導體的場效應型晶體管。

背景技術

在使用包含氮化物的半導體的場效應型晶體管中，在半導體基板的上表面，依次形成GaN溝道層以及AlGaN勢壘層。而且，進而在AlGaN勢壘層的上表面，分別形成源電極、漏電極以及柵電極。

另外，在一起位于源電極以及漏電極的下方的溝道層以及AlGaN勢壘層中，分別形成高濃度且n型的雜質區域。在介于這些雜質區域之間的、未形成高濃度且n型的雜質區域的AlGaN勢壘層的上表面，以覆蓋該區域的方式，形成由AlGa_xO_y構成的柵極絕緣膜。進而，在該柵極絕緣膜的上表面，形成柵電極。

例如，專利文獻1(日本特開2008-305816號公報)記載的由氮化物半導體構成的異質結場效應型晶體管是如上述的構造。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-305816號公報

發明內容

在開關元件等中使用利用氮化物半導體的場效應型晶體管的情況下，最好為在未施加柵極電壓的狀態下不形成溝道的常斷(normally-off)型。

即使是如專利文獻1例示的構造，只要設計成在位于柵電極的下方的AlGaN勢壘層與GaN溝道層之間的異質界面不發生二維電子氣、即成為柵電極的下方的溝道層與AlGaN勢壘層之間的異質界面中的導帶下端的能量比費米能高的狀態，而且能夠在由AlGa_xO_y等構成的柵極絕緣膜與AlGaN勢壘層之間的界面形成不存在界面陷阱的理想的界面，則在常斷動作中能夠得到充分的漏極電流。

然而，在通過如專利文獻1例示的只是在AlGaN勢壘層的上表面堆積柵極絕緣膜的單純的工藝制造晶體管的情況下，在柵極絕緣膜與作為其下方的半導體層的AlGaN勢壘層之間的界面形成高濃度的界面陷阱能級。由此，利用柵極電壓的漏極電流的控制性降低，所以得不到充分的漏極電流。

本申請說明書公開的技術是為了解決如以上記載的問題而完成的，其目的在于提供一種在使用氮化半導體的場效應型晶體管中得到充分的大小的漏極電流的技術。

在本申請說明書公開的技術的第1方案中，在半導體基板的上表面，形成作為Al_x1In_y1Ga_1-x1-y1N(其中0≤x1≤1、0≤y1≤1)的溝道層，在所述溝道層的上表面，形成具有比所述溝道層的帶隙大的帶隙的作為Al_x2In_y2Ga_1-x2-y2N(其中0≤x2≤1、0≤y2≤1)的勢壘層，在所述勢壘層的上表面，至少部分性地形成具有比所述勢壘層大的帶隙的作為絕緣體或者半導體的柵極絕緣膜，在所述柵極絕緣膜的上表面，形成柵電極，一邊對所述柵電極施加正的電壓，一邊進行熱處理。