JP5682601B2 - 化合物半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態による化合物半導体装置及びその製造方法について図1乃至図7を用いて説明する。図1は本実施形態による化合物半導体装置の構造を示す断面図、図2は本実施形態による化合物半導体装置のゲート電極の形状を示す拡大断面図、図3はn−GaNキャップ層上にSiN保護層を形成した化合物半導体装置の構造を示す断面図、図4乃至図7は本実施形態による化合物半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
本発明の第2実施形態による化合物半導体装置及びその製造方法について図10乃至図13を用いて説明する。図10はn−GaNキャップ層の表面粗さが大きな場合の化合物半導体装置の構造を示す断面図、図11は本実施形態による化合物半導体装置の構造を示す断面図、図12及び図13は本実施形態による化合物半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、第1実施形態による化合物半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
このように、本実施形態によれば、GaNのV/III比、成長速度等の成長条件を制御することにより、表面に原子層ステップが形成され、表面粗さの小さいn−GaNキャップ層18を形成するので、n−GaNキャップ層18表面における電界集中を緩和することができる。これにより、ゲートリーク電流の発生を抑制することができ、耐圧を向上することができる。
本発明の第3実施形態による化合物半導体装置及びその製造方法について図14を用いて説明する。図14は本実施形態による化合物半導体装置の構造を示す断面図である。
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
前記第1の保護層はSiNよりなり、前記第2の保護層はSiO2、SiON、又はAlNよりなることを特徴とする化合物半導体装置。
12…i−GaNバッファ層
14…i−AlGaNスペーサ層
16…n−AlGaN電子供給層
18…n−GaNキャップ層
20…ソース電極
22…ドレイン電極
24…第1の保護層
25…開口部
26…ゲート電極
28…開口部
30…第2の保護層
32…ゲート電極
34…SiN保護層
38…SiN膜
40…レジスト膜
42…開口部
46…レジスト膜
48…開口部
50…Au/Ni膜
52…レジスト膜
54…開口部
58…SiN膜
60…レジスト膜
62…開口部
64…Au/Ni膜
100…サファイア基板
102…i−GaNバッファ層
104…i−AlGaNスペーサ層
106…n−AlGaN電子供給層
108…i−AlGaNキャップ層
110…ソース電極
112…ドレイン電極
114…ゲート電極
Claims (4)
- 半導体基板上に形成されたGaN能動層と、前記GaN能動層上に形成されたAlGaNキャリア供給層とを含む化合物積層構造と、
前記化合物積層構造上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の前記化合物積層構造表面に形成され、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に前記化合物積層構造に達する第1の開口部を有し、前記第1の開口部の幅が、前記化合物積層構造表面から膜厚方向に連続的に広がっている第1の保護層と、
前記開口部内に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間の前記第1の保護層に形成された前記化合物積層構造に達する第2の開口部に埋め込まれ、前記第1の保護層とは異なる絶縁層よりなる第2の保護層とを有し、
前記化合物積層構造の表面のみに原子層ステップが形成されている
ことを特徴とする化合物半導体装置。 - 請求項1記載の化合物半導体装置において、
前記ゲート電極は、前記第1の保護層上に延在して形成されている
ことを特徴とする化合物半導体装置。 - 請求項1又は2記載の化合物半導体装置において、
前記第1の保護層と前記第2の保護層は、SiNよりなり、
前記第1の保護層は窒素を20%以下含有し、
前記第2の保護層は窒素を20%以上含有する
ことを特徴とする化合物半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の化合物半導体装置において、
前記第1の保護層は、窒素含有率の異なる2以上のSiN膜が積層されてなる積層膜である
ことを特徴とする化合物半導体装置。
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