JP2014154685A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2014154685A
JP2014154685A JP2013022559A JP2013022559A JP2014154685A JP 2014154685 A JP2014154685 A JP 2014154685A JP 2013022559 A JP2013022559 A JP 2013022559A JP 2013022559 A JP2013022559 A JP 2013022559A JP 2014154685 A JP2014154685 A JP 2014154685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type semiconductor
semiconductor region
contact
semiconductor device
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013022559A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuki Ota
一樹 大田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2013022559A priority Critical patent/JP2014154685A/en
Publication of JP2014154685A publication Critical patent/JP2014154685A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate improvement of the performance of a semiconductor device, which is represented by reduction of on-resistance.SOLUTION: An n-type semiconductor region SNR for a source contact, and an n-type semiconductor region DNR for a drain contact are formed so that the distance between the n-type semiconductor region SNR for a source contact and the n-type semiconductor region DNR for a drain contact is smaller than the distance between a source electrode SE and a drain electrode DE. The source electrode SE is directly in contact with the n-type semiconductor region SNR for a source contact, and the drain electrode DE is directly in contact with the n-type semiconductor region DNR for a drain contact. Furthermore, the depth of the n-type semiconductor region SNR for a source contact and the depth of the n-type semiconductor region DNR for a drain contact are shallower than a heterojunction interface between a channel layer CH and an electron supply layer ES.

Description

本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、例えば、窒化物半導体層を使用した半導体装置およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, for example, a semiconductor device using a nitride semiconductor layer and a technique effective when applied to the manufacturing technique thereof.

特開2010−192716号公報(特許文献1)には、ソース電極と接触するソース領域を電子供給層内に形成し、ドレイン電極と接触するドレイン領域を電子供給層内に形成する技術が記載されている。そして、この技術では、ソース領域とドレイン領域の間に、n型不純物を熱拡散することにより形成された熱拡散領域がゲート電極と自己整合して形成されているとしている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2010-192716 (Patent Document 1) describes a technique for forming a source region in contact with a source electrode in the electron supply layer and forming a drain region in contact with the drain electrode in the electron supply layer. ing. In this technique, a thermal diffusion region formed by thermally diffusing an n-type impurity is formed between the source region and the drain region in self-alignment with the gate electrode.

特開2009−152318号公報(特許文献2)には、電子供給層とソース電極の間、および、電子供給層とドレイン電極の間に、金属層(TiAl層)が形成されている技術が記載されている。   Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-152318 (Patent Document 2) describes a technique in which a metal layer (TiAl layer) is formed between an electron supply layer and a source electrode and between an electron supply layer and a drain electrode. Has been.

特開2010−192716号公報JP 2010-192716 A 特開2009−152318号公報JP 2009-152318 A

窒化ガリウム(GaN)に代表されるIII族窒化物半導体は、3MV/cmという高い絶縁破壊耐圧を有することから、窒化物半導体を使用した半導体装置は、マイクロ波などの高周波電力増幅器や、インバータなどの電源回路への応用が期待されている。そして、窒化物半導体を使用した半導体装置には、上述した高周波電力増幅器や電源回路への応用にあたって、オン抵抗の低減に代表されるさらなる性能の向上が望まれている。   Group III nitride semiconductors typified by gallium nitride (GaN) have a high breakdown voltage of 3 MV / cm. Therefore, semiconductor devices using nitride semiconductors are high frequency power amplifiers such as microwaves, inverters, etc. Application to power supply circuits is expected. Further, for semiconductor devices using nitride semiconductors, further improvement in performance represented by reduction of on-resistance is desired for application to the above-described high-frequency power amplifier and power supply circuit.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態における半導体装置(電界効果トランジスタ)において、ソースコンタクト用n型半導体領域とドレインコンタクト用n型半導体領域との間の第1距離は、ソース電極とドレイン電極との間の第2距離よりも小さい。そして、ソース電極とソースコンタクト用n型半導体領域は、直接接触し、ドレイン電極とドレインコンタクト用n型半導体領域は、直接接触している。さらに、ソースコンタクト用n型半導体領域の深さ、および、ドレインコンタクト用n型半導体領域の深さは、ともに、チャネル層と電子供給層との界面よりも浅いものである。   In the semiconductor device (field effect transistor) in one embodiment, the first distance between the source contact n-type semiconductor region and the drain contact n-type semiconductor region is the second distance between the source electrode and the drain electrode. Smaller than. The source electrode and the source contact n-type semiconductor region are in direct contact, and the drain electrode and the drain contact n-type semiconductor region are in direct contact. Furthermore, the depth of the source contact n-type semiconductor region and the depth of the drain contact n-type semiconductor region are both shallower than the interface between the channel layer and the electron supply layer.

また、一実施の形態における半導体装置の製造方法は、電子供給層上に反応膜を形成した後、加熱処理を実施し、その後、反応膜を除去する工程を含むものである。   In one embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a reaction film on an electron supply layer, performing a heat treatment, and then removing the reaction film.

一実施の形態によれば、オン抵抗の低減に代表される性能の向上を図ることができる。   According to one embodiment, it is possible to improve performance represented by reduction of on-resistance.

関連技術における半導体装置の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the semiconductor device in related technology. 実施の形態1における半導体装置の構成例を示す断面図である。3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor device in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における半導体装置の製造工程を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device in the first embodiment. FIG. 図3に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 3; 図4に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 4; 図5に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 5; 図6に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 6; 図7に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 7; 図8に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 8; 図9に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 9; ドレインコンタクト用n型半導体領域が形成される前における伝導帯のバンドポテンシャルの分布を示すバンド図であり、図6におけるA−B線に沿ったバンド図である。FIG. 7 is a band diagram showing the distribution of the band potential of the conduction band before the n-type semiconductor region for drain contact is formed, and is a band diagram along the line AB in FIG. 6. ドレインコンタクト用n型半導体領域が形成された後における伝導帯のバンドポテンシャルの分布を示すバンド図であり、図10におけるA−B線に沿ったバンド図である。FIG. 11 is a band diagram showing a band potential distribution of a conduction band after an n-type semiconductor region for drain contact is formed, and is a band diagram along the line AB in FIG. 10. 実施の形態2における半導体装置の構成例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor device in a second embodiment. 実施の形態3における半導体装置の構成例を示す断面図である。7 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor device in Embodiment 3. FIG. 実施の形態4における半導体装置の構成例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor device in a fourth embodiment. 実施の形態4における半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device in the fourth embodiment. 図16に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 16; 図17に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 17; 図18に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 18; 図19に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 19; 図20に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 20;

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc., of components, etc., unless otherwise specified, and in principle, it is considered that this is not clearly the case, it is substantially the same. Including those that are approximate or similar to the shape. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。   In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.

(実施の形態1)
<関連技術の説明>
図1は、関連技術における半導体装置の構成例を示す断面図である。関連技術では、半導体装置として、高電子移動度トランジスタからなる電界効果トランジスタ(FET(Field Effect Transistor))を例にして説明する。
(Embodiment 1)
<Description of related technologies>
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a semiconductor device in the related art. In the related art, a field effect transistor (FET) composed of a high electron mobility transistor will be described as an example of a semiconductor device.

図1において、関連技術における電界効果トランジスタは、例えば、サファイア、SiC(炭化ケイ素)、Si(シリコン)などからなる半導体基板1S上に、GaN(窒化ガリウム)からなるチャネル層CHが形成されている。そして、このチャネル層CH上に、AlGaN、InGaN、または、InAlNなどからなる電子供給層ESが積層されている。これにより、電子供給層ESとチャネル層CHとがヘテロ接合を形成していることになる。このとき、チャネル層CHと電子供給層ESの電子親和力の相違に基づく伝導帯オフセットと、チャネル層CHおよび電子供給層ESに存在するピエゾ分極と自発分極の影響により、チャネル層CHと電子供給層ESの界面近傍にフェルミ準位よりも低い井戸型ポテンシャルが生成される。この結果、この井戸型ポテンシャル内に電子が蓄積されることになり、これによって、チャネル層CHと電子供給層ESの界面近傍に2次元電子ガスDEGが生成される。   In the field effect transistor in the related art shown in FIG. 1, a channel layer CH made of GaN (gallium nitride) is formed on a semiconductor substrate 1S made of sapphire, SiC (silicon carbide), Si (silicon), or the like. . On the channel layer CH, an electron supply layer ES made of AlGaN, InGaN, InAlN, or the like is stacked. Thereby, the electron supply layer ES and the channel layer CH form a heterojunction. At this time, the channel layer CH and the electron supply layer are affected by the conduction band offset based on the difference in electron affinity between the channel layer CH and the electron supply layer ES, and the influence of piezoelectric polarization and spontaneous polarization existing in the channel layer CH and the electron supply layer ES. A well-type potential lower than the Fermi level is generated near the interface of the ES. As a result, electrons are accumulated in the well-type potential, thereby generating a two-dimensional electron gas DEG near the interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES.

電子供給層ESの表面には、W(タングステン)、W合金(タングステン合金)、Mo(モリブデン)、または、Mo合金(モリブデン合金)からなるゲート電極GEが配置されており、このゲート電極GEを挟むようにソース電極SEおよびドレイン電極DEが配置されている。つまり、一対のソース電極SEとドレイン電極DEに挟まれるようにゲート電極GEが配置されていることになる。   A gate electrode GE made of W (tungsten), W alloy (tungsten alloy), Mo (molybdenum), or Mo alloy (molybdenum alloy) is disposed on the surface of the electron supply layer ES. A source electrode SE and a drain electrode DE are arranged so as to be sandwiched. That is, the gate electrode GE is disposed so as to be sandwiched between the pair of source electrode SE and drain electrode DE.

ソース電極SEの下層には、n型不純物(ドナー)として、シリコン(Si)やすず(Sn)のイオン注入と、イオン注入後の熱処理(イオン活性化熱処理)によって、キャリア濃度が高められたソース領域101が形成されている。同様に、ドレイン電極DEの下層には、n型不純物のイオン注入と、イオン注入後の熱処理によって、キャリア濃度が高められたドレイン領域102が形成されている。このソース領域101とドレイン領域102の深さは、図1に示すように、電子供給層ESとチャネル層CHとの間のヘテロ接合面よりも深くなるように形成されている。   Under the source electrode SE, a source whose carrier concentration is increased by ion implantation of silicon (Si) or tin (Sn) as an n-type impurity (donor) and heat treatment after ion implantation (ion activation heat treatment). Region 101 is formed. Similarly, a drain region 102 in which the carrier concentration is increased is formed under the drain electrode DE by ion implantation of n-type impurities and heat treatment after ion implantation. As shown in FIG. 1, the source region 101 and the drain region 102 are formed so as to be deeper than the heterojunction surface between the electron supply layer ES and the channel layer CH.

さらに、関連技術においては、ゲート電極GEに対して、自己整合的に、シリコン(Si)やSn(すず)などのn型不純物を熱拡散した熱拡散領域103および熱拡散領域104が形成されている。この熱拡散領域103および熱拡散領域104の深さは、図1に示すように、電子供給層ESとチャネル層CHとの間のヘテロ接合面よりも深く、かつ、ソース領域101やドレイン領域102の深さよりも浅く形成されている。   Further, in the related art, a thermal diffusion region 103 and a thermal diffusion region 104 in which n-type impurities such as silicon (Si) and Sn (tin) are thermally diffused are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode GE. Yes. As shown in FIG. 1, the depths of the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104 are deeper than the heterojunction surface between the electron supply layer ES and the channel layer CH, and the source region 101 and the drain region 102. It is formed shallower than the depth of.

このように関連技術においては、n型不純物を添加してキャリア濃度を高めた領域であるソース領域101、ドレイン領域102、熱拡散領域103、および、熱拡散領域104を形成している。この結果、関連技術によれば、ソース電極SEやドレイン電極DEと半導体層との間のコンタクト抵抗、並びに、ソース電極SEとゲート電極GEとの間、ドレイン電極DEとゲート電極GEとの間のアクセス抵抗を低減することができる。したがって、関連技術によれば、コンタクト抵抗、アクセス抵抗、およびチャネル領域のチャネル抵抗から構成されるオン抵抗を低減することができ、これによって、オン抵抗の低い電界効果トランジスタを実現することができる。例えば、関連技術によれば、耐圧100Vの電界効果トランジスタにおいて、ゲートリーク電流が5nA/mm、ドレインリーク電流が8nA/mm、オン抵抗が2.8Ωmmの電気的特性を実現することができる。   As described above, in the related art, the source region 101, the drain region 102, the thermal diffusion region 103, and the thermal diffusion region 104, which are regions where the n-type impurity is added to increase the carrier concentration, are formed. As a result, according to the related art, the contact resistance between the source electrode SE or the drain electrode DE and the semiconductor layer, and between the source electrode SE and the gate electrode GE, and between the drain electrode DE and the gate electrode GE. Access resistance can be reduced. Therefore, according to the related art, it is possible to reduce the on-resistance composed of the contact resistance, the access resistance, and the channel resistance of the channel region, thereby realizing a field effect transistor having a low on-resistance. For example, according to the related art, in a field effect transistor having a withstand voltage of 100 V, it is possible to realize electrical characteristics with a gate leakage current of 5 nA / mm, a drain leakage current of 8 nA / mm, and an on-resistance of 2.8 Ωmm.

<関連技術に存在する改善の余地>
ところが、本発明者が、図1に示す関連技術について、鋭意検討した結果、関連技術には、いくつかの改善の余地が存在することが明らかになった。以下に、関連技術に存在する改善の余地について説明する。
<Room for improvement in related technologies>
However, as a result of the present inventors diligently examining the related technique shown in FIG. 1, it has become clear that there is some room for improvement in the related technique. Below, the room for improvement existing in the related art will be described.

第1の改善の余地として、ゲート電極GEにW、W合金、MoまたはMo合金を使用しているため、窒化物半導体材料を使用した電界効果トランジスタで一般的に用いられているNi(ニッケル)やPt(プラチナ)から構成されるゲート電極GEに比べて、ゲートリーク電流が大きくなる点が挙げられる。   As a room for first improvement, since W, W alloy, Mo or Mo alloy is used for the gate electrode GE, Ni (nickel) generally used in a field effect transistor using a nitride semiconductor material. Compared with the gate electrode GE made of Pt (platinum) or Pt (platinum), the gate leakage current is increased.

第2の改善の余地として、ソース領域101、ドレイン領域102、熱拡散領域103、および、熱拡散領域104が、電子供給層ESとチャネル層CHとのヘテロ接合面よりも深く形成されているため、電界効果トランジスタのオフ状態でソース電極SEとドレイン電極DEの間を流れる、いわゆるドレインリーク電流が大きくなる点が挙げられる。   As a room for the second improvement, the source region 101, the drain region 102, the thermal diffusion region 103, and the thermal diffusion region 104 are formed deeper than the heterojunction surface between the electron supply layer ES and the channel layer CH. The so-called drain leakage current that flows between the source electrode SE and the drain electrode DE when the field effect transistor is in an off state increases.

第3の改善の余地として、熱拡散領域103および熱拡散領域104が、電子供給層ESとチャネル層CHとのヘテロ接合面よりも深く形成されているため、アクセス抵抗の低減効果が限定的である点が挙げられる。   As a room for the third improvement, since the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104 are formed deeper than the heterojunction surface between the electron supply layer ES and the channel layer CH, the effect of reducing access resistance is limited. There is a point.

さらに、第4の改善の余地として、ソース領域101およびドレイン領域102の形成にイオン注入法を使用しているため、コンタクト抵抗の低減効果が限定的である点が挙げられる。   Further, as a fourth room for improvement, the ion implantation method is used to form the source region 101 and the drain region 102, and therefore the effect of reducing the contact resistance is limited.

以下に、関連技術において、このような改善の余地が生じる原因について詳細に説明する。まず、第1の改善の余地であるゲートリーク電流の増加は、ゲート電極GEに、W、W合金、MoまたはMo合金を使用していることに起因する。すなわち、関連技術においては、熱拡散領域103および熱拡散領域104の形成に800℃以上の高温の熱処理が必要とされる。このため、ゲート電極GEの材料としては、高温の熱処理に耐えられる高い融点を有するW、W合金、MoまたはMo合金が使用される。ところが、これらの金属は、窒化物半導体材料を使用した電界効果トランジスタで一般的に用いられているNi(ニッケル)やPt(プラチナ)よりも仕事関数が小さい。したがって、ゲート電極GEと半導体層(電子供給層ES)との間に形成されるショットキー障壁の高さが低くなる。このことは、エネルギー的にショットキー障壁を乗り越えるキャリアが増加することを意味することから、ショットキー障壁の低い材料からゲート電極GEを形成する関連技術によれば、ゲートリーク電流が増加することがわかる。   Hereinafter, the cause of such improvement in the related art will be described in detail. First, the increase in the gate leakage current, which is a room for the first improvement, is due to the use of W, W alloy, Mo or Mo alloy for the gate electrode GE. That is, in the related art, a heat treatment at a high temperature of 800 ° C. or higher is required to form the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104. For this reason, as a material of the gate electrode GE, W, W alloy, Mo, or Mo alloy having a high melting point that can withstand high-temperature heat treatment is used. However, these metals have a work function smaller than that of Ni (nickel) or Pt (platinum) generally used in a field effect transistor using a nitride semiconductor material. Therefore, the height of the Schottky barrier formed between the gate electrode GE and the semiconductor layer (electron supply layer ES) is reduced. This means that the number of carriers that surpass the Schottky barrier in terms of energy increases. Therefore, according to the related art that forms the gate electrode GE from a material having a low Schottky barrier, the gate leakage current may increase. Recognize.

次に、第2の改善の余地であるドレインリーク電流の増加は、ソース領域101、ドレイン領域102、熱拡散領域103、および、熱拡散領域104が、電子供給層ESとチャネル層CHとの間に形成されるヘテロ接合面よりも深く形成されることに起因している。ドレインリーク電流は、電界効果トランジスタがオフ状態の場合に、ゲート電極GEから延びる空乏層の下側に回り込んで流れるリーク電流である。したがって、ソース電極SE側の高濃度キャリア領域(ソース領域101および熱拡散領域103)と、ドレイン電極DE側の高濃度キャリア領域(ドレイン領域102および熱拡散領域104)との間の距離が近ければ近いほど、また、高濃度キャリア領域の形成深さが深ければ深いほど、ドレインリーク電流は大きくなる。   Next, an increase in drain leakage current, which is a room for second improvement, is that the source region 101, the drain region 102, the thermal diffusion region 103, and the thermal diffusion region 104 are between the electron supply layer ES and the channel layer CH. This is due to the fact that it is formed deeper than the heterojunction surface formed in the step. The drain leakage current is a leakage current that flows around under the depletion layer extending from the gate electrode GE when the field effect transistor is in the off state. Accordingly, if the distance between the high concentration carrier region (source region 101 and thermal diffusion region 103) on the source electrode SE side and the high concentration carrier region (drain region 102 and thermal diffusion region 104) on the drain electrode DE side is short. The closer it is, and the deeper the formation depth of the high-concentration carrier region, the greater the drain leakage current.

この点に関し、関連技術においては、熱拡散領域103および熱拡散領域104がゲート電極GEに対して自己整合的に形成される。このため、ソース電極SE側の高濃度キャリア領域とドレイン電極DE側の高濃度キャリア領域との間の距離は、ゲート長程度の極めて小さいものとなる。また、関連技術においては、熱拡散領域103および熱拡散領域104が、電子供給層ESとチャネル層CHとの間のヘテロ接合面より深く形成されており、これによってもドレインリーク電流が大きくなる。さらに、関連技術においては、ソース領域101およびドレイン領域102が、熱拡散領域103および熱拡散領域104よりも深く形成されており、これに起因するドレインリーク電流も重なることから、関連技術における構成では、ドレインリーク電流が大きくなることがわかる。   In this regard, in the related art, the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104 are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode GE. For this reason, the distance between the high-concentration carrier region on the source electrode SE side and the high-concentration carrier region on the drain electrode DE side is extremely small, about the gate length. In the related art, the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104 are formed deeper than the heterojunction surface between the electron supply layer ES and the channel layer CH, which also increases the drain leakage current. Further, in the related technology, the source region 101 and the drain region 102 are formed deeper than the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104, and the drain leakage current resulting from this overlaps. It can be seen that the drain leakage current increases.

続いて、第3の改善の余地として挙げたアクセス抵抗の低減効果が限定的である点は、熱拡散領域103および熱拡散領域104が、電子供給層ESとチャネル層CHとの間のヘテロ接合面よりも深く形成されていることに起因する。すなわち、関連技術では、熱拡散によってn型不純物がヘテロ接合面を横切ることから、ヘテロ接合面近傍の原子配置が乱され、ヘテロ接合面の急峻性が損なわれる。この結果、ヘテロ接合面のチャネル層CH側に存在している2次元電子ガスDEGのキャリア移動度が大幅に低下し、アクセス抵抗の増加の要因となる。つまり、熱拡散領域103および熱拡散領域104を、電子供給層ESとチャネル層CHとの間のヘテロ接合面よりも深く形成することは、キャリア濃度の増加によるアクセス抵抗の低減と、2次元電子ガスDEGのキャリア移動度の低下によるアクセス抵抗の増加とのトレードオフを生じ、この結果として、アクセス抵抗の低減効果は限定的なものとなってしまうのである。   Subsequently, the effect of reducing the access resistance mentioned as the third room for improvement is limited in that the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104 are heterojunctions between the electron supply layer ES and the channel layer CH. This is because it is formed deeper than the surface. That is, in the related art, since the n-type impurity crosses the heterojunction surface by thermal diffusion, the atomic arrangement in the vicinity of the heterojunction surface is disturbed, and the steepness of the heterojunction surface is impaired. As a result, the carrier mobility of the two-dimensional electron gas DEG existing on the channel layer CH side of the heterojunction surface is greatly reduced, which causes an increase in access resistance. That is, forming the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104 deeper than the heterojunction surface between the electron supply layer ES and the channel layer CH reduces the access resistance due to an increase in carrier concentration and reduces the two-dimensional electrons. There is a tradeoff with an increase in access resistance due to a decrease in carrier mobility of the gas DEG, and as a result, the effect of reducing the access resistance is limited.

さらに、第4の改善の余地として挙げたコンタクト抵抗の低減効果が限定的である点は、ソース領域101とドレイン領域102の形成に、イオン注入と、イオン注入に続く熱処理を使用していることに起因する。特に、関連技術のように、窒化物半導体材料を使用した電界効果トランジスタの製造コストの低減に有効な手段として知られているシリコン基板上に窒化物半導体層をエピタキシャル成長する方法を採用した場合に顕著となる。   Further, the effect of reducing the contact resistance mentioned as the fourth room for improvement is limited in that ion implantation and heat treatment following ion implantation are used for forming the source region 101 and the drain region 102. caused by. In particular, when a method of epitaxially growing a nitride semiconductor layer on a silicon substrate, which is known as an effective means for reducing the manufacturing cost of a field effect transistor using a nitride semiconductor material, as in the related art, is remarkable. It becomes.

発明者が鋭意検討した結果、10−6Ωcm程度の低いコンタクト抵抗が得られる程度にイオン注入したn型不純物の活性化率を高めるためには、1150℃以上の高温熱処理が必要であることがわかった。ところが、シリコン基板上に窒化物半導体層をエピタキシャル成長した半導体基板1Sで、1100℃以上の高温熱処理を実施すると、反りの増加や割れの発生が問題点として顕在化する。このため、イオン注入したn型不純物を活性化させるための熱処理の温度を1100℃以下に限定して検討したところ、イオン注入によって生じた結晶欠陥が、この熱処理では充分に回復しないことがわかり、結果として、コンタクト抵抗は、10−5Ωcm以上となり、コンタクト抵抗の充分な低減効果を得ることができないことがわかった。すなわち、ソース領域101およびドレイン領域102の形成にイオン注入法を使用する場合、コンタクト抵抗を充分に低減するためには、1150℃以上の高温の熱処理が必要とされる。ところが、このような高温の熱処理を実施すると、半導体基板1Sに反りの増加や割れの発生が生じるため、高温の熱処理を実施することができず、これによって、コンタクト抵抗の低減効果が限定的なものになってしまうのである。 As a result of intensive studies by the inventors, high-temperature heat treatment at 1150 ° C. or higher is necessary to increase the activation rate of the n-type impurity ion-implanted to such an extent that a contact resistance as low as 10 −6 Ωcm 2 can be obtained. I understood. However, when a high-temperature heat treatment at 1100 ° C. or higher is performed on the semiconductor substrate 1S obtained by epitaxially growing a nitride semiconductor layer on a silicon substrate, an increase in warpage and the occurrence of cracks become obvious as problems. For this reason, when the temperature of the heat treatment for activating the ion-implanted n-type impurity was limited to 1100 ° C. or less, it was found that crystal defects caused by the ion implantation were not sufficiently recovered by this heat treatment, As a result, the contact resistance was 10 −5 Ωcm 2 or more, and it was found that a sufficient reduction effect of the contact resistance could not be obtained. That is, when an ion implantation method is used to form the source region 101 and the drain region 102, a heat treatment at a high temperature of 1150 ° C. or higher is required to sufficiently reduce the contact resistance. However, when such high-temperature heat treatment is performed, the semiconductor substrate 1S is warped and cracks are generated, so that the high-temperature heat treatment cannot be performed, and thus the effect of reducing contact resistance is limited. It becomes a thing.

以上のことから、関連技術には、上述した複数の改善の余地が存在する。そこで、本実施の形態1では、関連技術に存在する改善の余地を克服する工夫を施している。以下に、この工夫を施した本実施の形態1における技術的思想について説明する。   From the above, there is a room for improvement as described above in the related art. Therefore, in the first embodiment, a device for overcoming the room for improvement existing in the related art is taken. Below, the technical idea in this Embodiment 1 which gave this device is demonstrated.

<実施の形態1における半導体装置の構成>
図2は、本実施の形態1における半導体装置の構成例を示す断面図である。本実施の形態1では、半導体装置として、高電子移動度トランジスタからなる電界効果トランジスタを例にして説明する。
<Configuration of Semiconductor Device in Embodiment 1>
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the semiconductor device according to the first embodiment. In Embodiment 1, a field effect transistor including a high electron mobility transistor is described as an example of a semiconductor device.

図2に示すように、本実施の形態1における電界効果トランジスタでは、例えば、シリコンからなる半導体基板1S上に、例えば、AlN層からなるバッファ層BUFが形成されている。そして、このバッファ層BUF上に、例えば、GaN層やInGaN層からなるチャネル層(電子走行層)CHが形成されており、このチャネル層CH上に、例えば、AlGaN層やInAlN層やInAlGaN層からなる電子供給層ESが形成されている。   As shown in FIG. 2, in the field effect transistor according to the first embodiment, a buffer layer BUF made of, for example, an AlN layer is formed on a semiconductor substrate 1S made of, for example, silicon. A channel layer (electron transit layer) CH made of, for example, a GaN layer or an InGaN layer is formed on the buffer layer BUF. For example, an AlGaN layer, an InAlN layer, or an InAlGaN layer is formed on the channel layer CH. An electron supply layer ES is formed.

ここで、バッファ層BUFは、半導体基板1Sを構成するシリコン(Si)の格子間隔と、チャネル層CHを構成するIII族窒化物半導体層の格子間隔の不整合を緩和する目的で形成される。すなわち、シリコンからなる半導体基板1S上に、直接、III族窒化物半導体層からなるチャネル層CHを形成すると、チャネルCHに結晶欠陥が多数形成されることになり、電界効果トランジスタの性能低下を招くことになる。このことから、半導体基板1Sとチャネル層CHとの間に格子緩和を目的としたバッファ層BUFを挿入しているのである。このバッファ層BUFを形成することにより、バッファ層BUF上に形成されるチャネル層CHの品質を向上させることができ、これによって、電界効果トランジスタの性能向上を図ることができる。   Here, the buffer layer BUF is formed for the purpose of relaxing mismatch between the lattice spacing of silicon (Si) constituting the semiconductor substrate 1S and the lattice spacing of the group III nitride semiconductor layer constituting the channel layer CH. That is, when the channel layer CH made of a group III nitride semiconductor layer is formed directly on the semiconductor substrate 1S made of silicon, a large number of crystal defects are formed in the channel CH, leading to performance degradation of the field effect transistor. It will be. Therefore, the buffer layer BUF for the purpose of lattice relaxation is inserted between the semiconductor substrate 1S and the channel layer CH. By forming the buffer layer BUF, it is possible to improve the quality of the channel layer CH formed on the buffer layer BUF, thereby improving the performance of the field effect transistor.

なお、本実施の形態1では、半導体基板1Sとしてシリコン(Si)を使用する例について説明しているが、これに限らず、炭化シリコン(SiC)、サファイア(Al)、窒化ガリウム(GaN)、ダイヤモンド(C)などから構成される基板を使用してもよい。 In the first embodiment, an example in which silicon (Si) is used as the semiconductor substrate 1S is described. However, the present invention is not limited to this, and silicon carbide (SiC), sapphire (Al 2 O 3 ), gallium nitride ( A substrate made of GaN) or diamond (C) may be used.

続いて、本実施の形態1における電界効果トランジスタでは、電子供給層ES上にソース電極SEおよびドレイン電極DEが形成されており、このソース電極SEとドレイン電極DEに挟まれるように、電子供給層ES上にゲート電極GEが形成されている。そして、このゲート電極GEの両側の側壁には、サイドウォールスペーサSWが形成されており、このサイドウォールスペーサSWに整合して、電子供給層ESの表面領域内に、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成されている。   Subsequently, in the field effect transistor according to the first embodiment, the source electrode SE and the drain electrode DE are formed on the electron supply layer ES, and the electron supply layer is sandwiched between the source electrode SE and the drain electrode DE. A gate electrode GE is formed on the ES. Side wall spacers SW are formed on the sidewalls on both sides of the gate electrode GE. The source contact n-type semiconductor region is formed in the surface region of the electron supply layer ES in alignment with the side wall spacers SW. An n-type semiconductor region DNR for SNR and drain contact is formed.

すなわち、本実施の形態1における電界効果トランジスタにおいては、電子供給層ESの表面領域内に互いに離間してソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成されており、このソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、サイドウォールスペーサSWに整合して形成されている。そして、ソースコンタクト用n型半導体領域SNR上にソース電極SEが形成され、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとソース電極SEは直接接触している。同様に、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNR上にドレイン電極DEが形成され、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとドレイン電極DEは直接接触している。   That is, in the field effect transistor according to the first embodiment, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed in the surface region of the electron supply layer ES so as to be separated from each other. The source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed in alignment with the sidewall spacer SW. A source electrode SE is formed on the source contact n-type semiconductor region SNR, and the source contact n-type semiconductor region SNR and the source electrode SE are in direct contact with each other. Similarly, a drain electrode DE is formed on the drain contact n-type semiconductor region DNR, and the drain contact n-type semiconductor region DNR and the drain electrode DE are in direct contact with each other.

このとき、本実施の形態1において、図2に示すように、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の距離L1は、ソース電極SEとドレイン電極DEとの間の距離L2よりも小さくなっている。言い換えれば、ソース電極SEとドレイン電極DEとの間の距離L2は、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の距離L1よりも大きくなっている。   At this time, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the distance L1 between the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR is equal to the source electrode SE and the drain electrode DE. Is smaller than the distance L2. In other words, the distance L2 between the source electrode SE and the drain electrode DE is larger than the distance L1 between the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR.

さらに、図2に示すように、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRの深さ、および、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの深さは、ともに、チャネル層CHと電子供給層ESとの界面よりも浅くなっている。言い換えれば、チャネル層CHと電子供給層ESとの界面は、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRの深さ、および、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの深さよりも深い位置に形成されていることになる。   Further, as shown in FIG. 2, the depth of the n-type semiconductor region SNR for source contact and the depth of the n-type semiconductor region DNR for drain contact are both from the interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES. Is also shallower. In other words, the interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES is formed at a position deeper than the depth of the source contact n-type semiconductor region SNR and the depth of the drain contact n-type semiconductor region DNR. become.

このように構成されている本実施の形態1における電界効果トランジスタにおいては、チャネル層CHと電子供給層ESの界面近傍に、2次元電子ガスDEGが生成される。すなわち、チャネル層CHと電子供給層ESの電子親和力の相違に基づく伝導帯オフセットと、チャネル層CHおよび電子供給層ESに存在するピエゾ分極と自発分極の影響により、チャネル層CHと電子供給層ESの界面近傍にフェルミ準位よりも低い井戸型ポテンシャルが生成される。この結果、この井戸型ポテンシャル内に電子が蓄積されることになり、これによって、チャネル層CHと電子供給層ESの界面近傍に2次元電子ガスDEGが生成されるのである。   In the field effect transistor according to the first embodiment configured as described above, the two-dimensional electron gas DEG is generated near the interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES. That is, the channel layer CH and the electron supply layer ES are affected by the conduction band offset based on the difference in electron affinity between the channel layer CH and the electron supply layer ES, and the influence of piezoelectric polarization and spontaneous polarization existing in the channel layer CH and the electron supply layer ES. A well-type potential lower than the Fermi level is generated near the interface. As a result, electrons are accumulated in the well-type potential, and as a result, a two-dimensional electron gas DEG is generated near the interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES.

次に、ゲート電極GEは、例えば、ニッケル(Ni)膜やプラチナ(Pt)膜から形成されており、このゲート電極GEの両側の側壁に形成されているサイドウォールスペーサSWは、例えば、窒化シリコン膜から形成されている。また、ゲート電極GEを離間して挟むように配置されているソース電極SEおよびドレイン電極DEは、例えば、チタン(Ti)膜とアルミニウム(Al)膜を含むように形成されている。さらに、ソース電極SEと直接接触するソースコンタクト用n型半導体領域SNRには、例えば、1×1019cm−3以上の窒素空孔が含まれている。このとき、窒素空孔は、ドナー型欠陥として機能することから、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRは、n型半導体領域として機能することになる。同様に、ドレイン電極DEと直接接触するドレインコンタクト用n型半導体領域DNRにも、例えば、1×1019cm−3以上の窒素空孔が含まれている。したがって、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRも、n型半導体領域として機能することになる。なお、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRには、n型不純物として機能するシリコン(Si)が含まれている場合がある。この場合は、ドナー型欠陥として機能する窒素空孔と、ドナー(n型不純物)として機能するシリコン(Si)の両方によって、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、n型半導体領域として機能することになる。 Next, the gate electrode GE is formed of, for example, a nickel (Ni) film or a platinum (Pt) film, and the sidewall spacer SW formed on the side walls on both sides of the gate electrode GE is, for example, silicon nitride. It is formed from a film. Further, the source electrode SE and the drain electrode DE disposed so as to sandwich the gate electrode GE apart from each other are formed to include, for example, a titanium (Ti) film and an aluminum (Al) film. Furthermore, the source contact n-type semiconductor region SNR that is in direct contact with the source electrode SE includes, for example, nitrogen vacancies of 1 × 10 19 cm −3 or more. At this time, since the nitrogen vacancy functions as a donor type defect, the source contact n-type semiconductor region SNR functions as an n-type semiconductor region. Similarly, the drain contact n-type semiconductor region DNR that is in direct contact with the drain electrode DE also includes, for example, nitrogen vacancies of 1 × 10 19 cm −3 or more. Accordingly, the drain contact n-type semiconductor region DNR also functions as an n-type semiconductor region. Note that the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR may contain silicon (Si) that functions as an n-type impurity. In this case, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are caused by both nitrogen vacancies functioning as donor-type defects and silicon (Si) functioning as donors (n-type impurities). It will function as an n-type semiconductor region.

また、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRには、本実施の形態1における半導体装置の製造方法に起因して、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、クロム(Cr)、Zr(ジルコニウム)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)のいずれかの元素が含まれている。つまり、本実施の形態1では、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRに、上述した元素が含まれていることになるが、この元素は、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRに必要な元素ではなく、不純物元素として含まれるものである。すなわち、本実施の形態1では、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRに意図的に上述した元素を導入することはなく、製法上の結果として、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRに、上述した元素が不純物元素として含まれることになるのである。   In addition, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR have titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (due to the manufacturing method of the semiconductor device in the first embodiment). Any element of Mo), vanadium (V), niobium (Nb), chromium (Cr), Zr (zirconium), hafnium (Hf), and aluminum (Al) is contained. That is, in the first embodiment, the above-mentioned element is included in the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR. It is contained not as an element necessary for the semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR but as an impurity element. That is, in the first embodiment, the above-mentioned elements are not intentionally introduced into the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR. The above-described elements are contained as impurity elements in the type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR.

このことから、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRに上述した元素が含まれている場合には、必然的に、本実施の形態1における半導体装置の製造方法が実施されたことを意味することになる。言い換えれば、本実施の形態1における半導体装置の製造方法が実施される場合には、最終製造物に含まれる電界効果トランジスタのソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRに上述した元素が含まれているという痕跡が残ることになるのである。   Therefore, if the above-described elements are contained in the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR, the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment is inevitably required. It means that it was implemented. In other words, when the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment is performed, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR of the field effect transistor included in the final product are included. The trace that the above-mentioned element is contained will remain.

<実施の形態1における半導体装置の製造方法>
本実施の形態1における半導体装置は、上記のように構成されており、以下に、その製造方法について、図面を参照しながら説明する。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device in Embodiment 1>
The semiconductor device according to the first embodiment is configured as described above, and the manufacturing method thereof will be described below with reference to the drawings.

まず、図3に示すように、シリコンからなる半導体基板1Sを用意する。そして、例えば、有機金属気相成長法(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)を使用することにより、半導体基板1S上に、AlN層からなるバッファ層BUFを形成し、このバッファ層BUF上に、GaN層からなるチャネル層CHを形成する。さらに、MOCVD法を使用することにより、チャネル層CH上に、AlGaN層からなる電子供給層ESを形成する。このとき、バッファ層BUF、チャネル層CH,および、電子供給層ESは、エピタキシャル成長によって形成され、特に、チャネル層CH、および、電子供給層ESは、Ga面モードで形成される。なお、チャネル層CHと電子供給層ESの界面近傍(ヘテロ接合界面近傍)に、2次元電子ガスDEGが生成される。   First, as shown in FIG. 3, a semiconductor substrate 1S made of silicon is prepared. Then, for example, a buffer layer BUF made of an AlN layer is formed on the semiconductor substrate 1S by using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), and GaN is formed on the buffer layer BUF. A channel layer CH composed of layers is formed. Further, an electron supply layer ES made of an AlGaN layer is formed on the channel layer CH by using the MOCVD method. At this time, the buffer layer BUF, the channel layer CH, and the electron supply layer ES are formed by epitaxial growth, and in particular, the channel layer CH and the electron supply layer ES are formed in a Ga plane mode. A two-dimensional electron gas DEG is generated near the interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES (near the heterojunction interface).

次に、図4に示すように、電子供給層ES上に、例えば、スパッタリング法により、プラチナ膜を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を使用することにより、プラチナ膜をパターニングして、ゲート電極GEを形成する。具体的には、プラチナ膜上にレジスト膜を塗布した後、このレジスト膜に対して露光・現像処理を施すことにより、レジスト膜をパターニングする。レジスト膜のパターニングは、ゲート電極形成領域にレジスト膜が残存するように行われる。その後、パターニングしたレジスト膜をマスクにしたエッチングにより、プラチナ膜をパターニングする。このときのエッチングは、例えば、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)に代表されるドライエッチングを使用することができる。この結果、プラチナ膜からなるゲート電極GEが形成され、その後、パターニングしたレジスト膜を除去(アッシング)する。   Next, as shown in FIG. 4, a platinum film is formed on the electron supply layer ES by, eg, sputtering. Thereafter, by using a photolithography technique and a dry etching technique, the platinum film is patterned to form the gate electrode GE. Specifically, after applying a resist film on the platinum film, the resist film is patterned by exposing and developing the resist film. The patterning of the resist film is performed so that the resist film remains in the gate electrode formation region. Thereafter, the platinum film is patterned by etching using the patterned resist film as a mask. For this etching, for example, dry etching represented by reactive ion etching (RIE) can be used. As a result, a gate electrode GE made of a platinum film is formed, and then the patterned resist film is removed (ashed).

続いて、図5に示すように、ゲート電極GEを形成した電子供給層ESを覆うように絶縁膜IF1を形成する。絶縁膜IF1は、例えば、窒化シリコン膜から形成され、例えば、プラズマCVD法(Chemical Vapor Deposition)を使用することにより形成することができる。そして、図6に示すように、例えば、反応性イオンエッチングに代表される異方性エッチングを使用することにより、ゲート電極GEの両側の側壁にサイドウォールスペーサ(側壁絶縁膜)SWを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 5, an insulating film IF1 is formed so as to cover the electron supply layer ES on which the gate electrode GE is formed. The insulating film IF1 is formed of, for example, a silicon nitride film, and can be formed by using, for example, a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition). Then, as shown in FIG. 6, for example, by using anisotropic etching typified by reactive ion etching, sidewall spacers (sidewall insulating films) SW are formed on the sidewalls on both sides of the gate electrode GE.

その後、図7に示すように、ゲート電極GEおよびサイドウォールスペーサSWを形成した電子供給層ESを覆うように、反応膜RF1を形成する。反応膜RF1は、例えば、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、クロム(Cr)、Zr(ジルコニウム)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)のいずれかの元素を含む金属膜、あるいは、金属シリサイド膜から形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 7, a reaction film RF1 is formed so as to cover the electron supply layer ES on which the gate electrode GE and the sidewall spacer SW are formed. The reaction film RF1 includes, for example, titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), vanadium (V), niobium (Nb), chromium (Cr), Zr (zirconium), hafnium (Hf), aluminum (Al ), Or a metal silicide film.

次に、図8に示すように、半導体基板1Sに対して熱処理を施す。この熱処理は、例えば、窒素雰囲気中において、400℃以上650℃以下の温度で、かつ、30分の加熱処理として実施される。この結果、電子供給層ESと反応膜RF1が直接接触している領域において、電子供給層ESに含まれる窒素の一部が反応膜RF1側に移動するとともに、反応膜RF1に含まれる元素の一部が電子供給層ES側に移動する。これにより、電子供給層ESの表面領域内に窒素空孔が形成され、窒素空孔はドナー型欠陥であることから、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成される。つまり、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、ドナー型欠陥である窒素空孔によって、n型半導体領域として機能することになる。   Next, as shown in FIG. 8, a heat treatment is performed on the semiconductor substrate 1S. This heat treatment is performed, for example, as a heat treatment at a temperature of 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. As a result, in the region where the electron supply layer ES and the reaction film RF1 are in direct contact, part of the nitrogen contained in the electron supply layer ES moves to the reaction film RF1 side, and one of the elements contained in the reaction film RF1. Part moves to the electron supply layer ES side. As a result, nitrogen vacancies are formed in the surface region of the electron supply layer ES. Since the nitrogen vacancies are donor-type defects, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed. Is done. That is, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR function as n-type semiconductor regions due to the nitrogen vacancies that are donor-type defects.

また、本実施の形態1では、ゲート電極GEの両側の側壁にサイドウォールスペーサSWが形成されていることから、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、サイドウォールスペーサSWに自己整合するように離間して形成される。そして、本実施の形態1において、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、チャネル層CHと電子供給層ESのヘテロ接合界面よりも深さが浅くなるように形成される。   In the first embodiment, since the sidewall spacers SW are formed on the side walls on both sides of the gate electrode GE, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR The spacer SW is formed so as to be self-aligned with the spacer SW. In the first embodiment, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed so as to be shallower than the heterojunction interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES. Is done.

なお、上述したように、電子供給層ESの表面領域内には、反応膜RF1に含まれる元素の一部が拡散することから、電子供給層ESの表面領域内に形成されるソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRには、必然的に、反応膜RF1に含まれる元素が不純物元素として導入されることになる。具体的に、本実施の形態1では、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRに、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、クロム(Cr)、Zr(ジルコニウム)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)のいずれかの元素が含まれることになる。   As described above, since a part of the elements contained in the reaction film RF1 diffuses in the surface region of the electron supply layer ES, the source contact n formed in the surface region of the electron supply layer ES. The elements contained in the reaction film RF1 are inevitably introduced as impurity elements into the type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR. Specifically, in the first embodiment, titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), vanadium (V), n-type semiconductor region SNR for source contact, and n-type semiconductor region DNR for drain contact are used. Any element of niobium (Nb), chromium (Cr), Zr (zirconium), hafnium (Hf), and aluminum (Al) is included.

特に、反応膜RF1を金属シリサイド膜から構成する場合には、反応膜RF1中に存在するシリコン(Si)も、電子供給層ESの表面領域内に拡散することになる。この場合、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、ドナー型欠陥である窒素空孔だけでなく、n型不純物として機能するシリコン(Si)も導入されることになるから、窒素空孔とシリコン(Si)によって、n型半導体領域として機能することになる。   In particular, when the reaction film RF1 is composed of a metal silicide film, silicon (Si) present in the reaction film RF1 also diffuses into the surface region of the electron supply layer ES. In this case, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are introduced not only with nitrogen vacancies which are donor-type defects but also with silicon (Si) functioning as n-type impurities. Therefore, the nitrogen vacancy and silicon (Si) function as an n-type semiconductor region.

続いて、図9に示すように、例えば、フッ酸を使用することにより、反応膜RF1を除去する。これにより、サイドウォールスペーサSWに自己整合して形成されたソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが露出することになる。   Subsequently, as shown in FIG. 9, the reaction film RF1 is removed by using, for example, hydrofluoric acid. As a result, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR formed in self-alignment with the sidewall spacer SW are exposed.

その後、図10に示すように、フォトリソグラフィ技術を使用することにより、パターニングしたレジスト膜を形成する。レジスト膜のパターニングは、ソース電極形成領域およびドレイン電極形成領域に開口部を有するように行われる。そして、例えば、真空蒸着法を使用することにより、チタン(Ti)膜とアルミニウム(Al)膜からなる積層膜を、上述した開口部内を含むレジスト膜上に形成する。次に、リフトオフ法を使用することにより、不要な積層膜とともにレジスト膜を除去することにより、チタン(Ti)膜とアルミニウム(Al)膜の積層膜からなるソース電極SEおよびドレイン電極DEを形成する。このとき、ソース電極SEとドレイン電極DEの間の距離は、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの間の距離よりも大きくなるように形成される。以上のようにして、本実施の形態1における電界効果トランジスタ(半導体装置)を製造することができる。   Thereafter, as shown in FIG. 10, a patterned resist film is formed by using a photolithography technique. The resist film is patterned so as to have openings in the source electrode formation region and the drain electrode formation region. Then, for example, by using a vacuum deposition method, a laminated film composed of a titanium (Ti) film and an aluminum (Al) film is formed on the resist film including the inside of the opening. Next, by using the lift-off method, the resist film is removed together with the unnecessary laminated film, thereby forming the source electrode SE and the drain electrode DE made of a laminated film of a titanium (Ti) film and an aluminum (Al) film. . At this time, the distance between the source electrode SE and the drain electrode DE is formed to be larger than the distance between the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR. As described above, the field effect transistor (semiconductor device) in the first embodiment can be manufactured.

<実施の形態1における特徴>
次に、本実施の形態1における特徴点について説明する。本実施の形態1における特徴点は、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRを設ける点にある。具体的に、本実施の形態1において、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の距離(第1距離)が、ソース電極SEとドレイン電極DEとの間の距離(第2距離)よりも小さくなるように形成される。そして、ソース電極SEとソースコンタクト用n型半導体領域SNRは、直接接触し、ドレイン電極DEとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、直接接触するように構成される。さらに、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRの深さ、および、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの深さが、ともに、チャネル層CHと電子供給層ESとのヘテロ接合界面よりも浅くなるように、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成される。
<Characteristics in Embodiment 1>
Next, feature points in the first embodiment will be described. The feature of the first embodiment is that a source contact n-type semiconductor region SNR and a drain contact n-type semiconductor region DNR are provided. Specifically, in the first embodiment, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are located between the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR. Is formed to be smaller than the distance (second distance) between the source electrode SE and the drain electrode DE. The source electrode SE and the source contact n-type semiconductor region SNR are in direct contact, and the drain electrode DE and the drain contact n-type semiconductor region DNR are in direct contact. Further, the depth of the source contact n-type semiconductor region SNR and the depth of the drain contact n-type semiconductor region DNR are both shallower than the heterojunction interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES. Then, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed.

そして、このように構成されているソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの形成方法にも本実施の形態1における特徴がある。すなわち、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの形成においては、電子供給層ESの所定の表面領域と直接接触するように反応膜RF1を形成する。このとき、反応膜RF1は、例えば、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、クロム(Cr)、Zr(ジルコニウム)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)のいずれかの元素が含まれている。その後、400℃以上650℃以下の温度で加熱処理を実施する。この加熱処理により、電子供給層ESと反応膜RF1の間で界面反応が生じ、電子供給層ESの表面領域近傍の窒素の一部が反応膜RF1中に拡散する。この結果、例えば、電子供給層ESの表面領域近傍には、1×1019cm−3以上の多量の窒素空孔が形成される。この窒素空孔は、III族窒化物半導体中ではドナー型欠陥として機能することが知られており、これによって、電子供給層ESの表面領域近傍に多量の窒素空孔を含むソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成されるのである。本実施の形態1における半導体装置においては、上述したようにして形成されたソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRを有しているため、関連技術と比較して、以下に示す優位性を有している。 The method of forming the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR thus configured is also characterized in the first embodiment. That is, in forming the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR, the reaction film RF1 is formed so as to be in direct contact with a predetermined surface region of the electron supply layer ES. At this time, the reaction film RF1 includes, for example, titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), vanadium (V), niobium (Nb), chromium (Cr), Zr (zirconium), hafnium (Hf), Any element of aluminum (Al) is contained. Then, heat processing are implemented at the temperature of 400 to 650 degreeC. By this heat treatment, an interface reaction occurs between the electron supply layer ES and the reaction film RF1, and a part of nitrogen near the surface region of the electron supply layer ES diffuses into the reaction film RF1. As a result, for example, a large amount of nitrogen vacancies of 1 × 10 19 cm −3 or more are formed in the vicinity of the surface region of the electron supply layer ES. This nitrogen vacancy is known to function as a donor-type defect in the group III nitride semiconductor, and thereby, a source contact n-type including a large amount of nitrogen vacancy in the vicinity of the surface region of the electron supply layer ES. The semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed. Since the semiconductor device according to the first embodiment has the n-type semiconductor region SNR for source contact and the n-type semiconductor region DNR for drain contact formed as described above, compared to the related technology, It has the following advantages.

第1に、本実施の形態1によれば、関連技術に比べて、ゲートリーク電流を低減することができる。すなわち、本実施の形態1におけるソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの形成工程で実施される加熱処理の温度は、400℃〜650℃であり、関連技術における熱拡散領域103および熱拡散領域104の形成工程で実施される加熱処理の温度である800℃に比べて、大幅に低い。   First, according to the first embodiment, the gate leakage current can be reduced as compared with the related art. That is, the temperature of the heat treatment performed in the step of forming the n-type semiconductor region SNR for source contact and the n-type semiconductor region DNR for drain contact in the first embodiment is 400 ° C. to 650 ° C. This is significantly lower than 800 ° C., which is the temperature of the heat treatment performed in the formation process of the diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104.

このため、本実施の形態1では、ゲート電極GEとして、窒化物半導体層に対してショットキー障壁の高さが高いニッケル(Ni)膜やプラチナ(Pt)膜などを使用することができる。つまり、本実施の形態1では、高温の加熱処理に対する耐熱性が緩和されるため、関連技術のように、モリブデン(Mo)膜やタングステン(W)膜などの高融点金属膜を使用しなくてもよい利点が得られる。   Therefore, in the first embodiment, a nickel (Ni) film, a platinum (Pt) film, or the like having a high Schottky barrier with respect to the nitride semiconductor layer can be used as the gate electrode GE. That is, in the first embodiment, the heat resistance against high-temperature heat treatment is alleviated, so that a refractory metal film such as a molybdenum (Mo) film or a tungsten (W) film is not used as in the related art. There are also good advantages.

例えば、関連技術では、800℃という高温の加熱処理が実施されるため、ゲート電極GEには、耐熱性の高い高融点金属膜を必要がある。ところが、高融点金属膜であるモリブデン(Mo)膜やタングステン(W)膜などは、窒化物半導体層に対するショットキー障壁の高さが、ニッケル(Ni)膜やプラチナ(Pt)膜などに比べて低い。このことから、関連技術においては、ゲート電極GEと窒化物半導体層との間のショットキー障壁が低くなるため、ゲートリーク電流が大きくなる。   For example, in the related art, since heat treatment at a high temperature of 800 ° C. is performed, the gate electrode GE needs a refractory metal film having high heat resistance. However, molybdenum (Mo) films and tungsten (W) films, which are refractory metal films, have a higher Schottky barrier to the nitride semiconductor layer than nickel (Ni) films and platinum (Pt) films. Low. For this reason, in the related art, the Schottky barrier between the gate electrode GE and the nitride semiconductor layer is lowered, and thus the gate leakage current is increased.

これに対し、本実施の形態1で実施される加熱処理は、関連技術で実施される加熱処理よりも低い温度で実施される。この結果、本実施の形態1では、関連技術ほどゲート電極GEに耐熱性が要求されないことから、高融点金属膜であるモリブデン(Mo)膜やタングステン(W)膜などをゲート電極GEに使用する必要はなく、ニッケル(Ni)膜やプラチナ(Pt)膜などをゲート電極GEに使用することができる。そして、ニッケル(Ni)膜やプラチナ(Pt)膜などは、モリブデン(Mo)膜やタングステン(W)膜などに比べて、窒化物半導体層に対するショットキー障壁の高さが高い。このため、本実施の形態1によれば、関連技術よりも、ゲート電極GEと窒化物半導体層との間のショットキー障壁を高くすることができるため、ゲートリーク電流を低減することができる。   In contrast, the heat treatment performed in the first embodiment is performed at a lower temperature than the heat treatment performed in the related art. As a result, in the first embodiment, heat resistance is not required for the gate electrode GE as in the related art. Therefore, a molybdenum (Mo) film or a tungsten (W) film, which is a refractory metal film, is used for the gate electrode GE. There is no need, and a nickel (Ni) film, a platinum (Pt) film, or the like can be used for the gate electrode GE. A nickel (Ni) film, a platinum (Pt) film, or the like has a higher Schottky barrier with respect to the nitride semiconductor layer than a molybdenum (Mo) film or a tungsten (W) film. For this reason, according to the first embodiment, the Schottky barrier between the gate electrode GE and the nitride semiconductor layer can be made higher than in the related art, so that the gate leakage current can be reduced.

第2に、本実施の形態1によれば、関連技術に比べて、ドレインリーク電流を低減することができる。関連技術に存在する改善の余地で説明したように、ソース電極SE側の高濃度キャリア領域と、ドレイン電極DE側の高濃度キャリア領域との間の距離が近ければ近いほど、また、高濃度キャリア領域の形成深さが深ければ深いほど、ドレインリーク電流は大きくなる。   Secondly, according to the first embodiment, the drain leakage current can be reduced as compared with the related art. As described in the room for improvement existing in the related art, the closer the distance between the high-concentration carrier region on the source electrode SE side and the high-concentration carrier region on the drain electrode DE side, the higher the concentration carrier. The deeper the region formation depth, the greater the drain leakage current.

この点に関し、関連技術の高濃度キャリア領域である熱拡散領域103および熱拡散領域104は、図1に示すように、ゲート電極GEに整合して形成されている。一方、本実施の形態1の高濃度キャリア領域であるソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、図2に示すように、ゲート電極GEの両側の側壁に形成されたサイドウォールスペーサSWに整合して形成されている。   In this regard, the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104, which are high-concentration carrier regions of the related art, are formed in alignment with the gate electrode GE as shown in FIG. On the other hand, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR, which are the high-concentration carrier regions of the first embodiment, are formed on the sidewalls on both sides of the gate electrode GE, as shown in FIG. It is formed in alignment with the sidewall spacer SW.

したがって、本実施の形態1の高濃度キャリア領域であるソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの間の距離は、関連技術の高濃度キャリア領域である熱拡散領域103と熱拡散領域104の間の距離よりも大きくなっている。このことから、本実施の形態1では、関連技術に比べて、ソース電極SE側の高濃度キャリア領域であるソースコンタクト用n型半導体領域SNRと、ドレイン電極DE側の高濃度キャリア領域であるドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の距離が大きくなっていることになる。   Therefore, the distance between the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR according to the first embodiment is equal to the thermal diffusion region 103 which is the high-concentration carrier region of the related art. And the distance between the thermal diffusion region 104 is larger. Therefore, in the first embodiment, the source contact n-type semiconductor region SNR which is a high concentration carrier region on the source electrode SE side and the drain which is a high concentration carrier region on the drain electrode DE side are compared with the related art. The distance from the contact n-type semiconductor region DNR is increased.

また、関連技術の高濃度キャリア領域である熱拡散領域103および熱拡散領域104は、電子供給層ESとチャネル層CHとのヘテロ接合界面よりも深く形成されている。一方、本実施の形態1の高濃度キャリア領域であるソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、電子供給層ESとチャネル層CHとのヘテロ接合界面よりも浅く形成されている。   In addition, the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104, which are high-concentration carrier regions of the related art, are formed deeper than the heterojunction interface between the electron supply layer ES and the channel layer CH. On the other hand, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR, which are high-concentration carrier regions of the first embodiment, are formed shallower than the heterojunction interface between the electron supply layer ES and the channel layer CH. Has been.

以上のことから、本実施の形態1によれば、関連技術に比べて、ソース電極SE側の高濃度キャリア領域と、ドレイン電極DE側の高濃度キャリア領域との間の距離が大きく、かつ、高濃度キャリア領域の形成深さが浅くなっているため、ドレインリーク電流を低減することができるのである。   From the above, according to the first embodiment, the distance between the high-concentration carrier region on the source electrode SE side and the high-concentration carrier region on the drain electrode DE side is large compared to the related art, and Since the formation depth of the high concentration carrier region is shallow, the drain leakage current can be reduced.

続いて、第3に、本実施の形態1によれば、アクセス抵抗を低減することができる点について説明する。ここで、アクセス抵抗とは、例えば、図2において、ソース電極SEとゲート電極GEとの間の抵抗成分、および、ドレイン電極DEとゲート電極GEとの間の抵抗成分を合わせた抵抗をいうものとする。また、コンタクト抵抗とは、例えば、図2において、ソース電極SEと、ソース電極SEの直下領域に形成されている2次元電子ガスDEGとの間の抵抗成分、および、ドレイン電極DEと、ドレイン電極DEの直下領域に形成されている2次元電子ガスDEGとの間の抵抗成分を合わせた抵抗をいうものとする。さらに、チャネル抵抗とは、ゲート電極GEの直下領域に形成されるチャネル領域の抵抗成分をいうものとする。したがって、電界効果トランジスタのオン抵抗は、コンタクト抵抗とアクセス抵抗とチャネル抵抗から構成されることになる。   Next, thirdly, the point that the access resistance can be reduced according to the first embodiment will be described. Here, the access resistance refers to, for example, a resistance obtained by combining a resistance component between the source electrode SE and the gate electrode GE and a resistance component between the drain electrode DE and the gate electrode GE in FIG. And The contact resistance is, for example, the resistance component between the source electrode SE and the two-dimensional electron gas DEG formed in the region immediately below the source electrode SE, the drain electrode DE, and the drain electrode in FIG. The resistance is the sum of the resistance components between the two-dimensional electron gas DEG formed in the region directly under the DE. Further, the channel resistance refers to a resistance component of the channel region formed in the region immediately below the gate electrode GE. Therefore, the on-resistance of the field effect transistor is composed of a contact resistance, an access resistance, and a channel resistance.

図11は、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成される前における伝導帯のバンドポテンシャル(E)の分布を示すバンド図である。具体的には、例えば、図6におけるA−B線に沿ったバンド図である。一方、図12は、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成された後における伝導帯のバンドポテンシャル(E)の分布を示すバンド図である。具体的には、例えば、図10におけるA−B線に沿ったバンド図である。なお、図11および図12において、Eは、フェルミ準位を示している。 FIG. 11 is a band diagram showing the distribution of the band potential (E c ) of the conduction band before the n-type semiconductor region DNR for drain contact is formed. Specifically, for example, it is a band diagram along the line AB in FIG. On the other hand, FIG. 12 is a band diagram showing the distribution of the band potential (E c ) of the conduction band after the n-type semiconductor region DNR for drain contact is formed. Specifically, for example, it is a band diagram along the line AB in FIG. Note that, in FIGS. 11 and 12, E F represents the Fermi level.

まず、図11に示すように、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRを形成する前においては、電子供給層ESの内部にほとんど不純物が存在しないため、電子供給層ESに生じる分極電荷と層厚に応じて決定される一様な傾斜が伝導帯のバンドポテンシャルに形成される。そして、電子供給層ESとチャネル層CHのヘテロ接合界面においては、チャネル層CHと電子供給層ESの電子親和力の相違に基づく伝導帯オフセットと、チャネル層CHおよび電子供給層ESに存在するピエゾ分極と自発分極の影響により、チャネル層CHと電子供給層ESの界面近傍にフェルミ準位Eよりも低い井戸型ポテンシャルが生成される。この結果、この井戸型ポテンシャル内に電子が蓄積されることになり、これによって、チャネル層CHと電子供給層ESの界面近傍に2次元電子ガスDEGが生成されることになる。 First, as shown in FIG. 11, before the drain contact n-type semiconductor region DNR is formed, since there is almost no impurity inside the electron supply layer ES, the polarization charge generated in the electron supply layer ES and the layer thickness are reduced. A uniform slope determined accordingly is formed in the band potential of the conduction band. At the heterojunction interface between the electron supply layer ES and the channel layer CH, a conduction band offset based on a difference in electron affinity between the channel layer CH and the electron supply layer ES, and piezo polarization existing in the channel layer CH and the electron supply layer ES. and due to the influence of the spontaneous polarization, a low well potential than the Fermi level E F near the interface of the channel layer CH and the electron supply layer ES is generated. As a result, electrons are accumulated in the well-type potential, and as a result, a two-dimensional electron gas DEG is generated near the interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES.

一方、図12に示すように、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRを形成した後においては、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの内部に、例えば、1×1019cm−3以上の多量の窒素空孔(ドナー型欠陥)が含まれている。このため、図12に示すように、電子供給層ESの表面領域に形成されているドレインコンタクト用n型半導体領域DNR内で伝導帯のバンドポテンシャルが大きく曲がり、一部のバンドポテンシャルがフェルミ準位を下回ることになる。この結果、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと電子供給層ESとの界面近傍においてもキャリア(電子)が蓄積されることになる。さらに、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成されている電子供給層ESの表面側のバンドポテンシャルが曲がることにより、電子供給層ESとチャネル層CHとの間のヘテロ接合界面のバンドポテンシャルも引き下げられる。このため、チャネル層CH側に蓄積している2次元電子ガスDEGのキャリア(電子)も増加する。 On the other hand, as shown in FIG. 12, after forming the drain contact n-type semiconductor region DNR, a large amount of nitrogen of, for example, 1 × 10 19 cm −3 or more is formed in the drain contact n-type semiconductor region DNR. Vacancy (donor type defect) is included. Therefore, as shown in FIG. 12, the band potential of the conduction band is greatly bent in the drain contact n-type semiconductor region DNR formed in the surface region of the electron supply layer ES, and some of the band potentials are Fermi level. Will be below. As a result, carriers (electrons) are also accumulated in the vicinity of the interface between the drain contact n-type semiconductor region DNR and the electron supply layer ES. Further, the band potential on the surface side of the electron supply layer ES in which the n-type semiconductor region DNR for drain contact is formed is bent, so that the band potential at the heterojunction interface between the electron supply layer ES and the channel layer CH is also lowered. It is done. For this reason, the carriers (electrons) of the two-dimensional electron gas DEG accumulated on the channel layer CH side also increase.

すなわち、本実施の形態1のように、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRを形成することにより、例えば、ドレイン電極DEとゲート電極GEの間においては、チャネル層CHと電子供給層ESの間のヘテロ接合界面近傍に2次元電子ガスDEGによる第1電流経路が形成され、かつ、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと電子供給層ESとの界面近傍にキャリア(電子)が蓄積されることによる第2電流経路が形成されることになる。そして、本実施の形態1では、第1電流経路を構成する2次元電子ガスDEGのキャリアも増加することになる。   That is, by forming the drain contact n-type semiconductor region DNR as in the first embodiment, for example, between the drain electrode DE and the gate electrode GE, between the channel layer CH and the electron supply layer ES. A first current path is formed by the two-dimensional electron gas DEG near the heterojunction interface, and carriers (electrons) are accumulated near the interface between the drain contact n-type semiconductor region DNR and the electron supply layer ES. Two current paths are formed. In the first embodiment, the carriers of the two-dimensional electron gas DEG constituting the first current path also increase.

同様に、本実施の形態1では、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRも形成しているため、例えば、ソース電極SEとゲート電極GEの間においても、チャネル層CHと電子供給層ESの間のヘテロ接合界面近傍に2次元電子ガスDEGによる第1電流経路が形成され、かつ、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRと電子供給層ESとの界面近傍にキャリア(電子)が蓄積されることによる第2電流経路が形成されることになる。そして、本実施の形態1では、第1電流経路を構成する2次元電子ガスDEGのキャリア(電子)も増加することになる。   Similarly, in the first embodiment, since the source contact n-type semiconductor region SNR is also formed, between the source electrode SE and the gate electrode GE, for example, between the channel layer CH and the electron supply layer ES. A first current path is formed by the two-dimensional electron gas DEG near the heterojunction interface, and carriers (electrons) are accumulated near the interface between the source contact n-type semiconductor region SNR and the electron supply layer ES. Two current paths are formed. In the first embodiment, carriers (electrons) of the two-dimensional electron gas DEG constituting the first current path also increase.

この結果、本実施の形態1によれば、電界効果トランジスタのアクセス抵抗を低減することができる。以下に、この理由について説明する。   As a result, according to the first embodiment, the access resistance of the field effect transistor can be reduced. The reason for this will be described below.

まず、アクセス抵抗を低減できる第1要因としては、本実施の形態1によれば、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRを設けることにより、第1電流経路を構成する2次元電子ガスDEGのキャリア(電子)が増加する点が挙げられる。   First, as the first factor that can reduce the access resistance, according to the first embodiment, the first current path is configured by providing the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the n-type semiconductor region SNR for source contact. The number of carriers (electrons) of the two-dimensional electron gas DEG to be increased is mentioned.

次に、アクセス抵抗を低減できる第2要因としては、本実施の形態1によれば、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRを設けることにより、第2電流経路が生成される点が挙げられる。すなわち、本実施の形態1によれば、2次元電子ガスDEGによる第1電流経路だけでなく、第2電流経路も形成されるため、電流輸送を担うキャリア(電子)が大幅に増加する。   Next, as a second factor that can reduce the access resistance, according to the first embodiment, by providing the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR, The point generated is mentioned. That is, according to the first embodiment, not only the first current path by the two-dimensional electron gas DEG but also the second current path is formed, so that the number of carriers (electrons) responsible for current transport is greatly increased.

さらに、アクセス抵抗を低減できる第3要因としては、本実施の形態1で形成されるドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRの深さが、電子供給層ESとチャネル層CHとのヘテロ接合界面よりも浅く形成されている点を挙げることができる。   Further, as a third factor that can reduce the access resistance, the depths of the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the n-type semiconductor region SNR for source contact formed in the first embodiment depend on the electron supply layer ES and the channel. The point which is formed shallower than the heterojunction interface with layer CH can be mentioned.

例えば、関連技術においては、図1に示すように、熱拡散領域103および熱拡散領域104が、電子供給層ESとチャネル層CHとのヘテロ接合界面よりも深く形成されていることから、キャリア移動度の低下を伴う。   For example, in the related art, as shown in FIG. 1, the thermal diffusion region 103 and the thermal diffusion region 104 are formed deeper than the heterojunction interface between the electron supply layer ES and the channel layer CH. Accompanied by a decrease in degree.

一方、本実施の形態1では、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRの深さが、電子供給層ESとチャネル層CHとのヘテロ接合界面よりも浅く形成されているため、このヘテロ接合界面の原子配列に影響を与えることはなく、急峻なヘテロ接合界面が維持される。この結果、本実施の形態1によれば、2次元電子ガスDEGのキャリア移動度の低下を抑制することができる。   On the other hand, in the first embodiment, the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR are formed shallower than the heterojunction interface between the electron supply layer ES and the channel layer CH. Therefore, the atomic arrangement of the heterojunction interface is not affected and the steep heterojunction interface is maintained. As a result, according to the first embodiment, it is possible to suppress a decrease in carrier mobility of the two-dimensional electron gas DEG.

以上のことから、本実施の形態1によれば、上述した第1要因と第2要因と第3要因の相乗効果により、アクセス抵抗を効果的に低減することができる。特に、本実施の形態1において、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の距離(第1距離)が、ソース電極SEとドレイン電極DEとの間の距離(第2距離)よりも小さくなるように形成される。そして、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、ゲート電極GEの両側の側壁に形成されているサイドウォールスペーサSWに整合して形成されている。   From the above, according to the first embodiment, the access resistance can be effectively reduced by the synergistic effect of the first factor, the second factor, and the third factor described above. In particular, in the first embodiment, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are the distances between the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR. The (first distance) is formed to be smaller than the distance (second distance) between the source electrode SE and the drain electrode DE. The source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed in alignment with the sidewall spacers SW formed on the side walls on both sides of the gate electrode GE.

これにより、アクセス抵抗が発生するソース電極SEとゲート電極GEの間およびドレイン電極DEとゲート電極GEの間に、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRを形成することができる。つまり、平面視において、アクセス抵抗の発生領域と重なるように、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRを形成することができるため、アクセス抵抗の発生領域において、上述した第1要因と第2要因と第3要因を発現させることができる。この結果、本実施の形態1における電界効果トランジスタによれば、アクセス抵抗を低減することができるのである。   Thus, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed between the source electrode SE and the gate electrode GE where the access resistance is generated and between the drain electrode DE and the gate electrode GE. Can do. In other words, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR can be formed so as to overlap with the access resistance generation region in plan view. The first factor, the second factor, and the third factor can be expressed. As a result, according to the field effect transistor of the first embodiment, the access resistance can be reduced.

次に、第4に、本実施の形態1によれば、コンタクト抵抗を低減することができる点について説明する。図2に示す本実施の形態1における電界効果トランジスタでは、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRと直接接触するようにソース電極SEを形成し、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと直接接触するようにドレイン電極DEを形成している。ここで、ソース電極SEの直下領域におけるコンタクト抵抗と、ドレイン電極DEの直下領域におけるコンタクト抵抗とは同等であることから、以下では、ドレイン電極DEの直下領域におけるコンタクト抵抗に着目して説明することにする。   Next, fourthly, the point that the contact resistance can be reduced according to the first embodiment will be described. In the field effect transistor according to the first embodiment shown in FIG. 2, the source electrode SE is formed so as to be in direct contact with the source contact n-type semiconductor region SNR, and so as to be in direct contact with the drain contact n-type semiconductor region DNR. A drain electrode DE is formed. Here, since the contact resistance in the region immediately below the source electrode SE is equal to the contact resistance in the region immediately below the drain electrode DE, the following description will be made by paying attention to the contact resistance in the region immediately below the drain electrode DE. To.

まず、図2に示すように、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと直接接触するようにドレイン電極DEを形成した場合、ドレイン電極DEから2次元電子ガスDEGに至るコンタクト抵抗は、ドレイン電極DEとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の第1接触抵抗と、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと2次元電子ガスDEGとの間の第2接続抵抗の和となる。   First, as shown in FIG. 2, when the drain electrode DE is formed so as to be in direct contact with the drain contact n-type semiconductor region DNR, the contact resistance from the drain electrode DE to the two-dimensional electron gas DEG is the same as that of the drain electrode DE. This is the sum of the first contact resistance between the drain contact n-type semiconductor region DNR and the second connection resistance between the drain contact n-type semiconductor region DNR and the two-dimensional electron gas DEG.

ここで、本実施の形態1では、図12に示すように、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの内部で伝導帯のバンドポテンシャルが大きく曲がっていることに起因して、ドレイン電極(図12では図示されず)とドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間のポテンシャル障壁の厚みは小さくなる。ポテンシャル障壁の厚みが小さくなるということは、ポテンシャル障壁をトンネルするトンネル電流が流れやすくなることを意味している。このことから、本実施の形態1においては、ドレイン電極DEとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の第1接触抵抗が低くなる。   Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 12, the drain electrode (in FIG. 12, the band potential of the conduction band is greatly bent inside the n-type semiconductor region DNR for drain contact. The thickness of the potential barrier between the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the drain contact is reduced. A reduction in the thickness of the potential barrier means that a tunnel current that tunnels through the potential barrier easily flows. Therefore, in the first embodiment, the first contact resistance between the drain electrode DE and the drain contact n-type semiconductor region DNR is reduced.

一方、本実施の形態1では、図12に示すように、電子供給層ES内のバンドポテンシャルが大きく引き下げられる結果、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと2次元電子ガスDEGとの間には、非常に小さなポテンシャル障壁しかない。このことは、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと2次元電子ガスDEGとの間でキャリア(電子)が移動しやすくなることを意味している。したがって、本実施の形態1では、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと2次元電子ガスDEGとの間の第2接続抵抗も低くなる。以上のことから、本実施の形態1のように、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRと直接接触するようにドレイン電極DEを形成することにより、上述した第1接触抵抗と第2接触抵抗を、ともに低減することができる。このことは、第1接触抵抗と第2接触抵抗の和から構成されるコンタクト抵抗を低減できることを意味している。つまり、本実施の形態1によれば、ドレイン電極DEから2次元電子ガスDEGへ至るコンタクト抵抗を低減できるのである。同様のメカニズムによって、本実施の形態1によれば、ソース電極SEから2次元電子ガスDEGに至るコンタクト抵抗も低減することができる。なお、実験およびシミュレーションを用いて本発明者が検討した結果、コンタクト抵抗を充分に低減する観点からは、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNR内の窒素空孔の密度(濃度)を1×1019cm−3以上にすることが望ましいことがわかった。 On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 12, as a result of the band potential in the electron supply layer ES being greatly lowered, between the drain contact n-type semiconductor region DNR and the two-dimensional electron gas DEG, There is only a very small potential barrier. This means that carriers (electrons) easily move between the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the two-dimensional electron gas DEG. Therefore, in the first embodiment, the second connection resistance between the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the two-dimensional electron gas DEG is also reduced. From the above, by forming the drain electrode DE so as to be in direct contact with the drain contact n-type semiconductor region DNR as in the first embodiment, the above-described first contact resistance and second contact resistance are Both can be reduced. This means that the contact resistance composed of the sum of the first contact resistance and the second contact resistance can be reduced. That is, according to the first embodiment, the contact resistance from the drain electrode DE to the two-dimensional electron gas DEG can be reduced. With the same mechanism, according to the first embodiment, the contact resistance from the source electrode SE to the two-dimensional electron gas DEG can also be reduced. As a result of examination by the present inventor using experiments and simulations, from the viewpoint of sufficiently reducing the contact resistance, the nitrogen vacancies in the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the n-type semiconductor region SNR for source contact are reduced. It was found that the density (concentration) is desirably 1 × 10 19 cm −3 or more.

さらに、本実施の形態1では、高濃度キャリア領域であるドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRの形成方法に、関連技術のようなイオン注入法を使用していない。このため、本実施の形態1では、イオン注入法に起因する結晶欠陥の発生がほとんどない。さらに、本実施の形態1では、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRを形成する際に実施される加熱処理の温度が400℃以上650℃以下であり、800℃程度の加熱処理を必要とする関連技術に比べて充分に低くなっている。   Further, in the first embodiment, the ion implantation method as in the related art is not used for forming the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR, which are high concentration carrier regions. . For this reason, in this Embodiment 1, the crystal defect resulting from an ion implantation method hardly arises. Furthermore, in the first embodiment, the temperature of the heat treatment performed when forming the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR is 400 ° C. or more and 650 ° C. or less, and 800 ° C. Compared to related technologies that require a certain degree of heat treatment, it is sufficiently low.

このことから、本実施の形態1によれば、窒化物半導体材料を使用した電界効果トランジスタの製造コストの低減に有効な手段であるシリコン基板上に窒化物半導体層をエピタキシャル成長する方法を使用する場合であっても、加熱処理に伴う半導体基板1Sの反りの増加や割れの発生を抑制しながら、効果的にコンタクト抵抗を低減することができる。   Therefore, according to the first embodiment, when a method of epitaxially growing a nitride semiconductor layer on a silicon substrate, which is an effective means for reducing the manufacturing cost of a field effect transistor using a nitride semiconductor material, is used. Even so, it is possible to effectively reduce the contact resistance while suppressing an increase in warping and cracking of the semiconductor substrate 1S accompanying the heat treatment.

例えば、関連技術においては、イオン注入法を使用することにより、ソース領域101およびドレイン領域102を形成しているが、この場合、コンタクト抵抗を充分に低減するためには、1150℃以上の高温の熱処理が必要とされる。ところが、このような高温の熱処理を実施すると、半導体基板1Sに反りの増加や割れの発生が生じるため、高温の熱処理を実施することができない。このため、イオン注入した導電型不純物を活性化させるための熱処理の温度を1100℃以下に限定すると、イオン注入によって生じた結晶欠陥が、この熱処理では充分に回復しないため、結果として、コンタクト抵抗の充分な低減効果を得ることができなくなる。   For example, in the related art, the source region 101 and the drain region 102 are formed by using an ion implantation method. In this case, in order to sufficiently reduce the contact resistance, a high temperature of 1150 ° C. or higher is used. Heat treatment is required. However, when such a high-temperature heat treatment is performed, the semiconductor substrate 1S is warped and cracked, so that the high-temperature heat treatment cannot be performed. For this reason, if the temperature of the heat treatment for activating the ion-implanted conductive impurities is limited to 1100 ° C. or less, crystal defects caused by the ion implantation are not sufficiently recovered by this heat treatment. A sufficient reduction effect cannot be obtained.

これに対し、本実施の形態1では、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRの形成にイオン注入法を使用せず、以下に示す形成方法を採用している。すなわち、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの形成においては、電子供給層ESの所定の表面領域と直接接触するように反応膜RF1を形成した後、400℃以上650℃以下の温度で加熱処理を実施する。この加熱処理により、電子供給層ESと反応膜RF1の間で界面反応が生じ、電子供給層ESの表面領域近傍の窒素の一部が反応膜RF1中に拡散する。この結果、例えば、電子供給層ESの表面領域近傍には、1×1019cm−3以上の多量の窒素空孔が形成される。この窒素空孔は、III族窒化物半導体中ではドナー型欠陥として機能することから、これによって、電子供給層ESの表面領域近傍に多量の窒素空孔を含むソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成されるというものである。 On the other hand, in the present first embodiment, the ion implantation method is not used for forming the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR, and the following formation method is adopted. That is, in forming the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR, after forming the reaction film RF1 so as to be in direct contact with a predetermined surface region of the electron supply layer ES, the temperature is 400 ° C. or higher. Heat treatment is performed at a temperature of 650 ° C. or lower. By this heat treatment, an interface reaction occurs between the electron supply layer ES and the reaction film RF1, and a part of nitrogen near the surface region of the electron supply layer ES diffuses into the reaction film RF1. As a result, for example, a large amount of nitrogen vacancies of 1 × 10 19 cm −3 or more are formed in the vicinity of the surface region of the electron supply layer ES. Since the nitrogen vacancies function as donor-type defects in the group III nitride semiconductor, the source contact n-type semiconductor region SNR including a large amount of nitrogen vacancies in the vicinity of the surface region of the electron supply layer ES and The n-type semiconductor region DNR for drain contact is formed.

つまり、本実施の形態1におけるドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRを形成する基本思想は、n型不純物をイオン注入法によって導入することによりn型半導体領域を形成するのではなく、反応膜RF1との界面反応を利用して、意図的に多量の窒素空孔を形成することにより、n型半導体領域を形成するというものである。これにより、本実施の形態1によれば、イオン注入法を使用することなく、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRを形成することができる。このため、本実施の形態1では、イオン注入法に基づく結晶欠陥の発生を抑制できる結果、結晶欠陥の回復に必要とされる1150℃以上の高温の熱処理を実施する必要がなくなる。このことは、本実施の形態1によれば、コンタクト抵抗を低減するために、1150℃以上の高温の熱処理を実施する必要がないことを意味する。さらには、本実施の形態1によれば、1150℃以上の高温の熱処理が必要ないことから、加熱処理に伴う半導体基板1Sの反りの増加や割れの発生を抑制できる。つまり、本実施の形態1では、シリコン基板上に窒化物半導体層をエピタキシャル成長する方法を積極的に使用することができ、これによって、半導体装置の製造コストも削減することができる。このように、本実施の形態1によれば、コンタクト抵抗の低減と製造コストの削減を両立させることができるのである。   That is, the basic idea of forming the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR in the first embodiment is to form an n-type semiconductor region by introducing an n-type impurity by an ion implantation method. Instead, the n-type semiconductor region is formed by intentionally forming a large amount of nitrogen vacancies by utilizing the interface reaction with the reaction film RF1. Thus, according to the first embodiment, the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR can be formed without using the ion implantation method. For this reason, in this Embodiment 1, since the generation | occurrence | production of the crystal defect based on an ion implantation method can be suppressed, it becomes unnecessary to implement the heat processing of 1150 degreeC or more required for recovery of a crystal defect. This means that according to the first embodiment, it is not necessary to perform a heat treatment at a high temperature of 1150 ° C. or higher in order to reduce the contact resistance. Furthermore, according to the first embodiment, since heat treatment at a high temperature of 1150 ° C. or higher is not necessary, it is possible to suppress an increase in warpage and cracking of the semiconductor substrate 1S accompanying the heat treatment. That is, in the first embodiment, a method of epitaxially growing a nitride semiconductor layer on a silicon substrate can be positively used, thereby reducing the manufacturing cost of the semiconductor device. Thus, according to the first embodiment, it is possible to achieve both reduction in contact resistance and reduction in manufacturing cost.

さらに、本実施の形態1における半導体装置の製造方法では、以下に示す利点も得られる。例えば、反応膜RF1として金属シリサイド膜を使用した場合、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRには、多量の窒素空孔が形成されるとともに、反応膜RF1から拡散するシリコン(Si)も導入される。III族窒化物半導体領域の中で、シリコン(Si)はn型不純物(ドナー)として機能することから、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRにおいては、窒素空孔およびシリコンによるドナー密度が高くなる。この結果、上述したコンタクト抵抗の低減効果およびアクセス抵抗の低減効果を、さらに向上させることができる。   In addition, the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment also provides the following advantages. For example, when a metal silicide film is used as the reaction film RF1, a large amount of nitrogen vacancies are formed in the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR and diffused from the reaction film RF1. Silicon (Si) to be introduced is also introduced. Since silicon (Si) functions as an n-type impurity (donor) in the group III nitride semiconductor region, nitrogen vacancies are formed in the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR. In addition, the donor density due to silicon increases. As a result, the contact resistance reduction effect and the access resistance reduction effect described above can be further improved.

以上のことから、本実施の形態1によれば、アクセス抵抗およびコンタクト抵抗をともに低減することができるため、結果として、アクセス抵抗とコンタクト抵抗とチャネル抵抗で構成されるオン抵抗の低減も図ることができることがわかる。   From the above, according to the first embodiment, both the access resistance and the contact resistance can be reduced. As a result, the on-resistance composed of the access resistance, the contact resistance, and the channel resistance can also be reduced. You can see that

なお、本実施の形態1における半導体装置の製造方法では、例えば、図10に示すように、ゲート電極GEの両側の側壁に形成されたサイドウォールスペーサSWに自己整合して、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRが形成される。したがって、本実施の形態1における電界効果トランジスタでは、ゲート電極GEとドレイン電極DEとの間のドリフト領域の長さを、サイドウォールスペーサSWの厚さで制御することができる。このため、本実施の形態1によれば、例えば、0.4μm以下の微細なドリフト領域も容易に形成することができることから、例えば、120V以下の低い耐圧を有する電界効果トランジスタを容易に製造することができる。   In the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment, for example, as shown in FIG. 10, the drain contact n-type is self-aligned with the sidewall spacers SW formed on the sidewalls on both sides of the gate electrode GE. A semiconductor region DNR and a source contact n-type semiconductor region SNR are formed. Therefore, in the field effect transistor according to the first embodiment, the length of the drift region between the gate electrode GE and the drain electrode DE can be controlled by the thickness of the sidewall spacer SW. For this reason, according to the first embodiment, for example, a minute drift region of 0.4 μm or less can be easily formed, so that a field effect transistor having a low breakdown voltage of 120 V or less is easily manufactured, for example. be able to.

本実施の形態1における電界効果トランジスタによれば、例えば、耐圧が100Vの電界効果トランジスタにおいて、ゲートリーク電流が2nA/mm、ドレインリーク電流が3nA/mm、オン抵抗が1.8Ωmmという性能を実現することができた。   According to the field effect transistor in the first embodiment, for example, in a field effect transistor having a withstand voltage of 100 V, the performance of a gate leakage current of 2 nA / mm, a drain leakage current of 3 nA / mm, and an on-resistance of 1.8 Ωmm is realized. We were able to.

(実施の形態2)
本実施の形態2における電界効果トランジスタでは、ゲート電極GEと電子供給層ESとの間にp型窒化物半導体層を形成する例について説明する。
(Embodiment 2)
In the field effect transistor according to the second embodiment, an example in which a p-type nitride semiconductor layer is formed between the gate electrode GE and the electron supply layer ES will be described.

<実施の形態2における半導体装置の構成>
本実施の形態2における半導体装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図13は、本実施の形態2における電界効果トランジスタの構成を示す断面図である。本実施の形態2における電界効果トランジスタは、前記実施の形態1における電界効果トランジスタとほぼ同様の構成をしているため、相違点を中心に説明することにする。
<Configuration of Semiconductor Device in Second Embodiment>
The configuration of the semiconductor device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the field effect transistor according to the second embodiment. Since the field effect transistor according to the second embodiment has substantially the same configuration as the field effect transistor according to the first embodiment, the description will focus on the differences.

本実施の形態2における電界効果トランジスタでは、図13に示すように、ゲート電極GEと電子供給層ESとの間に、例えば、p型窒化物半導体層からなるp型キャップ層CAPが形成されている点が、前記実施の形態1と相違する。このp型キャップ層CAPは、例えば、ゲート電極GEの直下領域にだけ存在するように形成される。   In the field effect transistor according to the second embodiment, as shown in FIG. 13, a p-type cap layer CAP made of, for example, a p-type nitride semiconductor layer is formed between the gate electrode GE and the electron supply layer ES. This is different from the first embodiment. The p-type cap layer CAP is formed so as to exist only in a region immediately below the gate electrode GE, for example.

<実施の形態2における半導体装置の製造方法>
本実施の形態2における電界効果トランジスタは、上記のように構成されており、以下に、その製造方法について簡単に説明する(図13参照)。本実施の形態2における電界効果トランジスタの製造方法は、前記実施の形態1における電界効果トランジスタの製造方法とほぼ同様である。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device in Second Embodiment>
The field effect transistor according to the second embodiment is configured as described above, and a manufacturing method thereof will be briefly described below (see FIG. 13). The manufacturing method of the field effect transistor in the second embodiment is almost the same as the manufacturing method of the field effect transistor in the first embodiment.

まず、例えば、MOCVD法を使用することにより、シリコン(Si)からなる半導体基板1S上に、AlN層からなるバッファ層BUF、GaN層からなるチャネル層CH、AlGaN層からなる電子供給層ESを形成した後、電子供給層ES上に、例えば、マグネシウム(Mg)を添加したp型窒化物半導体層からなるp型キャップ層CAPをGa面モードで、順次、エピタキシャル成長する。   First, for example, by using the MOCVD method, the buffer layer BUF made of an AlN layer, the channel layer CH made of a GaN layer, and the electron supply layer ES made of an AlGaN layer are formed on the semiconductor substrate 1S made of silicon (Si). After that, the p-type cap layer CAP made of, for example, a p-type nitride semiconductor layer to which magnesium (Mg) is added is sequentially epitaxially grown on the electron supply layer ES in the Ga plane mode.

次に、p型キャップ層CAPの表面上に、例えば、スパッタリング法を使用することにより、例えば、ニッケル(Ni)膜やプラチナ(Pt)膜を形成する。その後、パターニングしたレジスト膜をマスクにして、例えば、反応性イオンエッチングに代表されるドライエッチングにより、ゲート電極GEを形成する。   Next, for example, a nickel (Ni) film or a platinum (Pt) film is formed on the surface of the p-type cap layer CAP by using, for example, a sputtering method. Thereafter, using the patterned resist film as a mask, the gate electrode GE is formed by, for example, dry etching represented by reactive ion etching.

続いて、ゲート電極GEをマスクにして、例えば、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)を使用したドライエッチングにより、p型キャップ層CAPを選択的に除去する。これにより、ゲート電極GEの直下領域にだけp型キャップ層CAPが残存することになる。すなわち、ゲート電極GEと電子供給層ESに挟まれるようにp型キャップ層CAPが形成される。   Subsequently, using the gate electrode GE as a mask, the p-type cap layer CAP is selectively removed by dry etching using, for example, inductively coupled plasma (ICP). As a result, the p-type cap layer CAP remains only in the region immediately below the gate electrode GE. That is, the p-type cap layer CAP is formed so as to be sandwiched between the gate electrode GE and the electron supply layer ES.

その後、ゲート電極GEを覆う電子供給層ES上に、例えば、プラズマCVD法を使用することにより、例えば、窒化シリコン膜からなる絶縁膜を形成し、この絶縁膜に対して、異方性エッチングを実施することにより、ゲート電極GEの両側の側壁にサイドウォールスペーサSWを形成する。その後の工程は、前記実施の形態1と同様の工程を経ることにより、最終的に、本実施の形態2における電界効果トランジスタを製造することができる。   Thereafter, an insulating film made of, for example, a silicon nitride film is formed on the electron supply layer ES covering the gate electrode GE by using, for example, a plasma CVD method, and anisotropic etching is performed on the insulating film. By carrying out, sidewall spacers SW are formed on the sidewalls on both sides of the gate electrode GE. Subsequent steps are the same as those in the first embodiment, so that the field effect transistor in the second embodiment can be finally manufactured.

<実施の形態2における効果>
本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。本実施の形態2における電界効果トランジスタと、前記実施の形態1における電界効果トランジスタとを比較すると、高濃度キャリア領域であるドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRの構成および製造方法がまったく同様であることがわかる。したがって、本実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様に、関連技術における電界効果トランジスタに比べて、ゲートリーク電流とドレインリーク電流をともに低減できるとともに、アクセス抵抗およびコンタクト抵抗を含むオン抵抗を低減できる効果が得られる。
<Effect in Embodiment 2>
Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Comparing the field effect transistor in the second embodiment and the field effect transistor in the first embodiment, the configuration of the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the n-type semiconductor region SNR for source contact, which are high concentration carrier regions It can be seen that the manufacturing method is exactly the same. Therefore, in the second embodiment, as in the first embodiment, both the gate leakage current and the drain leakage current can be reduced and the on-resistance including the access resistance and the contact resistance can be reduced as compared with the field effect transistor in the related art. An effect of reducing the resistance is obtained.

加えて、本実施の形態2における電界効果トランジスタでは、前記実施の形態1における電界効果トランジスタに比べて、さらにゲートリーク電流を低減することができる。前記実施の形態1における電界効果トランジスタでは、ゲート電極GEと電子供給層ESが直接接触しているため、ゲート電極GEを構成する金属材料と電子供給層ESとの間のショットキー障壁がゲートリーク電流を決定するポテンシャル障壁である。例えば、前記実施の形態1のように、ゲート電極GEにプラチナ(Pt)膜を使用した場合、ポテンシャル障壁の高さは、1.0eV程度である。   In addition, in the field effect transistor according to the second embodiment, the gate leakage current can be further reduced as compared with the field effect transistor according to the first embodiment. In the field effect transistor according to the first embodiment, since the gate electrode GE and the electron supply layer ES are in direct contact, the Schottky barrier between the metal material constituting the gate electrode GE and the electron supply layer ES is a gate leak. It is a potential barrier that determines the current. For example, when a platinum (Pt) film is used for the gate electrode GE as in the first embodiment, the height of the potential barrier is about 1.0 eV.

これに対し、本実施の形態2における電界効果トランジスタでは、ゲート電極GEと電子供給層ESとの間にp型キャップ層CAPからなる障壁層を配置している。これにより、本実施の形態2において、ゲートリーク電流を決定するポテンシャル障壁は、GaNで形成したpn接合の拡散電位とほぼ同じ3.4eVまで高まる。この結果、本実施の形態2における電界効果トランジスタによれば、前記実施の形態1における電界効果トランジスタに対して、大幅にゲートリーク電流を低減することができる。   In contrast, in the field effect transistor according to the second embodiment, a barrier layer made of the p-type cap layer CAP is disposed between the gate electrode GE and the electron supply layer ES. As a result, in the second embodiment, the potential barrier that determines the gate leakage current increases to 3.4 eV, which is substantially the same as the diffusion potential of the pn junction formed of GaN. As a result, according to the field effect transistor in the second embodiment, the gate leakage current can be greatly reduced as compared with the field effect transistor in the first embodiment.

また、本実施の形態2における電界効果トランジスタでは、電子供給層ESのAl組成と層厚、および、p型キャップ層CAPに添加するp型不純物(p型ドーパント)の量を適切に制御することにより、ノーマリオフ(エンハンスメント)型の電界効果トランジスタを製造することもできる。   In the field effect transistor according to the second embodiment, the Al composition and the layer thickness of the electron supply layer ES and the amount of the p-type impurity (p-type dopant) added to the p-type cap layer CAP are appropriately controlled. Thus, a normally-off (enhancement) type field effect transistor can also be manufactured.

つまり、本実施の形態2における電界効果トランジスタでは、p型キャップ層CAPがゲート電極GEの下に形成されているため、閾値電圧を正、つまりノーマリオフ型デバイスにすることができる。   That is, in the field effect transistor according to the second embodiment, since the p-type cap layer CAP is formed under the gate electrode GE, the threshold voltage can be positive, that is, a normally-off device.

例えば、窒化物半導体をチャネル層CHおよび電子供給層ESに用いた場合、チャネル層CHと電子供給層ESとの間の伝導帯オフセットによる井戸型ポテンシャルに加え、窒化物半導体を用いたことによるピエゾ分極と自発分極とにより、井戸型ポテンシャルの底が押し下げられる。この結果、p型キャップ層CAPがない場合、ゲート電極GEに電圧を印加しなくとも、チャネル層CHの電子供給層ESとの界面近傍に2次元電子ガスDEGが発生する。この結果、ノーマリオン型デバイスになってしまう。   For example, when a nitride semiconductor is used for the channel layer CH and the electron supply layer ES, in addition to the well-type potential due to the conduction band offset between the channel layer CH and the electron supply layer ES, the piezo due to the use of the nitride semiconductor. The bottom of the well-type potential is pushed down by polarization and spontaneous polarization. As a result, when there is no p-type cap layer CAP, a two-dimensional electron gas DEG is generated near the interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES without applying a voltage to the gate electrode GE. As a result, it becomes a normally-on type device.

一方、p型キャップ層CAPがゲート電極GEの直下領域に形成されている本実施の形態2における電界効果トランジスタの場合、p型キャップ層CAPのアクセプタのイオン化による負電荷により、電子供給層ESの伝導帯が引き上げられる。その結果、熱平衡状態において、2次元電子ガスDEGがチャネル層CHに形成されないようにすることができる。このようにして、本実施の形態2における電界効果トランジスタでは、ノーマリオフ型デバイスを実現することができる。   On the other hand, in the case of the field effect transistor according to the second embodiment in which the p-type cap layer CAP is formed in the region immediately below the gate electrode GE, the negative charge due to the ionization of the acceptor of the p-type cap layer CAP causes the electron supply layer ES to The conduction band is raised. As a result, the two-dimensional electron gas DEG can be prevented from being formed in the channel layer CH in the thermal equilibrium state. In this manner, a normally-off device can be realized in the field effect transistor according to the second embodiment.

なお、本実施の形態2における電界効果トランジスタによれば、例えば、耐圧が100Vの電界効果トランジスタにおいて、ゲートリーク電流が0.1nA/mm、ドレインリーク電流が3nA/mm、オン抵抗が1.8Ωmmという性能を実現することができた。   According to the field effect transistor of the second embodiment, for example, in a field effect transistor having a breakdown voltage of 100 V, the gate leakage current is 0.1 nA / mm, the drain leakage current is 3 nA / mm, and the on-resistance is 1.8 Ωmm. We were able to realize the performance.

(実施の形態3)
本実施の形態3における電界効果トランジスタでは、ゲート電極GEと電子供給層ESとの間にゲート絶縁膜GOXを形成する例について説明する。
(Embodiment 3)
In the field effect transistor according to the third embodiment, an example in which the gate insulating film GOX is formed between the gate electrode GE and the electron supply layer ES will be described.

<実施の形態3における半導体装置の構成>
本実施の形態3における半導体装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図14は、本実施の形態3における電界効果トランジスタの構成を示す断面図である。本実施の形態3における電界効果トランジスタは、前記実施の形態1における電界効果トランジスタとほぼ同様の構成をしているため、相違点を中心に説明することにする。
<Configuration of Semiconductor Device in Embodiment 3>
The configuration of the semiconductor device according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a cross-sectional view showing the configuration of the field effect transistor according to the third embodiment. Since the field effect transistor according to the third embodiment has substantially the same configuration as the field effect transistor according to the first embodiment, the description will focus on the differences.

本実施の形態3における電界効果トランジスタでは、図14に示すように、ゲート電極GEと電子供給層ESとの間に、例えば、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜GOXが形成されている点が、前記実施の形態1と相違する。このゲート絶縁膜GOXは、例えば、ゲート電極GEの直下領域にだけ存在するように形成される。   In the field effect transistor according to the third embodiment, as shown in FIG. 14, a gate insulating film GOX made of, for example, a silicon oxide film is formed between the gate electrode GE and the electron supply layer ES. This is different from the first embodiment. The gate insulating film GOX is formed so as to exist only in a region immediately below the gate electrode GE, for example.

<実施の形態3における半導体装置の製造方法>
本実施の形態3における電界効果トランジスタは、上記のように構成されており、以下に、その製造方法について簡単に説明する(図14参照)。本実施の形態3における電界効果トランジスタの製造方法は、前記実施の形態1における電界効果トランジスタの製造方法とほぼ同様である。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device in Embodiment 3>
The field effect transistor according to the third embodiment is configured as described above, and the manufacturing method thereof will be briefly described below (see FIG. 14). The manufacturing method of the field effect transistor according to the third embodiment is almost the same as the manufacturing method of the field effect transistor according to the first embodiment.

まず、例えば、MOCVD法を使用することにより、シリコン(Si)からなる半導体基板1S上に、AlN層からなるバッファ層BUF、GaN層からなるチャネル層CH、AlGaN層からなる電子供給層ESをGa面モードで順次エピタキシャル成長した後、電子供給層ES上に、例えば、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜GOXを、例えば、原子層堆積法(ALD:Atomic Layer Deposition)を使用して形成する。   First, for example, by using the MOCVD method, the buffer layer BUF made of an AlN layer, the channel layer CH made of a GaN layer, and the electron supply layer ES made of an AlGaN layer are formed on the semiconductor substrate 1S made of silicon (Si) by Ga. After sequential epitaxial growth in the surface mode, a gate insulating film GOX made of, for example, a silicon oxide film is formed on the electron supply layer ES by using, for example, an atomic layer deposition (ALD) method.

次に、ゲート絶縁膜GOXの表面上に、例えば、スパッタリング法を使用することにより、例えば、ニッケル(Ni)膜やプラチナ(Pt)膜を形成する。その後、パターニングしたレジスト膜をマスクにして、例えば、反応性イオンエッチングに代表されるドライエッチングにより、ゲート電極GEを形成する。   Next, for example, a nickel (Ni) film or a platinum (Pt) film is formed on the surface of the gate insulating film GOX by using, for example, a sputtering method. Thereafter, using the patterned resist film as a mask, the gate electrode GE is formed by, for example, dry etching represented by reactive ion etching.

続いて、ゲート電極GEをマスクにして、例えば、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)を使用したドライエッチングにより、ゲート絶縁膜GOXを選択的に除去する。これにより、ゲート電極GEの直下領域にだけゲート絶縁膜GOXが残存することになる。すなわち、ゲート電極GEと電子供給層ESに挟まれるようにゲート絶縁膜GOXが形成される。   Subsequently, the gate insulating film GOX is selectively removed by dry etching using, for example, inductively coupled plasma (ICP) using the gate electrode GE as a mask. As a result, the gate insulating film GOX remains only in the region immediately below the gate electrode GE. That is, the gate insulating film GOX is formed so as to be sandwiched between the gate electrode GE and the electron supply layer ES.

その後、ゲート電極GEを覆う電子供給層ES上に、例えば、プラズマCVD法を使用することにより、例えば、窒化シリコン膜からなる絶縁膜を形成し、この絶縁膜に対して、異方性エッチングを実施することにより、ゲート電極GEの両側の側壁にサイドウォールスペーサSWを形成する。その後の工程は、前記実施の形態1と同様の工程を経ることにより、最終的に、本実施の形態3における電界効果トランジスタを製造することができる。   Thereafter, an insulating film made of, for example, a silicon nitride film is formed on the electron supply layer ES covering the gate electrode GE by using, for example, a plasma CVD method, and anisotropic etching is performed on the insulating film. By carrying out, sidewall spacers SW are formed on the sidewalls on both sides of the gate electrode GE. Subsequent steps are the same as those in the first embodiment, so that the field effect transistor in the third embodiment can be finally manufactured.

<実施の形態3における効果>
本実施の形態3においても、前記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。本実施の形態3における電界効果トランジスタと、前記実施の形態1における電界効果トランジスタとを比較すると、高濃度キャリア領域であるドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRの構成および製造方法がまったく同様であることがわかる。したがって、本実施の形態3においても、前記実施の形態1と同様に、関連技術における電界効果トランジスタに比べて、ゲートリーク電流とドレインリーク電流をともに低減できるとともに、アクセス抵抗およびコンタクト抵抗を含むオン抵抗を低減できる効果が得られる。
<Effect in Embodiment 3>
Also in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Comparing the field effect transistor in the third embodiment and the field effect transistor in the first embodiment, the configuration of the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the n-type semiconductor region SNR for source contact, which are high concentration carrier regions It can be seen that the manufacturing method is exactly the same. Therefore, in the third embodiment, as in the first embodiment, both the gate leakage current and the drain leakage current can be reduced and the on-resistance including the access resistance and the contact resistance can be reduced as compared with the field effect transistor in the related art. An effect of reducing the resistance is obtained.

加えて、本実施の形態3における電界効果トランジスタでは、前記実施の形態1における電界効果トランジスタに比べて、さらにゲートリーク電流を低減することができる。前記実施の形態1における電界効果トランジスタでは、ゲート電極GEと電子供給層ESが直接接触しているため、ゲート電極GEを構成する金属材料と電子供給層ESとの間のショットキー障壁がゲートリーク電流を決定するポテンシャル障壁である。例えば、前記実施の形態1のように、ゲート電極GEにプラチナ(Pt)膜を使用した場合、ポテンシャル障壁の高さは、1.0eV程度である。   In addition, in the field effect transistor according to the third embodiment, the gate leakage current can be further reduced as compared with the field effect transistor according to the first embodiment. In the field effect transistor according to the first embodiment, since the gate electrode GE and the electron supply layer ES are in direct contact, the Schottky barrier between the metal material constituting the gate electrode GE and the electron supply layer ES is a gate leak. It is a potential barrier that determines the current. For example, when a platinum (Pt) film is used for the gate electrode GE as in the first embodiment, the height of the potential barrier is about 1.0 eV.

これに対し、本実施の形態3における電界効果トランジスタでは、ゲート電極GEと電子供給層ESとの間に、例えば、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜GOXを配置している。これにより、本実施の形態3において、ゲートリーク電流を決定するポテンシャル障壁は、酸化シリコンとGaNの伝導帯バンド不連続量(ΔE)とほぼ同じ2.5eVまで高まる。この結果、本実施の形態3における電界効果トランジスタによれば、前記実施の形態1における電界効果トランジスタに対して、大幅にゲートリーク電流を低減することができる。 On the other hand, in the field effect transistor according to the third embodiment, a gate insulating film GOX made of, for example, a silicon oxide film is disposed between the gate electrode GE and the electron supply layer ES. As a result, in the third embodiment, the potential barrier that determines the gate leakage current increases to 2.5 eV, which is substantially the same as the conduction band discontinuity (ΔE c ) of silicon oxide and GaN. As a result, according to the field effect transistor in the third embodiment, the gate leakage current can be greatly reduced as compared with the field effect transistor in the first embodiment.

なお、本実施の形態3における電界効果トランジスタによれば、例えば、耐圧が100Vの電界効果トランジスタにおいて、ゲートリーク電流が0.8nA/mm、ドレインリーク電流が3nA/mm、オン抵抗が1.8Ωmmという性能を実現することができた。   In the field effect transistor according to the third embodiment, for example, in a field effect transistor having a withstand voltage of 100 V, the gate leakage current is 0.8 nA / mm, the drain leakage current is 3 nA / mm, and the on-resistance is 1.8 Ωmm. We were able to realize the performance.

(実施の形態4)
前記実施の形態1〜3では、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRが、ゲート電極GEの両側の側壁に形成されたサイドウォールスペーサSWに自己整合して形成される例について説明した。本実施の形態4では、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRおよびソースコンタクト用n型半導体領域SNRを自己整合させずに形成する例について説明する。
(Embodiment 4)
In the first to third embodiments, the drain contact n-type semiconductor region DNR and the source contact n-type semiconductor region SNR are formed in self-alignment with the sidewall spacers SW formed on the sidewalls on both sides of the gate electrode GE. An example has been described. In the fourth embodiment, an example in which the n-type semiconductor region DNR for drain contact and the n-type semiconductor region SNR for source contact are formed without self-alignment will be described.

<実施の形態4における半導体装置の構成>
本実施の形態4における半導体装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図15は、本実施の形態4における電界効果トランジスタの構成を示す断面図である。図15に示すように、本実施の形態4における電界効果トランジスタは、例えば、シリコン(Si)からなる半導体基板1S上に、格子緩和を目的としたIII族窒化物半導体層からなるバッファ層BUFが形成され、このバッファ層BUF上に、例えば、GaN層からなるチャネル層CHが形成されている。そして、チャネル層CH上には、例えば、AlGaN層からなる電子供給層ESが形成され、この電子供給層ESの表面上に、例えば、GaN層からなるキャップ層CFが形成されている。これらのバッファ層BUF、チャネル層CH、電子供給層ES、キャップ層CFは、表面がGa面(Ga面モード)となるように積層されている。このとき、キャップ層CFは、例えば、電子供給層ESに含まれるアルミニウムが酸化されることによる電界効果トランジスタの性能低下を抑制するために設けられている。すなわち、キャップ層CFは、電子供給層ESの表面が酸化されないように形成されている。
<Configuration of Semiconductor Device in Embodiment 4>
The configuration of the semiconductor device according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the field effect transistor according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 15, in the field effect transistor according to the fourth embodiment, for example, a buffer layer BUF made of a group III nitride semiconductor layer for lattice relaxation is formed on a semiconductor substrate 1S made of silicon (Si). A channel layer CH made of, for example, a GaN layer is formed on the buffer layer BUF. An electron supply layer ES made of, for example, an AlGaN layer is formed on the channel layer CH, and a cap layer CF made of, for example, a GaN layer is formed on the surface of the electron supply layer ES. The buffer layer BUF, the channel layer CH, the electron supply layer ES, and the cap layer CF are stacked so that the surface becomes a Ga plane (Ga plane mode). At this time, the cap layer CF is provided, for example, in order to suppress degradation of the performance of the field effect transistor due to oxidation of aluminum contained in the electron supply layer ES. That is, the cap layer CF is formed so that the surface of the electron supply layer ES is not oxidized.

続いて、キャップ層CF上には、ソース電極SEとドレイン電極DEが対向して配置され、チャネル層CHと電子供給層ESとのヘテロ接合界面に生じる分極電荷などの作用によって生じる2次元電子ガスDEGと電気的に接続されている。   Subsequently, on the cap layer CF, the source electrode SE and the drain electrode DE are arranged to face each other, and a two-dimensional electron gas generated by an action such as polarization charge generated at the heterojunction interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES. Electrically connected to DEG.

ソース電極SEとドレイン電極DEで挟まれた電子供給層ESの所定領域上には、ゲート電極GEが形成されている。そして、キャップ層CF上の領域のうち、ソース電極SE、ドレイン電極DE、および、ゲート電極GEが形成されている以外の領域は、保護絶縁膜PIFで覆われており、ゲート電極GEの一部分は、保護絶縁膜PIF上にも形成されている。   A gate electrode GE is formed on a predetermined region of the electron supply layer ES sandwiched between the source electrode SE and the drain electrode DE. Of the region on the cap layer CF, the region other than the source electrode SE, the drain electrode DE, and the gate electrode GE is covered with the protective insulating film PIF, and a part of the gate electrode GE is Also formed on the protective insulating film PIF.

さらに、ソース電極SEおよびドレイン電極DEが形成される下層のキャップ層CFから電子供給層ESにわたって、それぞれ、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成されている。   Further, an n-type semiconductor region for source contact SNR and an n-type semiconductor region for drain contact DNR are formed from the lower cap layer CF where the source electrode SE and the drain electrode DE are formed to the electron supply layer ES, respectively.

このソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の距離(第1距離)が、ソース電極SEとドレイン電極DEとの間の距離(第2距離)よりも小さくなるように形成される。そして、ソース電極SEとソースコンタクト用n型半導体領域SNRは、直接接触し、ドレイン電極DEとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、直接接触するように構成される。さらに、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRの深さ、および、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの深さが、ともに、チャネル層CHと電子供給層ESとのヘテロ接合界面よりも浅くなるように、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成される。   The source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR have a distance (first distance) between the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR as a source. It is formed to be smaller than the distance (second distance) between the electrode SE and the drain electrode DE. The source electrode SE and the source contact n-type semiconductor region SNR are in direct contact, and the drain electrode DE and the drain contact n-type semiconductor region DNR are in direct contact. Further, the depth of the source contact n-type semiconductor region SNR and the depth of the drain contact n-type semiconductor region DNR are both shallower than the heterojunction interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES. Then, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed.

特に、本実施の形態4における電界効果トランジスタでは、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとゲート電極GEとの間の距離LDと、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとゲート電極GEとの間の距離LSは、異なっている。具体的には、距離LDが距離LSよりも大きくなっている(LD>LS)。言い換えれば、距離LSは、距離LDよりも小さくなっている。   In particular, in the field effect transistor according to the fourth embodiment, the distance LD between the drain contact n-type semiconductor region DNR and the gate electrode GE and the distance between the source contact n-type semiconductor region SNR and the gate electrode GE. LS is different. Specifically, the distance LD is larger than the distance LS (LD> LS). In other words, the distance LS is smaller than the distance LD.

ソース電極SEと直接接触するソースコンタクト用n型半導体領域SNRには、例えば、1×1019cm−3以上の窒素空孔が含まれている。このとき、窒素空孔は、ドナー型欠陥として機能することから、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRは、n型半導体領域として機能することになる。同様に、ドレイン電極DEと直接接触するドレインコンタクト用n型半導体領域DNRにも、例えば、1×1019cm−3以上の窒素空孔が含まれている。したがって、ドレインコンタクト用n型半導体領域DNRも、n型半導体領域として機能することになる。 The source contact n-type semiconductor region SNR that is in direct contact with the source electrode SE includes, for example, nitrogen vacancies of 1 × 10 19 cm −3 or more. At this time, since the nitrogen vacancy functions as a donor type defect, the source contact n-type semiconductor region SNR functions as an n-type semiconductor region. Similarly, the drain contact n-type semiconductor region DNR that is in direct contact with the drain electrode DE also includes, for example, nitrogen vacancies of 1 × 10 19 cm −3 or more. Accordingly, the drain contact n-type semiconductor region DNR also functions as an n-type semiconductor region.

なお、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRには、n型不純物として機能するシリコン(Si)が含まれている場合がある。この場合は、ドナー型欠陥として機能する窒素空孔と、ドナー(n型不純物)として機能するシリコン(Si)の両方によって、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、n型半導体領域として機能することになる。   Note that the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR may contain silicon (Si) that functions as an n-type impurity. In this case, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are caused by both nitrogen vacancies functioning as donor-type defects and silicon (Si) functioning as donors (n-type impurities). It will function as an n-type semiconductor region.

また、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRには、本実施の形態4における半導体装置の製造方法に起因して、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、クロム(Cr)、Zr(ジルコニウム)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)のいずれかの元素が含まれている。   Further, in the n-type semiconductor region SNR for source contact and the n-type semiconductor region DNR for drain contact, titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum ( Any element of Mo), vanadium (V), niobium (Nb), chromium (Cr), Zr (zirconium), hafnium (Hf), and aluminum (Al) is contained.

<実施の形態4における半導体装置の製造方法>
本実施の形態4における半導体装置は、上記にように構成されており、以下に、その製造方法について、図面を参照しながら説明する。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device in Embodiment 4>
The semiconductor device according to the fourth embodiment is configured as described above, and the manufacturing method thereof will be described below with reference to the drawings.

まず、図16に示すように、例えば、MOCVD法を使用することにより、シリコン(Si)からなる半導体基板1S上に、AlN層からなるバッファ層BUF、GaN層からなるチャネル層CH、AlGaN層からなる電子供給層ESを形成した後、電子供給層ES上に、例えば、GaN層からなるキャップ層CFをGa面モードで、順次、エピタキシャル成長する。   First, as shown in FIG. 16, for example, by using the MOCVD method, a buffer layer BUF made of an AlN layer, a channel layer CH made of a GaN layer, and an AlGaN layer are formed on a semiconductor substrate 1S made of silicon (Si). After forming the electron supply layer ES, a cap layer CF made of, for example, a GaN layer is epitaxially grown sequentially on the electron supply layer ES in the Ga plane mode.

次に、図17に示すように、フォトリソグラフィ技術を使用することにより、パターニングしたレジスト膜をキャップ層CF上に形成した後、例えば、真空蒸着法を使用することにより、パターニングしたレジスト膜を覆うように、チタン(Ti)膜を形成する。そして、リフトオフ法を使用することにより、不要なチタン(Ti)膜を除去して、パターニングされた反応膜RF1を形成する。この反応膜RF1は、チタン(Ti)の他、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、クロム(Cr)、Zr(ジルコニウム)、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)のいずれかの元素を含む金属膜や金属シリサイド膜を使用することができる。   Next, as shown in FIG. 17, a patterned resist film is formed on the cap layer CF by using a photolithography technique, and then the patterned resist film is covered by using, for example, a vacuum deposition method. Thus, a titanium (Ti) film is formed. Then, by using a lift-off method, an unnecessary titanium (Ti) film is removed, and a patterned reaction film RF1 is formed. This reaction film RF1 includes titanium (Ti), tantalum (Ta), molybdenum (Mo), vanadium (V), niobium (Nb), chromium (Cr), Zr (zirconium), hafnium (Hf), aluminum ( A metal film or a metal silicide film containing any element of Al) can be used.

続いて、図18に示すように、例えば、窒素雰囲気中で、温度が400℃〜650℃で、加熱時間が20分の加熱処理を実施した後、例えば、フッ酸で反応膜RF1を除去する。これにより、例えば、反応膜RF1が形成されていたキャップ層CFとその下層に形成されている電子供給層ESにわたって、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成される。   Subsequently, as illustrated in FIG. 18, for example, in a nitrogen atmosphere, a heat treatment is performed at a temperature of 400 ° C. to 650 ° C. and a heating time of 20 minutes, and then, for example, the reaction film RF1 is removed with hydrofluoric acid. . Thereby, for example, the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed across the cap layer CF in which the reaction film RF1 is formed and the electron supply layer ES formed thereunder. The

具体的には、上述した加熱処理により、電子供給層ESと反応膜RF1の間で界面反応が生じ、キャップ層CFおよび電子供給層ESに含まれる窒素の一部が反応膜RF1中に拡散する。この結果、例えば、キャップ層CFおよび電子供給層ESには、1×1019cm−3以上の多量の窒素空孔が形成される。この窒素空孔は、III族窒化物半導体中ではドナー型欠陥として機能することから、これによって、キャップ層CFおよび電子供給層ESの内部領域に多量の窒素空孔を含むソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが形成される。 Specifically, the above-described heat treatment causes an interface reaction between the electron supply layer ES and the reaction film RF1, and a part of nitrogen contained in the cap layer CF and the electron supply layer ES diffuses into the reaction film RF1. . As a result, for example, a large amount of nitrogen vacancies of 1 × 10 19 cm −3 or more are formed in the cap layer CF and the electron supply layer ES. Since this nitrogen vacancy functions as a donor-type defect in the group III nitride semiconductor, the n-type semiconductor for source contact which includes a large amount of nitrogen vacancy in the inner region of the cap layer CF and the electron supply layer ES. Region SNR and drain contact n-type semiconductor region DNR are formed.

次に、図19に示すように、フォトリソグラフィ技術を使用することにより、パターニングしたレジスト膜をキャップ層CF、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNR上に形成した後、例えば、真空蒸着法を使用することにより、パターニングしたレジスト膜を覆うように、チタン(Ti)膜とアルミニウム(Al)膜からなる積層膜を形成する。そして、リフトオフ法を使用することにより、不要な積層膜を除去して、ソース電極SEおよびドレイン電極DEを形成する。   Next, as shown in FIG. 19, after the patterned resist film is formed on the cap layer CF, the source contact n-type semiconductor region SNR, and the drain contact n-type semiconductor region DNR by using a photolithography technique. For example, by using a vacuum deposition method, a laminated film made of a titanium (Ti) film and an aluminum (Al) film is formed so as to cover the patterned resist film. Then, by using the lift-off method, unnecessary stacked films are removed, and the source electrode SE and the drain electrode DE are formed.

そして、図20に示すように、例えば、プラズマCVD法を使用して、窒化シリコン膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、窒化シリコン膜からなる保護絶縁膜PIFを形成する。   Then, as shown in FIG. 20, for example, after forming a silicon nitride film using a plasma CVD method, a protective insulating film PIF made of a silicon nitride film is formed by using a photolithography technique and an etching technique. To do.

続いて、図21に示すように、フォトリソグラフィ技術を使用することにより、パターニングしたレジスト膜を保護絶縁膜PIF、ソース電極SEおよびドレイン電極DE上に形成した後、例えば、真空蒸着法を使用することにより、パターニングしたレジスト膜を覆うように、ニッケル(Ni)膜と金(Au)膜からなる積層膜を形成する。そして、リフトオフ法を使用することにより、不要な積層膜を除去して、ゲート電極GEを形成する。以上のようにして、本実施の形態4における電界効果トランジスタを製造することができる。   Subsequently, as shown in FIG. 21, a patterned resist film is formed on the protective insulating film PIF, the source electrode SE, and the drain electrode DE by using a photolithography technique, and then, for example, a vacuum evaporation method is used. Thus, a laminated film made of a nickel (Ni) film and a gold (Au) film is formed so as to cover the patterned resist film. Then, by using a lift-off method, an unnecessary laminated film is removed and a gate electrode GE is formed. As described above, the field effect transistor according to the fourth embodiment can be manufactured.

<実施の形態4における効果>
本実施の形態4においても、前記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。これは、本実施の形態4における電界効果トランジスタにおいても、前記実施の形態1における電界効果トランジスタと同様に、(1)高濃度キャリア領域であるソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRの形成にイオン注入法を使用していないことに起因する。さらには、(2)加熱処理の温度が400℃〜650℃と低く、GaN層に対するショットキー障壁の高さの高い金属を使用できること、(3)ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが、電子供給層ESとチャネル層CHとのヘテロ接合界面よりも浅く形成されていることにも起因する。また、(4)ソースコンタクト用n型半導体領域SNRとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRとの間の距離(第1距離)が、ソース電極SEとドレイン電極DEとの間の距離(第2距離)よりも小さいこと、(5)ソース電極SEとソースコンタクト用n型半導体領域SNRは、直接接触し、ドレイン電極DEとドレインコンタクト用n型半導体領域DNRは、直接接触していることにも起因する。
<Effect in Embodiment 4>
Also in the fourth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In the field effect transistor according to the fourth embodiment, as in the field effect transistor according to the first embodiment, (1) the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n which are high-concentration carrier regions. This is because the ion implantation method is not used to form the type semiconductor region DNR. Furthermore, (2) the temperature of the heat treatment is as low as 400 ° C. to 650 ° C., and a metal having a high Schottky barrier with respect to the GaN layer can be used, and (3) the n-type semiconductor region SNR for source contact and drain contact This is also because the n-type semiconductor region DNR is formed shallower than the heterojunction interface between the electron supply layer ES and the channel layer CH. Further, (4) the distance (first distance) between the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR is the distance between the source electrode SE and the drain electrode DE (second distance). (5) The source electrode SE and the source contact n-type semiconductor region SNR are in direct contact, and the drain electrode DE and the drain contact n-type semiconductor region DNR are also in direct contact. To do.

したがって、本実施の形態4においても、前記実施の形態1と同様に、関連技術における電界効果トランジスタに比べて、ゲートリーク電流とドレインリーク電流をともに低減できるとともに、アクセス抵抗およびコンタクト抵抗を含むオン抵抗を低減できる効果が得られる。   Therefore, in the fourth embodiment, as in the first embodiment, both the gate leakage current and the drain leakage current can be reduced and the on-resistance including the access resistance and the contact resistance can be reduced as compared with the field effect transistor in the related art. An effect of reducing the resistance is obtained.

加えて、本実施の形態4における電界効果トランジスタは、前記実施の形態1〜3における電界効果トランジスタとは異なり、高い耐圧、例えば、600V以上の耐圧を有する電界効果トランジスタを提供することに適した構成となっている。   In addition, unlike the field effect transistors in the first to third embodiments, the field effect transistor in the fourth embodiment is suitable for providing a field effect transistor having a high breakdown voltage, for example, a breakdown voltage of 600 V or more. It has a configuration.

その理由は、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRが、ゲート電極GEに対して自己整合的に形成されていないため、ソース電極SEとゲート電極GEとの間の距離LSを変えずに、ゲート電極GEとドレイン電極DEとの間の距離LDを大きくすることが容易であることによる。   The reason is that the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are not formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode GE, and therefore, between the source electrode SE and the gate electrode GE. This is because it is easy to increase the distance LD between the gate electrode GE and the drain electrode DE without changing the distance LS.

例えば、前記実施の形態1〜3に係る構成では、ソースコンタクト用n型半導体領域SNRおよびドレインコンタクト用n型半導体領域DNRを自己整合プロセスで形成しているため、距離LSと距離LDが同じになるという制約がある。このことから、電界効果トランジスタの耐圧を高めるために、ドリフト領域に相当する距離LDを大きくすると、同時に、距離LSも大きくなってしまう。このことは、ソース電極SEとゲート電極GEとの間のアクセス抵抗が増加することを意味し、これによって、オン抵抗の増加が生じてしまう。   For example, in the configurations according to the first to third embodiments, since the source contact n-type semiconductor region SNR and the drain contact n-type semiconductor region DNR are formed by a self-alignment process, the distance LS and the distance LD are the same. There is a restriction that Therefore, if the distance LD corresponding to the drift region is increased in order to increase the breakdown voltage of the field effect transistor, the distance LS also increases at the same time. This means that the access resistance between the source electrode SE and the gate electrode GE increases, and this causes an increase in on-resistance.

これに対し、本実施の形態4に係る構成では、自己整合プロセスを使用していないため、距離LSを変えずに、距離LDを大きくすることができる。したがって、本実施の形態4における電界効果トランジスタによれば、ソース電極SEとゲート電極GEとの間のアクセス抵抗を増加させることなく、電界効果トランジスタの耐圧を高めることができる。   On the other hand, in the configuration according to the fourth embodiment, since the self-alignment process is not used, the distance LD can be increased without changing the distance LS. Therefore, according to the field effect transistor of the fourth embodiment, the breakdown voltage of the field effect transistor can be increased without increasing the access resistance between the source electrode SE and the gate electrode GE.

本実施の形態4における電界効果トランジスタによれば、例えば、耐圧が750Vの電界効果トランジスタにおいて、ゲートリーク電流が2nA/mm、ドレインリーク電流が3nA/mm、オン抵抗が4Ωmmという性能を実現することができた。   According to the field effect transistor of the fourth embodiment, for example, in a field effect transistor having a breakdown voltage of 750 V, the performance of a gate leakage current of 2 nA / mm, a drain leakage current of 3 nA / mm, and an on-resistance of 4 Ωmm is realized. I was able to.

なお、本実施の形態4における電界効果トランジスタでは、ゲート電極GEがキャップ層CFに直接接触している例について説明したが、これに限らず、例えば、前記実施の形態2を類推適用して、ゲート電極GEとキャップ層CFの間にp型キャップ層CAPを配置する構成や、前記実施の形態3を類推適用して、ゲート電極GEとキャップ層CFの間にゲート絶縁膜GOXを配置する構成を採用することもできる。   In the field effect transistor according to the fourth embodiment, the example in which the gate electrode GE is in direct contact with the cap layer CF has been described. However, the present invention is not limited thereto. For example, the second embodiment is applied by analogy, A configuration in which the p-type cap layer CAP is disposed between the gate electrode GE and the cap layer CF, or a configuration in which the gate insulating film GOX is disposed between the gate electrode GE and the cap layer CF by analogy with the third embodiment. Can also be adopted.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、半導体基板1Sには、本明細書で挙げたシリコン(Si)の他に、サファイア、SiC、GaN、AlN、ダイヤモンドや、これらを貼り合せた構造体を使用することもできる。   For example, for the semiconductor substrate 1S, sapphire, SiC, GaN, AlN, diamond, or a structure obtained by bonding them can be used in addition to silicon (Si) described in the present specification.

バッファ層BUFには、AlN層の他に、GaN層、AlGaN層や、これらを積み重ねた積層体など、半導体基板1S上にIII族窒化物半導体結晶をエピタキシャル成長するのに適している層を使用することができる。   In addition to the AlN layer, the buffer layer BUF uses a layer suitable for epitaxially growing a group III nitride semiconductor crystal on the semiconductor substrate 1S, such as a GaN layer, an AlGaN layer, or a stacked body in which these are stacked. be able to.

チャネル層CHには、GaN層の他に、InGaN層、AlGaN層、InAlN層、AlInGaN層や、これらを積み重ねた積層体などを使用することができるが、特に、高い移動度の2次元電子ガスDEGを利用できるGaN層、あるいは、InGaN層を使用することが望ましい。   As the channel layer CH, in addition to the GaN layer, an InGaN layer, an AlGaN layer, an InAlN layer, an AlInGaN layer, or a stacked body of these layers can be used. In particular, a high mobility two-dimensional electron gas is used. It is desirable to use a GaN layer that can use DEG or an InGaN layer.

電子供給層ESには、AlGaN層の他に、InAlN層、AlInGaN層などを使用することができる。この場合、チャネル層CHを構成する材料に対して、バンドギャップが大きくなるように電子供給層ESの組成比を調整することにより、チャネル層CHと電子供給層ESとのヘテロ接合界面近傍に移動度の高い2次元電子ガスDEGが生成され、この2次元電子ガスDEGを電界効果トランジスタの電流輸送を担うキャリア(電子h)として利用することができる。   In addition to the AlGaN layer, an InAlN layer, an AlInGaN layer, or the like can be used for the electron supply layer ES. In this case, the composition ratio of the electron supply layer ES is adjusted so as to increase the band gap with respect to the material constituting the channel layer CH, thereby moving to the vicinity of the heterojunction interface between the channel layer CH and the electron supply layer ES. A two-dimensional electron gas DEG having a high degree is generated, and this two-dimensional electron gas DEG can be used as a carrier (electron h) responsible for current transport of the field effect transistor.

ソース電極SE、あるいは、ドレイン電極DEには、チタン膜とアルミニウム膜の積層膜だけでなく、Ti膜、TiN膜、TiSi膜、Al膜、AlSi膜、W膜、WSi膜、Ni膜、NiSi膜、ポリシリコン膜や、これらの積層膜を使用することができる。   For the source electrode SE or the drain electrode DE, not only a laminated film of a titanium film and an aluminum film, but also a Ti film, a TiN film, a TiSi film, an Al film, an AlSi film, a W film, a WSi film, a Ni film, a NiSi film A polysilicon film or a laminated film thereof can be used.

ゲート電極GEには、プラチナ膜の他に、Ni膜、NiSi膜、Au膜、W膜、WSi膜、TiN膜、TiSi膜、Al膜、AlSi膜、ポリシリコン膜や、これらの積層膜を使用することができる。   In addition to the platinum film, the gate electrode GE uses a Ni film, a NiSi film, an Au film, a W film, a WSi film, a TiN film, a TiSi film, an Al film, an AlSi film, a polysilicon film, or a laminated film thereof. can do.

サイドウォールスペーサSWには、窒化シリコン膜の他に、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、AlN膜、ダイヤモンド、ポリイミド膜や、これらの積層膜など、半導体表面の表面保護膜として利用されている膜を幅広く利用することができる。   In addition to the silicon nitride film, the sidewall spacer SW is a film used as a surface protective film on the semiconductor surface, such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an AlN film, a diamond, a polyimide film, or a laminated film thereof. Can be used widely.

ゲート絶縁膜GOXには、酸化シリコン膜の他に、SiON膜、酸化アルミニウム膜、AlN膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ハフニウム膜や、これらの積層膜を使用することができる。   As the gate insulating film GOX, in addition to the silicon oxide film, a SiON film, an aluminum oxide film, an AlN film, a zirconium oxide film, a hafnium oxide film, or a stacked film thereof can be used.

実施の形態は、以下に示す態様を含む。   The embodiment includes the following aspects.

(付記1)
(a)第1窒化物半導体層からなるチャネル層を形成する工程と、
(b)前記チャネル層上に第2窒化物半導体層からなる電子供給層を形成する工程と、
(c)前記電子供給層上に反応膜を形成し、前記反応膜をパターニングする工程と、
(d)前記(c)工程後、加熱処理を実施する工程と、
(e)前記(d)工程後、前記反応膜を除去する工程と、
(f)前記(e)工程後、前記電子供給層上に、互いに離間したソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
(g)前記(f)工程後、前記電子供給層上のうち、前記ソース電極および前記ドレイン電極で挟まれる領域上にゲート電極を形成する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
(Appendix 1)
(A) forming a channel layer made of the first nitride semiconductor layer;
(B) forming an electron supply layer made of a second nitride semiconductor layer on the channel layer;
(C) forming a reaction film on the electron supply layer and patterning the reaction film;
(D) a step of performing a heat treatment after the step (c);
(E) after the step (d), removing the reaction film;
(F) After the step (e), forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other on the electron supply layer;
(G) after the step (f), forming a gate electrode on a region sandwiched between the source electrode and the drain electrode on the electron supply layer;
A method for manufacturing a semiconductor device.

(付記2)
付記1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程後、前記電子供給層の表面領域内に、互いに離間したソースコンタクト用n型半導体領域、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域が形成される、半導体装置の製造方法。
(Appendix 2)
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
After the step (d), the n-type semiconductor region for source contact and the n-type semiconductor region for drain contact which are separated from each other are formed in the surface region of the electron supply layer.

(付記3)
付記2に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域の深さ、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域の深さは、前記電子供給層と前記チャネル層の間の界面よりも浅く形成される、半導体装置の製造方法。
(Appendix 3)
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 2,
The depth of the n-type semiconductor region for source contact and the depth of the n-type semiconductor region for drain contact are formed shallower than the interface between the electron supply layer and the channel layer. Method.

(付記4)
付記3に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(f)工程は、前記ソースコンタクト用n型半導体領域と前記ドレインコンタクト用n型半導体領域との間の第1距離よりも、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の第2距離が大きくなるように、前記ソース電極、および、前記ドレイン電極を形成し、
前記(f)工程で形成される前記ソース電極は、前記ソースコンタクト用n型半導体領域と直接接触し、前記(f)工程で形成される前記ドレイン電極は、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域と直接接触する、半導体装置の製造方法。
(Appendix 4)
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 3,
In the step (f), the second distance between the source electrode and the drain electrode is larger than the first distance between the n-type semiconductor region for source contact and the n-type semiconductor region for drain contact. Forming the source electrode and the drain electrode,
The source electrode formed in the step (f) is in direct contact with the n-type semiconductor region for source contact, and the drain electrode formed in the step (f) is connected to the n-type semiconductor region for drain contact. A method of manufacturing a semiconductor device in direct contact.

(付記5)
付記1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程は、400℃以上650℃以下の温度で前記加熱処理を実施する、半導体装置の製造方法。
(Appendix 5)
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
In the step (d), the heat treatment is performed at a temperature of 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower.

(付記6)
付記1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(c)工程で形成する前記反応膜は、金属膜、あるいは、金属シリサイド膜である、半導体装置の製造方法。
(Appendix 6)
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 1,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the reaction film formed in the step (c) is a metal film or a metal silicide film.

(付記7)
付記6に記載の半導体装置の製造方法において、
前記金属膜、あるいは、前記金属シリサイド膜には、チタン、タンタル、モリブデン、バナジウム、ニオブ、クロム、ジルコニウム、ハフニウム、アルミニウムのいずれかの元素が含まれている、半導体装置の製造方法。
(Appendix 7)
In the method for manufacturing a semiconductor device according to attachment 6,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the metal film or the metal silicide film contains any element of titanium, tantalum, molybdenum, vanadium, niobium, chromium, zirconium, hafnium, and aluminum.

1S 半導体基板
101 ソース領域
102 ドレイン領域
103 熱拡散領域
104 熱拡散領域
BUF バッファ層
CAP p型キャップ層
CF キャップ層
CH チャネル層
DE ドレイン電極
DEG 2次元電子ガス
DNR ドレインコンタクト用n型半導体領域
ES 電子供給層
GE ゲート電極
GOX ゲート絶縁膜
IF1 絶縁膜
L1 距離
L2 距離
LD 距離
LS 距離
PIF 保護絶縁膜
RF1 反応膜
SE ソース電極
SNR ソースコンタクト用n型半導体領域
SW サイドウォールスペーサ
1S semiconductor substrate 101 source region 102 drain region 103 thermal diffusion region 104 thermal diffusion region BUF buffer layer CAP p-type cap layer CF cap layer CH channel layer DE drain electrode DEG two-dimensional electron gas DNR n-type semiconductor region for drain contact ES electron supply Layer GE gate electrode GOX gate insulating film IF1 insulating film L1 distance L2 distance LD distance LS distance PIF protective insulating film RF1 reaction film SE source electrode SNR n-type semiconductor region for source contact SW sidewall spacer

Claims (19)

電界効果トランジスタを含み、
前記電界効果トランジスタは、
(a)第1窒化物半導体層からなるチャネル層と、
(b)前記チャネル層上に形成された第2窒化物半導体層からなる電子供給層と、
(c)前記電子供給層上に形成された一対のソース電極およびドレイン電極と、
(d)前記ソース電極と前記ドレイン電極に挟まれるように前記電子供給層上に形成されたゲート電極と、
(e)前記電子供給層の表面領域内に互いに離間して形成されたソースコンタクト用n型半導体領域およびドレインコンタクト用n型半導体領域と、
を備え、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域と前記ドレインコンタクト用n型半導体領域との間の第1距離は、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の第2距離よりも小さく、
前記ソース電極と前記ソースコンタクト用n型半導体領域は、直接接触し、
前記ドレイン電極と前記ドレインコンタクト用n型半導体領域は、直接接触し、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域の深さ、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域の深さは、ともに、前記チャネル層と前記電子供給層との界面よりも浅い、
半導体装置。
Including field effect transistors,
The field effect transistor is
(A) a channel layer made of a first nitride semiconductor layer;
(B) an electron supply layer comprising a second nitride semiconductor layer formed on the channel layer;
(C) a pair of source and drain electrodes formed on the electron supply layer;
(D) a gate electrode formed on the electron supply layer so as to be sandwiched between the source electrode and the drain electrode;
(E) a source contact n-type semiconductor region and a drain contact n-type semiconductor region formed in the surface region of the electron supply layer so as to be spaced apart from each other;
With
A first distance between the source contact n-type semiconductor region and the drain contact n-type semiconductor region is smaller than a second distance between the source electrode and the drain electrode;
The source electrode and the source contact n-type semiconductor region are in direct contact,
The drain electrode and the n-type semiconductor region for drain contact are in direct contact,
Both the depth of the source contact n-type semiconductor region and the depth of the drain contact n-type semiconductor region are shallower than the interface between the channel layer and the electron supply layer.
Semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域には、チタン、タンタル、モリブデン、バナジウム、ニオブ、クロム、ジルコニウム、ハフニウム、アルミニウムのいずれかの元素が含まれている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The n-type semiconductor region for source contact and the n-type semiconductor region for drain contact contain any element of titanium, tantalum, molybdenum, vanadium, niobium, chromium, zirconium, hafnium, and aluminum. Semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域には、窒素空孔が含まれている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device in which the n-type semiconductor region for source contact and the n-type semiconductor region for drain contact contain nitrogen vacancies.
請求項3に記載の半導体装置において、
前記窒素空孔の密度は、1×1019cm−3以上である、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 3.
The density of the said nitrogen vacancy is a semiconductor device which is 1 * 10 < 19 > cm < -3 > or more.
請求項3に記載の半導体装置において、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域には、さらに、シリコンが含まれている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 3.
The semiconductor device, wherein the n-type semiconductor region for source contact and the n-type semiconductor region for drain contact further contain silicon.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記ゲート電極の両側の側壁には、サイドウォールスペーサが形成されており、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域は、前記サイドウォールスペーサに整合して形成されている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
Side wall spacers are formed on the side walls on both sides of the gate electrode,
The n-type semiconductor region for source contact and the n-type semiconductor region for drain contact are formed in alignment with the sidewall spacer.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域と前記ゲート電極との間の距離と、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域と前記ゲート電極との間の距離は、異なる、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The distance between the source contact n-type semiconductor region and the gate electrode is different from the distance between the drain contact n-type semiconductor region and the gate electrode.
請求項7に記載の半導体装置において、
前記ドレインコンタクト用n型半導体領域と前記ゲート電極との間の距離は、前記ソースコンタクト用n型半導体領域と前記ゲート電極との間の距離よりも大きい、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 7,
The semiconductor device, wherein a distance between the drain contact n-type semiconductor region and the gate electrode is larger than a distance between the source contact n-type semiconductor region and the gate electrode.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記ゲート電極は、ニッケル膜、あるいは、プラチナ膜を含む、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The gate electrode is a semiconductor device including a nickel film or a platinum film.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記ゲート電極は、前記電子供給層と直接接触している、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the gate electrode is in direct contact with the electron supply layer.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記ゲート電極と前記電子供給層の間には、p型窒化物半導体層が形成されている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device, wherein a p-type nitride semiconductor layer is formed between the gate electrode and the electron supply layer.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記ゲート電極と前記電子供給層の間には、ゲート絶縁膜が形成されている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device, wherein a gate insulating film is formed between the gate electrode and the electron supply layer.
(a)第1窒化物半導体層からなるチャネル層を形成する工程と、
(b)前記チャネル層上に第2窒化物半導体層からなる電子供給層を形成する工程と、
(c)前記電子供給層上にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記電子供給層上に反応膜を形成する工程と、
(e)前記(d)工程後、加熱処理を実施する工程と、
(f)前記(e)工程後、前記反応膜を除去する工程と、
(g)前記(f)工程後、前記電子供給層上に、互いに離間したソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
(A) forming a channel layer made of the first nitride semiconductor layer;
(B) forming an electron supply layer made of a second nitride semiconductor layer on the channel layer;
(C) forming a gate electrode on the electron supply layer;
(D) forming a reaction film on the electron supply layer;
(E) a step of performing a heat treatment after the step (d);
(F) After the step (e), a step of removing the reaction film;
(G) after the step (f), forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other on the electron supply layer;
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程後、前記電子供給層の表面領域内に、互いに離間したソースコンタクト用n型半導体領域、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域が形成される、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 13,
After the step (e), the n-type semiconductor region for source contact and the n-type semiconductor region for drain contact which are separated from each other are formed in the surface region of the electron supply layer.
請求項14に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ソースコンタクト用n型半導体領域の深さ、および、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域の深さは、前記電子供給層と前記チャネル層の間の界面よりも浅く形成される、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 14,
The depth of the n-type semiconductor region for source contact and the depth of the n-type semiconductor region for drain contact are formed shallower than the interface between the electron supply layer and the channel layer. Method.
請求項15に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(g)工程は、前記ソースコンタクト用n型半導体領域と前記ドレインコンタクト用n型半導体領域との間の第1距離よりも、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の第2距離が大きくなるように、前記ソース電極、および、前記ドレイン電極を形成し、
前記(g)工程で形成される前記ソース電極は、前記ソースコンタクト用n型半導体領域と直接接触し、前記(g)工程で形成される前記ドレイン電極は、前記ドレインコンタクト用n型半導体領域と直接接触する、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 15,
In the step (g), the second distance between the source electrode and the drain electrode is larger than the first distance between the n-type semiconductor region for source contact and the n-type semiconductor region for drain contact. Forming the source electrode and the drain electrode,
The source electrode formed in the step (g) is in direct contact with the n-type semiconductor region for source contact, and the drain electrode formed in the step (g) is connected to the n-type semiconductor region for drain contact. A method of manufacturing a semiconductor device in direct contact.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程は、400℃以上650℃以下の温度で前記加熱処理を実施する、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 13,
In the step (e), the heat treatment is performed at a temperature of 400 ° C. or higher and 650 ° C. or lower.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程で形成する前記反応膜は、金属膜、あるいは、金属シリサイド膜である、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 13,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the reaction film formed in the step (d) is a metal film or a metal silicide film.
請求項18に記載の半導体装置の製造方法において、
前記金属膜、あるいは、前記金属シリサイド膜には、チタン、タンタル、モリブデン、バナジウム、ニオブ、クロム、ジルコニウム、ハフニウム、アルミニウムのいずれかの元素が含まれている、半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 18,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the metal film or the metal silicide film contains any element of titanium, tantalum, molybdenum, vanadium, niobium, chromium, zirconium, hafnium, and aluminum.
JP2013022559A 2013-02-07 2013-02-07 Semiconductor device and method of manufacturing the same Pending JP2014154685A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013022559A JP2014154685A (en) 2013-02-07 2013-02-07 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013022559A JP2014154685A (en) 2013-02-07 2013-02-07 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014154685A true JP2014154685A (en) 2014-08-25

Family

ID=51576255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013022559A Pending JP2014154685A (en) 2013-02-07 2013-02-07 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014154685A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021241059A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 ソニーグループ株式会社 Semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021241059A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 ソニーグループ株式会社 Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6174874B2 (en) Semiconductor device
JP4755961B2 (en) Nitride semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5468768B2 (en) Field effect transistor and manufacturing method thereof
JP5785153B2 (en) Compensated gate MISFET and manufacturing method thereof
JP5383652B2 (en) Field effect transistor and manufacturing method thereof
JP5577681B2 (en) Semiconductor device
JP2008305816A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2013235873A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2010153493A (en) Field-effect semiconductor device and method of fabrication
JP2008235613A (en) Semiconductor device
US11462635B2 (en) Nitride semiconductor device and method of manufacturing the same
WO2013011617A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing same
JP2011204717A (en) Compound semiconductor device
JP2007250910A (en) Semiconductor device
JP2010045073A (en) Field effect transistor and method of manufacturing field effect transistor
JP4815020B2 (en) Nitride semiconductor device
JP2013065612A (en) Nitride semiconductor device and manufacturing method of the same
JP2010062552A (en) Field-effect transistor and method of manufacturing the same
JP2011142358A (en) Nitride semiconductor device
JP2013229458A (en) Heterojunction field-effect transistor and method of manufacturing the same
JP2013225621A (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP5638846B2 (en) Field effect transistor
JP2008305894A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP5871785B2 (en) Heterojunction field effect transistor and manufacturing method thereof
JP5463529B2 (en) Method for manufacturing field effect transistor