JP2023103681A - Manufacturing method of nitride semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of nitride semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2023103681A
JP2023103681A JP2022004337A JP2022004337A JP2023103681A JP 2023103681 A JP2023103681 A JP 2023103681A JP 2022004337 A JP2022004337 A JP 2022004337A JP 2022004337 A JP2022004337 A JP 2022004337A JP 2023103681 A JP2023103681 A JP 2023103681A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitride semiconductor
protective film
film
semiconductor device
manufacturing
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
JP2022004337A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
祐貴 大内
Yuki Ouchi
亮 田中
Akira Tanaka
勝典 上野
Katsunori Ueno
信也 高島
Shinya Takashima
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2022004337A priority Critical patent/JP2023103681A/en
Publication of JP2023103681A publication Critical patent/JP2023103681A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

To provide a manufacturing method for a nitride semiconductor device capable of realizing a P-type region with high concentration and small concentration variation.SOLUTION: A manufacturing method of a nitride semiconductor device includes the steps of ion-implanting an acceptor element into a nitride semiconductor such that the concentration of the acceptor element in the nitride semiconductor is 1×1019 cm-3 or more and 1×1021 cm-3 or less, forming a first protective film on a region of the nitride semiconductor into which the acceptor element has been ion-implanted, and subjecting the nitride semiconductor on which the first protective film is formed to a first heat treatment to form a P-type region in the nitride semiconductor. The first protective film is a crystalline film having such polarization as to induce electrons in the surface layer of the nitride semiconductor.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、窒化物半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a nitride semiconductor device.

縦型のMOS(Metal Oxide Semiconductor)構造を有する窒化物半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、窒化物半導体装置では、マグネシウム(Mg)をドーパントとして用いることによりP型の伝導度制御が可能である(例えば、特許文献2参照)。 A nitride semiconductor device having a vertical MOS (Metal Oxide Semiconductor) structure is known (see Patent Document 1, for example). Further, in a nitride semiconductor device, P-type conductivity can be controlled by using magnesium (Mg) as a dopant (see, for example, Patent Document 2).

窒化物半導体装置において、良好なオーミック接触を実現するためには、高濃度のP型領域を窒化物半導体に選択的に形成する必要がある。P型領域を選択形成する手法としては、コスト、生産性、信頼性の観点でイオン注入が望ましい。しかし、窒化物半導体に対してMgを高濃度にイオン注入し、Mgを活性化させるために高温度で熱処理を施すと、Mgがロッド状に高密度に偏析する。Mgがロッド状に高密度に偏析すると、偏析が生じている領域以外の領域でMg濃度は低下する。このため、高濃度で、濃度のばらつきが小さいP型領域をイオン注入で形成することは難しかった(例えば、非特許文献1参照)。 In order to achieve good ohmic contact in a nitride semiconductor device, it is necessary to selectively form a high-concentration P-type region in the nitride semiconductor. As a method for selectively forming the P-type region, ion implantation is desirable from the viewpoint of cost, productivity, and reliability. However, when Mg is ion-implanted into a nitride semiconductor at a high concentration and heat treatment is performed at a high temperature to activate Mg, Mg segregates in a rod shape at a high density. When Mg segregates in a rod shape at a high density, the Mg concentration decreases in regions other than the region where segregation occurs. Therefore, it has been difficult to form a P-type region with high concentration and small concentration variation by ion implantation (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開2019-096744号公報JP 2019-096744 A 特開2014-086698号公報JP 2014-086698 A

Kumar et.al.,J.Appl.Phys.126(2019)235704.Kumar et. al. , J. Appl. Phys. 126 (2019) 235704.

窒化物半導体装置において、高濃度で、濃度のばらつきが小さいP型領域を実現することが望まれている。 In a nitride semiconductor device, it is desired to realize a P-type region with high concentration and small concentration variation.

本発明は上記課題に着目してなされたものであって、高濃度で、濃度のばらつきが小さいP型領域を実現可能な窒化物半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a nitride semiconductor device capable of realizing a P-type region with high concentration and small concentration variation.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る窒化物半導体装置の製造方法は、窒化物半導体にアクセプタ元素をイオン注入して、前記窒化物半導体における前記アクセプタ元素の濃度を1×1019cm-3以上1×1021cm-3以下にする工程と、前記窒化物半導体において前記アクセプタ元素がイオン注入された領域上に第1保護膜を形成する工程と、前記第1保護膜が形成された前記窒化物半導体に第1熱処理を施して、前記窒化物半導体にP型領域を形成する工程と、を備える。前記第1保護膜は、前記窒化物半導体の表層部に電子を誘起させるような分極を有する結晶性の膜である。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a nitride semiconductor device according to one aspect of the present invention includes ion-implanting an acceptor element into a nitride semiconductor to reduce the concentration of the acceptor element in the nitride semiconductor to 1×10. 19 cm −3 or more and 1×10 21 cm −3 or less; forming a first protective film on a region of the nitride semiconductor into which the acceptor element is ion-implanted; performing a first heat treatment on the formed nitride semiconductor to form a P-type region in the nitride semiconductor. The first protective film is a crystalline film having such polarization as to induce electrons in the surface layer of the nitride semiconductor.

本発明によれば、高濃度で、濃度のばらつきが小さいP型領域を実現可能な窒化物半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a nitride semiconductor device capable of realizing a P-type region with high concentration and small concentration variation.

図1は、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置の構成例を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a GaN semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置の構成例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a GaN semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図3Aは、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the GaN semiconductor device according to the embodiment of the present invention in order of steps. 図3Bは、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the GaN semiconductor device according to the embodiment of the present invention in order of steps. 図3Cは、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。FIG. 3C is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the GaN semiconductor device according to the embodiment of the present invention in order of steps. 図3Dは、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。FIG. 3D is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the GaN semiconductor device according to the embodiment of the present invention in order of steps. 図3Eは、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。FIG. 3E is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the GaN semiconductor device according to the embodiment of the present invention in order of steps. 図4は、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置の製造方法を工程順に示すフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart showing the manufacturing method of the GaN semiconductor device according to the embodiment of the present invention in order of steps. 図5は、第1保護膜の分極と、GaN基板の表層部に誘起される電子とを模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing polarization of the first protective film and electrons induced in the surface layer of the GaN substrate. 図6は、GaN基板において単結晶のAlN膜と接する表層部のバンド図であって、アクセプタ元素を活性化するための熱処理前と、熱処理後と、熱処理後であってAlN膜を除去した後と、におけるフェルミ準位Efを示す図である。FIG. 6 is a band diagram of a surface layer portion in contact with a single-crystal AlN film in a GaN substrate, showing before heat treatment for activating an acceptor element, after heat treatment, and after heat treatment and after removal of the AlN film. , and shows the Fermi level Ef in . 図7は、GaNにおけるMgアクセプタの形成エネルギー等とGaNのフェルミ準位との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the formation energy of Mg acceptors in GaN and the Fermi level of GaN.

以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Embodiments of the present invention are described below. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between thickness and planar dimensions, the ratio of the thickness of each device and each member, etc. are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined with reference to the following description. In addition, it goes without saying that there are portions with different dimensional relationships and ratios between the drawings.

また、以下の説明では、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の文言を用いて、方向を説明する場合がある。例えば、X軸方向及びY軸方向は、後述のGaN基板10の表面10aに平行な方向である。X軸方向及びY軸方向を水平方向ともいう。また、Z軸方向は、GaN基板10の表面10aと垂直に交わる方向である。X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに直交する。 In the following description, directions may be described using the terms X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction. For example, the X-axis direction and the Y-axis direction are parallel to the surface 10a of the GaN substrate 10, which will be described later. The X-axis direction and the Y-axis direction are also referred to as horizontal directions. Also, the Z-axis direction is a direction perpendicular to the surface 10 a of the GaN substrate 10 . The X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction are orthogonal to each other.

また、以下の説明では、Z軸の正方向を「上」と称し、Z軸の負方向を「下」と称する場合がある。「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。「上」及び「下」は、領域、層、膜及び基板等における相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、紙面を180度回転すれば「上」が「下」に、「下」が「上」になることは勿論である。 Also, in the following description, the positive direction of the Z-axis may be referred to as "up" and the negative direction of the Z-axis may be referred to as "down." "Upper" and "lower" do not necessarily mean perpendicular to the ground. That is, the "up" and "down" directions are not limited to the direction of gravity. "Upper" and "lower" are merely expedient expressions specifying relative positional relationships among regions, layers, films, substrates, etc., and do not limit the technical idea of the present invention. For example, if the paper surface is rotated 180 degrees, it goes without saying that "top" becomes "bottom" and "bottom" becomes "top".

また以下の説明において、導電型を示すPやNに付す+や-は、+及び-が付記されていない半導体領域に比して、それぞれ相対的に不純物濃度が高い又は低い半導体領域であることを意味する。ただし同じPとP(または、NとN)とが付された半導体領域であっても、それぞれの半導体領域の不純物濃度が厳密に同じであることを意味するものではない。 In the following description, + and - attached to P and N indicating conductivity types indicate semiconductor regions with relatively high or low impurity concentrations, respectively, compared to semiconductor regions not marked with + and -. means However, even if the same P and P (or N and N) are attached to the semiconductor regions, it does not mean that the impurity concentrations of the respective semiconductor regions are strictly the same.

<実施形態>
(構成例)
図1は、本発明の実施形態に係る窒化ガリウム半導体装置(本発明の「窒化物半導体装置」の一例;以下、GaN半導体装置)100の構成例を示す平面図である。図2は、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置100の構成例を示す断面図である。図2は、図1に示す平面図をX軸方向に平行なX-X´線で切断した断面を示しており、縦型MOSFET1の繰り返しの単位構造を示している。なお、図1では、縦型MOSFET1の繰り返し構造を示すため、ゲートパッド112及びソースパッド114(図2参照)の図示を省略している。
<Embodiment>
(Configuration example)
FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a gallium nitride semiconductor device (an example of the "nitride semiconductor device" of the present invention; hereinafter referred to as a GaN semiconductor device) 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a GaN semiconductor device 100 according to an embodiment of the invention. FIG. 2 shows a cross section of the plan view shown in FIG. 1, the illustration of the gate pad 112 and the source pad 114 (see FIG. 2) is omitted in order to show the repeated structure of the vertical MOSFET 1. As shown in FIG.

図1及び図2に示すように、GaN半導体装置100は、縦型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)1を複数備える。GaN半導体装置100では、縦型MOSFET1がY軸方向に繰り返し設けられている。1つの縦型MOSFET1が繰り返しの単位構造であり、この単位構造が一方向(例えば、X軸方向)に並んで配置されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the GaN semiconductor device 100 includes a plurality of vertical MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) 1 . In the GaN semiconductor device 100, vertical MOSFETs 1 are repeatedly provided in the Y-axis direction. One vertical MOSFET 1 is a repeating unit structure, and these unit structures are arranged side by side in one direction (for example, the X-axis direction).

図1及び図2に示すように、縦型MOSFET1は、GaN基板10(本発明の「窒化物半導体」の一例)に設けられたN-型のドリフト領域12、P型のウェル領域14、P+型のコンタクト領域16(本発明の「P型領域」の一例)及びN+型のソース領域18と、GaN基板10の表面10a上に設けられたゲート絶縁膜21と、ゲート絶縁膜21上に設けられたゲート電極23と、GaN基板10の表面10a側に設けられてコンタクト領域16及びソース領域18と電気的に接続するソース電極25と、GaN基板10の裏面10b側に設けられてドリフト領域12に電気的に接続するドレイン電極27と、を有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the vertical MOSFET 1 includes an N-type drift region 12, a P-type well region 14, a P+ -type contact region 16 (an example of the "P-type region" of the present invention) and N + -type source region 18, a gate insulating film 21 provided on the surface 10a of the GaN substrate 10, and a gate insulating film 21 provided on the gate insulating film 21. a source electrode 25 provided on the front surface 10a side of the GaN substrate 10 and electrically connected to the contact region 16 and the source region 18; and a drift region 12 provided on the rear surface 10b side of the GaN substrate 10. and a drain electrode 27 electrically connected to the .

GaN基板10は、N+型のGaN単結晶基板11と、GaN単結晶基板11上にエピタキシャル成長されたN-型のGaN層(以下、エピタキシャル層ともいう)とを含む。 GaN substrate 10 includes an N+ type GaN single crystal substrate 11 and an N− type GaN layer (hereinafter also referred to as an epitaxial layer) epitaxially grown on GaN single crystal substrate 11 .

GaN基板10に含まれるドナー(N型不純物)は、Si(シリコン)、Ge(ゲルマニウム)、及びO(酸素)の一種類以上の元素であってよい。また、GaN基板10に含まれるアクセプタ元素(P型不純物)は、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Be(ベリリウム)及びZn(亜鉛)の一種類以上の元素であってよい。 A donor (N-type impurity) contained in the GaN substrate 10 may be one or more elements of Si (silicon), Ge (germanium), and O (oxygen). Also, the acceptor element (P-type impurity) contained in the GaN substrate 10 may be one or more elements of Mg (magnesium), Ca (calcium), Be (beryllium), and Zn (zinc).

GaN単結晶基板11は、貫通転位密度が1×10cm-2未満である低転位自立基板であってもよい。GaN単結晶基板11が低転位自立基板であることにより、GaN基板10に大面積のパワーデバイスが形成される場合でも、パワーデバイスにおけるリーク電流を少なくすることができる。これにより、パワーデバイスを高い良品率で製造することが可能となる。また、縦型MOSFET1の製造工程に含まれる熱処理において、イオン注入された不純物が転位に沿って深く拡散することを防止することができる。 The GaN single crystal substrate 11 may be a low dislocation free-standing substrate having a threading dislocation density of less than 1×10 7 cm −2 . Since the GaN single crystal substrate 11 is a low-dislocation self-supporting substrate, even when a large-area power device is formed on the GaN substrate 10, leakage current in the power device can be reduced. This makes it possible to manufacture power devices with a high non-defective product rate. Further, in the heat treatment included in the manufacturing process of the vertical MOSFET 1, it is possible to prevent the ion-implanted impurities from diffusing deeply along the dislocations.

GaN基板10のエピタキシャル層に、ドリフト領域12、ウェル領域14、コンタクト領域16及びソース領域18がそれぞれ設けられている。ウェル領域14、コンタクト領域16及びソース領域18は、それぞれ、GaN基板10の表面10aから所定の深さに不純物がイオン注入され、熱処理により不純物が活性化された領域である。 A drift region 12, a well region 14, a contact region 16 and a source region 18 are provided in the epitaxial layers of the GaN substrate 10, respectively. The well region 14, the contact region 16, and the source region 18 are regions in which impurities are ion-implanted to a predetermined depth from the surface 10a of the GaN substrate 10, and the impurities are activated by heat treatment.

例えば、ウェル領域14の表面側にコンタクト領域16が設けられている。ウェル領域14はP型の領域であり、コンタクト領域16はP+型の領域である。ウェル領域14よりもコンタクト領域16の方が、P型の不純物濃度が高い。ウェル領域14及びコンタクト領域16は、アクセプタ元素として、Mg及びBeの少なくとも一方を含む。 For example, a contact region 16 is provided on the surface side of the well region 14 . Well region 14 is a P-type region and contact region 16 is a P+ type region. The contact region 16 has a higher P-type impurity concentration than the well region 14 . The well region 14 and contact region 16 contain at least one of Mg and Be as an acceptor element.

例えば、ウェル領域14及びコンタクト領域16は、アクセプタ元素として、Mgを含む。ウェル領域14におけるMgの濃度は、1×1016cm-3以上3×1018cm-3以下である。コンタクト領域16におけるMgの濃度は、1×1019cm-3以上1×1021cm-3以下である。 For example, well region 14 and contact region 16 contain Mg as an acceptor element. The concentration of Mg in the well region 14 is 1×10 16 cm −3 or more and 3×10 18 cm −3 or less. The Mg concentration in the contact region 16 is 1×10 19 cm −3 or more and 1×10 21 cm −3 or less.

ドリフト領域12はN-型の領域であり、ソース領域18はN+型の領域である。ドリフト領域12よりもソース領域18の方が、N型の不純物濃度が高い。ドリフト領域12及びソース領域18は、N型の不純物として、例えばSiを含む。例えば、ドリフト領域12のN型の不純物濃度は、GaN基板10のエピタキシャル層と同じである。この場合、ドリフト領域12には、N型の不純物がイオン注入されていなくてもよい。ドリフト領域12におけるSiの濃度は、1×1015cm-3以上1×1017cm-3以下である。 Drift region 12 is an N− type region and source region 18 is an N+ type region. The N-type impurity concentration is higher in the source region 18 than in the drift region 12 . The drift region 12 and the source region 18 contain, for example, Si as N-type impurities. For example, the N-type impurity concentration of the drift region 12 is the same as that of the epitaxial layer of the GaN substrate 10 . In this case, N-type impurity ions may not be implanted into the drift region 12 . The concentration of Si in the drift region 12 is 1×10 15 cm −3 or more and 1×10 17 cm −3 or less.

ソース領域18はウェル領域14の表面側に設けられている。ソース領域18は、ウェル領域14の表面側にSiがイオン注入され、熱処理によりSiが活性化されることにより形成される。ソース領域18におけるSiの濃度は、1×1019cm-3以上1×1022cm-3以下である。 The source region 18 is provided on the surface side of the well region 14 . The source region 18 is formed by ion-implanting Si into the surface side of the well region 14 and activating Si by heat treatment. The Si concentration in the source region 18 is 1×10 19 cm −3 or more and 1×10 22 cm −3 or less.

ソース領域18の上部は、GaN基板10の表面10aに露出している。ソース領域18は、X軸方向における一方の側部と、X軸方向において一方の反対側に位置する他方の側部とを有する。ソース領域18の一方の側部と底部はウェル領域14に接し、ソース領域18の他方の側部がコンタクト領域16に接している。ソース領域18の一方の側部は、縦型MOSFET1のチャネルが形成される領域(以下、チャネル領域)141側に位置する。なお、縦型MOSFET1のチャネルは、ウェル領域14に形成される。 An upper portion of the source region 18 is exposed on the surface 10a of the GaN substrate 10. As shown in FIG. The source region 18 has one side in the X-axis direction and the other side located on the opposite side in the X-axis direction. One side and bottom of source region 18 contact well region 14 and the other side of source region 18 contacts contact region 16 . One side of the source region 18 is located on the side of a region (hereinafter referred to as channel region) 141 where the channel of the vertical MOSFET 1 is formed. A channel of the vertical MOSFET 1 is formed in the well region 14 .

コンタクト領域16は、GaN基板10の表面10aに露出している。コンタクト領域16は、X軸方向における両側部がソース領域18に接し、底部がウェル領域14に接している。ウェル領域14、コンタクト領域16及びソース領域18は、Y軸方向に延伸するストライプ形状を有する。 Contact region 16 is exposed at surface 10 a of GaN substrate 10 . The contact region 16 is in contact with the source region 18 on both sides in the X-axis direction and in contact with the well region 14 at the bottom. The well region 14, contact region 16 and source region 18 have a stripe shape extending in the Y-axis direction.

ドリフト領域12は、ドレイン電極27とチャネル領域141との間の電流経路として機能する。コンタクト領域16は、ウェル領域14と電極(例えば、ソース電極25)とのコンタクトを取るための領域である。コンタクト領域16は、ゲートオフ時の正孔引き抜き経路としても機能する。 Drift region 12 functions as a current path between drain electrode 27 and channel region 141 . The contact region 16 is a region for making contact between the well region 14 and an electrode (for example, the source electrode 25). The contact region 16 also functions as a hole extraction path when the gate is turned off.

ゲート絶縁膜21は、例えばシリコン酸化膜(SiO膜)である。ゲート絶縁膜21は、例えば平坦な表面10a上に設けられる。 The gate insulating film 21 is, for example, a silicon oxide film (SiO 2 film). The gate insulating film 21 is provided, for example, on the flat surface 10a.

ゲート電極23は、ゲート絶縁膜21を介してチャネル領域141の上方に設けられている。例えば、ゲート電極23は、平坦なゲート絶縁膜21上に設けられたプレーナ型である。ゲート電極23は、ゲートパッド112と異なる材料で形成されている。ゲート電極23は不純物をドープしたポリシリコンで形成され、ゲートパッド112はAl又はAl‐Siの合金で形成されている。 The gate electrode 23 is provided above the channel region 141 with the gate insulating film 21 interposed therebetween. For example, the gate electrode 23 is of a planar type provided on the flat gate insulating film 21 . The gate electrode 23 is made of a material different from that of the gate pad 112 . The gate electrode 23 is made of impurity-doped polysilicon, and the gate pad 112 is made of Al or Al--Si alloy.

ソース電極25は、GaN基板10の表面10a上に設けられている。ソース電極25は、ソース領域18の一部とコンタクト領域16とに接している。ソース電極25は、図示しない層間絶縁膜を介してゲート電極23上にも設けられてもよい。層間絶縁膜は、ゲート電極23とソース電極25とが電気的に接続しないように、ゲート電極23の上部及び側部を覆ってもよい。 Source electrode 25 is provided on surface 10 a of GaN substrate 10 . Source electrode 25 is in contact with part of source region 18 and contact region 16 . The source electrode 25 may also be provided on the gate electrode 23 via an interlayer insulating film (not shown). The interlayer insulating film may cover the top and sides of the gate electrode 23 so that the gate electrode 23 and the source electrode 25 are not electrically connected.

ソース電極25は、ソースパッド114と同一の材料で構成されている。例えば、Al又はAl-Siの合金からなるソース電極25が、ソースパッド114を兼ねている。ソース電極25は、GaN基板10の表面10aとAl(または、Al-Si)との間にバリアメタル層を有してもよい。バリアメタル層の材料としてチタン(Ti)を使用してもよい。ドレイン電極27は、GaN基板10の裏面10b側に設けられており、裏面10bに接している。ドレイン電極27もソース電極25と同様の材料で構成されている。 The source electrode 25 is made of the same material as the source pad 114 . For example, the source electrode 25 made of Al or an Al—Si alloy also serves as the source pad 114 . Source electrode 25 may have a barrier metal layer between surface 10a of GaN substrate 10 and Al (or Al—Si). Titanium (Ti) may be used as the material for the barrier metal layer. The drain electrode 27 is provided on the back surface 10b side of the GaN substrate 10 and is in contact with the back surface 10b. The drain electrode 27 is also made of the same material as the source electrode 25 .

図2において、ゲート端子、ソース端子及びドレイン端子を、それぞれG、D及びSで示す。例えば、ゲート端子Gを介してゲート電極23に閾値電圧以上の電位が与えられると、チャネル領域141に反転層が形成される。チャネル領域141に反転層が形成されている状態で、ドレイン電極27に所定の高電位が与えられ、かつ、ソース電極25に低電位(例えば、接地電位)が与えられると、ドレイン端子Dからソース端子Sへ電流が流れる。また、ゲート電極23に閾値電圧よりも低い電位が与えられるとチャネル領域141に反転層は形成されず、電流は遮断される。これにより、縦型MOSFET1は、ソース端子S及びドレイン端子D間における電流をスイッチングすることができる。 In FIG. 2, the gate, source and drain terminals are denoted by G, D and S, respectively. For example, when a potential higher than the threshold voltage is applied to the gate electrode 23 via the gate terminal G, an inversion layer is formed in the channel region 141 . When a predetermined high potential is applied to the drain electrode 27 and a low potential (for example, ground potential) is applied to the source electrode 25 in a state in which an inversion layer is formed in the channel region 141, the voltage from the drain terminal D to the source is applied. Current flows to terminal S. Further, when a potential lower than the threshold voltage is applied to the gate electrode 23, no inversion layer is formed in the channel region 141, and the current is cut off. Thereby, the vertical MOSFET 1 can switch the current between the source terminal S and the drain terminal D. FIG.

図1及び図2に示すGaN半導体装置100において、コンタクト領域16は、Mg偏析の少ない表層部を有する。表層部とは、表面及びその近傍の部位のことである。表層部の表面10aからの深さは、例えば1nm以上30nm以下である。コンタクト領域16の表層部におけるMg偏析の密度は、コンタクト領域16において表層部よりも深い部位(以下、深部)におけるMg偏析の密度よりも低くなっている。 In the GaN semiconductor device 100 shown in FIGS. 1 and 2, the contact region 16 has a surface layer portion with little Mg segregation. A surface layer part is a part of the surface and its vicinity. The depth of the surface layer portion from the surface 10a is, for example, 1 nm or more and 30 nm or less. The Mg segregation density in the surface layer portion of the contact region 16 is lower than the Mg segregation density in a portion deeper than the surface layer portion (hereinafter referred to as a deep portion) of the contact region 16 .

これは、後述するように、コンタクト形成領域16´にイオン注入されたMgを熱処理で活性化する際に、予め、コンタクト形成領域16´の表面を結晶性の第1保護膜60で覆うことで実現される。第1保護膜60の分極(自発分極)により、コンタクト形成領域16´の表層部に電子を誘起させ、表層部におけるフェルミ準位を伝導帯に近づける。これにより、コンタクト領域16の表層部のMg偏析を抑制している。 This is achieved by previously covering the surface of the contact formation region 16' with the crystalline first protective film 60 when activating the Mg ion-implanted into the contact formation region 16' by heat treatment, as will be described later. Realized. Due to the polarization (spontaneous polarization) of the first protective film 60, electrons are induced in the surface layer of the contact forming region 16', and the Fermi level in the surface layer approaches the conduction band. This suppresses Mg segregation in the surface layer of the contact region 16 .

(製造方法)
次に、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置100の製造方法について説明する。図3Aから図3Eは、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置100の製造方法を工程順に示す断面図である。図4は、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置100の製造方法を工程順に示すフローチャートである。なお、図3Aから図3Eは、X軸方向に繰り返し配置される複数の縦型MOSFET1のうちの、1つの縦型MOSFET1について、その製造方法を工程順に示している。また、GaN半導体装置100は、成膜装置、露光装置、エッチング装置、イオン注入装置、熱処理装置など、各種の装置によって製造される。以下、これらの装置を、製造装置と総称する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the GaN semiconductor device 100 according to the embodiment of the invention will be described. 3A to 3E are cross-sectional views showing the manufacturing method of the GaN semiconductor device 100 according to the embodiment of the present invention in order of steps. FIG. 4 is a flow chart showing the manufacturing method of the GaN semiconductor device 100 according to the embodiment of the present invention in order of steps. 3A to 3E show the manufacturing method for one vertical MOSFET 1 out of the plurality of vertical MOSFETs 1 arranged repeatedly in the X-axis direction in order of steps. Also, the GaN semiconductor device 100 is manufactured by various apparatuses such as a film deposition apparatus, an exposure apparatus, an etching apparatus, an ion implantation apparatus, and a heat treatment apparatus. Hereinafter, these devices will be collectively referred to as manufacturing devices.

図3Aにおいて、GaN基板10には、例えば、N-型のドリフト領域12と、P型のウェル領域14と、N+型のソース領域18とが形成されている。製造装置は、GaN基板10の表面10a側であって、N+型のソース領域18に隣接する位置にP型のコンタクト領域16(図2参照)を形成する。図4に示すステップST1からST6が、P型のコンタクト領域16を形成するための工程である。 In FIG. 3A, a GaN substrate 10 has, for example, an N− type drift region 12, a P type well region 14, and an N+ type source region 18 formed therein. The manufacturing apparatus forms a P-type contact region 16 (see FIG. 2) at a position adjacent to the N + -type source region 18 on the surface 10a side of the GaN substrate 10 . Steps ST 1 to ST 6 shown in FIG. 4 are steps for forming the P-type contact region 16 .

まず、製造装置は、GaN基板10の表面10a上にマスクM1を形成する。マスクM1は、GaN基板10に対して選択的に除去可能なSiO膜又はフォトレジストである。マスクM1は、コンタクト領域16が形成される領域(以下、コンタクト形成領域)16´の上方を開口し、他の領域の上方を覆う形状を有する。 First, the manufacturing apparatus forms a mask M1 on the surface 10a of the GaN substrate 10. As shown in FIG. The mask M1 is a SiO 2 film or photoresist that is selectively removable with respect to the GaN substrate 10 . The mask M1 has an opening above a region (hereinafter referred to as a contact formation region) 16' where the contact region 16 is to be formed and has a shape that covers the other region above.

次に、製造装置は、GaN基板10の表面10a側であって、マスクM1から露出しているコンタクト形成領域16´にアクセプタ元素としてMgをイオン注入する(ステップST1)。このステップST1のイオン注入工程では、コンタクト形成領域16´のMg濃度が1×1019cm-3以上1×1021cm-3以下となるように、Mgのドーズ量及び注入エネルギー(加速電圧)等のイオン注入条件を設定する。 Next, the manufacturing apparatus ion-implants Mg as an acceptor element into the contact formation region 16' exposed from the mask M1 on the surface 10a side of the GaN substrate 10 (step ST1). In the ion implantation process of step ST1, the dose amount of Mg and the implantation energy (acceleration voltage) are adjusted so that the Mg concentration in the contact formation region 16′ is 1×10 19 cm −3 or more and 1×10 21 cm −3 or less. and other ion implantation conditions are set.

例えば、このイオン注入工程では、GaN基板10の表面10aから注入ピーク位置までの深さが例えば1nm以上30nm以下となるように、注入エネルギーが設定される。また、このイオン注入工程では、イオン注入されるMgについて、注入ピーク位置におけるMg濃度が1×1019cm-3以上1×1021cm-3以下となるように、Mgのドーズ量が設定される。 For example, in this ion implantation step, the implantation energy is set such that the depth from the surface 10a of the GaN substrate 10 to the implantation peak position is, for example, 1 nm or more and 30 nm or less. Further, in this ion implantation step, the dose amount of Mg to be ion-implanted is set so that the Mg concentration at the implantation peak position is 1×10 19 cm −3 or more and 1×10 21 cm −3 or less. be.

または、このイオン注入工程では、注入ピーク位置だけでなく、コンタクト形成領域16´全体におけるMg濃度が1×1019cm-3以上1×1021cm-3以下となるように、Mgの注入エネルギーとドーズ量とが設定されてもよい。このイオン注入工程は、注入エネルギーが1条件である一段イオン注入で行ってもよいし、注入エネルギーが複数条件ある多段イオン注入で行ってもよい。 Alternatively, in this ion implantation step, the Mg implantation energy is adjusted so that the Mg concentration in the entire contact formation region 16′ is 1×10 19 cm −3 or more and 1×10 21 cm −3 or less, not only at the injection peak position. and dose may be set. This ion implantation step may be performed by single-stage ion implantation with one condition of implantation energy, or may be performed by multi-stage ion implantation with a plurality of conditions of implantation energy.

このイオン注入工程では、Mgのイオン注入により、コンタクト形成領域16´の結晶構造に欠陥(ダメージ)が生じる。図3Aでは、この欠陥を注入ダメージ層DLとして模式的に示している。イオン注入後、製造装置は、GaN基板10上からマスクM1を除去する。 In this ion implantation step, defects (damages) are caused in the crystal structure of the contact forming region 16' by the ion implantation of Mg. FIG. 3A schematically shows this defect as an implantation damage layer DL. After the ion implantation, the manufacturing equipment removes the mask M1 from the GaN substrate 10 .

次に、製造装置は、GaN基板10に熱処理(本発明の「第2熱処理」の一例)を施して、Mgイオン注入によりコンタクト形成領域16´の表面側に生じたダメージを回復させる。図3Bに示すように、この熱処理により、コンタクト形成領域16´に生じていた注入ダメージ層DL(図3A参照)を除去する(ステップST2)。 Next, the manufacturing apparatus heat-treats the GaN substrate 10 (an example of the "second heat-treatment" of the present invention) to recover the damage caused on the surface side of the contact formation region 16' by the Mg ion implantation. As shown in FIG. 3B, this heat treatment removes the implantation damage layer DL (see FIG. 3A) generated in the contact formation region 16' (step ST2).

ステップST2の熱処理の最高温度は、後述の活性化熱処理(ステップST6)の最高温度よりも低く、例えば600℃以上1300℃未満である。ステップST2の熱処理の条件について、一例を示すと、1気圧のN雰囲気下で、最高温度は800℃、最高温度での処理時間は5分である。なお、ステップST2の熱処理の雰囲気は、Nに限定されない。この熱処理は、N以外の他の不活性ガスを含む雰囲気(例えば、Ar雰囲気)下であってもよい。 The maximum temperature of the heat treatment in step ST2 is lower than the maximum temperature of the activation heat treatment (step ST6), which will be described later, and is, for example, 600°C or higher and lower than 1300°C. An example of the conditions for the heat treatment in step ST2 is an atmosphere of N 2 at 1 atm, a maximum temperature of 800° C., and a processing time at the maximum temperature of 5 minutes. Note that the atmosphere of the heat treatment in step ST2 is not limited to N2 . This heat treatment may be performed under an atmosphere containing an inert gas other than N2 (for example, an Ar atmosphere).

なお、本発明の実施形態では、ステップST2の熱処理工程から、次に説明するステップST3の洗浄工程まで、GaN基板10をN等の不活性ガス雰囲気下で搬送することが好ましい。これにより、GaN基板10の表面10aが酸素(O)に晒されることを抑制することができ、GaN基板10の表面10aに自然酸化膜が形成されることを抑制することができる。 In the embodiment of the present invention, it is preferable to transfer the GaN substrate 10 in an inert gas atmosphere such as N2 from the heat treatment process of step ST2 to the cleaning process of step ST3 described below. As a result, the surface 10a of the GaN substrate 10 can be prevented from being exposed to oxygen (O 2 ), and the formation of a natural oxide film on the surface 10a of the GaN substrate 10 can be prevented.

次に、製造装置は、GaN基板10の表面10aを洗浄する(ステップST3)。この洗浄処理は、N等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。これにより、GaN基板10の洗浄中に、GaN基板10の表面10aが酸素(O)に晒されることを抑制することができ、GaN基板10の表面に自然酸化膜が形成されることを抑制することができる。 Next, the manufacturing equipment cleans surface 10a of GaN substrate 10 (step ST3). This cleaning treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere such as N2 . As a result, the surface 10a of the GaN substrate 10 can be prevented from being exposed to oxygen (O 2 ) during cleaning of the GaN substrate 10, and the formation of a natural oxide film on the surface of the GaN substrate 10 can be prevented. can do.

なお、本発明の実施形態では、ステップST3の洗浄工程から、次に説明するステップST4の第1保護膜60の形成工程まで、GaN基板10をN等の不活性ガス雰囲気下で搬送することが好ましい。これにより、GaN基板10の表面10aが酸素(O)に晒されることを抑制することができ、GaN基板10の表面10aに自然酸化膜が形成されることを抑制することができる。自然酸化膜を極力介さずに、GaN基板10の表面10aに第1保護膜60を直接形成することが容易となる。 In the embodiment of the present invention, the GaN substrate 10 is transported in an inert gas atmosphere such as N 2 from the cleaning process of step ST3 to the formation process of the first protective film 60 of step ST4 described below. is preferred. As a result, the surface 10a of the GaN substrate 10 can be prevented from being exposed to oxygen (O 2 ), and the formation of a natural oxide film on the surface 10a of the GaN substrate 10 can be prevented. It becomes easy to directly form the first protective film 60 on the surface 10a of the GaN substrate 10 without interposing a natural oxide film as much as possible.

次に、図3Cに示すように、製造装置は、GaN基板10の表面10a上に第1保護膜60を形成する(ステップST4)。GaN基板10の表面10aに直に接するように第1保護膜60を形成する。第1保護膜60は、GaN基板10の表面10a及びその近傍(すなわち、表層部)に電子を誘起させるような分極(自発分極)を有する結晶性の膜である。図3C及び図3Dでは、第1保護膜60の自発分極によってGaN基板10の表層部に誘起された電子を、誘起電子層ELとして模式的に示している。 Next, as shown in FIG. 3C, the manufacturing apparatus forms the first protective film 60 on the surface 10a of the GaN substrate 10 (step ST4). A first protective film 60 is formed so as to be in direct contact with surface 10a of GaN substrate 10 . The first protective film 60 is a crystalline film having polarization (spontaneous polarization) that induces electrons on the surface 10a of the GaN substrate 10 and its vicinity (that is, surface layer portion). 3C and 3D schematically show the electrons induced in the surface layer portion of the GaN substrate 10 by the spontaneous polarization of the first protective film 60 as an induced electron layer EL.

第1保護膜60は、GaNよりも大きな分極を有し、後述の活性化熱処理(ステップST6)の最高温度においても、GaNよりも大きな分極を有する。このような特性を有する第1保護膜60として、単結晶のAlN膜が挙げられる。また、第1保護膜60は、c軸方向に配向し、面内で多結晶であるAlN膜であってもよい。 The first protective film 60 has a polarization greater than that of GaN, and has a polarization greater than that of GaN even at the maximum temperature of the activation heat treatment (step ST6) described later. A single crystal AlN film can be used as the first protective film 60 having such characteristics. Also, the first protective film 60 may be an AlN film oriented in the c-axis direction and polycrystalline in the plane.

なお、本発明の実施形態において、第1保護膜60は、AlN膜に限定されるものではない。第1保護膜60は、AlN膜、AlGaN膜、又は、AlInN膜を含んでもよい。すなわち、第1保護膜60は、AlN膜とGaN膜との混晶からなるAlGaN膜、又は、AlN膜とInN膜との混晶からなるAlInN膜であってもよい。或いは、第1保護膜60は、GaN基板10側からAlGaN膜とAlN膜とがこの順で積層された積層膜、又は、GaN基板10側からAlInN膜とAlN膜とがこの順で積層された積層膜であってもよい。第1保護膜60がAlGaN膜又はAlInN膜を含むことで、GaN基板10と第1保護膜60とを格子整合させることが容易となる場合がある。 In addition, in the embodiment of the present invention, the first protective film 60 is not limited to the AlN film. The first protective film 60 may include an AlN film, an AlGaN film, or an AlInN film. That is, the first protective film 60 may be an AlGaN film made of a mixed crystal of an AlN film and a GaN film, or an AlInN film made of a mixed crystal of an AlN film and an InN film. Alternatively, the first protective film 60 is a laminated film in which an AlGaN film and an AlN film are laminated in this order from the GaN substrate 10 side, or an AlInN film and an AlN film are laminated in this order from the GaN substrate 10 side. It may be a laminated film. Including the AlGaN film or the AlInN film in the first protective film 60 may facilitate lattice matching between the GaN substrate 10 and the first protective film 60 .

第1保護膜60の膜厚は、良好な結晶性と分極特性を有する観点から、厚さが薄いことが好ましい。第1保護膜60を薄く形成する方法として、ALD(Atomic Layer Deposition)法が挙げられる。ALD法により、第1保護膜60として、単結晶のAlN膜を2nm以上50nm以下の薄膜に形成することが可能である。 The film thickness of the first protective film 60 is preferably thin from the viewpoint of having good crystallinity and polarization characteristics. As a method for forming the first protective film 60 thinly, there is an ALD (Atomic Layer Deposition) method. By the ALD method, it is possible to form a single-crystal AlN film as a thin film having a thickness of 2 nm or more and 50 nm or less as the first protective film 60 .

AlN膜の形成は450℃以上の高温で行うことで、結晶性に優れた(すなわち、配向性を保った)AlN膜をGaN上に成長させることが可能である。 By forming the AlN film at a high temperature of 450° C. or higher, it is possible to grow an AlN film with excellent crystallinity (that is, the orientation is maintained) on GaN.

また、AlN膜の形成は、低温で行う場合でも、layer-by-layerで(すなわち、原子層を1層ずつ成長させながら)プラズマ処理を行うことで、GaN基板10との界面に高濃度な二次元電子ガス(2DEG)を生じさせるAlN膜を成長させることが可能である。例えば、GaN基板10との界面にシートキャリアが1×1013cm-2以上の2DEGを生じさせるAlN膜を成長させることが可能である。 In addition, even when the AlN film is formed at a low temperature, plasma treatment is performed layer-by-layer (that is, while growing atomic layers one by one) so that the interface with the GaN substrate 10 has a high concentration. It is possible to grow AlN films that give rise to two-dimensional electron gas (2DEG). For example, it is possible to grow an AlN film at the interface with the GaN substrate 10 where the sheet carrier produces a 2DEG of 1×10 13 cm −2 or more.

AlN膜は、その結晶性(配向性)の指標として、GaNのc面に相当する結晶面のX線回折ピークの半値幅が、320arcsec以下であることが好ましい。 As an index of the crystallinity (orientation) of the AlN film, the half width of the X-ray diffraction peak of the crystal plane corresponding to the c-plane of GaN is preferably 320 arcsec or less.

次に、図3Dに示すように、製造装置は、第1保護膜60上に、第1保護膜60上に第2保護膜65を形成する(ステップST5)。第2保護膜65は、第1保護膜60の膜厚以上の厚さに形成する。例えば、第2保護膜65はアモルファスのALN膜である。このAlNの膜厚は100nm以上500nm以下であり、その形成方法はスパッタ法又はALD法である。 Next, as shown in FIG. 3D, the manufacturing apparatus forms a second protective film 65 on the first protective film 60 (step ST5). The second protective film 65 is formed to have a thickness greater than or equal to that of the first protective film 60 . For example, the second protective film 65 is an amorphous ALN film. The film thickness of this AlN is 100 nm or more and 500 nm or less, and its formation method is the sputtering method or the ALD method.

なお、第2保護膜65は、AlN膜に限定されない。第2保護膜65は、B、Al、Si、Ga、Ti、Y、Zr、Hf、Ta、Wを少なくとも1つ含む窒化膜、酸化膜、酸窒化膜、又は、W若しくはTaを含む高融点金属膜であってもよい。 Note that the second protective film 65 is not limited to the AlN film. The second protective film 65 is a nitride film, oxide film, oxynitride film containing at least one of B, Al, Si, Ga, Ti, Y, Zr, Hf, Ta, W, or a high melting point film containing W or Ta. It may be a metal film.

次に、製造装置は、第1保護膜60及び第2保護膜65が形成されたGaN基板10に熱処理(本発明の「第1熱処理」の一例)を施して、コンタクト形成領域16´にイオン注入されたMgを活性化させる(ステップST6)。この熱処理の最高温度は、例えば1300℃以上2000℃以下である。これにより、図3Eに示すように、GaN基板10の表面10a側にP+型のコンタクト領域16が形成される。 Next, the manufacturing apparatus heat-treats the GaN substrate 10 on which the first protective film 60 and the second protective film 65 have been formed (an example of the "first heat treatment" of the present invention) to generate ions in the contact forming region 16'. The injected Mg is activated (step ST6). The maximum temperature of this heat treatment is, for example, 1300° C. or higher and 2000° C. or lower. As a result, a P+ type contact region 16 is formed on the surface 10a side of the GaN substrate 10, as shown in FIG. 3E.

上述したように、第1保護膜60は、例えば単結晶のAlNである。第1保護膜60は、結晶性の膜であるため、厚膜に形成することは難しい。第1保護膜60は薄膜であるため、その機械的強度は高くない。しかし、本発明の実施形態では、第1保護膜60上に第2保護膜65を形成することにより、第1保護膜60を補強している。この補強した状態でステップST6の活性化熱処理を行うことによって、(第2保護膜65が無い場合と比べて)第1保護膜60に割れ等が生じる可能性を低減している。 As described above, the first protective film 60 is, for example, single crystal AlN. Since the first protective film 60 is a crystalline film, it is difficult to form a thick film. Since the first protective film 60 is a thin film, its mechanical strength is not high. However, in the embodiment of the present invention, the first protective film 60 is reinforced by forming the second protective film 65 on the first protective film 60 . By performing the activation heat treatment in step ST6 in this reinforced state, the possibility of cracking or the like occurring in the first protective film 60 is reduced (compared to the case where the second protective film 65 is absent).

また、本発明の実施形態では、第1保護膜60上に第2保護膜65を形成し、保護膜全体の厚みを増すことによって、ステップST6の活性化熱処理の際に、GaN基板10の表面10aから窒素元素(N)が抜けることを抑制している。 Further, in the embodiment of the present invention, the second protective film 65 is formed on the first protective film 60 to increase the thickness of the entire protective film, so that the surface of the GaN substrate 10 is not affected during the activation heat treatment in step ST6. This prevents nitrogen element (N) from escaping from 10a.

次に、製造装置は、第2保護膜65及び第1保護膜60をGaN基板10の表面10a上から順次除去する(ステップST7)。これにより、GaN基板10の表層部に誘起された電子(誘起電子層EL)は解消される。 Next, the manufacturing equipment sequentially removes the second protective film 65 and the first protective film 60 from the surface 10a of the GaN substrate 10 (step ST7). As a result, electrons induced in the surface layer of the GaN substrate 10 (induced electron layer EL) are eliminated.

次に、製造装置は、GaN基板10上にゲート絶縁膜21(図2参照)を形成する。次に、製造装置は、ゲート電極23(図2参照)とソース電極25(図2参照)とを形成する。次に、製造装置は、ゲート電極23とソース電極25とが覆わるようにGaN基板10の表面10a上に層間絶縁膜(図示せず)を形成する。次に、製造装置は、ゲート電極23に電気的に接続するゲートパッド112(図2参照)と、ソース電極25に電気的に接続するソースパッド114(図2参照)とを形成する。その後、製造装置は、GaN基板10の裏面10bにドレイン電極27(図2参照)を形成する。このような工程を経て、縦型MOSFET1を備えるGaN半導体装置100が完成する。 Next, the manufacturing equipment forms the gate insulating film 21 (see FIG. 2) on the GaN substrate 10 . Next, the manufacturing equipment forms the gate electrode 23 (see FIG. 2) and the source electrode 25 (see FIG. 2). Next, the manufacturing equipment forms an interlayer insulating film (not shown) on surface 10 a of GaN substrate 10 so as to cover gate electrode 23 and source electrode 25 . Next, the manufacturing equipment forms a gate pad 112 (see FIG. 2) electrically connected to the gate electrode 23 and a source pad 114 (see FIG. 2) electrically connected to the source electrode 25 . After that, the manufacturing apparatus forms the drain electrode 27 (see FIG. 2) on the back surface 10b of the GaN substrate 10. Next, as shown in FIG. Through such steps, the GaN semiconductor device 100 including the vertical MOSFET 1 is completed.

(電子の誘起)
図5は、第1保護膜60の分極と、GaN基板10の表層部に誘起される電子とを模式的に示す断面図である。第1保護膜60は、例えば単結晶のAlN膜であり、GaNよりも大きな分極を有する。これにより、図5に示すように、第1保護膜60がGaN基板10の表面10aと接すると、GaN基板10の表層部に電子eが誘起される。単結晶のAlN膜は、図4のステップST6の活性化熱処理の最高温度においても、GaNよりも大きな分極を有し、GaN基板10の表層部に電子eを誘起させる。
(electron induction)
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing polarization of the first protective film 60 and electrons induced in the surface layer of the GaN substrate 10. As shown in FIG. The first protective film 60 is, for example, a single crystal AlN film and has a larger polarization than GaN. As a result, electrons e are induced in the surface layer of the GaN substrate 10 when the first protective film 60 contacts the surface 10a of the GaN substrate 10, as shown in FIG. The single-crystal AlN film has a larger polarization than GaN even at the maximum temperature of the activation heat treatment in step ST6 of FIG.

(GaN基板の表層部のフェルミ準位)
図6は、GaN基板において単結晶のAlN膜と接する表層部のバンド図であって、アクセプタ元素を活性化するための熱処理前と、熱処理後と、熱処理後であってAlN膜を除去した後と、におけるフェルミ準位Efを示す図である。なお、図6に示すGaNにはアクセプタ元素としてMgがイオン注入されている。
(Fermi level of surface layer of GaN substrate)
FIG. 6 is a band diagram of a surface layer portion in contact with a single-crystal AlN film in a GaN substrate, showing before heat treatment for activating an acceptor element, after heat treatment, and after heat treatment and after removal of the AlN film. , and shows the Fermi level Ef in . Note that Mg is ion-implanted into the GaN shown in FIG. 6 as an acceptor element.

図6の熱処理前Ef(AlN膜有り)は、Mgを活性化する熱処理前であって、GaN基板の表面が単結晶のAlN膜と接触しているときのGaN基板の表層部のフェルミ準位Efを示している。この状態では、単結晶のAlN膜の分極により、GaN基板の表層部には電子が誘起されているので、GaN基板のフェルミ準位Efは伝導帯Ecに近い側に位置する。 Before heat treatment Ef (with AlN film) in FIG. 6 is the Fermi level of the surface layer of the GaN substrate before the heat treatment for activating Mg and when the surface of the GaN substrate is in contact with the single-crystal AlN film. Ef is shown. In this state, electrons are induced in the surface layer of the GaN substrate due to the polarization of the single-crystal AlN film, so the Fermi level Ef of the GaN substrate is positioned close to the conduction band Ec.

図6の熱処理後Ef(AlN膜有り)は、Mgを活性化する熱処理後であって、GaN基板の表面が単結晶のAlN膜と接触しているときのGaN基板の表層部のフェルミ準位Efを示している。この状態では、Mgの活性化によりGaN基板はP型となるため、GaN基板のフェルミ準位Efは価電子帯Evに近づく。 After heat treatment Ef (with AlN film) in FIG. 6 is the Fermi level of the surface layer of the GaN substrate after the heat treatment for activating Mg and when the surface of the GaN substrate is in contact with the single-crystal AlN film. Ef is shown. In this state, the activation of Mg makes the GaN substrate p-type, so the Fermi level Ef of the GaN substrate approaches the valence band Ev.

図6の熱処理後Ef(AlN膜除去後)は、Mgを活性化する熱処理後であって、GaN基板の表面から単結晶のAlN膜を除去した後のGaN基板の表層部のフェルミ準位Efを示している。この状態では、AlN膜の分極による電子の誘起は解消されるため、GaN基板のフェルミ準位Efは価電子帯Evにさらに近づく。 After heat treatment Ef (after removal of AlN film) in FIG. is shown. In this state, the induction of electrons due to the polarization of the AlN film is canceled, so the Fermi level Ef of the GaN substrate approaches the valence band Ev.

(フェルミ準位の制御によるMg偏析の抑制)
図7は、GaNにおけるMgアクセプタの形成エネルギー等とGaNのフェルミ準位との関係を示すグラフである。このグラフは、第一原理計算で算出されたデータである。図7の横軸はフェルミ準位Ef(eV)を示し、図7の縦軸はエネルギー(eV)を示す。図7の実線(a)は、Mgアクセプタの形成エネルギー(すなわち、GaNのGaサイトにMgを入れるために要するエネルギー)と、GaNのフェルミ準位Efとの関係を示している。図7の破線(b)は、GaNの格子間にGaが入るのに要するエネルギーと、GaNのフェルミ準位Efとの関係を示す。
(Suppression of Mg segregation by controlling Fermi level)
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the formation energy of Mg acceptors in GaN and the Fermi level of GaN. This graph is data calculated by first-principles calculation. The horizontal axis of FIG. 7 indicates the Fermi level Ef (eV), and the vertical axis of FIG. 7 indicates energy (eV). The solid line (a) in FIG. 7 shows the relationship between the formation energy of Mg acceptors (that is, the energy required to introduce Mg into the Ga sites of GaN) and the Fermi level Ef of GaN. A dashed line (b) in FIG. 7 shows the relationship between the energy required for Ga to enter between lattices of GaN and the Fermi level Ef of GaN.

図7において、フェルミ準位Efが0(eV)に近づくほど(すなわち、フェルミ準位Efが価電子帯に近づき、GaNの導電型がP型に近づくほど)、Mgアクセプタの形成エネルギーは大きくなる。また、フェルミ準位Efが0(eV)に近づくほど、GaNの格子間にGaが入るのに要するエネルギーは小さくなる。 In FIG. 7, the closer the Fermi level Ef is to 0 (eV) (that is, the closer the Fermi level Ef is to the valence band and the closer the conductivity type of GaN is to the P-type), the greater the Mg acceptor formation energy. . Also, the closer the Fermi level Ef is to 0 (eV), the smaller the energy required for Ga to enter between lattices of GaN.

図7のグラフから、GaNのフェルミ準位Efが価電子帯に近づき、GaNの導電型がP型に近づくほど、Mgは活性化され難くなり、アクセプタとして機能し難くなることがわかる。換言すると、GaNのフェルミ準位Efが伝導帯に近づき、GaNの導電型がN型に近づくほど、Mgは活性化され易くなり、アクセプタとして機能し易くなることがわかる。 From the graph of FIG. 7, it can be seen that the closer the Fermi level Ef of GaN is to the valence band and the closer the conductivity type of GaN is to the P-type, the more difficult it is for Mg to be activated and to function as an acceptor. In other words, the closer the Fermi level Ef of GaN is to the conduction band and the closer the conductivity type of GaN is to the N-type, the easier it is for Mg to be activated and to function as an acceptor.

本発明の実施形態では、Mgを活性化するための熱処理を行う際に、コンタクト形成領域16´の表面は、GaN基板10の表面10a及びその近傍(すなわち、表層部)に電子を誘起させるような分極を有する結晶性の第1保護膜60と接触している。第1保護膜60の分極により、コンタクト形成領域16´の表層部には電子が誘起され、フェルミ準位Efは伝導帯Ecに近い側に位置する。この状態で、Mgを活性化するための熱処理を行うため、コンタクト領域16の表層部では、Mgは活性化され易くなり、アクセプタとして機能し易くなる。 In the embodiment of the present invention, when the heat treatment for activating Mg is performed, the surface of the contact forming region 16' is treated so as to induce electrons on the surface 10a of the GaN substrate 10 and its vicinity (that is, the surface layer portion). contact with the crystalline first protective film 60 having good polarization. Due to the polarization of the first protective film 60, electrons are induced in the surface layer portion of the contact formation region 16', and the Fermi level Ef is positioned close to the conduction band Ec. Since the heat treatment for activating Mg is performed in this state, in the surface layer portion of the contact region 16, Mg is easily activated and easily functions as an acceptor.

(実施形態の効果)
以上説明したように、本発明の実施形態に係るGaN半導体装置100の製造方法は、GaN基板10にMgをイオン注入して、GaN基板10におけるMg濃度を1×1019cm-3以上1×1021cm-3以下にする工程と、GaN基板10においてMgがイオン注入されたコンタクト形成領域16´上に第1保護膜60を形成する工程と、第1保護膜60が形成されたGaN基板10にMg活性化の熱処理を施して、GaN基板10にP+型のコンタクト領域16を形成する工程と、を備える。第1保護膜60は、GaN基板10の表層部に電子を誘起させるような分極を有する結晶性の膜(例えば、単結晶のAlN膜)である。
(Effect of Embodiment)
As described above, in the method for manufacturing the GaN semiconductor device 100 according to the embodiment of the present invention, Mg is ion-implanted into the GaN substrate 10 so that the Mg concentration in the GaN substrate 10 is 1×10 19 cm −3 or more and 1×. forming a first protective film 60 on the contact forming region 16' implanted with Mg ions in the GaN substrate 10; and forming the first protective film 60 on the GaN substrate. and forming a P+ type contact region 16 in the GaN substrate 10 by subjecting the substrate 10 to heat treatment for Mg activation. The first protective film 60 is a crystalline film (for example, a single crystal AlN film) having such polarization as to induce electrons in the surface layer of the GaN substrate 10 .

これによれば、第1保護膜60の分極により、コンタクト形成領域16´の表層部に電子が誘起され、フェルミ準位Efは伝導帯に近づく。また、コンタクト形成領域16´の表面10aからの深さが十分に浅い場合は、コンタクト形成領域16´の表層部だけでなく、コンタクト形成領域16´の深さ方向の全域に電子が誘起され、この深さ方向の全域においてフェルミ準位Efは伝導帯に近づく。 According to this, due to the polarization of the first protective film 60, electrons are induced in the surface layer portion of the contact formation region 16', and the Fermi level Ef approaches the conduction band. Further, when the depth of the contact formation region 16' from the surface 10a is sufficiently shallow, electrons are induced not only in the surface layer portion of the contact formation region 16' but also in the entire depth direction of the contact formation region 16'. The Fermi level Ef approaches the conduction band throughout the depth direction.

これにより、コンタクト形成領域16´において、Mgは活性化され易くなり、アクセプタとして機能し易くなるので、Mgの偏析が抑制される。偏析によるMg濃度のばらつきを抑制することができる。これにより、高濃度で、濃度のばらつきが小さいコンタクト領域16を実現することができる。 Thereby, in the contact formation region 16', Mg is easily activated and easily functions as an acceptor, so segregation of Mg is suppressed. Variation in Mg concentration due to segregation can be suppressed. As a result, the contact region 16 with high concentration and small concentration variation can be realized.

すなわち、本発明の実施形態では、第1保護膜60として、AlNなどの分極をもつ結晶をGaN(Ga面)の表面に成長させる。AlNとGaNとの分極差から、AlNとGaNとの界面に電子キャリアが誘起される。これは、GaNの表層部のフェルミ準位が伝導帯側に保たれることに相当し、GaNの表層部ではGaサイトを置換したMgが安定化される。これにより、第1保護膜60の伝導性制御を行うことなく、Mgの偏析を抑制し、高濃度MgによるP+型のコンタクト領域16の形成が可能になる。 That is, in the embodiment of the present invention, as the first protective film 60, a crystal having polarization such as AlN is grown on the surface of GaN (Ga surface). Due to the polarization difference between AlN and GaN, electron carriers are induced at the interface between AlN and GaN. This corresponds to keeping the Fermi level of the surface layer of GaN on the conduction band side, and Mg substituted for the Ga site is stabilized in the surface layer of GaN. As a result, the segregation of Mg can be suppressed without controlling the conductivity of the first protective film 60, and the P+ type contact region 16 can be formed with a high concentration of Mg.

本発明の比較例として、GaNのエピタキシャル成長後に、MOCVD法などでGaN上にAlNを連続的に成長させ、AlN層をスルー膜としてGaNにMgを高濃度にイオン注入する方法が考えられる。この比較例の方法では、AlN成長後にMgのイオン注入を行うため、AlNの結晶がダメージを受ける。結晶にダメージを受けたAlNは、Mgを活性化させる熱処理時に、GaNの表層部に電子を誘起させることができないため、Mgの偏析を抑制することは困難である。 As a comparative example of the present invention, after epitaxial growth of GaN, AlN is continuously grown on GaN by MOCVD or the like, and Mg is ion-implanted into GaN at a high concentration using the AlN layer as a through film. In the method of this comparative example, since Mg ion implantation is performed after AlN growth, the AlN crystal is damaged. AlN with damaged crystals cannot induce electrons in the surface layer of GaN during heat treatment for activating Mg, so it is difficult to suppress the segregation of Mg.

(その他の実施形態)
上記のように、本発明は実施形態及びその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、変形例が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As noted above, the present invention has been described through embodiments and variations thereof, but the statements and drawings forming part of this disclosure should not be understood to limit the present invention. Various alternative embodiments and modifications will become apparent to those skilled in the art from this disclosure.

例えば、上記の実施形態では、GaN半導体装置100がプレーナ構造の縦型MOSFET1を備える場合を説明した。しかしながら、縦型MOSFETはプレーナ構造に限定されない。縦型MOSFETはトレンチゲート構造であってもよい。また、GaN半導体装置100が備えるMOSFETはGaN基板の垂直方向に電流が流れる縦型ではなく、GaN基板の水平方向に電流が流れる横型のMOSFETであってもよい。 For example, in the above embodiments, the GaN semiconductor device 100 includes the vertical MOSFET 1 of planar structure. However, vertical MOSFETs are not limited to planar structures. The vertical MOSFET may have a trench gate structure. Also, the MOSFET provided in the GaN semiconductor device 100 may be a horizontal MOSFET in which current flows in the horizontal direction of the GaN substrate instead of the vertical MOSFET in which the current flows in the vertical direction of the GaN substrate.

また、本発明のGaN半導体装置100において、高濃度で、濃度のばらつきが小さいP型領域(例えば、コンタクト領域16)を有する素子は、MOSFETに限定されず、MOSFET以外の他の素子(例えば、バイポーラトランジスタ、PNダイオード、キャパシタ、抵抗体など)であってもよい。GaN半導体装置100は、電源回路、インバータなどであってもよい。 In addition, in the GaN semiconductor device 100 of the present invention, the element having the P-type region (for example, contact region 16) with high concentration and small concentration variation is not limited to MOSFET, and other elements other than MOSFET (for example, bipolar transistor, PN diode, capacitor, resistor, etc.). The GaN semiconductor device 100 may be a power supply circuit, an inverter, or the like.

このように、本技術はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。上述した実施形態及び変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。 In this way, the present technology naturally includes various embodiments and the like that are not described here. At least one of various omissions, replacements, and modifications of components can be made without departing from the gist of the embodiments and modifications described above. Moreover, the effects described in this specification are only examples and are not limited, and other effects may also occur.

1 縦型MOSFET
10 GaN基板
10a 表面
10b 裏面
11 GaN単結晶基板
12 ドリフト領域
14 ウェル領域
16 コンタクト領域
16´ コンタクト形成領域
18 ソース領域
21 ゲート絶縁膜
23 ゲート電極
25 ソース電極
27 ドレイン電極
60 第1保護膜
65 第2保護膜
100 GaN半導体装置
112 ゲートパッド
114 ソースパッド
141 チャネル領域
D ドレイン端子
DL 注入ダメージ層
Ec 伝導帯
Ef フェルミ準位
EL 誘起電子層
eV フェルミ準位
Ev 価電子帯
G ゲート端子
M1 マスク
S ソース端子
1 Vertical MOSFET
10 GaN substrate 10a front surface 10b back surface 11 GaN single crystal substrate 12 drift region 14 well region 16 contact region 16' contact formation region 18 source region 21 gate insulating film 23 gate electrode 25 source electrode 27 drain electrode 60 first protective film 65 second Protective film 100 GaN semiconductor device 112 Gate pad 114 Source pad 141 Channel region D Drain terminal DL Implantation damage layer Ec Conduction band Ef Fermi level EL Induced electron layer eV Fermi level Ev Valence band G Gate terminal M1 Mask S Source terminal

Claims (13)

窒化物半導体にアクセプタ元素をイオン注入して、前記窒化物半導体における前記アクセプタ元素の濃度を1×1019cm-3以上1×1021cm-3以下にする工程と、
前記窒化物半導体において前記アクセプタ元素がイオン注入された領域上に第1保護膜を形成する工程と、
前記第1保護膜が形成された前記窒化物半導体に第1熱処理を施して、前記窒化物半導体にP型領域を形成する工程と、を備え、
前記第1保護膜は、前記窒化物半導体の表層部に電子を誘起させるような分極を有する結晶性の膜である、窒化物半導体装置の製造方法。
a step of ion-implanting an acceptor element into a nitride semiconductor to set the concentration of the acceptor element in the nitride semiconductor to 1×10 19 cm −3 or more and 1×10 21 cm −3 or less;
forming a first protective film on a region of the nitride semiconductor into which the acceptor element has been ion-implanted;
performing a first heat treatment on the nitride semiconductor on which the first protective film is formed to form a P-type region in the nitride semiconductor;
The method of manufacturing a nitride semiconductor device, wherein the first protective film is a crystalline film having polarization that induces electrons in a surface layer portion of the nitride semiconductor.
前記第1保護膜の膜厚は2nm以上50nm以下である、請求項1に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 2. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein said first protective film has a film thickness of 2 nm or more and 50 nm or less. 前記第1保護膜は、GaNのc面に相当する結晶面のX線回折ピークの半値幅が320arcsec以下である、請求項1又は2に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 3. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein said first protective film has an X-ray diffraction peak half width of 320 arcsec or less on a crystal plane corresponding to the c-plane of GaN. 前記第1熱処理の最高温度は1300℃以上2000℃以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 4. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the maximum temperature of said first heat treatment is 1300[deg.] C. or more and 2000[deg.] C. or less. 前記第1保護膜は、前記第1熱処理の最高温度において、前記窒化物半導体よりも大きな分極を有する請求項1から4のいずれか1項に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 5. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein said first protective film has a larger polarization than said nitride semiconductor at the maximum temperature of said first heat treatment. 前記第1保護膜は、AlN膜、AlGaN膜、又は、AlInN膜を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 6. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein said first protective film includes an AlN film, an AlGaN film, or an AlInN film. 前記第1保護膜をALD法で形成する、請求項1から6のいずれか1項に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 7. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein said first protective film is formed by an ALD method. 前記第1保護膜上に第2保護膜を形成する工程をさらに含み、
前記第2保護膜は、B、Al、Si、Ga、Ti、Y、Zr、Hf、Ta、Wを少なくとも1つ含む窒化膜、酸化膜、酸窒化膜、又は、W若しくはTaを含む高融点金属膜であり、
前記第1熱処理は、前記第1保護膜及び前記第2保護膜が形成された前記窒化物半導体に対して行う、請求項1から7のいずれか1項に記載の窒化物半導体装置の製造方法。
further comprising forming a second protective film on the first protective film;
The second protective film is a nitride film, oxide film, or oxynitride film containing at least one of B, Al, Si, Ga, Ti, Y, Zr, Hf, Ta, W, or a high melting point containing W or Ta. is a metal film,
8. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein said first heat treatment is performed on said nitride semiconductor having said first protective film and said second protective film formed thereon. .
前記第1保護膜を形成する前に、前記アクセプタ元素がイオン注入された前記窒化物半導体に、前記第1熱処理よりも最高温度が低い第2熱処理を施す工程、をさらに含む請求項1から8のいずれか1項に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 9. The step of subjecting the nitride semiconductor ion-implanted with the acceptor element to a second heat treatment having a lower maximum temperature than the first heat treatment before forming the first protective film. A method for manufacturing a nitride semiconductor device according to any one of Claims 1 to 3. 前記第2熱処理は、不活性ガス雰囲気化で行う、請求項9に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 10. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 9, wherein said second heat treatment is performed in an inert gas atmosphere. 前記第1保護膜を形成する前に、前記窒化物半導体を不活性ガス雰囲気下で洗浄する工程、をさらに含む請求項1から10のいずれか1項に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 11. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of cleaning said nitride semiconductor under an inert gas atmosphere before forming said first protective film. 前記窒化物半導体を洗浄する工程から前記第1保護膜を形成する工程まで、前記窒化物半導体を不活性ガス雰囲気下で搬送する、請求項11に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 12. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 11, wherein from the step of cleaning said nitride semiconductor to the step of forming said first protective film, said nitride semiconductor is transported under an inert gas atmosphere. 前記アクセプタ元素は、Mg及びBeの少なくとも一方を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載の窒化物半導体装置の製造方法。 13. The method of manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein said acceptor element includes at least one of Mg and Be.
JP2022004337A 2022-01-14 2022-01-14 Manufacturing method of nitride semiconductor device Pending JP2023103681A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022004337A JP2023103681A (en) 2022-01-14 2022-01-14 Manufacturing method of nitride semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022004337A JP2023103681A (en) 2022-01-14 2022-01-14 Manufacturing method of nitride semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023103681A true JP2023103681A (en) 2023-07-27

Family

ID=87378479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022004337A Pending JP2023103681A (en) 2022-01-14 2022-01-14 Manufacturing method of nitride semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023103681A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3733420B2 (en) Heterojunction field effect transistor using nitride semiconductor material
TWI421917B (en) Non-activated guard ring for semiconductor devices
US7960782B2 (en) Nitride semiconductor device and method for producing nitride semiconductor device
US20140120703A1 (en) Method for manufacturing nitride semiconductor device
CN104205294A (en) Gallium nitride nanowire based electronics
US9496348B2 (en) Method for doping a GaN-base semiconductor
JP2007317794A (en) Semiconductor device, and its manufacturing method
JP6896063B2 (en) Semiconductor material growth of high resistance nitride buffer layer using ion implantation
JP4517077B2 (en) Heterojunction field effect transistor using nitride semiconductor material
JP2011187623A (en) Semiconductor element and manufacturing method thereof
WO2012060206A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2019096744A (en) VERTICAL GaN-BASED SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD AND VERTICAL GaN-BASED SEMICONDUCTOR DEVICE
JP6791083B2 (en) Manufacturing method of semiconductor devices
JP2007305630A (en) Field effect transistor and manufacturing method thereof
JP2004356257A (en) Manufacturing method for p-type iii nitride semiconductor
TW201025426A (en) Semiconductor wafer, electronic device and method for making a semiconductor wafer
JP2008205175A (en) Method of manufacturing nitride semiconductor element
JP2006059956A (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2007258578A (en) Group iii nitride compound semiconductor, method for making p-type semiconductor therefrom, insulation separation method, and transistor using the same
WO2021161509A1 (en) Method for manufacturing nitride semiconductor device
JP6327378B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
US9852925B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP6541879B2 (en) Heterojunction field effect transistor and method of manufacturing the same
JP2023103681A (en) Manufacturing method of nitride semiconductor device
JP2008205199A (en) METHOD OF MANUFACTURING GaN-BASED SEMICONDUCTOR ELEMENT