CN109417035A - 氮化物半导体层叠物、氮化物半导体层叠物的制造方法、半导体层叠物的制造方法和半导体层叠物的检查方法 - Google Patents

氮化物半导体层叠物、氮化物半导体层叠物的制造方法、半导体层叠物的制造方法和半导体层叠物的检查方法 Download PDF

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Abstract

本发明的氮化物半导体层叠物具备基板、设置在基板上且由III族氮化物半导体形成的电子移动层、以及设置在电子移动层上且由III族氮化物半导体形成的电子供给层，使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与电子供给层的表面吸引的引力而起作用的电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A‑B|为30μN以上。

Description

氮化物半导体层叠物、氮化物半导体层叠物的制造方法、半导 体层叠物的制造方法和半导体层叠物的检查方法
技术领域
本发明涉及氮化物半导体层叠物、氮化物半导体层叠物的制造方法、半导体层叠物的制造方法和半导体层叠物的检查方法。
背景技术
氮化镓等III族氮化物半导体具有比硅高的饱和自由电子速度、高绝缘击穿耐压。因此，期待III族氮化物半导体在高频/高耐压用途的半导体装置中的应用(例如参照非专利文献1～3)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Hiroshi Ohta et al：IEEEE lectron Device Letter 36，p1180-1182(2015)
非专利文献2：Kenya Nishiguchi et al：Japanese Journal of AppliedPhysics53，070301(2014)
非专利文献3：广濑真由美等：电子设备研究会资料EDD-16-045p49-53(2016)
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供能够提高半导体装置的长期可靠性的技术。
用于解决问题的方案
根据本发明的一个实施方式，提供一种氮化物半导体层叠物，其具备：基板；
电子移动层，其设置在前述基板上，且由III族氮化物半导体形成；以及
电子供给层，其设置在前述电子移动层上，且由III族氮化物半导体形成，
使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|为30μN以上。
根据本发明的另一实施方式，提供一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；以及
在前述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序，
在形成前述电子供给层的工序中，形成如下的电子供给层：
在使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|达到30μN以上。
根据本发明的再一实施方式，提供一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；
在前述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序；以及
将前述电子供给层的表面进行改性的工序，
在将前述电子供给层的表面进行改性的工序中，
以如下方式将前述电子供给层的表面进行改性：使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|达到30μN以上。
根据本发明的再一实施方式，提供一种半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上依次形成电子移动层和电子供给层，由此形成具有前述电子移动层和前述电子供给层的半导体层叠物的工序；
使用规定的测定元件，测定在该测定元件与前述电子供给层的表面之间起作用的前述电子供给层的表面力的工序；以及
基于前述电子供给层的表面力来筛选前述半导体层叠物的工序。
根据本发明的再一实施方式，提供一种半导体层叠物的检查方法，其是对在基板上依次设置有电子移动层和电子供给层的半导体层叠物进行检查的半导体层叠物的检查方法，其具备：
使用规定的测定元件，测定在该测定元件与前述电子供给层的表面之间起作用的前述电子供给层的表面力的工序；以及
基于前述电子供给层的表面力来筛选前述半导体层叠物的工序。
发明的效果
根据本发明，能够提高半导体装置的长期可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所述的氮化物半导体层叠物的截面图。
图2是表示本发明的一个实施方式所述的半导体装置的截面图。
图3是表示本发明的一个实施方式所述的半导体装置的制造方法的流程图。
图4是表示表面力测定装置的概略构成图。
图5是表示表面力测定工序的图。
图6的(a)是表示表面力测定结果的图，图6的(b)是表示半导体装置的驱动试验结果的图。
图7是表示相对于表面力之差的绝对值的漏电流比率的图。
图8是表示本发明的一个实施方式的变形例所述的氮化物半导体层叠物的截面图。
具体实施方式
<发明人获得的见解>
作为III族氮化物半导体系的半导体装置，已知例如高电子迁移率晶体管(HEMT：High Electron Mobility Transistor)。HEMT具有例如由氮化镓(GaN)形成的电子移动层和由氮化铝镓(AlGaN)形成的电子供给层。HEMT中，通过电子供给层的极化作用，在电子移动层内的异质结界面附近诱发高浓度的二维电子气。二维电子气可在未添加成为散射要因的导电性杂质的电子移动层中被诱发，因此显示高电子迁移率。由此，能够使HEMT以大功率进行高速驱动。
然而，经发明人的深入研究发现：将HEMT以大功率持续驱动时，有时漏电流经时性地缓慢降低。进而，发明人发现：电子供给层的表面物性会影响漏电流的经时性降低等长期可靠性。本发明是基于发明人发现的上述见解而实现的。
<本发明的一个实施方式>
以下，针对本发明的一个实施方式，参照附图进行说明。
(1)氮化物半导体层叠物
首先，使用图1，针对本实施方式所述的氮化物半导体层叠物进行说明。图1是表示本实施方式所述的氮化物半导体层叠物的截面图。本实施方式的氮化物半导体层叠物10例如作为制造HEMT时的前体而构成，其具有基板100、电子移动层(缓冲层、沟道层)140和电子供给层(阻隔层)160。
(基板)
基板100作为使电子移动层140和电子供给层160外延生长的基底基板而构成，本实施方式中，例如作为碳化硅(SiC)基板而构成。具体而言，作为基板100，可以使用例如多型4H或多型6H的半绝缘性SiC基板。需要说明的是，基板100的表面设为(0001)面(c面)。此外，4H、6H的数字表示c轴方向的重复周期，H表示六方晶。
此外，基板100例如具有半绝缘性。需要说明的是，此处提及的“半绝缘性”是指例如电阻率为105Ω·cm以上的状态。由此，能够抑制自由电子从电子移动层140向基板100扩散，抑制漏电电流。
需要说明的是，在基板100上设置有例如核生成层(未图示)。例如，以如下方式构成：核生成层之中的位于基板100侧的区域主要作为对基板100与电子移动层140的晶格常数差异进行缓冲的缓冲层而发挥作用，且核生成层之中的位于电子移动层140侧的区域主要用于形成使电子移动层140进行晶体生长的晶核。核生成层由III族氮化物半导体形成，本实施方式中，例如以氮化铝(AlN)作为主成分来构成。
(电子移动层)
电子移动层140设置在基板100上，例如以电子移动层140之中的位于核生成层侧的区域主要作为对核生成层与电子供给层160的晶格常数差异进行缓冲的缓冲层而发挥作用的方式构成，并以电子移动层140之中的位于电子供给层160侧的区域在驱动后述半导体装置20时使电子移动的方式构成。电子移动层140由III族氮化物半导体形成，本实施方式中，例如以GaN作为主成分来构成。此外，电子移动层140的表面(上表面)成为III族原子极性面(+c面)。
电子移动层140的厚度设为例如500nm以上且2500nm以下。若电子移动层140的厚度小于500nm，则存在电子移动层140的品质降低、其电子迁移率降低的可能性。与此相对，通过使电子移动层140的厚度为500nm以上，能够提高电子移动层140的品质，并使其电子迁移率为规定值以上。另一方面，即使电子移动层140的厚度超过2500nm，电子移动层140的品质也不怎么提高，仅生长成本增加。与此相对，通过使电子移动层140的厚度为2500nm以下，能够确保电子移动层140的良好品质，且抑制生长成本的增加。
(电子供给层)
电子供给层160设置在电子移动层140上，以使电子移动层140内产生二维电子气且将二维电子气在空间上封闭在电子移动层140内的方式构成。具体而言，电子供给层160由III族氮化物半导体形成，所述III族氮化物半导体具有比构成电子移动层140的III族氮化物半导体更宽的带隙以及比电子移动层140的晶格常数更小的晶格常数，本实施方式中，例如以AlGaN作为主成分来构成。此外，电子供给层160的表面(上表面)成为III族原子极性面(+c面)。通过这样的构成，电子供给层160中产生自发极化和压电极化。并且，通过该极化作用，在电子移动层140内的异质结界面附近诱发高浓度的二维电子气。
此处，本发明人发现：电子供给层160的表面(上表面)的表面力明显影响半导体装置20的长期可靠性。此处提及的“表面力”是指在相互接近或接触的2个物体间起作用的引力或斥力，以静电力、离子间相互作用、氢键、范德华力和弯月面力等之中的至少任一者作为起源。成为被测定物的膜的表面力例如通过使用规定的测定元件测定在该测定元件与膜之间起作用的力(本实施方式中主要为引力)来求出。需要说明的是，针对表面力的测定方法，详见后述。
此处，规定膜的表面力在样品种类、测定环境不同的情况下可能产生误差。因此，作为参照，在与规定膜的表面力相同的条件下测定铂(Pt)的表面力，将规定膜的表面力以相对于Pt的表面力的相对关系的形式进行规定，由此，即使在样品种类、测定环境不同的情况下，也能够以良好的精度比较规定膜的表面力。需要说明的是，此处提及的Pt的表面力具体是指在硅(Si)基板上形成的Pt膜的表面力。
本实施方式中，例如，使用由被铬(Cr)覆盖的玻璃球(玻璃球材质为BK7、直径为1mm、表面粗糙度Ra为2nm、Rz为11nm)形成的测定元件(探针)在真空中进行测定时，作为将该测定元件与电子供给层160的表面吸引的引力而起作用的电子供给层160的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B。需要说明的是，此处的“作为引力而起作用的表面力”在实际测定中被检测为负值。因此，“电子供给层160的表面力A强于Pt的表面力B”是指：电子供给层160的表面力的实测值小于Pt的表面力的实测值(在负侧较大)，可以换言为“电子供给层160的表面力A的绝对值大于Pt的表面力的绝对值”。
此外，在上述条件下测定时的电子供给层160的表面力A与Pt的表面力B之差的绝对值|A-B|设为例如30μN以上。若表面力之差的绝对值|A-B|小于30μN，则在后述作为HEMT的半导体装置20中，漏电流有可能经时性地降低。与此相对，通过将表面力之差的绝对值|A-B|设为30μN以上，能够抑制漏电流的经时性降低。此外，表面力之差的绝对值|A-B|更优选设为例如45μN以上。由此，能够更可靠地抑制漏电流的经时性降低。需要说明的是，可知：电子供给层160的表面力A越强(以实测值计越小)，则越可抑制漏电流的经时性降低。因此，关于表面力之差的绝对值|A-B|的上限值没有特别限定，但根据能够获得规定的表面力的制造条件，会对制造装置造成负荷，其结果，制造装置的维护成本有可能上升。因此，例如表面力之差的绝对值|A-B|优选设为120μN以下。
需要说明的是，“将电子供给层160的表面力A与Pt的表面力B之差的绝对值|A-B|设为30μN以上、优选设为45μN以上”可以换言为“以Pt的表面力B作为基准，将电子供给层160的表面力A设为-30μN以下、优选设为-45μN以下”或者“以Pt的作为引力的表面力B为基准，使电子供给层160的作为引力的表面力A比其强30μN以上、优选比其强45μN以上”。
电子供给层160的厚度设为例如5nm以上且50nm以下。若电子供给层160的厚度小于5nm，则栅极漏电变大，半导体装置20的可靠性有可能降低。与此相对，通过将电子供给层160的厚度设为5nm以上，能够抑制栅极泄露，确保半导体装置20的可靠性。另一方面，若电子供给层160的厚度超过50nm，则有可能阈值电压变大、切换特性变差。与此相对，通过将电子供给层160的厚度设为50nm以下，能够将阈值电压设为规定值以下，提高切换特性。需要说明的是，考虑到上述倾向，电子供给层160的厚度优选设为例如15nm以上且30nm以下。
(2)半导体装置
接着，使用图2，针对本实施方式的半导体装置进行说明。图2是表示本实施方式所述的半导体装置的截面图。
如图2所示那样，本实施方式的半导体装置20使用例如前述氮化物半导体层叠物10进行制造，以HEMT的形式构成。具体而言，半导体装置20例如具有基板100、电子移动层140、电子供给层160、栅电极210、源电极220、漏电极230和保护膜300。
(电极)
栅电极210设置在电子供给层160上。栅电极210例如由镍(Ni)与金(Au)的多层结构(Ni/Au)形成。需要说明的是，本说明书中，记为X/Y的多层结构时，表示按照X、Y的顺序层叠。
源电极220设置在电子供给层160上，配置在距栅电极210为规定距离的位置。源电极220例如由钛(Ti)与铝(Al)的多层结构形成。
漏电极230设置在电子供给层160上，夹持栅电极210而在与源电极220相反一侧配置在距栅电极210为规定距离的位置。漏电极230与源电极220同样地例如由Ti与Al的多层结构形成。需要说明的是，源电极220和漏电极230中，可以在Ti/Al的多层结构上层叠Ni/Au的多层结构。
(保护膜)
保护膜300以保护电子供给层160等的表面、抑制电子供给层160等的劣化的方式构成。具体而言，保护膜300以至少覆盖栅电极210与源电极220之间、栅电极210与漏电极230之间、以及源电极220或漏电极230的外侧的电子供给层160的表面的方式设置。保护膜300例如由氮化硅(SiN)形成。
需要说明的是，可以以将俯视下包含源电极220、栅电极210和漏电极230的设备区域的周围包围的方式，向电子移动层140内离子注入氮(N)离子。由此，能够使设备区域的外侧的二维电子气惰性化，确保邻接的设备区域间的绝缘性。
此外，在电子移动层140和电子供给层160内，可以向俯视下源电极220和漏电极230各自的重叠区域离子注入硅(Si)离子。由此，能够降低源电极220和漏电极230各自的接触电阻。需要说明的是，此时，Si离子优选具有例如峰值位于自电子供给层160的表面起深度为50nm左右处的分布。
如上所述，通过使电子供给层160的表面力A满足规定的特性，能够在驱动半导体装置20时抑制漏电流的经时性降低。具体而言，(在未设置保护膜300的半导体装置20中，)能够使将温度设为200℃、源电极220与漏电极230之间的电压Vds设为50V、栅电极210与源电极220之间的电压Vgs设为-2V的条件下驱动半导体装置20时的、1000小时后的漏电流Ids相对于初始漏电流Ids0的比率Ids/Ids0为0.70以上、优选为0.90以上。
(3)氮化物半导体层叠物的制造方法和半导体装置的制造方法
接着，使用图3，针对本实施方式的氮化物半导体层叠物的制造方法和半导体装置的制造方法进行说明。图3是表示本实施方式所述的半导体装置的制造方法的流程图。需要说明的是，将步骤(step)简写为S。
首先，例如使用金属有机物气相外延(MOVPE：Metal Organic Vapor PhaseEpitaxy)装置，按照下述步骤，形成氮化物半导体层叠物10。
(S110：电子移动层形成工序)
首先，作为基板100，准备例如多型4H的半绝缘性SiC基板。接着，向MOVPE装置的处理室内搬入基板100。接着，向处理室内供给氢(H2)气(或者H2气与氮(N2)气的混合气体)，使基板100的温度上升至核生成层的规定生长温度(例如1150℃以上且1250℃以下)。待基板100的温度达到规定的生长温度后，对基板100供给例如作为III族原料气体的三甲基铝(TMA)气体和作为V族原料气体的氨(NH3)气。由此，使由AlN形成的核生成层在基板100上生长。待规定厚度的核生成层的生长结束后，停止供给TMA气体。需要说明的是，此时继续供给NH3气体。
接着，将基板100的温度调整至电子移动层140的规定生长温度(例如1000℃以上且1100℃以下)。接着，待基板100的温度达到规定的生长温度后，在继续供给NH3气体的状态下，供给例如作为III族原料气体的三甲基镓(TMG)气体。由此，使由单晶GaN形成的电子移动层140在核生成层上外延生长。待规定厚度的电子移动层140的生长结束后，停止供给TMG气体。需要说明的是，此时，继续供给NH3气体。
(S120：电子供给层形成工序)
接着，例如将基板100的温度设为电子供给层160的规定生长温度(例如1000℃以上且1100℃以下)。接着，待基板100的温度达到规定的生长温度后，在继续供给NH3气体的状态下，供给例如作为III族原料气体的TMG气体和TMA气体。由此，使由单晶AlGaN形成的电子供给层160在电子移动层140上进行外延生长。待规定厚度的电子移动层140的生长结束后，停止供给TMG气体和TMA气体，使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低。需要说明的是，此时，通常停止H2气体，并在供给N2气的同时继续供给NH3气体(在电子移动层140和电子供给层160的生长中同时供给H2气和N2气的情况下，停止H2气，并继续供给N2气和NH3气)。并且，待氮化物半导体层叠物10的温度达到500℃以下后，停止供给NH3气体，仅将MOVPE装置的处理室内的气氛置换成N2气，使其恢复至大气压。
此时，本实施方式中，形成下述电子供给层160：在使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件在真空中进行测定时的、作为将该测定元件与电子供给层160的表面吸引的引力而起作用的电子供给层160的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|达到30μN以上。根据发明人的深入研究可知：通过调整使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低时的冷却条件等，能够形成使电子供给层160的表面力A满足上述规定特性的电子供给层160。
具体而言，将使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低时的冷却速度设为例如1.0℃/s以上。若冷却速度小于1.0℃/s，则有可能在电子供给层160中得不到充分的表面力。与此相对，通过将冷却速度设为1.0℃/s以上，能够提高电子供给层160的表面力。此外，更优选将冷却速度设为1.5℃/s以上。由此，能够更可靠地提高电子供给层160的表面力。需要说明的是，虽然还依赖于所使用的MOVPE装置的构成，但将基板100加热的加热器的电源关闭时的自然冷却速度例如为约3℃/s。如后所述地对电子供给层160的表面供给作为冷却气体的H2气或He气时，将加热器的电源关闭时的自然冷却速度例如为约4℃/s。
此外，使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低时，可以对电子供给层160的表面供给作为冷却气体的H2气或氦(He)气。换言之，本实施方式中，可以在N2气和NH3气体的基础上供给H2气或He气。H2气的比热(约14000J/(kg·K))、He气的比热(约5000J/(kg·K))大于N2气的比热(约1000J/(kg·K))、NH3气体的比热(约2000J/(kg·K))。因此，通过对电子供给层160的表面供给比热大的H2气或He气，能够提高电子供给层160的表面的冷却效率。由此，与如上所述地将使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低时的冷却速度设为规定值以上的情况同样地，能够提高电子供给层160的表面力。
其后，待氮化物半导体层叠物10降低至能够搬出的温度后，将氮化物半导体层叠物10从处理室内搬出。
通过上述操作，可制造图1所示的本实施方式的氮化物半导体层叠物10。
(S130：检查工序)
接着，进行基于电子供给层160的表面力来检查氮化物半导体层叠物10的检查工序S130。本实施方式的检查工序S130例如具备表面力测定工序S132和筛选工序S134。
(S132：表面力测定工序)
首先，测定作为参照的Pt的表面力和如上制造的氮化物半导体层叠物10的电子供给层160的表面力。表面力的测定可适合地使用例如ELIONIX公司制的表面力测定装置(ESF-5000)。
此处，图4是表示表面力测定装置的概略构成图。
如图4所示，表面力测定装置400具有例如真空腔室410、真空泵420、固定框架430、载物台440、测定元件450、支承棒452、弹簧机构460、电磁力发生器470和位移计480。真空腔室410容纳有固定框架430等各部件，以其内部的气氛可利用真空泵420排气至真空的方式构成。固定框架430以固定并支承真空腔室410内容纳的各部件的方式构成。载物台440设置于固定框架430的底部，以在其上载置被测定物(例如氮化物半导体层叠物10)的方式构成。此外，载物台440具有：使被测定物沿着水平方向和铅直方向移动的粗动台(未图示)、以及进行被测定物的铅直方向的微细定位的微动台(未图示)。测定元件450以作为测定表面力的探针而发挥功能的方式构成。支承棒452在载物台440的铅直上侧支承测定元件450。弹簧机构460夹在支承棒452与固定框架430的上部之间，以弹性地保持支承棒452且仅允许支承棒452在铅直方向上移动的方式构成。电磁力发生器470以通过电磁力对支承棒452施加铅直方向的载荷的方式构成。位移计480以检测支承棒452的铅直方向的位移、即测定元件450的铅直方向的位移的方式构成。作为位移计480，可适合地使用非接触式(例如光学式)的位移传感器。
在被测定物与测定元件450之间起作用的表面力(本实施方式中为引力)通过测定为了将接触被测定物的状态下的测定元件450从被测定物拽离所需的力来确定。具体而言，按照如下那样的步骤进行测定。
图5是表示表面力测定工序的图。图5中，横轴为时间，纵轴为测定元件450的(铅直方向的)位移。
首先，在载物台440上载置被测定物，将真空腔室410内的气氛排气成真空。待真空腔室410内达到规定压力后，使载物台440向铅直上方缓慢移动，使被测定物接近测定元件450(t0→t1)。接着，随着被测定物接近测定元件450，表面力在被测定物与测定元件450之间产生作用。由此，测定元件450因被测定物的表面力而被拉向被测定物，弹簧机构460的弹性力反而下降，并接触被测定物(t1→t2)。此处，在弹簧机构460的弹性力作用于测定元件450的状态下，若使测定元件450离开被测定物而测定表面力，则有可能产生误差，因此，使载物台440上升，将测定元件450恢复至初始位置，使弹簧机构460所产生的弹性力为零(t2→t3)。接着，待机规定时间直至弹簧机构460达到静止状态为止(t3→t4)。接着，通过基于电磁力发生器470的电磁力，使支承棒452向铅直上方缓缓移动，由此施加将测定元件450自被测定物拉离的力(t4→t5)。接着，将测定元件450自被测定物拉离的力超过被测定物的表面力时，测定元件450会离开被测定物(t5)。此时，通过位移计480来检测测定元件450离开被测定物的时刻。接着，获取在测定元件450离开被测定物的瞬间在电磁力发生器470中流通的电流值，基于该电流值确定被测定物的表面力。
本实施方式中，在上述表面力测定装置400中，预先使用由被Cr覆盖的玻璃球(玻璃球材质为BK7、直径为1mm、表面粗糙度Ra为2nm、Rz为11nm)形成的测定元件450，在真空中预先测定作为将Pt与测定元件450吸引的引力而起作用的Pt的表面力B。接着，在相同条件下，测定作为将如上制造的氮化物半导体层叠物10的电子供给层160的表面与测定元件450吸引的引力而起作用的电子供给层160的表面力A。
(S134：筛选工序)
接着，基于在表面力测定工序S132中测定的电子供给层160的表面力，筛选氮化物半导体层叠物10。具体而言，将不满足电子供给层160的表面力A强于Pt的表面力B、且它们之差的绝对值|A-B|为30μN以上的第一筛选条件的氮化物半导体层叠物10作为不合格品而排除，另一方面，将满足该第一筛选条件的氮化物半导体层叠物10作为合格品而筛选。由此，能够排除在驱动半导体装置20时的漏电流经时性降低的氮化物半导体层叠物10，并且，能够在制造半导体装置20前以非破坏的方式筛选出能够抑制漏电流的经时性降低的氮化物半导体层叠物10。
此外，可以将满足电子供给层160的表面力A强于Pt的表面力B、且它们之差的绝对值|A-B|为45μN以上的第二筛选条件的氮化物半导体层叠物10作为最优品而筛选。由此，可筛选出能够更可靠地抑制漏电流的经时性降低的氮化物半导体层叠物10。
(S140：元件分离工序)
接着，在作为前述合格品或最优品而筛选出的氮化物半导体层叠物10上形成抗蚀膜，以俯视下包围要形成源电极220、栅电极210和漏电极230的设备区域周围的区域成为开口的方式对抗蚀膜进行图案化。接着，将该抗蚀膜用作掩膜，在电子移动层140内，向俯视下包围设备区域周围的区域离子注入N离子。由此，能够使设备区域的外侧的二维电子气惰化，从而确保邻接的设备区域间的绝缘性。
(S150：接触电阻降低工序)
接着，在氮化物半导体层叠物10上形成抗蚀膜，以俯视下要形成源电极220和漏电极230的区域成为开口的方式对抗蚀膜进行图案化。接着，将该抗蚀膜用作掩膜，在电子移动层140和电子供给层160内，向俯视下分别要形成源电极220和漏电极230的区域离子注入Si离子。接着，例如通过等离子体化学气相生长(P-CVD)法，在氮化物半导体层叠物10上形成作为覆盖层的SiN膜。由此，能够抑制氮从构成氮化物半导体层叠物10的III族氮化物半导体中脱离。接着，将被SiN膜覆盖的氮化物半导体层叠物10在N2气氛中以规定的温度进行规定时间的退火处理(例如1200℃、1分钟)。由此，能够使注入至电子移动层140和电子供给层160内的Si离子活化，降低在后续工序中形成的源电极220和漏电极230各自的接触电阻。接着，通过规定的溶剂(例如缓冲氢氟酸)，去除氮化物半导体层叠物10上的SiN膜。
(S160：电极形成工序)
接着，在电子供给层160上形成抗蚀膜，以俯视下要形成源电极220和漏电极230的区域成为开口的方式将抗蚀膜进行图案化。并且，例如通过电子束蒸镀法，以覆盖电子供给层160和抗蚀膜的方式形成Ti/Al的多层结构(或Ti/Al/Ni/Au的多层结构)。并且，使用规定的溶剂，通过剥离(lift off)来去除抗蚀膜，由此在上述规定区域形成源电极220和漏电极230。接着，将氮化物半导体层叠物10在N2气氛中以规定的温度进行规定时间的退火处理(例如650℃、3分钟)。由此，能够使源电极220和漏电极230分别对电子供给层160进行欧姆接合。
接着，以覆盖电子供给层160、源电极220和漏电极230的方式形成抗蚀膜，以俯视下要形成栅电极210的区域成为开口的方式对抗蚀膜进行图案化。接着，例如通过电子束蒸镀法，以覆盖电子供给层160和抗蚀膜的方式形成Ni/Au的多层结构。接着，使用规定的溶剂，通过剥离来去除抗蚀膜，由此在上述规定区域形成栅电极210。接着，将氮化物半导体层叠物10在N2气氛中以规定的温度进行规定时间的退火处理(例如450℃、10分钟)。
(S170：保护膜形成工序)
接着，例如通过P-CVD法，以覆盖电子供给层160和各电极的方式，形成由SiN形成的保护膜300。并且，以仅露出各电极的一部分上表面的方式，对保护膜300进行图案化。由此，以覆盖栅电极210与源电极220之间、栅电极210与漏电极230之间、以及源电极220或漏电极230的外侧的电子供给层160的表面的方式形成保护膜300。
如上可制造图2所示的本实施方式的半导体装置20。
(4)通过本实施方式而得到的效果
根据本实施方式，能够得到以下示出的1个或多个效果。
(a)本实施方式中，使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时，使作为将该测定元件与电子供给层160的表面吸引的引力而起作用的电子供给层160的表面力A大于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，使它们之差的绝对值|A-B|为30μN以上。由此，能够抑制驱动半导体装置20时的漏电流的经时性降低，能够提高半导体装置20的长期可靠性。可认为这是因为例如下述那样的作用效果。通过使电子供给层160的表面力A满足规定的特性，能够抑制电子供给层160的表面附近的负电荷的经时性蓄积，能够抑制实效性的栅极长度(沟道长度)的增加。此外，通过抑制电子供给层160的表面附近的负电荷的经时性蓄积，能够抑制电子供给层160的表面附近的频带倾斜、电势上升，能够将电子移动层140内的二维电子气的浓度维持在规定浓度。其结果，可以认为能够抑制驱动半导体装置20时的漏电流的经时性降低。
需要说明的是，非专利文献2中记载了：由于电子供给层160的表面附近的负电荷的蓄积，电子移动层140内的二维电子气的浓度降低，其结果，漏电流降低。因此，本实施方式中，可以认为：抑制电子供给层160的表面附近的负电荷的经时性蓄积所带来的上述作用效果与非专利文献2中记载的内容并不矛盾。
(b)通过使电子供给层160的表面力A满足前述规定的特性，能够提高在电子供给层160上形成的保护膜300的密合性，能够抑制氮化物半导体层叠物10之中的、尤其是电子移动层140和电子供给层160的经时性劣化。其结果，能够抑制驱动半导体装置20时的漏电流的经时性降低。
需要说明的是，非专利文献3中记载了：被电导率低(即绝缘性高)的氮化膜覆盖的HEMT能够抑制漏电流的降低。因此，若考虑到保护膜300的密合性与保护膜300的实质的绝缘性存在关联，则可以认为：在本实施方式中，提高在电子供给层160上形成的保护膜300的密合性所带来的上述作用效果与非专利文献3中记载的内容并不矛盾。
(c)在电子供给层形成工序S120中，形成电子供给层160的表面力A满足上述规定特性那样的电子供给层160。由此，可稳定地制造能够抑制驱动半导体装置20时的漏电流的经时性降低的氮化物半导体层叠物10。
(d)在电子供给层形成工序S120中，将使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低时的冷却速度设为1.0℃/s以上。由此，能够形成电子供给层160的表面力A满足上述规定特性那样的电子供给层160。可认为这是因为：通过使前述冷却速度超过规定值，例如电子供给层160的表面状态(悬挂键、表面电荷等)受到影响。
(e)使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低时，可以对电子供给层160的表面供给作为冷却气体的H2气或He气。通过对电子供给层160的表面供给比热大的H2气或He气，能够提高电子供给层160的表面的冷却效率。由此，与如上所述地将使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低时的冷却速度设为超过规定值的情况同样地，能够形成电子供给层160的表面力A满足上述规定特性那样的电子供给层160。
(f)作为检查氮化物半导体层叠物10的检查工序S130，进行下述工序：使用规定的测定元件450，测定在该测定元件450与电子供给层160的表面之间起作用的电子供给层160的表面力A的表面力测定工序S132；以及，基于电子供给层160的表面力A来筛选氮化物半导体层叠物10的筛选工序S134。由此，能够排除驱动半导体装置20时的漏电流经时性降低那样的氮化物半导体层叠物10，并且在制造半导体装置20前以非破坏的方式筛选能够抑制漏电流的经时性降低的氮化物半导体层叠物10。像这样，能够在氮化物半导体层叠物10的制造阶段预测半导体装置20的长期可靠性，并管理氮化物半导体层叠物10的品质。
<其它实施方式>
以上，具体地说明了本发明的实施方式。然而，本发明不限定于上述的实施方式，可以在不超脱其主旨的范围内进行各种变更。
在上述实施方式中，针对基板100以SiC基板的形式构成的情况进行了说明，但基板100也可以以GaN基板(GaN自支撑基板)、蓝宝石基板或金刚石基板的形式构成。
在上述实施方式中，针对基板100具有半绝缘性的情况进行了说明，但基板也可以具有导电性。此时，氮化物半导体层叠物优选具有下述变形例那样的构成。
此处，图8是示出本实施方式的变形例所述的氮化物半导体层叠物的截面图。
图8所示的氮化物半导体层叠物12中，基板102具有导电性。基板102例如以n型的GaN自支撑基板的形式构成。在基板102上设置有半绝缘层122。半绝缘层122的电阻率例如为105Ω·cm以上。半绝缘层122例如以具有半绝缘性的III族氮化物半导体作为主成分来构成，且包含铁(Fe)等过渡金属。由此，在半绝缘层122中能够实现上述规定的电阻率。在半绝缘层122上依次设置有与上述实施方式相同的电子移动层140和电子供给层160。
根据变形例，即使基板102具有导电性，通过在基板102与电子移动层140之间设置半绝缘层122，也能够抑制自由电子从电子移动层140向基板102扩散，抑制漏电电流。
在上述实施方式中，针对核生成层由AlN形成的情况进行了说明，但核生成层可以由除了AlN之外的III族氮化物半导体形成，例如可以由GaN、AlGaN、InN、InGaN、AlInGaN等III族氮化物半导体、即AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1)的组成式所示的III族氮化物半导体形成。
在上述实施方式中，针对电子移动层140由GaN形成的情况进行了说明，但电子移动层140可以由除了GaN之外的III族氮化物半导体形成，例如可以由AlGaN、InN、InGaN、AlInGaN等III族氮化物半导体、即AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1)的组成式所示的III族氮化物半导体形成。
在上述实施方式中，针对电子供给层160由AlGaN形成的情况进行了说明，但电子供给层160只要具有比构成电子移动层140的III族氮化物半导体更宽的带隙、以及比电子移动层140的晶格常数更小的晶格常数，则也可以由除了AlGaN之外的III族氮化物半导体形成。具体而言，电子供给层160例如可以由AlInGaN等III族氮化物半导体、即AlxInyGa1-x- yN(0<x+y≤1)的组成式所示的III族氮化物半导体形成。
在上述实施方式中，针对使用MOVPE装置来制造氮化物半导体层叠物10的情况进行了说明，但也可以使用氢化物气相外延装置(HVPE装置)来制造氮化物半导体层叠物10。
在上述实施方式中，针对在电子供给层形成工序S120中，通过调整使基板100的温度自电子供给层160的生长温度降低时的冷却条件等而形成使电子供给层160的表面力A满足上述规定特性的电子供给层160的情况进行了说明，但也可以如下所述地在形成电子供给层160后，以使电子供给层160的表面力A满足上述规定特性的方式对电子供给层160的表面进行改性。
具体而言，例如可以在电子供给层形成工序S120之后，对电子供给层160的表面实施规定的等离子体处理。作为等离子体处理的方法，可列举出例如电感耦合型等离子体反应性离子蚀刻(ICP-RIE)法。使用ICP-RIE法时，可以在例如设为天线功率100W、偏压功率5W、氩气(Ar)流量20sccm、0.8Pa、1分钟的条件下进行。由此，能够以电子供给层160的表面力A满足上述规定特性的方式对电子供给层160的表面进行改性。
此外，例如可以在电子供给层形成工序S120之后，对电子供给层160的表面实施UV臭氧处理。此时，例如可以进行30分钟。在该情况下，也能够以使电子供给层160的表面力A满足上述规定特性的方式对电子供给层160的表面进行改性。
此外，例如在电子供给层形成工序S120之后，可以对电子供给层160的表面实施氢离子(H+)的离子注入。此时，可以在例如设为加速电压1MeV、掺杂量1013ion/cm2的条件下进行。通过该条件，能够仅对电子供给层160的最外表面注入氢离子。在该情况下，也能够以电子供给层160的表面力A满足上述规定特性的方式对电子供给层160的表面进行改性。
在上述实施方式中，针对对通过III族氮化物半导体构成的氮化物半导体层叠物10实施具有表面力测定工序S132和筛选工序S134的检查工序S130的情况进行了说明，但只要是具有HEMT构成的半导体层叠物，则即使是由除了III族氮化物半导体之外的半导体(例如砷化镓(GaAs)等)构成的半导体层叠物，也能够实施前述检查工序。也就是说，即使是由除了III族氮化物半导体之外的半导体构成的半导体层叠物，也能够在半导体层叠物的制造阶段预测半导体装置的长期可靠性，管理半导体层叠物的品质。
实施例
以下，针对验证本发明效果的各种实验结果进行说明。
(1)半导体装置的制造
如下那样地制造比较例1～2、实施例1～2的半导体装置。
比较例1中，作为基板，使用了多型4H的半绝缘性SiC基板。首先，在基板100上形成厚度200nm的由AlN形成的核生成层。接着，在核生成层上形成厚度1200nm的由GaN形成的电子移动层。接着，在电子移动层上形成厚度20nm的由Al0.24Ga0.76N形成的电子供给层。此时，将电子供给层的生长温度设为1050℃。此外，使基板的温度自电子供给层的生长温度降低时的冷却速度设为0.9℃/s。此外，使基板的温度自电子供给层的生长温度降低时，对电子供给层的表面仅供给NH3气体。接着，在电子供给层上形成由Ti/Al/Ni/Au(20/50/20/200nm)多层结构形成的源电极和漏电极。此外，在电子供给层上形成由Ni/Au(20/200nm)多层结构形成的栅电极。需要说明的是，栅极长度设为2μm、栅极宽度设为100μm、源电极-栅电极间距离设为2.5μm、栅电极-漏电极间距离设为7.5μm。需要说明的是，为了使后述漏电流的经时性变化加速，在电子供给层上未形成保护膜。
比较例2中，将电子供给层的生长温度设为1000℃，除此之外，与比较例1同样地制造半导体装置。
实施例1中，将电子供给层形成工序中的冷却速度设为比较例1的约2倍(具体而言，将冷却速度设为2.2℃/s)，除此之外，与比较例1同样地制造半导体装置。
实施例2中，在电子供给层形成工序中，使基板的温度自电子供给层的生长温度降低时，在NH3气体的基础上还供给H2气，除此之外，与比较例1同样地制造半导体装置。
(2)评价
(表面力测定)
在比较例1～2、实施例1～2各自的电子供给层形成工序后，使用ELIONIX公司制的表面力测定装置(ESF-5000)，测定比较例1～2、实施例1～2各自的电子供给层的表面力A。具体而言，在比较例1～2、实施例1～2中，分别使用由被Cr覆盖的玻璃球(玻璃球材质为BK7、直径为1mm、表面粗糙度Ra为2nm、Rz为11nm)形成的测定元件，在真空中测定作为将电子供给层的表面与测定元件吸引的引力而起作用的电子供给层的表面力A。需要说明的是，在相同条件下，预先测定Pt的表面力B，求出比较例1～2、实施例1～2各自的电子供给层的表面力A与Pt的表面力B之差的绝对值|A-B|。
(驱动试验)
在将温度设为200℃、将源电极与漏电极之间的电压Vds设为50V、将栅电极与源电极之间的电压Vgs设为-2V的条件下，使比较例1～2、实施例1～2各自的半导体装置进行驱动，测定漏电流Ids的经时性变化。并且，在比较例1～2、实施例1～2各自的半导体装置中，比较经过规定时间后的漏电流Ids相对于初始漏电流Ids0的比率Ids/Ids0。
(3)结果
图6的(a)是表示表面力测定结果的图。图6的(a)中，示出比较例1～2、实施例1～2各自的电子供给层的表面力A的实测值。需要说明的是，电子供给层的表面力A的实测值如上所述是引力，因此成为负值。因此，表面力A的值越小，则表示表面力A越强。此外，图6(a)中的虚线表示Pt的表面力B。
如图6的(a)所示，比较例1～2、实施例1～2各自的电子供给层的表面力A强于(小于)Pt的表面力B。实施例1～2各自的电子供给层的表面力A强于(小于)比较例1～2各自的电子供给层的表面力A。由此可确认：如实施例1～2那样，通过在电子供给层形成工序中调整使基板的温度自电子供给层的生长温度降低时的冷却条件，能够提高电子供给层的表面力A。
图6的(b)是表示半导体装置的驱动试验的结果的图。图6的(b)中，横轴为时间，纵轴为经过规定时间后的漏电流Ids相对于初始漏电流Ids0的比率Ids/Ids0。
如图6的(b)所示，在比较例1～2各自的半导体装置中，漏电流Ids经时性地大幅降低。与此相对，可确认：在实施例1～2各自的半导体装置中，漏电流Ids的经时性降低受到抑制。可以认为这是因为：在实施例1～2中，通过提高电子供给层的表面力A，能够抑制电子供给层的表面附近的负电荷的经时性蓄积，能够将电子移动层内的二维电子气的浓度维持在规定浓度。
此处，将比较例1～2、实施例1～2各自的电子供给层的表面力A与Pt的表面力B之差的绝对值|A-B|、以及经过1000小时后的漏电流Ids相对于初始漏电流Ids0的比率(以下也简称为“漏电流比率”)Ids/Ids0示于表1。
[表1]
比较例1 比较例2 实施例1 实施例2
表面力之差的绝对值|A-B|[μN] 7.5 26.3 112.9 71.3
I<sub>ds</sub>/I<sub>ds0</sub> 0.28 0.67 0.97 0.96
此外，图7是表示相对于表面力之差的绝对值的漏电流比率的图(将表1标绘而成的图)。
如图7所示，可确认：随着电子供给层的表面力A与Pt的表面力B之差的绝对值|A-B|变大(随着电子供给层的表面力A变强)，漏电流比率Ids/Ids0单调增加。此外可确认：通过将表面力之差的绝对值|A-B|设为30μN以上，能够使漏电流比率Ids/Ids0为0.70以上。
此外，在表面力之差的绝对值|A-B|小于45μN的区域中，相对于表面力之差的绝对值|A-B|的漏电流比率Ids/Ids0的斜率大，另一方面可确认：在表面力之差的绝对值|A-B|为45μN以上的区域中，漏电流比率Ids/Ids0的斜率变得平缓，漏电流比率Ids/Ids0维持接近1的值。也就是说，可确认：通过将表面力之差的绝对值|A-B|设为45μN以上，能够使漏电流比率Ids/Ids0显著提高。具体而言可确认：通过将表面力之差的绝对值|A-B|设为45μN以上，能够使漏电流比率Ids/Ids0为0.90以上。
如上所述，可确认：根据实施例1～2，能够提高半导体装置的长期可靠性。
<本发明的优选实施方式>
以下，针对本发明的优选实施方式进行附记。
(附记1)
一种氮化物半导体层叠物，其具备：
基板；
电子移动层，其设置在前述基板上，且由III族氮化物半导体形成；以及
电子供给层，其设置在前述电子移动层上，且由III族氮化物半导体形成的，
使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|为30μN以上。
(附记2)
根据附记1所述的氮化物半导体层叠物，其中，前述电子供给层的表面力与前述Pt的表面力之差的绝对值|A-B|为45μN以上。
(附记3)
一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；以及
在前述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序，
在形成前述电子供给层的工序中，形成如下的电子供给层：
在使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|达到30μN以上。
(附记4)
根据附记3所述的氮化物半导体层叠物的制造方法，其中，在形成前述电子供给层的工序中，
使前述基板的温度自前述电子供给层的生长温度降低时的冷却速度设为1.0℃/s以上。
(附记5)
根据附记4所述的氮化物半导体层叠物的制造方法，其中，在形成前述电子供给层的工序中，
将前述冷却速度设为1.5℃/s以上。
(附记6)
根据附记3～5中任一项所述的氮化物半导体层叠物的制造方法，其中，在形成前述电子供给层的工序中，
使前述基板的温度自前述电子供给层的生长温度降低时，对前述电子供给层的表面供给氢气或氦气。
(附记7)
一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；
在前述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序；以及
将前述电子供给层的表面进行改性的工序，
在将前述电子供给层的表面进行改性的工序中，
以如下方式将前述电子供给层的表面进行改性：使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|达到30μN以上。
(附记8)
根据附记7所述的氮化物半导体层叠物的制造方法，其中，在将前述电子供给层的表面进行改性的工序中，
对前述电子供给层的表面实施规定的等离子体处理、UV臭氧处理或氢离子的离子注入。
(附记9)
一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；以及
在前述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序，
在形成前述电子供给层的工序中，
使前述基板的温度自前述电子供给层的生长温度降低时的冷却速度设为1.0℃/s以上。
(附记10)
一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；以及
在前述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序，
在形成前述电子供给层的工序中，
使前述基板的温度自前述电子供给层的生长温度降低时，对前述电子供给层的表面供给氢气或氦气。
(附记11)
一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；
在前述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序；以及
将前述电子供给层的表面进行改性的工序，
在将前述电子供给层的表面进行改性的工序中，
对前述电子供给层的表面实施规定的等离子体处理、UV臭氧处理或氢离子的离子注入。
(附记12)
一种半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上依次形成电子移动层和电子供给层，由此形成具有前述电子移动层和前述电子供给层的半导体层叠物的工序；
使用规定的测定元件，测定在该测定元件与前述电子供给层的表面之间起作用的前述电子供给层的表面力的工序；以及
基于前述电子供给层的表面力来筛选前述半导体层叠物的工序。
(附记13)
根据附记12所述的半导体层叠物的制造方法，其中，在形成前述半导体层叠物的工序中，
分别利用III族氮化物半导体来构成前述电子移动层和前述电子供给层，
在测定前述电子供给层的表面力的工序中，
使用被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球作为前述测定元件，测定作为将前述测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A，
在筛选前述半导体层叠物的工序中，
筛选出前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B、且它们之差的绝对值|A-B|为30μN以上的前述半导体层叠物。
(附记14)
一种半导体层叠物的检查方法，其是对在基板上依次设置有电子移动层和电子供给层的半导体层叠物进行检查的半导体层叠物的检查方法，其具备：
使用规定的测定元件，测定在该测定元件与前述电子供给层的表面之间起作用的前述电子供给层的表面力的工序；以及
基于前述电子供给层的表面力来筛选前述半导体层叠物的工序。
(附记15)
一种半导体装置，其具备：
基板；
电子移动层，其设置在前述基板上，且由III族氮化物半导体形成；
电子供给层，其设置在前述电子移动层上，且由III族氮化物半导体形成；以及
设置在前述电子供给层上的栅电极、源电极和漏电极，
在将温度设为200℃、将前述源电极与前述漏电极之间的电压设为50V、将前述栅电极与前述源电极之间的电压设为-2V的条件下使其驱动时，1000小时后的漏电流相对于初始漏电流的比率为0.70以上。
(附记16)
根据附记15所述的半导体装置，其中，使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的，作为将该测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|为30μN以上。
(附记17)
根据附记15所述的半导体装置，其中，前述漏电流的比率为0.90以上。
(附记18)
根据附记17所述的半导体装置，其中，使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与前述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的前述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|为45μN以上。
附图标记说明
10 氮化物半导体层叠物
20 半导体装置
100 基板
140 电子移动层
160 电子供给层
210 栅电极
220 源电极
230 漏电极
300 保护膜

Claims (11)

1.一种氮化物半导体层叠物，其具备：
基板；
电子移动层，其设置在所述基板上，且由III族氮化物半导体形成；以及
电子供给层，其设置在所述电子移动层上，且由III族氮化物半导体形成，
使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与所述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的所述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|为30μN以上。
2.根据权利要求1所述的氮化物半导体层叠物，其中，所述电子供给层的表面力与所述Pt的表面力之差的绝对值|A-B|为45μN以上。
3.一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；以及
在所述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序，
在形成所述电子供给层的工序中，形成如下的电子供给层：
在使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与所述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的所述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|达到30μN以上。
4.根据权利要求3所述的氮化物半导体层叠物的制造方法，其中，在形成所述电子供给层的工序中，
使所述基板的温度自所述电子供给层的生长温度降低时的冷却速度设为1.0℃/s以上。
5.根据权利要求4所述的氮化物半导体层叠物的制造方法，其中，在形成所述电子供给层的工序中，
将所述冷却速度设为1.5℃/s以上。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的氮化物半导体层叠物的制造方法，其中，在形成所述电子供给层的工序中，
使所述基板的温度自所述电子供给层的生长温度降低时，对所述电子供给层的表面供给氢气或氦气。
7.一种氮化物半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上形成由III族氮化物半导体形成的电子移动层的工序；
在所述电子移动层上形成由III族氮化物半导体形成的电子供给层的工序；以及
将所述电子供给层的表面进行改性的工序，
在将所述电子供给层的表面进行改性的工序中，
以如下方式将所述电子供给层的表面进行改性：使用由被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球形成的测定元件进行测定时的、作为将该测定元件与所述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的所述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B，它们之差的绝对值|A-B|达到30μN以上。
8.根据权利要求7所述的氮化物半导体层叠物的制造方法，其中，在将所述电子供给层的表面进行改性的工序中，
对所述电子供给层的表面实施规定的等离子体处理、UV臭氧处理或氢离子的注入。
9.一种半导体层叠物的制造方法，其具备：
在基板上依次形成电子移动层和电子供给层，由此形成具有所述电子移动层和所述电子供给层的半导体层叠物的工序；
使用规定的测定元件，测定在该测定元件与所述电子供给层的表面之间起作用的所述电子供给层的表面力的工序；以及
基于所述电子供给层的表面力来筛选所述半导体层叠物的工序。
10.根据权利要求9所述的半导体层叠物的制造方法，其中，在形成所述半导体层叠物的工序中，
所述电子移动层和所述电子供给层分别由III族氮化物半导体构成，
在测定所述电子供给层的表面力的工序中，
使用被Cr覆盖的直径1mm的玻璃球作为所述测定元件，测定作为将所述测定元件与所述电子供给层的表面吸引的引力而起作用的所述电子供给层的表面力A，
在筛选所述半导体层叠物的工序中，
筛选出所述电子供给层的表面力A强于在相同条件下测定时的Pt的表面力B、且它们之差的绝对值|A-B|为30μN以上的所述半导体层叠物。
11.一种半导体层叠物的检查方法，其是对在基板上依次设置有电子移动层和电子供给层的半导体层叠物进行检查的半导体层叠物的检查方法，其具备：
使用规定的测定元件，测定在该测定元件与所述电子供给层的表面之间起作用的所述电子供给层的表面力的工序；以及
基于所述电子供给层的表面力来筛选所述半导体层叠物的工序。
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