]接著，簡單說明上述具備HEMT的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
[0043]首先，準(zhǔn)備通過外延生長等在支持襯底I上依次成膜緩沖層2、電子渡越層3、電子供給層4而得的襯底5。
[0044]接著，利用掩膜來進行干法蝕刻等，形成上述柵槽7。此時，通過使得隨著蝕刻的深入而側(cè)面的蝕刻變小，據(jù)此形成上述錐形的柵槽7。
[0045]接著，通過CVD (化學(xué)氣相淀積，Chemical Vapor Deposit1n)法或ALD (原子層淀積，Atomic Layer Deposit1n)法等形成絕緣膜8。并且，通過CVD法或派射法等形成柵極電極9后，利用掩膜來進行干法蝕刻等，在絕緣膜8上形成開口部8a、8b。隨后，形成源極電極10以及漏極電極11，據(jù)此制造出上述圖1所示的半導(dǎo)體裝置。
[0046]如以上說明，在本實施方式中，設(shè)柵槽7為錐形，在對柵極電極9施加規(guī)定閾值以上柵極電壓時，第1、第2 二維電子氣層6a，6b重疊。因此，能夠抑制在源極電極10與漏極電極11之間的電流路徑上形成電子密度低的區(qū)域，能夠抑制最大電流變小。
[0047]此外，由于設(shè)柵槽7的側(cè)面與電子渡越層3和電子供給層4的界面所成的角度Θ為50°以下，因此如圖2所示，能夠抑制最大電流變小。另外，在圖2中，以所成的角度Θ為10°時的最大電流為基準(zhǔn)進行了歸一化。
[0048]也就是說，若柵槽7的側(cè)面與電子渡越層3和電子供給層4的界面所成的角度Θ變得大于50°，則柵槽7的底面附近的電子供給層4的厚度變厚。因此，在電子渡越層3中的與柵槽7的底面?zhèn)鹊膫?cè)面對置的部分，難以生成第2 二維電子氣層6b，第1、第2 二維電子氣層6a，6b變得不重疊從而最大電流急劇變小。因此，通過設(shè)柵槽7的側(cè)面與電子渡越層3和電子供給層4的界面所成的角度Θ為50°以下，能夠抑制最大電流變小。
[0049]另外，在上述中，說明了柵槽7到達電子渡越層3，但柵槽7也可以如圖3所示未到達電子渡越層3。該情況下，為了得到常斷特性，需要柵槽7設(shè)為實質(zhì)性地分?jǐn)嗟贗 二維電子氣層6a的深度。經(jīng)本發(fā)明人研究，發(fā)現(xiàn)在電子渡越層3中，電子供給層4的厚度為5nm以下時不生成具有用于作為實質(zhì)性的溝道發(fā)揮功能的電子密度的第I 二維電子氣層6a。因此，圖3的柵槽7設(shè)為使得柵槽7的底面正下方的電子供給層4為5nm以下的深度。
[0050](第2實施方式)
[0051]說明本申請的第2實施方式。本實施方式是相對于第2實施方式變更了柵槽7的形狀的實施方式，其他與第I實施方式相同，因此在此省略說明。
[0052]如圖4所示，在本實施方式中，柵槽7為如下的階梯狀:柵槽7的開口部側(cè)的寬度為開口部的寬度且一定，而且柵槽7的底部側(cè)的寬度為底面的寬度且一定。另外，電子供給層4中的、位于柵槽7的開口部側(cè)的部分與電子渡越層3之間的部分的厚度設(shè)為能夠生成具有用于作為實質(zhì)性的溝道而發(fā)揮功能的電子密度的第I 二維電子氣層6a的厚度。SP，電子供給層4中的、位于柵槽7的開口部側(cè)的部分與電子渡越層3之間的部分的厚度厚于5nm。因此，在本實施方式中，第I 二維電子氣層6a在電子渡越層3中形成到柵槽7的底面為止。
[0053]在這樣的具備HEMT的半導(dǎo)體裝置中，若對柵極電極9施加規(guī)定閾值以上的電壓，則第2 二維電子氣層6b在電子渡越層3中的、位于柵極電極9的正下方的部分生成，第I二維電子氣層6a與第2 二維電子氣層6b的一部分重疊。因此，能夠得到與上述第I實施方式相同的効果。
[0054]另外，在上述中，說明了柵槽7到達電子渡越層3的例子，但柵槽7也可以如圖5所示未到達電子渡越層3。這樣的半導(dǎo)體裝置的情況下，與上述圖3相同，柵槽7設(shè)為使得柵槽7的底面正下方的電子供給層4為5nm以下的深度。
[0055](其他實施方式)
[0056]例如，在上述各實施方式中，作為電子渡越層3舉例說明了氮化鎵、作為電子供給層4舉例說明了氮化鋁鎵?？墒?，電子渡越層3以及電子供給層4的組合如上所述，只要是生成第1、第2 二維電子氣層6a，6b的組合即可，能夠適宜變更，也可以采用氮化銦鎵(InGaN)或氮化銦鋁鎵(InAlGaN)、氮化銦鋁(InAlN)等。
[0057]此外，在上述各實施方式中，也可以在電子供給層4上形成凹部，在凹部中形成源極電極10以及漏極電極11。該情況下，也可以設(shè)凹部為到達電子渡越層3的深度，將源極電極10以及漏極電極11配置在電子渡越層3上。
[0058]進而，在上述第I實施方式中，作為圖3所示的半導(dǎo)體裝置的更進一步變形例，也可以如圖6所示，電子供給層4通過在氮化鋁(AlN)層4a上層疊氮化鋁鎵層4b來構(gòu)成。據(jù)此，氮化鋁層4a成為蝕刻阻止層，能夠高精度地控制柵槽7的深度。此外，通過氮化鋁層4a，能夠抑制載流子的合金散射，提高迀移率。并且，雖未特別圖示，但作為圖5所示的半導(dǎo)體裝置的更進一步變形例，也可以在氮化鋁層4a上層疊氮化鋁鎵層4b從而構(gòu)成電子供給層4o
[0059]此外，在上述各實施方式中，也可以在電子供給層4與配置于電子供給層4 (襯底5)上的絕緣膜8之間配置SiN、Si02、A1203等保護膜。據(jù)此，能夠通過保護膜抑制特性變動，并且能夠抑制電流崩塌。
[0060]進而，在上述各實施方式中，在作為電子供給層4采用氮化鋁鎵時，也可以通過將Al與Ga的混晶比不同的多個氮化鋁鎵層層疊多層來構(gòu)成電子供給層4。
[0061]并且，在上述各實施方式中，電子渡越層3也可以通過依次層疊氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化鎵來構(gòu)成。據(jù)此，能夠?qū)㈦娮佣稍綄?與電子供給層4之間的導(dǎo)帶下端能量變大，因此能夠?qū)㈤撝惦妷篤th變大。更進一步，能夠使由DIBL(漏極感應(yīng)勢皇降低，Drain InducedBarrier Lowering)引起的漏極-源極間的漏電流變小。另外，在構(gòu)成這樣的電子渡越層3的情況下，也可以代替氮化鋁鎵，而采用氮化銦鎵(InGaN)、氮化銦鋁鎵(InAlGaN)、氮化銦鋁(InAlN)等。
[0062]并且，在制造上述各實施方式的具備HEMT的半導(dǎo)體裝置之際，也可以在襯底5上形成源極電極10以及漏極電極11之后，依次形成柵槽7、絕緣膜8、柵極電極9。
[0063]本申請遵照實施例而記述，但應(yīng)該理解為本申請不限定于該實施例或構(gòu)造。本申請還包含各種變形例或等同范圍內(nèi)的變形。此外，各種組合和方式、進而包含這些之中僅一個要素、其以上或其以下的其他組合和方式也包含于本申請的范疇和思想范圍。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體裝置，具有常斷型的HEMT即高電子迀移率晶體管，該常斷型的HEMT具備: 第I半導(dǎo)體層⑷； 第2半導(dǎo)體層(3)，與所述第I半導(dǎo)體層形成異質(zhì)結(jié)，生成基于異質(zhì)結(jié)的第I 二維電子氣層(6a)； 柵槽(7)，形成于所述第I半導(dǎo)體層； 絕緣膜(8)，配置于所述柵槽的壁面；以及 柵極電極(9)，配置在所述絕緣膜上； 所述柵槽的底面?zhèn)鹊膶挾日陂_口部側(cè)的寬度， 所述柵極電極沿所述柵槽的側(cè)面配置， 在對所述柵極電極施加了規(guī)定閾值以上的柵極電壓時，在所述第2半導(dǎo)體層中，基于所述柵極電壓的第2 二維電子氣層^b)以與所述第I 二維電子氣層的一部分重疊的狀態(tài)被生成。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置， 所述柵槽為寬度從開口部側(cè)朝向底面?zhèn)戎饾u變窄的錐形，相對的側(cè)面相對于所述第1、第2半導(dǎo)體層的界面傾斜。3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置， 所述柵槽的側(cè)面與所述第1、第2半導(dǎo)體層的界面所成的角度為50°以下。4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置， 所述柵槽為如下階梯狀:所述柵槽的開口部側(cè)的一部分柵槽的寬度為開口部的寬度且一定，所述柵槽的底部側(cè)的另一部分柵槽的寬度為底面的寬度且一定。5.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的半導(dǎo)體裝置， 所述柵槽到達所述第2半導(dǎo)體層。6.如權(quán)利要求1?5中任一項所述的半導(dǎo)體裝置， 所述柵槽的底面到達所述第2半導(dǎo)體層， 所述絕緣膜覆蓋柵槽的底面以及側(cè)面， 所述柵極電極通過絕緣膜沿所述柵槽的底面以及側(cè)面配置。7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置， 第I二維電子氣層形成于所述第I半導(dǎo)體層之下的第2半導(dǎo)體層內(nèi)， 第2 二維電子氣層形成于柵槽的底面之下的第2半導(dǎo)體層內(nèi)以及柵槽的一部分的側(cè)面之下的第2半導(dǎo)體層內(nèi)， 第2 二維電子氣層與第I二維電子氣層在柵槽的底面與側(cè)面的邊界附近重疊。
【專利摘要】半導(dǎo)體裝置具有常斷型的HEMT，該常斷型的HEMT具備：第1半導(dǎo)體層(4)；第2半導(dǎo)體層(3)，與所述第1半導(dǎo)體層形成異質(zhì)結(jié)，生成第1二維電子氣層(6a)；柵槽(7)，形成于所述第1半導(dǎo)體層；絕緣膜(8)，配置于所述柵槽的壁面；以及柵極電極(9)，配置在所述絕緣膜上。所述柵槽的底面?zhèn)鹊膶挾日陂_口部側(cè)的寬度。所述柵極電極沿所述柵槽的側(cè)面配置。在對所述柵極電極施加?xùn)艠O電壓時，在所述第2半導(dǎo)體層中，第2二維電子氣層(6b)與所述第1二維電子氣層的一部分重疊地被生成。
【IPC分類】H01L21/338, H01L29/41, H01L29/78, H01L21/336, H01L29/778, H01L29/812
【公開號】CN105144356
【申請?zhí)枴緾N201480020350
【發(fā)明人】小山和博
【申請人】株式會社電裝
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2014年4月7日
【公告號】WO2014167825A1