JP2023133798A - nitride semiconductor device - Google Patents

nitride semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2023133798A
JP2023133798A JP2022038999A JP2022038999A JP2023133798A JP 2023133798 A JP2023133798 A JP 2023133798A JP 2022038999 A JP2022038999 A JP 2022038999A JP 2022038999 A JP2022038999 A JP 2022038999A JP 2023133798 A JP2023133798 A JP 2023133798A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor layer
semiconductor device
nitride semiconductor
insulating film
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
JP2022038999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
直生 鳥居
Tadao Torii
大輔 柴田
Daisuke Shibata
聡之 田村
Satoyuki Tamura
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Holdings Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Holdings Corp filed Critical Panasonic Holdings Corp
Priority to JP2022038999A priority Critical patent/JP2023133798A/en
Publication of JP2023133798A publication Critical patent/JP2023133798A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

To provide a nitride semiconductor device capable of improving the off characteristics.SOLUTION: A nitride semiconductor device 1 includes: a substrate 10; a drift layer 12; a first base layer 14; a second base layer 16; a gate opening 20; a semiconductor multilayer film 21 a portion of which is placed along the inner surface of the gate opening 20, the other part of which is placed above the second base layer 16 and which has a channel area; a threshold adjustment layer 28; a gate electrode 34; a source electrode 32; a drain electrode 36; a groove portion 40 provided at the terminal end portion 3 that penetrates the first base layer 14 and reaches at least the drift layer 12; an interlayer insulating film 42 placed above the gate electrode 34; and source wiring 44 that penetrates the interlayer insulating film 42 and reaches the source electrode 32. The end of the interlayer insulating film 42 coincides with the end of the groove 40 in plan view, and in a range inside the end of the groove 40, is located outside the outermost part of the source electrode 32.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、窒化物半導体デバイスに関する。 The present disclosure relates to nitride semiconductor devices.

GaN(窒化ガリウム)に代表される窒化物半導体は、バンドギャップが大きいワイドギャップ半導体であり、絶縁破壊電界が大きく、電子の飽和ドリフト速度がGaAs(ヒ化ガリウム)などの化合物半導体またはSi(シリコン)半導体などに比べて大きいという特長を有している。例えば、GaNおよびAlN(窒化アルミニウム)のバンドギャップはそれぞれ、室温で3.4eV、6.2eVである。このため、高出力化、かつ、高耐圧化に有利な窒化物半導体を用いたパワートランジスタの研究開発が行われている。 Nitride semiconductors, represented by GaN (gallium nitride), are wide-gap semiconductors with a large band gap, a large dielectric breakdown electric field, and a saturated electron drift velocity that is higher than that of compound semiconductors such as GaAs (gallium arsenide) or Si (silicon). ) It has the advantage of being larger than semiconductors. For example, the band gaps of GaN and AlN (aluminum nitride) are 3.4 eV and 6.2 eV, respectively, at room temperature. For this reason, research and development are being carried out on power transistors using nitride semiconductors, which are advantageous for increasing output power and increasing voltage resistance.

例えば、特許文献1には、GaN系半導体層を備える縦型FET(Field Effect Transistor)が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a vertical FET (Field Effect Transistor) including a GaN-based semiconductor layer.

特許第6107430号公報Patent No. 6107430

しかしながら、上記従来の半導体デバイスに対して、オフ特性の改善の余地がある。 However, there is room for improvement in the off-state characteristics of the conventional semiconductor device.

本開示は、オフ特性が改善された窒化物半導体デバイスを提供する。 The present disclosure provides a nitride semiconductor device with improved off-characteristics.

本開示の一態様に係る窒化物半導体デバイスは、基板と、前記基板の上方に配置された第1の導電型の第1の半導体層と、前記第1の半導体層の上方に配置された第2の導電型の第2の半導体層と、前記第2の半導体層の上方に配置された第3の半導体層と、前記第3の半導体層および前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層に達する第1の開口部と、前記第1の開口部の内面に沿って一部が配置され、かつ、前記第3の半導体層の上方に他の一部が配置され、前記第1の導電型のチャネル領域を有する半導体多層膜と、前記半導体多層膜の上面に沿って配置された前記第2の導電型の第4の半導体層と、前記第4の半導体層の上方に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極と離間して配置されたソース電極と、前記基板の下面側に配置されたドレイン電極と、前記窒化物半導体デバイスの終端部に設けられた、前記第2の半導体層を貫通して少なくとも前記第1の半導体層に達する溝部と、前記ゲート電極の上方に配置された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を貫通して前記ソース電極に達するソース配線と、を備える。前記層間絶縁膜の端部は、平面視において、前記溝部の端部と一致し、または、前記溝部の端部よりも内側の範囲で、かつ、前記ソース電極のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置する。 A nitride semiconductor device according to one aspect of the present disclosure includes a substrate, a first semiconductor layer of a first conductivity type disposed above the substrate, and a first semiconductor layer disposed above the first semiconductor layer. a second semiconductor layer of a second conductivity type; a third semiconductor layer disposed above the second semiconductor layer; a first opening reaching the first semiconductor layer, a portion of which is disposed along the inner surface of the first opening, and another portion of which is disposed above the third semiconductor layer; a semiconductor multilayer film having a channel region of a first conductivity type; a fourth semiconductor layer of the second conductivity type disposed along the upper surface of the semiconductor multilayer film; and a semiconductor multilayer film having a channel region of a first conductivity type; a gate electrode arranged, a source electrode arranged apart from the gate electrode, a drain electrode arranged on the lower surface side of the substrate, and the second electrode arranged at the terminal end of the nitride semiconductor device. a trench that penetrates the semiconductor layer and reaches at least the first semiconductor layer; an interlayer insulating film disposed above the gate electrode; a source wiring that penetrates the interlayer insulating film and reaches the source electrode; Equipped with The end of the interlayer insulating film coincides with the end of the groove in plan view, or is within the range of the end of the groove and is closer to the outermost portion of the source electrode. is also located on the outside.

本開示の別の一態様に係る窒化物半導体デバイスは、基板と、前記基板の上方に配置された第1の導電型の第1の半導体層と、前記第1の半導体層の上方に配置された第2の導電型の第2の半導体層と、前記第2の半導体層の上方に配置された第5の半導体層と、前記第5の半導体層の上方に配置された第6の半導体層と、前記第6の半導体層、前記第5の半導体層および前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層に達する第2の開口部と、前記第2の開口部の内面に沿って配置され、かつ、前記第6の半導体層の上方に他の一部が配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上面に沿って配置されたゲート電極と、前記ゲート電極と離間して配置されたソース電極と、前記基板の下面側に配置されたドレイン電極と、前記窒化物半導体デバイスの終端部に設けられた、前記第2の半導体層を貫通して少なくとも前記第1の半導体層に達する溝部と、前記ゲート電極の上方に配置された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を貫通して前記ソース電極に達するソース配線と、を備える。前記層間絶縁膜の端部は、平面視において、前記溝部の端部と一致し、または、前記溝部の端部よりも内側の範囲で、かつ、前記ソース電極のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置する。 A nitride semiconductor device according to another aspect of the present disclosure includes a substrate, a first semiconductor layer of a first conductivity type disposed above the substrate, and a first semiconductor layer disposed above the first semiconductor layer. a second semiconductor layer of a second conductivity type; a fifth semiconductor layer disposed above the second semiconductor layer; and a sixth semiconductor layer disposed above the fifth semiconductor layer. a second opening penetrating the sixth semiconductor layer, the fifth semiconductor layer and the second semiconductor layer to reach the first semiconductor layer; and an inner surface of the second opening. a gate insulating film disposed along the sixth semiconductor layer and with another portion disposed above the sixth semiconductor layer; a gate electrode disposed along the upper surface of the gate insulating film; and a gate electrode spaced apart from the gate electrode. a source electrode disposed as a base electrode, a drain electrode disposed on the lower surface side of the substrate, and at least the first semiconductor layer provided at the terminal end of the nitride semiconductor device. The semiconductor device includes a groove portion reaching the semiconductor layer, an interlayer insulating film disposed above the gate electrode, and a source wiring penetrating the interlayer insulating film and reaching the source electrode. The end of the interlayer insulating film coincides with the end of the groove in plan view, or is within the range of the end of the groove and is closer to the outermost portion of the source electrode. is also located on the outside.

本開示によれば、オフ特性が改善された窒化物半導体デバイスを提供することができる。 According to the present disclosure, a nitride semiconductor device with improved off-characteristics can be provided.

図1は、実施の形態1に係る窒化物半導体デバイスの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device according to a first embodiment. 図2は、実施の形態1に係る窒化物半導体デバイスの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the nitride semiconductor device according to the first embodiment. 図3は、実施の形態2に係る窒化物半導体デバイスの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device according to a second embodiment. 図4は、実施の形態2の変形例1に係る窒化物半導体デバイスの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device according to a first modification of the second embodiment. 図5は、実施の形態2の変形例2に係る窒化物半導体デバイスの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device according to a second modification of the second embodiment. 図6は、実施の形態3に係る窒化物半導体デバイスの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device according to Embodiment 3. 図7は、実施の形態4に係る窒化物半導体デバイスの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device according to Embodiment 4. 図8は、実施の形態5に係る窒化物半導体デバイスの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device according to Embodiment 5. 図9は、実施の形態6に係る窒化物半導体デバイスの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device according to a sixth embodiment.

(本開示の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した従来の半導体デバイスに関し、以下の問題が生じることを見出した。
(Findings that formed the basis of this disclosure)
The present inventors have found that the following problem occurs with the conventional semiconductor device described in the "Background Art" section.

特許文献1には、縦型のトレンチゲートMOSFET(Metal Oxide Semiconductor)である半導体装置が開示されている。当該半導体装置の外周部には、pn接合界面が露出する段差部が設けられている。当該半導体装置は、段差部の側面および底面を覆う保護膜と、保護膜を介して段差部の側面および底面を覆うフィールドプレート電極と、を備える。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device that is a vertical trench gate MOSFET (Metal Oxide Semiconductor). A step portion is provided on the outer periphery of the semiconductor device to expose the pn junction interface. The semiconductor device includes a protective film that covers the side and bottom surfaces of the stepped portion, and a field plate electrode that covers the side and bottom surfaces of the stepped portion via the protective film.

特許文献1に開示された半導体装置では、段差部を覆う保護膜を形成する際のプロセスダメージにより、pn接合界面が劣化し、オフ時のリーク電流が増加する。すなわち、特許文献1に開示された半導体装置では、オフリーク特性が劣化するという問題がある。 In the semiconductor device disclosed in Patent Document 1, the pn junction interface deteriorates due to process damage when forming a protective film covering the step portion, and leakage current increases during off-time. That is, the semiconductor device disclosed in Patent Document 1 has a problem in that off-leak characteristics deteriorate.

そこで、上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る窒化物半導体デバイスは、基板と、前記基板の上方に配置された第1の導電型の第1の半導体層と、前記第1の半導体層の上方に配置された第2の導電型の第2の半導体層と、前記第2の半導体層の上方に配置された第3の半導体層と、前記第3の半導体層および前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層に達する第1の開口部と、前記第1の開口部の内面に沿って一部が配置され、かつ、前記第3の半導体層の上方に他の一部が配置され、前記第1の導電型のチャネル領域を有する半導体多層膜と、前記半導体多層膜の上面に沿って配置された前記第2の導電型の第4の半導体層と、前記第4の半導体層の上方に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極と離間して配置されたソース電極と、前記基板の下面側に配置されたドレイン電極と、前記窒化物半導体デバイスの終端部に設けられた、前記第2の半導体層を貫通して少なくとも前記第1の半導体層に達する溝部と、前記ゲート電極の上方に配置された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を貫通して前記ソース電極に達するソース配線と、を備える。前記層間絶縁膜の端部は、平面視において、前記溝部の端部と一致し、または、前記溝部の端部よりも内側の範囲で、かつ、前記ソース電極のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置する。 Therefore, in order to solve the above problems, a nitride semiconductor device according to one aspect of the present disclosure includes a substrate, a first semiconductor layer of a first conductivity type disposed above the substrate, and a first semiconductor layer of a first conductivity type disposed above the substrate. a second semiconductor layer of a second conductivity type disposed above the semiconductor layer; a third semiconductor layer disposed above the second semiconductor layer; a first opening that penetrates the second semiconductor layer and reaches the first semiconductor layer; and a first opening that is partially disposed along the inner surface of the first opening and above the third semiconductor layer. a semiconductor multilayer film having a channel region of the first conductivity type and a fourth semiconductor layer of the second conductivity type disposed along the upper surface of the semiconductor multilayer film; , a gate electrode disposed above the fourth semiconductor layer, a source electrode disposed apart from the gate electrode, a drain electrode disposed on the lower surface side of the substrate, and a gate electrode disposed above the fourth semiconductor layer; a groove provided at a termination portion that penetrates the second semiconductor layer and reaches at least the first semiconductor layer; an interlayer insulating film disposed above the gate electrode; and a trench that penetrates the interlayer insulating film. and a source wiring that reaches the source electrode. The end of the interlayer insulating film coincides with the end of the groove in plan view, or is within the range of the end of the groove and is closer to the outermost portion of the source electrode. is also located on the outside.

これにより、窒化物半導体デバイスの終端部に設けられた溝部には層間絶縁膜が形成されないので、pn接合界面へのプロセスダメージを無くすことができる。よって、オフリーク特性を改善することができる。 As a result, no interlayer insulating film is formed in the groove provided at the end of the nitride semiconductor device, thereby eliminating process damage to the pn junction interface. Therefore, off-leak characteristics can be improved.

また、例えば、本開示の一態様に係る窒化物半導体デバイスは、前記ソース配線の上方に配置された表面保護膜を備える。前記表面保護膜の端部は、平面視において、前記溝部の端部と一致し、または、前記溝部の端部よりも内側の範囲で、かつ、前記ソース電極のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置してもよい。 Further, for example, a nitride semiconductor device according to one aspect of the present disclosure includes a surface protection film disposed above the source wiring. The end of the surface protective film coincides with the end of the groove in plan view, or is within the range of the end of the groove and is closer to the outermost portion of the source electrode. may also be located outside.

これにより、窒化物半導体デバイスの表面に対する埃、塵などの付着を抑制することができる。また、表面保護膜が水分の進入を抑制することができるので、窒化物半導体デバイスの信頼性を高めることができる。 Thereby, adhesion of dirt, dust, etc. to the surface of the nitride semiconductor device can be suppressed. Furthermore, since the surface protective film can suppress moisture from entering, the reliability of the nitride semiconductor device can be improved.

また、例えば、前記溝部の側壁と前記第2の半導体層の上面とがなす角度は、90度未満であってもよい。 Further, for example, the angle between the side wall of the groove and the upper surface of the second semiconductor layer may be less than 90 degrees.

これにより、窒化物半導体デバイスの終端部における電界の集中を緩和することができるので、オフリーク特性を改善することができる。 This makes it possible to alleviate the concentration of electric field at the terminal end of the nitride semiconductor device, thereby improving off-leak characteristics.

また、例えば、前記溝部の深さは、1μm以上であり、または、前記溝部は、前記基板まで達してもよい。 Further, for example, the depth of the groove may be 1 μm or more, or the groove may reach as far as the substrate.

これにより、溝部が深くなることによって、窒化物半導体デバイスの表面と溝部との距離を長くすることができる。このため、窒化物半導体デバイスの終端部における電界の集中を緩和することができ、オフリーク特性を改善することができる。 As a result, the groove becomes deeper, so that the distance between the surface of the nitride semiconductor device and the groove can be increased. Therefore, concentration of electric field at the terminal end of the nitride semiconductor device can be alleviated, and off-leak characteristics can be improved.

また、例えば、前記層間絶縁膜は、SiN、SiO、HfO、Al、ZrO、AlN、HfONおよびZrONからなる群から選択される1つの単層または多層膜であってもよい。 Further, for example, the interlayer insulating film may be one single layer or multilayer film selected from the group consisting of SiN, SiO 2 , HfO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , AlN, HfON, and ZrON. .

これにより、吸湿性が低く、膜質の良好な層間絶縁膜を形成することができる。よって、水分の進入を抑制することができ、窒化物半導体デバイスの信頼性を高めることができる。 Thereby, an interlayer insulating film with low hygroscopicity and good film quality can be formed. Therefore, the intrusion of moisture can be suppressed, and the reliability of the nitride semiconductor device can be improved.

また、例えば、前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間に配置された高抵抗層を備えてもよい。 Further, for example, a high resistance layer may be provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer.

仮に、高抵抗層が設けられていない窒化物半導体デバイスのトランジスタ部を逆導通動作させた場合、ソース電極からドレイン電極に向けて第2の半導体層を電流が流れた場合に、耐圧が低下するおそれがある。この耐圧の低下によるオフ特性の劣化を逆導通劣化と呼ぶ場合がある。本態様に係る窒化物半導体デバイスでは、高抵抗層が設けられていることにより、逆導通動作時に第2の半導体層を流れる電流を抑制することができる。よって、逆導通劣化を抑制することができる。 If a transistor part of a nitride semiconductor device without a high-resistance layer is operated in reverse conduction mode, the withstand voltage will decrease when current flows through the second semiconductor layer from the source electrode to the drain electrode. There is a risk. This deterioration of off-characteristics due to a decrease in breakdown voltage is sometimes referred to as reverse conduction deterioration. In the nitride semiconductor device according to this aspect, by providing the high resistance layer, it is possible to suppress the current flowing through the second semiconductor layer during reverse conduction operation. Therefore, reverse conduction deterioration can be suppressed.

なお、逆導通動作とは、ソース電極とゲート電極とを短絡させることにより、トランジスタ部をダイオード動作させることである。この場合、ソース電極がアノード電極となり、ドレイン電極がカソード電極となる。 Note that the reverse conduction operation is to cause the transistor portion to operate as a diode by short-circuiting the source electrode and the gate electrode. In this case, the source electrode becomes the anode electrode, and the drain electrode becomes the cathode electrode.

また、例えば、前記高抵抗層には、CまたはFeが含まれていてもよい。 Further, for example, the high resistance layer may contain C or Fe.

これにより、高抵抗層の電気抵抗を高めることができ、逆導通劣化を更に抑制することができる。 Thereby, the electrical resistance of the high-resistance layer can be increased, and reverse conduction deterioration can be further suppressed.

また、本開示の別の一態様に係る窒化物半導体デバイスは、基板と、前記基板の上方に配置された第1の導電型の第1の半導体層と、前記第1の半導体層の上方に配置された第2の導電型の第2の半導体層と、前記第2の半導体層の上方に配置された第5の半導体層と、前記第5の半導体層の上方に配置された第6の半導体層と、前記第6の半導体層、前記第5の半導体層および前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層に達する第2の開口部と、前記第2の開口部の内面に沿って配置され、かつ、前記第6の半導体層の上方に他の一部が配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上面に沿って配置されたゲート電極と、前記ゲート電極と離間して配置されたソース電極と、前記基板の下面側に配置されたドレイン電極と、前記窒化物半導体デバイスの終端部に設けられた、前記第2の半導体層を貫通して少なくとも前記第1の半導体層に達する溝部と、前記ゲート電極の上方に配置された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を貫通して前記ソース電極に達するソース配線と、を備える。前記層間絶縁膜の端部は、平面視において、前記溝部の端部と一致し、または、前記溝部の端部よりも内側の範囲で、かつ、前記ソース電極のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置する。 Further, a nitride semiconductor device according to another aspect of the present disclosure includes a substrate, a first semiconductor layer of a first conductivity type disposed above the substrate, and a first semiconductor layer disposed above the first semiconductor layer. a second semiconductor layer of a second conductivity type disposed, a fifth semiconductor layer disposed above the second semiconductor layer, and a sixth semiconductor layer disposed above the fifth semiconductor layer. a semiconductor layer, a second opening that penetrates the sixth semiconductor layer, the fifth semiconductor layer, and the second semiconductor layer and reaches the first semiconductor layer; a gate insulating film disposed along the inner surface and another portion of which is disposed above the sixth semiconductor layer; a gate electrode disposed along the upper surface of the gate insulating film; and the gate electrode. a source electrode arranged at a distance from the substrate, a drain electrode arranged on the lower surface side of the substrate, and at least the second semiconductor layer provided at the terminal end of the nitride semiconductor device. The semiconductor device includes a groove portion reaching one semiconductor layer, an interlayer insulating film disposed above the gate electrode, and a source wiring penetrating the interlayer insulating film and reaching the source electrode. The end of the interlayer insulating film coincides with the end of the groove in plan view, or is within the range of the end of the groove and is closer to the outermost portion of the source electrode. is also located on the outside.

これにより、窒化物半導体デバイスの終端部に設けられた溝部には層間絶縁膜が形成されないので、pn接合界面へのプロセスダメージを無くすことができる。よって、オフリーク特性を改善することができる。 As a result, no interlayer insulating film is formed in the groove provided at the end of the nitride semiconductor device, thereby eliminating process damage to the pn junction interface. Therefore, off-leak characteristics can be improved.

以下では、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Note that the embodiments described below are all inclusive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and do not limit the present disclosure. Further, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims will be described as arbitrary constituent elements.

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。 Furthermore, each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like in each figure do not necessarily match. Further, in each figure, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping explanations will be omitted or simplified.

また、本明細書において、平行または直交などの要素間の関係性を示す用語、および、矩形または台形などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。 In addition, in this specification, terms that indicate relationships between elements such as parallel or orthogonal, terms that indicate the shape of elements such as rectangle or trapezoid, and numerical ranges are not expressions that express only strict meanings. , is an expression meaning that it includes a substantially equivalent range, for example, a difference of several percent.

また、本明細書および図面において、x軸、y軸およびz軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。x軸およびy軸はそれぞれ、基板の平面視形状が矩形である場合に、当該矩形の第1の辺、および、当該第1の辺に直交する第2の辺に平行な方向である。z軸は、基板の厚み方向である。なお、本明細書において、基板の「厚み方向」とは、基板の主面に垂直な方向のことをいう。厚み方向は、半導体層の積層方向と同じであり、「縦方向」とも記載される。また、基板の主面に平行な方向を「横方向」と記載する場合がある。 Furthermore, in this specification and the drawings, the x-axis, y-axis, and z-axis indicate three axes of a three-dimensional orthogonal coordinate system. When the planar view shape of the substrate is rectangular, the x-axis and the y-axis are directions parallel to the first side of the rectangle and the second side perpendicular to the first side, respectively. The z-axis is the thickness direction of the substrate. Note that in this specification, the "thickness direction" of the substrate refers to a direction perpendicular to the main surface of the substrate. The thickness direction is the same as the stacking direction of the semiconductor layers, and is also described as the "vertical direction." Further, a direction parallel to the main surface of the substrate may be referred to as a "lateral direction".

また、基板に対してゲート電極およびソース電極が設けられた側(z軸の正側)を「上方」または「上側」とみなし、基板に対してドレイン電極が設けられた側(z軸の負側)を「下方」または「下側」とみなす。 Also, the side on which the gate electrode and source electrode are provided with respect to the substrate (the positive side of the z-axis) is regarded as the "upper" or "upper side", and the side on which the drain electrode is provided with respect to the substrate (the negative side of the z-axis) side) is considered to be ``downward'' or ``lower side''.

なお、本明細書において、「上方」および「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)および下方向(鉛直下方)を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」および「下方」という用語は、2つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて2つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、2つの構成要素が互いに密着して配置されて2つの構成要素が接する場合にも適用される。 Note that in this specification, the terms "upper" and "lower" do not refer to the upper direction (vertically upward) and the lower direction (vertically downward) in absolute spatial recognition, but are based on the stacking order in the stacked structure. Used as a term defined by the relative positional relationship. Additionally, the terms "above" and "below" are used not only when two components are spaced apart and there is another component between them; This also applies when two components are placed in close contact with each other.

また、本明細書において、「平面視」とは、窒化物半導体デバイスの基板の主面に対して垂直な方向から見たとき、すなわち、基板の主面を正面から見たときのことをいう。 In addition, in this specification, "planar view" refers to when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the substrate of a nitride semiconductor device, that is, when the main surface of the substrate is viewed from the front. .

また、本明細書において、「第1」、「第2」などの序数詞は、特に断りのない限り、構成要素の数または順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、区別する目的で用いられている。 In addition, in this specification, ordinal numbers such as "first" and "second" do not mean the number or order of components, unless otherwise specified, and do not mean the number or order of components. It is used for the purpose of

また、本明細書において、AlGaNとは、三元混晶AlGa1-xN(0<x<1)のことを表す。以下、多元混晶はそれぞれの構成元素記号の配列、例えばAlInN、GaInNなどでもって略記される。例えば、窒化物半導体の一例であるAlGa1-x-yInN(0<x<1、0<y<1、かつ、0<x+y<1)は、AlGaInNと略記される。 Furthermore, in this specification, AlGaN refers to a ternary mixed crystal Al x Ga 1-x N (0<x<1). Hereinafter, multi-component mixed crystals will be abbreviated by the arrangement of their respective constituent element symbols, such as AlInN, GaInN, etc. For example, Al x Ga 1-xy In y N (0<x<1, 0<y<1, and 0<x+y<1), which is an example of a nitride semiconductor, is abbreviated as AlGaInN.

(実施の形態1)
[概要]
まず、実施の形態1に係る窒化物半導体デバイスの概要について、図1および図2を用いて説明する。
(Embodiment 1)
[overview]
First, an overview of the nitride semiconductor device according to Embodiment 1 will be explained using FIGS. 1 and 2.

図1は、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス1の断面図である。図2は、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス1の平面図である。図1は、図2のI-I線における断面を表している。なお、図1では、トランジスタ部2と終端部3との間を模式的に分離して図示している。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device 1 according to this embodiment. FIG. 2 is a plan view of the nitride semiconductor device 1 according to this embodiment. FIG. 1 shows a cross section taken along line II in FIG. Note that in FIG. 1, the transistor section 2 and the termination section 3 are schematically shown separated.

図1に示されるように、窒化物半導体デバイス1は、トランジスタ部2と、終端部3と、を備える。具体的には、窒化物半導体デバイス1は、基板10と、ドリフト層12と、第1の下地層14と、第2の下地層16と、ゲート開口部20と、半導体多層膜21と、閾値調整層28と、ソース開口部30と、ソース電極32と、ゲート電極34と、ドレイン電極36と、層間絶縁膜42と、ソース配線44と、を備える。半導体多層膜21は、電子走行層22と、電子供給層24との積層体であり、チャネル領域としての二次元電子ガス(2DEG)26を含む。また、窒化物半導体デバイス1は、終端部3に設けられた溝部40を備える。 As shown in FIG. 1, the nitride semiconductor device 1 includes a transistor section 2 and a termination section 3. Specifically, the nitride semiconductor device 1 includes a substrate 10, a drift layer 12, a first base layer 14, a second base layer 16, a gate opening 20, a semiconductor multilayer film 21, and a threshold value. It includes an adjustment layer 28, a source opening 30, a source electrode 32, a gate electrode 34, a drain electrode 36, an interlayer insulating film 42, and a source wiring 44. The semiconductor multilayer film 21 is a laminate of an electron transit layer 22 and an electron supply layer 24, and includes a two-dimensional electron gas (2DEG) 26 as a channel region. Further, the nitride semiconductor device 1 includes a groove portion 40 provided in the termination portion 3 .

トランジスタ部2は、FETを含む領域であり、図2に示されるように、窒化物半導体デバイス1の中央を含む領域である。具体的には、トランジスタ部2は、平面視において、第2の下地層16、ゲート開口部20、半導体多層膜21、閾値調整層28、ソース電極32およびゲート電極34が配置された領域である。 Transistor section 2 is a region including an FET, and, as shown in FIG. 2, is a region including the center of nitride semiconductor device 1. Specifically, the transistor section 2 is a region in which a second base layer 16, a gate opening 20, a semiconductor multilayer film 21, a threshold adjustment layer 28, a source electrode 32, and a gate electrode 34 are arranged in a plan view. .

なお、図2では、トランジスタ部2に配置された各構成要素の図示が省略されている。一例として、平面視形状が一方向に長尺の複数のソース電極32がストライプ状に配置されており、ゲート電極34、閾値調整層28およびゲート開口部20が隣り合うソース電極32間に配置されている。あるいは、平面視形状が六角形の複数のソース電極32が互いに隙間を空けながら平面充填されるように配置されていてもよい。 Note that in FIG. 2, illustration of each component arranged in the transistor section 2 is omitted. As an example, a plurality of source electrodes 32 whose planar view is long in one direction are arranged in a stripe pattern, and a gate electrode 34, a threshold adjustment layer 28, and a gate opening 20 are arranged between adjacent source electrodes 32. ing. Alternatively, a plurality of source electrodes 32 having a hexagonal shape in plan view may be arranged so as to be filled in a plane while leaving gaps between them.

終端部3は、トランジスタ部2以外の領域であり、トランジスタ部2を囲むリング状に設けられている。終端部3には、第2の下地層16、ゲート開口部20、半導体多層膜21、閾値調整層28、ソース電極32およびゲート電極34が配置されていない。なお、ソース電極32と電気的に分離されていれば、第2の下地層16、半導体多層膜21および閾値調整層28が終端部3に配置されていてもよい。この場合においても、溝部40は、少なくともドリフト層12まで達している。 The termination portion 3 is a region other than the transistor portion 2 and is provided in a ring shape surrounding the transistor portion 2. In the termination portion 3, the second base layer 16, the gate opening 20, the semiconductor multilayer film 21, the threshold adjustment layer 28, the source electrode 32, and the gate electrode 34 are not arranged. Note that the second base layer 16, the semiconductor multilayer film 21, and the threshold adjustment layer 28 may be arranged in the termination portion 3 as long as they are electrically isolated from the source electrode 32. Also in this case, the groove portion 40 reaches at least the drift layer 12.

本実施の形態では、窒化物半導体デバイス1は、GaNおよびAlGaNなどの窒化物半導体を主成分とする半導体層の積層構造を有するデバイスである。具体的には、窒化物半導体デバイス1は、AlGaN膜とGaN膜とのヘテロ構造を有する。 In this embodiment, nitride semiconductor device 1 is a device having a stacked structure of semiconductor layers mainly composed of nitride semiconductors such as GaN and AlGaN. Specifically, nitride semiconductor device 1 has a heterostructure of an AlGaN film and a GaN film.

AlGaN膜とGaN膜とのヘテロ構造において、(0001)面上での自発分極またはピエゾ分極によって、ヘテロ界面には高濃度の二次元電子ガス26が発生する。このため、アンドープ状態であっても、当該界面には、1×1013cm-2以上のシートキャリア濃度が得られる特徴を有する。 In the heterostructure of the AlGaN film and the GaN film, a highly concentrated two-dimensional electron gas 26 is generated at the hetero interface due to spontaneous polarization or piezo polarization on the (0001) plane. Therefore, even in an undoped state, the interface has the characteristic that a sheet carrier concentration of 1×10 13 cm −2 or more can be obtained.

本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス1は、AlGaN/GaNのヘテロ界面に発生する二次元電子ガス26をチャネルとして利用した電界効果トランジスタ(FET)である。具体的には、窒化物半導体デバイス1は、いわゆる縦型FETである。 The nitride semiconductor device 1 according to the present embodiment is a field effect transistor (FET) that uses a two-dimensional electron gas 26 generated at the AlGaN/GaN hetero interface as a channel. Specifically, nitride semiconductor device 1 is a so-called vertical FET.

本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス1は、ノーマリオフ型のFETである。窒化物半導体デバイス1では、例えば、ソース電極32が接地され(すなわち、電位が0V)、ドレイン電極36に正の電位が与えられている。ドレイン電極36に与えられる電位は、例えば100V以上1200V以下であるが、これに限らない。窒化物半導体デバイス1がオフ状態である場合には、ゲート電極34には0Vまたは負の電位(例えば-5V)が印加されている。窒化物半導体デバイス1がオン状態である場合には、ゲート電極34には正の電位(例えば+5V)が印加されている。なお、窒化物半導体デバイス1は、ノーマリオン型のFETであってもよい。 The nitride semiconductor device 1 according to this embodiment is a normally-off type FET. In the nitride semiconductor device 1, for example, the source electrode 32 is grounded (that is, the potential is 0V), and the drain electrode 36 is given a positive potential. The potential applied to the drain electrode 36 is, for example, 100V or more and 1200V or less, but is not limited thereto. When the nitride semiconductor device 1 is in the off state, 0V or a negative potential (for example, −5V) is applied to the gate electrode 34. When the nitride semiconductor device 1 is in the on state, a positive potential (for example, +5V) is applied to the gate electrode 34. Note that the nitride semiconductor device 1 may be a normally-on type FET.

[構成]
以下では、窒化物半導体デバイス1が備える各構成要素の詳細について説明する。
[composition]
Below, details of each component included in the nitride semiconductor device 1 will be explained.

基板10は、窒化物半導体からなる基板であり、図1に示されるように、互いに背向する第1の主面10aおよび第2の主面10bを有する。第1の主面10aは、ドリフト層12が形成される側の主面(上面)である。具体的には、第1の主面10aは、c面に略一致する。第2の主面10bは、ドレイン電極36が形成される側の主面(下面)である。基板10の平面視形状は、例えば矩形であるが、これに限らない。 The substrate 10 is a substrate made of a nitride semiconductor, and, as shown in FIG. 1, has a first main surface 10a and a second main surface 10b facing away from each other. The first main surface 10a is the main surface (upper surface) on the side where the drift layer 12 is formed. Specifically, the first main surface 10a substantially coincides with the c-plane. The second main surface 10b is the main surface (lower surface) on the side where the drain electrode 36 is formed. The shape of the substrate 10 in plan view is, for example, rectangular, but is not limited to this.

基板10は、例えば、厚さが300μmであり、キャリア濃度が1×1018cm-3であるn型のGaNからなる基板である。なお、n型およびp型は、半導体の導電型を示している。n型は、半導体にn型のドーパントが高濃度に添加された状態、いわゆるヘビードープを表している。また、n型とは、半導体にn型のドーパントが低濃度に添加された状態、いわゆるライトドープを表している。p型およびp型についても同様である。n型、n型およびn型は、第1の導電型の一例である。p型、p型およびp型は、第2の導電型の一例である。第2の導電型は、第1の導電型の逆極性の導電型である。 The substrate 10 is, for example, a substrate made of n + type GaN with a thickness of 300 μm and a carrier concentration of 1×10 18 cm −3 . Note that n-type and p-type indicate conductivity types of semiconductors. The n + type represents a state in which an n-type dopant is added to the semiconductor at a high concentration, so-called heavy doping. Further, n - type refers to a state in which an n-type dopant is added to a semiconductor at a low concentration, so-called light doping. The same applies to p + type and p type. N-type, n + -type, and n - type are examples of first conductivity types. P type, p + type, and p - type are examples of the second conductivity type. The second conductivity type is of opposite polarity to the first conductivity type.

なお、基板10は、窒化物半導体基板でなくてもよい。例えば、基板10は、シリコン(Si)基板、炭化シリコン(SiC)基板、または、酸化亜鉛(ZnO)基板などであってもよい。 Note that the substrate 10 does not need to be a nitride semiconductor substrate. For example, the substrate 10 may be a silicon (Si) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a zinc oxide (ZnO) substrate, or the like.

ドリフト層12は、基板10の上方に配置された第1の導電型の第1の窒化物半導体層の一例である。ドリフト層12は、例えば、厚さが8μmのn型のGaNからなる膜である。ドリフト層12のドナー濃度は、例えば、1×1015cm-3以上1×1017cm-3以下の範囲であり、一例として1×1016cm-3である。また、ドリフト層12の炭素濃度(C濃度)は、1×1015cm-3以上2×1017cm-3以下の範囲である。 The drift layer 12 is an example of a first nitride semiconductor layer of a first conductivity type disposed above the substrate 10. The drift layer 12 is, for example, a film made of n - type GaN and has a thickness of 8 μm. The donor concentration of the drift layer 12 is, for example, in a range of 1×10 15 cm −3 or more and 1×10 17 cm −3 or less, and is 1×10 16 cm −3 as an example. Further, the carbon concentration (C concentration) of the drift layer 12 is in the range of 1×10 15 cm −3 or more and 2×10 17 cm −3 or less.

ドリフト層12は、例えば、基板10の第1の主面10aに接触して設けられている。ドリフト層12は、例えば、有機金属気相エピタキシャル成長(MOVPE)法などの結晶成長により、基板10の第1の主面10a上に形成される。 The drift layer 12 is provided, for example, in contact with the first main surface 10a of the substrate 10. The drift layer 12 is formed on the first main surface 10a of the substrate 10 by, for example, crystal growth such as metal organic vapor phase epitaxial growth (MOVPE).

第1の下地層14は、ドリフト層12の上方に配置された第2の導電型の第2の窒化物半導体層の一例である。第1の下地層14は、例えば、厚さが400nmであり、キャリア濃度が1×1017cm-3であるp型のGaNからなる膜である。第1の下地層14は、ドリフト層12の上面に接触して設けられている。第1の下地層14は、例えば、MOVPE法などの結晶成長により、ドリフト層12上に形成される。なお、第1の下地層14は、成膜したアンドープのGaN膜にマグネシウム(Mg)を注入することで形成されてもよい。アンドープについては後で説明を行う。 The first base layer 14 is an example of a second nitride semiconductor layer of the second conductivity type disposed above the drift layer 12. The first base layer 14 is, for example, a p-type GaN film having a thickness of 400 nm and a carrier concentration of 1×10 17 cm −3 . The first base layer 14 is provided in contact with the upper surface of the drift layer 12 . The first base layer 14 is formed on the drift layer 12 by, for example, crystal growth such as the MOVPE method. Note that the first base layer 14 may be formed by implanting magnesium (Mg) into the formed undoped GaN film. Undoping will be explained later.

第1の下地層14は、ソース電極32とドレイン電極36との間のリーク電流を抑制する。例えば、第1の下地層14とドリフト層12とで形成されるpn接合に対して逆方向電圧が印加された場合、具体的には、ソース電極32よりもドレイン電極36が高電位となった場合に、ドリフト層12に空乏層が延びる。これにより、窒化物半導体デバイス1の高耐圧化が可能である。本実施の形態では、オフ状態およびオン状態のいずれにおいても逆導通動作の場合を除いて、ソース電極32よりドレイン電極36が高電位となっている。このため、窒化物半導体デバイス1の高耐圧化が実現される。 The first base layer 14 suppresses leakage current between the source electrode 32 and the drain electrode 36. For example, when a reverse voltage is applied to the pn junction formed by the first base layer 14 and the drift layer 12, specifically, the drain electrode 36 has a higher potential than the source electrode 32. In this case, a depletion layer extends in the drift layer 12. This allows the nitride semiconductor device 1 to have a high breakdown voltage. In this embodiment, the drain electrode 36 has a higher potential than the source electrode 32 in both the off state and the on state, except in the case of reverse conduction operation. Therefore, a high breakdown voltage of the nitride semiconductor device 1 is realized.

本実施の形態では、図1に示されるように、第1の下地層14は、ソース電極32と接触している。このため、第1の下地層14は、ソース電極32と同電位に固定されている。 In this embodiment, the first base layer 14 is in contact with the source electrode 32, as shown in FIG. Therefore, the first base layer 14 is fixed at the same potential as the source electrode 32.

第2の下地層16は、第1の下地層14の上方に配置された第3の窒化物半導体層の一例である。第2の下地層16は、第1の下地層14より抵抗が高い高抵抗層である。第2の下地層16は、絶縁性または半絶縁性の窒化物半導体から形成されている。第2の下地層16は、例えば、厚さが200nmのアンドープGaNからなる膜である。第2の下地層16は、第1の下地層14に接触して設けられている。第2の下地層16は、例えば、MOVPE法などの結晶成長により、第1の下地層14上に形成される。 The second base layer 16 is an example of a third nitride semiconductor layer disposed above the first base layer 14. The second base layer 16 is a high resistance layer having a higher resistance than the first base layer 14. The second base layer 16 is formed from an insulating or semi-insulating nitride semiconductor. The second base layer 16 is, for example, a film made of undoped GaN with a thickness of 200 nm. The second base layer 16 is provided in contact with the first base layer 14. The second base layer 16 is formed on the first base layer 14 by, for example, crystal growth such as MOVPE.

なお、ここで“アンドープ”とは、GaNの極性をn型またはp型に変化させるSiまたはMgなどのドーパントがドープされていないことを意味する。本実施の形態では、第2の下地層16には、炭素(C)がドープされている。具体的には、第2の下地層16の炭素濃度は、第1の下地層14の炭素濃度より高い。 Note that "undoped" herein means that a dopant such as Si or Mg that changes the polarity of GaN to n-type or p-type is not doped. In this embodiment, the second base layer 16 is doped with carbon (C). Specifically, the carbon concentration of the second base layer 16 is higher than the carbon concentration of the first base layer 14.

また、第2の下地層16には、成膜時に混入する珪素(Si)または酸素(O)が含まれる場合がある。この場合に、第2の下地層16の炭素濃度は、珪素濃度(Si濃度)または酸素濃度(O濃度)より高い。例えば、第2の下地層16の炭素濃度は、例えば3×1017cm-3以上であるが、1×1018cm-3以上でもよい。第2の下地層16の珪素濃度または酸素濃度は、例えば、5×1016cm-3以下であるが、2×1016cm-3以下でもよい。 Further, the second base layer 16 may contain silicon (Si) or oxygen (O) mixed during film formation. In this case, the carbon concentration of the second underlayer 16 is higher than the silicon concentration (Si concentration) or the oxygen concentration (O concentration). For example, the carbon concentration of the second base layer 16 is, for example, 3×10 17 cm −3 or more, but may be 1×10 18 cm −3 or more. The silicon concentration or oxygen concentration of the second base layer 16 is, for example, 5×10 16 cm −3 or less, but may be 2×10 16 cm −3 or less.

なお、第2の下地層16は、炭素以外に、マグネシウム(Mg)、鉄(Fe)またはホウ素(B)などのイオン注入により形成されてもよい。GaNの高抵抗化を実現できるイオン種であれば、他のイオン種を用いてもよい。 Note that the second base layer 16 may be formed by ion implantation of magnesium (Mg), iron (Fe), boron (B), or the like other than carbon. Other ion species may be used as long as they can realize high resistance of GaN.

ここで、仮に、窒化物半導体デバイス1が第2の下地層16を備えない場合、ソース電極32とドレイン電極36との間には、電子走行層22とp型の第1の下地層14とn型のドリフト層12という寄生npn構造、すなわち、寄生バイポーラトランジスタが存在することになる。このため、窒化物半導体デバイス1がオフ状態である場合において、p型の第1の下地層14に電流が流れた場合に、寄生バイポーラトランジスタがオン状態になり、窒化物半導体デバイス1の耐圧を低下させる恐れがある。この場合、窒化物半導体デバイス1の誤動作が発生しやすい。本実施の形態では、高抵抗の第2の下地層16が設けられていることで、寄生npn構造が形成されることを抑制し、窒化物半導体デバイス1の誤動作を抑制することができる。 Here, if the nitride semiconductor device 1 does not include the second base layer 16, the electron transport layer 22 and the p-type first base layer 14 are provided between the source electrode 32 and the drain electrode 36. A parasitic npn structure called the n-type drift layer 12, that is, a parasitic bipolar transistor exists. Therefore, when the nitride semiconductor device 1 is in the off state, when current flows through the p-type first base layer 14, the parasitic bipolar transistor is turned on and the breakdown voltage of the nitride semiconductor device 1 is reduced. There is a risk of deterioration. In this case, malfunction of the nitride semiconductor device 1 is likely to occur. In this embodiment, by providing the high-resistance second base layer 16, formation of a parasitic npn structure can be suppressed, and malfunction of the nitride semiconductor device 1 can be suppressed.

なお、第2の下地層16の上面には、第1の下地層14からMgなどのp型不純物が拡散するのを抑制するための層が設けられていてもよい。例えば、第2の下地層16上には、厚さが20nmのAlGaN層が設けられていてもよい。 Note that a layer for suppressing diffusion of p-type impurities such as Mg from the first base layer 14 may be provided on the upper surface of the second base layer 16. For example, an AlGaN layer with a thickness of 20 nm may be provided on the second base layer 16.

ゲート開口部20は、第2の下地層16および第1の下地層14を貫通してドリフト層12に達する第1の開口部の一例である。ゲート開口部20は、第2の下地層16および第1の下地層14の両方を貫通している。ゲート開口部20の底部20aは、ドリフト層12の上面の一部である。図1に示されるように、底部20aは、第1の下地層14の下面より下側に位置している。なお、第1の下地層14の下面は、第1の下地層14とドリフト層12との界面に相当する。底部20aは、例えば、基板10の第1の主面10aに平行である。 The gate opening 20 is an example of a first opening that penetrates the second base layer 16 and the first base layer 14 to reach the drift layer 12. Gate opening 20 penetrates both second underlayer 16 and first underlayer 14 . The bottom 20a of the gate opening 20 is part of the top surface of the drift layer 12. As shown in FIG. 1, the bottom portion 20a is located below the lower surface of the first base layer 14. Note that the lower surface of the first base layer 14 corresponds to the interface between the first base layer 14 and the drift layer 12. The bottom portion 20a is, for example, parallel to the first main surface 10a of the substrate 10.

本実施の形態では、ゲート開口部20は、基板10から遠ざかる程、開口面積が大きくなるように形成されている。具体的には、ゲート開口部20の側壁20bは、斜めに傾斜している。図1に示されるように、ゲート開口部20の断面視形状は、逆台形、より具体的には、逆等脚台形である。 In this embodiment, the gate opening 20 is formed so that the further away from the substrate 10 the larger the opening area becomes. Specifically, the side wall 20b of the gate opening 20 is obliquely inclined. As shown in FIG. 1, the cross-sectional shape of the gate opening 20 is an inverted trapezoid, more specifically, an inverted isosceles trapezoid.

底部20aに対する側壁20bの傾斜角は、例えば30°以上45°以下の範囲である。傾斜角が小さい程、側壁20bがc面に近づくので、結晶再成長により側壁20bに沿って形成される電子走行層22などの膜質を高めることができる。一方で、傾斜角が大きい程、ゲート開口部20が大きくなりすぎることが抑制され、窒化物半導体デバイス1の小型化が実現される。 The angle of inclination of the side wall 20b with respect to the bottom portion 20a is, for example, in a range of 30° or more and 45° or less. The smaller the inclination angle, the closer the sidewall 20b is to the c-plane, so that the quality of the film such as the electron transit layer 22 formed along the sidewall 20b by crystal regrowth can be improved. On the other hand, the larger the inclination angle, the more the gate opening 20 is prevented from becoming too large, and the nitride semiconductor device 1 can be made smaller.

ゲート開口部20は、基板10の第1の主面10a上に、ドリフト層12、第1の下地層14および第2の下地層16をこの順で連続的な成膜により形成した後、部分的にドリフト層12を露出させるように、第2の下地層16および第1の下地層14の各々の一部を除去することで形成される。このとき、ドリフト層12の表層部分を所定の厚さ分、除去することで、ゲート開口部20の底部20aは、第1の下地層14の下面よりも下方に形成される。 The gate opening 20 is formed by forming the drift layer 12, the first base layer 14, and the second base layer 16 in this order on the first main surface 10a of the substrate 10 by continuous film formation, and then partially It is formed by removing a portion of each of the second base layer 16 and the first base layer 14 so as to expose the drift layer 12 . At this time, by removing a predetermined thickness of the surface layer portion of the drift layer 12, the bottom portion 20a of the gate opening 20 is formed below the lower surface of the first base layer 14.

第2の下地層16および第1の下地層14の除去は、レジストの塗布およびパターニング、ならびに、ドライエッチングによって行われる。具体的には、レジストをパターニングした後、ベークすることにより、レジストの端部が斜めに傾斜する。その後にドライエッチングを行うことで、レジストの形状が転写されるようにして側壁20bが斜めになったゲート開口部20が形成される。 Removal of the second base layer 16 and the first base layer 14 is performed by resist application and patterning, and dry etching. Specifically, by patterning the resist and then baking it, the ends of the resist are obliquely inclined. Dry etching is then performed to form a gate opening 20 with an oblique sidewall 20b so that the shape of the resist is transferred.

半導体多層膜21は、ゲート開口部20の内面に沿って一部が配置され、かつ、第2の下地層16の上方に他の一部が配置されている。半導体多層膜21は、電子走行層22と、電子供給層24との積層膜である。 A portion of the semiconductor multilayer film 21 is disposed along the inner surface of the gate opening 20, and another portion is disposed above the second base layer 16. The semiconductor multilayer film 21 is a laminated film including an electron transit layer 22 and an electron supply layer 24.

電子走行層22は、ゲート開口部20の内面に沿って設けられた第1の再成長層の一例である。具体的には、電子走行層22の一部は、ゲート開口部20の底部20aおよび側壁20bに沿って設けられ、電子走行層22の他の部分は、第2の下地層16の上面上に設けられている。電子走行層22は、例えば、厚さが150nmのアンドープGaNからなる膜である。なお、電子走行層22は、アンドープではなく、Siドープなどにより、n型化されてもよい。 The electron transit layer 22 is an example of a first regrowth layer provided along the inner surface of the gate opening 20. Specifically, part of the electron transport layer 22 is provided along the bottom 20a and sidewall 20b of the gate opening 20, and the other part of the electron transport layer 22 is provided on the upper surface of the second base layer 16. It is provided. The electron transport layer 22 is, for example, a film made of undoped GaN with a thickness of 150 nm. Note that the electron transit layer 22 may be made n-type by doping with Si or the like instead of being undoped.

電子走行層22は、ゲート開口部20の底部20aおよび側壁20bにおいてドリフト層12に接触している。電子走行層22は、ゲート開口部20の側壁20bにおいて、第1の下地層14および第2の下地層16の各々の端面に接触している。さらに、電子走行層22は、第2の下地層16の上面に接触している。電子走行層22は、ゲート開口部20を形成した後に、結晶の再成長により形成される。 The electron transit layer 22 is in contact with the drift layer 12 at the bottom 20a and sidewalls 20b of the gate opening 20. The electron transit layer 22 is in contact with each end face of the first base layer 14 and the second base layer 16 at the side wall 20b of the gate opening 20. Furthermore, the electron transit layer 22 is in contact with the upper surface of the second base layer 16. The electron transit layer 22 is formed by crystal regrowth after the gate opening 20 is formed.

電子走行層22は、チャネル領域を有する。具体的には、電子走行層22と電子供給層24との界面の近傍には、二次元電子ガス26が発生する。二次元電子ガス26が電子走行層22のチャネルとして機能する。図1では、二次元電子ガス26が模式的に破線で図示されている。二次元電子ガス26は、電子走行層22と電子供給層24との界面に沿って、すなわち、ゲート開口部20の内面に沿って屈曲している。 The electron transit layer 22 has a channel region. Specifically, two-dimensional electron gas 26 is generated near the interface between electron transport layer 22 and electron supply layer 24 . Two-dimensional electron gas 26 functions as a channel for electron transport layer 22 . In FIG. 1, the two-dimensional electron gas 26 is schematically illustrated with broken lines. The two-dimensional electron gas 26 is bent along the interface between the electron transit layer 22 and the electron supply layer 24, that is, along the inner surface of the gate opening 20.

また、図1には示されていないが、電子走行層22と電子供給層24との間に、厚さが1nm程度のAlN膜が第2の再成長層として設けられていてもよい。AlN膜は、合金散乱を抑制し、チャネルの移動度を向上させることができる。 Although not shown in FIG. 1, an AlN film with a thickness of approximately 1 nm may be provided as a second regrowth layer between the electron transit layer 22 and the electron supply layer 24. The AlN film can suppress alloy scattering and improve channel mobility.

電子供給層24は、ゲート開口部20の内面に沿って設けられた第3の再成長層の一例である。電子走行層22と電子供給層24とは、基板10側からこの順で設けられている。電子供給層24は、電子走行層22の上面に沿った形状で略均一な厚さで形成されている。電子供給層24は、例えば、厚さが50nmのアンドープAlGaNからなる膜である。電子供給層24は、電子走行層22の形成工程に続いて、結晶の再成長により形成される。 The electron supply layer 24 is an example of a third regrowth layer provided along the inner surface of the gate opening 20. The electron transit layer 22 and the electron supply layer 24 are provided in this order from the substrate 10 side. The electron supply layer 24 is formed in a shape along the upper surface of the electron transit layer 22 and has a substantially uniform thickness. The electron supply layer 24 is, for example, a film made of undoped AlGaN with a thickness of 50 nm. The electron supply layer 24 is formed by crystal regrowth subsequent to the step of forming the electron transit layer 22.

電子供給層24は、電子走行層22との間でAlGaN/GaNのヘテロ界面を形成している。これにより、電子走行層22内に二次元電子ガス26が発生する。電子供給層24は、電子走行層22に形成されるチャネル領域(すなわち、二次元電子ガス26)への電子の供給を行う。 The electron supply layer 24 forms an AlGaN/GaN hetero interface with the electron transit layer 22. As a result, a two-dimensional electron gas 26 is generated within the electron transit layer 22. The electron supply layer 24 supplies electrons to the channel region (ie, the two-dimensional electron gas 26) formed in the electron transit layer 22.

閾値調整層28は、半導体多層膜21の上面に沿って配置された第2の導電型の第4の窒化物半導体層の一例である。具体的には、閾値調整層28は、ゲート電極34と電子供給層24との間に設けられている。閾値調整層28は、電子供給層24の上面に沿った形状で略均一な厚さで形成されている。 The threshold adjustment layer 28 is an example of a fourth nitride semiconductor layer of the second conductivity type disposed along the upper surface of the semiconductor multilayer film 21. Specifically, the threshold adjustment layer 28 is provided between the gate electrode 34 and the electron supply layer 24. The threshold adjustment layer 28 is formed in a shape along the upper surface of the electron supply layer 24 and has a substantially uniform thickness.

閾値調整層28は、例えば、厚さが100nmであり、キャリア濃度が1×1017cm-3であるp型のGaNまたはAlGaNからなる窒化物半導体層である。閾値調整層28は、電子供給層24の形成工程から引き続いてMOVPE法による再成長で成膜され、パターニングされることで形成される。 The threshold adjustment layer 28 is, for example, a nitride semiconductor layer made of p-type GaN or AlGaN and has a thickness of 100 nm and a carrier concentration of 1×10 17 cm −3 . The threshold value adjustment layer 28 is formed by re-growth using the MOVPE method following the step of forming the electron supply layer 24 and patterning.

閾値調整層28が設けられていることによって、チャネル部分の伝導帯端のポテンシャルが持ち上げられる。このため、窒化物半導体デバイス1の閾値電圧を高くすることができる。したがって、窒化物半導体デバイス1をノーマリオフ型のFETとして実現することができる。つまり、ゲート電極34に対して0Vの電位を印加した場合に、窒化物半導体デバイス1をオフ状態にすることができる。 By providing the threshold adjustment layer 28, the potential at the conduction band edge of the channel portion is raised. Therefore, the threshold voltage of nitride semiconductor device 1 can be increased. Therefore, the nitride semiconductor device 1 can be realized as a normally-off type FET. That is, when a potential of 0 V is applied to the gate electrode 34, the nitride semiconductor device 1 can be turned off.

ソース開口部30は、ゲート開口部20から離れた位置において、半導体多層膜21および第2の下地層16を貫通して第1の下地層14に達する第2の開口部の一例である。ソース開口部30は、平面視において、ゲート電極34から離れた位置に配置されている。 The source opening 30 is an example of a second opening that penetrates the semiconductor multilayer film 21 and the second base layer 16 and reaches the first base layer 14 at a position away from the gate opening 20 . The source opening 30 is located at a distance from the gate electrode 34 in plan view.

ソース開口部30の底部30aは、第1の下地層14の上面の一部である。図1に示されるように、底部30aは、第2の下地層16の下面よりも下側に位置している。なお、第2の下地層16の下面は、第2の下地層16と第1の下地層14との界面に相当する。底部30aは、例えば基板10の第1の主面10aに平行である。 The bottom 30a of the source opening 30 is a part of the upper surface of the first underlayer 14. As shown in FIG. 1, the bottom portion 30a is located below the lower surface of the second base layer 16. Note that the lower surface of the second base layer 16 corresponds to the interface between the second base layer 16 and the first base layer 14. The bottom portion 30a is parallel to the first main surface 10a of the substrate 10, for example.

図1に示されるように、ソース開口部30は、基板10からの距離によらず開口面積が一定になるように形成されている。具体的には、ソース開口部30の側壁30bは、底部30aに対して垂直である。つまり、ソース開口部30の断面視形状は、矩形である。 As shown in FIG. 1, the source opening 30 is formed so that the opening area is constant regardless of the distance from the substrate 10. Specifically, the sidewall 30b of the source opening 30 is perpendicular to the bottom 30a. That is, the cross-sectional shape of the source opening 30 is rectangular.

あるいは、ソース開口部30は、ゲート開口部20と同様に、基板10から遠ざかる程、開口面積が大きくなるように形成されていてもよい。具体的には、ソース開口部30の側壁30bは、斜めに傾斜していてもよい。例えば、ソース開口部30の断面形状は、逆台形、より具体的には、逆等脚台形であってもよい。このとき、底部30aに対する側壁30bの傾斜角は、例えば、30°以上60°以下の範囲であってもよい。例えば、ソース開口部30の側壁30bの傾斜角は、ゲート開口部20の側壁20bの傾斜角よりも大きくてもよい。側壁30bが斜めに傾斜していることで、ソース電極32と電子走行層22(二次元電子ガス26)との接触面積が増えるので、オーミック接続が行われやすくなる。なお、二次元電子ガス26は、ソース開口部30の側壁30bに露出し、露出部分でソース電極32に接続されている。 Alternatively, similarly to the gate opening 20, the source opening 30 may be formed such that the opening area increases as the distance from the substrate 10 increases. Specifically, the side wall 30b of the source opening 30 may be obliquely inclined. For example, the cross-sectional shape of the source opening 30 may be an inverted trapezoid, more specifically, an inverted isosceles trapezoid. At this time, the angle of inclination of the side wall 30b with respect to the bottom portion 30a may be, for example, in a range of 30° or more and 60° or less. For example, the inclination angle of the sidewall 30b of the source opening 30 may be greater than the inclination angle of the sidewall 20b of the gate opening 20. Since the side wall 30b is obliquely inclined, the contact area between the source electrode 32 and the electron transit layer 22 (two-dimensional electron gas 26) increases, making it easier to establish an ohmic connection. Note that the two-dimensional electron gas 26 is exposed on the side wall 30b of the source opening 30, and is connected to the source electrode 32 at the exposed portion.

ソース開口部30は、例えば、閾値調整層28の形成工程(すなわち、結晶の再成長工程)に続いて、ゲート開口部20とは異なる領域において第1の下地層14を露出させるように、閾値調整層28、電子供給層24、電子走行層22および第2の下地層16をエッチングすることにより形成される。このとき、第1の下地層14の表層部分も除去することにより、ソース開口部30の底部30aが第2の下地層16の下面よりも下方に形成される。ソース開口部30は、例えば、フォトリソグラフィによるパターニング、および、ドライエッチングなどによって所定形状に形成される。 For example, the source opening 30 is formed at a threshold value such that the first underlayer 14 is exposed in a region different from the gate opening 20 following the step of forming the threshold adjustment layer 28 (i.e., the crystal regrowth step). It is formed by etching the adjustment layer 28, the electron supply layer 24, the electron transit layer 22, and the second base layer 16. At this time, by also removing the surface layer portion of the first underlayer 14, the bottom 30a of the source opening 30 is formed below the lower surface of the second underlayer 16. The source opening 30 is formed into a predetermined shape by, for example, photolithographic patterning and dry etching.

ソース電極32は、ゲート電極34と離間して配置されている。本実施の形態では、ソース電極32は、ソース開口部30の内面に沿って設けられている。具体的には、ソース電極32は、電子供給層24、電子走行層22および第1の下地層14の各々に接続されている。ソース電極32は、電子走行層22および電子供給層24の各々に対してオーミック接続されている。ソース電極32は、側壁30bにおいて二次元電子ガス26と直接接触している。これにより、ソース電極32と二次元電子ガス26(チャネル)とのコンタクト抵抗を低減することができる。 The source electrode 32 is spaced apart from the gate electrode 34. In this embodiment, the source electrode 32 is provided along the inner surface of the source opening 30. Specifically, the source electrode 32 is connected to each of the electron supply layer 24, the electron transit layer 22, and the first base layer 14. The source electrode 32 is ohmically connected to each of the electron transit layer 22 and the electron supply layer 24 . The source electrode 32 is in direct contact with the two-dimensional electron gas 26 at the sidewall 30b. Thereby, the contact resistance between the source electrode 32 and the two-dimensional electron gas 26 (channel) can be reduced.

ソース電極32は、金属などの導電性の材料を用いて形成されている。ソース電極32の材料としては、例えば、Ti/Alなど、熱処理することでn型のGaN層に対してオーミック接続される材料を用いることができる。ソース電極32は、例えば、スパッタまたは蒸着などによって成膜した導電膜をパターニングすることにより形成される。 The source electrode 32 is formed using a conductive material such as metal. As the material of the source electrode 32, for example, a material such as Ti/Al that can be ohmically connected to the n-type GaN layer by heat treatment can be used. The source electrode 32 is formed, for example, by patterning a conductive film formed by sputtering or vapor deposition.

ゲート電極34は、閾値調整層28の上方に配置されている。具体的には、ゲート電極34は、ゲート開口部20を覆うように閾値調整層28の上面に接して設けられている。ゲート電極34は、例えば、閾値調整層28の上面に沿った形状で略均一な膜厚で形成されている。あるいは、ゲート電極34は、閾値調整層28の上面の凹部を埋めるように形成されていてもよい。 Gate electrode 34 is placed above threshold adjustment layer 28 . Specifically, the gate electrode 34 is provided in contact with the upper surface of the threshold adjustment layer 28 so as to cover the gate opening 20 . For example, the gate electrode 34 is formed in a shape along the upper surface of the threshold adjustment layer 28 and has a substantially uniform thickness. Alternatively, the gate electrode 34 may be formed to fill a recessed portion on the upper surface of the threshold adjustment layer 28.

ゲート電極34は、金属などの導電性の材料を用いて形成されている。例えば、ゲート電極34は、パラジウム(Pd)を用いて形成されている。なお、ゲート電極34の材料としては、p型のGaN層に対してオーミック接続される材料を用いることができ、例えば、ニッケル(Ni)系材料、タングステンシリサイド(WSi)、金(Au)などを用いることができる。ゲート電極34は、閾値調整層28の成膜後、ソース開口部30の形成後、または、ソース電極32の形成後、例えば、スパッタまたは蒸着などによって成膜した導電膜をパターニングすることにより形成される。 The gate electrode 34 is formed using a conductive material such as metal. For example, the gate electrode 34 is formed using palladium (Pd). Note that as the material of the gate electrode 34, a material that is ohmically connected to the p-type GaN layer can be used, such as a nickel (Ni)-based material, tungsten silicide (WSi), gold (Au), etc. Can be used. The gate electrode 34 is formed by patterning a conductive film formed by sputtering or vapor deposition, for example, after the threshold adjustment layer 28 is formed, the source opening 30 is formed, or the source electrode 32 is formed. Ru.

ドレイン電極36は、基板10の下面側、すなわち、ドリフト層12とは反対側に設けられている。具体的には、ドレイン電極36は、基板10の第2の主面10bに接触して設けられている。ドレイン電極36は、金属などの導電性の材料を用いて形成されている。ドレイン電極36の材料としては、ソース電極32の材料と同様に、例えばTi/Alなど、n型のGaN層に対してオーミック接続される材料を用いることができる。ドレイン電極36は、例えば、スパッタまたは蒸着などによって成膜した導電膜をパターニングすることにより形成される。 The drain electrode 36 is provided on the lower surface side of the substrate 10, that is, on the opposite side from the drift layer 12. Specifically, the drain electrode 36 is provided in contact with the second main surface 10b of the substrate 10. The drain electrode 36 is formed using a conductive material such as metal. As the material of the drain electrode 36, similarly to the material of the source electrode 32, a material that is ohmically connected to the n-type GaN layer, such as Ti/Al, can be used. The drain electrode 36 is formed, for example, by patterning a conductive film formed by sputtering, vapor deposition, or the like.

[特徴的な構成]
続いて、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス1の主な特徴的な構成を説明する。まず、窒化物半導体デバイス1の終端部3の構成について説明する。
[Characteristic configuration]
Next, the main characteristic configuration of the nitride semiconductor device 1 according to this embodiment will be explained. First, the configuration of the termination portion 3 of the nitride semiconductor device 1 will be described.

図1に示されるように、本実施の形態では、終端部3では、第2の下地層16、半導体多層膜21および閾値調整層28は設けられていない。例えば、ソース開口部30の形成と同時に、終端部3における第2の下地層16、半導体多層膜21および閾値調整層28が除去される。終端部3において、第1の下地層14の上面は、ソース開口部30の底部30aと同じ高さに位置している。なお、「同じ高さ」とは、基板10の第1の主面10aからの距離が同じであることを意味する。 As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the second base layer 16, the semiconductor multilayer film 21, and the threshold adjustment layer 28 are not provided in the termination portion 3. For example, at the same time as the source opening 30 is formed, the second base layer 16, the semiconductor multilayer film 21, and the threshold adjustment layer 28 in the termination portion 3 are removed. In the termination portion 3, the upper surface of the first underlayer 14 is located at the same height as the bottom portion 30a of the source opening 30. Note that "the same height" means that the distance from the first main surface 10a of the substrate 10 is the same.

終端部3には、溝部40が設けられている。溝部40は、トランジスタ部2を区画し分離するためのアイソレーション用のトレンチである。溝部40は、第1の下地層14を貫通してドリフト層12に達している。 A groove portion 40 is provided in the terminal end portion 3 . The trench portion 40 is an isolation trench for partitioning and isolating the transistor portion 2 . The groove portion 40 penetrates the first base layer 14 and reaches the drift layer 12 .

溝部40は、底部40aと、側壁40bと、を有する。本実施の形態では、溝部40は、トランジスタ部2側にのみ側壁40bを有する段差部である。つまり、溝部40の底部40aは、窒化物半導体デバイス1の端面に繋がっている。溝部40は、図2に示されるように、トランジスタ部2を囲むリング状に設けられている。 The groove portion 40 has a bottom portion 40a and a side wall 40b. In this embodiment, the groove portion 40 is a stepped portion having a sidewall 40b only on the transistor portion 2 side. That is, the bottom 40a of the groove 40 is connected to the end surface of the nitride semiconductor device 1. The groove portion 40 is provided in a ring shape surrounding the transistor portion 2, as shown in FIG.

溝部40の底部40aは、ドリフト層12の上面の一部である。図1に示されるように、底部40aは、第1の下地層14の下面よりも下側に位置している。底部40aは、例えば基板10の第1の主面10aに平行である。 The bottom 40a of the groove 40 is a part of the upper surface of the drift layer 12. As shown in FIG. 1, the bottom portion 40a is located below the lower surface of the first base layer 14. The bottom portion 40a is, for example, parallel to the first main surface 10a of the substrate 10.

図1に示されるように、溝部40は、基板10からの距離によらず開口面積が一定になるように形成されている。具体的には、溝部40の側壁40bは、底部40aに対して垂直である。つまり、溝部40の断面視形状は、矩形である。 As shown in FIG. 1, the groove portion 40 is formed so that the opening area is constant regardless of the distance from the substrate 10. Specifically, the side wall 40b of the groove portion 40 is perpendicular to the bottom portion 40a. That is, the cross-sectional shape of the groove portion 40 is rectangular.

溝部40の深さは、例えば、1μm以上である。溝部40の深さとは、側壁40bの高さであり、終端部3における第1の下地層14の上面と溝部40の底部40aとの距離(z軸方向の長さ)である。溝部40が深くなることにより、終端部3において窒化物半導体デバイス1の表面(上面)と溝部40の底部40aとの距離が長くなる。これにより、終端部3における電界の集中を緩和することができ、オフ時のリーク電流を低減することができる。 The depth of the groove portion 40 is, for example, 1 μm or more. The depth of the groove 40 is the height of the side wall 40b, and is the distance (length in the z-axis direction) between the top surface of the first base layer 14 at the terminal end 3 and the bottom 40a of the groove 40. As the groove portion 40 becomes deeper, the distance between the surface (upper surface) of the nitride semiconductor device 1 and the bottom portion 40a of the groove portion 40 at the termination portion 3 becomes longer. This makes it possible to alleviate the concentration of electric field at the terminal end 3, and reduce leakage current during off-time.

なお、溝部40は、基板10に達していてもよい。すなわち、溝部40の底部40aは、基板10の第1の主面10aであってもよい。溝部40の深さを最大限大きくすることにより、リーク電流をさらに低減することができる。 Note that the groove portion 40 may reach the substrate 10. That is, the bottom 40a of the groove 40 may be the first main surface 10a of the substrate 10. By maximizing the depth of the groove portion 40, leakage current can be further reduced.

溝部40は、層間絶縁膜42を形成した後、ドライエッチングを行うことにより形成される。あるいは、ソース配線44を形成した後、ドライエッチングによって溝部40を形成してもよい。 The groove portion 40 is formed by forming the interlayer insulating film 42 and then performing dry etching. Alternatively, after forming the source wiring 44, the groove portion 40 may be formed by dry etching.

層間絶縁膜42は、ゲート電極34の上方に配置されている。具体的には、層間絶縁膜42は、トランジスタ部2のほぼ全域を覆い、かつ、端部が終端部3に配置されている。層間絶縁膜42には、ソース電極32を露出させるためのコンタクトホール43が設けられている。 Interlayer insulating film 42 is placed above gate electrode 34 . Specifically, the interlayer insulating film 42 covers almost the entire region of the transistor section 2, and its end portion is disposed at the termination portion 3. A contact hole 43 for exposing the source electrode 32 is provided in the interlayer insulating film 42 .

層間絶縁膜42は、例えば、無機材料を主成分として含む絶縁膜である。具体的には、層間絶縁膜42は、SiN、SiO、HfO、Al、ZrO、AlN、HfONおよびZrONからなる群から選択される1つの単層または多層膜である。 The interlayer insulating film 42 is, for example, an insulating film containing an inorganic material as a main component. Specifically, the interlayer insulating film 42 is one single layer or multilayer film selected from the group consisting of SiN, SiO 2 , HfO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , AlN, HfON, and ZrON.

このような無機材料を利用することにより、有機材料を使用する場合に比べて、層間絶縁膜42の水分透過率を低減することができる。すなわち、層間絶縁膜42は、水分の進入をより強く抑制することができる。 By using such an inorganic material, the moisture permeability of the interlayer insulating film 42 can be reduced compared to the case where an organic material is used. That is, the interlayer insulating film 42 can more strongly suppress the intrusion of moisture.

例えば、層間絶縁膜42は、ゲート電極34およびソース電極32を形成した後、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)またはスパッタリングなどによって無機膜を全面に形成した後、所定形状にパターニングすることによって形成される。パターニングによって、コンタクトホール43が形成される。コンタクトホール43の形成と同時に、後工程で溝部40を形成するための終端部分も同時に除去されてもよい。 For example, the interlayer insulating film 42 is formed by forming an inorganic film on the entire surface by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) or sputtering after forming the gate electrode 34 and the source electrode 32, and then patterning it into a predetermined shape. . Contact holes 43 are formed by patterning. At the same time as the contact hole 43 is formed, the end portion for forming the groove portion 40 in a later step may also be removed at the same time.

図1に示されるように、層間絶縁膜42を覆うようにソース配線44が設けられている。ソース配線44は、層間絶縁膜42を貫通してソース電極32に達している。具体的には、ソース配線44は、コンタクトホール43を埋めるように設けられており、複数のソース電極32を電気的に接続している。 As shown in FIG. 1, a source wiring 44 is provided to cover the interlayer insulating film 42. The source wiring 44 penetrates the interlayer insulating film 42 and reaches the source electrode 32. Specifically, the source wiring 44 is provided to fill the contact hole 43 and electrically connects the plurality of source electrodes 32.

ソース配線44は、金属などの導電性材料を用いて形成されている。例えば、ソース配線44の材料としては、ソース電極32と同じ材料を用いることができる。 The source wiring 44 is formed using a conductive material such as metal. For example, the same material as the source electrode 32 can be used as the material for the source wiring 44.

本実施の形態では、層間絶縁膜42の端部は、平面視において、溝部40の端部よりも内側の範囲で、かつ、ソース電極32のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置している。図1に示されるように、層間絶縁膜42の端部と、溝部40の端部(すなわち、側壁40bの上端)との距離をdとする。また、ソース電極32のうち、最も溝部40の端部に近い部分と、溝部40の端部との距離をAとする。この場合において、0≦d<Aが満たされる。 In this embodiment, the end of the interlayer insulating film 42 is located within the range inside the end of the groove 40 and outside the outermost portion of the source electrode 32 in plan view. ing. As shown in FIG. 1, the distance between the end of the interlayer insulating film 42 and the end of the groove 40 (that is, the upper end of the side wall 40b) is d. Further, the distance between the part of the source electrode 32 closest to the end of the groove 40 and the end of the groove 40 is defined as A. In this case, 0≦d<A is satisfied.

0≦dは、層間絶縁膜42は、溝部40には設けられていないことを意味している。具体的には、層間絶縁膜42を形成した後、溝部40が形成されるので、0≦dを容易に満すことができる。例えば、溝部40を形成するためのドライエッチングに使用されるマスクを用いて、層間絶縁膜42の端部を除去することで、d=0を容易に実現することができる。層間絶縁膜42の端部の除去から連続して溝部40を形成することで、溝部40内に層間絶縁膜42が形成されないようにすることができる。 0≦d means that the interlayer insulating film 42 is not provided in the groove portion 40. Specifically, since the groove portion 40 is formed after the interlayer insulating film 42 is formed, 0≦d can be easily satisfied. For example, d=0 can be easily achieved by removing the end of the interlayer insulating film 42 using a mask used for dry etching to form the groove 40. By forming the groove 40 continuously from the removal of the end portion of the interlayer insulating film 42, it is possible to prevent the interlayer insulating film 42 from being formed within the groove 40.

溝部40の側壁40bには、n型のドリフト層12とp型の第1の下地層14との界面、すなわち、pn接合界面の端部が露出している。pn接合界面は、溝部40が形成される際に露出する。すなわち、pn接合界面は、層間絶縁膜42を形成した後の工程で露出する。 At the side wall 40b of the groove portion 40, the interface between the n-type drift layer 12 and the p-type first base layer 14, that is, the end of the p-n junction interface is exposed. The pn junction interface is exposed when the trench 40 is formed. That is, the pn junction interface is exposed in a step after forming the interlayer insulating film 42.

層間絶縁膜42を形成する際のプラズマCVDおよびスパッタリングは、成膜時に下地となる層に対してプロセスダメージを与えやすい。このため、溝部40内に層間絶縁膜42を形成した場合には、プロセスダメージによって側壁40bに露出したpn接合界面が劣化するおそれがある。本実施の形態によれば、層間絶縁膜42を形成した後に、溝部40を形成することができるので、層間絶縁膜42の形成の際のプロセスダメージをなくすことができる。したがって、層間絶縁膜42の形成時のダメージがpn接合界面に入るのを抑制することができる。よって、pn接合界面の劣化が抑制されるので、オフ時のリーク電流が増加するのを抑制することができる。 Plasma CVD and sputtering when forming the interlayer insulating film 42 tend to cause process damage to the underlying layer during film formation. Therefore, when the interlayer insulating film 42 is formed within the trench 40, there is a risk that the pn junction interface exposed on the sidewall 40b may deteriorate due to process damage. According to this embodiment, the groove portion 40 can be formed after the interlayer insulating film 42 is formed, so that process damage during the formation of the interlayer insulating film 42 can be eliminated. Therefore, damage caused during formation of the interlayer insulating film 42 can be suppressed from entering the pn junction interface. Therefore, since deterioration of the pn junction interface is suppressed, an increase in leakage current during off-time can be suppressed.

また、d<Aを満たすことによって、すなわち、終端部3の近傍において、ソース電極32が露出しないように層間絶縁膜42が設けられていることによって、ソース電極32を介した短絡またはリーク電流の発生を抑制することができる。dが0に近づくことにより、すなわち、層間絶縁膜42の端部が溝部40の側壁40bに近づくにつれて、保護範囲が広くなるのでトランジスタ部2の保護機能を高めることができる。 Furthermore, by satisfying d<A, that is, by providing the interlayer insulating film 42 in the vicinity of the termination portion 3 so that the source electrode 32 is not exposed, short circuits or leakage currents through the source electrode 32 can be prevented. The occurrence can be suppressed. As d approaches 0, that is, as the end of the interlayer insulating film 42 approaches the side wall 40b of the trench 40, the protection range becomes wider, so that the protection function of the transistor section 2 can be enhanced.

(実施の形態2)
続いて、実施の形態2について説明する。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 will be described.

実施の形態2では、実施の形態1と比較して、表面保護膜を備える点が相違する。以下では、実施の形態1との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。 The second embodiment differs from the first embodiment in that a surface protective film is provided. Below, the explanation will focus on the differences from Embodiment 1, and the explanation of the common points will be omitted or simplified.

図3は、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス101の断面図である。図3に示されるように、窒化物半導体デバイス101は、図1に示される窒化物半導体デバイス1と比較して、表面保護膜146をさらに備える。 FIG. 3 is a cross-sectional view of nitride semiconductor device 101 according to this embodiment. As shown in FIG. 3, nitride semiconductor device 101 further includes a surface protection film 146, compared to nitride semiconductor device 1 shown in FIG.

表面保護膜146は、ソース配線44の上方に配置されている。具体的には、表面保護膜146は、トランジスタ部2のほぼ全域を覆い、かつ、端部が終端部3に配置されている。表面保護膜146は、ソース配線44の上面と、ソース配線44が設けられていない部分では層間絶縁膜42の上面と、を接触して覆っている。 The surface protection film 146 is arranged above the source wiring 44. Specifically, the surface protection film 146 covers almost the entire area of the transistor section 2, and its end portion is disposed at the termination portion 3. The surface protection film 146 contacts and covers the upper surface of the source wiring 44 and the upper surface of the interlayer insulating film 42 in the portion where the source wiring 44 is not provided.

表面保護膜146は、例えば、有機材料を主成分として含む絶縁膜である。例えば、表面保護膜146は、ソース配線44を形成した後、塗布法などによって有機材料を全面に塗布した後、所定形状にパターニングすることによって形成される。パターニングは、例えば、溝部40を形成する前に行われる。表面保護膜146は、例えば、水分透過率が低い材料を用いて形成される。 The surface protection film 146 is, for example, an insulating film containing an organic material as a main component. For example, the surface protective film 146 is formed by forming the source wiring 44, applying an organic material to the entire surface by a coating method, and then patterning it into a predetermined shape. Patterning is performed, for example, before forming the groove portion 40. The surface protection film 146 is formed using, for example, a material with low moisture permeability.

なお、表面保護膜146は、無機材料を主成分として含む絶縁膜であってもよい。例えば、表面保護膜146は、SiN、SiO、HfO、Al、ZrO、AlN、HfONおよびZrONからなる群から選択される1つの単層または多層膜であってもよい。 Note that the surface protection film 146 may be an insulating film containing an inorganic material as a main component. For example, the surface protective film 146 may be a single layer or a multilayer film selected from the group consisting of SiN, SiO 2 , HfO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , AlN, HfON, and ZrON.

本実施の形態では、表面保護膜146の端部は、平面視において、溝部40の端部よりも内側の範囲で、かつ、ソース電極32のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置している。図3に示されるように、表面保護膜146の端部は、平面視において、層間絶縁膜42の端部と一致している。例えば、表面保護膜146と層間絶縁膜42とを一括してエッチングすることにより、端部を一致させることができる。表面保護膜146および層間絶縁膜42の各々の端部を除去した後、溝部40を形成することにより、表面保護膜146および層間絶縁膜42を形成する際のプロセスダメージが側壁40bのpn接合界面に入るのを抑制することができる。これにより、オフ時のリーク電流を抑制することができる。 In this embodiment, the end of the surface protection film 146 is located in a range inside the end of the groove 40 and outside the outermost portion of the source electrode 32 in plan view. ing. As shown in FIG. 3, the end of the surface protection film 146 coincides with the end of the interlayer insulating film 42 in plan view. For example, by etching the surface protection film 146 and the interlayer insulating film 42 all at once, the ends can be made to coincide. By forming the groove portion 40 after removing each end of the surface protective film 146 and the interlayer insulating film 42, process damage during forming the surface protective film 146 and the interlayer insulating film 42 can be avoided at the pn junction interface of the sidewall 40b. can be prevented from entering. Thereby, leakage current during off-time can be suppressed.

表面保護膜146が設けられていることによって、トランジスタ部2(トランジスタ動作をする部分)への水分の進入を抑制することができる。よって、窒化物半導体デバイス101の信頼性を高めることができる。 By providing the surface protection film 146, it is possible to suppress moisture from entering the transistor portion 2 (a portion where a transistor operates). Therefore, the reliability of the nitride semiconductor device 101 can be improved.

なお、表面保護膜146の端部は、層間絶縁膜42の端部と一致していなくてもよい。以下では、図4および図5を用いて本実施の形態の変形例について説明する。図4および図5はそれぞれ、本実施の形態の変形例1および2に係る窒化物半導体デバイス102および103の断面図である。 Note that the end of the surface protection film 146 does not have to coincide with the end of the interlayer insulating film 42. Below, a modification of this embodiment will be described using FIGS. 4 and 5. 4 and 5 are cross-sectional views of nitride semiconductor devices 102 and 103 according to Modifications 1 and 2 of this embodiment, respectively.

図4に示される窒化物半導体デバイス102では、表面保護膜146の端部は、層間絶縁膜42の端部よりも溝部40に近い位置に位置している。すなわち、表面保護膜146の端部は、平面視において、溝部40の端部(側壁40bの上端)と層間絶縁膜42の端部との間に位置している。このような表面保護膜146は、例えば、層間絶縁膜42の端部の除去を行った後、溝部40を形成する前に形成することができる。 In the nitride semiconductor device 102 shown in FIG. 4, the end of the surface protection film 146 is located closer to the groove 40 than the end of the interlayer insulating film 42. That is, the end of the surface protection film 146 is located between the end of the groove 40 (the upper end of the side wall 40b) and the end of the interlayer insulating film 42 in plan view. Such a surface protection film 146 can be formed, for example, after removing the end portion of the interlayer insulating film 42 and before forming the groove portion 40.

これにより、層間絶縁膜42の端部を露出させないように表面保護膜146によって覆うことができる。表面保護膜146が覆う領域が大きくなることによって、水分の進入の抑制効果をさらに高めることができる。よって、窒化物半導体デバイス102の信頼性をさらに高めることができる。 Thereby, the end portion of the interlayer insulating film 42 can be covered with the surface protection film 146 so as not to be exposed. By increasing the area covered by the surface protection film 146, the effect of suppressing moisture intrusion can be further enhanced. Therefore, the reliability of the nitride semiconductor device 102 can be further improved.

図5に示される窒化物半導体デバイス103では、表面保護膜146の端部は、層間絶縁膜42の端部よりもソース電極32に近い位置に位置している。すなわち、表面保護膜146の端部は、平面視において、層間絶縁膜42の端部とソース電極32のうち最外周に位置する部分との間に位置している。このような表面保護膜146は、例えば、層間絶縁膜42の端部の除去を行った後、溝部40を形成する前に形成することができる。あるいは、表面保護膜146は、層間絶縁膜42の端部の除去を行う前に形成されてもよい。 In the nitride semiconductor device 103 shown in FIG. 5, the end of the surface protection film 146 is located closer to the source electrode 32 than the end of the interlayer insulating film 42. That is, the end of the surface protection film 146 is located between the end of the interlayer insulating film 42 and the outermost portion of the source electrode 32 in plan view. Such a surface protection film 146 can be formed, for example, after removing the end portion of the interlayer insulating film 42 and before forming the groove portion 40. Alternatively, the surface protection film 146 may be formed before the end portion of the interlayer insulating film 42 is removed.

(実施の形態3)
続いて、実施の形態3について説明する。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 will be described.

実施の形態3では、実施の形態2と比較して、溝部の形状が相違する。以下では、実施の形態2との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。 In the third embodiment, the shape of the groove is different from that in the second embodiment. Below, the explanation will focus on the differences from Embodiment 2, and the explanation of the common points will be omitted or simplified.

図6は、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス201の断面図である。図6に示されるように、窒化物半導体デバイス201は、図3に示される窒化物半導体デバイス101と比較して、溝部40の代わりに溝部240を備える。 FIG. 6 is a cross-sectional view of nitride semiconductor device 201 according to this embodiment. As shown in FIG. 6, nitride semiconductor device 201 includes a trench 240 instead of trench 40, compared to nitride semiconductor device 101 shown in FIG.

溝部240は、傾斜した側壁240bを有する。側壁240bと第1の下地層14の上面とがなす角度θは、90度未満である。傾斜した側壁240bは、ドライエッチングに使用するマスクとして、端部が斜めに傾斜したマスクを利用することにより、形成することができる。例えば、レジストをパターニングした後、ベークすることにより、レジストの端部が斜めに傾斜する。その後に、レジストをマスクとしてドライエッチングを行うことで、レジストの形状が転写されるようにして側壁240bが斜めになった溝部240が形成される。 The groove portion 240 has an inclined side wall 240b. The angle θ between the side wall 240b and the upper surface of the first base layer 14 is less than 90 degrees. The inclined sidewall 240b can be formed by using a mask with obliquely inclined ends as a mask used for dry etching. For example, by patterning a resist and then baking it, the edges of the resist become obliquely inclined. After that, by performing dry etching using the resist as a mask, the shape of the resist is transferred to form the groove portion 240 having the oblique sidewall 240b.

なお、図6に示される例では、溝部240は、底部を有さず、第1の下地層14の端部を斜めに切り落とした形状を有するが、これに限定されない。溝部240は、例えば、基板10の第1の主面10aに平行な底部を有してもよい。 Note that in the example shown in FIG. 6, the groove portion 240 does not have a bottom and has a shape obtained by cutting off the end portion of the first base layer 14 diagonally, but the groove portion 240 is not limited to this. The groove portion 240 may have a bottom parallel to the first main surface 10a of the substrate 10, for example.

このように、溝部240の側壁240bが斜めに傾斜していることにより、終端部3における電界の集中を緩和することができる。よって、オフ時のリーク電流を低減することができる。 As described above, since the side wall 240b of the groove portion 240 is obliquely inclined, concentration of the electric field at the terminal end portion 3 can be alleviated. Therefore, leakage current during off-time can be reduced.

なお、本実施の形態では、実施の形態2に係る窒化物半導体デバイス101が溝部240を備える構成を説明したが、側壁240bが傾斜した溝部240は、他の実施の形態または変形例に係る窒化物半導体デバイスに備えられていてもよい。具体的には、窒化物半導体デバイス1または102または103が溝部240を備えてもよい。 Note that in this embodiment, a configuration in which the nitride semiconductor device 101 according to the second embodiment includes the groove portion 240 has been described; It may be included in a physical semiconductor device. Specifically, the nitride semiconductor device 1 or 102 or 103 may include the groove portion 240.

(実施の形態4)
続いて、実施の形態4について説明する。
(Embodiment 4)
Next, Embodiment 4 will be described.

実施の形態4では、実施の形態2と比較して、層間絶縁膜および表面保護膜の各々の端部の位置が相違する。以下では、実施の形態2との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。 In the fourth embodiment, the positions of the ends of the interlayer insulating film and the surface protection film are different from those in the second embodiment. Below, the explanation will focus on the differences from Embodiment 2, and the explanation of the common points will be omitted or simplified.

図7は、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス301の断面図である。図7に示されるように、窒化物半導体デバイス301では、層間絶縁膜42の端部と表面保護膜146の端部とが、平面視において、溝部40の端部(側壁40bの上端)に一致している。すなわち、層間絶縁膜42の端部と溝部40の端部との距離dが0である。この構成は、例えば、表面保護膜146および層間絶縁膜42をこの順でエッチングすることにより端部を除去し、同じマスクを利用して連続的に第1の下地層14とドリフト層12の一部とを除去することによって形成される。つまり、エッチングのマスク交換が不要で簡単なプロセスで製造することができる。 FIG. 7 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device 301 according to this embodiment. As shown in FIG. 7, in the nitride semiconductor device 301, the end of the interlayer insulating film 42 and the end of the surface protection film 146 are aligned with the end of the groove 40 (the upper end of the side wall 40b) in a plan view. We are doing so. That is, the distance d between the end of the interlayer insulating film 42 and the end of the groove 40 is zero. In this configuration, for example, the end portions of the surface protection film 146 and the interlayer insulating film 42 are removed by etching in this order, and the first base layer 14 and the drift layer 12 are successively etched using the same mask. It is formed by removing the part. In other words, there is no need to change the etching mask, and manufacturing can be performed using a simple process.

なお、層間絶縁膜42の端部と、表面保護膜146の端部と、溝部40の端部との位置関係は、図7に示した例には限定されず、他の実施の形態および変形例で示した位置関係であってもよい。 Note that the positional relationship between the end of the interlayer insulating film 42, the end of the surface protective film 146, and the end of the groove 40 is not limited to the example shown in FIG. 7, and may be used in other embodiments and modifications. The positional relationship shown in the example may be used.

また、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス301では、溝部40の代わりに、実施の形態3に係る溝部240が設けられていてもよい。 Further, in the nitride semiconductor device 301 according to the present embodiment, the groove portion 240 according to the third embodiment may be provided instead of the groove portion 40.

(実施の形態5)
続いて、実施の形態5について説明する。
(Embodiment 5)
Next, Embodiment 5 will be described.

実施の形態5では、実施の形態4と比較して、高抵抗層を備える点が相違する。以下では、実施の形態4との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。 The fifth embodiment differs from the fourth embodiment in that it includes a high resistance layer. Below, the explanation will focus on the differences from Embodiment 4, and the explanation of the common points will be omitted or simplified.

図8は、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス401の断面図である。図8に示されるように、窒化物半導体デバイス401は、図7に示される窒化物半導体デバイス301と比較して、高抵抗層418をさらに備える。 FIG. 8 is a cross-sectional view of nitride semiconductor device 401 according to this embodiment. As shown in FIG. 8, nitride semiconductor device 401 further includes a high resistance layer 418, compared to nitride semiconductor device 301 shown in FIG.

高抵抗層418は、ドリフト層12と第1の下地層14との間に各々に配置されている。高抵抗層418は、ドリフト層12よりも抵抗が高い層である。例えば、高抵抗層418は、ドリフト層12よりも第1の導電型の不純物濃度が低い層である。高抵抗層418は、例えば絶縁性または半絶縁性の窒化物半導体から形成されている。高抵抗層418の不純物濃度(ドナー濃度)は、例えば、1×1016cm-3以下である。高抵抗層418は、例えば厚さが200nmのアンドープGaNからなる膜である。 The high resistance layer 418 is disposed between the drift layer 12 and the first base layer 14, respectively. The high resistance layer 418 is a layer with higher resistance than the drift layer 12. For example, the high resistance layer 418 is a layer having a lower concentration of impurities of the first conductivity type than the drift layer 12. The high resistance layer 418 is made of, for example, an insulating or semi-insulating nitride semiconductor. The impurity concentration (donor concentration) of the high resistance layer 418 is, for example, 1×10 16 cm −3 or less. The high resistance layer 418 is, for example, a 200 nm thick film made of undoped GaN.

高抵抗層418には、炭素(C)または鉄(Fe)が含まれている。高抵抗層418の炭素濃度または鉄濃度は、例えば、2×1016cm-3以上、1×1020cm-3以下の範囲であり、一例として1×1018cm-3である。なお、GaNの高抵抗化を実現できる元素であれば、他の元素を用いてもよい。 High resistance layer 418 contains carbon (C) or iron (Fe). The carbon concentration or iron concentration of the high resistance layer 418 is, for example, in a range of 2×10 16 cm −3 or more and 1×10 20 cm −3 or less, and is 1×10 18 cm −3 as an example. Note that other elements may be used as long as they can realize high resistance of GaN.

本実施の形態では、図8に示されるように、溝部40は、高抵抗層418を貫通している。すなわち、実施の形態1と同様に、溝部40の底部40aは、ドリフト層12に位置している。 In this embodiment, as shown in FIG. 8, the groove portion 40 penetrates the high resistance layer 418. That is, as in the first embodiment, the bottom 40a of the groove 40 is located in the drift layer 12.

なお、溝部40の底部40aは、高抵抗層418の上面の一部であってもよい。すなわち、溝部40は、高抵抗層418を貫通していなくてもよい。これにより、溝部40の近傍で、高抵抗層418の横方向に空乏層が延びやすくなり、電界集中の緩和が可能になる。よって、窒化物半導体デバイス401のオフ特性を改善することができる。 Note that the bottom portion 40a of the groove portion 40 may be a part of the upper surface of the high resistance layer 418. That is, the groove portion 40 does not need to penetrate the high resistance layer 418. This makes it easier for the depletion layer to extend in the lateral direction of the high-resistance layer 418 in the vicinity of the groove 40, making it possible to alleviate electric field concentration. Therefore, the off-state characteristics of the nitride semiconductor device 401 can be improved.

以上のように、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス401では、高抵抗層418が設けられていることによって、トランジスタ部2の逆導通動作時に、第1の下地層14とドリフト層12とのpn接合に電流が流れにくくすることができる。これにより、逆導通劣化が抑制されるので、窒化物半導体デバイス401のオフ特性の劣化を抑制することができる。 As described above, in the nitride semiconductor device 401 according to the present embodiment, since the high resistance layer 418 is provided, the first base layer 14 and the drift layer 12 are connected to each other during the reverse conduction operation of the transistor section 2. It is possible to make it difficult for current to flow through the pn junction. This suppresses reverse conduction deterioration, so that deterioration of the off-characteristics of the nitride semiconductor device 401 can be suppressed.

なお、本実施の形態では、実施の形態4に係る窒化物半導体デバイス301が高抵抗層418を備える構成を説明したが、高抵抗層418は、他の実施の形態または変形例に係る窒化物半導体デバイスに備えられていてもよい。すなわち、窒化物半導体デバイス1、101~103または201が高抵抗層418を備えてもよい。 Note that in this embodiment, a configuration in which the nitride semiconductor device 301 according to Embodiment 4 includes the high-resistance layer 418 has been described; It may be included in a semiconductor device. That is, the nitride semiconductor device 1, 101 to 103, or 201 may include the high resistance layer 418.

また、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス401では、溝部40の代わりに、実施の形態3に係る溝部240が設けられていてもよい。 Further, in nitride semiconductor device 401 according to the present embodiment, groove 240 according to Embodiment 3 may be provided instead of groove 40.

(実施の形態6)
続いて、実施の形態6について説明する。
(Embodiment 6)
Next, Embodiment 6 will be described.

実施の形態6では、実施の形態4と比較して、半導体多層膜の配置が主に相違する。以下では、実施の形態4との相違点を中心に説明を行い、共通点の説明を省略または簡略化する。 The sixth embodiment differs from the fourth embodiment mainly in the arrangement of the semiconductor multilayer film. Below, the explanation will focus on the differences from Embodiment 4, and the explanation of the common points will be omitted or simplified.

図9は、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス501の断面図である。図9に示されるように、窒化物半導体デバイス501は、図7に示される窒化物半導体デバイス301と比較して、ゲート開口部20、半導体多層膜21および閾値調整層28の代わりに、ゲート開口部520、半導体多層膜521およびゲート絶縁膜528を備える点が相違する。 FIG. 9 is a cross-sectional view of a nitride semiconductor device 501 according to this embodiment. As shown in FIG. 9, compared to the nitride semiconductor device 301 shown in FIG. The difference is that a portion 520, a semiconductor multilayer film 521, and a gate insulating film 528 are provided.

半導体多層膜521は、電子走行層522および電子供給層524を備える。 The semiconductor multilayer film 521 includes an electron transport layer 522 and an electron supply layer 524.

電子走行層522は、第1の下地層14の上方に配置された第5の窒化物半導体層の一例である。電子走行層522は、例えば、厚さが150nmのアンドープGaNからなる膜である。なお、電子走行層522は、アンドープではなく、Siドープなどにより、n型化されてもよい。電子走行層522は、第2の下地層16と同じ機能を有する。 The electron transit layer 522 is an example of a fifth nitride semiconductor layer disposed above the first base layer 14. The electron transport layer 522 is, for example, a film made of undoped GaN with a thickness of 150 nm. Note that the electron transit layer 522 may be made n-type by doping with Si or the like instead of being undoped. The electron transit layer 522 has the same function as the second base layer 16.

電子供給層524は、電子走行層522の上方に配置された第6の窒化物半導体層の一例である。電子供給層524は、例えば、厚さが50nmのアンドープAlGaNからなる膜である。電子供給層524は、電子走行層522の形成工程に続いて、結晶の成長により形成される。 The electron supply layer 524 is an example of a sixth nitride semiconductor layer disposed above the electron transit layer 522. The electron supply layer 524 is, for example, a film made of undoped AlGaN with a thickness of 50 nm. The electron supply layer 524 is formed by crystal growth subsequent to the step of forming the electron transit layer 522.

電子供給層524は、電子走行層522との間でAlGaN/GaNのヘテロ界面を形成している。これにより、電子走行層522内に二次元電子ガス(図示せず)が発生する。電子供給層524は、電子走行層522に形成される二次元電子ガスへの電子の供給を行う。 The electron supply layer 524 forms an AlGaN/GaN hetero interface with the electron transit layer 522. As a result, a two-dimensional electron gas (not shown) is generated within the electron transit layer 522. The electron supply layer 524 supplies electrons to the two-dimensional electron gas formed in the electron transit layer 522.

本実施の形態では、ゲート開口部520は、電子供給層524、電子走行層522および第1の下地層14を貫通してドリフト層12に達する。ゲート開口部520の底部520aは、ドリフト層12の上面の一部である。図9に示されるように、底部520aは、第1の下地層14の下面より下側に位置している。なお、第1の下地層14の下面は、第1の下地層14とドリフト層12との界面に相当する。底部520aは、例えば、基板10の第1の主面10aに平行である。 In this embodiment, the gate opening 520 penetrates the electron supply layer 524, the electron transit layer 522, and the first underlayer 14 to reach the drift layer 12. The bottom 520a of the gate opening 520 is part of the top surface of the drift layer 12. As shown in FIG. 9, the bottom portion 520a is located below the lower surface of the first base layer 14. Note that the lower surface of the first base layer 14 corresponds to the interface between the first base layer 14 and the drift layer 12. The bottom portion 520a is, for example, parallel to the first main surface 10a of the substrate 10.

図9に示されるように、ゲート開口部520は、基板10からの距離によらず開口面積が一定になるように形成されている。具体的には、ゲート開口部520の側壁520bは、底部520aに対して垂直である。つまり、ゲート開口部520の断面視形状は、矩形である。 As shown in FIG. 9, the gate opening 520 is formed so that the opening area is constant regardless of the distance from the substrate 10. Specifically, sidewall 520b of gate opening 520 is perpendicular to bottom 520a. That is, the cross-sectional shape of the gate opening 520 is rectangular.

あるいは、ゲート開口部520は、実施の形態1のゲート開口部20と同様に、基板10から遠ざかる程、開口面積が大きくなるように形成されていてもよい。具体的には、ゲート開口部520の側壁520bは、斜めに傾斜していてもよい。例えば、ゲート開口部520の断面形状は、逆台形、より具体的には、逆等脚台形であってもよい。 Alternatively, the gate opening 520 may be formed such that the opening area increases as the distance from the substrate 10 increases, similar to the gate opening 20 of the first embodiment. Specifically, the side wall 520b of the gate opening 520 may be obliquely inclined. For example, the cross-sectional shape of the gate opening 520 may be an inverted trapezoid, more specifically an inverted isosceles trapezoid.

ゲート開口部520は、基板10の第1の主面10a上に、ドリフト層12、第1の下地層14、電子走行層522および電子供給層524をこの順で連続的な成膜により形成した後、部分的にドリフト層12を露出させるように、電子供給層524、電子走行層522および第1の下地層14の各々の一部を除去することで形成される。このとき、ドリフト層12の表層部分を所定の厚さ分、除去することで、ゲート開口部520の底部520aは、第1の下地層14の下面よりも下方に形成される。 The gate opening 520 is formed by sequentially forming a drift layer 12, a first base layer 14, an electron transit layer 522, and an electron supply layer 524 in this order on the first main surface 10a of the substrate 10. Thereafter, a portion of each of the electron supply layer 524, the electron transit layer 522, and the first base layer 14 is removed so as to partially expose the drift layer 12. At this time, by removing a predetermined thickness of the surface layer portion of the drift layer 12, the bottom portion 520a of the gate opening 520 is formed below the lower surface of the first base layer 14.

ゲート絶縁膜528は、例えば、SiO、SiN、Alなどの酸化膜である。本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス501では、ゲート絶縁膜528およびゲート電極34がこの順で、ゲート開口部520の内面に沿って設けられている。具体的には、ゲート絶縁膜528の一部は、ゲート開口部520の底部520aおよび側壁520bに沿って設けられ、ゲート絶縁膜528の他の部分は、電子供給層524の上面上に設けられている。ゲート絶縁膜528は、ゲート開口部520の側壁520bにおいて、第1の下地層14、電子走行層522および電子供給層524の各々の端面に接触している。 The gate insulating film 528 is, for example, an oxide film of SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 or the like. In the nitride semiconductor device 501 according to this embodiment, the gate insulating film 528 and the gate electrode 34 are provided in this order along the inner surface of the gate opening 520. Specifically, part of the gate insulating film 528 is provided along the bottom 520a and sidewall 520b of the gate opening 520, and the other part of the gate insulating film 528 is provided on the top surface of the electron supply layer 524. ing. The gate insulating film 528 is in contact with each end face of the first base layer 14, the electron transit layer 522, and the electron supply layer 524 at the side wall 520b of the gate opening 520.

ゲート電極34に所定の電圧が印加された場合、p型の第1の下地層14の、ゲート絶縁膜528に接する端面の近傍には、n型に反転した反転領域が形成される。当該反転領域がチャネルとして機能することにより、電子走行層522とドリフト層12とが導通するので、ソース電極32とドレイン電極36との間で電流が流れる。このように、本実施の形態に係る窒化物半導体デバイス501では、いわゆるMOSFETと同等の動作が可能になる。 When a predetermined voltage is applied to the gate electrode 34, an inverted region inverted to an n-type is formed near the end surface of the p-type first base layer 14 in contact with the gate insulating film 528. Since the inversion region functions as a channel, the electron transport layer 522 and the drift layer 12 are electrically connected, so that a current flows between the source electrode 32 and the drain electrode 36. In this way, the nitride semiconductor device 501 according to this embodiment can operate equivalent to a so-called MOSFET.

本実施の形態においても、終端部3では、層間絶縁膜42の端部が、平面視において、溝部40の端部に一致している。したがって、他の実施の形態と同様に、オフ時のリーク電流を低減することができる。 Also in this embodiment, in the termination portion 3, the end of the interlayer insulating film 42 coincides with the end of the groove 40 in plan view. Therefore, similarly to other embodiments, leakage current during off-time can be reduced.

なお、他の実施の形態と同様に、層間絶縁膜42の端部は、平面視において、溝部40の端部よりも内側の範囲で、かつ、ソース電極32のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置していてもよい。また、表面保護膜146の端部は、実施の形態2およびその変形例のように、層間絶縁膜42の端部と一致していなくてもよい。 Note that, similarly to other embodiments, the end of the interlayer insulating film 42 is located within the range inside the end of the groove 40 and from the outermost portion of the source electrode 32 in plan view. may also be located outside. Further, the end of the surface protection film 146 does not have to coincide with the end of the interlayer insulating film 42 as in the second embodiment and its modification.

(他の実施の形態)
以上、1つまたは複数の態様に係る窒化物半導体デバイスについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
(Other embodiments)
Although the nitride semiconductor device according to one or more aspects has been described above based on the embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments. Unless departing from the spirit of the present disclosure, various modifications that can be thought of by those skilled in the art to this embodiment, and configurations constructed by combining components of different embodiments are also included within the scope of the present disclosure. It will be done.

例えば、ソース開口部30が設けられていなくてもよい。この場合、ソース電極32は、半導体多層膜21の上面において、閾値調整層28から離れた位置に設けられている。 For example, the source opening 30 may not be provided. In this case, the source electrode 32 is provided at a position away from the threshold adjustment layer 28 on the upper surface of the semiconductor multilayer film 21 .

また、例えば、ドリフト層12は、基板10側から第1の下地層14側にかけて徐々に不純物濃度(ドナー濃度)を低減させていくグレーデッド構造にしてもよい。なお、ドナー濃度の制御は、ドナーとなるSiで制御してもよいし、Siを補償するようなアクセプターとなる炭素で制御してもよい。あるいは、ドリフト層12は、不純物濃度が異なる複数の窒化物半導体層の積層構造を有してもよい。 Further, for example, the drift layer 12 may have a graded structure in which the impurity concentration (donor concentration) is gradually reduced from the substrate 10 side to the first base layer 14 side. Note that the donor concentration may be controlled using Si as a donor, or may be controlled using carbon as an acceptor that compensates for Si. Alternatively, the drift layer 12 may have a stacked structure of a plurality of nitride semiconductor layers having different impurity concentrations.

また、例えば、終端部3は、窒化物半導体デバイス1の端面を含んでいなくてもよい。終端部3は、トランジスタ部2を他の装置から分離するための部分である。トランジスタ部2の終端部3を挟んだ隣の領域に他の素子が配置されていてもよい。例えば、他の素子は、ドリフト層12と第1の下地層14とのpn接合を利用したpnダイオードである。窒化物半導体デバイス1は、トランジスタ部2と、終端部3と、pnダイオードと、を備えてもよい。 Further, for example, the termination portion 3 does not need to include the end surface of the nitride semiconductor device 1. The termination section 3 is a section for separating the transistor section 2 from other devices. Other elements may be arranged in an adjacent region across the terminal end 3 of the transistor section 2. For example, the other element is a pn diode that utilizes a pn junction between the drift layer 12 and the first underlayer 14. Nitride semiconductor device 1 may include a transistor section 2, a termination section 3, and a pn diode.

また、第1の導電型がp型、p型、p型であり、第2の導電型がn型、n型、n型であってもよい。 Further, the first conductivity type may be p type, p + type, or p - type, and the second conductivity type may be n type, n + type, or n - type.

また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 Moreover, various changes, substitutions, additions, omissions, etc. can be made to each of the above embodiments within the scope of the claims or equivalents thereof.

本開示は、オフ特性が改善された窒化物半導体デバイスとして利用でき、例えばテレビなどの民生機器の電源回路などで用いられるパワートランジスタなどのパワーデバイスなどに利用することができる。 The present disclosure can be used as a nitride semiconductor device with improved off-characteristics, and can be used, for example, in power devices such as power transistors used in power supply circuits of consumer devices such as televisions.

1、101、102、103、201、301、401、501 窒化物半導体デバイス
2 トランジスタ部
3 終端部
10 基板
10a 第1の主面
10b 第2の主面
12 ドリフト層
14 第1の下地層
16 第2の下地層
20、520 ゲート開口部
20a、30a、40a、520a 底部
20b、30b、40b、240b、520b 側壁
21、521 半導体多層膜
22、522 電子走行層
24、524 電子供給層
26 二次元電子ガス
28 閾値調整層
30 ソース開口部
32 ソース電極
34 ゲート電極
36 ドレイン電極
40、240 溝部
42 層間絶縁膜
43 コンタクトホール
44 ソース配線
146 表面保護膜
418 高抵抗層
528 ゲート絶縁膜
1, 101, 102, 103, 201, 301, 401, 501 Nitride semiconductor device 2 Transistor section 3 Termination section 10 Substrate 10a First main surface 10b Second main surface 12 Drift layer 14 First base layer 16 2 base layer 20, 520 Gate opening 20a, 30a, 40a, 520a Bottom 20b, 30b, 40b, 240b, 520b Side wall 21, 521 Semiconductor multilayer film 22, 522 Electron transit layer 24, 524 Electron supply layer 26 Two-dimensional electron Gas 28 Threshold adjustment layer 30 Source opening 32 Source electrode 34 Gate electrode 36 Drain electrode 40, 240 Groove 42 Interlayer insulation film 43 Contact hole 44 Source wiring 146 Surface protection film 418 High resistance layer 528 Gate insulation film

Claims (8)

窒化物半導体デバイスであって、
基板と、
前記基板の上方に配置された第1の導電型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層の上方に配置された第2の導電型の第2の半導体層と、
前記第2の半導体層の上方に配置された第3の半導体層と、
前記第3の半導体層および前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層に達する第1の開口部と、
前記第1の開口部の内面に沿って一部が配置され、かつ、前記第3の半導体層の上方に他の一部が配置され、前記第1の導電型のチャネル領域を有する半導体多層膜と、
前記半導体多層膜の上面に沿って配置された前記第2の導電型の第4の半導体層と、
前記第4の半導体層の上方に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極と離間して配置されたソース電極と、
前記基板の下面側に配置されたドレイン電極と、
前記窒化物半導体デバイスの終端部に設けられた、前記第2の半導体層を貫通して少なくとも前記第1の半導体層に達する溝部と、
前記ゲート電極の上方に配置された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を貫通して前記ソース電極に達するソース配線と、を備え、
前記層間絶縁膜の端部は、平面視において、前記溝部の端部と一致し、または、前記溝部の端部よりも内側の範囲で、かつ、前記ソース電極のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置する、
窒化物半導体デバイス。
A nitride semiconductor device,
A substrate and
a first semiconductor layer of a first conductivity type disposed above the substrate;
a second semiconductor layer of a second conductivity type disposed above the first semiconductor layer;
a third semiconductor layer disposed above the second semiconductor layer;
a first opening that penetrates the third semiconductor layer and the second semiconductor layer and reaches the first semiconductor layer;
A semiconductor multilayer film having a channel region of the first conductivity type, a part of which is disposed along the inner surface of the first opening, and another part of which is disposed above the third semiconductor layer. and,
a fourth semiconductor layer of the second conductivity type disposed along the upper surface of the semiconductor multilayer film;
a gate electrode disposed above the fourth semiconductor layer;
a source electrode spaced apart from the gate electrode;
a drain electrode disposed on the lower surface side of the substrate;
a groove provided at a terminal end of the nitride semiconductor device that penetrates the second semiconductor layer and reaches at least the first semiconductor layer;
an interlayer insulating film disposed above the gate electrode;
a source wiring that penetrates the interlayer insulating film and reaches the source electrode,
The end of the interlayer insulating film coincides with the end of the groove in plan view, or is within the range of the end of the groove and is closer to the outermost portion of the source electrode. is also located on the outside,
Nitride semiconductor device.
前記ソース配線の上方に配置された表面保護膜を備え、
前記表面保護膜の端部は、平面視において、前記溝部の端部と一致し、または、前記溝部の端部よりも内側の範囲で、かつ、前記ソース電極のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置する、
請求項1に記載の窒化物半導体デバイス。
a surface protection film disposed above the source wiring;
The end of the surface protective film coincides with the end of the groove in plan view, or is within the range of the end of the groove and is closer to the outermost portion of the source electrode. is also located on the outside,
The nitride semiconductor device according to claim 1.
前記溝部の側壁と前記第2の半導体層の上面とがなす角度は、90度未満である、
請求項1または2に記載の窒化物半導体デバイス。
The angle between the sidewall of the groove and the top surface of the second semiconductor layer is less than 90 degrees.
The nitride semiconductor device according to claim 1 or 2.
前記溝部の深さは、1μm以上であり、または、前記溝部は、前記基板まで達する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の窒化物半導体デバイス。
The depth of the groove is 1 μm or more, or the groove reaches as far as the substrate.
The nitride semiconductor device according to any one of claims 1 to 3.
前記層間絶縁膜は、SiN、SiO、HfO、Al、ZrO、AlN、HfONおよびZrONからなる群から選択される1つの単層または多層膜である、
請求項1から4のいずれか1項に記載の窒化物半導体デバイス。
The interlayer insulating film is one single layer or multilayer film selected from the group consisting of SiN, SiO 2 , HfO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , AlN, HfON, and ZrON.
The nitride semiconductor device according to any one of claims 1 to 4.
前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間に配置された高抵抗層を備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載の窒化物半導体デバイス。
comprising a high resistance layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
The nitride semiconductor device according to any one of claims 1 to 5.
前記高抵抗層には、CまたはFeが含まれている
請求項6に記載の窒化物半導体デバイス。
The nitride semiconductor device according to claim 6, wherein the high resistance layer contains C or Fe.
窒化物半導体デバイスであって、
基板と、
前記基板の上方に配置された第1の導電型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層の上方に配置された第2の導電型の第2の半導体層と、
前記第2の半導体層の上方に配置された第5の半導体層と、
前記第5の半導体層の上方に配置された第6の半導体層と、
前記第6の半導体層、前記第5の半導体層および前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層に達する第2の開口部と、
前記第2の開口部の内面に沿って配置され、かつ、前記第6の半導体層の上方に他の一部が配置されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上面に沿って配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極と離間して配置されたソース電極と、
前記基板の下面側に配置されたドレイン電極と、
前記窒化物半導体デバイスの終端部に設けられた、前記第2の半導体層を貫通して少なくとも前記第1の半導体層に達する溝部と、
前記ゲート電極の上方に配置された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を貫通して前記ソース電極に達するソース配線と、を備え、
前記層間絶縁膜の端部は、平面視において、前記溝部の端部と一致し、または、前記溝部の端部よりも内側の範囲で、かつ、前記ソース電極のうち最外周に位置する部分よりも外側に位置する、
窒化物半導体デバイス。
A nitride semiconductor device,
A substrate and
a first semiconductor layer of a first conductivity type disposed above the substrate;
a second semiconductor layer of a second conductivity type disposed above the first semiconductor layer;
a fifth semiconductor layer disposed above the second semiconductor layer;
a sixth semiconductor layer disposed above the fifth semiconductor layer;
a second opening that penetrates the sixth semiconductor layer, the fifth semiconductor layer, and the second semiconductor layer and reaches the first semiconductor layer;
a gate insulating film disposed along the inner surface of the second opening, and another portion of which is disposed above the sixth semiconductor layer;
a gate electrode disposed along the upper surface of the gate insulating film;
a source electrode spaced apart from the gate electrode;
a drain electrode disposed on the lower surface side of the substrate;
a groove provided at a terminal end of the nitride semiconductor device that penetrates the second semiconductor layer and reaches at least the first semiconductor layer;
an interlayer insulating film disposed above the gate electrode;
a source wiring that penetrates the interlayer insulating film and reaches the source electrode,
The end of the interlayer insulating film coincides with the end of the groove in plan view, or is within the range of the end of the groove and is closer to the outermost portion of the source electrode. is also located on the outside,
Nitride semiconductor device.
JP2022038999A 2022-03-14 2022-03-14 nitride semiconductor device Pending JP2023133798A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022038999A JP2023133798A (en) 2022-03-14 2022-03-14 nitride semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022038999A JP2023133798A (en) 2022-03-14 2022-03-14 nitride semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023133798A true JP2023133798A (en) 2023-09-27

Family

ID=88143784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022038999A Pending JP2023133798A (en) 2022-03-14 2022-03-14 nitride semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023133798A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9837519B2 (en) Semiconductor device
EP2763179B1 (en) High Electron Mobility Transistor (HEMT)
US9589951B2 (en) High-electron-mobility transistor with protective diode
US10868164B2 (en) Nitride semiconductor device
TW201633532A (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
WO2017138505A1 (en) Semiconductor device
WO2012053071A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing same
US20090026556A1 (en) Nitride semiconductor device and method for producing nitride semiconductor device
US11908927B2 (en) Nitride semiconductor device
US9680001B2 (en) Nitride semiconductor device
US20230207636A1 (en) High Voltage Blocking III-V Semiconductor Device
JP7157138B2 (en) Nitride semiconductor device
JP2011155221A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US10141439B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP7303807B2 (en) Nitride semiconductor device
US20230387286A1 (en) Nitride semiconductor device
WO2019097813A1 (en) Nitride semiconductor device
JP2013239735A (en) Field effect transistor
WO2019163075A1 (en) Semiconductor device
US9831311B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2023133798A (en) nitride semiconductor device
WO2023127187A1 (en) Nitride semiconductor device
US20230387288A1 (en) Nitride semiconductor device
WO2023112374A1 (en) Nitride semiconductor device
US20220359669A1 (en) Nitride semiconductor device and method of manufacturing the same