半導(dǎo)體器件的制造方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及半導(dǎo)體器件的制造方法和半導(dǎo)體器件。本發(fā)明使得能夠通過(guò)使用氮化物半導(dǎo)體來(lái)改進(jìn)半導(dǎo)體器件的特性。在柵極電極上方形成導(dǎo)電膜，該柵極電極在襯底上方、其間中介有層間層絕緣膜；并且通過(guò)蝕刻該導(dǎo)電膜來(lái)形成源極電極和漏極電極，該源極電極在柵極電極的一側(cè)耦合至阻擋層，該漏極電極在柵極電極的另一側(cè)耦合至阻擋層。在這種情況下，蝕刻源極電極，以便具有延伸超過(guò)柵極電極上方至漏極電極之側(cè)并且在柵極電極上方具有間隙(開(kāi)口)的形狀。接著，對(duì)襯底進(jìn)行氫氣退火。這樣，通過(guò)在源極電極的源極場(chǎng)板部分處形成間隙，可以在氫氣退火過(guò)程中、在其中形成有溝道的區(qū)域中，有效地供給氫氣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】半導(dǎo)體器件的制造方法和半導(dǎo)體器件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]于2015年3月2日提交的包括說(shuō)明書(shū)、附圖和摘要的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2015-040075號(hào)的公開(kāi)內(nèi)容以引用的方式全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法和一種半導(dǎo)體器件，并且可有效地適用于，例如，使用氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來(lái)，注意力集中在使用具有大于Si的帶隙的II1-V族化合物的半導(dǎo)體器件上。在這種半導(dǎo)體器件中，正在開(kāi)發(fā)一種作為使用氮化鎵并且可以執(zhí)行常斷操作的功率MISFET(金屬絕緣體半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)半導(dǎo)體器件。
[0005]例如，正在開(kāi)發(fā)一種具有柵極電極的基于氮化物的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該柵極電極形成在凹陷區(qū)域之上，其間中介有絕緣膜。
[0006]同時(shí)，對(duì)場(chǎng)板技術(shù)的采用進(jìn)行了研究，以便改進(jìn)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性。例如，在專(zhuān)利文件1(日本特開(kāi)2013-258344號(hào)公報(bào))中，公開(kāi)了一種通過(guò)形成場(chǎng)板部分來(lái)減小在柵極電極與漏極區(qū)域之間的電容的技術(shù)。進(jìn)一步地，公開(kāi)了一種通過(guò)在場(chǎng)板部分中形成凹口部分來(lái)減小在柵極電極與源極區(qū)域之間的電容的技術(shù)。
[0007]引用列表
[0008]專(zhuān)利文件
[0009]專(zhuān)利文件I:日本特開(kāi)平2013-258344號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明人從事如上所描述的這種使用氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件的研發(fā)，并且認(rèn)真研究了常斷型半導(dǎo)體器件的特性的改進(jìn)。在研究過(guò)程期間，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件的特性仍存在改進(jìn)的空間。
[0011]其他問(wèn)題和新穎特征將通過(guò)在本說(shuō)明書(shū)中的說(shuō)明和附圖而顯而易見(jiàn)。
[0012]下面對(duì)在本申請(qǐng)中公開(kāi)的實(shí)施例中的代表性實(shí)施例的概要進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。
[0013]在本申請(qǐng)中公開(kāi)的實(shí)施例中所示的半導(dǎo)體器件的制造方法中，通過(guò)使在襯底上方的導(dǎo)電膜延伸超過(guò)柵極電極上方、并且將導(dǎo)電膜蝕刻為具有開(kāi)口的形狀，來(lái)形成第一電極。然后，在蝕刻之后，在氫氣氣氛下對(duì)襯底進(jìn)行熱處理。
[0014]在本申請(qǐng)中公開(kāi)的實(shí)施例中所示的半導(dǎo)體器件具有第一電極，該第一電極形成在柵極電極上方，其間中介有第一絕緣膜，該第一電極延伸超過(guò)柵極電極上方、并且具有開(kāi)口(間隙)。
[0015]通過(guò)在本申請(qǐng)中公開(kāi)的代表性實(shí)施例中所示的以及下面所示的半導(dǎo)體器件的制造方法，可以制造一種具有優(yōu)良特性的半導(dǎo)體器件。
[0016]通過(guò)在本申請(qǐng)中公開(kāi)的代表性實(shí)施例中所示的以及下面所示的半導(dǎo)體器件，可以改進(jìn)半導(dǎo)體器件的特性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的配置的截面圖；
[0018]圖2是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的配置的截面圖；
[0019]圖3是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的配置的平面圖；
[0020]圖4是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的配置的平面圖；
[0021]圖5是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的截面圖；
[0022]圖6是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖5之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0023]圖7是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖6之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0024]圖8是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖7之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0025]圖9是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖8之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0026]圖10是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖9之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0027]圖11是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖10之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0028]圖12是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖11之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0029]圖13是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖12之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0030]圖14是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖13之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0031]圖15是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖14之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0032]圖16是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖15之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0033]圖17是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖16之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0034]圖18是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖17之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0035]圖19是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖18之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0036]圖20是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖19之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0037]圖21是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的截面圖；
[0038]圖22是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖20之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0039]圖23是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖21之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0040]圖24是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖22之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0041]圖25是示出了根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的在圖23之后的制造過(guò)程的截面圖；
[0042]圖26是示出了在進(jìn)行氫氣退火/不進(jìn)行氫氣退火與閾值電位之間的關(guān)系的曲線圖；
[0043]圖27是示出了根據(jù)實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的第一示例的配置的平面圖；
[0044]圖28是示出了根據(jù)實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的第二示例的配置的平面圖；
[0045]圖29是示出了根據(jù)實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的另一示例的配置的平面圖；
[0046]圖30是示出了根據(jù)實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的另一示例的配置的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]在以下各個(gè)實(shí)施例中，若需要，則出于方便起見(jiàn)，實(shí)施例中的每個(gè)實(shí)施例均通過(guò)將其分為多個(gè)部分或者多個(gè)實(shí)施例而進(jìn)行說(shuō)明，然而，除非另有明確指出，否則這些部分或者實(shí)施例并不是互無(wú)關(guān)系的，而是這些部分或者實(shí)施例中的一個(gè)部分或者實(shí)施例是另外的部分或者實(shí)施例的一部分或者整體的修改示例、詳細(xì)說(shuō)明、補(bǔ)充說(shuō)明等。進(jìn)一步地，在以下各個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)提及元件等的數(shù)目等(包括個(gè)數(shù)、數(shù)值、數(shù)量、范圍等)時(shí)，該數(shù)目不限于特定數(shù)目，而是可以大于或者小于該特定數(shù)目，除非特別指出以及在原理上明確限于特定數(shù)目的情況或者其他情況下。
[0048]進(jìn)一步地，在以下各個(gè)實(shí)施例中，構(gòu)成要素(包括要素步驟等)并不一定是必不可少的，除非是在特別指出以及在原理上顯然認(rèn)為它們必不可少的情況或者其他情況下。相似地，在以下各個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)提及構(gòu)成要素的形狀、位置關(guān)系等時(shí)，應(yīng)該也包括與之基本接近或者類(lèi)似的形狀、位置關(guān)系等，除非另有特別指出以及在原理上顯然認(rèn)為是另外的情況或者其他情況下。這同樣適用于數(shù)目等(包括個(gè)數(shù)、數(shù)值、數(shù)量、范圍等)。
[0049]下面將參照附圖對(duì)各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此處，在用于說(shuō)明各個(gè)實(shí)施例的所有附圖中，具有相同功能的構(gòu)件用相同的或者相關(guān)的附圖標(biāo)記表示并且不對(duì)其進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。進(jìn)一步地，當(dāng)存在多個(gè)相似的構(gòu)件(部位)時(shí)，有時(shí)可以通過(guò)向通用代碼添加符號(hào)來(lái)表示單獨(dú)的或者特定的部位。此外，在以下各個(gè)實(shí)施例中，除了特別需要之外，原則上不對(duì)相同的或者相似的部分進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。
[0050]進(jìn)一步地，在各個(gè)實(shí)施例所使用的附圖中，即使在截面中也可能省略影線以便于理解附圖。
[0051]進(jìn)一步地，在截面圖和平面圖中，部位的大小可以不與實(shí)際裝置對(duì)應(yīng)，并且在一些情況下，特定的部位可以通過(guò)相對(duì)放大的方式來(lái)表示，以便使附圖易于理解。此外，即使在截面圖和平面圖彼此對(duì)應(yīng)的情況下，在一些情況下，特定的部位仍可以通過(guò)相對(duì)放大的方式來(lái)表示，以便使附圖易于理解。
[0052](實(shí)施例1)
[0053]下面參照附圖對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0054][結(jié)構(gòu)的說(shuō)明]
[0055]圖1和圖2是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置的截面圖。圖3和圖4是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置的平面圖。圖1與沿例如圖3的線A-A的截面圖對(duì)應(yīng)，并且圖2與沿例如圖3的線B-B的截面圖對(duì)應(yīng)。
[0056]根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件(半導(dǎo)體元件、元件)是使用氮化物半導(dǎo)體的MIS(金屬絕緣體半導(dǎo)體)類(lèi)型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET) ο半導(dǎo)體器件也稱為高電子迀移率晶體管(HEMT)或者功率晶體管。根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件是所謂的凹陷柵極型半導(dǎo)體器件。
[0057]在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，如圖1和圖2所示，緩沖層BU、溝道層CH以及阻擋層BA依次形成在襯底SUB之上。進(jìn)一步地，絕緣膜IF形成在阻擋層BA之上。此處，其中形成有晶體管的有源區(qū)域AC由隔離區(qū)域ISO劃區(qū)(參照?qǐng)D3)。
[0058]根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件具有:柵極電極GE，該柵極電極GE形成為中介有柵極絕緣膜GI;以及源極電極SE和漏極電極DE，該源極電極SE和漏極電極DE形成在柵極電極GE的兩側(cè)上的阻擋層BA之上，在溝道層CH上方。
[0059]柵極電極GE形成在溝槽T的內(nèi)部，該溝槽T穿透絕緣膜IF和阻擋層BA并且到達(dá)溝道層CH的中部，其間中介有柵極絕緣膜GI。溝槽層CH和阻擋層BA包括氮化物半導(dǎo)體，并且阻擋層BA包括具有比溝道層CH更小的電子親和勢(shì)的氮化物半導(dǎo)體。換言之，阻擋層BA包括具有比溝道層CH更寬的帶隙的氮化物半導(dǎo)體。
[0060]二維電子氣2DEG在溝道層CH與阻擋層BA之間的界面的附近的溝道層CH側(cè)生成。
[0061]二維電子氣2DEG通過(guò)以下機(jī)構(gòu)形成。配置溝道層CH和阻擋層BA的氮化物半導(dǎo)體(此處是基于氮化鎵的半導(dǎo)體)，具有彼此不同的帶隙(禁帶寬度)和電子親和勢(shì)。因此，方阱勢(shì)能在半導(dǎo)體之間的接合面處生成。二維電子氣2DEG通過(guò)在方阱勢(shì)能中累積電子而在溝道層CH與阻擋層BA之間的界面的附近生成。
[0062]此處，在溝道層CH與阻擋層BA之間的界面的附近形成的二維電子氣2DEG被形成有柵極電極GE溝槽T分?jǐn)唷Ｒ虼?，在根?jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，可以:在未向柵極電極GE施加閾值電位的狀態(tài)下，保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)；以及在向柵極電極GE施加閾值電位的狀態(tài)下，在溝槽T的底面附近形成溝道并且保持導(dǎo)通狀態(tài)。可以通過(guò)這種方式執(zhí)行常斷操作。
[0063]緩沖層BU包括具有比溝道層CH更小的電子親和勢(shì)的氮化物半導(dǎo)體。緩沖層BU被形成以便提高閾值電位。即，通過(guò)在溝道層CH之下形成緩沖層BU而在溝道層CH與緩沖層之間的界面的附近的緩沖層BU側(cè)生成極化電荷(負(fù)的固定電荷)，并且導(dǎo)帶由于該極化電荷而上升。因此，可以提高在正側(cè)的閾值電位并且改進(jìn)常斷可操作性。
[0064]此處，在本實(shí)施例中，源極電極SE延伸超過(guò)柵極電極GE上方、至漏極電極DE側(cè)。從與接觸孔ClS的在柵極電極GE側(cè)的端部對(duì)應(yīng)的、源極電極SE的位置，到源極電極SE的在漏極電極DE側(cè)的端部的區(qū)域，稱為源極場(chǎng)板部分。該源極場(chǎng)板部分是源極電極SE的局部區(qū)域(參照?qǐng)D3的SFP部分)。
[0065]與不形成源極場(chǎng)板部分的情況相比，在如上所描述的在源極電極SE中形成源極場(chǎng)板部分的情況下，在源極電極SE與漏極電極DE之間的等勢(shì)線的間隔更均衡。換言之，在源極電極SE與漏極電極DE之間的局部電場(chǎng)集中度被緩和。因此，可以改進(jìn)半導(dǎo)體器件的擊穿電壓。
[0066]進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，由于間隙(開(kāi)口)S形成在源極電極SE的源極場(chǎng)板部分處，所以能夠在氫氣退火(也稱為氫氣合金化)過(guò)程中向溝道形成區(qū)域有效地供給氫氣。通過(guò)這種氫氣退火處理，可以提高閾值電位。根據(jù)本發(fā)明人的研究，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)例如在半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的最后階段中進(jìn)行氫氣退火(400°C或者更高;30分鐘或者更久)，來(lái)提高閾值電位(參照?qǐng)D26)。這大概是因?yàn)橥ㄟ^(guò)氫氣補(bǔ)償了氮化物半導(dǎo)體(例如，GaN等)的晶體缺陷并且去激活了在絕緣膜中的陷阱。
[0067]此外，在本實(shí)施例中，由于間隙(開(kāi)口)S形成在源極電極SE的源極場(chǎng)板部分處，所以可以緩和添加至襯底SUB的應(yīng)力從而減小襯底SUB的應(yīng)變。
[0068]更進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，由于間隙(開(kāi)口)S形成在源極電極SE的源極場(chǎng)板部分處，所以可以減小柵極電極GE和源極電極SE彼此面對(duì)的面積。因此，可以減小在柵極電極GE與源極電極SE之間的電容并且改進(jìn)開(kāi)關(guān)特性。
[0069]進(jìn)一步對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的配置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，包括氮化物半導(dǎo)體的緩沖層BU形成在襯底SUB之上，包括氮化物半導(dǎo)體的溝道層CH形成在緩沖層BU上，以及包括氮化物半導(dǎo)體的阻擋層BA形成在溝道層CH之上。此處，成核層和應(yīng)變緩和層可以從襯底SUB側(cè)形成在襯底SUB與緩沖層BU之間。這些層包括氮化物半導(dǎo)體。成核層被形成以便當(dāng)被形成在諸如應(yīng)變緩和層上方的層生長(zhǎng)時(shí)生成晶核。進(jìn)一步地，成核層被形成以便防止配置被形成在其上方的層的元素(例如，Ga等)從被形成在其上方的層擴(kuò)散到襯底SUB中從而防止襯底SUB被改變。進(jìn)一步地，應(yīng)變緩和層被形成以便緩和施加至襯底SUB的應(yīng)力并且抑制在襯底SUB中生成翹曲和裂紋。緩沖層BU被形成以便如之前所述的那樣提高閾值電位。
[0070]柵極電極GE形成在溝槽(也稱為凹槽或者凹陷)T的內(nèi)部，其間中介有柵極絕緣膜GI，該溝槽T穿透絕緣膜IF和阻擋膜BA并且被刻(engrave)到溝道層CH的中部。
[0071 ] 具體地，絕緣膜IF在開(kāi)口區(qū)域OAl中具有開(kāi)口(參照?qǐng)D12)。溝槽TI響應(yīng)于開(kāi)口區(qū)域0A2而形成，該開(kāi)口區(qū)域0A2比開(kāi)口區(qū)域OAl小一個(gè)尺寸。溝道層CH通過(guò)溝槽T的底面暴露出來(lái)。溝槽T的從頂面看的形狀(以下稱為平面形狀)是，例如，在Y方向上具有長(zhǎng)邊的矩形(參照?qǐng)D3)。
[0072]進(jìn)一步地，柵極絕緣膜GI形成在溝槽T中并且形成在絕緣膜IF之上。換言之，柵極絕緣膜GI形成在其處形成有溝槽T的區(qū)域之上并且在溝槽T的兩側(cè)形成到絕緣膜IF之上。
[0073]柵極電極GE形成在柵極絕緣膜GI之上。柵極電極GE的平面形狀是，例如，在Y方向上具有長(zhǎng)邊的矩形(參照?qǐng)D3)。進(jìn)一步地，例如，柵極電極GE的平面形狀比溝槽T的平面形狀(在Y方向上具有長(zhǎng)邊的矩形)大一個(gè)尺寸。另外，此處，柵極絕緣膜GI和柵極電極GE具有相同的平面形狀。
[0074]柵極電極GE具有在一個(gè)方向上懸伸(overhang)的形狀(在圖1中，懸伸至右側(cè)、至漏極電極DE側(cè))。懸伸部分稱為場(chǎng)板電極。場(chǎng)板電極是從溝槽T的在漏極電極DE側(cè)上的端部延伸至漏極電極DE側(cè)的、柵極電極GE的局部區(qū)域。
[0075]進(jìn)一步地，柵極電極GE還從溝槽T的在源極電極SE側(cè)上的端部延伸至源極電極SE偵U。然后，絕緣膜IF布置在懸伸(延伸)至漏極電極DE側(cè)或源極電極SE側(cè)的柵極電極部分之下。柵極電極GE由層間層絕緣膜ILl覆蓋。
[0076]進(jìn)一步地，源極電極SE和漏極電極DE在柵極電極DE的兩側(cè)形成到阻擋層BA之上。阻擋層BA和源極電極SE通過(guò)歐姆接觸耦合，其間中介有歐姆層。進(jìn)一步地，阻擋層BA和漏極電極DE通過(guò)歐姆接觸耦合，其間中介有歐姆層。源極電極SE包括:位于形成在層間層絕緣膜ILI中的接觸孔CIS中的接合部分、以及在該接合部分之上的布線部分。進(jìn)一步地，漏極電極DE包括位于形成在層間層絕緣膜ILl中的接觸孔ClD中的接合部分以及在該接合部分之上的布線部分。
[0077]源極電極SE的平面形狀為，例如，矩形(參照?qǐng)D3和圖4)。源極電極SE具有源極場(chǎng)板部分，該源極場(chǎng)板部分延伸超過(guò)柵極電極GE上方、至漏極電極DE側(cè)(參照?qǐng)D3的SFP部分)。然后，源極場(chǎng)板部分具有間隙(開(kāi)口)S。間隙S中的每個(gè)間隙S在X方向上的寬度均大于溝槽T在X方向上的寬度。進(jìn)一步地，寬度Wl大于柵極電極GE在X方向上的寬度WGE ο在間隙S之間的距離(間距)SP1可以，例如，與間隙(開(kāi)口)S中的每個(gè)間隙(開(kāi)口)在Y方向上的長(zhǎng)度LI相同等級(jí)，或者大于長(zhǎng)度LI。
[0078I 漏極電極DE的平面形狀為，例如，矩形(參照?qǐng)D3和圖4)。源極電極SE和漏極電極DE由保護(hù)絕緣膜PRO覆蓋。保護(hù)絕緣膜PRO包括下層膜(PROa)和上層膜(PROb)的層合膜。
[0079]關(guān)于柵極電極GE、源極電極SE以及漏極電極DE的布局，電極按例如圖4所示地布置。柵極電極GE、源極電極SE以及漏極電極DE布置在矩形有源區(qū)域AC之上，該矩形有源區(qū)域AC在X方向上具有長(zhǎng)邊。有源區(qū)域AC由隔離區(qū)域ISO圍繞并且劃區(qū)(參照?qǐng)D3)。
[0080]源極電極SE和漏極電極DE是，例如，在Y方向上具有長(zhǎng)邊的矩形。源極電極SE和漏極電極DE在X方向上交替地排成直線。然后，在漏極電極DE之間布置兩個(gè)柵極電極GE。換言之，在源極電極SE下方布置兩個(gè)柵極電極GE。柵極電極GE通過(guò)這種方式用源極電極SE覆蓋。此處，圖4未示出間隙S。
[0081]進(jìn)一步地，多個(gè)漏極電極DE通過(guò)漏極焊盤(pán)(也稱為端子部分)DP而被耦合。漏極焊盤(pán)DP布置為，在漏極電極DE的端側(cè)(在圖4的下側(cè))上在X方向上延伸。換言之，多個(gè)漏極電極DE布置為從在X方向上延伸的漏極焊盤(pán)DP在Y方向上伸出。
[0082]多個(gè)源極電極SE通過(guò)源極焊盤(pán)(也稱為端子部分)SP而被耦合。源極焊盤(pán)SP布置為在源極電極SE的另一端側(cè)(在圖4的上側(cè))上在X方向上延伸。換言之，多個(gè)源極電極SE布置為從在X方向上延伸的源極焊盤(pán)SP在Y方向上伸出。
[0083]多個(gè)柵極電極GE通過(guò)柵極線GL而被耦合。柵極線GL布置為在柵極電極GE的端側(cè)(在圖4的上側(cè))上在X方向上延伸。換言之，多個(gè)柵極電極GE布置為從在X方向上延伸的柵極線GL在Y方向上伸出。此處，柵極線GL，例如，在X方向上耦合至形成在柵極線GL的端側(cè)(圖4中的左側(cè))上的柵極焊盤(pán)GP。圖4所示的布局是示例，并且漏極焊盤(pán)DP、源極焊盤(pán)SP以及柵極焊盤(pán)GP的布置位置可以，例如，任意地改變。進(jìn)一步地，漏極焊盤(pán)DP、源極焊盤(pán)SP以及柵極焊盤(pán)GP可以形成在與漏極電極DE和源極電極SE不同的層中。
[0084][制造方法的說(shuō)明]
[0085]下面參照?qǐng)D5至圖25對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明，并且將進(jìn)一步闡明半導(dǎo)體器件的配置。圖5至圖25是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程的截面圖。
[0086]如圖5所示，將緩沖層BU形成在襯底SUB之上。例如，包括具有I Ω.cm的電阻率的硅(Si)并且使(111)平面暴露出來(lái)的半導(dǎo)體襯底用作襯底SUB，并且通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積(MOCVD)方法等在襯底SUB之上異質(zhì)外延地生長(zhǎng)AlGaN層作為緩沖層BU。金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積方法也稱為金屬有機(jī)汽相外延(M0VPE)方法。
[0087]接著，通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積方法等在緩沖層BU之上異質(zhì)外延地生長(zhǎng)氮化鎵(GaN)層作為溝道層CH。溝道層CH的膜厚度約為，例如，40nm。
[0088]此處，作為襯底SUB，除了上述的硅之外，還可以使用包括SiC、藍(lán)寶石等的襯底。此外，還可以使用氮化物半導(dǎo)體的塊體襯底(例如，GaN的塊體襯底)ο進(jìn)一步地，也可以在襯底SUB與緩沖層BU之間從襯底SUB側(cè)形成成核層和應(yīng)變緩和層。例如，使用通過(guò)如下方式形成的超晶格結(jié)構(gòu):重復(fù)地堆疊，氮化鋁(AlN)層作為成核層、以及氮化鎵(GaN)層和氮化鋁(AlN)層的層合層((AlN/GaN膜)作為應(yīng)變緩和層等。這些層可以通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積方法等形成。
[0089]接著，通過(guò)例如金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積方法等，在溝道層CH之上異質(zhì)外延地生長(zhǎng)AlGaN(AlXGa(1—x)N)層作為阻擋層BA JlGaN的膜厚度約為，例如，15nm到25nm。進(jìn)一步地，Al的組分約為，例如，20 %。
[0090]通過(guò)這種方式，形成緩沖層BU、溝道層CH以及阻擋層BA的層合體。該層合體通過(guò)異質(zhì)外延生長(zhǎng)而形成，即通過(guò)在
[0001]晶軸(C軸)方向上的III族平面堆疊生長(zhǎng)而形成。換言之，層合體通過(guò)(OOOl)Ga面生長(zhǎng)形成。在層合體中，在溝道層CH與阻擋層BA之間的界面的附近生成二維電子氣(2DEG)(參照?qǐng)D1和圖2)。
[0091]接著，如圖6所示，在阻擋層BA之上形成絕緣膜IF作為覆蓋膜。例如，通過(guò)CVD(化學(xué)汽相沉積)方法等，在阻擋層BA之上沉積氮化硅膜(SiN膜)作為絕緣膜IF。絕緣膜IF的膜厚度約為，例如，90nm。接著，例如，通過(guò)CVD方法，在絕緣膜IF之上形成氧化硅膜等作為絕緣膜IFM0
[0092]接著，通過(guò)光刻技術(shù)，在絕緣膜IFM之上形成將隔離區(qū)域開(kāi)口的光致抗蝕劑膜PRl。接著，如圖7所示，將光致抗蝕劑膜PRl用作掩膜，注入硼(B)或者氮(N)。將硼(B)或者氮(N)穿過(guò)絕緣膜IF注入到溝道層CH和阻擋層BA中。通過(guò)這種方式，通過(guò)將離子種類(lèi)諸如硼(B)或者氮(N)注入到溝道層CH和阻擋層BA中，晶體狀態(tài)被改變，并且獲得更高的電阻。通過(guò)這種方式形成隔離區(qū)域ISO。接著，去除光致抗蝕劑膜PR1。被隔離區(qū)域ISO圍繞的區(qū)域成為有源區(qū)域AC(參照?qǐng)D3)。
[0093]接著，如圖8所示，通過(guò)光刻技術(shù)，在絕緣膜IFM之上形成在開(kāi)口區(qū)域OAl中具有開(kāi)口的光致抗蝕劑膜PR2，用作掩膜。接著，將光致抗蝕劑膜PR2用作掩膜，對(duì)絕緣膜IFM進(jìn)行蝕亥Ij。從而，在絕緣膜IF之上形成在開(kāi)口區(qū)域OAl中具有開(kāi)口的絕緣膜IFM。接著，去除光致抗蝕劑膜PR2。
[0094]接著，如圖9所示，通過(guò)光刻技術(shù)，形成在位于開(kāi)口區(qū)域OAl內(nèi)部的開(kāi)口區(qū)域0A2中具有開(kāi)口的光致抗蝕劑膜PR3 ο接著，將光致抗蝕劑膜PR3用作掩膜，對(duì)絕緣膜IF進(jìn)行蝕刻。接著，去除光致抗蝕劑膜PR3 ο從而，在阻擋層BA之上形成在開(kāi)口區(qū)域0A2中具有開(kāi)口的絕緣膜IF。進(jìn)一步地，在絕緣膜IF之上，在絕緣膜IF之上布置從開(kāi)口區(qū)域0A2的端部縮回并且在開(kāi)口區(qū)域OAl中具有開(kāi)口的絕緣膜IFM(圖10)。
[0095]接著，如圖11所示，通過(guò)將絕緣膜IF和絕緣膜IFM的層合膜用作掩膜、對(duì)阻擋層BA和溝道層CH進(jìn)行蝕刻，來(lái)形成穿透絕緣膜IF和阻擋層BA并且到達(dá)溝道層CH的中部的溝槽T。在開(kāi)口區(qū)域0A2中，從阻擋層BA的表面進(jìn)行蝕刻，到25nm到35nm的深度，以便去除二維電子氣(2DEG)。換言之，在阻擋層BA的表面與溝槽T的底面之間的高度差約為25nm到35nm。溝槽T的側(cè)面可以采用錐形。
[0096]接著，將絕緣膜IFM用作掩膜，對(duì)絕緣膜IF進(jìn)行蝕刻。換言之，對(duì)溝槽T周?chē)慕^緣膜IF進(jìn)行蝕刻。接著，通過(guò)蝕刻去除絕緣膜IFM。
[0097]通過(guò)這種方式，如圖12所示，絕緣膜IF的在溝槽T側(cè)的端部在一個(gè)方向上(向圖12的右側(cè))縮回距離Ld，并且在另一方向上(向圖12的左側(cè))縮回距離Ls。然后，使溝道層CH從在開(kāi)口區(qū)域0A2中的溝槽T的底面暴露出來(lái)，并且使阻擋層BA的表面暴露在開(kāi)口區(qū)域OAl中在開(kāi)口區(qū)域0A2周?chē)膮^(qū)域(縮回部分)中。通過(guò)這種方式，通過(guò)使絕緣膜IF的在溝槽T側(cè)的端部縮回，柵極調(diào)節(jié)變得更加有效。進(jìn)一步地，緩和了電場(chǎng)集中度，并且改進(jìn)了柵極擊穿電壓。
[0098]接著，如圖13所示，在溝槽T中并且在絕緣膜IF之上，形成柵極絕緣膜GI。例如，通過(guò)ALD(原子層沉積)方法等，在溝槽T中并且在絕緣膜IF之上沉積具有約為50nm到10nm的膜厚度的氧化鋁膜(氧化鋁，Al2O3)作為柵極絕緣膜GI。作為柵極絕緣膜GI，除了氧化鋁膜之夕卜，可以使用，例如，氧化硅膜或者氮化硅膜。此外，可以使用具有比氧化硅膜更高的介電常數(shù)的高介電常數(shù)膜。作為高介電常數(shù)膜，可以使用基于鉿的絕緣膜，諸如，氧化鉿膜(HfO2膜)、鋁酸鉿膜、HfON膜(氮氧化鉿膜)、HfS1膜(硅化鉿膜)、HfS1N膜(氮氧化硅鉿膜)或者Hf AlO膜。在許多情況下，柵極絕緣膜GI的膜厚度大于溝槽T的深度。
[0099]接著，如圖14所示，在柵極絕緣膜GI之上，形成將作為柵極電極GE的導(dǎo)電膜。例如，通過(guò)濺射方法等，在柵極絕緣膜GI之上沉積具有約為10nm的膜厚度的TiN膜作為導(dǎo)電膜。此處，作為導(dǎo)電膜，可以使用包括鎳(Ni)膜和在該鎳膜上方的金(Au)膜的層合膜(也稱為Au/Ni膜)。
[0100]接著，如圖15所示，通過(guò)光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)使柵極電極GE和柵極絕緣膜GI圖案化，來(lái)形成柵極電極GE。例如，通過(guò)光刻技術(shù)形成用于覆蓋在其處形成有柵極電極GE的區(qū)域的光致抗蝕劑膜PR4，并且將光致抗蝕劑膜PR4用作掩膜，對(duì)柵極絕緣膜GI進(jìn)行蝕刻。接著，去除光致抗蝕劑膜PR4(圖16)。此處，在蝕刻期間，絕緣膜IF起蝕刻停止結(jié)構(gòu)的作用。進(jìn)一步地，在柵極電極GE的圖案化期間，使柵極電極GE圖案化為在一個(gè)方向上懸伸(至圖16的右偵叭至漏極電極DE側(cè))的形狀。換言之，進(jìn)行圖案化，以便形成場(chǎng)板電極作為柵極電極GE的部分。場(chǎng)板電極是柵極電極GE的局部區(qū)域，并且指的是從溝槽T的在漏極電極DE側(cè)的端部延伸至漏極電極DE側(cè)的電極部分。此處，柵極電極GE也在其他方向上懸伸(至圖16的左側(cè)、至源極電極SE側(cè))。注意，在漏極電極DE側(cè)的懸伸量大于在源極電極SE側(cè)的懸伸量。
[0101 ]接著，如圖17所示，通過(guò)例如CVD方法等，在柵極電極GE和絕緣膜IF之上沉積具有約為100nm的膜厚度的氧化硅膜作為層間層絕緣膜IL1。因此，可以形成包括氧化硅膜的層間層絕緣膜ILl。
[0102]接著，通過(guò)光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)，在層間層絕緣膜ILl中形成接觸孔ClS和C1D。例如，如圖18所示，通過(guò)將具有在其處形成接觸孔ClS和ClD的區(qū)域中的開(kāi)口的光致抗蝕劑膜(圖中未示出)用作掩膜，對(duì)層間層絕緣膜ILl和在層間層絕緣膜ILl之下的絕緣膜IF進(jìn)行蝕亥Ij。從而形成接觸孔ClS和C1D。接著，去除光致抗蝕劑膜。因此，使阻擋層BA從接觸孔ClS和ClD的底部分暴露出來(lái)(圖18)。通過(guò)這種方式，將接觸孔ClS和ClD分別布置在柵極電極GE的兩側(cè)的阻擋層BA之上。
[0103]接著，如圖19所示，在層間層絕緣膜ILl之上，包括在接觸孔ClS和ClD的內(nèi)部等，形成導(dǎo)電膜CL。首先，在層間層絕緣膜ILl之上，包括在接觸孔ClS和ClD的內(nèi)部，形成歐姆層。例如，通過(guò)濺射方法等，在層間層絕緣膜ILl之上，包括接在觸孔ClS和ClD的內(nèi)部，沉積具有約為20nm到50nm的厚度的鈦(Ti)膜。接著，通過(guò)濺射方法等，在歐姆層之上沉積具有約為100nm到4000nm的膜厚度的鋁膜作為金屬膜。接著，進(jìn)行熱處理，以便減小在阻擋層BA與歐姆層之間的接觸電阻。例如，在氮?dú)鈿夥障略?50°C溫度下進(jìn)行約30秒的熱處理。此處，作為金屬膜，除了鋁之外，可以使用鋁合金。作為鋁合金，可以使用，例如，Al和Si的合金(Al-Si)、A1和Cu(銅)的合金(Al-Cu)、或者Al和Si和Cu的合金(Al-S1-Cu)。
[0104]接著，如圖20和圖21所示，通過(guò)光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)對(duì)Ti/Al膜進(jìn)行圖像化，來(lái)在接觸孔ClS和ClD中并且在接觸孔ClS和ClD之上形成源極電極SE和漏極電極DE。例如，通過(guò)光刻技術(shù)，在導(dǎo)電膜CL之上形成用于覆蓋在其處形成有源極電極SE的區(qū)域和在其處形成有漏極電極DE的區(qū)域的光致抗蝕劑膜PR7，并且將光致抗蝕劑膜PR7用作掩膜，對(duì)導(dǎo)電膜CL進(jìn)行蝕刻。從而形成源極電極SE和漏極電極DE。接著，去除光致抗蝕劑膜PR7。
[0105]通過(guò)接觸孔ClS將源極電極SE電耦合至在柵極電極GE的一側(cè)的阻擋層BA，通過(guò)接觸孔ClD將漏極電極DE電耦合至在柵極電極GE的另一側(cè)的阻擋層BA。
[0106]然后，形成源極電極SE，以便延伸超過(guò)柵極電極GE上方、至漏極電極DE側(cè)。從與接觸孔ClS的在柵極電極GE側(cè)的端部對(duì)應(yīng)的位置到源極電極SE的在漏極電極DE側(cè)的端部的、在源極電極SE中的區(qū)域，稱為源極場(chǎng)板部分。該源極場(chǎng)板部分在X方向上的寬度(S卩，在圖3中SFP的長(zhǎng)度)約為，例如，3μπι到?ομπι。然后，在源極場(chǎng)板部分處形成間隙(開(kāi)n)S(圖21)。
[0107]接著，在層間層絕緣膜ILl之上，包括在源極電極SE和漏極電極DE之上，形成保護(hù)絕緣膜(也稱為表面保護(hù)膜)PR0。例如，作為保護(hù)絕緣膜PR0，使用氮氧化硅膜(下層膜PROa)和聚酰亞胺膜(上層膜PROb)的層合膜。首先，通過(guò)CVD方法等，在層間層絕緣膜ILl之上，包括在源極電極SE和漏極電極DE之上，沉積具有約為900nm的膜厚度的氮氧化硅(S1N)膜。
[0108]接著，通過(guò)蝕刻掉在與源極電極SE和漏極電極DE在同一層中的接線的局部區(qū)域(例如，焊盤(pán)區(qū)域，在圖中未示出)之上的氮氧化硅膜(PROa)，可以使區(qū)域(焊盤(pán)區(qū)域)暴露出來(lái)。在焊盤(pán)區(qū)域中，包括有源極焊盤(pán)SP、漏極焊盤(pán)DP等。
[0109]接著，如圖22和圖23所示，進(jìn)行氫氣退火。即，在氫氣氣氛下進(jìn)行熱處理。例如，在其中載入了襯底SUB的處理室(腔)中，在氫氣氣氛下，在400°C或者更高溫度下，進(jìn)行30分鐘或者更久的熱處理。
[0110]接著，如圖24和圖25所示，在氮氧化硅膜(PROa)之上形成具有約為7000nm的膜厚度的聚酰亞胺膜(PROb)。例如，在與源極電極SE和漏極電極DE在同一層中的接線的暴露部分(例如，焊盤(pán)區(qū)域，在圖中未示出)和氮氧化硅膜(PROa)之上，涂覆光敏聚酰亞胺膜(PROb)。例如，通過(guò)旋涂來(lái)向襯底SUB的表面涂覆聚酰亞胺的前身液體、并且然后將其干燥，來(lái)形成聚酰亞胺膜(PROb)。接著，通過(guò)使光敏聚酰亞胺膜(PROb)曝光和顯影，去除在焊盤(pán)區(qū)域等之上的聚酰亞胺膜(PROb)。接著，進(jìn)行熱處理，從而使聚酰亞胺膜(PROb)硬化。
[0111]通過(guò)該過(guò)程，可以形成根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件(圖1和圖2)。此處，該過(guò)程是示例，并且根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件也可以通過(guò)除了該過(guò)程之外的過(guò)程制造而成。
[0112]此處，氫氣退火的定時(shí)不限于在形成氮氧化硅膜(PROa)之后和在形成聚酰亞胺膜(PROb)之前。然而，聚酰亞胺膜在400°C或者更高的熱量下耐熱性差，因此，當(dāng)使用聚酰亞胺膜(PROb)時(shí)，氫氣退火優(yōu)選地在形成聚酰亞胺膜(PROb)之前進(jìn)行。進(jìn)一步地，氫氣退火優(yōu)選地至少在形成源極電極SE和漏極電極DE之后進(jìn)行。
[0113]圖26是示出了在進(jìn)行氫氣退火/不進(jìn)行氫氣退火與閾值電位之間的關(guān)系的曲線圖。垂直軸表示漏極電流((1(14/!11111)，并且水平軸表示在柵極與源極之間的電壓(￥88，￥)。即，圖26示出了電流-電壓特性?！斑M(jìn)行氫氣退火”的情況，示出了如本實(shí)施例一樣進(jìn)行了氫氣退火的MIS類(lèi)型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電流-電壓特性(此處，未形成間隙S)。“不進(jìn)行氫氣退火”的情況，示出了未進(jìn)行氫氣退火的MIS類(lèi)型的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電流-電壓特性。如圖26所示，當(dāng)進(jìn)行氫氣退火時(shí)，閾值電位傾向于上升。此處，在氫氣氣氛下在400°C溫度下進(jìn)行30分鐘的氫氣退火。
[0114]通過(guò)這種方式，發(fā)現(xiàn)閾值電位通過(guò)氫氣退火處理而上升。特別是在如本實(shí)施例一樣在源極電極SE的源極場(chǎng)板部分處形成間隙(開(kāi)口)S的情況下，通過(guò)間隙S供給氫氣、并且閾值電位可以有效地上升。進(jìn)一步地，通過(guò)在柵極電極GE上方布置間隙S，可以有效地提高閾值電位。
[0115]進(jìn)一步地，通過(guò)將在源極電極SE的源極場(chǎng)板部分處的間隙S不形成為切口形狀(notched shape)而是形成為開(kāi)口，在源極場(chǎng)板部分的端部與漏極電極DE之間的距離變化更小，并且緩和電場(chǎng)集中度的效果增加。
[0116]進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)施例，由于間隙S形成在源極電極SE的源極場(chǎng)板部分處，所以可以緩和添加至襯底SUB的應(yīng)力并且減小襯底SUB的應(yīng)變。尤其在將鋁膜(包括包含鋁的膜)用作源極電極SE的情況下，襯底SUB可能會(huì)由于應(yīng)力而內(nèi)凹變形。進(jìn)一步地，在源極電極SE中形成源極場(chǎng)板部分的情況下，被鋁膜覆蓋的區(qū)域增加，并且因此，由鋁膜所導(dǎo)致的應(yīng)力的問(wèn)題增加。與此相反，在本實(shí)施例中，由于間隙S形成在源極電極SE的源極場(chǎng)板部分處，所以能夠緩和添加至襯底SUB的應(yīng)力并且減小襯底SUB的應(yīng)變。
[0117]進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，由于間隙S形成在源極電極SE的源極場(chǎng)板部分處，所以可以減小柵極電極GE和源極電極SE彼此面對(duì)的面積。因此，可以減小在柵極電極GE與源極電極SE之間的電容并且改進(jìn)開(kāi)關(guān)特性。
[0118](實(shí)施例2)
[0119]在本實(shí)施例中，對(duì)在源極電極SE中形成間隙(開(kāi)口)S的示例進(jìn)行說(shuō)明。
[0120]雖然在實(shí)施例1中，形成有多個(gè)間隙(開(kāi)口)S，并且間隙S中的每個(gè)間隙S在X方向上的寬度Wl均設(shè)置為大于溝槽T在X方向上的寬度WT和柵極電極GE在X方向上的寬度WGE，但間隙S的數(shù)量和形狀不限于此。
[0121]〈第一示例〉
[0122]圖27是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第一示例的配置的平面圖。此處，在本實(shí)施例中，除了在源極電極SE中的間隙(開(kāi)口)S的形狀之外的配置，均與根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件相同。因此省略了對(duì)與實(shí)施例1相似的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程的說(shuō)明。
[0123]如圖27所示，在本示例中，形成有多個(gè)間隙(開(kāi)口)S，并且間隙S中的每個(gè)間隙S在X方向上的寬度Wl均設(shè)置為大于溝槽T在X方向上的寬度WT并且小于柵極電極GE在X方向上的寬度WGE。例如，在間隙S之間的距離與實(shí)施例1可比。
[0124]〈第二示例〉
[0125]圖28是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的第二示例的配置的平面圖。此處，在本實(shí)施例中，除了在源極電極SE中的間隙(開(kāi)口)S的形狀之外的配置，均與根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件相同。因此省略了對(duì)與實(shí)施例1相似的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程的說(shuō)明。
[0126]如圖28所示，在本示例中采用了通過(guò)將在實(shí)施例1中的多個(gè)間隙(開(kāi)口)S接起來(lái)而形成的形狀。
[0127]具體地，間隙(開(kāi)口)S在X方向上的寬度Wl設(shè)置為大于溝槽T在X方向上的寬度WT并且小于柵極電極GE在X方向上的寬度WGE，并且間隙(開(kāi)口)S在Y方向上的長(zhǎng)度LI設(shè)置為大于溝槽T在Y方向上的長(zhǎng)度LT。此處，LGE是柵極電極GE在Y方向上的長(zhǎng)度。如上所描述，柵極電極GE的平面形狀比溝槽T的平面形狀大一個(gè)尺寸，并且它們的關(guān)系是:LGE>LT、WGE>WT。
[0128]〈其他示例〉
[0129]圖29和圖30是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的其他示例的配置的平面圖。
[0130]間隙(開(kāi)口)S的形狀可以是正方形的或者在Y方向上具有長(zhǎng)邊的形狀。進(jìn)一步地，多個(gè)間隙(開(kāi)口)S可以不布置為一行而是布置為兩行(圖29)。進(jìn)一步地，在兩行或者多行布置的情況下，相鄰的間隙(開(kāi)口)S可以是交錯(cuò)的，例如，可以布置為Z字形(圖30)。
[0131]至此，雖然已經(jīng)在實(shí)施例的基礎(chǔ)上對(duì)本發(fā)明人建立的本發(fā)明進(jìn)行了具體說(shuō)明，但是不言而喻地，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種修改。
[0132]例如，雖然在實(shí)施例1中將絕緣膜IF布置在阻擋層BA之上(圖1)，但是也可以在阻擋層BA與絕緣膜IF之間形成封蓋層。該封蓋層是具有比阻擋層BA更大的電子親和勢(shì)的氮化物半導(dǎo)體。作為封蓋層，可以使用，例如，氮化鎵(GaN)層。該GaN層通過(guò)例如金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積方法等異質(zhì)外延地生長(zhǎng)。
[0133]在這種情況下，形成穿透絕緣膜IF、封蓋層以及阻擋層BA并且到達(dá)溝道層CH的中部的溝槽T。進(jìn)一步地，在這種情況下，在柵極電極GE的兩側(cè)的封蓋層之上，形成源極電極SE和漏極電極DE。通過(guò)形成這種封蓋層，可以減小在封蓋層與源極電極SE之間的接觸電阻(歐姆接觸電阻)。進(jìn)一步地，能夠減小在封蓋層與漏極電極DE之間的接觸電阻(歐姆接觸電阻)。
[0134]進(jìn)一步地，雖然在實(shí)施例1中將GaN用作溝道層CH并且將AlGaN用作阻擋層BA，但是它們不限于這些材料，例如，可以將InGaN用作溝道層CH并且可以將AlInN或者AlInGaN用作阻擋層BA，而且，當(dāng)使用封蓋層時(shí)，可以將InGaN用作封蓋層。通過(guò)這種方式，用于溝道層CH、阻擋層BA以及封蓋層的材料組合，可以在層的功能奏效的范圍內(nèi)，任意地調(diào)整。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟: (a)在襯底上方形成第一氮化物半導(dǎo)體層； (b)在所述第一氮化物半導(dǎo)體層之上形成第二氮化物半導(dǎo)體層，所述第二氮化物半導(dǎo)體層具有小于所述第一氮化物半導(dǎo)體層的電子親和勢(shì)； (C)通過(guò)蝕刻所述第二氮化物半導(dǎo)體層和所述第一氮化物半導(dǎo)體層而形成溝槽，所述溝槽穿透所述第二氮化物半導(dǎo)體層、并且到達(dá)所述第一氮化物半導(dǎo)體層的中部； (d)形成柵極電極，所述柵極電極形成在所述溝槽之上、其間中介有柵極絕緣膜，并且所述柵極電極在第一方向上延伸； (e)在所述柵極電極之上形成導(dǎo)電膜，其間中介有第一絕緣膜； (f)通過(guò)蝕刻所述導(dǎo)電膜:形成第一電極，所述第一電極在所述柵極電極的一側(cè)耦合至所述第二氮化物半導(dǎo)體層;并且形成第二電極，所述第二電極在所述柵極電極的另一側(cè)耦合至所述第二氮化物半導(dǎo)體層；以及 (g)在所述步驟(f)之后，在氫氣氣氛下對(duì)所述襯底進(jìn)行熱處理， 其中在所述步驟(f)中形成的所述第一電極，在與所述第一方向相交的第二方向上、延伸超過(guò)所述柵極電極上方、至所述第二電極之側(cè)，并且具有開(kāi)口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，進(jìn)一步包括以下步驟: (h)在所述第一電極和所述第二電極上方形成第二絕緣膜， 其中所述步驟(g)在所述步驟(h)之前進(jìn)行。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法， 其中所述步驟(h)包括以下步驟: (hi)在所述第一電極和所述第二電極之上形成第一膜；以及 (h2)在所述第一膜之上形成第二膜，以及 其中所述步驟(g)在所述步驟(hi)與所述步驟(h2)之間進(jìn)行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法， 其中所述步驟(e)包括以下步驟: (el)通過(guò)蝕刻在所述柵極電極的兩側(cè)的所述第一絕緣膜，形成接觸孔；以及 (e2)在所述接觸孔和所述第一絕緣膜之上形成所述導(dǎo)電膜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述開(kāi)口布置在所述柵極電極上方。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中形成有多個(gè)開(kāi)口。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述開(kāi)口中的每個(gè)開(kāi)口在所述第二方向上的寬度均大于所述柵極電極在所述第二方向上的寬度。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述開(kāi)口中的每個(gè)開(kāi)口在所述第二方向上的寬度均大于所述溝槽在所述第二方向上的寬度、并且小于所述柵極電極在所述第二方向上的寬度。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的制造方法， 其中所述開(kāi)口在所述第二方向上的寬度大于所述溝槽在所述第二方向上的寬度、并且小于所述柵極電極在所述第二方向上的寬度，以及 其中所述開(kāi)口在所述第一方向上的長(zhǎng)度大于所述溝槽在所述第一方向上的長(zhǎng)度。10.—種半導(dǎo)體器件，包括: 第一氮化物半導(dǎo)體層，所述第一氮化物半導(dǎo)體層形成在襯底上方； 第二氮化物半導(dǎo)體層，所述第二氮化物半導(dǎo)體層形成在所述第一氮化物半導(dǎo)體層之上、并且具有小于所述第一氮化物半導(dǎo)體層的電子親和勢(shì)； 溝槽，所述溝槽穿透所述第二氮化物半導(dǎo)體層并且到達(dá)所述第一氮化物半導(dǎo)體層的中部； 柵極電極，所述柵極電極形成在所述第二氮化物半導(dǎo)體層之上、其間中介有柵極絕緣膜，并且所述柵極電極在第一方向上延伸； 第一電極，所述第一電極在所述柵極電極的一側(cè)耦合至所述第二氮化物半導(dǎo)體層；以及 第二電極，所述第二電極在所述柵極電極的另一側(cè)耦合至所述第二氮化物半導(dǎo)體層；以及 其中所述第一電極形成在所述柵極電極上方、其間中介有第一絕緣膜，所述第一電極在與所述第一方向相交的第二方向上、延伸超過(guò)所述柵極電極上方、至所述第二電極之側(cè)，并且具有開(kāi)口。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開(kāi)口布置在所述柵極電極上方。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中形成有多個(gè)所述開(kāi)口。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開(kāi)口中的每個(gè)開(kāi)口在所述第二方向上的寬度均大于所述柵極電極在所述第二方向上的寬度。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開(kāi)口中的每個(gè)開(kāi)口在所述第二方向上的寬度均大于所述溝槽在所述第二方向上的寬度、并且小于所述柵極電極在所述第二方向上的寬度。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開(kāi)口在所述第二方向上的寬度大于所述溝槽在所述第二方向上的寬度、并且小于所述柵極電極在所述第二方向上的寬度，以及 其中所述開(kāi)口在所述第一方向上的長(zhǎng)度大于所述溝槽在所述第一方向上的長(zhǎng)度。
【文檔編號(hào)】H01L21/28GK105938799SQ201610011394
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年1月8日
【發(fā)明人】平井友洋, 川口宏
【申請(qǐng)人】瑞薩電子株式會(huì)社