氮化物半导体装置制造方法及图纸

氮化物半导体装置(100)具备：基板(110)；在基板(110)的上方被依次设置的漂移层(120)及阻挡层(130)；栅极开口部(140)，贯通阻挡层(130)而延伸到漂移层(120)；被依次设置的电子传输层(150)及电子供给层(151)，具有位于阻挡层(130)的上方的部分和沿着栅极开口部(140)的内表面的部分；栅极电极(170)，以覆盖栅极开口部(140)的方式而被设置；源极开口部(160)，贯通电子传输层(150)及电子供给层(151)而延伸到阻挡层(130)；源极电极(180S)，被设置在源极开口部(160)；以及漏极电极(180D)，被设置在基板(110)的背面侧，在平面视的情况下，栅极开口部(140)的长度方向上的端部(143)的轮廓(143a)的至少一部分，呈沿着圆弧或椭圆弧的形状。

Nitride semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氮化物半导体装置
本公开涉及氮化物半导体装置。
技术介绍
GaN(氮化镓)等的氮化物半导体是能带隙大的宽禁带半导体，其特征为电击穿电场很大，电子的饱和漂移速度比GaAs(砷化镓)半导体或者Si(硅)半导体等大。氮化物半导体有利于高输出化且高耐压化，所以对使用氮化物半导体的功率晶体管进行了研究开发。例如，在专利文献1公开了被形成为GaN基层叠体的半导体装置。在专利文献1所述的半导体装置具备：再生长层，位于覆盖被设置在GaN基层叠体的开口部的位置；以及栅极电极，沿着再生长层位于再生长层上。再生长层包括沟道，以既获得沟道的高迁移率，又获得纵方向的耐压及栅极电极端的耐压性能为目标。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1∶日本特开2011－138916号公报然而，所述以往的氮化物半导体装置在开口部的端部中栅极－源极之间产生漏电流，进而出现半导体装置的耐压降低这样的问题。
技术实现思路
于是，本公开提供一种低漏电流，并且高耐压的氮化物半导体装置。为了解决所述课题，本公开的一个方式涉及的氮化物半导体装置，具备：基板，具有相互背对的第一主面以及第二主面；具有第一导电型的第一氮化物半导体层，被设置在所述第一主面的上方；阻挡层，被设置在所述第一氮化物半导体层的上方；第一开口部，贯通所述阻挡层而延伸到所述第一氮化物半导体层；电子传输层以及电子供给层，从所述基板侧被依次设置，并且所述电子传输层以及电子供给层具有位于所述阻挡层的上方的部分和沿着所述第一开口部的内表面的部分；栅极电极，在所述电子供给层的上方并且以覆盖所述第一开口部的方式而被设置；第二开口部，在从所述栅极电极隔开的位置，贯通所述电子供给层以及所述电子传输层而延伸到所述阻挡层；源极电极，被设置在所述第二开口部，与所述阻挡层连接；以及漏极电极，被设置在所述第二主面侧，在对所述第一主面进行平面视的情况下，(i)所述第一开口部以及所述源极电极，在规定的方向上分别为细长状，(ii)所述第一开口部的在长度方向上的第一端部的轮廓的至少一部分，呈沿着圆弧或椭圆弧的形状。通过本公开，能够提供一种低漏电流，并且高耐压的氮化物半导体装置。附图说明图1是实施方式1涉及的氮化物半导体装置的截面图。图2是示出实施方式1涉及的氮化物半导体装置的平面布置的平面图。图3是示出图2的III区域中的栅极开口部的端部的形状的放大平面图。图4是示出实施方式1的变形例涉及的栅极开口部的端部的形状的放大平面图。图5是示出实施方式2涉及的氮化物半导体装置的平面布置的平面图。图6是示出图5的VI区域中的栅极开口部的端部的形状的放大平面图。图7是示出实施方式3涉及的氮化物半导体装置的平面布置的平面图。图8是用于说明在实施方式3涉及的氮化物半导体装置中基板的偏移角(OffAngle)引起的生长异常的平面图。图9是示出实施方式3涉及的栅极开口部的两端部的形状的放大平面图。图10是示出实施方式4涉及的氮化物半导体装置的平面布置的平面图。图11是示出实施方式4涉及的栅极开口部的两端部的形状的放大平面图。具体实施方式(成为本公开的基础的知识和见解)本专利技术者们针对在
技术介绍
的部分记载的以往的半导体装置，发现了存在以下的问题。在以往的半导体装置中，在开口部的端部确认了再生长层的生长异常。本专利技术者研究了生长异常的原因，其结果发现了起因于以往的开口部的端部的平面视形状为六边形。具体而言，在开口部的端部的六边形的顶点成为生长奇异点，在该顶点的附近，从开口部的侧壁向多个方向生长。在顶点附近的再生长层，发生空穴(void)，该空穴成为漏电流的原因，结果导致半导体装置的耐压低下。这样，在以往的半导体装置，存在产生漏电流并且耐压低下这样的问题。为了解决所述问题，本公开的一个方式涉及的氮化物半导体装置，具备：基板，具有相互背对的第一主面以及第二主面；具有第一导电型的第一氮化物半导体层，被设置在所述第一主面的上方；阻挡层，被设置在所述第一氮化物半导体层的上方；第一开口部，贯通所述阻挡层而延伸到所述第一氮化物半导体层；电子传输层以及电子供给层，从所述基板侧被依次设置，并且所述电子传输层以及电子供给层具有位于所述阻挡层的上方的部分和沿着所述第一开口部的内表面的部分；栅极电极，在所述电子供给层的上方并且以覆盖所述第一开口部的方式而被设置；第二开口部，在从所述栅极电极隔开的位置，贯通所述电子供给层以及所述电子传输层而延伸到所述阻挡层；源极电极，被设置在所述第二开口部，与所述阻挡层连接；以及漏极电极，被设置在所述第二主面侧，在对所述第一主面进行平面视的情况下，(i)所述第一开口部以及所述源极电极，在规定的方向上分别为细长状，(ii)所述第一开口部的在长度方向上的第一端部的轮廓的至少一部分，呈沿着圆弧或椭圆弧的形状。通过上述，在平面视时第一开口部的端部的轮廓的至少一部分呈沿着圆弧或者椭圆弧的形状，所以能够控制从第一开口部的侧壁的生长方向的急剧的变化。因为生长方向的变化被抑制，所以电子供给层以及电子传输层等再生长层的生长异常被抑制，提高在第一开口部的端部的再生长层的膜质。因此，在该端部的漏电流被抑制，氮化物半导体装置的耐压的降低被抑制。如上所述，通过本实施方式涉及的氮化物半导体装置，能够实现低漏电流，并且高耐压。此外例如可以是，所述栅极电极具备：金属膜；以及具有第二导电型的半导体层，位于所述金属膜与所述电子供给层之间，所述第二导电型的极性与所述第一导电型的极性不同。从而，通过半导体层，能够提高栅极电极的正下方向的沟道的电势，所以能够减少栅极电极的正下方向的载流子浓度。从而能够使氮化物半导体装置进行常闭动作。此外例如可以是，所述第一开口部具有：两个直线部，在对所述第一主面进行平面视的情况下，所述两个直线部沿着所述长度方向以直线状延伸，且所述源极电极位于所述两个直线部之间；以及第一连接部，是将所述两个直线部的端部彼此连接的所述第一端部。通过上述，连接2个直线部的连接部的轮廓成为直径大的圆弧或者椭圆弧。因此，能够进一步抑制从连接部的侧壁的生长方向的急剧的变化，所以能够抑制再生长层的生长异常。从而，能够抑制连接部的附近的漏电流，能够抑制氮化物半导体装置的耐压的低下。此外例如可以是，所述第一主面，具有沿着所述长度方向倾斜的偏移角。通过上述，能够提高外延生长等而成膜的氮化物半导体的膜质。因为能够抑制在氮化物半导体产生的缺陷，能够减少因为缺陷引起的漏电流等，能够提高氮化物半导体装置的耐压。此外例如可以是，所述第一端部是在所述第一开口部的长度方向上的两端部中，基于所述第一主面的偏移角而倾斜的上端侧的端部，在对所述第一主面进行平面视的情况下，(a)所述栅极电极包围所述源极电极，(b)第一距离是沿着所述长度方向的第一虚拟直线上的距离，并且是所述源极电极侧的所述第一连接部的轮廓与所述源极电极侧的所述栅极电极的轮廓之间的距离，(c)第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化物半导体装置，具备：/n基板，具有相互背对的第一主面以及第二主面；/n具有第一导电型的第一氮化物半导体层，被设置在所述第一主面的上方；/n阻挡层，被设置在所述第一氮化物半导体层的上方；/n第一开口部，贯通所述阻挡层而延伸到所述第一氮化物半导体层；/n电子传输层以及电子供给层，从所述基板侧被依次设置，并且所述电子传输层以及电子供给层具有位于所述阻挡层的上方的部分和沿着所述第一开口部的内表面的部分；/n栅极电极，在所述电子供给层的上方并且以覆盖所述第一开口部的方式而被设置；/n第二开口部，在从所述栅极电极隔开的位置，贯通所述电子供给层以及所述电子传输层而延伸到所述阻挡层；/n源极电极，被设置在所述第二开口部，与所述阻挡层连接；以及/n漏极电极，被设置在所述第二主面侧，/n在对所述第一主面进行平面视的情况下，/n(i)所述第一开口部以及所述源极电极，在规定的方向上分别为细长状，/n(ii)所述第一开口部的在长度方向上的第一端部的轮廓的至少一部分，呈沿着圆弧或椭圆弧的形状。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171116 JP 2017-2209101.一种氮化物半导体装置，具备：
基板，具有相互背对的第一主面以及第二主面；
具有第一导电型的第一氮化物半导体层，被设置在所述第一主面的上方；
阻挡层，被设置在所述第一氮化物半导体层的上方；
第一开口部，贯通所述阻挡层而延伸到所述第一氮化物半导体层；
电子传输层以及电子供给层，从所述基板侧被依次设置，并且所述电子传输层以及电子供给层具有位于所述阻挡层的上方的部分和沿着所述第一开口部的内表面的部分；
栅极电极，在所述电子供给层的上方并且以覆盖所述第一开口部的方式而被设置；
第二开口部，在从所述栅极电极隔开的位置，贯通所述电子供给层以及所述电子传输层而延伸到所述阻挡层；
源极电极，被设置在所述第二开口部，与所述阻挡层连接；以及
漏极电极，被设置在所述第二主面侧，
在对所述第一主面进行平面视的情况下，
(i)所述第一开口部以及所述源极电极，在规定的方向上分别为细长状，
(ii)所述第一开口部的在长度方向上的第一端部的轮廓的至少一部分，呈沿着圆弧或椭圆弧的形状。


2.如权利要求1所述的氮化物半导体装置，
所述栅极电极具备：
金属膜；以及
具有第二导电型的半导体层，位于所述金属膜与所述电子供给层之间，所述第二导电型的极性与所述第一导电型的极性不同。


3.如权利要求1或者2所述的氮化物半导体装置，
所述第一开口部具有：
两个直线部，在对所述第一主面进行平面视的情况下，所述两个直线部沿着所述长度方向以直线状延伸，且所述源极电极位于所述两个直线部之间；以及
第一连接部，是将所述两个直线部的端部彼此连接的所述第一端部。


4.如权利要求3所述的氮化物半导体装置，
所述第一主面，具有沿着所述长度方向倾斜的偏移角。


5.如权利要求4所述的氮化物半导体装置，
所述第一端部是在所述第一开口部的长度方向上的两端部中，基于所述第一主面的偏移角而倾斜的上端侧的端部，
在对所述第一主面进行平面视的情况下，
(a)所述栅极电极包围所述源...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田大辅，田村聪之，平下奈奈子，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP