化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法。具體地，提供一種AlGaN／GaN?HEMT，其包括：化合物半導(dǎo)體層；形成在化合物半導(dǎo)體層的上側(cè)的源電極和漏電極；以及Al-Si-N層，該Al-Si-N層為設(shè)置在源電極和漏電極中的至少一個電極的下部中并且電阻值比源電極和漏電極的電阻值高的高電阻層。
【專利說明】化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所討論的實施方案涉及化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)考慮通過利用氮化物半導(dǎo)體的特性(如高飽和電子速度和寬帶隙)來將氮化物半導(dǎo)體應(yīng)用到高耐壓和高功率的半導(dǎo)體器件。例如，作為氮化物半導(dǎo)體的GaN具有3.4eV的帶隙，其大于Si的帶隙(1.1eV)和GaAs的帶隙(1.4eV)，并具有高擊穿電場強度。這使得GaN非常有前景作為用于實現(xiàn)高電壓工作和高功率的電源的半導(dǎo)體器件的材料。
[0003]已經(jīng)有作為使用氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件的場效應(yīng)晶體管、特別是HEMT (高電子遷移率晶體管)的許多報道。例如，在GaN基HEMT (GaN-HEMT)中，使用GaN作為電子渡越層并且使用AlGaN作為電子供給層的AlGaN / GaN HEMT已經(jīng)引起關(guān)注。在AlGaN / GaNHEMT中，在AlGaN中發(fā)生由于GaN與AlGaN之間的晶格常數(shù)的差異而引起的畸變。由于通過AlGaN的畸變和自發(fā)極化而引起的壓電極化，獲得了高濃度二維電子氣(2DEG)。因此，AlGaN / GaN HEMT有望作為高效開關(guān)元件或用于電動車輛的高耐壓功率器件等。
[0004][專利文獻I]日本公開特許公報第2011-210750號
[0005]近年來，為了使得在使用氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件中能夠進行高電流操作，已經(jīng)積極地研究了一種將離子注入歐姆電極如漏電極下方的氮化物半導(dǎo)體層以降低氮化物半導(dǎo)體層與歐姆電極的接觸電阻的技術(shù)。還研究了一種通過增加氮化物半導(dǎo)體的AlGaN層的Al組成比來改進操作電流的技術(shù)。
[0006]然而，在這兩種技術(shù)中，電流密度集中在歐姆電極的電極端上是不可避免的。該電流密度的集中涉及如下問題:歐姆電極在未來所期望的高電流操作時由于電流集中在電極端上而可能遭受擊穿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]考慮到上述問題作出了本實施方案，本實施方案的一個目的是:提供通過減小電極的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的化合物半導(dǎo)體器件；以及提供制造該化合物半導(dǎo)體器件的方法。
[0008]根據(jù)一個方面的化合物半導(dǎo)體器件包括:化合物半導(dǎo)體層；形成在化合物半導(dǎo)體層的上側(cè)上的一對電極；以及設(shè)置在所述一對電極中的至少一個電極的下部中并且電阻值比電極的電阻值高的高電阻層。
[0009]根據(jù)一個方面的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法包括:形成化合物半導(dǎo)體層；以及在化合物半導(dǎo)體層的上側(cè)上形成一對電極，其中，在所述一對電極中的至少一個電極的下部中形成電阻值比電極的電阻值高的高電阻層。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1A至圖1C為按步驟順序示出根據(jù)第一實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的示意性橫截面圖。
[0011]圖2A至圖2C為從圖1A至圖1C繼續(xù)的按步驟順序示出根據(jù)第一實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的示意性橫截面圖。
[0012]圖3A至圖3C為從圖2A至圖2C繼續(xù)的按步驟順序示出根據(jù)第一實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的示意性橫截面圖。
[0013]圖4A和圖4B為示出根據(jù)對比例的AlGaN / GaN HEMT的示意性橫截面圖。
[0014]圖5為表示在以源電極為例關(guān)于對比例的AlGaN / GaN HEMT研究電流密度的分布時的結(jié)果的特性曲線圖。
[0015]圖6A和圖6B為表示在以源電極為例關(guān)于第一實施方案的AlGaN / GaN HEMT基于與對比例的對比來研究Al含量比的分布和電流密度的分布時的結(jié)果的特性曲線圖。
[0016]圖7A至圖7C為示出根據(jù)第二實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0017]圖8A至圖8C為從圖7A至圖7C繼續(xù)的示出根據(jù)第二實施方案的制造AlGaN /GaN HEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0018]圖9A和圖9B為表示在以源電極為例關(guān)于第二實施方案的AlGaN / GaN HEMT基于與對比例的對比來研究Al含量比的分布和電流密度的分布時的結(jié)果的特性曲線圖。
[0019]圖1OA至圖1OC為示出根據(jù)第三實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0020]圖1lA至圖1lC為從圖1OA至圖1OC繼續(xù)的示出根據(jù)第三實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0021]圖12A至圖12C為示出根據(jù)第四實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0022]圖13A至圖13C為從圖12A至圖12C繼續(xù)的示出根據(jù)第四實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0023]圖14為示出根據(jù)第五實施方案的電源電路的示意性結(jié)構(gòu)的連接圖。
[0024]圖15為示出根據(jù)第六實施方案的高頻放大器的示意性結(jié)構(gòu)的連接圖。
【具體實施方式】
[0025](第一實施方案)
[0026]在本實施方案中，公開了氮化物半導(dǎo)體的AlGaN / GaN HEMT作為化合物半導(dǎo)體器件。
[0027]圖1A至圖3C為按步驟順序示出根據(jù)第一實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的示意性橫截面圖。
[0028]首先，如圖1A所示，化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2形成在例如作為生長襯底的半絕緣SiC襯底I上。作為生長襯底，可以使用Si襯底、藍寶石襯底、GaAs襯底或GaN襯底等來代替SiC襯底。襯底的導(dǎo)電性可以是半絕緣的或?qū)щ姷摹?br> [0029]化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2包括緩沖層2a、電子渡越層2b、中間層2c、電子供給層2d和蓋層2e。
[0030]在電子渡越層2b與電子供給層2d(準確地說，中間層2c)的界面附近生成作為渡越電子的二維電子氣(2DEG)。該2DEG基于電子渡越層2b的化合物半導(dǎo)體(此處為GaN)與電子供給層2d的化合物半導(dǎo)體(此處為AlGaN)之間的晶格常數(shù)差異來生成。
[0031]更詳細地，通過例如MOVPE (金屬有機氣相外延)法在SiC襯底I上生長以下化合物半導(dǎo)體。可以使用MBE (分子束外延)法等來代替MOVPE法。
[0032]在SiC襯底I上依次生長具有約IOOnm厚度的A1N、具有約3 μ m厚度的i (有意不摻雜)-GaN、具有約5nm厚度的i_AlGaN、具有約30nm厚度并且其Al組成為例如約20%的AlGaN以及具有約IOnm厚度的n_GaN。因此，形成了緩沖層2a、電子渡越層2b、中間層2c、電子供給層2d和蓋層2e。作為緩沖層2a，可以使用AlGaN來代替AlN或者可以通過低溫生長來生長GaN。
[0033]作為AlN的生長條件，使用三甲基鋁(TMA)氣體和氨(NH3)氣體的混合氣體作為源氣體。作為GaN的生長條件，使用三甲基鎵(TMG)氣體和NH3氣體的混合氣體作為源氣體。作為AlGaN的生長條件，使用TMA氣體、TMG氣體和NH3氣體的混合氣體作為源氣體。根據(jù)待生長的化合物半導(dǎo)體層來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定是否提供作為Al源的TMA氣體和作為Ga源的TMG氣體及其流量。作為共用源的NH3氣體的流量設(shè)定為約IOOccm至約10LM。另外，生長壓力設(shè)定為約50托至約300托，并且生長溫度設(shè)定為約1000°C至約1200°C。
[0034]為了生長電子供給層2d的n-AlGaN和蓋層2e的n_GaN，例如，將包含例如Si的SiH4氣體作為η型雜質(zhì)以預(yù)定流量添加至源氣體，使得AlGaN和GaN摻雜有Si。Si的摻雜濃度設(shè)定為約IXlO18 / cm3至約I X102° / cm3，例如設(shè)定為約5 X IO18 / cm3。
[0035]隨后，形成元件隔離結(jié)構(gòu)。
[0036]更詳細地，例如將氬(Ar)注入化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的元件隔離區(qū)。因此，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的至少電子渡越層2b中形成元件隔離結(jié)構(gòu)。元件隔離結(jié)構(gòu)在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上劃分出有源區(qū)。
[0037]附帶地，代替上述注入方`法，例如STI (淺溝槽隔離)方法可以用于元件隔離。此時，例如氯基蝕刻氣體用于化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的干法蝕刻。
[0038]隨后，如圖1B中所示形成氮化硅膜3。
[0039]更詳細地，通過等離子CVD法或濺射法等在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上沉積具有約IOnm至約5000nm例如約IOOnm厚度的氮化硅(SiN)。因此，形成氮化硅膜3。氮化硅膜3形成為使得氮化硅膜3的SiN組成比Si3N4的SiN組成更富含Si。因此，通過下文所述的熱處理來促進氮化硅膜3的Si的擴散。具體地，氮化硅膜3形成為Si3+XN4_X，使得滿足
I的條件。為了以這樣富含Si的狀態(tài)來形成氮化硅膜3，例如，使作為成膜時使用的源氣體的SiH4 / NH3之比為I或更大來作為成膜條件。
[0040]隨后，如圖1C所示，在氮化硅膜3中形成用于源電極和漏電極的電極凹部3a、3b。
[0041]更詳細地，首先在氮化硅膜3的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出在氮化硅膜3的表面中的與待形成源電極的區(qū)域和待形成漏電極的區(qū)域?qū)?yīng)的部分。因此，形成了具有開口的抗蝕劑掩模。
[0042]通過使用該抗蝕劑掩模，對氮化硅膜3的計劃形成電極區(qū)域進行干法蝕刻以使其被移除，直到露出蓋層2e的表面。因此，在氮化硅膜3中形成電極凹部3a和電極凹部3b，使得從該電極凹部3a露出在蓋層2e的表面中的待形成源電極的區(qū)域并且從電極凹部3b露出在蓋層2e的表面中的待形成漏電極的區(qū)域。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF6。要求該干法蝕刻對蓋層2e造成盡可能小的蝕刻損傷，而使用氟基氣體的干法蝕刻對電子供給層2d僅造成小的損傷。[0043]通過使用氧等離子體的灰化或通過使用化學(xué)溶液的濕法來移除抗蝕劑掩模。
[0044]隨后，如圖2A所示，形成源電極4和漏電極5。
[0045]更詳細地，在氮化硅膜3的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理從而在抗蝕劑中形成開口，使得從開口露出電極凹部3a、3b。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0046]通過使用該抗蝕劑掩模，通過例如氣相沉積法將包含Al的導(dǎo)電材料例如Ti / Al作為電極材料沉積在抗蝕劑掩模上(包括從其露出電極凹部3a、3b的開口的內(nèi)側(cè))。Ti的厚度為約30nm，Al的厚度為約200nm。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和沉積在其上的Ti /Al。因此，形成其一部分電極材料填充電極凹部3a、3b的源電極4和漏電極5。在源電極4和漏電極5中，其彼此面對的側(cè)表面的一部分接觸氮化硅膜3。
[0047]隨后，如圖2B所示，建立源電極4和漏電極5的歐姆特性并且形成Al-S1-N層6。
[0048]更詳細地，在例如氮氣氛中以約400°C至約900°C例如約580°C的溫度對SiC襯底I進行熱處理。因此，源電極4和漏電極5的Ti / Al與蓋層2e進行歐姆接觸，使得建立歐姆特性。同時，熱處理使源電極4和漏電極5的Al與氮化硅膜3的Si和N在源電極4和漏電極5與氮化硅膜3接觸的部分中彼此擴散。因此，從源電極4和漏電極5的下部直到氮化硅膜3的部分形成包含Al-S1-N化合物的Al-S1-N層6。
[0049]在源電極4和漏電極5的下部中，Al-S1-N層6中的每個層的Al含量比從其端部朝向與氮化硅膜3的界面附近從80%或更多(此處為約100% )逐漸降低。Al-S1-N層6是電阻值比源電極4和漏電極5的電阻值高的高電阻層。假設(shè)包含在Al-S1-N層6中的Al-S1-N化合物是Alx-Siy-Nz化合物，那么該Al-S1-N化合物為滿足x+y+z=l和0〈χ〈1并且還滿足0〈y〈l和0〈ζ〈1的化合物。
[0050]隨后，如圖2C所示，Al-S1-N層6僅保留在源電極4和漏電極5的下部中。
[0051]更詳細地，在氮化硅膜3的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而形成開口，使得從該開口露出源電極4與漏電極5之間的區(qū)域。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0052]通過使用該抗蝕劑掩模，通過干法蝕刻移除存在于源電極4與漏電極5之間的區(qū)域上的氮化硅膜3和Al-S1-N層6的存在于該區(qū)域上的部分直到露出蓋層2e的表面。Al-S1-N層6的這些部分是由于跨越源電極4和漏電極5的面對側(cè)表面形成Al-S1-N所形成的不需要部分。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF6。由于該蝕刻，移除了氮化硅膜3并且Al-S1-N層6僅保留在源電極4和漏電極5的下部中。剩余的Al-S1-N層6各自局部地設(shè)置在相關(guān)下部中的更靠近另一電極(對源電極4來說是漏電極5，對源電極4來說是漏電極5)的電極端中。
[0053]Al-S1-N層6中的每個層與化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2之間的接觸面積為源電極4 (漏電極5)與化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)體之間的接觸面積的例如約I / 100。在源電極4和漏電極5直接接觸化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的表面的部分中，接觸電阻(P C)為約10-6Ω.cm2，并且在Al-S1-N層6接觸該表面的部分中，接觸電阻為約10_6Q.cm2至約lO^.cm2。
[0054]附帶地，Al-S1-N層可以保留在源電極4和漏電極5中的僅一個電極(例如，漏電極5)的下部中。在此情況下，例如，在圖1C中的步驟中，用于源電極4的電極凹部形成為比氮化硅膜3中的電極凹部3b寬，并且在圖2A中的步驟中，源電極4形成為遠離氮化硅膜
3。在圖2B中的隨后的步驟中，僅在漏電極5側(cè)中形成Al-S1-N層6。
[0055]隨后，如圖3A所示，在源電極4與漏電極5之間的區(qū)域上形成保護絕緣膜7。
[0056]更詳細地，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而形成開口，使得從該開口露出源電極4與漏電極5之間的區(qū)域。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0057]通過使用該抗蝕劑掩模，通過等離子CVD法或濺射法等沉積具有約IOnm至約5000nm厚度例如約IOOnm厚度的氮化硅(SiN)。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和其上沉積的SiN0因此，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上的在源電極4與漏電極5之間的區(qū)域上形成保護絕緣膜7。
[0058]使用用于覆蓋化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的鈍化膜的SiN可以降低電流崩塌。
[0059]隨后，如圖3B所示，在保護絕緣膜7中形成用于柵電極的電極凹部7a。
[0060]更詳細地，在保護絕緣膜7的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，從該開口露出保護絕緣膜7的表面中的與待形成柵電極的區(qū)域?qū)?yīng)的部分。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0061]通過使用該抗蝕劑掩模，對保護絕緣膜7中的待形成柵電極的區(qū)域進行干法蝕刻以使其移除直到露出蓋層2e的表面。因此，在保護絕緣膜7中形成電極凹部7a，使得從該電極凹部7a露出蓋層2e的表面中的待形成柵電極的區(qū)域。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF6。
[0062]通過使用氧等離子體的灰化或通過使用化學(xué)溶液的濕法來移除抗蝕劑掩模。
[0063]隨后，如圖3C所示形成柵電極8。
[0064]更詳細地，首先在保護絕緣膜7上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出電極凹部7a。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0065]通過使用該抗蝕劑掩模，例如，通過例如氣相沉積法將Ni / Au作為電極材料沉積在抗蝕劑掩模上包括從其中露出保護絕緣膜7的電極凹部7a的開口的內(nèi)側(cè)。Ni的厚度為約30nm，Au的厚度為約400nm。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和沉積在其上的Ni / Au。因此，形成其下部中的部分電極材料填充電極凹部7a的內(nèi)側(cè)的柵電極8。
[0066]此后，通過如下多個過程形成根據(jù)本實施方案的AlGaN / GaN HEMT:形成層間絕緣膜；形成連接至源電極4、漏電極5和柵極電極8的布線；形成上保護膜；以及形成暴露于最上表面的連接電極。
[0067]此處，將描述本實施方案的對比例。
[0068]如圖4A所示，對比例的AlGaN / GaN HEMT類似于本實施方案具有SiC襯底I和化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2。在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上形成源電極102、漏電極103和柵電極104，并且形成覆蓋化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的SiN的保護絕緣膜101。
[0069]在對比例的AlGaN / GaN HEMT中，2DEG的電子從源電極102朝向漏電極103移動至電子渡越層2b。在此情況下，如圖4B所示，電流從漏電極103朝向源電極102流動，并且源電極102的一個端部和漏電極103的一個端部為電流密度集中的位置。
[0070]關(guān)于對比例的AlGaN / GaN HEMT，以源電極為例對電流密度的分布進行了研究。圖5中示出了結(jié)果。在圖5中，X軸定義為與圖4B中用箭頭X表示的源電極102的Al部中的水平表面平行，并且表示對應(yīng)于位置X的電流密度。電流密度從源電極102的左端朝向右端增加，并且證實源電極102的右端為電流密度集中的位置。
[0071]關(guān)于根據(jù)本實施方案的AlGaN / GaN HEMT,以源電極為例基于與圖4A中的對比例的對比來對Al含量比的分布進行研究。圖6A中示出了結(jié)果。在圖6A中，如圖5中一樣，X軸定義為與源電極的Al部中的水平表面平行并且代表對應(yīng)于位置X的Al含量。在對比例中，Al含量在整個源電極中均勻地為約100%。另一方面，在本實施方案中，在源電極的不存在Al-S1-N層的部分中，Al含量均勻地為約100%。在Al-S1-N層中，Al含量比朝向與氮化硅膜3的界面附近從約100%逐漸降低。
[0072]關(guān)于根據(jù)本實施方案的AlGaN / GaN HEMT,以源電極為例基于與圖4A中的對比例的對比來對電流密度的分布進行研究。圖6B中示出了結(jié)果。在圖6B中，如圖5中一樣，X軸定義為與源電極的Al部中的水平表面平行，并且代表對應(yīng)于位置X的電流密度。在對比例中，電流密度從源電極的左端朝向右端增加，并且源電極的一個端部為電流密度集中的位置。另一方面，在本實施方案中，電流密度從源電極的左端朝向右端增加，但電流密度在Al-S1-N層的電阻比源電極的電阻高的位置處大幅減小，然后再次增加。由于電流密度在Al-S1-N層的該位置處減小，所以與對比例相比，電流密度在源電極的右端處低得多。因而，在本實施方案中，減小了在源電極(和漏電極)的一個端部處的電流密度。
[0073]如上所述，根據(jù)本實施方案，實現(xiàn)了通過減小源電極4和漏電極5的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的AlGaN / GaN HEMT。
[0074](第二實施方案)
[0075]在本實施方案中，與在第一實施方案中一樣，公開了 AlGaN / GaN HEMT的結(jié)構(gòu)和制造方法，但Al-S1-N層的形成不同于第一實施方案中的Al-S1-N層的形成。注意，將通過相同的附圖標記來表示與第一實施方案中的組成構(gòu)件相同的組成構(gòu)件等，并且將省略其詳細描述。
[0076]圖7A至圖7C和圖8A至圖8C為示出根據(jù)第二實施方案的制造AlGaN / GaN HEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0077]在本實施方案中，與在第一實施方案中一樣，首先執(zhí)行圖1A至圖2A中的步驟。此時，源電極4和漏電極5形成為使得其彼此面對的側(cè)表面的一部分接觸氮化硅膜3。圖7A中示出了此時的狀態(tài)。
[0078]隨后，如圖7B所示，建立源電極4和漏電極5的歐姆特性并且形成Al-S1-N層11。
[0079]更詳細地，在例如氮氣氛中以比在第一實施方案中用于形成Al-S1-N層6的溫度高的溫度即約900°C至約1200°C例如約900°C對SiC襯底I進行熱處理。因此，源電極4和漏電極5的Ti / Al與電子供給層2d進行歐姆接觸，使得建立歐姆特性。同時，熱處理使源電極4和漏電極5的Al與氮化硅膜3的Si和N在源電極4和漏電極5接觸氮化硅膜3的部分中彼此擴散。因此，從源電極4和漏電極5的下部直到氮化硅膜3的部分形成包含Al-S1-N化合物的Al-S1-N層11。在本實施方案中，由于熱處理的溫度比第一實施方案中熱處理的溫度高，所以Al-S1-N層11中的Al、Si和N的相互擴散的分布比第一實施方案的Al-S1-N層6中的Al、Si和N的相互擴散的分布寬。
[0080]在源電極4和漏電極5的下部中，Al-S1-N層11中的每個層的Al含量比從其端部朝向與氮化硅膜3的界面附近從80%或更多(此處為約100% )逐漸降低。Al-S1-N層11是電阻值比源電極4和漏電極5的電阻值高的高電阻層。假設(shè)包含在Al-S1-N層11中的Al-S1-N化合物是Alx-Siy-Nz化合物，那么該Al-S1-N化合物為滿足x+y+z=l和0〈χ〈1，并且還滿足0〈y〈l和0〈ζ〈1的化合物。
[0081]隨后，如圖7C所示，Al-S1-N層11僅保留在源電極4和漏電極5的下部中。
[0082]更詳細地，在氮化硅膜3的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而形成開口，使得從該開口露出源電極4與漏電極5之間的區(qū)域。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0083]通過使用該抗蝕劑掩模，通過干法蝕刻移除存在于源電極4與漏電極5之間的區(qū)域上的氮化硅膜3和Al-S1-N層11的存在于該區(qū)域上的部分直到露出蓋層2e的表面。Al-S1-N層11的這些部分是由于跨越源電極4和漏電極5的面對側(cè)表面形成Al-S1-N所形成的不需要部分。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF6。由于該蝕刻，所以移除了氮化硅膜3并且Al-S1-N層11僅保留在源電極4和漏電極5的下部中。剩余的Al-S1-N層11各自局部地設(shè)置在相關(guān)下部中的更靠近另一電極(對源電極4來說是漏電極5，而對源電極4來說是漏電極5)的電極端中。
[0084]Al-S1-N層11中的每個層與化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2之間的接觸面積為源電極4 (漏電極5)與化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2之間的接觸面積的例如約I / 100。在源電極4和漏電極5直接接觸化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的表面的部分中，接觸電阻(P C)為約10-6Ω.cm2并且在Al-S1-N層11接觸該表面的部分中，接觸電阻為約10_6Q.cm2至約lO^.cm2。
[0085]附帶地，Al-S1-N層可以保留在源電極4和漏電極5中的僅一個電極(例如，漏電極5)的下部中。在此情況下，在圖1C中的步驟中，用于源電極4的電極凹部形成為比氮化硅膜3中的電極凹部3b寬，并且在圖2A中的步驟中，源電極4形成為遠離氮化硅膜3。在圖7B中的隨后的步驟中，僅在漏電極5側(cè)形成Al-S1-N層11。
[0086]隨后，如圖8A所示，在源電`極4與漏電極5之間的區(qū)域上形成保護絕緣膜7。
[0087]更詳細地，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而形成開口，使得從該開口露出源電極4與漏電極5之間的區(qū)域。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0088]通過使用該抗蝕劑掩模，通過等離子CVD法、或濺射法等沉積具有約IOnm至約5000nm厚度例如約IOOnm厚度的SiN。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和其上沉積的SiN。因此，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上的在源電極4與漏電極5之間的區(qū)域上形成保護絕緣膜7。
[0089]隨后，如圖SB所示，在保護絕緣膜7中形成用于柵電極的電極凹部7a。
[0090]更詳細地，在保護絕緣膜7的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出保護絕緣膜7的表面中的與待形成柵電極的區(qū)域?qū)?yīng)的部分。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0091]通過使用該抗蝕劑掩模，對保護絕緣膜7中的待形成柵電極的區(qū)域進行干法蝕刻以使其移除直到露出蓋層2e的表面。因此，在保護絕緣膜7中形成電極凹部7a，使得從該電極凹部7a露出蓋層2e的表面中的待形成柵電極的區(qū)域。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF6。
[0092]通過使用氧等離子體的灰化或通過使用化學(xué)溶液的濕法來移除抗蝕劑掩模。[0093]隨后，如圖8C所示形成柵電極8。
[0094]更詳細地，首先在保護絕緣膜7上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出電極凹部7a。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0095]通過使用該抗蝕劑掩模，例如，通過例如氣相沉積法將Ni / Au作為電極材料沉積在抗蝕劑掩模上(包括從其中露出保護絕緣膜7的電極凹部7a的開口的內(nèi)側(cè))。Ni的厚度為約30nm并且Au的厚度為約400nm。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和沉積在其上的Ni/Au。因此，形成其下部中的部分電極材料填充電極凹部7a的內(nèi)側(cè)的柵電極8。
[0096]此后，通過如下多個過程形成根據(jù)本實施方案的AlGaN / GaN HEMT:形成層間絕緣膜；形成連接至源電極4、漏電極5和柵極電極8的布線；形成上保護膜；以及形成暴露于最上表面的連接電極。
[0097]關(guān)于根據(jù)本實施方案的AlGaN / GaN HEMT,以源電極為例基于與圖4A中的對比例的對比來對Al含量比的分布進行研究。圖9A中示出了結(jié)果。在圖9A中，如圖5中一樣，X軸定義為與源電極的Al部中的水平表面平行并且表示對應(yīng)于位置X的Al含量。在對比例中,Al含量在整個源電極中均勻地為約100%。另一方面，在本實施方案中，Al含量比從源電極的左端朝向源電極的右端從約100 %逐漸降低。
[0098]關(guān)于根據(jù)本實施方案的AlGaN / GaN HEMT,以源電極為例基于與圖4A中的對比例的對比來對電流密度的分布進行研究。圖9B中示出了結(jié)果。在圖9B中，如圖5中一樣，X軸定義為與源電極的Al部中的水平表面平行，并且表示對應(yīng)于位置X的電流密度。在對比例中，電流密度從源電極的左端朝向右端增加，并且源電極的一個端部為電流密度集中的位置。另一方面，在本實施方案中，電流密度從源電極的左端朝向右端增加，但電流密度在Al-S1-N層的電阻比源電極的電阻高的位置處大幅減小，然后再次增加。由于電流密度在Al-S1-N層的該位置處減小，所以與對比例相比，電流密度在源電極的右端低得多。因而，在本實施方案中，與對比例相比，減小了在源電極(和漏電極)的一個端部處的電流密度。
[0099]如上所述，根據(jù)本實施方案，實現(xiàn)了通過減小源電極4和漏電極5的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的AlGaN / GaN HEMT。
[0100](第三實施方案)
[0101]在本實施方案中，與在第一實施方案中一樣，公開了 AlGaN / GaN HEMT的結(jié)構(gòu)和制造方法，但高電阻層的形成不同于第一實施方案中的高電阻層的形成。注意，將通過相同的附圖標記來表示與第一實施方案中的組成構(gòu)件等相同的組成構(gòu)件等，并且將省略其詳細描述。
[0102]圖1OA至圖1OC和圖1lA至圖1lC為示出根據(jù)第三實施方案的制造AlGaN / GaNHEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0103]在本實施方案中，與在第一實施方案中一樣，首先執(zhí)行圖1A中的步驟。此時，在SiC襯底I上形成具有緩沖層2a、電子渡越層2b、中間層2c、電子供給層2d和蓋層2e的化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2。圖1OA中示出了此時的狀態(tài)。
[0104]隨后，如圖1OB所示形成Al-Si層12。
[0105]更詳細地，通過濺射法等在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上沉積具有約Inm至約IOOnm厚度例如約2nm厚度的硅化鋁(Al-Si)。因此，形成Al-Si層12。
[0106]Al-Si層12是電阻值比源電極和漏電極的電阻值高的高電阻層，這將在后面描述。假設(shè)包含在Al-Si層12中的Al-Si化合物是Alx-Siy-Nz化合物，那么該Al-Si化合物為滿足x+y+z=l和0〈χ〈1,并且還滿足0〈y〈l和Z=O的化合物。
[0107]隨后，如圖1OC所示對Al-Si層12進行處理。
[0108]更詳細地，首先在Al-Si層12的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而形成抗蝕劑掩模，使得該抗蝕劑掩模覆蓋Al-Si層12的表面的與待形成源電極的區(qū)域的內(nèi)側(cè)和待形成漏電極的區(qū)域的內(nèi)側(cè)對應(yīng)的部分。
[0109]通過使用該抗蝕劑掩模，對Al-Si層12除在計劃形成電極區(qū)域中的部分之外進行干法蝕刻以使其移除，直到露出蓋層2e的表面。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF60因此，Al-Si層12保留在蓋層2e上的待形成源電極的區(qū)域的內(nèi)側(cè)和待形成漏電極的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。保留在待形成源電極的區(qū)域中的Al-Si層12被稱為Al-Si層12a，而保留在待形成漏電極的區(qū)域中的Al-Si層12被稱為Al-Si層12b。
[0110]通過使用氧等離子體的灰化或通過使用預(yù)定化學(xué)溶液的濕法來移除抗蝕劑掩模。
[0111]隨后，如圖1lA所示形成源電極13和漏電極14。
[0112]更詳細地，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出包括Al-Si層12a、12b的區(qū)域。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0113]通過使用該抗蝕劑掩模，通過例如氣相沉積法將包含Al的導(dǎo)電材料例如Ti / Al作為電極材料沉積在抗蝕劑掩模上包括從其露出包括Al-Si層12a、12b的區(qū)域的開口的內(nèi)偵U。Ti的厚度為約30nm并且Al的厚度為約200nm。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和沉積在其上的Ti/Al。因此，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上形成下部中包括Al-Si層的源電極和下部中包括Al-Si層的漏電極。在源電極13和漏電極14中，Al-Si層12a、12b局部地設(shè)置在各自的電極端使得從源電極13和漏電極14的彼此面對的側(cè)表面露出Al-Si層12a、12b的端。Al-Si層12a、12b是電阻值比源電極13和漏電極14的電阻值高的高電阻層。
[0114]隨后，在例如氮氣氛中以約400°C至約1000°C例如約550°C的溫度對SiC襯底I進行熱處理。因此，源電極13和漏電極14的Ti / Al與蓋層2e進行歐姆接觸，使得建立歐姆特性。
[0115]隨后，如圖1lB所示，在源電極13與漏電極14之間的區(qū)域上形成保護絕緣膜15。
[0116]更詳細地，通過等離子CVD法、或濺射法等在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上沉積具有約IOnm至約5000nm厚度例如約IOOnm厚度的SiN。通過光刻和干法蝕刻等移除沉積在源電極13和漏電極14上的SiN。通過使用氧等離子體的灰化或通過使用預(yù)定化學(xué)溶液的濕法來移除用于光刻的抗蝕劑掩模。因此，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上，在源電極13與漏電極14之間的區(qū)域上形成保護絕緣膜15。
[0117]隨后，如圖1lC所示形成柵電極16。
[0118]更詳細地，首先在保護絕緣膜15的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出保護絕緣膜15的表面的與待形成柵電極的區(qū)域?qū)?yīng)的部分。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0119]通過使用該抗蝕劑掩模，對保護絕緣膜15中的待形成柵電極的區(qū)域進行干法蝕刻以使其移除，直到露出蓋層2e的表面。因此，在保護絕緣膜15中形成電極凹部15a，使得從該電極凹部15a露出在蓋層2e的表面中的待形成柵電極的區(qū)域。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF6。
[0120]通過使用氧等離子體的灰化或通過使用預(yù)定化學(xué)溶液的濕法來移除抗蝕劑掩模。
[0121]接下來，在保護絕緣膜15上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出電極凹部15a。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0122]通過使用該抗蝕劑掩模，例如，通過例如氣相沉積法將Ni / Au作為電極材料沉積在抗蝕劑掩模上(包括從其露出保護絕緣膜15的電極凹部15a的開口的內(nèi)側(cè))。Ni的厚度為約30nm，Au的厚度為約400nm。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和沉積在其上的Ni / Au。因此，形成其下部中的一部分電極材料填充電極凹部15a的內(nèi)側(cè)的柵電極16。
[0123]此后，通過如下多個過程形成根據(jù)本實施方案的AlGaN / GaN HEMT:形成層間絕緣膜；形成連接至源電極13、漏電極14和柵電極16的布線；形成上保護膜；以及形成暴露于最上表面的連接電極。
[0124]如上所述，根據(jù)本實施方案，實現(xiàn)了通過減小源電極13和漏電極14的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的AlGaN / GaN HEMT。
[0125](第四實施方案)
[0126]在本實施方案中，與在第一實施方案中一樣，公開了 AlGaN / GaN HEMT的結(jié)構(gòu)和制造方法，但高電阻層的形成不同于第一實施方案中的高電阻層的形成。注意，將通過相同的附圖標記來表示與第一實施方案中的組成構(gòu)件等相同的組成構(gòu)件等，并且將省略其詳細描述。
[0127]圖12A至圖12C和圖13A至圖13C為示出根據(jù)第四實施方案的制造AlGaN / GaNHEMT的方法的主要步驟的示意性橫截面圖。
[0128]在本實施方案中，與在第一實施方案中一樣，首先執(zhí)行圖1A中的步驟。此時，在SiC襯底I上形成具有緩沖層2a、電子渡越層2b、中間層2c、電子供給層2d和蓋層2e的化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2。圖12A中示出了此時的狀態(tài)。
[0129]隨后，如圖12B所示，形成Al-N層17。
[0130]更詳細地，通過濺射法等在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上沉積具有約Inm至約IOOnm厚度例如約3nm厚度的氮化鋁(Al-N)。因此，形成Al-N層17。
[0131]Al-N層17是其電阻值比源電極和漏電極的電阻值高的高電阻層，這將在后面描述。假設(shè)包含在Al-N層17中Al-N化合物是Alx-Siy-Nz化合物，那么該Al-N化合物為滿足x+y+z=l和0〈χ〈1，并且還滿足y=0并且0〈ζ〈1的化合物。
[0132]隨后，如圖12C所示對Al-N層17進行處理。
[0133]更詳細地，首先在Al-N層17的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而形成抗蝕劑掩模，使得該抗蝕劑掩模覆蓋Al-N層17的表面的與待形成源電極的區(qū)域的內(nèi)側(cè)和待形成漏電極的區(qū)域的內(nèi)側(cè)對應(yīng)的部分。
[0134]通過使用該抗蝕劑掩模，對Al-N層17的除在計劃形成電極區(qū)域中的部分之外進行干法蝕刻以使其移除，直到露出蓋層2e的表面。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF6。因此，Al-N層17保留在蓋層2e上的待形成源電極的區(qū)域的內(nèi)側(cè)和待形成漏電極的區(qū)域的內(nèi)側(cè)。保留在待形成源電極的區(qū)域中的Al-N層17被稱為Al-N層17a，保留在待形成漏電極的區(qū)域中的Al-N層17被稱為Al-N層17b。
[0135]通過使用氧等離子體的灰化或通過使用預(yù)定化學(xué)溶液的濕法來移除抗蝕劑掩模。[0136]隨后，如圖13A所示形成源電極13和漏電極14。
[0137]更詳細地，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2的表面上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出包括Al-N層17a、17b的區(qū)域。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0138]通過使用該抗蝕劑掩模，通過例如氣相沉積法將包含Al的導(dǎo)電材料例如Ti/Al作為電極材料沉積在抗蝕劑掩模上(包括從其中露出包括Al-N層17a、17b的區(qū)域的開口的內(nèi)側(cè))。Ti的厚度為約30nm，Al的厚度為約200nm。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和沉積在其上的Ti/Al。因此，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上形成下部中包括Al-N層17a的源電極13和下部中包括Al-N層17b的漏電極14。在源電極13和漏電極14中，Al-N層17a、17b局部地設(shè)置在各自的電極端使得從源電極13和漏電極14的彼此面對的側(cè)表面露出Al-N層17a、17b的端部。Al-N層17a、17b是其電阻值比源電極13和漏電極14的電阻值高的高電阻層。
[0139]隨后，在例如氮氣氛中以約400°C至約1000°C例如約550°C的溫度對SiC襯底I進行熱處理。因此，源電極13和漏電極14的Ti/Al與蓋層2e進行歐姆接觸，使得建立歐姆特性。
[0140]隨后，如圖13B所示，在源電極13與漏電極14之間的區(qū)域上形成保護絕緣膜15。
[0141]更詳細地，通過等離子CVD法、濺射法等在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上沉積具有約IOnm至約5000nm厚度例如約IOOnm厚度的SiN。通過光刻、干法蝕刻等移除沉積在源電極13和漏電極14上的SiN。通過使用氧等離子體的灰化或通過使用預(yù)定化學(xué)溶液的濕法來移除用于光刻的抗蝕劑掩模。因此，在化合物半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)2上，在源電極13與漏電極14之間的區(qū)域上形成保護絕緣膜15。
[0142]隨后，如圖13C所示形成柵電極16。
[0143]更詳細地，首先在保護絕緣膜15上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出保護絕緣膜15的表面的與待形成柵電極的區(qū)域?qū)?yīng)的部分。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0144]通過使用該抗蝕劑掩模，對保護絕緣膜15中的待形成柵電極的區(qū)域進行干法蝕刻以使其移除，直到露出蓋層2e的表面。因此，在保護絕緣膜15中形成電極凹部15a，使得從電極凹部15a露出在蓋層2e的表面中的待形成柵電極的區(qū)域。對于干法蝕刻，例如使用氟基蝕刻氣體如SF6。
[0145]通過使用氧等離子體的灰化或通過使用預(yù)定化學(xué)溶液的濕法來移除抗蝕劑掩模。
[0146]接下來，在保護絕緣膜15上施加抗蝕劑。通過光刻對抗蝕劑進行處理，從而在抗蝕劑中形成開口，使得從該開口露出電極凹部15a。因此，形成具有開口的抗蝕劑掩模。
[0147]通過使用該抗蝕劑掩模，例如，通過例如氣相沉積法將Ni / Au作為電極材料沉積在抗蝕劑掩模上包括從其中露出保護絕緣膜15的電極凹部15a的開口的內(nèi)側(cè)。Ni的厚度為約30nm，Au的厚度為約400nm。通過剝離法移除抗蝕劑掩模和沉積在其上的Ni / Au。因此，形成其下部中的一部分電極材料填充電極凹部15a的內(nèi)側(cè)的柵電極16。
[0148]此后，通過如下多個過程形成根據(jù)本實施方案的AlGaN / GaN HEMT:形成層間絕緣膜；形成連接至源電極13、漏電極14和柵極電極16的布線；形成上保護膜；以及形成暴露于最上表面的連接電極。[0149]如上所述，根據(jù)本實施方案，實現(xiàn)了通過減小源電極13和漏電極14的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的AlGaN / GaN HEMT。
[0150](第五實施方案)
[0151]在本實施方案中，公開了應(yīng)用有選自第一實施方案至第四實施方案中的一種AlGaN / GaN HEMT的電源電路。
[0152]圖14為示出根據(jù)第五實施方案的電源電路的示意性結(jié)構(gòu)的連接圖。
[0153]根據(jù)本實施方案的電源電路包括高壓一次側(cè)電路21、低壓二次側(cè)電路22和設(shè)置在一次側(cè)電路21與二次側(cè)電路22之間的變壓器23。
[0154]一次側(cè)電路21包括交流(AC)電源24、所謂的橋式整流電路25和多個(此處為四個)開關(guān)元件26a、26b、26c和26d。另外，橋式整流電路25具有開關(guān)元件26e。
[0155]二次側(cè)電路22包括多個(此處為三個)開關(guān)元件27a、27b和27c。
[0156]在本實施方案中，一次側(cè)電路21的開關(guān)元件26a、26b、26c、26d和26e各自為選自第一實施方案至第四實施方案中的一種AlGaN / GaN HEMT。另一方面，二次側(cè)電路22的開關(guān)元件27a、27b和27c各自是使用硅的常規(guī)場效應(yīng)晶體管(MIS FET)。
[0157]在本實施方案中，通過減小源電極和漏電極的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的AlGaN / GaN HEMT被應(yīng)用于電源電路。因此，實現(xiàn)了高度可靠且高功率的電源電路。
[0158](第六實施方案)
[0159]在本實施方案中，公開了應(yīng)用有選自第一實施方案至第四實施方案中的一種AlGaN / GaN HEMT的高頻放大器。
[0160]圖15為示出根據(jù)第六實施方案的高頻放大器的示意性結(jié)構(gòu)的連接圖。
[0161]根據(jù)本實施方案的高頻放大器包括:數(shù)字預(yù)失真電路31、混頻器32a、32b、以及功率放大器33。
[0162]數(shù)字預(yù)失真電路31補償輸入信號的非線性失真。混頻器32a將AC信號與補償了非線性失真的輸入信號進行混合。功率放大器33將與AC信號混頻的輸入信號進行放大，并且具有選自第一實施方案至第四實施方案中的一種AlGaN / GaN HEMT0在圖15中，通過例如開關(guān)的切換，混頻器32b可以將輸出側(cè)信號與AC信號進行混合，并且結(jié)果可以發(fā)送至數(shù)字預(yù)失真電路31。
[0163]在本實施方案中，通過減小源電極和漏電極的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的AlGaN / GaN HEMT被應(yīng)用于高頻放大器。因此，實現(xiàn)了高度可靠且高耐壓的高頻放大器。
[0164](其它實施方案)
[0165]在第一實施方案至第六實施方案中，將AlGaN / GaN HEMT作為化合物半導(dǎo)體器件的實施例。作為化合物半導(dǎo)體器件，本發(fā)明還適用于除AlGaN / GaN HEMT以外的如下HEMT。
[0166]-其它HEMT的實施例1
[0167]在本實施例中，公開了 InAlN / GaN HEMT作為化合物半導(dǎo)體器件。
[0168]InAlN和GaN是其晶格常數(shù)可以根據(jù)組成而變得彼此接近的化合物半導(dǎo)體。在此情況下，在上述第一實施方案至第六實施方案中，電子渡越層由1-GaN制成；中間層由1-1nAIN制成；電子供給層由η-ΙηΑ1Ν制成；以及蓋層由n_GaN制成。另外,在此情況下,幾乎未發(fā)生壓電極化，因此，主要通過InAlN的自發(fā)極化來生成二維電子氣。
[0169]根據(jù)本實施例，類似于上述AlGaN / GaN HEMT，實現(xiàn)了通過減小源電極和漏電極的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的InAlN / GaN HEMT。
[0170]-其它HEMT的實施例2
[0171]在本實施例中，公開了 InAlGaN / GaN HEMT作為化合物半導(dǎo)體器件。
[0172]GaN和InAlGaN為化合物半導(dǎo)體，其中，后者InAlGaN根據(jù)組成能夠具有比前者GaN的晶格常數(shù)小的晶格常數(shù)。在此情況下，在上述第一實施方案至第六實施方案中，電子渡越層由i_GaN制成；中間層由i_InAlGaN制成；電子供給層由n_InAlGaN制成；以及蓋層由η-GaN制成。
[0173]根據(jù)本實施例，類似于上述AlGaN / GaN HEMT，實現(xiàn)了通過減小源電極和漏電極的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的InAlGaN / GaN HEMT。
[0174]根據(jù)上述各種實施方案，實現(xiàn)了通過減小電極的電流密度而能夠進行高電流操作的高度可靠且高耐壓的化合物半導(dǎo)體器件。
【權(quán)利要求】
1.一種化合物半導(dǎo)體器件，包括: 化合物半導(dǎo)體層； 形成在所述化合物半導(dǎo)體層的上側(cè)上的一對電極；以及 設(shè)置在所述一對電極中的至少一個電極的下部中并且其電阻值比所述電極的電阻值高的高電阻層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中所述高電阻層包含滿足x+y+z=l和0〈χ〈1 的 Alx-Siy-NzK合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中所述高電阻層局部地設(shè)置在所述下部的更靠近另一電極的電極端中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中所述高電阻層具有包含80%或者更多的Al的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中在所述高電阻層中，從遠離另一電極的電極端朝向靠近所述另一電極的電極端，Al含量比從等于或高于80%的值逐漸降低。
6.一種制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，包括: 形成化合物半導(dǎo)體層；以及 在所述化合物半導(dǎo)體層的上側(cè)上形成一對電極， 其中在所述一對電極中的至少一個電極的下部中形成電阻值比所述電極的電阻值高的高電阻層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中所述高電阻層包含滿足x+y+z=l 和 0〈χ〈1 的 Alx-Siy-Nz 化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中所述高電阻層局部地設(shè)置在所述下部的更靠近另一電極的電極端中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中所述高電阻層具有包含80%或者更多的Al的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中在所述高電阻層中，從遠離另一電極的電極端朝向靠近所述另一電極的電極端，Al含量比從等于或高于80%的值逐漸降低。
【文檔編號】H01L29/417GK103715247SQ201310376379
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】鐮田陽一, 木內(nèi)謙二 申請人:富士通株式會社, 富士通半導(dǎo)體股份有限公司