半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施方式提供一种缺陷产生受到抑制的半导体装置及其制造方法。实施方式的半导体装置具备：衬底；第一氮化物半导体层，其设置于所述衬底上；第二氮化物半导体层，其设置于所述第一氮化物半导体层上；第三氮化物半导体层，其设置于所述第二氮化物半导体层上；电极，其设置于所述第三氮化物半导体层上；及绝缘层，其设置于所述第一氮化物半导体层与所述第二氮化物半导体层之间，且选择性地设置于所述电极下。

【技术实现步骤摘要】
[相关申请案]本申请案享受以日本专利申请案2015-51489号(申请日：2015年3月13日)为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及一种半导体装置及其制造方法。
技术介绍
在HEMT(High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管)等半导体装置中，有使用成长于衬底上的氮化物半导体层作为半导体层的情况。然而，如果使氮化物半导体层成长于衬底上，则会因他们的热膨胀系数之差、晶格常数的失配，而残留应力(例如拉伸应变)被施加于氮化物半导体层。有在此种具有残留应力的氮化物半导体层产生缺陷的情况。如果存在缺陷，则有如下情况：即便将HEMT控制为断开状态，也会发生产生漏电流等不良情况。
技术实现思路
本专利技术所欲解决的课题是提供一种缺陷产生受到抑制的半导体装置及其制造方法。实施方式的半导体装置包括：衬底；第一氮化物半导体层，其设置于所述衬底上；第二氮化物半导体层，其设置于所述第一氮化物半导体层上；第三氮化物半导体层，其设置于所述第二氮化物半导体层上；电极，其设置于所述第三氮化物半导体层上；及绝缘层，其设置于所述第一氮化物半导体层与所述第二氮化物半导体层之间，且选择性地设置于所述电极下。附图说明图1(a)是表示第一实施方式的半导体装置的主要部分的示意性剖视图。图1(b)是表示第一实施方式的半导体装置的主要部分的示意性剖视图。图2是表示第一实施方式的半导体装置的主要部分的示意性俯视图。图3(a)～图3(c)是表示第一实施方式的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性立体图。图4(a)及(b)是表示第一实施方式的芯片区域的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性剖视图。图5(a)及(b)是表示第一实施方式的芯片区域的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性剖视图。图6(a)及(b)是表示第一实施方式的芯片区域的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性剖视图。图7(a)及(b)是表示第一实施方式的芯片区域的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性剖视图。图8(a)及(b)是表示第一实施方式的芯片区域的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性剖视图。图9(a)及(b)是表示第一实施方式的芯片区域的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性剖视图。图10(a)及(b)是表示第一实施方式的芯片区域的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性剖视图。图11(a)及(b)是说明第一实施方式的效果的示意性剖视图。图12(a)及(b)是说明第一实施方式的效果的示意性剖视图。图13(a)～图13(c)是表示第二实施方式的半导体装置的主要部分的制造过程的示意性立体图。具体实施方式以下，一边参照附图，一边对实施方式进行说明。以下的说明中，对相同的构件标附相同的符号，对于已说明一次的构件，适当省略其说明。(第一实施方式)图1(a)是表示第一实施方式的半导体装置的主要部分的示意性剖视图。图1(b)是表示第一实施方式的半导体装置的主要部分的示意性剖视图。图2是表示第一实施方式的半导体装置的主要部分的示意性俯视图。图1(a)是表示沿图2的A1-A2线的位置的剖面，图1(b)是表示沿图2的B1-B2线的位置的剖面。而且，以下所例示的图中，导入三维座标。此处，X轴、Y轴、及Z轴分别交叉。例如，X轴、Y轴、及Z轴分别正交。作为第一实施方式的半导体装置100，作为一例，示出有HEMT(High Electron Mobility Transistor)的一例。可在能够实施的范围内变更以下所图示的电极、配线等配置。半导体装置100例如包括：衬底10、第一氮化物半导体层(以下，为第一缓冲层31及第二缓冲层32)、第二氮化物半导体层(以下，例如为载子移动层33)、第三氮化物半导体层(以下，例如为势垒层34)、电极(以下，例如为第一电极50、第二电极51、及第三电极52)、栅极绝缘膜53、绝缘层40、保护层60、及层间绝缘层61。实施方式的图中，将从衬底10朝向势垒层34的方向设为第一方向(Z方向)，将与第一方向交叉的方向设为第二方向(Y方向)及第三方向(X方向)。Y方向与X方向相互交叉。衬底10例如包含硅(Si)。衬底10不限定于硅衬底，也可为蓝宝石衬底、钻石衬底、硅碳化物衬底、碳衬底、氮化物半导体衬底、硼氮化物衬底、或锗衬底等。本实施方式中，作为一例，例示硅衬底作为衬底10。在衬底10为硅的情况下，其上表面10u例如为(111)面。第一缓冲层31设置于衬底10上。第一缓冲层31包含氮化铝。第二缓冲层32设置于第一缓冲层31上。第二缓冲层32包含氮化铝镓。载子移动层33设置于第二缓冲层32上。载子移动层33包含非掺杂的氮化镓()、或非掺杂的氮化铝镓(AlXGa1-XN(0≦X<1))。而且，载子移动层33也可包含GaxIn1-xNyAs1-y(0≦x≦1、0≦y≦1)、AlxInyGa1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1)、及BxIn1-xN(0≦x≦1)中的任一者。势垒层34设置于载子移动层33上。势垒层34包含非掺杂或的n型氮化铝镓(AlYGa1-YN(0<Y≦1、X<Y))。而且，势垒层34也可包含GaxIn1-xNyAs1-y(0≦x≦1、0≦y≦1)、AlxInyGa1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1)、及BxIn1-xN(0≦x≦1)中的任一者。在载子移动层33内的载子移动层33与势垒层34的界面附近产生二维电子(2DEG)。本实施方式中，将第一缓冲层31、第二缓冲层32、载子移动层33、及势垒层34作为层叠体30。第一电极50具有第一电极部(以下，例如为源极配线50i)、第二电极部(以下，例如为源极电极50s)、接触电极50c、场板电极50f、及源极垫电极50p。第一电极50设置于势垒层34上。源极电极50s设置于势垒层34上。源极电极50s设置着多个。源极电极50s电连接于势垒层34。源极电极50s与势垒层34欧姆接触。源极电极50s经由接触电极50c连接于场板电极50f。场板电极50f连接于源极配线50i。场板电极50f及源极配线50i例
如设置于层间绝缘层61上。源极配线50i例如沿Y方向延伸。源极配线50i经由场板电极50f、接触电极50c电连接于源极电极50s。源极垫电极50p连接于源极配线50i。第二电极51具有沿Y方向与第一电极50并列的部分。例如，第二电极51具有第三电极部(以下，例如为漏极配线51ia)、第四电极部(以下，例如为漏极电极51d)、漏极配线51ib、接触电极51c、及漏极垫电极51p。第二电极51设置于势垒层34上。漏极电极51d设置于势垒层34上。漏极电极51d设置着多个。漏极电极51d电连接于势垒层34。漏极电极51d与势垒层34欧姆接触。漏极电极51d于Y方向上设置于源极电极50s的侧方。漏极配线51ia例如设置于层间绝缘层61上。漏极配线51ia沿Y方向延伸。漏极配线51ia经由漏极配线51ib、接触电极51c电连接于漏极电极51d。漏极垫电极51p连接于漏极配线51ia。源极电极50s及漏极电极51d设置于源极配线50i与漏极配线51ia之间。源极电极50s及漏极电极51d在势垒层34上沿X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：衬底；第一氮化物半导体层，其设置于所述衬底上；第二氮化物半导体层，其设置于所述第一氮化物半导体层上；第三氮化物半导体层，其设置于所述第二氮化物半导体层上；电极，其设置于所述第三氮化物半导体层上；以及绝缘层，其设置于所述第一氮化物半导体层与所述第二氮化物半导体层之间，且选择性地设置于所述电极下。

【技术特征摘要】
2015.03.13 JP 2015-0514891.一种半导体装置，其特征在于具备：衬底；第一氮化物半导体层，其设置于所述衬底上；第二氮化物半导体层，其设置于所述第一氮化物半导体层上；第三氮化物半导体层，其设置于所述第二氮化物半导体层上；电极，其设置于所述第三氮化物半导体层上；以及绝缘层，其设置于所述第一氮化物半导体层与所述第二氮化物半导体层之间，且选择性地设置于所述电极下。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述电极具有设置于所述第三氮化物半导体层上的第一电极、第二电极、及第三电极；所述第一电极具有沿与从所述衬底朝向所述第三氮化物半导体层的第一方向交叉的第二方向延伸的第一电极部、及沿与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向延伸的第二电极部，所述第一电极部电连接于所述第二电极部，所述第二电极部电连接于所述第三氮化物半导体层；所述第二电极具有沿所述第二方向延伸的第三电极部、及沿所述第三方向延伸的第四电极部，所述第三电极部电连接于所述第四电极部，所述第四电极部电连接于所述第三氮化物半导体层，所述第四电极部与所述第二电极部并列；所述第三电极具有沿所述第二方向延伸的第五电极部、及沿所述第三方向延伸的第六电极部，所述第五电极部电连接于所述第六电极部，所述第六电极部设置于所述第二电极部与所述第四电极部之间；并且所述绝缘层设置于所述第一电极部、所述第三电极部、以及所述第五电极部的至少任一者之下。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于：所述绝缘层设置于所述第一电极部与所述第四电极部之间的区域以及所述第三电极部与所述第二电极部之间的区域的至少任一处。4.根据权利要求2或3所述的半导体装置，其特征在于：所述绝缘层设置于所述第二电极部下以及所述第四电极部下的至少任一处。5.根据权利要求2或3所述的半导体装置，其特征在于：所述绝缘层设置于包围配置有所述第二电极部、所述第四电极部、以及所述第六电极部的元件区域的终端区域。6.一种半导体装置的制造方法，其特征在于具备：在衬底上形成第一氮化物半导体层的步骤；在所述第一氮化物半导体层上选择性地形成绝缘层的步骤；在所述第一氮化物半导体层上以及所述绝缘层上形成第二氮化物半导体层的步骤；在所述第二氮化物半导体层上形成第三氮化物半导体层的步骤；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川千里，小川雅章，罇贵子，西脇若菜，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP