氮化物半导体装置及氮化物半导体装置的制造方法与流程

本揭示涉及一种氮化物半导体装置及氮化物半导体装置的制造方法。

背景技术：

1、如今，正在推进使用氮化镓(gan)等iii族氮化物半导体(以下，有时简称为“氮化物半导体”)的高电子迁移率晶体管(hemt)的制品化。hemt中，使用形成在半导体异质结界面附近的二维电子气(2deg)作为导电路径(沟道)。利用hemt的功率装置被认为是和典型的硅(si)功率装置相比导通电阻更低且能够高速、高频动作的装置。

2、例如，专利文献1中所记载的氮化物半导体装置包含由氮化镓(gan)层所构成的电子移行层、及由氮化铝镓(algan)层所构成的电子供应层。在这些电子移行层和电子供应层的异质结界面附近的电子移行层中形成了2deg。

3、此外，专利文献1的氮化物半导体装置中，在电子供应层上设置有包含受体型杂质的栅极层(例如p型gan层)，并且在栅极层上配置有栅极电极。该构成中，在栅极层正下方的区域内，通过栅极层提升电子移行层和电子供应层之间的异质结界面附近处的传导带的带能量，从而使栅极层正下方的沟道消失，实现常关闭(normally off)。

4、[背景技术文献]

5、[专利文献]

6、[专利文献1]日本专利特开2017-73506号公报

技术实现思路

1、[概要]

2、在所述氮化物半导体装置中，栅极层形成为通过蚀刻选择性地去除形成在电子供应层之上的氮化物半导体层的一部分后的保留部分。此时，未形成栅极层的部分中，所述氮化物半导体层被蚀刻，直到使电子供应层露出为止。此时，位于该部分的电子供应层中产生蚀刻损伤。电子供应层中所产生的蚀刻损伤成为使电子移行层中所产生的2deg的电特性发生变化的主要原因。

3、作为本揭示的一个态样的氮化物半导体装置包含：由氮化物半导体所构成的电子移行层；形成在所述电子移行层上，由具有比所述电子移行层更大带隙的氮化物半导体所构成的电子供应层；形成在所述电子供应层的一部分上，由包含受体型杂质的氮化物半导体所构成的栅极层；形成在所述栅极层上的栅极电极；覆盖所述电子供应层、所述栅极层、及所述栅极电极，并且具有隔着所述栅极层彼此分开的源极开口部及漏极开口部的钝化层；经由所述源极开口部和所述电子供应层相接的源极电极；经由所述漏极开口部和所述电子供应层相接的漏极电极；且所述电子移行层包含：位于所述栅极层下的第1部分；及俯视下位于所述栅极层和所述源极开口部之间、及所述栅极层和所述漏极开口部之间的第2部分；所述电子供应层包含：形成在所述第1部分上，位于所述栅极层下的第1电子供应层；及形成在所述第2部分上，和所述第1电子供应层相连的第2电子供应层。

4、作为本揭示的一个态样的氮化物半导体装置的制造方法包括如下步骤：在由氮化物半导体所构成的电子移行层上形成初始形成电子供应层的步骤；在所述初始形成电子供应层上形成由包含受体型杂质的氮化物半导体所构成的栅极层的步骤；以使位于所述栅极层下的部分保留，并且使所述电子移行层露出的方式，通过蚀刻去除所述初始形成电子供应层的一部分，而形成作为所述初始形成电子供应层的保留部分的第1电子移行层的步骤；在通过所述蚀刻而露出的所述电子移行层上形成和所述第1电子供应层相连的再形成电子供应层的步骤；在所述再形成电子供应层之上形成钝化层的步骤；在所述栅极层之上形成栅极电极的步骤；及在所述再形成电子供应层之上形成源极电极及漏极电极的步骤；且所述初始形成电子供应层及再形成电子供应层是由具有比所述电子移行层更大带隙的氮化物半导体所构成。

技术特征：

1.一种氮化物半导体装置，其包含：

2.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中在所述第1电子供应层和所述第2电子供应层之间形成有界面。

3.根据权利要求1或2所述的氮化物半导体装置，其中所述电子供应层包含覆盖所述栅极层的上表面及侧表面、并且和所述第2电子供应层相连的被覆部，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的氮化物半导体装置，其中所述电子移行层的所述第1部分具有比所述第2部分更加向上方突出的突出部分，

5.根据权利要求4所述的氮化物半导体装置，其中在所述源极电极及所述漏极电极隔着所述栅极层排列的方向上，

6.根据权利要求4或5所述的氮化物半导体装置，其中在厚度方向上，所述第2电子供应层的上表面位于和所述突出部分的上表面相同的位置、或位于比所述突出部分的上表面更靠下方的位置，

7.根据权利要求4或5所述的氮化物半导体装置，其中在厚度方向上，所述第2电子供应层的上表面位于比所述突出部分的上表面更靠上方的位置。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的氮化物半导体装置，其中所述电子移行层的所述第2部分的上表面和所述电子移行层的所述第1部分的上表面位于同一平面。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的氮化物半导体装置，其中所述第2电子供应层的厚度和所述第1电子供应层的厚度相同。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的氮化物半导体装置，其中所述钝化层包含：覆盖所述第2电子供应层的第1钝化层、及覆盖所述第1钝化层及所述栅极电极的第2钝化层。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的氮化物半导体装置，其中所述电子移行层是gan层，

12.一种氮化物半导体装置的制造方法，包括如下步骤：

13.根据权利要求12所述的氮化物半导体装置的制造方法，其中所述再形成电子供应层形成为包含覆盖所述栅极层的上表面及侧表面的被覆部，

14.根据权利要求12或13所述的氮化物半导体装置的制造方法，其中当通过蚀刻去除所述初始形成电子供应层的一部分时，也一并去除所述电子移行层的上表面侧的一部分。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的氮化物半导体装置的制造方法，其中在所述栅极层上形成所述栅极电极的步骤包括：

技术总结
本揭示涉及一种氮化物半导体装置及氮化物半导体装置的制造方法。本揭示使2DEG的电特性变得稳定。本揭示的氮化物半导体装置包含电子移行层、电子供应层、形成在电子供应层上的栅极层、形成在栅极层上的栅极电极、及具有源极开口部及漏极开口部的钝化层。电子移行层包含位于栅极层下的第1部分；及位于栅极层和源极开口部之间、及栅极层和漏极开口部之间的第2部分。电子供应层包含：形成在第1部分上，位于栅极层下的第1电子供应层；及形成在第2部分上，和第1电子供应层相连的第2电子供应层。

技术研发人员：畑洋辅
受保护的技术使用者：罗姆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/27