半导体装置制造方法及图纸

技术编号:12081957 阅读:67 留言:0更新日期:2015-09-19 19:48
本发明专利技术提供抑制电气特性的变动的半导体装置。实施方式的半导体装置具备:GaN系半导体层;设置在GaN系半导体层上的源极;设置在GaN系半导体层上的漏极;在源极与漏极之间的、设置在GaN系半导体层上的栅极;以及在栅极与漏极之间与GaN系半导体层接触地设置的第1导电层。

【技术实现步骤摘要】
本申请享有以日本专利申请2014-52765号(申请日:2014年3月14日)作为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及半导体装置
技术介绍
具备高绝缘击穿强度、能够减少电力损失的GaN系半导体装置在向功率电子学用半导体装置或高频功率半导体装置中等的应用受到期待。但是,在GaN系半导体装置中,存在若干电气特性方面的课题。作为电气特性方面的课题之一,存在“电流崩塌”。电流崩塌是指:在对晶体管施加高漏极电压后,当再次施加漏极电压时,导通电阻上升的现象。作为电流崩塌的主要因素之一,认为是在沟道中移动的电子在GaN系半导体表面等被捕获。
技术实现思路
本专利技术提供一种抑制了电气特性的变动的半导体装置。实施方式的半导体装置具备:GaN系半导体层;设置在GaN系半导体层上的源极;设置在GaN系半导体层上的漏极;在源极与漏极之间的、设置在GaN系半导体层上的栅极;以及在栅极与漏极之间与GaN系半导体层接触设置的第1导电层。附图说明图1是第1实施方式的半导体装置的示意剖视图。图2是第1实施方式的半导体装置的示意俯视图。图3是第2实施方式的半导体装置的示意剖视图。图4是第2实施方式的半导体装置的示意俯视图。图5是第3实施方式的半导体装置的示意剖视图。图6是第4实施方式的半导体装置的示意剖视图。图7是第4实施方式的半导体装置的示意俯视图。图8是第5实施方式的半导体装置的示意剖视图。图9是第5实施方式的半导体装置的示意俯视图。图10是第6实施方式的半导体装置的示意剖视图。图11是第7实施方式的半导体装置的示意剖视图。图12是第8实施方式的半导体装置的示意剖视图。具体实施方式以下,参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外,在以下的说明中,对相同的部件等标注相同的标号,且对于说明过一次的部件等适当地省略说明。在本说明书中,“GaN系半导体”是具备GaN(氮化镓)、AlN(氮化铝)、InN(氮化铟)以及它们的中间组成的半导体的总称。并且,在本说明书中,AlGaN意味着以AlxGa1-xN(0<x<1)的组成式表示的半导体。(第1实施方式)本实施方式的半导体装置具备:GaN系半导体层;设置在GaN系半导体层上的源极:设置在GaN系半导体层上的漏极;在源极与漏极之间的、设置在GaN系半导体层上的栅极;以及在栅极与漏极之间与GaN系半导体层接触设置的第1导电层。图1是本实施方式的半导体装置的示意剖视图。图2是本实施方式的半导体装置的示意俯视图。本实施方式的半导体装置是使用了GaN系半导体的HEMT(High Electron Mobility Transistor)。本实施方式的半导体装置具备基板10、GaN系半导体层12、源极14、漏极16、栅极18、第1导电层20、第1电阻体22。基板10例如是GaN。基板10除了使用GaN之外,也能够使用SiC、Si、氧化镓、蓝宝石等的基板。在基板10上设置有GaN系半导体层12。GaN系半导体层12从基板10侧开始由缓冲层12a、GaN层12b、AlGaN层12c构成。这样,GaN系半导体层12具备GaN层12b和AlGaN层12c的层叠构造。GaN系半导体层12的表面例如相对于c面具备0度以上1度以下的角度。GaN系半导体的结晶构造能够以六方晶系近似。以沿着六棱柱的轴向的c轴作为法线的面(六棱柱的顶面)为c面、即(0001)面。缓冲层12a具备缓和基板10与GaN系半导体层12之间的晶格失配的功能。缓冲层12a例如由AlGaN和GaN的多层构造形成。AlGaN层12c例如使用由AlxGa1-xN(0<x<0.3)的组成式表示的半导体。本实施方式的半导体装置是以GaN层12b作为所谓的动作层(沟道层)、以AlGaN层12c作为所谓的阻挡层(电子供给层)的HEMT。源极14以及漏极16例如是金属等导电体。优选源极14以及漏极16与GaN系半导体层12之间的接触是欧姆接触(欧姆接触)。源极14以及漏极16例如是钛(Ti)和铝(Al)的层叠构造。栅极18例如是金属等导电体。优选栅极18与GaN系半导体层12之间的接触是肖特基接触(肖特基接触)。栅极18例如是镍(Ni)和金(Au)的层叠构造。第1导电层20在栅极18与漏极16之间与GaN系半导体层12接触地设置。在本实施方式中,与AlGaN层12c接触地设置。第1导电层20具备将在GaN系半导体层12中产生的电荷从GaN系半导体层12除去、抑制在GaN系半导体层12中产生的电荷在半导体装置中的不均匀的功能。第1导电层20例如是金属。第1导电层20例如是镍(Ni)和金(Au)的层叠构造。对于第1导电层20与GaN系半导体层12之间的接触,从抑制电子从二维电子云流入第1导电层20的观点出发,优选是肖特基接触(肖特基接触)。第1导电层20如图2所示具有与栅极18的伸长方向平行的多个线状部20a。并且,第1导电层20与漏极16电连接。另外,图2中连结第1导电层20和漏极16的实线示意性地表示第1导电层20和漏极16电连接的情况。在本说明书中的其他附图中,同样的实线也示意性地表示电连接。具体而言,借助与第1导电层20、漏极16相同层的布线、或者与第1导电层20、漏极16不同层的布线、接点等而连接。第1电阻体22设置在第1导电层20与漏极16之间。第1电阻体22的电阻率比第1导电层20高。在图2中,第1电阻体22用电路符号表示,但由高电阻的半导体、金属、金属氧化物等形成。第1电阻体22具体而言例如由多晶硅形成。第1电阻体22通过提高第1导电层20与漏极16之间的电阻来抑制施加于第1导电层20与漏极16之间的电压、在第1导电层20与漏极16之间流动的电流,减少第1导电层20对晶体管动作造成的影响。在使用GaN系半导体的晶体管中,例如像电流崩塌那样,晶体管特性的变动成为问题。GaN系半导体是压电体,会发生极化而产生内部电场。利用由该内部电场生成的二维电子云的就是HEMT。可是,通过产生内部电场,例如,由于电荷从二维电子云飞出、或因碰撞电离化而产生的电荷等的捕获等,存在预料之外地产生电荷的局部存在等的顾虑。进而,这样的电荷的飞出、电荷的局部存在会成为晶体管特性的变动的主要因素。在本实施方式中,能够使在GaN系半导体层12内产生的不需要的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置,其特征在于,具备:GaN系半导体层;设置在所述GaN系半导体层上的源极;设置在所述GaN系半导体层上的漏极;在所述源极与所述漏极之间的、设置在所述GaN系半导体层上的栅极;以及在所述栅极与所述漏极之间与所述GaN系半导体层接触地设置的第1导电层。

【技术特征摘要】
2014.03.14 JP 2014-0527651.一种半导体装置,其特征在于,具备:
GaN系半导体层;
设置在所述GaN系半导体层上的源极;
设置在所述GaN系半导体层上的漏极;
在所述源极与所述漏极之间的、设置在所述GaN系半导体层上的栅极;
以及
在所述栅极与所述漏极之间与所述GaN系半导体层接触地设置的第1
导电层。
2.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,
所述第1导电层具有与所述栅极的伸长方向平行的多个线状部。
3.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,
所述第1导电层是金属。
4.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,
所述第1导电层与所述漏极连接。
5.根据权利要求4所述的半导体装置,其特征在于,
在所述第1导电层与所述漏极之间还具备电阻率比所述第1导电层高
的第1电阻体。
6.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,
还具备接地端子,所述第1导电层与所述接地端子连接。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述GaN系半导体层与所述第1导电层肖特基接触。
8.根据权利要求2所述的半导体装置,其特征在于,
所述多个线状部具有不同的线宽,距所述栅极最近的线状部的线宽最
宽。
9.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,
还具备在所述源极与所述栅极之间与所述GaN系半导体层接触地设置
的第2导电层。
10.根据权利要求9所述的半导体装置,其特征在于,
所述第2导电层与所述源极连接。
11.一种半导体装置,其特征在于,具备:
GaN系半导体层;
设置在所述GaN系半导体层上的源极;
设置在所述GaN系半导体层上的漏极;
在所述源极与所述漏极之间的、设置在所述GaN系半导体层上的栅极;
在所述栅极与所述漏极之间与所述GaN系半导体层接触地设置的第1
保护膜;以及
设置在所述第1保护膜上、且电阻率比...

【专利技术属性】
技术研发人员:安本恭章梁濑直子阿部和秀内原士齐藤泰伸仲敏行吉冈启小野祐大野哲也藤本英俊增子真吾古川大八木恭成汤元美树饭田敦子村上友佳子罇贵子
申请(专利权)人:株式会社东芝
类型:发明
国别省市:日本;JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1