JP6983624B2 - Manufacturing methods for semiconductor devices, power supplies, high-frequency amplifiers, and semiconductor devices - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置、電源装置、高周波増幅器、及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a power supply device, a high frequency amplifier, and a method for manufacturing the semiconductor device.

GaN等の化合物半導体を利用した半導体装置には様々なタイプのものがある。なかでも、HEMT(High Electron Mobility Transistor)は、雑音が小さく高速動作が可能であるという特徴を有する。 There are various types of semiconductor devices that use compound semiconductors such as GaN. Among them, HEMT (High Electron Mobility Transistor) has a feature that noise is small and high-speed operation is possible.

そのHEMTにおいては、電子供給層に発生する自発分極やピエゾ分極によってその下の電子走行層に二次元電子ガスを誘起させることができる。 In the HEMT, two-dimensional electron gas can be induced in the electron traveling layer below it by spontaneous polarization or piezo polarization generated in the electron supply layer.

特に、電子供給層としてInAlN層やInAlGaN層等のようにインジウムを含む化合物半導体層を使用すると、電子供給層の自発分極が高められてその下の電子走行層に高濃度の二次元電子ガスを誘起できる。 In particular, when a compound semiconductor layer containing indium such as an InAlN layer or an InAlGaN layer is used as the electron supply layer, the spontaneous polarization of the electron supply layer is enhanced and a high-concentration two-dimensional electron gas is applied to the electron traveling layer below it. Can be induced.

特開2017−085062号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-085062

しかしながら、このようにインジウムを含む電子供給層を使用したHEMTにおいては、リーク電流の低減と高出力化とを両立させるという点で改善の余地がある。 However, in the HEMT using the electron supply layer containing indium in this way, there is room for improvement in terms of achieving both reduction of leakage current and high output.

一側面によれば、本発明は、半導体装置のリーク電流を低減しつつ、半導体装置の高出力化を図ることを目的とする。 According to one aspect, it is an object of the present invention to increase the output of a semiconductor device while reducing the leakage current of the semiconductor device.

一側面によれば、基板と、前記基板の上方に形成された電子走行層と、前記電子走行層の上に形成され、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層と、前記電子供給層の上に形成されたソース電極と、前記電子供給層の上において前記ソース電極から間隔をおいて形成されたドレイン電極と、前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に形成された第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層の上に延びたゲート電極と、前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記ゲート電極の側面と上面とを覆い、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層とを有し、前記第1の絶縁層は、窒化シリコン層、酸化シリコン層、酸窒化シリコン層、酸化ハフニウム層又は酸炭化シリコン層である半導体装置が提供される。 According to one aspect, the substrate, the electron traveling layer formed above the substrate, the electron supply layer formed on the electron traveling layer and made of a compound semiconductor containing indium, and the electron supply layer. A source electrode formed on the electron supply layer, a drain electrode formed on the electron supply layer at a distance from the source electrode, and the source electrode and the drain electrode on the electron supply layer. A first insulating layer formed in a partial region between the two, and an electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode are formed on the first insulating layer. It is formed on the electron supply layer between the extended gate electrode and the first insulating layer and the drain electrode , covers the side surface and the upper surface of the gate electrode, and has a band more than the first insulating layer. possess the gap is wide second insulating layer, said first insulating layer, a silicon nitride layer, a silicon oxide layer, silicon oxynitride layer, is provided a hafnium oxide layer or a silicon oxide carbide layer der Ru semiconductor device To.

一側面によれば、第1の絶縁層を形成する領域をゲート電極とドレイン電極との間の一部領域とするため、電子供給層の導電性のインジウムが第1の絶縁層に拡散しても、ゲート電極とドレイン電極との間の第1の絶縁層にリークパスが発生するのを防止できる。 According to one aspect, since the region forming the first insulating layer is a part of the region between the gate electrode and the drain electrode, the conductive indium of the electron supply layer is diffused into the first insulating layer. Also, it is possible to prevent a leak path from being generated in the first insulating layer between the gate electrode and the drain electrode.

しかも、第1の絶縁層よりもバンドギャップが広く耐圧が高い第2の絶縁層によって半導体装置の耐圧が高まる。 Moreover, the withstand voltage of the semiconductor device is increased by the second insulating layer having a wider bandgap and a higher withstand voltage than the first insulating layer.

更に、ドレイン電極とゲート電極との間の強電界に曝される一部領域を除いて第2の絶縁層を形成することにより、強電界に沿って移動する電子が第2の絶縁層に捕獲されるのを抑制することができる。その結果、第2の絶縁層に電子が捕獲されることで生じる電流コラプスを抑制することができ、半導体装置の高出力化を実現することができる。 Further, by forming the second insulating layer except for a part of the region between the drain electrode and the gate electrode exposed to the strong electric field, the electrons moving along the strong electric field are captured by the second insulating layer. It can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the current collapse caused by the capture of electrons in the second insulating layer, and it is possible to realize high output of the semiconductor device.

図1は、調査に使用した半導体装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor device used in the investigation. 図2は、調査に使用した半導体装置の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the semiconductor device used in the investigation. 図3は、調査に使用した半導体装置のTEM像を基にして描いた図である。FIG. 3 is a diagram drawn based on the TEM image of the semiconductor device used in the survey. 図4は、リーク電流が発生した半導体装置のゲート−ドレイン間電流Igとゲート電圧Vgとの関係について示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the gate-drain current Ig and the gate voltage Vg of the semiconductor device in which the leak current is generated. 図5は、リーク電流が発生するのを防止するために本願発明者が案出した半導体装置の拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a semiconductor device devised by the inventor of the present application in order to prevent leakage current from being generated. 図6は、アルミナ層に電子がトラップされた場合における半導体装置のドレイン電圧Vdとドレイン電流Idとの関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the drain voltage Vd and the drain current Id of the semiconductor device when electrons are trapped in the alumina layer. 図7(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その1)である。7 (a) and 7 (b) are cross-sectional views (No. 1) of the semiconductor device according to the first embodiment during manufacturing. 図8(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その2)である。8 (a) and 8 (b) are cross-sectional views (No. 2) of the semiconductor device according to the first embodiment during manufacturing. 図9(a)、(b)は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その3)である。9 (a) and 9 (b) are cross-sectional views (No. 3) of the semiconductor device according to the first embodiment during manufacturing. 図10は、第1実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その4)である。FIG. 10 is a cross-sectional view (No. 4) of the semiconductor device according to the first embodiment during manufacturing. 図11は、第1実施形態に係る半導体装置の拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment. 図12は、第1実施形態に係る半導体装置のゲート−ドレイン間電流Igとゲート電圧Vgとの関係について示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the gate-drain current Ig and the gate voltage Vg of the semiconductor device according to the first embodiment. 図13は、第1実施形態に係る半導体装置のドレイン電圧Vdとドレイン電流Idとの関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the drain voltage Vd and the drain current Id of the semiconductor device according to the first embodiment. 図14(a)、(b)は、第2実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その1)である。14 (a) and 14 (b) are cross-sectional views (No. 1) of the semiconductor device according to the second embodiment during manufacturing. 図15(a)、(b)は、第2実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その2)である。15 (a) and 15 (b) are cross-sectional views (No. 2) of the semiconductor device according to the second embodiment during manufacturing. 図16(a)、(b)は、第2実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図(その3)である。16 (a) and 16 (b) are cross-sectional views (No. 3) of the semiconductor device according to the second embodiment during manufacturing. 図17は、第3実施形態に係るディスクリートパッケージの平面図である。FIG. 17 is a plan view of the discrete package according to the third embodiment. 図18は、第4実施形態に係るPFC回路の回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram of the PFC circuit according to the fourth embodiment. 図19は、第5実施形態に係る電源装置の回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram of the power supply device according to the fifth embodiment. 図20は、第6実施形態に係る高周波増幅器の回路図である。FIG. 20 is a circuit diagram of the high frequency amplifier according to the sixth embodiment.

本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が調査した事項について説明する。 Prior to the description of the present embodiment, the matters investigated by the inventor of the present application will be described.

図1は、その調査に使用した半導体装置の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor device used in the investigation.

この半導体装置1は、HEMTであって、SiC基板等の基板2とその上に形成されたバッファ層3とを有する。 This semiconductor device 1 is a HEMT and has a substrate 2 such as a SiC substrate and a buffer layer 3 formed on the substrate 2.

バッファ層3は、基板2の格子欠陥がその上の層に伝わるのを防止するAlGaN層やAlN層であり、その上に電子走行層4が形成される。この例では電子走行層4として不純物を含まないi型のGaN層を形成し、電子走行層4において電子の不純物散乱を抑制する。 The buffer layer 3 is an AlGaN layer or an AlN layer that prevents the lattice defects of the substrate 2 from being transmitted to the layer above the buffer layer 3, and the electron traveling layer 4 is formed on the AlGaN layer or the AlN layer. In this example, an i-type GaN layer containing no impurities is formed as the electron traveling layer 4, and electron impurity scattering is suppressed in the electron traveling layer 4.

そして、その電子走行層4の上には電子供給層5としてInAlGaN層が形成される。その電子供給層5の自発分極によって電子走行層4には二次元電子ガス10が誘起されるが、電子供給層5として形成したInAlGaN層は膜中のインジウムによって大きな自発分極を有するため、高濃度の二次元電子ガス10を誘起することができる。 Then, an InAlGaN layer is formed as the electron supply layer 5 on the electron traveling layer 4. Two-dimensional electron gas 10 is induced in the electron traveling layer 4 by the spontaneous polarization of the electron supply layer 5, but the InAlGaN layer formed as the electron supply layer 5 has a large spontaneous polarization due to the indium in the film, so that the concentration is high. Two-dimensional electron gas 10 can be induced.

更に、電子供給層5の上にはソース電極6とドレイン電極7とが間隔をおいて形成される。 Further, a source electrode 6 and a drain electrode 7 are formed on the electron supply layer 5 at intervals.

そして、これらソース電極6とドレイン電極7の間の電子供給層5の上には、大気中の水分等から電子供給層5を保護するために耐湿性に優れた窒化シリコン(SiN)層8が形成される。 Then, on the electron supply layer 5 between the source electrode 6 and the drain electrode 7, a silicon nitride (SiN) layer 8 having excellent moisture resistance is formed in order to protect the electron supply layer 5 from moisture in the atmosphere and the like. It is formed.

その窒化シリコン層8には開口8aが形成されており、開口8a内とその周囲の窒化シリコン層8の上にはゲート電極9が形成される。ゲート電極9は断面視でT字型に形成され、窒化シリコン層8の上に形成された部分のゲート電極9はフィールドプレート9aとなる。 An opening 8a is formed in the silicon nitride layer 8, and a gate electrode 9 is formed in and around the opening 8a on the silicon nitride layer 8. The gate electrode 9 is formed in a T shape in a cross-sectional view, and the gate electrode 9 at a portion formed on the silicon nitride layer 8 is a field plate 9a.

そのフィールドプレート9aには電子供給層5に対向する対向面9bが設けられる。ドレイン電極7からゲート電極9に印加される強い電界Eがその対向面9bに分散することにより電子供給層5や窒化シリコン層8が電界Eで破壊されるのを防止でき、半導体装置1の高耐圧化が実現できる。 The field plate 9a is provided with a facing surface 9b facing the electron supply layer 5. The strong electric field E applied from the drain electrode 7 to the gate electrode 9 is dispersed on the facing surface 9b thereof, so that the electron supply layer 5 and the silicon nitride layer 8 can be prevented from being destroyed by the electric field E, and the height of the semiconductor device 1 can be increased. Withstand voltage can be realized.

このような半導体装置1によれば、前述のように電子供給層5としてインジウムを含むInAlGaN層を形成することにより高濃度の二次元電子ガス10を誘起でき、半導体装置1の高出力化が期待できる。 According to such a semiconductor device 1, a high-concentration two-dimensional electron gas 10 can be induced by forming an InAlGaN layer containing indium as the electron supply layer 5 as described above, and high output of the semiconductor device 1 is expected. can.

しかしながら、本願発明者の調査によれば、電子供給層5のインジウムに起因して以下のような問題が生じることが明らかとなった。 However, according to the investigation by the inventor of the present application, it has become clear that the following problems occur due to the indium of the electron supply layer 5.

図2は、この半導体装置1の拡大断面図である。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the semiconductor device 1.

なお、図2において図1におけるのと同じ要素には同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。 In FIG. 2, the same elements as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted below.

本願発明者は、電子供給層5のインジウムの影響を調べるため、図2の点線Aで示す領域のTEM(Transmission Electron Microscopy)像を取得した。 The inventor of the present application obtained a TEM (Transmission Electron Microscopy) image of the region shown by the dotted line A in FIG. 2 in order to investigate the influence of indium in the electron supply layer 5.

図3は、そのTEM像を基にして描いた図である。 FIG. 3 is a diagram drawn based on the TEM image.

図3に示されるように、窒化シリコン層8には下地の電子供給層5からインジウムが拡散している。インジウムは融点が156℃程度と低いため、電子供給層5の上に窒化シリコン層8を形成するときにインジウムが加熱されて溶融し、このように窒化シリコン層8にインジウムが拡散したと考えられる。 As shown in FIG. 3, indium is diffused from the underlying electron supply layer 5 into the silicon nitride layer 8. Since indium has a low melting point of about 156 ° C., it is considered that indium was heated and melted when the silicon nitride layer 8 was formed on the electron supply layer 5, and indium was diffused in the silicon nitride layer 8 in this way. ..

その結果、図2に示すように、導電性のインジウムによって窒化シリコン層8にリーク電流のパスPが形成され、そのパスPに沿ってドレイン電極7とゲート電極9との間にリーク電流が発生してしまう。 As a result, as shown in FIG. 2, a leak current path P is formed in the silicon nitride layer 8 by the conductive indium, and a leak current is generated between the drain electrode 7 and the gate electrode 9 along the path P. Resulting in.

図4は、このようにリーク電流が発生した半導体装置1のゲート−ドレイン間電流Igとゲート電圧Vgとの関係について示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the gate-drain current Ig and the gate voltage Vg of the semiconductor device 1 in which the leak current is generated.

なお、図4においては、パスPに沿ったリーク電流が存在しない理想的な場合を比較例として併記してある。 In FIG. 4, an ideal case in which a leak current along the path P does not exist is also shown as a comparative example.

図4に示すように、上記のようにリーク電流が発生すると、ゲート電圧Vgに負の電圧を印加したときに比較例の場合よりもゲート−ドレイン間電流Igが増加してしまう。 As shown in FIG. 4, when a leak current is generated as described above, the gate-drain current Ig increases when a negative voltage is applied to the gate voltage Vg as compared with the case of the comparative example.

図5は、このようなリーク電流が発生するのを防止するために本願発明者が案出した半導体装置1の拡大断面図である。 FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the semiconductor device 1 devised by the inventor of the present application in order to prevent such a leak current from being generated.

なお、図5において図1で説明したのと同じ要素には図1におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。 In FIG. 5, the same elements as described in FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted below.

図5に示すように、この半導体装置1においては、電子供給層5と窒化シリコン層8との間にアルミナ(Al2O3)層11を設ける。 As shown in FIG. 5, in this semiconductor device 1, an alumina (Al 2 O 3 ) layer 11 is provided between the electron supply layer 5 and the silicon nitride layer 8.

アルミナ層11は、電子供給層5に含まれるインジウムが窒化シリコン層8に拡散するのを防止する拡散防止層として機能する。これにより電子供給層5から窒化シリコン層8にインジウムが拡散し難くなるため、インジウムに起因したリークパスが窒化シリコン層8に形成するのを防止でき、ドレイン電極7とゲート電極9との間を流れるリーク電流を抑制することができる。 The alumina layer 11 functions as a diffusion prevention layer that prevents indium contained in the electron supply layer 5 from diffusing into the silicon nitride layer 8. This makes it difficult for indium to diffuse from the electron supply layer 5 to the silicon nitride layer 8, so that it is possible to prevent a leak path due to indium from forming in the silicon nitride layer 8, and the current flows between the drain electrode 7 and the gate electrode 9. Leakage current can be suppressed.

しかしながら、本願発明者の調査によれば、アルミナ層11には電子をトラップする電子トラップが存在し、点線矩形内に示すように電子eがアルミナ層11中で捕獲されることが明らかとなった。 However, according to the investigation by the inventor of the present application, it has been clarified that the alumina layer 11 has an electron trap that traps electrons, and the electron e is captured in the alumina layer 11 as shown in the dotted rectangle. ..

図6は、このようにアルミナ層11に電子eがトラップされた場合における半導体装置1のドレイン電圧Vdとドレイン電流Idとの関係を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the drain voltage Vd and the drain current Id of the semiconductor device 1 when the electron e is trapped in the alumina layer 11 in this way.

なお、図6においては、アルミナ層11に電子eがトラップされていない理想的な場合を比較例として併記してある。 In FIG. 6, an ideal case in which the electron e is not trapped in the alumina layer 11 is also shown as a comparative example.

図6に示すように、上記のようにアルミナ層11に電子eがトラップされると、ドレイン電圧Vdを高めたときに流れるドレイン電流Idが比較例よりも小さくなってしまう。このような現象は電流コラプス現象と呼ばれる。 As shown in FIG. 6, when the electron e is trapped in the alumina layer 11 as described above, the drain current Id that flows when the drain voltage Vd is increased becomes smaller than that in the comparative example. Such a phenomenon is called a current collapse phenomenon.

電流コラプス現象が発生すると、半導体装置1から出力されるドレイン電流Idが低下してしまうため、半導体装置1の高出力化が図れなくなってしまう。 When the current collapse phenomenon occurs, the drain current Id output from the semiconductor device 1 decreases, so that the output of the semiconductor device 1 cannot be increased.

よって、この半導体装置1においては、ドレイン電極7とゲート電極9との間を流れるリーク電流を低減することができるものの、半導体装置1の高出力化が実現できないという問題がある。 Therefore, in this semiconductor device 1, although the leak current flowing between the drain electrode 7 and the gate electrode 9 can be reduced, there is a problem that high output of the semiconductor device 1 cannot be realized.

以下に、各実施形態について説明する。 Hereinafter, each embodiment will be described.

(第1実施形態)
本実施形態に係る半導体装置についてその製造方法を追いながら説明する。
(First Embodiment)
The semiconductor device according to this embodiment will be described while following the manufacturing method thereof.

図7〜図10は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。 7 to 10 are cross-sectional views of the semiconductor device according to the present embodiment during manufacturing.

この半導体装置はHEMTであって、以下のようにして製造される。 This semiconductor device is HEMT and is manufactured as follows.

まず、図7(a)に示すように、基板21としてSiC基板を用意し、その上にMOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)法でバッファ層22としてAlGaN層を0.001μm〜0.5μm程度の厚さに形成する。なお、AlGaN層に代えてAlN層をバッファ層22として形成してもよい。 First, as shown in FIG. 7A, a SiC substrate is prepared as the substrate 21, and an AlGaN layer as a buffer layer 22 is formed on the SiC substrate by the MOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy) method with a thickness of about 0.001 μm to 0.5 μm. Form to thickness. The AlN layer may be formed as the buffer layer 22 instead of the AlGaN layer.

更に、SiC基板に代えて、シリコン基板、AlN基板、サファイア基板、及びGaN基板のいずれかを基板21として用いてもよい。 Further, instead of the SiC substrate, any one of a silicon substrate, an AlN substrate, a sapphire substrate, and a GaN substrate may be used as the substrate 21.

バッファ層22の成膜条件も特に限定されない。本実施形態では、アルミニウムの原料ガスとしてTMA(Trimethylaluminum)ガスを使用すると共に、ガリウムの原料ガスとしてTMG(Trimethylgalium)ガスを使用する。 The film forming conditions of the buffer layer 22 are also not particularly limited. In this embodiment, TMA (Trimethylaluminum) gas is used as the raw material gas for aluminum, and TMG (Trimethylgalium) gas is used as the raw material gas for gallium.

次に、バッファ層22を形成したのと同じチャンバを引き続き使用し、バッファ層22の上に電子走行層23としてGaN層をMOVPE法で形成する。 Next, the same chamber in which the buffer layer 22 was formed is continued to be used, and a GaN layer is formed on the buffer layer 22 as the electron traveling layer 23 by the MOVPE method.

この例では、TMGガスとアンモニアガスとの混合ガスを成膜ガスとして使用することにより電子走行層23を100nm〜3000nm程度の厚さに形成する。 In this example, the electron traveling layer 23 is formed to have a thickness of about 100 nm to 3000 nm by using a mixed gas of TMG gas and ammonia gas as a film forming gas.

更に、上記のチャンバを引き続き使用し、そのチャンバ内において電子走行層23の上にMOVPE法で電子供給層24としてInAlGaN層を1nm〜30nm程度、例えば5nm程度の厚さに形成する。その電子供給層24の成膜ガスとしては、例えば、TMAガス、TMGガス、及びTMI(Trimethylindium)ガス等の混合ガスがある。 Further, the above chamber is continued to be used, and an InAlGaN layer is formed on the electron traveling layer 23 as an electron supply layer 24 by the MOVPE method in the chamber to a thickness of about 1 nm to 30 nm, for example, about 5 nm. Examples of the film-forming gas of the electron supply layer 24 include a mixed gas such as TMA gas, TMG gas, and TMI (Trimethylindium) gas.

なお、電子供給層24は、自発分極が大きなインジウムを含む化合物半導体層であればInAlGaN層に限定されない。そのような化合物半導体層としては、例えばInAlN層がある。 The electron supply layer 24 is not limited to the InAlGaN layer as long as it is a compound semiconductor layer containing indium having a large spontaneous polarization. Examples of such a compound semiconductor layer include an InAlN layer.

次いで、図7(b)に示すように、電子供給層24の上に蒸着法でタンタル層とアルミニウム層とをこの順に形成した後、これらの積層膜をリフトオフ法でパターニングすることにより、ソース電極25とドレイン電極26とを間隔をおいて形成する。 Next, as shown in FIG. 7B, a tantalum layer and an aluminum layer are formed in this order on the electron supply layer 24 by a vapor deposition method, and then these laminated films are patterned by a lift-off method to obtain a source electrode. The 25 and the drain electrode 26 are formed at intervals.

なお、タンタル層とアルミニウム層のそれぞれの膜厚は特に限定されないが、タンタル層は0.01μm〜100μm、例えば7μm程度の厚さに形成される。また、アルミニウム層は例えば0.01μm〜100μm程度の厚さに形成される。 The film thickness of each of the tantalum layer and the aluminum layer is not particularly limited, but the tantalum layer is formed to have a thickness of 0.01 μm to 100 μm, for example, about 7 μm. Further, the aluminum layer is formed to have a thickness of, for example, about 0.01 μm to 100 μm.

その後に、窒素雰囲気中で基板温度を400℃〜900℃、例えば580℃程度とする条件でソース電極25とドレイン電極26を加熱する。 After that, the source electrode 25 and the drain electrode 26 are heated under the condition that the substrate temperature is 400 ° C. to 900 ° C., for example, about 580 ° C. in a nitrogen atmosphere.

ソース電極25の最下層に形成したタンタル層は窒素を取り込む性質があるため、このように加熱することで電子供給層24に含まれる窒素がソース電極25に拡散する。その結果、電子供給層24とソース電極25との間のバンドが滑らかとなり、電子供給層24にソース電極25をオーミックコンタクトさせることができる。これと同様に、ドレイン電極26も電子供給層24にオーミックコンタクトするようになる。 Since the tantalum layer formed on the lowermost layer of the source electrode 25 has a property of taking in nitrogen, the nitrogen contained in the electron supply layer 24 is diffused to the source electrode 25 by heating in this way. As a result, the band between the electron supply layer 24 and the source electrode 25 becomes smooth, and the source electrode 25 can be brought into ohmic contact with the electron supply layer 24. Similarly, the drain electrode 26 also makes ohmic contact with the electron supply layer 24.

次に、図8(a)に示すように、電子供給層24、ソース電極25、及びドレイン電極26の各々の上にALD(Atomic Layer Deposition)法でアルミナ層27を1nm〜50nm、例えば20nm程度の厚さに形成する。なお、そのアルミナ層27は第2の絶縁層の一例である。 Next, as shown in FIG. 8A, the alumina layer 27 is placed on each of the electron supply layer 24, the source electrode 25, and the drain electrode 26 by the ALD (Atomic Layer Deposition) method at 1 nm to 50 nm, for example, about 20 nm. Form to the thickness of. The alumina layer 27 is an example of the second insulating layer.

また、アルミナ層27に代えて、酸窒化アルミニウム(AlON)層や窒化アルミニウム(AlN)層を形成してもよい。 Further, instead of the alumina layer 27, an aluminum nitride (AlON) layer or an aluminum nitride (AlN) layer may be formed.

続いて、図8(b)に示すように、フォトリソグラフィとウエットエッチングによりアルミナ層27をパターニングする。これにより、ソース電極25とドレイン電極26との間の領域のうち、ドレイン電極26寄りの領域R1にアルミナ層27が残される。 Subsequently, as shown in FIG. 8B, the alumina layer 27 is patterned by photolithography and wet etching. As a result, the alumina layer 27 is left in the region R1 near the drain electrode 26 in the region between the source electrode 25 and the drain electrode 26.

なお、このウエットエッチングで使用するエッチング液としては、例えばフッ酸がある。 The etching solution used in this wet etching includes, for example, hydrofluoric acid.

また、ウエットエッチングに代えてイオンミリングによりアルミナ層27をパターニングしてもよい。 Further, the alumina layer 27 may be patterned by ion milling instead of wet etching.

次いで、図9(a)に示すように、基板温度を300℃〜400℃とする条件でプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により基板21の上側全面に窒化シリコン層31を形成し、その窒化シリコン層31で電子供給層24を保護する。 Next, as shown in FIG. 9A, a silicon nitride layer 31 is formed on the entire upper surface of the substrate 21 by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method under the condition that the substrate temperature is 300 ° C. to 400 ° C., and the silicon nitride thereof is formed. The layer 31 protects the electron supply layer 24.

なお、窒化シリコン層31の成膜ガスとしては、例えば、シラン(SiH4)ガスとアンモニアガスとの混合ガスがある。また、窒化シリコン層31は、第1の絶縁層の一例であって、1nm〜1000nm、例えば600nm程度の厚さに形成される。 As the film-forming gas of the silicon nitride layer 31, for example, there is a mixed gas of silane (SiH 4) gas and ammonia gas. Further, the silicon nitride layer 31 is an example of the first insulating layer, and is formed to have a thickness of about 1 nm to 1000 nm, for example, about 600 nm.

その窒化シリコン層31を成膜するときの熱により電子供給層24内のインジウムが溶融して窒化シリコン層31に拡散するため、本工程を終了した後の窒化シリコン層31にはインジウムが含有されることになる。 Since the indium in the electron supply layer 24 is melted and diffused into the silicon nitride layer 31 by the heat generated when the silicon nitride layer 31 is formed, the silicon nitride layer 31 after the completion of this step contains indium. Will be.

また、窒化シリコン層31は大気中の水分等から電子供給層24を保護する役割を担うが、これと同じ機能を有する絶縁層を窒化シリコン層31として形成してもよい。そのような絶縁層としては、例えば、酸化シリコン(SiO2)層、酸窒化シリコン(SiON)層、酸化ハフニウム(HfO2)層、及び酸炭化シリコン(SiOC)層がある。 Further, although the silicon nitride layer 31 plays a role of protecting the electron supply layer 24 from moisture in the atmosphere, an insulating layer having the same function as this may be formed as the silicon nitride layer 31. Such insulating layers include, for example, a silicon oxide (SiO 2 ) layer, a silicon nitride (SiON) layer, a hafnium oxide (HfO 2 ) layer, and a silicon carbide (SiOC) layer.

次に、図9(b)に示すように、フォトリソグラフィとドライエッチングで窒化シリコン層31をパターニングすることにより、アルミナ層27の上から窒化シリコン層31を除去すると共に、窒化シリコン層31に開口31aを形成する。そのドライエッチングでは、例えばBCl3ガスがエッチングガスとして使用される。 Next, as shown in FIG. 9B, the silicon nitride layer 31 is patterned by photolithography and dry etching to remove the silicon nitride layer 31 from above the alumina layer 27 and open the silicon nitride layer 31. Form 31a. In the dry etching, for example, BCl 3 gas is used as the etching gas.

なお、ドライエッチングに代えてイオンミリングにより窒化シリコン層31をパターニングしてもよい。 The silicon nitride layer 31 may be patterned by ion milling instead of dry etching.

そして、このパターニングの結果、窒化シリコン層31は、開口31aとアルミナ層27との間の一部領域R2に残される。また、開口31aとソース電極25との間にも窒化シリコン層31は残される。 As a result of this patterning, the silicon nitride layer 31 is left in a partial region R2 between the opening 31a and the alumina layer 27. Further, the silicon nitride layer 31 is also left between the opening 31a and the source electrode 25.

続いて、図10に示すように、基板21の上側全面に蒸着法によりニッケル層32aと金層32bとをこの順に形成した後、これらの膜をリフトオフ法でパターニングすることにより、開口31a内とその周囲の窒化シリコン層31の上にゲート電極32を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 10, the nickel layer 32a and the gold layer 32b are formed in this order on the entire upper surface of the substrate 21 by the vapor deposition method, and then these films are patterned by the lift-off method to form the inside of the opening 31a. The gate electrode 32 is formed on the silicon nitride layer 31 around the gate electrode 32.

そのゲート電極32は、断面視でT字型であって、開口31a内において電子供給層24と接触すると共に、開口31aから一部領域R2における窒化シリコン層31の上に延びるように形成される。そして、一部領域R2におけるゲート電極32は、ドレイン電極26からゲート電極32に加わる電界を緩和するためのフィールドプレート32cとなる。 The gate electrode 32 is T-shaped in cross-sectional view, and is formed so as to come into contact with the electron supply layer 24 in the opening 31a and extend from the opening 31a onto the silicon nitride layer 31 in the partial region R2. .. The gate electrode 32 in the partial region R2 becomes a field plate 32c for relaxing the electric field applied from the drain electrode 26 to the gate electrode 32.

以上により、本実施形態に係る半導体装置40の基本構造が完成する。 As described above, the basic structure of the semiconductor device 40 according to the present embodiment is completed.

図11は、本実施形態に係る半導体装置40の拡大断面図である。 FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the semiconductor device 40 according to the present embodiment.

この半導体装置40においては、膜中のインジウムによって大きな自発分極を有する電子供給層24の作用で電子走行層23に高濃度の二次元電子ガス39が誘起されるため、ソース−ドレイン電流を高めることができる。 In this semiconductor device 40, indium in the film induces a high-concentration two-dimensional electron gas 39 in the electron traveling layer 23 by the action of the electron supply layer 24 having a large spontaneous polarization, so that the source-drain current is increased. Can be done.

半導体装置40をオン状態にするために各電極に印加する電圧は特に限定されないが、例えばソース電極25(図10参照)を接地電位にし、ゲート電極32に1V〜2V程度の電圧を印加する。また、ドレイン電極26には90V程度の高電圧を印加する。 The voltage applied to each electrode for turning on the semiconductor device 40 is not particularly limited, but for example, the source electrode 25 (see FIG. 10) is set to the ground potential, and a voltage of about 1 V to 2 V is applied to the gate electrode 32. Further, a high voltage of about 90 V is applied to the drain electrode 26.

このように高電圧を印加することでドレイン電極26からゲート電極32に強い電界Eが作用することになるが、その電界Eはフィールドプレート32cに分散して印加されるため、電界集中に起因して窒化シリコン層31の耐圧が低下するのを防止できる。 By applying such a high voltage, a strong electric field E acts from the drain electrode 26 to the gate electrode 32, but the electric field E is dispersed and applied to the field plate 32c, which is caused by the electric field concentration. Therefore, it is possible to prevent the withstand voltage of the silicon nitride layer 31 from decreasing.

更に、本実施形態ではフィールドプレート32cが位置する一部領域R2からアルミナ層27を除去したことにより、電界Eに沿って移動する電子がアルミナ層27に捕獲され難くなる。 Further, in the present embodiment, by removing the alumina layer 27 from the partial region R2 where the field plate 32c is located, it becomes difficult for the electrons moving along the electric field E to be captured by the alumina layer 27.

特に、一部領域R2においては強い電界Eによって電子の運動が促されるため、このようにアルミナ層27を除去して電子が捕獲されるのを防止する実益が高い。 In particular, since the movement of electrons is promoted by the strong electric field E in a part of the region R2, there is a high practical benefit of removing the alumina layer 27 in this way to prevent the electrons from being captured.

しかも、下地の電子供給層24からインジウムが拡散した窒化シリコン層31を一部領域R2に残したことにより、電界Eに沿って移動する電子が導電性のインジウムによって窒化シリコン層31中を容易に移動できるようになり、窒化シリコン層31に電子が捕獲され難くなる。
Moreover, by leaving the silicon nitride layer 31 in which indium is diffused from the underlying electron supply layer 24 in a part of the region R2, the electrons moving along the electric field E can be easily generated in the silicon nitride layer 31 by the conductive indium. It becomes possible to move, and it becomes difficult for electrons to be captured by the silicon nitride layer 31.

その結果、アルミナ層27と窒化シリコン層31のいずれにも電子トラップが発生し難くなり、半導体装置40において電流コラプス現象が発生するのを抑制することができる。 As a result, electron traps are less likely to occur in both the alumina layer 27 and the silicon nitride layer 31, and it is possible to suppress the occurrence of the current collapse phenomenon in the semiconductor device 40.

また、ゲート電極32とドレイン電極26との間から窒化シリコン層31を除去したことにより、ゲート電極32からドレイン電極26に至るリークパスが窒化シリコン層31に形成されなくなるため、半導体装置40においてリーク電流が発生するのを抑制できる。 Further, since the silicon nitride layer 31 is removed from between the gate electrode 32 and the drain electrode 26, the leak path from the gate electrode 32 to the drain electrode 26 is not formed in the silicon nitride layer 31, so that the leakage current in the semiconductor device 40 Can be suppressed.

更に、空気よりも誘電率が高いアルミナ層27をゲート電極32とドレイン電極26との間に形成したことで電界Eの一部がアルミナ層27を通るようになる。これにより、フィールドプレート32cの下の窒化シリコン層31に電界Eが集中するのを緩和でき、窒化シリコン層31の耐圧を高めることもできる。 Further, by forming the alumina layer 27 having a dielectric constant higher than that of air between the gate electrode 32 and the drain electrode 26, a part of the electric field E passes through the alumina layer 27. As a result, it is possible to alleviate the concentration of the electric field E on the silicon nitride layer 31 under the field plate 32c, and it is also possible to increase the withstand voltage of the silicon nitride layer 31.

特に、アルミナ層27のバンドギャップは約5eVであり、窒化シリコン層31のバンドギャップ(約3eV)よりも高いため、アルミナ層27は電界Eに曝されても破壊され難く、半導体装置40の耐圧を高めることができる。 In particular, the band gap of the alumina layer 27 is about 5 eV, which is higher than the band gap (about 3 eV) of the silicon nitride layer 31, so that the alumina layer 27 is not easily destroyed even when exposed to the electric field E, and the withstand voltage of the semiconductor device 40. Can be enhanced.

窒化シリコン層31よりもバンドギャップが広い絶縁層としては、上記のアルミナ層27の他に酸窒化アルミニウム層や窒化アルミニウム層等のアルミニウム含有絶縁層もあり、これらのいずれかをアルミナ層27に代えて形成してもよい。アルミニウム含有絶縁膜はバンドギャップが広く耐圧が高いため、半導体装置40の耐圧を高めるのに有効である。 As an insulating layer having a wider bandgap than the silicon nitride layer 31, there are aluminum-containing insulating layers such as an aluminum oxynitride layer and an aluminum nitride layer in addition to the above alumina layer 27, and any of these is replaced with the alumina layer 27. May be formed. Since the aluminum-containing insulating film has a wide band gap and a high withstand voltage, it is effective in increasing the withstand voltage of the semiconductor device 40.

本願発明者は、本実施形態の効果について検証した。その検証結果を図12及び図13に示す。 The inventor of the present application has verified the effect of the present embodiment. The verification results are shown in FIGS. 12 and 13.

図12は、本実施形態に係る半導体装置40のゲート−ドレイン間電流Igとゲート電圧Vgとの関係について示すグラフである。 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the gate-drain current Ig and the gate voltage Vg of the semiconductor device 40 according to the present embodiment.

なお、図12においては、ゲート−ドレイン間のリーク電流が存在しない理想的な場合を第1の比較例として併記すると共に、図1に示した半導体装置1のグラフを第2の比較例として併記してある。 In addition, in FIG. 12, the ideal case where the leakage current between the gate and the drain does not exist is described as a first comparative example, and the graph of the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is also described as a second comparative example. It has been done.

図12に示すように、本実施形態においては、理想的な第1の比較例と同程度にまで電流Igが低下しており、ゲート−ドレイン間におけるリーク電流が抑制されることが明らかとなった。これは、前述のようにゲート電極32とドレイン電極26との間から窒化シリコン層31を除去したことにより、ゲート電極32からドレイン電極26に至るリークパスが窒化シリコン層31に形成されなくなったためであると考えられる。 As shown in FIG. 12, in the present embodiment, the current Ig is reduced to the same extent as the ideal first comparative example, and it is clear that the leak current between the gate and the drain is suppressed. rice field. This is because the silicon nitride layer 31 is removed from between the gate electrode 32 and the drain electrode 26 as described above, so that the leak path from the gate electrode 32 to the drain electrode 26 is no longer formed in the silicon nitride layer 31. it is conceivable that.

図13は、本実施形態に係る半導体装置40のドレイン電圧Vdとドレイン電流Idとの関係を示すグラフである。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the drain voltage Vd and the drain current Id of the semiconductor device 40 according to the present embodiment.

なお、図13においては、アルミナ層27や窒化シリコン層31に電子がトラップされていない理想的な場合を第1の比較例として併記すると共に、図1に示した半導体装置1のグラフを第2の比較例として併記してある。 In FIG. 13, an ideal case in which electrons are not trapped in the alumina layer 27 or the silicon nitride layer 31 is described as a first comparative example, and the graph of the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is shown in the second. It is also described as a comparative example of.

図13に示すように、本実施形態においては、理想的な第1の比較例と同程度にまでドレイン電流Idが増加しており、電流コラプス現象が抑制されることが明らかとなった。これは、前述のように電子トラップが存在するアルミナ層27を一部領域R2から除去したことにより、アルミナ層27に電子が捕獲され難くなったためと考えられる。また、インジウムが拡散した窒化シリコン層31を一部領域R2に残したことで電界Eに沿って移動する電子が窒化シリコン層31にトラップされ難くなったことによっても電流コラプス現象を抑制できたと考えられる。 As shown in FIG. 13, in the present embodiment, the drain current Id is increased to the same extent as in the ideal first comparative example, and it is clear that the current collapse phenomenon is suppressed. It is considered that this is because the alumina layer 27 in which the electron trap is present is removed from the partial region R2 as described above, so that it becomes difficult for electrons to be captured by the alumina layer 27. It is also considered that the current collapse phenomenon could be suppressed by leaving the silicon nitride layer 31 in which indium was diffused in a part of the region R2 so that the electrons moving along the electric field E were less likely to be trapped in the silicon nitride layer 31. Be done.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態とは異なる方法でHEMTを製造する。
(Second Embodiment)
In this embodiment, the HEMT is manufactured by a method different from that of the first embodiment.

図14〜図16は、本実施形態に係る半導体装置の製造途中の断面図である。 14 to 16 are cross-sectional views of the semiconductor device according to the present embodiment during manufacturing.

なお、図14〜図16において第1実施形態におけると同じ要素には第1実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。 In FIGS. 14 to 16, the same elements as in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted below.

まず、第1実施形態の図7(a)、(b)の工程を行うことにより、図14(a)に示すように、電子供給層24の上にソース電極25とドレイン電極26とが間隔をおいて形成された構造を得る。 First, by performing the steps of FIGS. 7 (a) and 7 (b) of the first embodiment, as shown in FIG. 14 (a), the source electrode 25 and the drain electrode 26 are spaced from each other on the electron supply layer 24. To obtain the formed structure.

次に、図14(b)に示すように、基板21の上側全面にプラズマCVD法で窒化シリコン層31を1nm〜1000nm程度、例えば600nm程度の厚さに形成する。その窒化シリコン層31の成膜条件は第1実施形態におけるのと同じなのでここでは省略する。 Next, as shown in FIG. 14B, a silicon nitride layer 31 is formed on the entire upper surface of the substrate 21 by a plasma CVD method to a thickness of about 1 nm to 1000 nm, for example, about 600 nm. Since the film forming conditions of the silicon nitride layer 31 are the same as those in the first embodiment, they are omitted here.

また、第1実施形態で説明したように、窒化シリコン層31を形成する際には基板21が加熱されるため、電子供給層24として形成したInAlGaN層から窒化シリコン層31にインジウムが拡散する。 Further, as described in the first embodiment, since the substrate 21 is heated when the silicon nitride layer 31 is formed, indium diffuses from the InAlGaN layer formed as the electron supply layer 24 to the silicon nitride layer 31.

続いて、図15(a)に示すように、フォトリソグラフィとドライエッチングで窒化シリコン層31をパターニングすることにより、ソース電極25とドレイン電極26との間の窒化シリコン層31に開口31aを形成する。また、このパターニングでは、開口31aとドレイン電極26との間の一部領域R2に窒化シリコン層31を残しつつ、一部領域R2とドレイン電極26との間から窒化シリコン層31が除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 15A, the silicon nitride layer 31 is patterned by photolithography and dry etching to form an opening 31a in the silicon nitride layer 31 between the source electrode 25 and the drain electrode 26. .. Further, in this patterning, the silicon nitride layer 31 is removed from between the partial region R2 and the drain electrode 26 while leaving the silicon nitride layer 31 in the partial region R2 between the opening 31a and the drain electrode 26.

次に、図15(b)に示すように、基板21の上側全面に蒸着法によりニッケル層32aと金層32bとをこの順に形成し、更にこれらの膜をリフトオフ法でパターニングしてT字型のゲート電極32を形成する。第1実施形態で説明したように、一部領域R2におけるゲート電極32は、ドレイン電極26からゲート電極32に加わる電界を緩和するためのフィールドプレート32cとなる。 Next, as shown in FIG. 15B, a nickel layer 32a and a gold layer 32b are formed in this order on the entire upper surface of the substrate 21 by a vapor deposition method, and these films are further patterned by a lift-off method to form a T-shape. Gate electrode 32 is formed. As described in the first embodiment, the gate electrode 32 in the partial region R2 is a field plate 32c for relaxing the electric field applied from the drain electrode 26 to the gate electrode 32.

次いで、図16(a)に示すように、ALD法で基板21の上側全面にアルミナ層27を1nm〜50nm程度の厚さ、例えば20nmの厚さに形成し、そのアルミナ層27でゲート電極32を覆う。 Next, as shown in FIG. 16A, an alumina layer 27 is formed on the entire upper surface of the substrate 21 to a thickness of about 1 nm to 50 nm, for example, 20 nm by the ALD method, and the gate electrode 32 is formed by the alumina layer 27. Cover.

そして、図16(b)に示すように、フォトリソグラフィとウエットエッチングでアルミナ層27をパターニングすることにより、ソース電極25とドレイン電極26の各々上からアルミナ層27を除去し、これらの電極に不図示の配線を接続できるようにする。第1実施形態で説明したように、このウエットエッチングで使用するエッチング液としては、例えばフッ酸がある。 Then, as shown in FIG. 16B, by patterning the alumina layer 27 by photolithography and wet etching, the alumina layer 27 is removed from each of the source electrode 25 and the drain electrode 26, and these electrodes are not suitable. Allow the illustrated wiring to be connected. As described in the first embodiment, the etching solution used in this wet etching includes, for example, hydrofluoric acid.

以上により、本実施形態に係る半導体装置50の基本構造が完成する。 As described above, the basic structure of the semiconductor device 50 according to the present embodiment is completed.

この半導体装置50においても、フィールドプレート32cの下にアルミナ層27を形成せずに、インジウムを含有する窒化シリコン層31をフィールドプレート32cの下に形成する。そのため、第1実施形態と同じ理由によって窒化シリコン層31に電子トラップが形成され難くなり、半導体装置50において電流コラプス現象が発生するのを抑制できる。 Also in this semiconductor device 50, the indium-containing silicon nitride layer 31 is formed under the field plate 32c without forming the alumina layer 27 under the field plate 32c. Therefore, for the same reason as in the first embodiment, it becomes difficult to form an electron trap in the silicon nitride layer 31, and it is possible to suppress the occurrence of a current collapse phenomenon in the semiconductor device 50.

更に、一部領域R2とドレイン電極26との間から窒化シリコン層31を除去したことにより、インジウムを含む窒化シリコン層31の膜中にリークパスが発生するのを防止でき、ドレイン電極26とゲート電極32との間にリーク電流が流れるのを防止することができる。 Further, by removing the silicon nitride layer 31 from between the partial region R2 and the drain electrode 26, it is possible to prevent a leak path from occurring in the film of the silicon nitride layer 31 containing indium, and the drain electrode 26 and the gate electrode can be prevented from occurring. It is possible to prevent a leak current from flowing between the device and the device 32.

しかも、ゲート電極32の側面と上面がアルミナ層27で覆われるため、大気中の水分等がゲート電極32に浸入するのをアルミナ層27で防ぐこともできる。 Moreover, since the side surface and the upper surface of the gate electrode 32 are covered with the alumina layer 27, the alumina layer 27 can prevent moisture and the like in the atmosphere from entering the gate electrode 32.

(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態や第2実施形態に係る半導体装置40、50を備えたディスクリートパッケージについて説明する。
(Third Embodiment)
In this embodiment, a discrete package including the semiconductor devices 40 and 50 according to the first embodiment and the second embodiment will be described.

図17は、本実施形態に係るディスクリートパッケージの平面図である。 FIG. 17 is a plan view of the discrete package according to the present embodiment.

このディスクリートパッケージ100は、半導体装置40、50のいずれかを含むHEMTチップ101と、そのHEMTチップ101を封止する樹脂102とを有する。 The discrete package 100 has a HEMT chip 101 including any one of the semiconductor devices 40 and 50, and a resin 102 for encapsulating the HEMT chip 101.

このうち、HEMTチップ101には、ゲートパッド103、ドレインパッド104、及びソースパッド105が設けられる。これらのパッドの各々は、不図示の配線を介して前述のゲート電極32、ドレイン電極26、及びソース電極25の各々と電気的に接続される。 Of these, the HEMT chip 101 is provided with a gate pad 103, a drain pad 104, and a source pad 105. Each of these pads is electrically connected to each of the above-mentioned gate electrode 32, drain electrode 26, and source electrode 25 via wiring (not shown).

また、樹脂102には、ゲートリード110、ドレインリード111、及びソースリード112の各々の一部が埋没される。このうち、ドレインリード111には正方形状のランド111aが設けられており、ダイアタッチ材107によりランド111aにHEMTチップ101が接着される。 Further, a part of each of the gate lead 110, the drain lead 111, and the source lead 112 is embedded in the resin 102. Of these, the drain lead 111 is provided with a square land 111a, and the HEMT chip 101 is adhered to the land 111a by the die attach material 107.

そして、これらのリード110、111、112の各々は、アルミニウム線等の金属ワイヤ114を介してそれぞれゲートパッド103、ドレインパッド104、及びソースパッド105の各々に電気的に接続される。 Each of these leads 110, 111, 112 is electrically connected to each of the gate pad 103, the drain pad 104, and the source pad 105 via a metal wire 114 such as an aluminum wire.

以上説明した本実施形態によれば、リーク電流が抑制された半導体装置40、50のいずれかをHEMTチップ101が含むため、耐圧が高いディスクリートパッケージ100を提供することができる。しかも、半導体装置40、50において電流コラプス現象が抑制されているため、ディスクリートパッケージ100を高出力化することも可能となる。 According to the present embodiment described above, since the HEMT chip 101 includes any of the semiconductor devices 40 and 50 in which the leakage current is suppressed, it is possible to provide the discrete package 100 having a high withstand voltage. Moreover, since the current collapse phenomenon is suppressed in the semiconductor devices 40 and 50, it is possible to increase the output of the discrete package 100.

(第4実施形態)
本実施形態では、第3実施形態のHEMTチップ101を用いたPFC(Power Factor Correction)回路について説明する。
(Fourth Embodiment)
In this embodiment, a PFC (Power Factor Correction) circuit using the HEMT chip 101 of the third embodiment will be described.

図18は、そのPFC回路の回路図である。 FIG. 18 is a circuit diagram of the PFC circuit.

図18に示すように、PFC回路200は、ダイオード201、チョークコイル202、コンデンサ203、204、ダイオードブリッジ205、交流電源206、及びスイッチ素子210を有する。 As shown in FIG. 18, the PFC circuit 200 includes a diode 201, a choke coil 202, capacitors 203 and 204, a diode bridge 205, an AC power supply 206, and a switch element 210.

このうち、スイッチ素子210としては、第3実施形態で説明したHEMTチップ101を採用し得る。そのスイッチ素子210のドレイン電極は、ダイオード201のアノード端子と、チョークコイル202の一端子とに接続される。 Of these, the HEMT chip 101 described in the third embodiment can be adopted as the switch element 210. The drain electrode of the switch element 210 is connected to the anode terminal of the diode 201 and one terminal of the choke coil 202.

また、スイッチ素子210のソース電極は、コンデンサ203の一端子と、コンデンサ204の一端子とに接続される。 Further, the source electrode of the switch element 210 is connected to one terminal of the capacitor 203 and one terminal of the capacitor 204.

なお、スイッチ素子210のゲート電極には不図示のゲートドライバが接続される。 A gate driver (not shown) is connected to the gate electrode of the switch element 210.

更に、コンデンサ203の他端子とチョークコイル202の他端子とが接続されると共に、コンデンサ204の他端子とダイオード201のカソード端子とが接続される。 Further, the other terminal of the capacitor 203 and the other terminal of the choke coil 202 are connected, and the other terminal of the capacitor 204 and the cathode terminal of the diode 201 are connected.

そして、コンデンサ203の両端子間にはダイオードブリッジ205を介して交流電源206が接続され、コンデンサ204の両端子間には直流電源DCが接続される。 An AC power supply 206 is connected between both terminals of the capacitor 203 via a diode bridge 205, and a DC power supply DC is connected between both terminals of the capacitor 204.

(第5実施形態)
本実施形態では、第3実施形態のHEMTチップ101を用いた電源装置について説明する。
(Fifth Embodiment)
In this embodiment, the power supply device using the HEMT chip 101 of the third embodiment will be described.

図19は、その電源装置の回路図である。なお、図19において、第4実施形態で説明したのと同じ要素には第4実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。 FIG. 19 is a circuit diagram of the power supply device. In FIG. 19, the same elements as described in the fourth embodiment are designated by the same reference numerals as those in the fourth embodiment, and the description thereof will be omitted below.

図19に示すように、電源装置300は、高圧の一次側回路301、低圧の二次側回路302、及びこれらの間に接続されたトランス303を備える。 As shown in FIG. 19, the power supply unit 300 includes a high voltage primary circuit 301, a low voltage secondary circuit 302, and a transformer 303 connected between them.

このうち、一次側回路301には、第4実施形態で説明したPFC回路200と、そのPFC回路200のコンデンサ204の両端子間に接続されたフルブリッジインバータ回路304が設けられる。 Of these, the primary side circuit 301 is provided with the PFC circuit 200 described in the fourth embodiment and the full bridge inverter circuit 304 connected between both terminals of the capacitor 204 of the PFC circuit 200.

そのフルブリッジインバータ回路304には、四つのスイッチ素子304a、304b、304c、304dが設けられる。これらのスイッチ素子304a、304b、304c、304dの各々としては、第3実施形態で説明したHEMTチップ101を採用し得る。 The full-bridge inverter circuit 304 is provided with four switch elements 304a, 304b, 304c, 304d. As each of these switch elements 304a, 304b, 304c, 304d, the HEMT chip 101 described in the third embodiment can be adopted.

一方、二次側回路302は、三つのスイッチ素子302a、302b、302cを備える。これらのスイッチ素子302a、302b、302cとしては、例えば、シリコン基板にチャネルが形成されるMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)を採用し得る。 On the other hand, the secondary circuit 302 includes three switch elements 302a, 302b, and 302c. As these switch elements 302a, 302b, 302c, for example, a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) in which a channel is formed on a silicon substrate can be adopted.

以上説明した本実施形態によれば、スイッチ素子210、304a、304b、304c、304dの各々にHEMTチップ101を採用する。そのHEMTチップ101においてはリーク電流と電流コラプス現象が抑制されているため、耐圧が高く高出力用途に適した電源装置300を提供することができる。 According to the present embodiment described above, the HEMT chip 101 is adopted for each of the switch elements 210, 304a, 304b, 304c, and 304d. Since the HEMT chip 101 suppresses the leakage current and the current collapse phenomenon, it is possible to provide a power supply device 300 having a high withstand voltage and suitable for high output applications.

(第6実施形態)
本実施形態では、第3実施形態のHEMTチップ101を用いた高周波増幅器について説明する。
(Sixth Embodiment)
In this embodiment, the high frequency amplifier using the HEMT chip 101 of the third embodiment will be described.

図20は、その高周波増幅器の回路図である。 FIG. 20 is a circuit diagram of the high frequency amplifier.

図20に示すように、高周波増幅器400は、ディジタル・プレディストーション回路401、ミキサ402、403、及びパワーアンプ404を備える。 As shown in FIG. 20, the high frequency amplifier 400 includes a digital predistortion circuit 401, mixers 402 and 403, and a power amplifier 404.

このうち、ディジタル・プレディストーション回路401は、入力信号の非線形歪みを補償する。また、ミキサ402は、非線形歪みが補償された入力信号と交流信号とをミキシングする。 Of these, the digital predistortion circuit 401 compensates for the non-linear distortion of the input signal. Further, the mixer 402 mixes the input signal compensated for the non-linear distortion and the AC signal.

そして、パワーアンプ404は、前述のHEMTチップ101を備えており、交流信号とミキシングされた入力信号を増幅する。なお、本実施形態では、スイッチの切り替えにより、出力側の信号をミキサ403で交流信号とミキシングしてディジタル・プレディストーション回路401に送出できる。 The power amplifier 404 includes the above-mentioned HEMT chip 101, and amplifies the input signal mixed with the AC signal. In this embodiment, the output side signal can be mixed with the AC signal by the mixer 403 and sent to the digital predistortion circuit 401 by switching the switch.

以上説明した本実施形態によれば、パワーアンプ404が内蔵するHEMTチップ101においてリーク電流と電流コラプス現象が抑制されているため、耐圧が高く高出力用途に適した高周波増幅器400を提供することができる。 According to the present embodiment described above, since the leakage current and the current collapse phenomenon are suppressed in the HEMT chip 101 built in the power amplifier 404, it is possible to provide a high frequency amplifier 400 having a high withstand voltage and suitable for high output applications. can.

以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 The following additional notes will be further disclosed with respect to each of the above-described embodiments.

(付記1) 基板と、
前記基板の上方に形成された電子走行層と、
前記電子走行層の上に形成され、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層と、
前記電子供給層の上に形成されたソース電極と、
前記電子供給層の上において前記ソース電極から間隔をおいて形成されたドレイン電極と、
前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層の上に延びたゲート電極と、
前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層と、
を有する半導体装置。
(Appendix 1) Board and
An electronic traveling layer formed above the substrate and
An electron supply layer formed on the electron traveling layer and made of a compound semiconductor containing indium,
The source electrode formed on the electron supply layer and
A drain electrode formed on the electron supply layer at a distance from the source electrode,
A first insulating layer on the electron supply layer and formed in a partial region between the source electrode and the drain electrode.
A gate electrode formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode and extending over the first insulating layer, and a gate electrode.
A second insulating layer formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the drain electrode and having a wider bandgap than the first insulating layer.
Semiconductor device with.

(付記2) 前記第2の絶縁層は、アルミニウム含有絶縁層であることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。 (Appendix 2) The semiconductor device according to Appendix 1, wherein the second insulating layer is an aluminum-containing insulating layer.

(付記3) 前記第2の絶縁層は、前記ゲート電極の側面と上面とを覆うことを特徴とする付記1に記載の半導体装置。 (Supplementary Note 3) The semiconductor device according to Supplementary Note 1, wherein the second insulating layer covers the side surface and the upper surface of the gate electrode.

(付記4) 前記第1の絶縁層はインジウムを含有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置。 (Appendix 4) The semiconductor device according to Appendix 1, wherein the first insulating layer contains indium.

(付記5) 基板の上方に電子走行層を形成する工程と、
前記電子走行層の上に、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層を形成する工程と、
前記電子供給層の上に、ソース電極とドレイン電極とを互いに間隔をおいて形成する工程と、
前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に、前記電子供給層から前記第1の絶縁層の上に延びるようにゲート電極を形成する工程と、
前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
(Appendix 5) The process of forming an electronic traveling layer above the substrate and
A step of forming an electron supply layer made of a compound semiconductor containing indium on the electron traveling layer, and a step of forming the electron supply layer.
A step of forming a source electrode and a drain electrode on the electron supply layer at intervals from each other,
A step of forming a first insulating layer on a partial region between the source electrode and the drain electrode on the electron supply layer.
A step of forming a gate electrode so as to extend from the electron supply layer onto the first insulating layer on the electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode.
A step of forming a second insulating layer having a bandgap wider than that of the first insulating layer on the electron supply layer between the first insulating layer and the drain electrode.
A method for manufacturing a semiconductor device having.

(付記6) 基板と、
前記基板の上方に形成された電子走行層と、
前記電子走行層の上に形成され、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層と、
前記電子供給層の上に形成されたソース電極と、
前記電子供給層の上において前記ソース電極から間隔をおいて形成されたドレイン電極と、
前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層の上に延びたゲート電極と、
前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層と、
を備えた半導体装置を有する電源装置。
(Appendix 6) Board and
An electronic traveling layer formed above the substrate and
An electron supply layer formed on the electron traveling layer and made of a compound semiconductor containing indium,
The source electrode formed on the electron supply layer and
A drain electrode formed on the electron supply layer at a distance from the source electrode,
A first insulating layer on the electron supply layer and formed in a partial region between the source electrode and the drain electrode.
A gate electrode formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode and extending over the first insulating layer, and a gate electrode.
A second insulating layer formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the drain electrode and having a wider bandgap than the first insulating layer.
A power supply unit having a semiconductor device.

(付記7) 基板と、
前記基板の上方に形成された電子走行層と、
前記電子走行層の上に形成され、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層と、
前記電子供給層の上に形成されたソース電極と、
前記電子供給層の上において前記ソース電極から間隔をおいて形成されたドレイン電極と、
前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層の上に延びたゲート電極と、
前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層と、
を備えた半導体装置を有する高周波増幅器。
(Appendix 7) With the board
An electronic traveling layer formed above the substrate and
An electron supply layer formed on the electron traveling layer and made of a compound semiconductor containing indium,
The source electrode formed on the electron supply layer and
A drain electrode formed on the electron supply layer at a distance from the source electrode,
A first insulating layer on the electron supply layer and formed in a partial region between the source electrode and the drain electrode.
A gate electrode formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode and extending over the first insulating layer, and a gate electrode.
A second insulating layer formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the drain electrode and having a wider bandgap than the first insulating layer.
A high frequency amplifier with a semiconductor device equipped with.

1…半導体装置、2…基板、3…バッファ層、4…電子走行層、5…電子供給層、6…ソース電極、7…ドレイン電極、8…窒化シリコン層、8a…開口、9…ゲート電極、9a…フィールドプレート、9b…対向面、10…二次元電子ガス、11…アルミナ層、21…基板、22…バッファ層、23…電子走行層、24…電子供給層、25…ソース電極、26…ドレイン電極、27…アルミナ層、31…窒化シリコン層、31a…開口、32…ゲート電極、32a…ニッケル層、32b…金層、32c…フィールドプレート、40、50…半導体装置、100…ディスクリートパッケージ、101…HEMTチップ、102…樹脂、103…ゲートパッド、104…ドレインパッド、105…ソースパッド、107…ダイアタッチ材、110…ゲートリード、111a…ランド、111…ドレインリード、112…ソースリード、114…金属ワイヤ、200…PFC回路、201…ダイオード、202…チョークコイル、203、204…コンデンサ、205…ダイオードブリッジ、206…交流電源、301…一次側回路、302…二次側回路、303…トランス、304…フルブリッジインバータ回路、302a、302b、302c…スイッチ素子、400…高周波増幅器、401…ディジタル・プレディストーション回路、402、403…ミキサ、404…パワーアンプ。 1 ... semiconductor device, 2 ... substrate, 3 ... buffer layer, 4 ... electron traveling layer, 5 ... electron supply layer, 6 ... source electrode, 7 ... drain electrode, 8 ... silicon nitride layer, 8a ... opening, 9 ... gate electrode , 9a ... field plate, 9b ... facing surface, 10 ... two-dimensional electron gas, 11 ... alumina layer, 21 ... substrate, 22 ... buffer layer, 23 ... electron traveling layer, 24 ... electron supply layer, 25 ... source electrode, 26. Drain electrode, 27 ... alumina layer, 31 ... silicon nitride layer, 31a ... opening, 32 ... gate electrode, 32a ... nickel layer, 32b ... gold layer, 32c ... field plate, 40, 50 ... semiconductor device, 100 ... discrete package , 101 ... HEMT chip, 102 ... resin, 103 ... gate pad, 104 ... drain pad, 105 ... source pad, 107 ... diode material, 110 ... gate lead, 111a ... land, 111 ... drain lead, 112 ... source lead, 114 ... metal wire, 200 ... PFC circuit, 201 ... diode, 202 ... choke coil, 203, 204 ... capacitor, 205 ... diode bridge, 206 ... AC power supply, 301 ... primary side circuit, 302 ... secondary side circuit, 303 ... Transformer, 304 ... Full bridge inverter circuit, 302a, 302b, 302c ... Switch element, 400 ... High frequency amplifier, 401 ... Digital predistortion circuit, 402, 403 ... Mixer, 404 ... Power amplifier.

Claims (5)

基板と、
前記基板の上方に形成された電子走行層と、
前記電子走行層の上に形成され、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層と、
前記電子供給層の上に形成されたソース電極と、
前記電子供給層の上において前記ソース電極から間隔をおいて形成されたドレイン電極と、
前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層の上に延びたゲート電極と、
前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記ゲート電極の側面と上面とを覆い、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層と、
を有し、
前記第1の絶縁層は、窒化シリコン層、酸化シリコン層、酸窒化シリコン層、酸化ハフニウム層又は酸炭化シリコン層である半導体装置。
With the board
An electronic traveling layer formed above the substrate and
An electron supply layer formed on the electron traveling layer and made of a compound semiconductor containing indium,
The source electrode formed on the electron supply layer and
A drain electrode formed on the electron supply layer at a distance from the source electrode,
A first insulating layer on the electron supply layer and formed in a partial region between the source electrode and the drain electrode.
A gate electrode formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode and extending over the first insulating layer, and a gate electrode.
A second layer formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the drain electrode , covering the side surface and the upper surface of the gate electrode, and having a wider bandgap than the first insulating layer. Insulation layer and
Have a,
The first insulating layer, a silicon nitride layer, a silicon oxide layer, silicon oxynitride layer, a hafnium oxide layer or a silicon oxide carbide layer der Ru semiconductor device.
前記第2の絶縁層は、アルミニウム含有絶縁層であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the second insulating layer is an aluminum-containing insulating layer. 基板の上方に電子走行層を形成する工程と、
前記電子走行層の上に、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層を形成する工程と、
前記電子供給層の上に、ソース電極とドレイン電極とを互いに間隔をおいて形成する工程と、
前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に、前記電子供給層から前記第1の絶縁層の上に延びるようにゲート電極を形成する工程と、
前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に、前記ゲート電極の側面と上面とを覆い、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層を形成する工程と、
を有し、
前記第1の絶縁層は、窒化シリコン層、酸化シリコン層、酸窒化シリコン層、酸化ハフニウム層又は酸炭化シリコン層である半導体装置の製造方法。
The process of forming an electronic traveling layer above the substrate,
A step of forming an electron supply layer made of a compound semiconductor containing indium on the electron traveling layer, and a step of forming the electron supply layer.
A step of forming a source electrode and a drain electrode on the electron supply layer at intervals from each other,
A step of forming a first insulating layer on a partial region between the source electrode and the drain electrode on the electron supply layer.
A step of forming a gate electrode so as to extend from the electron supply layer onto the first insulating layer on the electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode.
A second insulating layer that covers the side surface and the upper surface of the gate electrode on the electron supply layer between the first insulating layer and the drain electrode and has a bandgap wider than that of the first insulating layer. And the process of forming
Have a,
The first insulating layer, a silicon nitride layer, a silicon oxide layer, silicon oxynitride layer, a manufacturing method of a hafnium oxide layer or a silicon oxide carbide layer der Ru semiconductor device.
基板と、
前記基板の上方に形成された電子走行層と、
前記電子走行層の上に形成され、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層と、
前記電子供給層の上に形成されたソース電極と、
前記電子供給層の上において前記ソース電極から間隔をおいて形成されたドレイン電極と、
前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層の上に延びたゲート電極と、
前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記ゲート電極の側面と上面とを覆い、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層と、
を備え
前記第1の絶縁層は、窒化シリコン層、酸化シリコン層、酸窒化シリコン層、酸化ハフニウム層又は酸炭化シリコン層である半導体装置を有する電源装置。
With the board
An electronic traveling layer formed above the substrate and
An electron supply layer formed on the electron traveling layer and made of a compound semiconductor containing indium,
The source electrode formed on the electron supply layer and
A drain electrode formed on the electron supply layer at a distance from the source electrode,
A first insulating layer on the electron supply layer and formed in a partial region between the source electrode and the drain electrode.
A gate electrode formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode and extending over the first insulating layer, and a gate electrode.
A second layer formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the drain electrode , covering the side surface and the upper surface of the gate electrode, and having a wider bandgap than the first insulating layer. Insulation layer and
Equipped with
The first insulating layer is a power supply device having a semiconductor device which is a silicon nitride layer, a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, a hafnium oxide layer, or a silicon carbide layer.
基板と、
前記基板の上方に形成された電子走行層と、
前記電子走行層の上に形成され、インジウムを含む化合物半導体を材料とする電子供給層と、
前記電子供給層の上に形成されたソース電極と、
前記電子供給層の上において前記ソース電極から間隔をおいて形成されたドレイン電極と、
前記電子供給層の上であって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の一部領域に形成された第1の絶縁層と、
前記第1の絶縁層と前記ソース電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記第1の絶縁層の上に延びたゲート電極と、
前記第1の絶縁層と前記ドレイン電極との間における前記電子供給層の上に形成され、前記ゲート電極の側面と上面とを覆い、前記第1の絶縁層よりもバンドギャップが広い第2の絶縁層と、
を備え
前記第1の絶縁層は、窒化シリコン層、酸化シリコン層、酸窒化シリコン層、酸化ハフニウム層又は酸炭化シリコン層である半導体装置を有する高周波増幅器。
With the board
An electronic traveling layer formed above the substrate and
An electron supply layer formed on the electron traveling layer and made of a compound semiconductor containing indium,
The source electrode formed on the electron supply layer and
A drain electrode formed on the electron supply layer at a distance from the source electrode,
A first insulating layer on the electron supply layer and formed in a partial region between the source electrode and the drain electrode.
A gate electrode formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the source electrode and extending over the first insulating layer, and a gate electrode.
A second layer formed on the electron supply layer between the first insulating layer and the drain electrode , covering the side surface and the upper surface of the gate electrode, and having a wider bandgap than the first insulating layer. Insulation layer and
Equipped with
The first insulating layer is a high frequency amplifier having a semiconductor device which is a silicon nitride layer, a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, a hafnium oxide layer, or a silicon carbide layer.
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