复合半导体器件及其制造方法技术

复合半导体器件，其包括：基板；形成在基板上的复合半导体层；形成在复合半导体层上的第一绝缘膜；形成在第一绝缘膜上的第二绝缘膜；以及各自形成在复合半导体层上的栅极、源极和漏极，其中栅极由经由至少栅绝缘层填充有第一导电材料的第一开口形成，且第一开口形成在第一绝缘膜中且被配置，使部分地露出复合半导体层，并且其中源极和漏极由填充有至少第二导电材料的一对第二开口形成，且第二开口形成在至少第二绝缘膜和第一绝缘膜中并被配置，使部分地露出复合半导体层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合半导体器件以及制造该复合半导体器件的方法。
技术介绍
氮化物半导体器件具有诸如高的饱和电子速度和宽的带隙的特征，因此已被活跃地开发为高电压、高功率的半导体器件。关于氮化物半导体器件，已发表了场效应晶体管 (尤其是高电子迁移率晶体管(HEMTs))的许多报道。特别地，包括由GaN构成的电子传输层和由MGaN构成的电子供给层的MGaN/GaNHEMTs已吸引了很多关注。对于AlGaN/GaN HEMTs, GaN和MGaN之间点阵常数的差引起MGaN中的应变。引起应变的MGaN的压电极化和自发极化导致高密度二维电子气(2DEG)，从而实现高的击穿电压和高的输出功率。 AlGaN/GaN HEMTs作为用于电源和高频放大器的半导体器件已吸引了很多关注。氮化物半导体器件，例如AlGaN/GaN HEMTs，包括氮化物半导体层(包括例如电子传输层和电子供给层)上的栅极、源极和漏极。使用所谓的剥离法(lift-offprocess)形成栅极、源极和漏极。为了形成源极和漏极，将抗蚀剂涂覆在氮化物半导体层上并通过光刻法处理，以形成抗蚀剂掩膜，其在位于掩膜部分对应于层的将要形成源极和漏极的部分具有开口。例如，使用Ti/Al作为电极材料。通过蒸汽蒸发(vapor evaporation)等将Ti/Al沉积在抗蚀剂掩膜上，使得开口填充有Ti/Al。通过剥离法移除抗蚀剂掩膜和沉积在掩膜上的Ti/Al。 然后对基板进行热处理以形成欧姆接触。从而，在氮化物半导体层上形成源极和漏极。为了形成栅极，将抗蚀剂涂覆在氮化物半导体层上并通过光刻法处理，以形成抗蚀剂掩膜，其在位于掩膜部分对应于层的将要形成栅极的部分具有开口。例如，使用Ni/Au 作为电极材料。通过蒸汽蒸发等将M/Au沉积在抗蚀剂掩膜上，使得开口填充有M/Au。通过剥离法移除抗蚀剂掩膜和沉积在掩膜上的M/Au。从而，在氮化物半导体层上，在源极和漏极之间形成栅极。日本未审专利申请公布第2008-270521号是相关技术的实例。专利技术概述根据本专利技术的一方面，一种制造复合半导体器件的方法，包括在基板上形成复合半导体层；在所述复合半导体层上形成第一绝缘膜；在第一绝缘膜中形成第一开口，所述第一开口被配置，使部分地露出所述复合半导体层；经由至少栅绝缘层(gate insulator), 在所述第一绝缘膜上形成第一导电材料，使得所述第一开口填充有所述第一导电材料；在第一导电材料上对应于所述第一开口的部分形成第一掩膜；用所述第一掩膜处理至少所述第一导电材料，以形成栅极；在所述第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，以便覆盖所述栅极；在至少所述第二绝缘膜和所述第一绝缘膜中形成一对第二开口，所述一对第二开口被配置， 使部分地露出所述复合半导体层；在所述第二绝缘膜上形成至少第二导电材料，使得所述第二开口填充有所述二导电材料；在所述第二导电材料上对应于所述第二开口的部分形成第二掩膜；以及使用所述第二掩膜处理至少所述第二导电材料，以形成源极和漏极。根据本专利技术的另一方面，一种制造复合半导体器件的方法，包括在基板上形成复合半导体层；在所述复合半导体层上形成第一绝缘膜；在所述第一绝缘膜中形成一对第一开口，所述一对第一开口被配置，使部分地露出所述复合半导体层；在所述第一绝缘膜上形成第一导电材料，使得所述第一开口填充有所述第一导电材料；在第一导电材料上对应于所述第一开口的部分形成第一掩膜；用所述第一掩膜处理至少所述第一导电材料，以形成源极和漏极；在所述第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，以便覆盖所述源极和所述漏极；在至少所述第二绝缘膜和所述第一绝缘膜中形成第二开口，所述第二开口被配置，使部分地露出所述复合半导体层；经由至少栅绝缘层，在所述第二绝缘膜上形成第二导电材料，使得所述第二开口填充有所述第二导电材料；在所述第二导电材料上对应于所述第二开口的部分形成第二掩膜；以及用所述第二掩膜处理至少所述第二导电材料，以形成栅极。根据本专利技术的另一方面，一种复合半导体器件，包括基板；形成在所述基板上的复合半导体层；形成在所述复合半导体层上的第一绝缘膜；形成在所述第一绝缘膜上的第二绝缘膜；以及各自形成在所述复合半导体层上的栅极、源极和漏极，其中所述栅极由经由至少栅绝缘层填充有第一导电材料的第一开口形成，且所述第一开口被形成在所述第一绝缘膜中并被配置，使部分地露出所述复合半导体层，并且其中所述源极和所述漏极由填充有至少第二导电材料的一对第二开口形成，且所述第二开口被形成在至少所述第二绝缘膜和所述第一绝缘膜中并被配置，使部分地露出所述复合半导体层。根据本专利技术的另一方面，一种复合半导体器件，包括基板；形成在所述基板上的复合半导体层；形成在所述复合半导体层上的第一绝缘膜；形成在所述第一绝缘膜上的第二绝缘膜；以及各自形成在所述复合半导体层上的栅极、源极和漏极，其中所述源极和所述漏极由填充有至少第一导电材料的一对第一开口形成，且所述第一开口被形成在所述第一绝缘膜中并被配置，使部分地露出所述复合半导体层，并且其中所述栅极由经由至少栅绝缘层填充有第二导电材料的第二开口形成，且所述第二开口被形成在至少所述第二绝缘膜和所述第一绝缘膜中且被配置，使部分地露出所述复合半导体层。通过至少在权利要求书中具体指出的那些元素、特征和组合将认识和获得本专利技术的目的和优势。应当理解，上文的一般性描述和下文的详细描述均出于示例和解释本专利技术的目的，其并非用于限定请求保护的本专利技术。附图的简要说明图IA至IP是根据第一实施方式的AWaN/GaN HEMT的制造方法的示意性横截面视图；图2是说明Ta膜与Al膜通过热处理的反应的示意性横截面视图；图3A和;3B是说明根据本专利技术的第一实施方式的变型的AWaN/GaN HEMT的制造方法的主要步骤的示意性横截面视图；图4是说明根据本专利技术的第一实施方式的变型的实验1的结果的特征6图5是说明根据本专利技术的第一实施方式的变型的实验2的结果的特征图；图6是说明根据本专利技术的第一实施方式的变型的实验3的结果的特征图；图7是说明根据本专利技术的第一实施方式的变型的实验4的结果的特征图；图8是说明根据本专利技术的第一实施方式的变型的实验5的结果的特征图；图9是说明根据本专利技术的第一实施方式的变型的实验6的结果的特征图；图IOA至ION是根据第二实施方式的AWaN/GaN HEMT的制造方法的示意性横截面视图；图IlA至IlU是根据第三实施方式的AWaN/GaN HEMT的制造方法的示意性横截面视图；附图说明图12A和12B说明根据第三实施方式的变型的实验1的结果；图13是说明根据第三实施方式的变型的实验2的结果的特征图；图14是说明根据第三实施方式的变型的实验3的结果的特征图；图15A和15B是说明根据第三实施方式的变型的AWaN/GaN HEMT的制造方法的主要步骤的示意性横截面视图；以及图16A至16P是根据第四实施方式的AWaN/GaN HEMT的制造方法的示意性横截面视图。实施方式的描述在通过剥离法形成栅极、源极和漏极的情况下，已被剥离的电极材料的部分金属片(metal pieces)可能会再沉积到基板表面。当在随后的步骤中形成图案时，再沉积的金属片可能会导致各种图案的缺陷。可能在其中产生缺陷的图案的实例包括当源极和漏极在形成栅极之本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．制造复合半导体器件的方法，其包括：在基板上形成复合半导体层；在所述复合半导体层上形成第一绝缘膜；在所述第一绝缘膜中形成第一开口，所述第一开口被配置，使部分地露出所述复合半导体层；经由至少栅绝缘层在所述第一绝缘膜上形成第一导电材料，使得所述第一开口填充有所述第一导电材料；在所述第一导电材料对应于所述第一开口的部分形成第一掩膜；用所述第一掩膜处理至少所述第一导电材料以形成栅极；在所述第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，以覆盖所述栅极；在至少所述第二绝缘膜和所述第一绝缘膜中形成一对第二开口，所述一对第二开口被配置，使部分地露出所述复合半导体层；在所述第二绝缘膜上形成至少第二导电材料，使得所述一对第二开口填充有所述第二导电材料；在第二导电材料对应于所述第二开口的部分上形成第二掩膜；以及使用所述第二掩膜处理至少所述第二导电材料以形成源极和漏极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：秋山深一，温井健司，加藤睦，渡边芳孝，伊藤哲也，藤泽洋一，佐藤俊哉，细田勉，佐藤勇一，
申请(专利权)人：富士通半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP