本发明专利技术的目的在于提供一种降低鳍式晶体管的特性偏差的半导体装置。半导体装置具备基板、半导体层、元件区域以及多个鳍式晶体管。基板包括主面。半导体层作为构成基板的主面的表层而设置，或者设置在基板的主面上。半导体层具有在与基板的主面处于对应关系的晶面上具有相互等价的关系的多个晶体取向中的两个晶体取向所成的角度为60度或120度的晶体结构。元件区域由设置于基板的主面的多个单位元件区域构成。多个鳍式晶体管分别形成于多个单位元件区域中的半导体层。多个鳍式晶体管从元件区域的中央部朝向外周部呈放射状地延伸。多个鳍式晶体管中的彼此相邻的两个鳍式晶体管的间隔为60度或120度。间隔为60度或120度。间隔为60度或120度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置以及半导体装置的制造方法
[0001]本公开涉及半导体装置以及半导体装置的制造方法。
技术介绍
[0002]在晶体管的高输出化或高速工作中，缩小栅极电极并缩短沟道长度是有效的。另一方面，由于沟道长度变短，因此基于栅极电压的漏极电流的控制性变差。即，短沟道效应变得显著。作为降低该短沟道效应的结构，已知有鳍式晶体管(fin transistor)(例如，参照专利文献1或2)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2008
‑
235465号公报
[0006]专利文献2：日本特开2009
‑
130036号公报
技术实现思路
[0007]专利技术要解决的课题
[0008]在多个鳍式晶体管的延伸方向相对于形成鳍(fin)的半导体材料的晶体取向产生偏差的情况下，这些鳍式晶体管的特性偏差会增加。
[0009]为了解决上述课题，本公开的目的在于提供一种降低鳍式晶体管的特性偏差的半导体装置。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本公开的半导体装置具备基板、半导体层、元件区域以及多个鳍式晶体管。基板包括主面。半导体层作为构成基板的主面的表层而设置，或者设置在基板的主面上。半导体层具有在与基板的主面处于对应关系的晶面上具有相互等价的关系的多个晶体取向中的两个晶体取向所成的角度为60度的晶体结构。元件区域由设置于基板的主面的多个单位元件区域构成。多个鳍式晶体管分别形成于多个单位元件区域中的半导体层。多个鳍式晶体管从元件区域的中央部朝向外周部呈放射状地延伸。多个鳍式晶体管中的彼此相邻的两个鳍式晶体管的间隔为60度或120度。
[0012]专利技术的效果
[0013]根据本公开的半导体装置，鳍式晶体管的特性偏差降低。
[0014]本公开的目的、特征、方面以及优点通过以下的详细说明和附图变得更为明了。
附图说明
[0015]图1是表示实施方式1中的半导体装置的结构的立体图。
[0016]图2是表示实施方式1中的半导体装置的结构的俯视图。
[0017]图3是表示实施方式1中的鳍式晶体管的结构的图。
[0018]图4是表示实施方式1中的鳍式晶体管的结构的图。
[0019]图5是表示实施方式1中的半导体装置的制造方法的流程图。
[0020]图6是表示半导体装置的制造工序的一例的图。
[0021]图7是表示半导体装置的制造工序的一例的图。
[0022]图8是表示实施方式1的变形例1中的半导体装置的结构的俯视图。
[0023]图9是表示实施方式2中的半导体装置的结构的立体图。
[0024]图10是表示实施方式2中的鳍式晶体管的结构的图。
[0025]图11是表示实施方式3中的半导体装置的结构的立体图。
[0026]图12是表示实施方式3中的鳍式晶体管的结构的图。
[0027]图13是表示实施方式4中的半导体装置的结构的立体图。
[0028]图14是表示实施方式4中的鳍式晶体管的结构的图。
[0029]图15是表示实施方式5中的半导体装置的结构的立体图。
[0030]图16是表示实施方式5中的半导体装置的结构的俯视图。
[0031]图17是表示实施方式6中的半导体装置的结构的立体图。
[0032]图18是表示实施方式6中的鳍式晶体管的结构的图。
具体实施方式
[0033]以下，参照附图对实施方式进行说明。附图是示意性地示出的，图中的构成要素的水平方向以及垂直方向的尺寸并不准确地表示实际的尺寸，它们的尺寸比也不准确。“上”、“下”以及“侧”等表示位置以及方向的用语是为了便于说明以下的实施方式而使用的，并不一定表示半导体装置的使用状态或安装状态下的实际的方向。
[0034]<实施方式1>
[0035](半导体装置的整体结构)
[0036]图1是表示实施方式1中的半导体装置100的结构的立体图。图2是表示该半导体装置100的结构的俯视图。
[0037]半导体装置100具备基板10、半导体层20、元件区域ER以及多个鳍式晶体管FT。在实施方式1中，设置有6个鳍式晶体管FT。
[0038]基板10由半导体材料或绝缘材料形成。半导体材料是指Si、SiC、GaAs、GaN、AlN、InP、Ga2O3等。绝缘材料是指Al2O3、MgO、金刚石等。金刚石可以定义为半导体材料。基板10优选具有在其主面上具有相互等价的关系的多个晶体取向中的两个晶体取向所成的角度为60度的晶体结构。主面例如与基板10的上表面对应。
[0039]半导体层20形成在基板10的主面上。或者，半导体层20也可以作为构成基板10的主面的基板10的表层而设置。半导体层20具有在与基板10的主面处于对应关系的晶面上具有相互等价的关系的多个晶体取向中的两个晶体取向所成的角度为60度的晶体结构。例如，在半导体层20具有60度的旋转对称的晶体结构的情况下，具有相互等价的关系的两个晶体取向所成的角度为60度。以下，晶体取向也称为晶轴。与基板10的主面处于对应关系的晶面例如是与基板10的主面平行的面。以下，将与基板10的主面处于对应关系的晶面称为主晶面。半导体层20在其主晶面上包括具有相互等价的关系的多根晶轴。半导体层20例如由GaN、4H
‑
SiC、6H
‑
SiC、α
‑
Ga2O3、ZnO等具有六方晶系的晶体结构的半导体材料形成。在半导体层20具有六方晶的晶体结构的情况下，主晶面是(0001)面。具有相互等价的关系的晶轴
是分别沿[11
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20]方向、[
‑1‑
120]方向、[1
‑
210]方向、[
‑
12
‑
10]方向、[
‑
2110]方向、[2
‑1‑
10]方向延伸的6根轴。以下，将这些等价的晶轴总称为<11
‑
20>方向的轴。
[0040]元件区域ER由设置于基板10的主面的6个单位元件区域UR构成。实施方式1中的元件区域ER的外形是六边形，单位元件区域UR的外形是正三角形。元件区域ER是6个单位元件区域UR在圆周方向上排列而形成的。实施方式1中的元件区域ER的平面配置为6次对称。
[0041]各鳍式晶体管FT形成于各单位元件区域UR中的半导体层20。6个鳍式晶体管FT从元件区域ER的中央部朝向外周部呈放射状地延伸。彼此相邻的两个鳍式晶体管FT的间隔为60度。各鳍式晶体管FT的延伸方向与半导体层20的主晶面上的相互等价的6个晶体取向中的一个晶体取向对应。实施方式1中的6个鳍式晶体管FT沿着半导体层20的6个晶体取向，即在<11
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其中，所述半导体装置具备：基板，所述基板包括主面；半导体层，所述半导体层作为构成所述基板的所述主面的所述基板的表层而设置，或者设置在所述基板的所述主面上，具有在与所述基板的所述主面处于对应关系的晶面上具有相互等价的关系的多个晶体取向中的两个晶体取向所成的角度为60度的晶体结构；元件区域，所述元件区域由设置于所述基板的所述主面的多个单位元件区域构成；以及多个鳍式晶体管，所述多个鳍式晶体管分别形成于所述多个单位元件区域中的所述半导体层，所述多个鳍式晶体管从所述元件区域的中央部朝向外周部呈放射状地延伸，所述多个鳍式晶体管中的彼此相邻的两个鳍式晶体管的间隔为60度或120度。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，在所述半导体层，所述多个鳍式晶体管分别沿着所述多个晶体取向中的一个晶体取向延伸。3.如权利要求1或2所述的半导体装置，其中，所述元件区域的所述平面配置为6次对称，彼此相邻的所述两个鳍式晶体管的所述间隔为60度。4.如权利要求1或2所述的半导体装置，其中，所述元件区域的所述平面配置为3次对称，彼此相邻的所述两个鳍式晶体管的所述间隔为120度。5.如权利要求1～4中任一项所述的半导体装置，其中，所述半导体层具有第一导电型，所述多个鳍式晶体管分别包括：鳍，所述鳍形成于所述半导体层，具有凸型的截面形状，从所述元件区域的所述中央部向所述外周部延伸；第一电极，所述第一电极与第二导电型的第一接触区域接触，所述第一接触区域设置在位于所述元件区域的所述中央部的所述鳍的第一端的表层；第二电极，所述第二电极与所述第二导电型的第二接触区域接触，所述第二接触区域设置在所述鳍的位于与所述第一端相反的一侧的第二端的表层；以及栅极电极，所述栅极电极设置成与所述第一接触区域和所述第二接触区域之间的所述鳍交叉，所述元件区域包括环状栅极电极，所述环状栅极电极将所述多个单位元件区域中的一个单位元件区域中的所述栅极电极和相邻的单位元件区域中的所述栅极电极相互连接。6.如权利要求5所述的半导体装置，其中，所述第一电极是漏极电极，所述第二电极是源极电极。7.如权利要求5所述的半导体装置，其中，所述第一电极是源极电极，所述第二电极是漏极电极。
8.如权利要求5～7中任一项所述的半导体装置，其中，所述栅极电极与所述第一接触区域和所述第二接触区域之间的所述鳍的两侧面的一部分直接接触。9.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：泷口雄贵，柳生荣治，西村邦彦，斋藤尚史，山田高宽，津波大介，中村茉里香，伊藤正尚，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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