JP6372524B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、上記の構造において、第1の絶縁膜を形成する際にフレークやパーティクルが発生し、第1の絶縁膜上に堆積することがある。その後、第1の絶縁膜の一部をエッチングして、傾斜した側面を形成するが、その時にフレークやパーティクルが堆積した箇所に穴が形成される。その上にゲート電極を形成すると、ゲート電極と窒化物系化合物半導体層との間隔が局所的に所定の距離よりも短くなってしまい、リーク電流が多くなるという問題が生じていた。
第2絶縁膜がこのような形状であれば、ゲート電極53から延伸したフィールドプレート電極60と半導体基体100との成す角度がより緩やかとなり、フィールドプレート電極60のゲート電極53側の電界集中をより良好に抑制することができ、リーク電流を効果的に抑制することができる。
また、ゲート・ソース間の絶縁膜構造にも本発明を適用してもよい。
図1に示すような半導体装置1が形成されたウェーハを10枚作製した。ここで、基板10はシリコン基板とし、バッファ層20はGaNとAlNが交互に積層された積層膜とし、チャネル層31はGaN層とし、電子供給層32はAlGaN層とした。また、第1の絶縁膜70はプラズマCVD法を用いたシリコン酸化膜とし、第2の絶縁膜80はTEOS膜とした。
図4に示すような半導体装置301が形成されたウェーハを10枚作製した。ここで、基板10はシリコン基板とし、バッファ層20はGaNとAlNが交互に積層された積層膜とし、チャネル層31はGaN層とし、電子供給層32はAlGaN層とした。また、第1の絶縁膜41はプラズマCVD法を用いたシリコン酸化膜とし、第2の絶縁膜42はTEOS膜とした。
10…基板(シリコン系基板)、 20…バッファ層、
30…窒化物系化合物半導体層、 31…チャネル層、 32…電子供給層、
33…二次元電子ガス層、
40…層間絶縁膜、 41…第1の絶縁膜、 42…第2の絶縁膜、
43…穴(凹部)、
51…ソース電極、 52…ドレイン電極、 53…ゲート電極、
60…フィールドプレート電極、
70…第1の絶縁膜、 71…下部層、 72…上部層、 73…穴(凹部)、
74…傾斜側面、 75…接続層、 76…上面、 77…接触部、
80…第2の絶縁膜、
90…第1の絶縁膜、 91…下層膜、 92…中間層膜、 93…上層膜、
100…半導体基体、
111、112、113…フォトレジスト膜、
300…表面、 301…窒化物半導体装置、 400…ゲート構造、
410、420…側面、 430…第1の開口部、440…第2の開口部。
Claims (8)
- 半導体基体と、
該半導体基体上にあって、傾斜側面と上面とを有する第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上を覆う第2の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に、前記第2の絶縁膜を介して設けられたフィールドプレート電極と、を備え、
前記第1の絶縁膜はシリコン窒化膜又はシリコン酸化膜であり、
前記第2の絶縁膜はTEOS膜であり、
前記第1の絶縁膜の表面に穴が形成されており、
前記第2の絶縁膜が前記第1の絶縁膜の穴の開口部上を覆っていることを特徴とする半導体装置。 - 前記第2の絶縁膜が前記第1の絶縁膜の穴を埋め込んでいることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 半導体基体と、
該半導体基体上にあって、傾斜側面と上面とを有する第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上を覆う第2の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に、前記第2の絶縁膜を介して設けられたフィールドプレート電極と、を備え、
前記第1の絶縁膜の表面に穴が形成されており、
前記第2の絶縁膜が前記第1の絶縁膜の穴の開口部上を覆っており、
前記第2の絶縁膜が前記第1の絶縁膜の穴を埋め込んでいることを特徴とする半導体装置。 - ゲート電極をさらに備え、
前記第1の絶縁膜は、前記傾斜側面と前記上面とを接続する接続面を有する階段形状であり、
前記第2の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜の傾斜側面、前記接続面、及び、前記上面に沿って、前記半導体基体との接触部から前記上面まで延在する表面を有する階段形状であり、
前記フィールドプレート電極は、前記ゲート電極と電気的に接続され、前記ゲート電極から前記第2絶縁膜の前記半導体基体との接触部をわたって前記第1の絶縁膜の上面まで延在する前記第2の絶縁膜の表面上を延伸するように設けられているものであり、
前記第2の絶縁膜の段数は、前記第1の絶縁膜の段数よりも1段多いものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置。 - ソース電極と、ドレイン電極とをさらに備え、
前記フィールドプレート電極は、前記ドレイン電極と前記ゲート電極との間において、前記ゲート電極から延伸していることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 - 前記半導体基体は、シリコン系基板上にGaN系半導体層を形成したものであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 半導体基体上に、上部層と下部層とを有する第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜に等方性のエッチングを用いて前記半導体基体を露出させる第1の開口部を形成することで、前記第1の絶縁膜の傾斜側面を形成し、前記第1の開口部に接続され、前記第1の開口部より広く、前記下部層の上面にまで達している第2の開口部を前記上部層に形成する工程と、
前記第1の絶縁膜上に、第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜の表面にフィールドプレート電極を形成する工程と、
を有し、
前記第1の絶縁膜をシリコン窒化膜又はシリコン酸化膜とし、
前記第2の絶縁膜をTEOS膜とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1の絶縁膜は、プラズマCVD法を用いて形成することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
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