制造氮化物电子设备的方法技术

提供一种可降低栅泄漏电流的制造氮化物电子设备的方法。在时刻t0将基板产物配置到生长炉后，将基板温度上升到摄氏950度。在基板温度充分稳定的时刻t3，将三甲基镓及氨提供到生长炉，生长i-GaN膜。在时刻t5，基板温度达到摄氏1080度。在基板温度充分稳定的时刻t6，将三甲基镓、三甲基铝及氨提供到生长炉，生长i-AlGaN膜。在时刻t7，停止三甲基镓及三甲基铝的供给并停止成膜后，迅速停止对生长炉提供氨及氢，并且开始氮的供给，在生长炉的炉膛中，将氨及氢的气氛变更为氮的气氛。形成了氮的气氛后，在时刻t8开始基板温度的降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种可降低栅泄漏电流的。在时刻t0将基板产物配置到生长炉后，将基板温度上升到摄氏950度。在基板温度充分稳定的时刻t3，将三甲基镓及氨提供到生长炉，生长i-GaN膜。在时刻t5，基板温度达到摄氏1080度。在基板温度充分稳定的时刻t6，将三甲基镓、三甲基铝及氨提供到生长炉，生长i-AlGaN膜。在时刻t7，停止三甲基镓及三甲基铝的供给并停止成膜后，迅速停止对生长炉提供氨及氢，并且开始氮的供给，在生长炉的炉膛中，将氨及氢的气氛变更为氮的气氛。形成了氮的气氛后，在时刻t8开始基板温度的降低。【专利说明】
本专利技术涉及ー种。
技术介绍
专利文献1中记载了一种半导体装置。该半导体装置改善夹断特性、或者提高沟道层的迁移率，是电特性良好的半导体装置。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-286941号
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1的构成的晶体管的制造中，将n_型GaN层、p型GaN层、及n+型GaN层在导电性基板上依次外延生长，形成外延生长叠层后，将从η.型GaN层到η —型GaN层为止的开ロ部在外延生长叠层的主面上通过蚀刻形成。在该开ロ的侧面依次形成i型GaN层及i型AlGaN层。在开ロ部侧面上的i型GaN层及i型AlGaN层上形成栅绝缘膜及栅极。由于专利文献1的构成的晶体管的制造方法，通过蚀刻形成的开ロ部的侧面的表面状态和外延生长叠层的主面相比不佳。根据专利技术人的见解，在作为衬底的外延生长叠层上形成了斜面后，再生长用于异质结构的i型GaN层及i型AlGaN层。在该再生长时，在开ロ部的侧面，因其倾斜及表面平坦性的影响，在再生长的半导体层上产生表面缺陷。在该设备构造中，在斜面上形成栅绝缘膜后形成栅极的制造方法、及在再生长层上直接形成栅极的制造方法的任意ー种方法中，该表面缺陷均是栅泄漏产生的原因。本专利技术的目的在于提供一种可降低栅泄漏电流的、。用于解决问题的方法本专利技术的ー个侧面涉及的专利技术是ー种。该方法具有:(a)将基板配置在生长炉后，通过将含有氨及III族元素原料的原料气体提供到生长炉，从而在上述基板的主面上的沟道层上使载流子供给层在生长温度下生长，形成基板产物的步骤；(b)在上述载流子供给层的生长完成后，将上述基板产物暴露于上述生长温度以下的温度的预定气氛中的步骤；(c)使上述基板产物的温度在上述预定气氛中降低后，从上述生长炉取出上述基板产物的步骤；(d)在取出上述基板产物后，在上述载流子供给层上形成栅极的步骤。上述沟道层包括第1部分及第2部分，上述第1部分沿着第1基准面延伸，该第1基准面相对于与上述沟道层的上述氮化镓类半导体的c轴正交的面及上述基板的上述主面傾斜，上述第2部分沿着相对于上述第1部分倾斜的第2基准面延伸，上述载流子供给层包括第1部分及第2部分，上述第1部分在上述沟道层的上述第1部分上生长，上述第2部分在上述沟道层的上述第2部分上生长，上述栅极形成在上述载流子供给层的上述第1部分上，与上述第1基准面正交的第1轴和上述氮化镓类半导体的C轴所成的角度，大于与上述第2基准面正交的第2轴和上述氮化镓类半导体的c轴所成的角度，上述载流子供给层的上述III族氮化物半导体的带隙大于上述沟道层的上述氮化镓类半导体的带隙，上述预定气氛包括氮且不包括氨，上述沟道层包括氮化镓类半导体，上述载流子供给层包括III族氮化物半导体。根据该方法，沟道层的第1部分沿着第1基准面延伸，该第1基准面相对于与其氮化镓类半导体的c轴正交的面及基板的主面这两方傾斜。并且，沟道层的第2部分相对于第1部分倾斜延伸。因此，沟道层的第1及第2部分具有彼此不同的面取向。载流子供给层的第1及第2部分分别在沟道层的第1及第2部分上生长。并且，氮化镓类半导体的c轴和第1轴所成的角度大于氮化镓类半导体的c轴和第2轴所成的角度，因此在沟道层及载流子供给层的第1部分上的生长中，生长面中的构成元素的表面迁移不活跃。因此，第1部分上的生长中的模式存在成为岛状生长的倾向。在该模式的生长中，最終表面的形态扭曲，结果使结晶表面产生缺陷。在载流子供给层的第1部分上形成栅极时，上述表面缺陷成为栅泄漏电流产生的原因。在该方法中，在载流子供给层的第1部分上形成栅极之前、载流子供给层的生长完成之后，进行在预定的气氛中将基板产物暴露于生长温度以下的温度的エ艺。在该エ艺中，预定气氛包括氮并不包括氨，因此可对载流子供给层的第1部分的表面改性，減少因载流子供给层及沟道层的第1部分的倾斜、或其表面平坦性造成的表面缺陷。预定气氛可促进载流子供给层表面的生长后的迁移，改善表面平坦性。因此，可降低因表面缺陷产生的栅泄漏电流。本专利技术的一个侧面涉及的制造方法中，进ー步具有:(e)在上述基板的上述主面上生长由第1氮化镓类半导体构成的漂移层、由第2氮化镓类半导体构成的电流阻挡层、及由第3氮化镓类半导体构成的接触层，形成半导体叠层的步骤；(f)在上述半导体叠层的主面上通过干蚀刻形成开ロ的步骤；(g)在上述半导体叠层的上述主面及上述半导体叠层的上述开口上生长上述沟道层的步骤。上述开ロ具有相对于上述半导体叠层的上述主面倾斜的侧面，上述开ロ的上述侧面包括上述漂移层的侧面、上述电流阻挡层的侧面、及上述接触层的侧面，上述沟道层的上述第1部分生长在上述开ロ的上述侧面上，上述沟道层的上述第2部分生长在上述半导体叠层的上述主面上，上述第2氮化镓类半导体的导电型与上述第1氮化镓类半导体的导电型不同，上述栅极形成在上述电流阻挡层的上述侧面上，上述第2氮化镓类半导体的导电型与上述第3氮化镓类半导体的导电型不同。根据该制造方法，用于沟道层及载流子供给层的结晶再生长受到作为衬底的开ロ侧面的表面平坦性的影响。沟道层及载流子供给层生长在开ロ侧面上，该开ロ侧面通过干蚀刻形成。因此，开ロ侧面的表面状态的粗糙度较大。沟道层及载流子供给层的第1部分的表面受到衬底的粗糙度的影响。在该方法的上述エ艺中，预定气氛包括氮且不包括氨，因此可将载流子供给层的第1部分的表面改性，減少因蚀刻造成的表面粗糙。因此，可降低因表面缺陷产生的栅泄漏电流。在本专利技术的一个侧面涉及的制造方法中，上述沟道层及上述载流子供给层的材料是InGaN/AlGaN、GaN/AlGaN、及AlGaN/AIN的任意ー种。在该制造方法中，提供了沟道层及载流子供给层的优选组合。本专利技术的一个侧面涉及的制造方法中，可进ー步具有(h)在上述载流子供给层的生长完成后，将上述基板产物的温度維持在上述生长温度的同时，在上述生长炉中形成上述预定气氛的步骤。在上述预定气氛提供到上述生长炉后，开始上述基板产物的温度的从上述生长温度的降低。根据该制造方法，通过在生长炉中形成预定的气氛，可避免最表面的部分长时间暴露在氨中。当生长结束后的气氛包括氨时，来自在生长炉内分解的氨的氮原子吸附到最表面部分，妨碍III族原子的表面迁移。另ー方面，在生长结束后的气氛包括氮而不包括氨时，和氮相比蒸汽压カ低的III族原子残留在最表面部分，在最表面上以适当的密度剰余III族原子。并且，温度降低是在预定的气氛中进行的，因此在温度下降过程中也可获得表面改性的技术帮助。和氨气氛相比，在氮气氛中产生氮化物的分解。通过降低温度，可避免III族原子从最表面超过希望量地分解。在本专利技术的ー个侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤雄，冈田政也，木山诚，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：
国别省市：