制造化合物半导体器件的方法技术

在化合物半导体层叠结构上形成钝化膜，通过干蚀刻来使钝化膜的电极形成预定位置变薄，通过湿蚀刻来穿透钝化膜的变薄部分以形成开口，并且在钝化膜上形成栅电极，使得电极材料嵌入该开口。

【技术实现步骤摘要】

本文中讨论的实施方案涉及。
技术介绍
利用例如高的饱和电子速度和宽的带隙的特征，考虑将氮化物半导体应用于具有高耐受电压和高输出的半导体器件中。例如，作为氮化物半导体的GaN具有大于Si的带隙(1.1eV)和GaAs的带隙(1. 4eV)的3. 4eV带隙，并且因此GaN具有高的击穿电场强度。因此，GaN非常有前景作为获得高电压操作和高输出的电源的半导体器件材料。使用氮化物半导体作为半导体器件，已经有大量关于场效应晶体管，尤其关于高电子迁移率晶体管(HEMT)的报道。例如，在GaN基HEMT(GaN-HEMT)中，使用GaN为的电子传输层和使用AlGaN为的电子供给层的AlGaN/GaN *HEMT正在引起关注。在AlGaN/GaN *HEMT中，在AlGaN中出现由于GaN与AlGaN之间的晶格常数差异产生的应变。由于由应变导致的压电极化和AlGaN的自发极化，获得了高浓度的ニ维电子气(2DEG)。因此，AlGaN/GaN_HEMT有望作为高效率开关元件、用于电动车辆的高耐受电压电功率器件等。[非专利文献 1]D. Song 等人，IEEE Electron Device Lett. , vol. 28, no. 3,pp.189-191,2007为了生产使用氮化物半导体的半导体器件，形成覆盖化合物半导体层叠结构的表面的保护膜(例如，氮化硅(SiN))，并且之后在绝缘膜中制/造用于形成电极的开ロ。目前为止，可以使用干蚀刻或湿蚀刻作为制造该开ロ的方法。干蚀刻适合于形成期 望的微小形状。此外，众所周知，干蚀刻使用的蚀刻气体的预定气体种类可以改变氮化物半导体的导带并且降低使用氮化物半导体的半导体器件的漏电流。通过使用干蚀刻来在保护膜中形成开ロ，有希望形成用于形成微小电极的期望的微小开ロ，此外减少了漏电流。然而，另一方面，如果干蚀刻应用于氮化物半导体中电极的形成，则化合物半导体层的表面暴露在蚀刻的等离子体等中，并且在化合物半导体晶体中发生氮的逃逸。因此，存在如下问题由于氮孔隙的产生导致施主(donor)的出现，并且伴随着施主的出现，进一歩引起漏电流的增加。湿蚀刻适合期望避免由于等离子体等的损伤的情况。通过将湿蚀刻用于在钝化膜中形成开ロ，在化合物半导体晶体中不会产生氮的逃逸，漏电流可以被抑制。然而，另ー方面，如果湿蚀刻应用于在氮化物半导体中电极的形成，则存在如下问题不能形成用于形成微小电极的期望的微小开ロ。进ー步，不能期望如使用干蚀刻的气体种类那样获得漏电流的降低效应。因此，如果使用氮化物半导体生产半导体器件，则当形成用于在保护膜中形成电极的开ロ时，通过使用无论干蚀刻还是湿蚀刻都会产生上述问题。因此，目前的状况是寻求各种措施。
技术实现思路
鉴于上述各种问题，做出了本实施方案并且本实施方案的ー个目的是提供ー种，该化合物半导体器件能够实现高可靠、高耐受电压化合物半导体器件，其中，漏电流被抑制，即使是在化合物半导体层叠结构上的绝缘体膜中形成期望的微小开ロ的情况下亦如此。的某一方面包括在化合物半导体层上形成绝缘膜，通过干蚀刻来使绝缘膜的预定部分变薄，以及通过湿蚀刻来穿透绝缘膜的变薄的预定部分。附图说明图1A至图1C是按照步骤的顺序示出了根据第一实施方案的制造AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性横截面图；图2A和图2B是接着图1C按照步骤的顺序示出了根据第一实施方案的制造AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性横截面图；图3A和图3B是接着图2B按照步骤的顺序示出了根据第一实施方案的制造AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性横截面图；图4是示出了关于根据第一实施方案和对比实施例1、2的肖特基型AlGaN/GaN HEMT产生的漏电流的检测结果的特征图；图5A至图5C是按照步骤的顺序示出了根据第二实施方案的制造GaN-SBD的方法的示意性横截面图；图6A至图6C是接着图5C按照步骤的顺序示出了根据第二实施方案的制造GaN-SBD的方法的示意性横截面图；图7是示出根据第三实施方案的PFC电路的接线图；图8是示出根据第四实施方案的电源装置的示意性结构的接线图；和图9是示出根据第五实施方案的高频放大器的示意性结构的接线具体实施方案 下文中，将參照附图对的具体实施方案进行详细描述。应该注意，为了便于理解，附图中的某些图被绘制为其部件元件的膜厚度等与实际数值不同。第一实施方案在该实施方案中，将公开作为化合物半导体器件的氮化物半导体AlGaN/GaN HEMT。图1A至图3B是按照步骤的顺序示出了根据第一实施方案的制造AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性横截面图。首先，如图1A所示，例如在作为生长衬底的半绝缘SiC衬底I上形成化合物半导体层叠结构2。可以使用Si衬底、蓝宝石衬底、GaAs衬底、GaN衬底等代替SiC衬底作为生长衬底。此外，关于衬底的导电性，无论是半绝缘还是绝缘都可以。化合物半导体层叠结构2构造成具有缓冲层2a、电子传输层2b、中间层2c、电子供给层2d和盖层2e。在已完成的操作中的AlGaN/GaN *HEMT中，在电子传输层2b与电子供给层2d(确切的说是中间层2c)之间的界面附近产生ニ维电子气(2DEG)。2DEG是基于由电子传输层2b中的化合物半导体(在此是GaN)与电子供给层2d中的化合物半导体(在此是AlGaN)之间的晶格常数的差异产生的应变所导致的压电极化并结合电子传输层2b和电子供给层2d的自发极化而产生的。具体地，在SiC衬底I上，通过例如金属有机气相外延(MOVPE)法来生长以下化合物半导体。也可以使用分子束外延(MBE)法等来代替M0VPE。在SiC衬底I上依次生长大约5nm厚的A1N、大约I U m厚的i (有意未掺杂)-GaN,大约5nm厚的1-AlGaN、大约30nm厚的n-AlGaN和大约3nm厚的n_GaN。从而，形成缓冲层2a、电子传输层2b、中间层2c、电子供给层2d和盖层2e。可以使用AlGaN代替AlN来作为缓冲层2a，或者可以通过低温生长来生长GaN。AlN、GaN和AlGaN的生长条件是将三甲基铝气体、三甲基镓气体和氨气的混合气体作为源气体。根据待生长的化合物半导体来适当地确定是否提供三甲基铝气体作为铝源以及三甲基镓气体作为镓源，并且适当地设置流量。作为共用原材料的氨气的流量是大约IOOsccm至lOslm。此外，生长压カ大约是50托至300托，生长温度大约是1000°C至1200°C。在GaN和AlGaN生长为n型时，例如以预定的流量将如包含有Si作为n型杂质的SiH4气体添加到源气体中，以便掺杂Si到GaN和AlGaN中。Si的掺杂浓度为大约I X IO18/cm3 至大约 I X 102°/cm3,例如大约 5 X IO18/Cm30随后，如图1B所示，形成元件隔离结构3。`具体地，向化合物半导体层叠结构2的元件隔离区域注入例如氩(Ar)。从而，在化合物半导体层叠结构2和SiC衬底I的表面层部分中形成了元件隔离结构3。通过元件隔离结构3在化合物半导体层叠结构2上限定出有源区域。应该注意，可以使用浅沟槽隔离(STI)方法代替上述注入方法来实现元件隔离结构3。这时，将使用如氯基蚀刻气体来对化合物半导体层叠结构2进行干蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造化合物半导体器件的方法，所述方法包括：在化合物半导体层上形成绝缘膜；通过干蚀刻使所述绝缘膜的预定部分变薄；以及通过湿蚀刻穿透所述绝缘膜的变薄的预定部分。

【技术特征摘要】
2011.09.29 JP 2011-2151071.一种用于制造化合物半导体器件的方法，所述方法包括在化合物半导体层上形成绝缘膜；通过干蚀刻使所述绝缘膜的预定部分变薄；以及通过湿蚀刻穿透所述绝缘膜的变薄的预定部分。2.根据权利要求1所述的用于制造化合物半导体器件的方法，其中，所述干蚀刻使用包含氟的蚀刻气体。3.根据权利要求2所述的用于制造化合物半导体器件的方法，其中，在氟被引入到所述化合物半导体层中的蚀刻条件下进行所述干蚀刻。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于制造化合物半导体器件的方法，其中，所述干蚀刻使所述绝缘膜的所述预定部分的厚度变薄至4nm至50nm的范围。5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于制造化合物半导体器件的方法，其中，所述绝缘膜是选自氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氧化铝和氮化铝中的一种的单...

【专利技术属性】
技术研发人员：美浓浦优一，冈本直哉，吉川俊英，牧山刚三，多木俊裕，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：