JP2015133407A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve withstand voltage while reducing contact resistance.SOLUTION: A semiconductor device includes: a nitride semiconductor laminated structure 5 that includes an electron transit layer 3 and electron supply layer 4; a drain electrode 7 and source electrode 8 that are provided on the electron supply layer 4; and a gate electrode 6 that is provided on an upper part of the nitride semiconductor laminated structure 5. The drain electrode 7 is formed so that a plurality of recesses 7X and a plurality of protrusions 7Y, which extend in parallel in a width direction of the gate electrode, are provided in a contact part 7A contacting the electron supply layer 4 and so that a recess is arranged closest to the gate electrode 6.

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

従来、シリコン系の半導体を用いた半導体装置では、コンタクト抵抗を低減するための技術が種々提案されている。   Conventionally, various techniques for reducing contact resistance have been proposed for semiconductor devices using silicon-based semiconductors.

特開2004−260003号公報JP 2004-260003 A 特開平3−280532号公報JP-A-3-280532 特開平5−109643号公報JP-A-5-109643

ところで、窒化物半導体を用いた半導体装置として、例えばGaNを用いた高電子移動度トランジスタ(High Electron Mobility Transistor:HEMT;GaN−HEMT)などのGaNを用いた電界効果トランジスタがある。
このようなトランジスタでは、そのオン抵抗に占めるドレイン電極及びソース電極のコンタクト抵抗の割合が大きくなってしまう場合がある。この場合、トランジスタのオン抵抗を低減するために、コンタクト抵抗を低減することが必要になる。
By the way, as a semiconductor device using a nitride semiconductor, for example, there is a field effect transistor using GaN such as a high electron mobility transistor (HEMT; GaN-HEMT) using GaN.
In such a transistor, the ratio of the contact resistance of the drain electrode and the source electrode in the on-resistance may increase. In this case, it is necessary to reduce the contact resistance in order to reduce the on-resistance of the transistor.

一方、このようなトランジスタでは、耐圧を向上させることも必要である。
そこで、コンタクト抵抗を低減しながら、耐圧を向上させたい。
On the other hand, it is necessary to improve the breakdown voltage of such a transistor.
Therefore, it is desirable to improve the breakdown voltage while reducing the contact resistance.

本半導体装置は、電子走行層及び電子供給層を含む窒化物半導体積層構造と、電子供給層上に設けられたドレイン電極及びソース電極と、窒化物半導体積層構造の上方に設けられたゲート電極とを備え、ドレイン電極は、電子供給層に接するコンタクト部にゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有し、最もゲート電極側が凹部になっている。   The semiconductor device includes a nitride semiconductor multilayer structure including an electron transit layer and an electron supply layer, a drain electrode and a source electrode provided on the electron supply layer, a gate electrode provided above the nitride semiconductor multilayer structure, The drain electrode has a plurality of recesses and a plurality of projections extending in parallel to the width direction of the gate electrode at the contact portion in contact with the electron supply layer, and the recess is located closest to the gate electrode.

本半導体装置の製造方法は、電子走行層及び電子供給層を含む窒化物半導体積層構造を形成する工程と、窒化物半導体積層構造の上方にゲート電極を形成する工程と、電子供給層上にドレイン電極及びソース電極を形成する工程とを含み、ドレイン電極及びソース電極を形成する工程において、電子供給層に接するコンタクト部にゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有し、最もゲート電極側が凹部になっているドレイン電極を形成する。   The method for manufacturing the semiconductor device includes a step of forming a nitride semiconductor multilayer structure including an electron transit layer and an electron supply layer, a step of forming a gate electrode above the nitride semiconductor multilayer structure, and a drain on the electron supply layer. The step of forming the drain electrode and the source electrode, the contact portion in contact with the electron supply layer having a plurality of recesses and a plurality of projections extending in parallel to the width direction of the gate electrode. Then, a drain electrode having a concave portion on the most gate electrode side is formed.

したがって、本半導体装置及びその製造方法によれば、コンタクト抵抗を低減しながら、耐圧を向上させることができるという利点がある。   Therefore, according to the present semiconductor device and the manufacturing method thereof, there is an advantage that the breakdown voltage can be improved while reducing the contact resistance.

本実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing the composition of the semiconductor device concerning this embodiment. (A)〜(C)は、本実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式図であって、(A)は平面図であり、(B)は(A)中、a−b方向に沿う断面図であり、(C)は(A)中、c−d方向に沿う断面図である。(A)-(C) are the schematic diagrams which show the structure of the semiconductor device concerning this embodiment, (A) is a top view, (B) is along ab direction in (A). It is sectional drawing, (C) is sectional drawing which follows a cd direction in (A). (A)〜(F)は、ドレイン電極のゲート電極側のエッジにかかる電界強度、及び、電子供給層と電子走行層との界面付近の電子走行層の表面側にかかる電界強度のシミュレーション結果を示す図である。(A) to (F) show the simulation results of the electric field strength applied to the gate electrode side edge of the drain electrode and the electric field strength applied to the surface side of the electron transit layer in the vicinity of the interface between the electron supply layer and the electron transit layer. FIG. 図3(A)〜図3(F)における電子走行層の表面にかかる電界強度を、X軸方向位置と対応づけて示した図である。It is the figure which matched the electric field strength concerning the surface of the electron transit layer in FIG. 3 (A)-FIG. 3 (F), matched with the X-axis direction position. 比較例の半導体装置の構成を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device of a comparative example. 本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device concerning this embodiment. 本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device concerning this embodiment. 本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device concerning this embodiment. 本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device concerning this embodiment. 本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device concerning this embodiment. 本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device concerning this embodiment.

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図1〜図11を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる半導体装置は、例えば窒化物半導体を用いた窒化物半導体積層構造を備える半導体装置である。
本実施形態では、半導体装置として、窒化物半導体を用いたFET、具体的には、GaNを電子走行層に用い、AlGaNを電子供給層に用いた窒化物半導体積層構造(HEMT構造)を備え、かつ、ゲート電極の直下にp型半導体層としてp−GaN層を備えるエンハンスメントモード(E−mode)AlGaN/GaN−HEMTを例に挙げて説明する。
Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The semiconductor device according to the present embodiment is a semiconductor device including a nitride semiconductor multilayer structure using, for example, a nitride semiconductor.
In the present embodiment, the semiconductor device includes an FET using a nitride semiconductor, specifically, a nitride semiconductor stacked structure (HEMT structure) using GaN as an electron transit layer and AlGaN as an electron supply layer, An enhancement mode (E-mode) AlGaN / GaN-HEMT including a p-GaN layer as a p-type semiconductor layer immediately below the gate electrode will be described as an example.

なお、AlGaN/GaN−HEMTを、AlGaN/GaN−FETともいう。また、窒化物半導体積層構造を、III−V族窒化物半導体積層構造又はGaN系半導体積層構造ともいう。また、半導体装置を、窒化物半導体装置、III−V族窒化物半導体装置、GaN系半導体装置又はGaNデバイスともいう。また、エンハンスメントモードAlGaN/GaN−HEMTをノーマリオフ型AlGaN/GaN−HEMTともいう。   AlGaN / GaN-HEMT is also referred to as AlGaN / GaN-FET. The nitride semiconductor multilayer structure is also referred to as a III-V group nitride semiconductor multilayer structure or a GaN-based semiconductor multilayer structure. The semiconductor device is also referred to as a nitride semiconductor device, a III-V group nitride semiconductor device, a GaN-based semiconductor device, or a GaN device. Enhancement mode AlGaN / GaN-HEMT is also referred to as normally-off type AlGaN / GaN-HEMT.

本AlGaN/GaN−HEMTは、図2(A)〜図2(C)に示すように、例えばSi基板やSiC基板などの基板(半導体基板)1上に、必要に応じて設けられるバッファ層2、GaN電子走行層(チャネル層)3、AlGaN電子供給層4を積層させた窒化物半導体積層構造5を備える。この場合、電子走行層3と電子供給層4との界面近傍に2次元電子ガス(2DEG)が生成される。なお、各半導体層2〜4を、III−V族窒化物半導体層又は窒化物半導体層ともいう。また、図2(B)、図2(C)中、符号15は素子分離領域を示している。   As shown in FIGS. 2A to 2C, the present AlGaN / GaN-HEMT includes a buffer layer 2 provided as necessary on a substrate (semiconductor substrate) 1 such as a Si substrate or a SiC substrate. A nitride semiconductor multilayer structure 5 in which a GaN electron transit layer (channel layer) 3 and an AlGaN electron supply layer 4 are laminated. In this case, a two-dimensional electron gas (2DEG) is generated near the interface between the electron transit layer 3 and the electron supply layer 4. Each of the semiconductor layers 2 to 4 is also referred to as a group III-V nitride semiconductor layer or a nitride semiconductor layer. 2B and 2C, reference numeral 15 denotes an element isolation region.

そして、上述の窒化物半導体積層構造5の上方に、ゲート電極6、ドレイン電極7及びソース電極8が設けられている。
本実施形態では、上述の窒化物半導体積層構造5の上方に、p−GaN層9を挟んで、ゲート電極6が設けられている。つまり、上述の窒化物半導体積層構造5の最上層を構成するAlGaN電子供給層4上にp−GaN層9が設けられており、このp−GaN層9上にゲート電極6が設けられている。また、AlGaN電子供給層4上にドレイン電極7及びソース電極8が設けられている。これらのドレイン電極7及びソース電極8は、ゲート電極6を挟んで両側に設けられており、その下側端部がAlGaN電子供給層4の表面に接している。このドレイン電極7及びソース電極8の下側端部は、AlGaN電子供給層4に接する部分であるため、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部ともいう。
A gate electrode 6, a drain electrode 7, and a source electrode 8 are provided above the nitride semiconductor multilayer structure 5 described above.
In the present embodiment, the gate electrode 6 is provided above the nitride semiconductor multilayer structure 5 with the p-GaN layer 9 interposed therebetween. That is, the p-GaN layer 9 is provided on the AlGaN electron supply layer 4 constituting the uppermost layer of the nitride semiconductor multilayer structure 5 described above, and the gate electrode 6 is provided on the p-GaN layer 9. . A drain electrode 7 and a source electrode 8 are provided on the AlGaN electron supply layer 4. The drain electrode 7 and the source electrode 8 are provided on both sides of the gate electrode 6, and the lower ends thereof are in contact with the surface of the AlGaN electron supply layer 4. Since the lower end portions of the drain electrode 7 and the source electrode 8 are in contact with the AlGaN electron supply layer 4, they are also referred to as contact portions in contact with the AlGaN electron supply layer 4.

さらに、本実施形態では、上述の窒化物半導体積層構造5の最上層を構成するAlGaN電子供給層4上に、その表面全体を覆うように、絶縁膜10(層間絶縁膜;例えばSiN膜)が設けられている。
特に、本実施形態では、ドレイン電極7は、メタル電極であって、図1に示すように、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部7Aにゲート電極6の幅方向[図2(A)中、上下方向]に平行に延びる複数の凹部7X及び複数の凸部7Yを有し、最もゲート電極6側が凹部7Xになっている。これにより、コンタクト抵抗を低減しながら、耐圧を向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the insulating film 10 (interlayer insulating film; for example, SiN film) is formed on the AlGaN electron supply layer 4 constituting the uppermost layer of the nitride semiconductor multilayer structure 5 so as to cover the entire surface. Is provided.
In particular, in the present embodiment, the drain electrode 7 is a metal electrode, and as shown in FIG. 1, the contact electrode 7A in contact with the AlGaN electron supply layer 4 has a width direction of the gate electrode 6 [in FIG. A plurality of concave portions 7X and a plurality of convex portions 7Y extending in parallel with the [vertical direction] are provided, and the gate electrode 6 side is the concave portion 7X. Thereby, the breakdown voltage can be improved while reducing the contact resistance.

つまり、ドレイン電極7は、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部7Aにゲート電極6の幅方向に平行に延びる、即ち、図2(A)中、c−d方向に延びる複数の凹部7X及び複数の凸部7Yを有する。つまり、ドレイン電極7がAlGaN電子供給層4に接するコンタクト部7Aに有する複数の凹部7X及び複数の凸部7Yは、ドレイン電極7とソース電極8との間に流れる電流、即ち、ドレイン電極7とソース電極8との間に延びるチャネルに対して直交する方向に延びている。   That is, the drain electrode 7 extends in parallel with the width direction of the gate electrode 6 to the contact portion 7A in contact with the AlGaN electron supply layer 4, that is, a plurality of recesses 7X and a plurality of recesses 7X extending in the cd direction in FIG. Convex portion 7Y. That is, the plurality of recesses 7X and the plurality of protrusions 7Y included in the contact portion 7A in contact with the AlGaN electron supply layer 4 by the drain electrode 7 are currents flowing between the drain electrode 7 and the source electrode 8, that is, the drain electrode 7 and The channel extends in a direction orthogonal to the channel extending between the source electrode 8 and the source electrode 8.

これにより、ドレイン電極7及びソース電極8とAlGaN電子供給層4とのコンタクト面(界面)が凹凸面となり、その表面積が大きくなるため、コンタクト抵抗を低減(低抵抗化)することが可能となる。また、複数の凹部7X及び複数の凸部7Yはゲート電極6の幅方向に平行に延びるように設けられているため、ドレイン電極7のゲート電極6側のエッジがゲート電極6の幅方向に平行に直線状に延びることになる。これにより、ドレイン電極7のゲート電極6側のエッジにかかる電界をゲート電極6の幅方向に平行に延びる方向に一様にすることができ、耐圧を向上させることが可能となる。これに対し、このような凹凸をゲート電極の幅方向に直交する方向に延びるように設けると、ドレイン電極のゲート電極側のエッジがゲート電極の幅方向に沿ってステップ状に変化することになり、各角部に電界が集中するおそれがあるため、耐圧を向上させるのが難しくなる。   As a result, the contact surface (interface) between the drain electrode 7 and the source electrode 8 and the AlGaN electron supply layer 4 becomes an uneven surface, and the surface area increases, so that the contact resistance can be reduced (low resistance). . Further, since the plurality of concave portions 7X and the plurality of convex portions 7Y are provided so as to extend in parallel to the width direction of the gate electrode 6, the edge of the drain electrode 7 on the gate electrode 6 side is parallel to the width direction of the gate electrode 6. Will extend in a straight line. As a result, the electric field applied to the edge of the drain electrode 7 on the gate electrode 6 side can be made uniform in a direction extending parallel to the width direction of the gate electrode 6, and the breakdown voltage can be improved. On the other hand, if such irregularities are provided so as to extend in a direction perpendicular to the width direction of the gate electrode, the edge of the drain electrode on the gate electrode side changes stepwise along the width direction of the gate electrode. Since the electric field may concentrate on each corner, it is difficult to improve the breakdown voltage.

なお、凹部7X及び凸部7Yの断面形状は、図1に示されているような断面長方形状に限られるものではなく、例えば断面台形状などであっても良い。また、凹部7Xの底面の位置がAlGaN電子供給層4の位置に一致するようにしているが、これに限られるものではなく、AlGaN電子供給層4の厚さ方向にずれていても良い。例えば、AlGaN電子供給層4をドレイン電極形成領域にリセスを有するものとし、凹部7Xの底面の位置がリセスの底面の位置に一致するようにしても良い。なお、本実施形態では、AlGaN電子供給層4のドレイン電極形成領域において、ドレイン電極7の凸部7Yが設けられている部分のみがリセスになっていると見ることもできる。   In addition, the cross-sectional shape of the recessed part 7X and the convex part 7Y is not restricted to the cross-sectional rectangular shape as shown in FIG. 1, For example, cross-sectional trapezoid shape etc. may be sufficient. Further, the position of the bottom surface of the recess 7X is made to coincide with the position of the AlGaN electron supply layer 4, but the present invention is not limited to this, and it may be shifted in the thickness direction of the AlGaN electron supply layer 4. For example, the AlGaN electron supply layer 4 may have a recess in the drain electrode formation region, and the position of the bottom surface of the recess 7X may coincide with the position of the bottom surface of the recess. In the present embodiment, in the drain electrode formation region of the AlGaN electron supply layer 4, it can be considered that only the portion where the convex portion 7 </ b> Y of the drain electrode 7 is provided is a recess.

そして、上述のように、ドレイン電極7を、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部7Aにゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部7X及び複数の凸部7Yを有するものとする場合に、図1に示すように、最もゲート電極6側を凹部7Xにしている。この場合、ドレイン電極7のゲート電極6側の壁面において、複数の凹部7X及び複数の凸部7Yを有するコンタクト部7Aの壁面(即ち、最もゲート電極6側の凸部7Yの壁面)が、ゲート電極6から遠くなる方向へずらされることになる。   Then, as described above, when the drain electrode 7 has a plurality of concave portions 7X and a plurality of convex portions 7Y extending in parallel to the width direction of the gate electrode 6 in the contact portion 7A in contact with the AlGaN electron supply layer 4. As shown in FIG. 1, the gate electrode 6 side is the most recessed portion 7X. In this case, on the wall surface of the drain electrode 7 on the gate electrode 6 side, the wall surface of the contact portion 7A having a plurality of concave portions 7X and the plurality of convex portions 7Y (that is, the wall surface of the convex portion 7Y closest to the gate electrode 6) is the gate. It is shifted in a direction far from the electrode 6.

ここで、AlGaN電子供給層4とGaN電子走行層3との界面付近のGaN電子走行層3の表面側で二次元電子ガス濃度が高くなっており、このGaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度が高いと、インパクトイオン化によってリーク電流が増加し、耐圧が低下することになる。そして、このGaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度の高さは、ドレイン電極7のコンタクト部7Aのゲート電極6側のエッジにかかる電界強度の高さに依存する[例えば図3(A)参照]。   Here, the two-dimensional electron gas concentration is high on the surface side of the GaN electron transit layer 3 in the vicinity of the interface between the AlGaN electron supply layer 4 and the GaN electron transit layer 3, and is applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3. When the electric field strength is high, the leak current increases due to impact ionization, and the withstand voltage decreases. The height of the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 depends on the height of the electric field strength applied to the edge of the contact portion 7A of the drain electrode 7 on the gate electrode 6 side [for example, FIG. )reference].

上述のように、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて、最もゲート電極6側を凹部7Xにすることで、ゲート電極6側のエッジが2箇所になり[例えば図3(B)参照]、最もゲート電極6側のエッジ[例えば図3(B)中、左側のエッジE1参照]は、GaN電子走行層3の表面から遠くなる。この場合、上述のGaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度の高さは、GaN電子走行層3の表面に近い方のエッジ[例えば図3(B)中、右側のエッジE2参照]にかかる電界強度の高さに依存する。そして、GaN電子走行層3の表面に近い方のエッジは、GaN電子走行層3の表面から遠い方のエッジよりも、ゲート電極6から遠くなっているため、GaN電子走行層3の表面に近い方のエッジにかかる電界強度は、GaN電子走行層3の表面から遠い方のエッジにかかる電界強度よりも低くなる[例えば図3(B)参照]。このため、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側を凹部7Xにすることで、上述のGaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減(緩和)することができ[例えば図3(A)、図3(B)参照]、耐圧を向上させることが可能となる。   As described above, in the contact portion 7A of the drain electrode 7, by making the gate electrode 6 side the most concave portion 7X, there are two edges on the gate electrode 6 side [see, for example, FIG. The edge on the electrode 6 side [see the left edge E1 in FIG. 3B, for example] is far from the surface of the GaN electron transit layer 3. In this case, the height of the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 is the edge closer to the surface of the GaN electron transit layer 3 [see, for example, the right edge E2 in FIG. 3B]. It depends on the height of the electric field strength. Since the edge closer to the surface of the GaN electron transit layer 3 is farther from the gate electrode 6 than the edge far from the surface of the GaN electron transit layer 3, it is closer to the surface of the GaN electron transit layer 3. The electric field strength applied to one edge is lower than the electric field strength applied to the edge farther from the surface of the GaN electron transit layer 3 [see, for example, FIG. 3B]. For this reason, by making the gate electrode 6 side closest to the recess 7X in the contact portion 7A of the drain electrode 7, the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 can be reduced [for example, FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B)], the withstand voltage can be improved.

特に、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅、即ち、最もゲート電極6側の凹部7Xの凹部7Xが延びる方向(長手方向;ゲート電極6の幅方向)に直交する方向の長さは、約15nm以上約80nm以下であることが好ましい。この場合、ドレイン電極7のゲート電極6側の壁面において、複数の凹部7X及び複数の凸部7Yを有するコンタクト部7Aの壁面(即ち、最もゲート電極6側の凸部7Yの壁面)が、約15nm以上約80nm以下の距離だけ、ゲート電極6から遠くなる方向へずらされることになる。つまり、コンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凸部7Yを設ける位置に制限を設け、最もゲート電極6側の凸部7Yの壁面の位置が、ドレイン電極7のコンタクト部7A以外の部分のゲート電極6側の壁面に対して、約15nm以上約80nm以下の距離だけ、ゲート電極6から遠くなる方向へずれるようにしている。   In particular, the width of the recess 7X closest to the gate electrode 6, that is, the length in the direction orthogonal to the direction in which the recess 7X of the recess 7X closest to the gate electrode 6 extends (longitudinal direction; the width direction of the gate electrode 6) is about It is preferably 15 nm or more and about 80 nm or less. In this case, on the wall surface of the drain electrode 7 on the gate electrode 6 side, the wall surface of the contact portion 7A having the plurality of concave portions 7X and the plurality of convex portions 7Y (that is, the wall surface of the convex portion 7Y closest to the gate electrode 6) is about The distance is shifted from the gate electrode 6 by a distance of 15 nm or more and about 80 nm or less. That is, the position where the convex portion 7Y closest to the gate electrode 6 is provided in the contact portion 7A is limited, and the position of the wall surface of the convex portion 7Y closest to the gate electrode 6 is the gate other than the contact portion 7A of the drain electrode 7. The distance from the gate electrode 6 is shifted by a distance of about 15 nm to about 80 nm with respect to the wall surface on the electrode 6 side.

また、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅は、約25nm以上約80nm以下であることがより好ましい。
さらに、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅は、約50nm以上約80nm以下であることが最も好ましい。
ここで、図3(A)〜図3(F)は、ドレイン電極のゲート電極側のエッジにかかる電界強度、及び、電子供給層と電子走行層との界面付近の電子走行層の表面側にかかる電界強度のシミュレーション結果を示している。また、図4は、図3(A)〜図3(F)における電子走行層の表面にかかる電界強度を、X軸方向位置と対応づけて示している。
Further, the width of the recess 7X closest to the gate electrode 6 is more preferably about 25 nm or more and about 80 nm or less.
Further, the width of the recess 7X closest to the gate electrode 6 is most preferably not less than about 50 nm and not more than about 80 nm.
Here, FIG. 3A to FIG. 3F show the electric field strength applied to the edge of the drain electrode on the gate electrode side and the surface side of the electron transit layer in the vicinity of the interface between the electron supply layer and the electron transit layer. The simulation result of such electric field intensity is shown. FIG. 4 shows the electric field strength applied to the surface of the electron transit layer in FIGS. 3A to 3F in association with the position in the X-axis direction.

なお、図3(A)〜図3(F)では、ドレイン電極のゲート電極側のエッジにかかる電界強度、及び、電子供給層と電子走行層との界面付近の電子走行層の表面側にかかる電界強度が濃く示されており、電界強度が高くなっていることを意味する。但し、これら以外の部分、例えば図3(B)〜図3(F)中、符号Dで示す段部の近傍にかかる電界強度も濃く示されているが、その部分の電界強度は最も低くなっている。また、図3(A)は、比較例として、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側が凹部7Xになっておらず、凸部7Yになっている場合のシミュレーション結果を示している。また、図3(B)は、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅Aが約15nmの場合(A=約15nm)のシミュレーション結果を示している。また、図3(C)は、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅Aが約25nmの場合(A=約25nm)のシミュレーション結果を示している。また、図3(D)は、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅Aが約50nmの場合(A=約50nm)のシミュレーション結果を示している。また、図3(E)は、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅Aが約80nmの場合(A=約80nm)のシミュレーション結果を示している。また、図3(F)は、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅Aが約90nmの場合(A=約90nm)のシミュレーション結果を示している。   3A to 3F, the electric field strength applied to the edge of the drain electrode on the gate electrode side and the surface side of the electron transit layer in the vicinity of the interface between the electron supply layer and the electron transit layer. The electric field strength is shown deeply, which means that the electric field strength is high. However, in other parts, for example, in FIG. 3 (B) to FIG. 3 (F), the electric field strength applied in the vicinity of the step indicated by the symbol D is also shown deeply, but the electric field strength in that part is the lowest. ing. FIG. 3A shows a simulation result in the case where the contact portion 7A of the drain electrode 7 is not the concave portion 7X but the convex portion 7Y as a comparative example. FIG. 3B shows a simulation result when the width A of the recess 7X closest to the gate electrode 6 is about 15 nm (A = about 15 nm). FIG. 3C shows a simulation result when the width A of the recess 7X closest to the gate electrode 6 is about 25 nm (A = about 25 nm). FIG. 3D shows a simulation result when the width A of the recess 7X closest to the gate electrode 6 is about 50 nm (A = about 50 nm). FIG. 3E shows the simulation result when the width A of the recess 7X closest to the gate electrode 6 is about 80 nm (A = about 80 nm). FIG. 3F shows a simulation result when the width A of the recess 7X closest to the gate electrode 6 is about 90 nm (A = about 90 nm).

また、図4中、実線Aは、図3(A)における電子走行層の表面にかかる電界強度を示しており、実線Bは、図3(B)における電子走行層の表面にかかる電界強度を示しており、実線Cは、図3(C)における電子走行層の表面にかかる電界強度を示しており、実線Dは、図3(D)における電子走行層の表面にかかる電界強度を示しており、実線Eは、図3(E)における電子走行層の表面にかかる電界強度を示しており、実線Fは、図3(F)における電子走行層の表面にかかる電界強度を示している。   In FIG. 4, a solid line A indicates the electric field strength applied to the surface of the electron transit layer in FIG. 3A, and a solid line B indicates the electric field strength applied to the surface of the electron transit layer in FIG. The solid line C indicates the electric field strength applied to the surface of the electron transit layer in FIG. 3C, and the solid line D indicates the electric field strength applied to the surface of the electron transit layer in FIG. The solid line E indicates the electric field strength applied to the surface of the electron transit layer in FIG. 3E, and the solid line F indicates the electric field strength applied to the surface of the electron transit layer in FIG.

図3(A)〜図3(F)、図4に示すように、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側が凹部7Xになっておらず、凸部7Yになっている場合と比較して、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凹部7Xの幅を、約15nm、約25nm、約50nm、約80nm、約90nmとすることで、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減することができ、耐圧を向上させることが可能となる。   As shown in FIGS. 3A to 3F and FIG. 4, the contact portion 7A of the drain electrode 7 is not the concave portion 7X on the most side of the gate electrode 6 but is compared with the convex portion 7Y. Then, by setting the width of the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 in the contact portion 7A of the drain electrode 7 to about 15 nm, about 25 nm, about 50 nm, about 80 nm, and about 90 nm, the surface side of the GaN electron transit layer 3 It is possible to reduce the electric field strength applied to the film, and to improve the breakdown voltage.

また、図3(B)〜図3(E)、図4中、実線B〜実線Eで示すように、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凹部7Xの幅が約80nmまでは、この幅を大きくしていくことで、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減し、耐圧を向上させるという効果も大きくなっていく。
これに対し、図3(E)、図3(F)、図4中、実線E、実線Fで示すように、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凹部7Xの幅を、約80nmにしても、約90nmにしても、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度はあまり変化しない。つまり、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凹部7Xの幅が約80nmよりも大きくなると、この幅を大きくしても、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減し、耐圧を向上させるという効果はそれほど大きくならなくなる。
Further, as shown by solid lines B to E in FIGS. 3B to 3E and 4, the width of the recess 7X closest to the gate electrode 6 in the contact portion 7A of the drain electrode 7 is about 80 nm. By increasing this width, the effect of reducing the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 and improving the breakdown voltage also increases.
On the other hand, as shown by solid line E and solid line F in FIGS. 3 (E), 3 (F), and 4, the width of the recess 7X closest to the gate electrode 6 in the contact portion 7A of the drain electrode 7 is Even if it is about 80 nm or about 90 nm, the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 does not change much. That is, when the width of the recess 7X closest to the gate electrode 6 in the contact portion 7A of the drain electrode 7 is larger than about 80 nm, the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 is reduced even if the width is increased. However, the effect of improving the breakdown voltage is not so great.

一方、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凹部7Xの幅が大きくなるとともに、ドレイン電極7のコンタクト部7Aの凹部7X及び凸部7Yを設ける領域が狭くなるため、コンタクト抵抗を低減するという効果が小さくなる。
このような点を考慮すると、上述のように、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅は、約15nm以上約80nm以下とするのが好ましい。これにより、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減し、耐圧を向上させるという効果を得ながら、コンタクト抵抗を低減するという効果も十分に得られることになる。
On the other hand, in the contact portion 7A of the drain electrode 7, the width of the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 is increased, and the region where the concave portion 7X and the convex portion 7Y of the contact portion 7A of the drain electrode 7 are provided is narrowed. The effect of reducing becomes smaller.
Considering such points, as described above, the width of the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 is preferably about 15 nm or more and about 80 nm or less. Thereby, the effect of reducing the contact resistance can be sufficiently obtained while reducing the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 and improving the breakdown voltage.

また、図3(B)、図3(C)、図4中、実線B、実線Cで示すように、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凹部7Xの幅を、約15nmにした場合よりも、約25nmにした方が、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減し、耐圧を向上させるという効果が大きい。
この点を考慮すると、上述のように、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅は、約25nm以上約80nm以下とするのがより好ましい。これにより、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減し、耐圧を向上させるという効果をより得ながら、コンタクト抵抗を低減するという効果も十分に得られることになる。
3B, FIG. 3C, and FIG. 4, the width of the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 in the contact portion 7A of the drain electrode 7 is about 15 nm. The effect of reducing the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 and improving the withstand voltage is greater when the thickness is about 25 nm than when the thickness is about 25 nm.
Considering this point, as described above, the width of the recess 7X closest to the gate electrode 6 is more preferably about 25 nm or more and about 80 nm or less. As a result, the effect of reducing the contact resistance can be sufficiently obtained while obtaining the effect of reducing the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 and improving the breakdown voltage.

また、図3(C)、図3(D)、図4中、実線C、実線Dで示すように、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凹部7Xの幅を、約25nmにした場合よりも、約50nmにした方が、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減し、耐圧を向上させるという効果が大きい。そして、ドレイン電極7のコンタクト部7Aにおいて最もゲート電極6側の凹部7Xの幅を約50nmとすることで、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減し、耐圧を向上させるという効果が十分に得られる。   3C, FIG. 3D, and FIG. 4, the width of the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 in the contact portion 7A of the drain electrode 7 is about 25 nm. The effect of reducing the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 and improving the breakdown voltage is greater when the thickness is about 50 nm than when the thickness is about 50 nm. The width of the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 in the contact portion 7A of the drain electrode 7 is about 50 nm, thereby reducing the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 and improving the breakdown voltage. Is sufficiently obtained.

この点を考慮すると、上述のように、最もゲート電極6側の凹部7Xの幅は、約50nm以上約80nm以下とするのが最も好ましい。これにより、GaN電子走行層3の表面側にかかる電界強度を低減し、耐圧を向上させるという効果が十分に得ながら、コンタクト抵抗を低減するという効果も十分に得られることになる。
また、上述のドレイン電極7と同様に、ソース電極8も、メタル電極であって、図2(B)に示すように、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部8Aにゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部8X及び複数の凸部8Yを有するものとするのが好ましい。これにより、コンタクト抵抗をさらに低減することが可能となる。
Considering this point, as described above, the width of the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 is most preferably about 50 nm or more and about 80 nm or less. As a result, the electric field strength applied to the surface side of the GaN electron transit layer 3 is sufficiently reduced, and the effect of reducing the contact resistance is sufficiently obtained while the effect of improving the breakdown voltage is sufficiently obtained.
Similarly to the drain electrode 7 described above, the source electrode 8 is also a metal electrode. As shown in FIG. 2B, the contact portion 8A in contact with the AlGaN electron supply layer 4 is arranged in the width direction of the gate electrode 6. It is preferable to have a plurality of concave portions 8X and a plurality of convex portions 8Y extending in parallel. As a result, the contact resistance can be further reduced.

ところで、上述のように構成しているのは、以下の理由による。
例えば、AlGaN/GaN−HEMTであって、ゲート電極とドレイン電極との間の距離が短い低耐圧のものでは、トランジスタのオン抵抗(Ron)に占めるドレイン電極及びソース電極のコンタクト抵抗(SDコンタクト抵抗)の割合が大きくなる。特に、エンハンスメントモードAlGaN/GaN−HEMTであって、ゲート電極とドレイン電極との間の距離が短い低耐圧のものでは、トランジスタのオン抵抗全体に占めるドレイン電極及びソース電極のコンタクト抵抗の割合は約1/3程度となる。
By the way, the reason for the above configuration is as follows.
For example, in the case of an AlGaN / GaN-HEMT having a low breakdown voltage with a short distance between the gate electrode and the drain electrode, the contact resistance (SD contact resistance) of the drain electrode and the source electrode occupying the on-resistance (Ron) of the transistor ) Becomes larger. In particular, in the enhancement mode AlGaN / GaN-HEMT having a low breakdown voltage with a short distance between the gate electrode and the drain electrode, the ratio of the contact resistance of the drain electrode and the source electrode in the entire on-resistance of the transistor is about It becomes about 1/3.

このため、トランジスタのオン抵抗を低減するために、コンタクト抵抗を低減することが必要になる。
なお、例えば図5に示すように、ドレイン電極7及びソース電極8を形成する領域のAlGaN電子供給層4をリセスエッチングすること、即ち、AlGaN電子供給層4をエッチングして形成したリセス11、12にドレイン電極7及びソース電極8を設けることも考えられる。例えば、ドレイン電極形成領域及びソース電極形成領域の全領域を開口したレジストマスクを用いて、例えばドライエッチングでAlGaN電子供給層4をエッチングしてリセス11、12を形成し、これらのリセス11、12にドレイン電極7及びソース電極8を設けることも考えられる。しかしながら、この方法では、コンタクト抵抗を十分に低減するのは難しい。
For this reason, it is necessary to reduce the contact resistance in order to reduce the on-resistance of the transistor.
For example, as shown in FIG. 5, recess etching is performed on the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed, that is, recesses 11 and 12 formed by etching the AlGaN electron supply layer 4. It is also conceivable to provide the drain electrode 7 and the source electrode 8 on each other. For example, the AlGaN electron supply layer 4 is etched by, for example, dry etching to form the recesses 11 and 12 using a resist mask having openings in the drain electrode formation region and the source electrode formation region, and these recesses 11 and 12 are formed. It is also conceivable to provide the drain electrode 7 and the source electrode 8 on each other. However, with this method, it is difficult to sufficiently reduce the contact resistance.

一方、このようなトランジスタでは、耐圧を向上させることも必要である。
そこで、コンタクト抵抗を低減しながら、耐圧を向上させるべく、上述のように構成している。
次に、本実施形態にかかる半導体装置(エンハンスメントモードAlGaN/GaN−HEMT)の製造方法について、図6〜図11を参照しながら説明する。
On the other hand, it is necessary to improve the breakdown voltage of such a transistor.
In view of this, the structure is configured as described above in order to improve the breakdown voltage while reducing the contact resistance.
Next, a method for manufacturing the semiconductor device (enhancement mode AlGaN / GaN-HEMT) according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、図6に示すように、例えばSi基板又はSiC基板などの基板1上に、例えば有機金属化学気相成長(MOCVD;Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法などによって、必要に応じてバッファ層2、GaN電子走行層3、AlGaN電子供給層4を積層させて窒化物半導体積層構造5を形成し、さらに、その上にp−GaN層9Xを積層させる。   First, as shown in FIG. 6, a buffer layer 2 is formed on a substrate 1 such as a Si substrate or a SiC substrate, if necessary, for example, by a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. The nitride semiconductor multilayer structure 5 is formed by laminating the GaN electron transit layer 3 and the AlGaN electron supply layer 4, and the p-GaN layer 9X is further laminated thereon.

なお、MOCVD法の代わりに、有機金属気相成長(MOVPE:Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)法、又は、分子線エピタキシー(MBE;Molecular Beam Epitaxy)法等を用いても良い。
ここで、バッファ層2は、AlGa(1−x)N(0<x≦1)の積層膜で、その厚さが約1〜約3μm程度であり、一例として約2.6μm程度である。GaN電子走行層3は、その厚さが例えば約0.9μm〜約1.5μm程度であり、一例として約1.1μm程度である。また、AlGaN電子供給層4は、Al組成が約15%以上約25%以下程度、一例として約20%程度で、その厚さが例えば約10nm〜約20nm程度、一例として約12nm程度である。また、p−GaN層9Xは、その厚さが例えば約40nm〜約80nm程度であり、一例として約65nm程度であり、p型不純物として例えばMgを用い、そのドーピング濃度は例えば約1×1019cm−3〜約3×1019cm−3程度であり、一例として約2×1019cm−3程度である。
Instead of the MOCVD method, a metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method, a molecular beam epitaxy (MBE) method, or the like may be used.
Here, the buffer layer 2 is a laminated film of Al x Ga (1-x) N (0 <x ≦ 1), and has a thickness of about 1 to about 3 μm, for example, about 2.6 μm. is there. The thickness of the GaN electron transit layer 3 is, for example, about 0.9 μm to about 1.5 μm, for example, about 1.1 μm. The AlGaN electron supply layer 4 has an Al composition of about 15% to about 25%, for example, about 20%, and has a thickness of about 10 nm to about 20 nm, for example, about 12 nm. The p-GaN layer 9X has a thickness of about 40 nm to about 80 nm, for example, about 65 nm as an example. For example, Mg is used as a p-type impurity, and the doping concentration is about 1 × 10 19, for example. It is about cm −3 to about 3 × 10 19 cm −3 , and is about 2 × 10 19 cm −3 as an example.

次に、図7に示すように、p−GaN層9X上に、例えば厚さ40nmのp−SiN層などの犠牲層13を形成し、さらに、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、素子分離領域を形成する領域の上方に開口を有するレジストマスク14を形成する。
そして、このレジストマスク14を用いて、例えばイオン注入法によって、素子分離領域15を形成する。
Next, as shown in FIG. 7, a sacrificial layer 13 such as a p-SiN layer having a thickness of 40 nm is formed on the p-GaN layer 9 </ b> X, and an element isolation region is further formed using, for example, a photolithography technique. A resist mask 14 having an opening above the region to be formed is formed.
Then, using this resist mask 14, an element isolation region 15 is formed by ion implantation, for example.

ここで、イオン注入法によって素子分離領域15を形成する場合、例えばAr又はB系とし、一例としてArを約170keV、約5×1013cm−2で注入し、連続して、Arを約100keV、約1×1013cm−2で注入する。なお、これに限られるものではなく、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングで素子分離を行なっても良い。
次に、レジストマスク14及び犠牲層13を除去した後、図8に示すように、表面上の全面に、ゲートメタル層6Xを形成する。ここで、ゲートメタル層6Xは、例えば、Ti、TiN、TaN、Al、Wなどの金属層であり、一例として約100nmの厚さのTiN層である。なお、ゲートメタル層6Xは、金属層を積層させたものであっても良い。
Here, when the element isolation region 15 is formed by the ion implantation method, for example, an Ar or B system is used. As an example, Ar is implanted at about 170 keV and about 5 × 10 13 cm −2 , and Ar is continuously about 100 keV. Inject at about 1 × 10 13 cm −2 . However, the present invention is not limited to this. For example, element isolation may be performed by dry etching using a chlorine-based gas.
Next, after removing the resist mask 14 and the sacrificial layer 13, a gate metal layer 6X is formed on the entire surface as shown in FIG. Here, the gate metal layer 6X is, for example, a metal layer such as Ti, TiN, TaN, Al, or W, and is a TiN layer having a thickness of about 100 nm as an example. The gate metal layer 6X may be a stack of metal layers.

また、ゲートメタル層6X上に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、ゲート電極形成領域の上方を覆うレジストマスク16を形成する。
そして、このレジストマスク16を用いて、ゲートメタル層6Xをエッチングして、図9に示すように、ゲート電極6を形成する。続いて、p−GaN層9Xもエッチングして、ゲート電極6の直下のみにp−GaN層9が残るようにする。
Further, a resist mask 16 is formed on the gate metal layer 6X to cover the upper portion of the gate electrode formation region using, for example, a photolithography technique.
Then, the gate metal layer 6X is etched using the resist mask 16 to form the gate electrode 6 as shown in FIG. Subsequently, the p-GaN layer 9 </ b> X is also etched so that the p-GaN layer 9 remains only directly under the gate electrode 6.

このようにして、GaN電子走行層3及びAlGaN電子供給層4を含む窒化物半導体積層構造5の上方に、p−GaN層9を挟んで、ゲート電極6を形成する。
次に、レジストマスク16を除去した後、図9に示すように、表面上の全面にレジスト膜を形成し、ドレイン電極7及びソース電極8のコンタクト部7A、8Aを形成する領域を、ゲート電極6の幅方向に平行に延びるように、スリット状に複数箇所開口して、レジストマスク17を形成する。
In this manner, the gate electrode 6 is formed above the nitride semiconductor multilayer structure 5 including the GaN electron transit layer 3 and the AlGaN electron supply layer 4 with the p-GaN layer 9 interposed therebetween.
Next, after removing the resist mask 16, as shown in FIG. 9, a resist film is formed on the entire surface, and regions for forming the contact portions 7A and 8A of the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed as gate electrodes. A resist mask 17 is formed by opening a plurality of slits so as to extend in parallel with the width direction 6.

ここでは、レジストマスク17は、ドレイン電極7のコンタクト部7Aを形成する領域の最もゲート電極6側が残されるようにパターニングする。つまり、このレジストマスク17は、ドレイン電極7のコンタクト部7Aを形成する領域の最もゲート電極6側にスリット状の開口が設けられないようにパターニングする。
ここで、各開口の幅(スリット幅)、即ち、開口が延びる方向に直交する方向の長さは、例えば約0.2μm〜約1.0μm程度である。ここでは、各開口の間のレジストが残された部分の幅も同程度である。
Here, the resist mask 17 is patterned so that the region of the drain electrode 7 where the contact portion 7A is to be formed is left most on the gate electrode 6 side. That is, the resist mask 17 is patterned so that a slit-like opening is not provided on the most side of the gate electrode 6 in the region where the contact portion 7A of the drain electrode 7 is formed.
Here, the width of each opening (slit width), that is, the length in the direction orthogonal to the direction in which the opening extends is, for example, about 0.2 μm to about 1.0 μm. Here, the width of the portion where the resist is left between the openings is about the same.

そして、このレジストマスク17を用いて、例えばドライエッチングで、ドレイン電極7及びソース電極8のコンタクト部7A、8Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4をエッチングする。ここで、エッチング量、即ち、AlGaN電子供給層4をエッチングする深さは、例えば約5nm〜約15nm程度である。また、ガス系としては、例えば塩素やSF系を用いれば良い。なお、異方性エッチングであっても、等方性エッチングであっても良い。 Then, using this resist mask 17, the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portions 7A and 8A of the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed is etched by, for example, dry etching. Here, the etching amount, that is, the depth at which the AlGaN electron supply layer 4 is etched is, for example, about 5 nm to about 15 nm. As the gas system, for example, chlorine or SF x may be used. Note that anisotropic etching or isotropic etching may be used.

この場合、ドレイン電極7及びソース電極8のコンタクト部7A、8Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4の表面は、レジストマスク17の各開口を介してエッチングされるため、レジストマスク17の各開口の位置で凹部となり、各開口の間に残された部分の位置で凸部となる。つまり、ドレイン電極7及びソース電極8のコンタクト部7A、8Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4の表面は、スリット状にリセスエッチングされ、図10に示すように、複数の凹部及び複数の凸部が形成されることになる。この場合、凹部はリセスエッチング実施箇所であり、凸部はリセスエッチング未実施箇所である。   In this case, since the surface of the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portions 7A and 8A of the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed is etched through each opening of the resist mask 17, each opening of the resist mask 17 is formed. It becomes a recessed part in the position of, and becomes a convex part in the position of the part left between each opening. That is, the surface of the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portions 7A and 8A of the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed is recess-etched into a slit shape, and as shown in FIG. A part will be formed. In this case, the concave portion is a recess etching portion and the convex portion is a recess etching portion.

このようにして、ドレイン電極7及びソース電極8のコンタクト部7A、8Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4の表面に、ゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を形成する。
次に、レジストマスク17を除去した後、図10に示すように、表面上の全面に、絶縁膜10を形成する。つまり、AlGaN電子供給層4上に、その表面全体を覆うように、絶縁膜10を形成する。ここで、絶縁膜10は、例えばSiO膜、SiN膜などであり、一例としてTEOS膜(オルトケイ酸テトラエチル膜)である。
In this way, a plurality of concave portions and a plurality of convex portions extending in parallel to the width direction of the gate electrode 6 are formed on the surface of the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portions 7A and 8A of the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed. Form.
Next, after removing the resist mask 17, an insulating film 10 is formed on the entire surface as shown in FIG. That is, the insulating film 10 is formed on the AlGaN electron supply layer 4 so as to cover the entire surface. Here, the insulating film 10 is, for example, a SiO film, a SiN film, or the like, for example, a TEOS film (tetraethyl orthosilicate film).

次いで、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)による研磨又はSOG(Spin On Glass)塗布による平坦化工程を実施した後、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、ドレイン電極形成領域及びソース電極形成領域の上方に開口を有するレジストマスク18を形成する。
特に、このレジストマスク18のドレイン電極形成領域の上方に位置する開口は、そのゲート電極6側の壁面が、ドレイン電極7のコンタクト部7Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4の表面に形成された複数の凹部の中の最もゲート電極6側の凹部よりもゲート電極6側に位置するようにパターニングする。これは、後述するように、ドレイン電極7のコンタクト部7Aの最もゲート電極6側が凹部7Xになるようにするためである。
Next, after performing a planarization step by polishing by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or SOG (Spin On Glass), for example, an opening is formed above the drain electrode formation region and the source electrode formation region by using, for example, a photolithography technique. A resist mask 18 is formed.
In particular, the opening located above the drain electrode formation region of the resist mask 18 has a wall surface on the gate electrode 6 side formed on the surface of the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portion 7A of the drain electrode 7 is formed. Further, the patterning is performed so as to be positioned closer to the gate electrode 6 than the recess closest to the gate electrode 6 among the plurality of recesses. This is to make the recess 7X closest to the gate electrode 6 side of the contact portion 7A of the drain electrode 7, as will be described later.

この場合、レジストマスク18のドレイン電極形成領域の上方に位置する開口のゲート電極6側の壁面と、ドレイン電極7のコンタクト部7Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4の表面に形成された最もゲート電極6側の凹部との間の距離(凹部が延びる方向、すなわち、ゲート電極6の幅方向に直交する方向の長さ)は、約15nm以上約80nm以下とするのが好ましい。また、この距離は、約25nm以上約80nm以下であることがより好ましい。さらに、この距離は、約50nm以上約80nm以下であることが最も好ましい。   In this case, the gate electrode 6 side wall surface of the opening located above the drain electrode formation region of the resist mask 18 and the surface of the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portion 7A of the drain electrode 7 is formed are the most. The distance from the recess on the gate electrode 6 side (the direction in which the recess extends, that is, the length in the direction perpendicular to the width direction of the gate electrode 6) is preferably about 15 nm or more and about 80 nm or less. The distance is more preferably about 25 nm or more and about 80 nm or less. Furthermore, this distance is most preferably not less than about 50 nm and not more than about 80 nm.

そして、このレジストマスク18を用いて、絶縁膜10をエッチングして、ドレイン電極形成領域及びソース電極形成領域に形成されている絶縁膜10を除去する。このようにして、絶縁膜10にドレイン電極7及びソース電極8を形成するための開口を形成する。
次に、図11に示すように、ドレイン電極形成領域及びソース電極形成領域、即ち、絶縁膜10に形成された開口に、ドレイン電極7及びソース電極8の材料となるメタルを埋め込む。ここで、ドレイン電極7及びソース電極8の材料となるメタルは、例えば、Al、TiN、Ti、TaN、Wなどの金属であり、積層しても良く、一例としてTiとAlを積層する。
Then, the insulating film 10 is etched using the resist mask 18 to remove the insulating film 10 formed in the drain electrode formation region and the source electrode formation region. In this manner, openings for forming the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed in the insulating film 10.
Next, as shown in FIG. 11, a metal used as a material for the drain electrode 7 and the source electrode 8 is buried in the drain electrode formation region and the source electrode formation region, that is, the opening formed in the insulating film 10. Here, the metal used as the material of the drain electrode 7 and the source electrode 8 is, for example, a metal such as Al, TiN, Ti, TaN, and W, and may be laminated. For example, Ti and Al are laminated.

このようにして、AlGaN電子供給層4上にドレイン電極7及びソース電極8を形成する。つまり、ゲート電極6を挟んで両側にドレイン電極7及びソース電極8を形成し、これらのドレイン電極7及びソース電極8の下側端部がAlGaN電子供給層4の表面に接する。
特に、上述のように、ドレイン電極7及びソース電極8のコンタクト部7A、8Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4の表面には、ゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部が形成されている。このため、ドレイン電極形成領域及びソース電極形成領域にドレイン電極7及びソース電極8の材料となるメタルを埋め込むことによって形成されるドレイン電極7及びソース電極8の下側端部(コンタクト部7A,8A)にも、ゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部7X,8X及び複数の凸部7Y,8Yが形成される。つまり、ドレイン電極7及びソース電極8は、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部7A,8Aにゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部7X,8X及び複数の凸部7Y,8Yを有するものとなる。これにより、ドレイン電極7及びソース電極8とAlGaN電子供給層4とのコンタクト面が凹凸面となり、その表面積が大きくなるため、コンタクト抵抗を低減することが可能となる。
In this way, the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed on the AlGaN electron supply layer 4. That is, the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed on both sides of the gate electrode 6, and the lower ends of the drain electrode 7 and the source electrode 8 are in contact with the surface of the AlGaN electron supply layer 4.
In particular, as described above, the surface of the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portions 7A and 8A of the drain electrode 7 and the source electrode 8 are formed has a plurality of recesses and a plurality of recesses extending in parallel to the width direction of the gate electrode 6. The convex part is formed. For this reason, lower end portions of the drain electrode 7 and the source electrode 8 (contact portions 7A and 8A) formed by embedding metal used as a material for the drain electrode 7 and the source electrode 8 in the drain electrode formation region and the source electrode formation region. ) Are also formed with a plurality of recesses 7X, 8X and a plurality of projections 7Y, 8Y extending parallel to the width direction of the gate electrode 6. That is, the drain electrode 7 and the source electrode 8 have a plurality of concave portions 7X, 8X and a plurality of convex portions 7Y, 8Y extending in parallel with the width direction of the gate electrode 6 at the contact portions 7A, 8A in contact with the AlGaN electron supply layer 4. It will be a thing. Thereby, the contact surface of the drain electrode 7 and the source electrode 8 and the AlGaN electron supply layer 4 becomes an uneven surface, and its surface area increases, so that the contact resistance can be reduced.

また、複数の凹部7X及び複数の凸部7Yはゲート電極6の幅方向に平行に延びるように設けられるため、ドレイン電極7のゲート電極6側のエッジにかかる電界をゲート電極6の幅方向に平行に延びる方向に一様にすることができ、耐圧を向上させることが可能となる。
そして、上述のように、レジストマスク18のドレイン電極形成領域の上方に位置する開口は、そのゲート電極6側の壁面が、ドレイン電極7のコンタクト部7Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4の表面に形成された複数の凹部の中の最もゲート電極6側の凹部よりもゲート電極6側に位置するようにパターニングされている。このため、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部7Aにゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部7X及び複数の凸部7Yを有するドレイン電極7は、最もゲート電極6側が凹部7Xになっている。これにより、ドレイン電極7のゲート電極6側のエッジにかかる電界を緩和することができ、耐圧を向上させることが可能となる。
Further, since the plurality of concave portions 7X and the plurality of convex portions 7Y are provided so as to extend in parallel with the width direction of the gate electrode 6, an electric field applied to the edge of the drain electrode 7 on the gate electrode 6 side is applied in the width direction of the gate electrode 6. It can be made uniform in the direction extending in parallel, and the breakdown voltage can be improved.
As described above, the opening located above the drain electrode formation region of the resist mask 18 has a wall surface on the gate electrode 6 side of the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portion 7A of the drain electrode 7 is formed. Patterning is performed so as to be positioned closer to the gate electrode 6 than the recess closest to the gate electrode 6 among the plurality of recesses formed on the surface. Therefore, the drain electrode 7 having a plurality of concave portions 7X and a plurality of convex portions 7Y extending in parallel with the width direction of the gate electrode 6 in the contact portion 7A in contact with the AlGaN electron supply layer 4 has the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 side. ing. Thereby, the electric field applied to the edge of the drain electrode 7 on the gate electrode 6 side can be relaxed, and the breakdown voltage can be improved.

特に、上述のように、レジストマスク18のドレイン電極形成領域の上方に位置する開口のゲート電極6側の壁面と、ドレイン電極7のコンタクト部7Aを形成する領域のAlGaN電子供給層4の表面に形成された最もゲート電極6側の凹部との間の距離を、約15nm以上約80nm以下とした場合には、ドレイン電極7のコンタクト部7Aの最もゲート電極6側の凹部7Xの幅、即ち、その凹部7Xが延びる方向(ゲート電極6の幅方向)に直交する方向の長さは、約15nm以上約80nm以下となる。また、上述の距離を約25nm以上約80nm以下とした場合には、この幅(長さ)は約25nm以上約80nm以下となる。さらに、上述の距離を約50nm以上約80nm以下とした場合には、この幅(長さ)は約50nm以上約80nm以下となる。   In particular, as described above, on the wall surface on the gate electrode 6 side of the opening located above the drain electrode formation region of the resist mask 18 and the surface of the AlGaN electron supply layer 4 in the region where the contact portion 7A of the drain electrode 7 is formed. When the distance between the formed concave portion closest to the gate electrode 6 is about 15 nm or more and about 80 nm or less, the width of the concave portion 7X closest to the gate electrode 6 of the contact portion 7A of the drain electrode 7, that is, The length in the direction orthogonal to the direction in which the recess 7X extends (the width direction of the gate electrode 6) is about 15 nm or more and about 80 nm or less. Further, when the above-mentioned distance is about 25 nm or more and about 80 nm or less, the width (length) is about 25 nm or more and about 80 nm or less. Further, when the above-mentioned distance is set to about 50 nm or more and about 80 nm or less, the width (length) is about 50 nm or more and about 80 nm or less.

このように、ドレイン電極7及びソース電極8を形成する工程において、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部7Aにゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部7X及び複数の凸部7Yを有し、最もゲート電極6側が凹部7Xになっているドレイン電極7を形成することになる。この場合、最もゲート電極6側の凹部7Xの凹部7Xが延びる方向(ゲート電極6の幅方向)に直交する方向の長さは、約15nm以上約80nm以下であることが好ましい。また、この長さは、約25nm以上約80nm以下であることがより好ましい。さらに、この長さは、約50nm以上約80nm以下であることが最も好ましい。さらに、このドレイン電極7及びソース電極8を形成する工程において、AlGaN電子供給層4に接するコンタクト部8Aにゲート電極6の幅方向に平行に延びる複数の凹部8X及び複数の凸部8Yを有するソース電極8を形成することになる。   Thus, in the step of forming the drain electrode 7 and the source electrode 8, the contact portion 7A in contact with the AlGaN electron supply layer 4 has a plurality of concave portions 7X and a plurality of convex portions 7Y extending in parallel to the width direction of the gate electrode 6. As a result, the drain electrode 7 having the recess 7X on the most side of the gate electrode 6 is formed. In this case, the length of the recess 7X closest to the gate electrode 6 in the direction perpendicular to the direction in which the recess 7X extends (the width direction of the gate electrode 6) is preferably about 15 nm or more and about 80 nm or less. The length is more preferably about 25 nm or more and about 80 nm or less. Further, this length is most preferably not less than about 50 nm and not more than about 80 nm. Further, in the step of forming the drain electrode 7 and the source electrode 8, a source having a plurality of concave portions 8X and a plurality of convex portions 8Y extending in parallel to the width direction of the gate electrode 6 in the contact portion 8A in contact with the AlGaN electron supply layer 4 The electrode 8 is formed.

その後、図示していないが、配線等を形成する各工程を経て、半導体装置(エンハンスメントモードAlGaN/GaN−HEMT)が完成する。
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、コンタクト抵抗を低減しながら、耐圧を向上させることができるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、半導体装置として、GaNを電子走行層に用い、AlGaNを電子供給層に用いたAlGaN/GaN−HEMTを例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、GaNを電子走行層に用い、InAlNを電子供給層に用いたInAlN/GaN−HEMT、あるいは、GaNを電子走行層に用い、InAlGaNを電子供給層に用いたInAlGaN/GaN−HEMTにも本発明を適用することもできる。また、他の窒化物半導体積層構造を有するものに本発明を適用することもできる。例えば、窒化物半導体積層構造は、少なくとも電子供給層、電子走行層を含むものであれば良く、例えばキャップ層を含むものであっても良い。
Thereafter, although not shown, a semiconductor device (enhancement mode AlGaN / GaN-HEMT) is completed through each step of forming wirings and the like.
Therefore, the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment have the advantage that the breakdown voltage can be improved while reducing the contact resistance.
In the above-described embodiment, the semiconductor device is described by taking an AlGaN / GaN-HEMT using GaN as an electron transit layer and AlGaN as an electron supply layer as an example. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, InAlN / GaN-HEMT using GaN as an electron transit layer and InAlN as an electron supply layer, or InAlGaN / GaN-HEMT using GaN as an electron transit layer and InAlGaN as an electron supply layer The invention can also be applied. Further, the present invention can be applied to those having other nitride semiconductor multilayer structures. For example, the nitride semiconductor multilayer structure only needs to include at least an electron supply layer and an electron transit layer, and may include a cap layer, for example.

また、上述の実施形態では、ゲート電極の直下にp−GaN層を備えるエンハンスメントモードAlGaN/GaN−HEMTを例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、ゲート電極の直下にp−GaN層を備えない、デプレッションモード(D−mode)AlGaN/GaN−HEMTにも本発明を適用することができる。
また、上述の実施形態では、半導体装置として、ゲートリセスを有しないHEMTを例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、ゲートリセスを有するHEMTに本発明を適用することもできる。
In the above-described embodiment, the enhancement mode AlGaN / GaN-HEMT including the p-GaN layer immediately below the gate electrode is described as an example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a depletion mode (D-mode) AlGaN / GaN-HEMT that does not include a p-GaN layer immediately below.
In the above-described embodiment, the HEMT having no gate recess is described as an example of the semiconductor device, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a HEMT having a gate recess.

また、上述の実施形態では、半導体装置として、ゲート絶縁膜を有しないHEMTを例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、ゲート絶縁膜を有するHEMTに本発明を適用することもできる。
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
In the above-described embodiment, the HEMT that does not include a gate insulating film is described as an example of the semiconductor device. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a HEMT having a gate insulating film.
Note that the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
(付記1)
電子走行層及び電子供給層を含む窒化物半導体積層構造と、
前記電子供給層上に設けられたドレイン電極及びソース電極と、
前記窒化物半導体積層構造の上方に設けられたゲート電極とを備え、
前記ドレイン電極は、前記電子供給層に接するコンタクト部に前記ゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有し、最も前記ゲート電極側が前記凹部になっていることを特徴とする半導体装置。
Hereinafter, additional notes will be disclosed regarding the above-described embodiment and modifications.
(Appendix 1)
A nitride semiconductor multilayer structure including an electron transit layer and an electron supply layer;
A drain electrode and a source electrode provided on the electron supply layer;
A gate electrode provided above the nitride semiconductor multilayer structure,
The drain electrode has a plurality of recesses and a plurality of projections extending in parallel to the width direction of the gate electrode at a contact portion in contact with the electron supply layer, and the recess is located closest to the gate electrode. A semiconductor device.

(付記2)
最も前記ゲート電極側の前記凹部の前記ゲート電極の幅方向に直交する方向の長さが、15nm以上80nm以下であることを特徴とする、付記1に記載の半導体装置。
(付記3)
最も前記ゲート電極側の前記凹部の前記ゲート電極の幅方向に直交する方向の長さが、25nm以上80nm以下であることを特徴とする、付記1に記載の半導体装置。
(付記4)
最も前記ゲート電極側の前記凹部の前記ゲート電極の幅方向に直交する方向の長さが、50nm以上80nm以下であることを特徴とする、付記1に記載の半導体装置。
(付記5)
前記ソース電極は、前記電子供給層に接するコンタクト部に前記ゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有することを特徴とする、付記1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。
(Appendix 2)
The semiconductor device according to appendix 1, wherein a length of the concave portion closest to the gate electrode in a direction orthogonal to the width direction of the gate electrode is 15 nm or more and 80 nm or less.
(Appendix 3)
2. The semiconductor device according to appendix 1, wherein a length of the concave portion closest to the gate electrode in a direction orthogonal to the width direction of the gate electrode is 25 nm or more and 80 nm or less.
(Appendix 4)
The semiconductor device according to appendix 1, wherein a length of the concave portion closest to the gate electrode in a direction orthogonal to the width direction of the gate electrode is 50 nm or more and 80 nm or less.
(Appendix 5)
The source electrode has a plurality of concave portions and a plurality of convex portions extending in parallel with the width direction of the gate electrode in a contact portion in contact with the electron supply layer. The semiconductor device described.

(付記6)
電子走行層及び電子供給層を含む窒化物半導体積層構造を形成する工程と、
前記窒化物半導体積層構造の上方にゲート電極を形成する工程と、
前記電子供給層上にドレイン電極及びソース電極を形成する工程とを含み、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極を形成する工程において、前記電子供給層に接するコンタクト部に前記ゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有し、最も前記ゲート電極側が前記凹部になっているドレイン電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Appendix 6)
Forming a nitride semiconductor multilayer structure including an electron transit layer and an electron supply layer;
Forming a gate electrode above the nitride semiconductor multilayer structure;
Forming a drain electrode and a source electrode on the electron supply layer,
In the step of forming the drain electrode and the source electrode, the contact portion in contact with the electron supply layer has a plurality of concave portions and a plurality of convex portions extending in parallel with the width direction of the gate electrode, and the gate electrode side is the most A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a drain electrode having a recess.

(付記7)
最も前記ゲート電極側の前記凹部の前記ゲート電極の幅方向に直交する方向の長さが、15nm以上80nm以下であることを特徴とする、付記6に記載の半導体装置の製造方法。
(付記8)
前記ドレイン電極及び前記ソース電極を形成する工程において、前記電子供給層に接するコンタクト部に前記ゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有するソース電極を形成することを特徴とする、付記6又は7に記載の半導体装置の製造方法。
(Appendix 7)
The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 6, wherein a length of the concave portion closest to the gate electrode in a direction orthogonal to a width direction of the gate electrode is 15 nm or more and 80 nm or less.
(Appendix 8)
In the step of forming the drain electrode and the source electrode, a source electrode having a plurality of concave portions and a plurality of convex portions extending in parallel to the width direction of the gate electrode is formed in a contact portion in contact with the electron supply layer. The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 6 or 7.

1 基板(半導体基板)
2 バッファ層
3 GaN電子走行層
4 AlGaN電子供給層
5 窒化物半導体積層構造
6 ゲート電極
6X ゲートメタル層
7 ドレイン電極
7A コンタクト部
7X 凹部
7Y 凸部
8 ソース電極
8A コンタクト部
8X 凹部
8Y 凸部
9、9X p−GaN層
10 絶縁膜
11、12 リセス
13 犠牲層
14 レジストマスク
15 素子分離領域
16〜18 レジストマスク
1 Substrate (semiconductor substrate)
2 Buffer layer 3 GaN electron transit layer 4 AlGaN electron supply layer 5 Nitride semiconductor multilayer structure 6 Gate electrode 6X Gate metal layer 7 Drain electrode 7A Contact portion 7X Concavity 7Y Convex portion 8 Source electrode 8A Contact portion 8X Concavity 8Y Convex portion 9, 9X p-GaN layer 10 Insulating film 11, 12 Recess 13 Sacrificial layer 14 Resist mask 15 Element isolation region 16-18 Resist mask

Claims (4)

電子走行層及び電子供給層を含む窒化物半導体積層構造と、
前記電子供給層上に設けられたドレイン電極及びソース電極と、
前記窒化物半導体積層構造の上方に設けられたゲート電極とを備え、
前記ドレイン電極は、前記電子供給層に接するコンタクト部に前記ゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有し、最も前記ゲート電極側が前記凹部になっていることを特徴とする半導体装置。
A nitride semiconductor multilayer structure including an electron transit layer and an electron supply layer;
A drain electrode and a source electrode provided on the electron supply layer;
A gate electrode provided above the nitride semiconductor multilayer structure,
The drain electrode has a plurality of recesses and a plurality of projections extending in parallel to the width direction of the gate electrode at a contact portion in contact with the electron supply layer, and the recess is located closest to the gate electrode. A semiconductor device.
最も前記ゲート電極側の前記凹部の前記ゲート電極の幅方向に直交する方向の長さが、15nm以上80nm以下であることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the length of the concave portion closest to the gate electrode in a direction orthogonal to the width direction of the gate electrode is 15 nm or more and 80 nm or less. 前記ソース電極は、前記電子供給層に接するコンタクト部に前記ゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the source electrode has a plurality of concave portions and a plurality of convex portions that extend in parallel with a width direction of the gate electrode in a contact portion that is in contact with the electron supply layer. . 電子走行層及び電子供給層を含む窒化物半導体積層構造を形成する工程と、
前記窒化物半導体積層構造の上方にゲート電極を形成する工程と、
前記電子供給層上にドレイン電極及びソース電極を形成する工程とを含み、
前記ドレイン電極及び前記ソース電極を形成する工程において、前記電子供給層に接するコンタクト部に前記ゲート電極の幅方向に平行に延びる複数の凹部及び複数の凸部を有し、最も前記ゲート電極側が前記凹部になっているドレイン電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a nitride semiconductor multilayer structure including an electron transit layer and an electron supply layer;
Forming a gate electrode above the nitride semiconductor multilayer structure;
Forming a drain electrode and a source electrode on the electron supply layer,
In the step of forming the drain electrode and the source electrode, the contact portion in contact with the electron supply layer has a plurality of concave portions and a plurality of convex portions extending in parallel with the width direction of the gate electrode, and the gate electrode side is the most A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a drain electrode having a recess.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106340536A (en) * 2016-08-05 2017-01-18 苏州捷芯威半导体有限公司 Power semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2017073506A (en) * 2015-10-08 2017-04-13 ローム株式会社 Nitride semiconductor device and method for manufacturing the same
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US11948864B2 (en) 2021-03-23 2024-04-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device

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