化合物半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及化合物半导体器件及其制造方法。一种HEMT(高电子迁移率晶体管)具有：化合物半导体层、具有开口并且覆盖化合物半导体层的上侧的保护膜以及填充开口并且具有骑在化合物半导体层上的形状的栅电极，其中保护膜具有不含氧的下绝缘膜与包含氧的上绝缘膜的堆叠结构，并且，开口包括形成在下绝缘膜中的第一开口和形成在上绝缘膜中且比第一开口宽的第二开口，第一开口与第二开口彼此连通。

【技术实现步骤摘要】

本文中讨论的实施方案涉及。
技术介绍
通过利用氮化物半导体器件的如高饱和电子速度和宽带隙等特性，已经将氮化物半导体器件活跃地发展为高耐受电压、高功率的半导体器件。已经做了大量关于场效应晶体管、特别是作为氮化物半导体器件的HEMT (高电子迁移率晶体管)的报道。特别地，使用 GaN作为电子传输层并且使用AlGaN作为电子供给层的AlGaN/GaN HEMT已经引起注意。在 AlGaN/GaN HEMT中，在AlGaN中发生由于GaN与AlGaN之间的晶格常数的差异而导致的畸变。由于由畸变引起的压电极化并且由于AlGaN的自发极化，获得了高浓度的二维电子气 (2DEG)。这使得能够实现高耐受电压和高输出功率。专利文献1:日本公开特许公报号2002-359256在用于高功率和高频率的氮化物半导体器件如AlGaN/GaN HEMT中，在高压下操作的问题中之一是电流崩塌现象。该电流崩塌是指由于应用高压而使导通电阻增加的现象， 并且据认为该电流崩塌的发生的原因是电子被陷获在半导体晶体、半导体与绝缘膜之间的界面等中，并且，相应地，这些区域中的2DEG的浓度降低。场板结构是广泛已知的作为一种抑制电流崩塌现象的方法。例如，已知形成所谓的悬垂形状的栅电极具有抑制电流崩塌现象的效果。但是，仅通过前述的场板结构，难以充分抑制电流崩塌现象，并且，问题在于，电流崩塌尤其是在高压操作期间显著地发生，这使得需要用于进一步抑制电流崩塌的方法。
技术实现思路
考虑到上述问题做出了本专利技术，并且本专利技术的一个目的是提供一种甚至在高压操作期间仍然能够充分抑制电流崩塌现象并且实现高耐受电压和高功率的高可靠性。根据一个方面，化合物半导体器件包括化合物半导体层；具有开口并且覆盖化合物半导体层的上侧的保护膜；以及填充开口并且具有骑在化合物半导体层上的形状的电极，其中保护膜具有不含氧的下绝缘膜与包含氧的上绝缘膜的堆叠结构，并且，开口具有形成在下绝缘膜中的第一开口和形成在上绝缘膜中且比第一开口宽的第二开口，第一开口与第二开口彼此连通。根据一个方面，制造化合物半导体器件的方法包括形成保护膜以覆盖化合物半导体层的上侧，保护膜具有不含氧的下绝缘膜与包含氧的上绝缘膜的堆叠结构；在下绝缘膜中形成第一开口以及在上绝缘膜中形成比第一开口宽的第二开口，第一开口与第二开口形成为彼此连通；形成填充开口且具有骑在化合物半导体层上的形状的电极。附图说明图1A至图1C是按照工艺的顺序示出制造根据第一实施方案的AlGaN/GaN HEMT 的方法的示意性横截面图2A至图2C是接着图1A至图1C按照工艺的顺序示出制造根据第一实施方案的 AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性横截面图3A和图3B是显示研究根据第一实施方案的AlGaN/GaN HEMT的电流-电压特性的实验的结果的特性曲线图4A至图4C是示出制造根据第二实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图5A和图5B是示出制造根据第三实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图6A至图6C是示出制造根据第四实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图7A至图7C是接着图6A至图6C示出制造根据第四实施方案的AlGaN/GaN HEMT 的方法中的主要过程的示意性横截面图8A至图8C是示出制造根据第五实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图9A至图9C是接着图8A至图8C示出制造根据第五实施方案的AlGaN/GaN HEMT 的方法中的主要过程的示意性横截面图1OA至图1OC是示出制造根据第六实施方案的AlGaN/GaNHEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图1lA和图1lB是接着图1OA至图1OC示出制造根据第六实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图12A和图12B是示出制造根据第七实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图13A和图13B是接着图12A和图12B示出制造根据第七实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图14A至图14C是示出制造根据第八实施方案的AlGaN/GaNHEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图15A和图15B是接着图14A至图14C示出制造根据第八实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图16A和图16B是示出制造根据第九实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图17A和图17B是接着图16A和图16B示出制造根据第九实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图18A至图18C是示出制造根据第十实施方案的AlGaN/GaNHEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图19A和图19B是接着图18A至图18C示出制造根据第十实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图20 A和图20B是示出制造根据第i^一实施方案的AlGaN/GaNHEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图21A和图21B是接着图20A和图20B示出制造根据第i^一实施方案的AlGaN/ GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图22A和图22B是示出制造根据第十二实施方案的AlGaN/GaNHEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图23A和图23B是接着图22A和图22B示出制造根据第十二实施方案的AlGaN/ GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图24A至图24C是示出制造根据第十三实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图25A和图25B是接着图24A至图24C示出制造根据第十三实施方案的AlGaN/ GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图26A和图26B是示出制造根据第十四实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图27A至图27C是示出制造根据第十五实施方案的AlGaN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图28A至图28C是接着图27A至图27C示出制造根据第十五实施方案的AlGaN/ GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图29A至图29C是示出制造根据第十六实施方案的InAlN/GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图30A至图30C是接着图29A至图29C示出制造根据第十六实施方案的InAlN/ GaN HEMT的方法中的主要过程的示意性横截面图31是示出根据第十七实施方案的电源装置的示意性结构的连接图；以及图32是示出根据第十八实施方案的高频放大器的示意性结构的连接图。具体实施方式下文中，将参考附图详细地描述实施方案。在以下实施方案中，将描述一种化合物半导体器件的结构及其制造方法。注意，在以下附图中，为了示出方便，某些组成部件没有使用相对精确的尺寸和厚度不出。(第一实施方案)在该实施方案中，公开了肖特基型AlGaN/GaN HEMT作为化合物半导体器件。图1A至图1C和图2A至图2C是按照工艺的顺序示出制造根据第一实施方案的 AlGaN/GaN HEMT的方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化合物半导体器件，包括：化合物半导体层；具有开口并且覆盖所述化合物半导体层的上侧的保护膜；和填充所述开口并且具有骑在所述化合物半导体层上的形状的电极，其中所述保护膜具有不含氧的下绝缘膜与包含氧的上绝缘膜的堆叠结构，并且其中所述开口具有形成在所述下绝缘膜中的第一开口和形成在所述上绝缘膜中并且比所述第一开口宽的第二开口，所述第一开口和所述第二开口彼此连通。

【技术特征摘要】
2011.09.29 JP 2011-2152801.一种化合物半导体器件，包括化合物半导体层；具有开口并且覆盖所述化合物半导体层的上侧的保护膜；和填充所述开口并且具有骑在所述化合物半导体层上的形状的电极，其中所述保护膜具有不含氧的下绝缘膜与包含氧的上绝缘膜的堆叠结构，并且其中所述开口具有形成在所述下绝缘膜中的第一开口和形成在所述上绝缘膜中并且比所述第一开口宽的第二开口，所述第一开口和所述第二开口彼此连通。2.根据权利要求1所述的化合物半导体器件，其中在所述上绝缘膜和所述电极之间形成有由所述上绝缘膜与所述电极之间的反应得到的氧化物膜。3.根据权利要求2所述的化合物半导体器件，其中所述氧化物膜由NiO或CuO制成。4.根据权利要求1所述的化合物半导体器件，其中所述上绝缘膜包含NiO。5.根据权利要求1至3中任一项所述的化合物半导体器件，其中所述上绝缘膜仅设置在所述电极的下部周边上。6.根据权...

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