JP7167793B2 - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、III 族窒化物半導体からなる半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device made of a Group III nitride semiconductor.

III 族窒化物半導体からなる半導体装置の製造においては、ゲート絶縁膜のパターニング、トレンチの形成、電極の成膜など、多数のレジストマスク形成・剥離工程を経る必要がある。 2. Description of the Related Art In manufacturing a semiconductor device made of a group III nitride semiconductor, it is necessary to go through a large number of resist mask formation and stripping steps, such as patterning of a gate insulating film, formation of trenches, and film formation of electrodes.

特許文献1には、トレンチゲート型の縦型HFETが記載されている。縦型HFETは、GaN基板上に、n- -GaNからなるドリフト層、p-GaN層、n+ -GaNからなるキャップ層が順に積層された積層体を有する。また、キャップ層、p-GaN層を貫通してドリフト層に達するトレンチと、トレンチ底面、側面、キャップ層表面に連続して膜状に設けられた再成長層とを有し、再成長層はi-GaNからなる電子走行層と、AlGaNからなる電子供給層とで構成されることが記載されている。また、再成長層およびキャップ層を貫通してp-GaN層に達する溝を設け、その溝の底面にp部電極を設け、p部電極上および再成長層上にソース電極を設けることが記載されている。 Patent document 1 describes a trench gate type vertical HFET. A vertical HFET has a laminate in which a drift layer made of n -GaN, a p-GaN layer, and a cap layer made of n + -GaN are sequentially laminated on a GaN substrate. Further, it has a trench penetrating the cap layer and the p-GaN layer to reach the drift layer, and a regrowth layer continuously provided in the form of a film on the trench bottom surface, the side surface, and the cap layer surface, and the regrowth layer is It is described that it is composed of an electron transit layer made of i-GaN and an electron supply layer made of AlGaN. Further, it is described that a groove is provided through the regrowth layer and the cap layer to reach the p-GaN layer, a p-side electrode is provided on the bottom surface of the groove, and a source electrode is provided on the p-side electrode and the regrowth layer. It is

また、特許文献1には、p部電極を形成するための溝は、レジストマスクを用いてドライエッチングにより形成し、その後、レジストマスクを除去し、再度レジストマスクを設けて蒸着、リフトオフによりp部電極を形成することが記載されている。その後、さらにレジストマスクを設けて、蒸着、リフトオフによってp部電極上および再成長層上にソース電極を形成することが記載されている。このように、レジストマスクの形成・剥離を複数回繰り返すことが記載されている。 Further, in Patent Document 1, a groove for forming the p-portion electrode is formed by dry etching using a resist mask, then the resist mask is removed, another resist mask is provided, vapor deposition is performed, and lift-off is performed to form the p-portion electrode. Forming electrodes is described. After that, a resist mask is further provided, and a source electrode is formed on the p-side electrode and the regrown layer by vapor deposition and lift-off. In this way, it is described that the formation and peeling of the resist mask are repeated multiple times.

特許文献2には、絶縁膜の表面に対して疎水化表面処理などをせずに、絶縁膜上にレジストマスクを形成することで、絶縁膜とレジストマスクの密着性を抑制することが記載されている。そして、レジストマスクの開口に露出する絶縁膜をウェットエッチングして除去する際に、側面から絶縁膜とレジストマスクの隙間にエッチャントを入り込ませることで、絶縁膜を薄くすることが記載されている。 Patent Document 2 describes suppressing the adhesion between the insulating film and the resist mask by forming a resist mask on the insulating film without subjecting the surface of the insulating film to a hydrophobic surface treatment or the like. ing. Then, when the insulating film exposed in the opening of the resist mask is removed by wet etching, the insulating film is thinned by introducing an etchant into the gap between the insulating film and the resist mask from the side surface.

特開2011-82397号公報JP 2011-82397 A 特開2016-162786号公報JP 2016-162786 A

半導体装置の製造においては、絶縁膜上にレジストマスクを形成し、そのレジストマスクを用いてドライエッチングやウェットエッチングなどをし、レジストマスクを剥離した後に、再度、絶縁膜上にレジストマスクを形成して、そのレジストマスクを用いて絶縁膜をウェットエッチングする工程を有する場合がある。再度のレジストマスクを用いたウェットエッチングでは、レジストマスクと絶縁膜との間にエッチャントが侵入し、絶縁膜が異常にサイドエッチングされてしまい、残すべき部分もエッチングされてしまう問題があった。 In the manufacture of a semiconductor device, a resist mask is formed over an insulating film, dry etching or wet etching is performed using the resist mask, the resist mask is removed, and then another resist mask is formed over the insulating film. Then, a step of wet-etching the insulating film using the resist mask may be included. In the second wet etching using the resist mask, the etchant enters between the resist mask and the insulating film, causing the insulating film to be abnormally side-etched, resulting in etching of portions that should remain.

そこで本発明の目的は、半導体装置の製造方法において、絶縁膜上に再度レジストマスクを形成して絶縁膜をウェットエッチングをする場合に、異常なサイドエッチングを防止することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to prevent abnormal side etching when a resist mask is formed again on an insulating film and the insulating film is wet-etched in a method of manufacturing a semiconductor device.

本発明の第1態様は、半導体層上に、Siを構成元素として含む材料からなる第1絶縁膜を形成する第1工程と、第1絶縁膜上に、レジストからなり、開口を有した第1レジストマスクを形成する第2工程と、第1レジストマスクを除去する第3工程と、第1絶縁膜上に、Siを構成元素として含む材料からなる第2絶縁膜を形成する第4工程と、第2絶縁膜上に、レジストからなり、開口を有した第2レジストマスクを形成する第5工程と、第2レジストマスクの開口に露出する第1絶縁膜および第2絶縁膜をウェットエッチングする第6工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。 A first aspect of the present invention comprises a first step of forming a first insulating film made of a material containing Si as a constituent element on a semiconductor layer; a second step of forming one resist mask; a third step of removing the first resist mask; and a fourth step of forming a second insulating film made of a material containing Si as a constituent element on the first insulating film. a fifth step of forming a second resist mask made of resist and having an opening on the second insulating film; and wet-etching the first insulating film and the second insulating film exposed in the opening of the second resist mask. and a sixth step.

本発明の第1態様において、第2工程後、第3工程前に、第1レジストマスクの開口に露出する第1絶縁膜をウェットエッチングにより除去して半導体層表面を露出させ、その露出させた半導体層上、および第1レジストマスク上に、第1金属膜を形成する工程をさらに有し、第3工程は、第1レジストマスクを除去することで、第1レジストマスク上の第1金属膜を除去し、半導体層上の第1金属膜を残す工程であってもよい。 In the first aspect of the present invention, after the second step and before the third step, the first insulating film exposed in the opening of the first resist mask is removed by wet etching to expose the surface of the semiconductor layer. forming a first metal film on the semiconductor layer and on the first resist mask; may be removed to leave the first metal film on the semiconductor layer.

また、本発明の第1態様において、第6工程後、第2レジストマスク上、および第2レジストマスクの開口底面に、第2金属膜を形成し、第2レジストマスクを除去することで、第2レジストマスク上の第2金属膜を除去し、第2レジストマスクの開口底面の第2金属膜を残す工程をさらに有していてもよい。 Further, in the first aspect of the present invention, after the sixth step, a second metal film is formed on the second resist mask and on the bottom surface of the opening of the second resist mask, and the second resist mask is removed. 2 The method may further include a step of removing the second metal film on the resist mask and leaving the second metal film on the bottom of the opening of the second resist mask.

また、本発明の第1態様において、第1絶縁膜および第2絶縁膜は、SiO2 としてもよく、第4工程は、第2絶縁膜をALD法により形成する工程としてもよい。また、第4工程後、第5工程前に、第2絶縁膜表面をHMDS処理する工程をさらに有していてもよい。 Moreover, in the first aspect of the present invention, the first insulating film and the second insulating film may be SiO 2 , and the fourth step may be a step of forming the second insulating film by ALD. Further, after the fourth step and before the fifth step, a step of subjecting the surface of the second insulating film to HMDS treatment may be included.

本発明の第2態様は、半導体層上に、Siを構成元素として含まない材料からなる第1絶縁膜を形成する第1工程と、第1絶縁膜上に、Siを構成元素として含む材料からなる第2絶縁膜を形成する第2工程と、第2絶縁膜上に、レジストからなり、開口を有した第1レジストマスクを形成する第3工程と、第1レジストマスクを除去する第4工程と、第2絶縁膜上に、Siを構成元素として含む材料からなる第3絶縁膜を形成する第5工程と、第3絶縁膜上に、レジストからなり、開口を有した第2レジストマスクを形成する第6工程と、第2レジストマスクの開口に露出する第1絶縁膜、第2絶縁膜、および第3絶縁膜をウェットエッチングする第7工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。 A second aspect of the present invention comprises a first step of forming a first insulating film made of a material that does not contain Si as a constituent element on a semiconductor layer; a second step of forming a second insulating film consisting of a second insulating film, a third step of forming a first resist mask made of resist and having an opening on the second insulating film, and a fourth step of removing the first resist mask a fifth step of forming a third insulating film made of a material containing Si as a constituent element on the second insulating film; and forming a second resist mask made of a resist and having an opening on the third insulating film. and a seventh step of wet etching the first insulating film, the second insulating film, and the third insulating film exposed in the opening of the second resist mask. manufacturing method.

本発明の第2態様において、第3工程後、第4工程前に、第1レジストマスクの開口に露出する第1絶縁膜をウェットエッチングにより除去して半導体層表面を露出させ、その露出させた半導体層上、および第1レジストマスク上に、第1金属膜を形成する工程をさらに有し、第4工程は、第1レジストマスクを除去することで、第1レジストマスク上の第1金属膜を除去し、半導体層上の第1金属膜を残す工程であってもよい。 In the second aspect of the present invention, after the third step and before the fourth step, the first insulating film exposed in the opening of the first resist mask is removed by wet etching to expose the surface of the semiconductor layer. forming a first metal film on the semiconductor layer and the first resist mask; and removing the first resist mask in the fourth step to form the first metal film on the first resist mask may be removed to leave the first metal film on the semiconductor layer.

また本発明の第2態様において、第7工程後、第2レジストマスク上、および第2レジストマスクの開口底面に、第2金属膜を形成し、第2レジストマスクを除去することで、第2レジストマスク上の第2金属膜を除去し、第2レジストマスクの開口底面の第2金属膜を残す工程をさらに有していてもよい。 In the second aspect of the present invention, after the seventh step, a second metal film is formed on the second resist mask and on the bottom surface of the opening of the second resist mask, and the second resist mask is removed to form the second metal film. A step of removing the second metal film on the resist mask and leaving the second metal film on the bottom of the opening of the second resist mask may be further included.

また本発明の第2態様において、第1絶縁膜は、Al2 3 であってもよく、第2絶縁膜および第3絶縁膜は、SiO2 であってもよい。また、第2工程は、第2絶縁膜をALD法により形成する工程であり、第5工程は、第3絶縁膜をALD法により形成する工程であってもよい。また、第5工程後、第6工程前に、第3絶縁膜表面をHMDS処理する工程をさらに有していてもよい。 Moreover, in the second aspect of the present invention, the first insulating film may be Al 2 O 3 , and the second insulating film and the third insulating film may be SiO 2 . The second step may be a step of forming the second insulating film by ALD, and the fifth step may be a step of forming the third insulating film by ALD. Further, after the fifth step and before the sixth step, a step of subjecting the surface of the third insulating film to HMDS treatment may be included.

本発明では、絶縁膜に対する第2レジストマスクの密着性を向上させることができ、絶縁膜の異常なサイドエッチングを防止することができる。 In the present invention, the adhesion of the second resist mask to the insulating film can be improved, and abnormal side etching of the insulating film can be prevented.

実施例1の半導体装置の構成を示した図。1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device of Example 1; FIG. 実施例1の半導体装置の製造工程を示した図。4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of the semiconductor device of Example 1; 実施例1の半導体装置の製造工程を示した図。4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of the semiconductor device of Example 1; 実施例1の半導体装置の製造工程を示した図。4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of the semiconductor device of Example 1; 実施例1の半導体装置の製造工程を示した図。4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of the semiconductor device of Example 1; 実施例1の半導体装置の製造工程を示した図。4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of the semiconductor device of Example 1;

以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限るものではない。 Specific examples of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the examples.

図1は、実施例1の半導体装置の構成を示した図である。図1のように、実施例1の半導体装置は、トレンチゲート型の縦型FETであり、基板110と、第1のn層120と、p層130と、第2のn層140と、トレンチT1と、リセスR1と、絶縁膜F1と、ゲート電極G1と、ソース電極S1と、ボディ電極B1と、ドレイン電極D1と、を有している。絶縁膜F1は、本発明の第1絶縁膜および第2絶縁膜に相当する。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the semiconductor device of Example 1. FIG. As shown in FIG. 1, the semiconductor device of Example 1 is a trench gate type vertical FET, and includes a substrate 110, a first n-layer 120, a p-layer 130, a second n-layer 140, a trench It has T1, recess R1, insulating film F1, gate electrode G1, source electrode S1, body electrode B1, and drain electrode D1. The insulating film F1 corresponds to the first insulating film and the second insulating film of the invention.

基板110は、c面を主面とするSiドープのn-GaNからなる厚さ300μmの平板状の基板である。Si濃度は、1×1018/cm3 である。n-GaN以外にも、導電性を有し、III 族窒化物半導体の成長基板となる任意の材料の基板を用いることができる。たとえば、ZnO、Siなどを用いることも可能である。ただし、格子整合性の点から、本実施例のようにGaN基板を用いることが望ましい。 The substrate 110 is a 300-μm-thick planar substrate made of Si-doped n-GaN with a c-plane as the principal surface. Si concentration is 1×10 18 /cm 3 . In addition to n-GaN, a substrate of any material that has conductivity and can serve as a growth substrate for a Group III nitride semiconductor can be used. For example, ZnO, Si, etc. can also be used. However, from the viewpoint of lattice matching, it is desirable to use a GaN substrate as in this embodiment.

第1のn層120は、基板110上(基板110の一方の表面100a)に積層され、c面を主面とするSiドープのn-GaN層である。第1のn層120の厚さは10μm、Si濃度は1×1016/cm3 である。 The first n-layer 120 is a Si-doped n-GaN layer laminated on the substrate 110 (one surface 100a of the substrate 110) and having the c-plane as the main surface. The first n-layer 120 has a thickness of 10 μm and a Si concentration of 1×10 16 /cm 3 .

p層130は、第1のn層120上に積層され、c面を主面とするMgドープのp-GaN層である。p層130の厚さは1.0μm、Mg濃度は2×1018/cm3 である。 The p-layer 130 is stacked on the first n-layer 120 and is a Mg-doped p-GaN layer having the c-plane as the main surface. The p-layer 130 has a thickness of 1.0 μm and a Mg concentration of 2×10 18 /cm 3 .

第2のn層140は、p層130上に積層され、c面を主面とするSiドープのn-GaN層である。第2のn層140の厚さは0.2μm、Si濃度は1×1018/cm3 である。 The second n-layer 140 is stacked on the p-layer 130 and is a Si-doped n-GaN layer having the c-plane as the main surface. The second n-layer 140 has a thickness of 0.2 μm and a Si concentration of 1×10 18 /cm 3 .

トレンチT1は、第2のn層140表面の所定位置に形成された溝であり、第2のn層140およびp層130を貫通して第1のn層120に達する深さである。トレンチT1の底面T1aには第1のn層120が露出し、トレンチT1の側面T1bには第1のn層120、p層130、第2のn層140が露出する。このトレンチT1の側面T1bに露出するp層130の側面が、実施例1のFETのチャネルとして動作する領域である。また、トレンチT1の側面T1bはa面であり、そのa面には微細な凹凸が設けられている。この凹凸によりトレンチT1の側面T1bの面積が広くなり、これにより半導体装置の電気的特性の向上を図っている。 Trench T1 is a groove formed at a predetermined position on the surface of second n-layer 140 and has a depth that reaches first n-layer 120 through second n-layer 140 and p-layer 130 . First n-layer 120 is exposed at bottom surface T1a of trench T1, and first n-layer 120, p-layer 130 and second n-layer 140 are exposed at side surface T1b of trench T1. The side surface of the p layer 130 exposed to the side surface T1b of the trench T1 is the region that operates as the channel of the FET of the first embodiment. Moreover, the side surface T1b of the trench T1 is an a-plane, and the a-plane is provided with fine unevenness. The unevenness widens the area of the side surface T1b of the trench T1, thereby improving the electrical characteristics of the semiconductor device.

絶縁膜F1は、トレンチT1の底面T1a、側面T1b、第2のn層140表面(ソース電極S1の形成領域は除く)にわたって連続して膜状に設けられている。絶縁膜F1は、ゲート絶縁膜と、パッシベーション膜とを兼ねている。パッシベーション膜は、第2のn層140表面での電流リークを抑制するために設けるものである。 The insulating film F1 is continuously provided in a film shape over the bottom surface T1a of the trench T1, the side surface T1b, and the surface of the second n layer 140 (excluding the formation region of the source electrode S1). The insulating film F1 serves as both a gate insulating film and a passivation film. The passivation film is provided to suppress current leakage on the surface of the second n-layer 140 .

絶縁膜F1は、Al2 3 からなる第1絶縁膜F1A、SiO2 からなる第2絶縁膜F1B、SiO2 からなる第3絶縁膜F1Cを順に積層した3層からなる。第2絶縁膜F1Bおよび第3絶縁膜F1Cは、ボディ電極B1およびソース電極S1の形成時に用いるレジストマスクとの密着性を高めるために必要となる層である。詳しくは、後述の製造方法の段において説明する。 The insulating film F1 is composed of three layers in which a first insulating film F1A made of Al 2 O 3 , a second insulating film F1B made of SiO 2 , and a third insulating film F1C made of SiO 2 are laminated in this order. The second insulating film F1B and the third insulating film F1C are layers necessary for enhancing adhesion with a resist mask used when forming the body electrode B1 and the source electrode S1. Details will be described in the section of the manufacturing method to be described later.

第1絶縁膜F1Aの厚さは100nmである。第1絶縁膜F1Aの厚さはこれに限らず、ゲート絶縁膜およびパッシベーション膜として必要な厚さであれば任意である。第2絶縁膜F1Bおよび第3絶縁膜F1Cの厚さは10nmである。第2絶縁膜F1Bおよび第3絶縁膜F1Cの厚さはこれに限らないが、2~20nmであることが好ましい。この範囲であれば、被覆性が十分となり、絶縁膜F1のウェットエッチングによるパターニングの精度を向上させることができる。より好ましくは5~15nmである。 The thickness of the first insulating film F1A is 100 nm. The thickness of the first insulating film F1A is not limited to this, and may be any thickness necessary for the gate insulating film and passivation film. The thickness of the second insulating film F1B and the third insulating film F1C is 10 nm. Although the thicknesses of the second insulating film F1B and the third insulating film F1C are not limited to this, they are preferably 2 to 20 nm. Within this range, coverage is sufficient, and the precision of patterning of the insulating film F1 by wet etching can be improved. More preferably, it is 5 to 15 nm.

第1絶縁膜F1Aの材料には、Al2 3 以外にも、ZrON、AlON、ZrO2 、HfO2 、HfON、SiOF、SiOC、SiO2 などの絶縁材料を用いることができる。第1絶縁膜F1Aは複数の層により構成されていてもよい。第1絶縁膜F1Aの最表層としてSiを構成元素として含む材料を用いる場合には、第2絶縁膜F1Bは設ける必要はない。その理由は、製造方法の段において説明する。 Insulating materials other than Al2O3 such as ZrON , AlON, ZrO2, HfO2, HfON, SiOF, SiOC, and SiO2 can be used as the material of the first insulating film F1A. The first insulating film F1A may be composed of a plurality of layers. If a material containing Si as a constituent element is used as the outermost layer of the first insulating film F1A, the second insulating film F1B need not be provided. The reason will be explained in the stage of the manufacturing method.

第2絶縁膜F1Bおよび第3絶縁膜F1Cの材料には、SiO2 以外にも、Siを構成元素として含む任意の絶縁材料を用いることができ、たとえば、SiOF、SiOC、SiONを用いることができる。特に実施例1のようにSiO2 が好ましい。段差被覆性に優れたALD法を用いて形成することができるためである。 As the material of the second insulating film F1B and the third insulating film F1C, any insulating material containing Si as a constituent element can be used other than SiO 2 . For example, SiOF, SiOC, and SiON can be used. . In particular, as in Example 1, SiO 2 is preferred. This is because it can be formed using the ALD method, which has excellent step coverage.

なお、実施例1では、絶縁膜F1はゲート絶縁膜とパッシベーション膜を兼ねているが、パッシベーション膜としての役割のみとし、ゲート絶縁膜を別途設けてもよい。 Although the insulating film F1 serves as both the gate insulating film and the passivation film in the first embodiment, it may serve only as the passivation film and the gate insulating film may be provided separately.

ゲート電極G1は、絶縁膜F1を介して、トレンチT1の底面T1a、側面T1b、トレンチT1の上面に連続して膜状に設けられている。ゲート電極G1は、Alからなる。 The gate electrode G1 is provided in the form of a film continuously on the bottom surface T1a of the trench T1, the side surface T1b, and the upper surface of the trench T1 via the insulating film F1. The gate electrode G1 is made of Al.

リセスR1は、第2のn層140表面の所定位置に設けられた溝であり、第2のn層140を貫通してp層130に達する深さである。リセスR1の底面にはp層130が露出し、側面にはp層130、第2のn層140が露出する。リセスR1の側面はm面である。 The recess R1 is a groove provided at a predetermined position on the surface of the second n-layer 140 and has a depth reaching the p-layer 130 through the second n-layer 140 . The p-layer 130 is exposed at the bottom of the recess R1, and the p-layer 130 and the second n-layer 140 are exposed at the side. The side surface of the recess R1 is an m-plane.

ボディ電極B1は、リセスR1の底面に設けられている。ボディ電極B1は、Pdからなる。 Body electrode B1 is provided on the bottom surface of recess R1. The body electrode B1 is made of Pd.

ソース電極S1は、ボディ電極B1上、第2のn層140上にわたって連続的に設けられている。ソース電極S1は、Ti/Alからなる。 Source electrode S1 is continuously provided over body electrode B1 and second n layer 140 . The source electrode S1 is made of Ti/Al.

ドレイン電極D1は、基板110の裏面(第1のn層120が設けられている側とは反対側の面100b)に設けられている。ドレイン電極D1は、ソース電極S1と同一材料からなり、Ti/Alからなる。 The drain electrode D1 is provided on the back surface of the substrate 110 (the surface 100b opposite to the side on which the first n-layer 120 is provided). The drain electrode D1 is made of the same material as the source electrode S1, namely Ti/Al.

次に、実施例1の半導体装置の製造方法について、図2~6を参照に説明する。なお、図3~6では、リセスR1近傍の領域を示している。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device of Example 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 6 show the region near the recess R1.

まず、c面を主面とするn-GaNからなる基板110を用意し、MOCVD法によって、第1のn層120、p層130、第2のn層140を順に形成する(図2(a)参照)。MOCVD法において、窒素源は、アンモニア、Ga源は、トリメチルガリウム(Ga(CH3 3 :TMG)、In源は、トリメチルインジウム(In(CH3 3 :TMI)、Al源は、トリメチルアルミニウム(Al(CH3 3 :TMA)である。また、n型ドーパントガスは、シラン(SiH4 )、p型ドーパントガスは、シクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5 5 2 :CP2 Mg)である。キャリアガスは水素や窒素である。 First, a substrate 110 made of n-GaN having a c-plane as a principal surface is prepared, and a first n-layer 120, a p-layer 130, and a second n-layer 140 are sequentially formed by MOCVD (FIG. 2(a)). )reference). In the MOCVD method, the nitrogen source is ammonia, the Ga source is trimethylgallium (Ga( CH3 ) 3 :TMG), the In source is trimethylindium (In( CH3 ) 3 :TMI), and the Al source is trimethylaluminum. (Al( CH3 ) 3 :TMA). The n-type dopant gas is silane (SiH 4 ), and the p-type dopant gas is cyclopentadienylmagnesium (Mg(C 5 H 5 ) 2 :CP 2 Mg). Carrier gas is hydrogen or nitrogen.

次に、第2のn層140表面の所定位置をドライエッチングすることで、トレンチT1を形成する(図2(b)参照)。ドライエッチングは、第1のn層120が露出するまで行う。ドライエッチングには、塩素系ガスを用いる。たとえば、Cl2 、SiCl4 、CCl4 である。また、ドライエッチングは、ICPエッチングなど任意の方式を用いることができる。 Next, trenches T1 are formed by dry etching predetermined positions on the surface of the second n-layer 140 (see FIG. 2B). Dry etching is performed until the first n-layer 120 is exposed. A chlorine-based gas is used for dry etching. Examples are Cl2 , SiCl4 , CCl4 . Any method such as ICP etching can be used for dry etching.

次に、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液を用いてトレンチT1の側面T1bのウェットエッチングを行う。TMAH水溶液は、III 族窒化物半導体のc面以外をウェットエッチングすることが可能であり、ウェットエッチングはm面が露出するまで進行する。これによりドライエッチングによるダメージ層を除去することができる。また、側面T1bを第2のn層140表面に対して垂直にすることができ、耐圧の向上を図ることができる。また、トレンチT1の側面T1bはa面である。そのため、トレンチT1の側面T1bは、m面で構成されるノコギリ歯状のギザギザにエッチングされる。ノコギリ歯状となることでトレンチT1の側面T1bの面積が増え、半導体装置の電気的特性が向上する。ウェットエッチング溶液には、TMAH以外にも、NaOH(水酸化ナトリウム)、KOH(水酸化カリウム)、H3 PO4 (リン酸)などを用いることができる。 Next, wet etching is performed on the side surface T1b of the trench T1 using a TMAH (tetramethylammonium hydroxide) aqueous solution. The TMAH aqueous solution can wet-etch the group III nitride semiconductor other than the c-plane, and the wet-etching progresses until the m-plane is exposed. As a result, a layer damaged by dry etching can be removed. Moreover, the side surface T1b can be made perpendicular to the surface of the second n-layer 140, and the breakdown voltage can be improved. Moreover, the side surface T1b of the trench T1 is an a-plane. Therefore, the side surface T1b of the trench T1 is etched into a sawtooth-like notch formed by m-planes. The sawtooth shape increases the area of the side surface T1b of the trench T1, thereby improving the electrical characteristics of the semiconductor device. As the wet etching solution, NaOH (sodium hydroxide), KOH (potassium hydroxide), H3PO4 ( phosphoric acid), etc. can be used in addition to TMAH.

次に、第2のn層140表面の所定位置をドライエッチングすることで、リセスR1を形成する(図2(c)参照)。エッチングは、p層130が露出するまで行う。エッチングガスは、トレンチT1の形成時と同様である。 Next, a predetermined position on the surface of the second n-layer 140 is dry-etched to form a recess R1 (see FIG. 2(c)). Etching is performed until the p-layer 130 is exposed. The etching gas is the same as that for forming the trench T1.

なお、実施例1では、トレンチT1の形成後にリセスR1を形成しているが、先にリセスR1を形成し、後にトレンチT1を形成してもよい。 Although the recess R1 is formed after forming the trench T1 in the first embodiment, the recess R1 may be formed first and then the trench T1 may be formed.

また、リセスR1の形成後、リセスR1の側面をウェットエッチングしてもよい。ドライエッチングによるダメージ層を除去することができ、リセスR1のパターンをより高精度に形成することができる。この時のウェットエッチング溶液は、トレンチT1の側面T1bのウェットエッチング時と同様である。 After forming the recess R1, the side surface of the recess R1 may be wet-etched. A layer damaged by dry etching can be removed, and the pattern of the recess R1 can be formed with higher accuracy. The wet etching solution at this time is the same as that used in the wet etching of the side surface T1b of the trench T1.

次に、窒素雰囲気で加熱することにより、p層130のp型化を行う。リセスR1の底面により露出したp層130から効率的に水素が抜け出すため、効率的にp層130中のMgの活性化を行うことができる。 Next, the p-layer 130 is made p-type by heating in a nitrogen atmosphere. Since hydrogen is efficiently released from the p-layer 130 exposed by the bottom surface of the recess R1, Mg in the p-layer 130 can be efficiently activated.

次に、トレンチT1の底面T1a、側面T1b、および第2のn層140表面に連続して、ALD法によってAl2 3 からなる第1絶縁膜F1Aを形成する(図3(a)参照)。ALD法を用いることで、トレンチT1による段差があっても均一な厚さに第1絶縁膜F1Aを形成することができる。なお、実施例1では段差被覆性の高さからALD法を用いて第1絶縁膜F1Aを形成しているが、スパッタやCVD法などによって形成してもよい。 Next, a first insulating film F1A made of Al 2 O 3 is formed by ALD continuously on the bottom surface T1a and side surfaces T1b of the trench T1 and the surface of the second n-layer 140 (see FIG. 3A). . By using the ALD method, the first insulating film F1A can be formed with a uniform thickness even if there is a step due to the trench T1. Although the first insulating film F1A is formed using the ALD method because of its high step coverage in the first embodiment, it may be formed by sputtering, CVD, or the like.

次に、第1絶縁膜F1A上に、ALD法によってSiOからなる第2絶縁膜F1Bを形成する(図3(b)参照)。この第2絶縁膜F1Bは、次工程で形成する第1レジストマスクRM1との密着性を向上させるために設けるものである。第1絶縁膜F1Aは、Alからなり、構成元素としてSiを含まないため、HMDS処理をしてもレジストとの密着性が低い。そこで、構成元素としてSiを含む材料であるSiOからなる第2絶縁膜F1Bを間に挟むことで、第1レジストマスクRM1との密着性向上を図っている。なお、第1絶縁膜F1Aの材料を、構成元素としてSiを含む材料とする場合には、第1絶縁膜F1Aと第1レジストマスクRM1との密着性は十分であるため、第2絶縁膜F1Bの形成を省略することができる。 Next, a second insulating film F1B made of SiO 2 is formed on the first insulating film F1A by ALD (see FIG. 3B). The second insulating film F1B is provided to improve adhesion with the first resist mask RM1 to be formed in the next step. Since the first insulating film F1A is made of Al 2 O 3 and does not contain Si as a constituent element, the adhesion to the resist is low even after the HMDS treatment. Therefore, by sandwiching a second insulating film F1B made of SiO 2 , which is a material containing Si as a constituent element, the adhesion with the first resist mask RM1 is improved. When the material of the first insulating film F1A is a material containing Si as a constituent element, the adhesion between the first insulating film F1A and the first resist mask RM1 is sufficient. can be omitted.

第2絶縁膜F1Bの形成にALD法を用いるのは、第1絶縁膜F1Aの全面を均一に覆うように形成するためである。第2絶縁膜F1Bが均一かつ十分な厚さに形成されていないと、第1絶縁膜F1A表面の一部に第2絶縁膜F1Bによって覆われていない領域が存在してしまうおそれがある。すると、次工程で形成する第1レジストマスクRM1との密着性の低い領域が生じ、後工程の第1絶縁膜F1Aおよび第2絶縁膜F1Bのパターニングが精度よくできないおそれがある。このような理由から、第2絶縁膜F1Bの厚さは2~20nmが好ましく、より好ましくは5~15nmである。 The reason why the ALD method is used to form the second insulating film F1B is to uniformly cover the entire surface of the first insulating film F1A. If the second insulating film F1B is not formed to have a uniform and sufficient thickness, there may be a region not covered with the second insulating film F1B on part of the surface of the first insulating film F1A. As a result, a region having low adhesion to the first resist mask RM1 to be formed in the next process is generated, and the patterning of the first insulating film F1A and the second insulating film F1B in the subsequent process may not be performed with high accuracy. For this reason, the thickness of the second insulating film F1B is preferably 2 to 20 nm, more preferably 5 to 15 nm.

なお、第2絶縁膜F1Bは、第1絶縁膜F1Aの成膜後に連続的に成膜してもよい。また、実施例1では段差被覆性の高さからALD法を用いて第2絶縁膜F1Bを形成しているが、スパッタやCVD法などによって形成してもよい。 The second insulating film F1B may be formed continuously after forming the first insulating film F1A. Further, in the first embodiment, the second insulating film F1B is formed using the ALD method because of its high step coverage, but it may be formed by sputtering, CVD, or the like.

次に、第2絶縁膜F1B表面をHMDS処理し、第2絶縁膜F1B上に、フォトリソグラフィにより第1レジストマスクRM1を形成する(図4(a)参照)。第1レジストマスクRM1は、平面視においてリセスR1およびその近傍を含むように開口したパターンである。第1レジストマスクRM1には、ポジ型のフォトレジストを用いる。 Next, the surface of the second insulating film F1B is subjected to HMDS processing, and a first resist mask RM1 is formed on the second insulating film F1B by photolithography (see FIG. 4A). The first resist mask RM1 is a pattern that is open so as to include the recess R1 and its vicinity in plan view. A positive photoresist is used for the first resist mask RM1.

次に、第1レジストマスクRM1の開口に露出する第1絶縁膜F1A、および第2絶縁膜F1Bをウェットエッチングにより除去し、リセスR1の底面(p層130)、側面および第2のn層140表面のうちリセスR1近傍の領域を露出させる(図4(b)参照)。ウェットエッチング液には、たとえばフッ酸(HF)を用いる。 Next, the first insulating film F1A and the second insulating film F1B exposed in the opening of the first resist mask RM1 are removed by wet etching, and the bottom (p layer 130) and side surfaces of the recess R1 and the second n layer 140 are removed. A region of the surface near the recess R1 is exposed (see FIG. 4B). Hydrofluoric acid (HF), for example, is used as the wet etchant.

次に、第1レジストマスクRM1上、および第1レジストマスクRM1の開口底面(リセスR1底面、側面、n層140表面のうちリセスR1近傍の領域)に、ボディ電極B1となる第1金属膜M1を形成する(図4(c)参照)。第1金属膜M1は、蒸着やスパッタにより形成する。 Next, a first metal film M1 to be the body electrode B1 is formed on the first resist mask RM1 and on the bottom of the opening of the first resist mask RM1 (the bottom of the recess R1, the side surface, the region near the recess R1 in the surface of the n layer 140). is formed (see FIG. 4(c)). The first metal film M1 is formed by vapor deposition or sputtering.

次に、第1レジストマスクRM1を剥離液を用いて除去し、なおも残存する第1レジストマスクRM1を酸素プラズマを用いたアッシングにより除去する。第1レジストマスクRM1上の第1金属膜M1は除去され、第1レジストマスクRM1の開口底面に形成された第1金属膜M1は残される。このようにして、第1金属膜M1をリフトオフ法によりパターニングし、ボディ電極B1を形成する(図4(d)参照)。 Next, the first resist mask RM1 is removed using a stripping solution, and the remaining first resist mask RM1 is removed by ashing using oxygen plasma. The first metal film M1 on the first resist mask RM1 is removed, leaving the first metal film M1 formed on the bottom of the opening of the first resist mask RM1. Thus, the first metal film M1 is patterned by the lift-off method to form the body electrode B1 (see FIG. 4D).

次に、ボディ電極B1上および第2絶縁膜F1B上に連続して、ALD法によってSiO2 からなる第3絶縁膜F1Cを形成する(図5参照)。 Next, a third insulating film F1C made of SiO 2 is formed continuously on the body electrode B1 and the second insulating film F1B by ALD (see FIG. 5).

第3絶縁膜F1Cを設けるのは、絶縁膜F1の最表面をレジスト塗布履歴のない状態とするためである。第2絶縁膜F1Bの表面には、第1レジストマスクRM1が形成、剥離されている。そのため、第2絶縁膜F1Bの表面状態が変化しており、第2絶縁膜F1B表面に再度レジストマスクを設けると密着性が悪い。第2絶縁膜F1Bの表面状態は、第2絶縁膜F1B表面をHMDS処理しても回復しない。そこで、第2絶縁膜F1B上に第3絶縁膜F1Cを設けることで、絶縁膜F1の最表面をレジストの塗布履歴のない状態にリセットし、次工程で第3絶縁膜F1C上に第2レジストマスクRM2を形成したときに密着性を良好としている。 The reason why the third insulating film F1C is provided is to make the outermost surface of the insulating film F1 free from resist application history. A first resist mask RM1 is formed and removed from the surface of the second insulating film F1B. Therefore, the surface condition of the second insulating film F1B has changed, and adhesion is poor when a resist mask is provided again on the surface of the second insulating film F1B. The surface state of the second insulating film F1B is not recovered even if the surface of the second insulating film F1B is subjected to HMDS processing. Therefore, by providing the third insulating film F1C on the second insulating film F1B, the outermost surface of the insulating film F1 is reset to a state in which there is no resist coating history, and the second resist is formed on the third insulating film F1C in the next step. Good adhesion is obtained when the mask RM2 is formed.

また、第3絶縁膜F1Cの形成方法としてALD法を用いるのは、第2絶縁膜F1Bの全面を均一に覆うように形成するためである。第3絶縁膜F1Cが均一かつ十分な厚さに形成されていないと、第2絶縁膜F1B表面の一部に第3絶縁膜F1Cによって覆われていない領域が存在してしまうおそれがある。そのような領域は、レジストの塗布履歴のある領域であり、次工程で形成する第2レジストマスクRM2との密着性の低い領域である。そのため、後工程の第1絶縁膜F1A、第2絶縁膜F1Bおよび第3絶縁膜F1Cのウェットエッチングにおいて異常なサイドエッチングが発生する可能性がある。このような理由から、第3絶縁膜F1Cの厚さは2~20nmが好ましく、より好ましくは5~15nmである。 The reason why the ALD method is used as the method of forming the third insulating film F1C is to form it so as to uniformly cover the entire surface of the second insulating film F1B. If the third insulating film F1C is not formed uniformly and with a sufficient thickness, there may be a region not covered with the third insulating film F1C on a part of the surface of the second insulating film F1B. Such a region is a region with a resist coating history, and is a region with low adhesion to the second resist mask RM2 to be formed in the next step. Therefore, abnormal side etching may occur in wet etching of the first insulating film F1A, the second insulating film F1B, and the third insulating film F1C in the post-process. For this reason, the thickness of the third insulating film F1C is preferably 2 to 20 nm, more preferably 5 to 15 nm.

次に、第3絶縁膜F1C表面をHMDS処理し、第3絶縁膜F1C上に、フォトリソグラフィにより第2レジストマスクRM2を形成する(図6(a)参照)。第2レジストマスクRM2は、平面視においてボディ電極B1およびその近傍を含むように開口したパターンである。第2レジストマスクRM2には、ポジ型のフォトレジストを用いる。 Next, the surface of the third insulating film F1C is subjected to HMDS processing, and a second resist mask RM2 is formed on the third insulating film F1C by photolithography (see FIG. 6A). The second resist mask RM2 is a pattern that is open so as to include the body electrode B1 and its vicinity in plan view. A positive photoresist is used for the second resist mask RM2.

次に、第2レジストマスクRM2の開口に露出する第1絶縁膜F1A、第2絶縁膜F1B、および第3絶縁膜F1Cをウェットエッチングにより除去し、ボディ電極B1、および第2のn層140表面のうちボディ電極B1近傍の領域を露出させる(図6(b)参照)。ウェットエッチング液には、たとえばフッ酸(HF)を用いる。 Next, the first insulating film F1A, the second insulating film F1B, and the third insulating film F1C exposed in the opening of the second resist mask RM2 are removed by wet etching, and the body electrode B1 and the surface of the second n layer 140 are removed. Of these, the region near the body electrode B1 is exposed (see FIG. 6B). Hydrofluoric acid (HF), for example, is used as the wet etchant.

ここで、第2レジストマスクRM2は、レジストの塗布履歴のない第3絶縁膜F1C表面に設けられるため、第3絶縁膜F1Cに対して密着性がよく、ウェットエッチング液が第2レジストマスクRM2と第3絶縁膜F1Cの間に侵入しない。そのため、異常なサイドエッチングが防止され、サイドエッチング量も少なく、第2レジストマスクRM2の開口パターンとほぼ同一のパターンに第1絶縁膜F1A、第2絶縁膜F1Bおよび第3絶縁膜F1Cをウェットエッチングすることができる。 Here, since the second resist mask RM2 is provided on the surface of the third insulating film F1C that has no resist coating history, it has good adhesion to the third insulating film F1C, and the wet etching solution can be used as the second resist mask RM2. It does not enter between the third insulating films F1C. Therefore, abnormal side etching is prevented, the amount of side etching is small, and the first insulating film F1A, the second insulating film F1B, and the third insulating film F1C are wet-etched in a pattern substantially identical to the opening pattern of the second resist mask RM2. can do.

次に、第2レジストマスクRM2上、および第2レジストマスクRM2の開口底面(ボディ電極B1上、リセスR1近傍の第2のn層140表面)に、ソース電極S1となる第2金属膜M2を形成する(図6(c)参照)。第2金属膜M2は、蒸着やスパッタにより形成する。 Next, on the second resist mask RM2 and on the bottom surface of the opening of the second resist mask RM2 (on the body electrode B1 and on the surface of the second n layer 140 near the recess R1), a second metal film M2 that becomes the source electrode S1 is formed. forming (see FIG. 6(c)). The second metal film M2 is formed by vapor deposition or sputtering.

次に、第2レジストマスクRM2を剥離液を用いて除去し、なおも残存する第2レジストマスクRM2を酸素プラズマを用いたアッシングにより除去する。第2レジストマスクRM2上の第2金属膜M2は除去され、第2レジストマスクRM2の開口底面に形成された第2金属膜M2は残される。このようにして、第2金属膜M2をリフトオフ法によりパターニングし、ソース電極S1を形成する(図6(d)参照)。 Next, the second resist mask RM2 is removed using a stripping solution, and the remaining second resist mask RM2 is removed by ashing using oxygen plasma. The second metal film M2 on the second resist mask RM2 is removed, leaving the second metal film M2 formed on the bottom of the opening of the second resist mask RM2. Thus, the second metal film M2 is patterned by the lift-off method to form the source electrode S1 (see FIG. 6D).

次に、リフトオフ法を用いてゲート電極G1を形成し、さらに基板110裏面にリフトオフ法を用いてドレイン電極D1を形成する。以上によって、図1に示す実施例1の半導体装置が製造される。 Next, a lift-off method is used to form a gate electrode G1, and a lift-off method is used to form a drain electrode D1 on the rear surface of the substrate 110. Next, as shown in FIG. As described above, the semiconductor device of Example 1 shown in FIG. 1 is manufactured.

以上、実施例1の半導体装置の製造方法では、レジストの塗布履歴のある第2絶縁膜F1B上に第3絶縁膜F1Cを形成し、表面をレジストの塗布履歴のない状態とし、そのレジストの塗布履歴のない第3絶縁膜F1C上に第2レジストマスクRM2を形成している。そのため、第2レジストマスクRM2を用いて第1絶縁膜F1A、第2絶縁膜F1B、および第3絶縁膜F1Cをウェットエッチングする際に、異常なサイドエッチングが発生するのを防止することができる。 As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the third insulating film F1C is formed on the second insulating film F1B having a resist coating history, the surface is made to have no resist coating history, and the resist is applied. A second resist mask RM2 is formed over the third insulating film F1C with no history. Therefore, it is possible to prevent abnormal side etching from occurring when wet-etching the first insulating film F1A, the second insulating film F1B, and the third insulating film F1C using the second resist mask RM2.

次に、実施例1の半導体装置に関する実験結果を説明する。 Next, experimental results regarding the semiconductor device of Example 1 will be described.

(実験1)
実施例1の半導体装置の製造工程により第2レジストマスクRM2を作製した段階までの試料1を作製した。つまり、第1レジストマスクRM1を除去して第2絶縁膜F1B上に第3絶縁膜F1Cを形成し、さらに第3絶縁膜F1C上に開口を有した第2レジストマスクRM2を形成した段階である。第1絶縁膜F1Aは厚さ100nmのAl2 3 、第2絶縁膜F1Bおよび第3絶縁膜F1Cは厚さ10nmのSiO2 とした。このようにして作製した試料1について、フッ酸を用いたウェットエッチングを5分間行った。
(Experiment 1)
A sample 1 up to the stage of manufacturing the second resist mask RM2 was manufactured by the manufacturing process of the semiconductor device of the first embodiment. That is, this is the step of removing the first resist mask RM1, forming the third insulating film F1C on the second insulating film F1B, and further forming the second resist mask RM2 having an opening on the third insulating film F1C. . The first insulating film F1A was made of Al 2 O 3 with a thickness of 100 nm, and the second insulating film F1B and the third insulating film F1C were made of SiO 2 with a thickness of 10 nm. Sample 1 thus produced was subjected to wet etching using hydrofluoric acid for 5 minutes.

その結果、第2レジストマスクRM2と第3絶縁膜F1Cとの間にウェットエッチング液の侵入は見られず、サイドエッチングは100nmであり、異常なサイドエッチングは見られなかった。 As a result, no penetration of the wet etchant was observed between the second resist mask RM2 and the third insulating film F1C, side etching was 100 nm, and no abnormal side etching was observed.

(実験2)
実施例1の半導体装置の製造工程により第2絶縁膜F1Bまで作製し、さらに第2絶縁膜F1B上に開口を有した第2レジストマスクRM2を作製した。第1絶縁膜F1A、第2絶縁膜F1Bの材料や厚さは実験1と同様である。このようにして作製した試料2について、フッ酸を用いたウェットエッチングを5分間行った。
(Experiment 2)
A second insulating film F1B is formed by the manufacturing process of the semiconductor device of Example 1, and a second resist mask RM2 having an opening on the second insulating film F1B is formed. The materials and thicknesses of the first insulating film F1A and the second insulating film F1B are the same as in Experiment 1. Sample 2 thus produced was subjected to wet etching using hydrofluoric acid for 5 minutes.

その結果、第2レジストマスクRM2と第2絶縁膜F1Bとの間にウェットエッチング液の侵入が見られ、第2レジストマスクRM2の浮きやずれが発生した。また、ウェットエッチング液の侵入は、第2レジストマスクRM2の開口から10μm以上の位置まで見られた。このように、第3絶縁膜F1Cを形成していない試料2では、異常なサイドエッチングが発生した。 As a result, penetration of the wet etchant was observed between the second resist mask RM2 and the second insulating film F1B, and floating and displacement of the second resist mask RM2 occurred. In addition, penetration of the wet etchant was observed up to a position of 10 μm or more from the opening of the second resist mask RM2. As described above, abnormal side etching occurred in the sample 2 in which the third insulating film F1C was not formed.

(実験3)
第2絶縁膜F1Bの厚さを10nmから50nmに変更した以外は実験2と同様にして試料3を作製した。
(Experiment 3)
A sample 3 was produced in the same manner as in Experiment 2, except that the thickness of the second insulating film F1B was changed from 10 nm to 50 nm.

その結果、実験2と同様に異常なサイドエッチングが発生した。 As a result, as in Experiment 2, abnormal side etching occurred.

実験1~3の結果から、異常なサイドエッチングは絶縁膜の厚さの問題ではなく、絶縁膜表面のレジスト塗布履歴の有無が重要であることがわかり、異常なサイドエッチングを防止するためには、レジストの塗布履歴のない絶縁膜上にレジストマスクを形成することが必要であるとわかった。 From the results of Experiments 1 to 3, it can be seen that abnormal side etching is not a problem of the thickness of the insulating film, but the presence or absence of resist coating history on the surface of the insulating film is important. , it was found that it is necessary to form a resist mask on an insulating film that has no history of resist coating.

(変形例)
実施例1は、ボディ電極B1、およびソース電極S1の連続形成に本発明を利用するものであるが、本発明はこれに限るものではない。絶縁膜上に再度レジストマスクを形成し、絶縁膜をウェットエッチングする工程を有した半導体装置の製造方法であれば、本発明は適用可能である。
(Modification)
Although the first embodiment uses the present invention to continuously form the body electrode B1 and the source electrode S1, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to any method of manufacturing a semiconductor device that includes steps of forming a resist mask again on an insulating film and wet-etching the insulating film.

また、本発明はIII 族窒化物半導体からなる半導体装置に限らず、任意の半導体材料からなる半導体装置の製造方法に適用することができる。 In addition, the present invention is applicable not only to semiconductor devices made of Group III nitride semiconductors, but also to methods of manufacturing semiconductor devices made of any semiconductor material.

本発明は、FET、ダイオードなど各種半導体装置の製造に利用することができる。 The present invention can be used to manufacture various semiconductor devices such as FETs and diodes.

110:基板
120:第1のn層
130:p層
140:第2のn層
F1:絶縁膜
F1A:第1絶縁膜
F1B:第2絶縁膜
F1C:第3絶縁膜
G1:ゲート電極
S1:ソース電極
B1:ボディ電極
D1:ドレイン電極
T1:トレンチ
R1:リセス
RM1:第1レジストマスク
RM2:第2レジストマスク
M1:第1金属膜
M2:第2金属膜
110: substrate 120: first n-layer 130: p-layer 140: second n-layer F1: insulating film F1A: first insulating film F1B: second insulating film F1C: third insulating film G1: gate electrode S1: source Electrode B1: body electrode D1: drain electrode T1: trench R1: recess RM1: first resist mask RM2: second resist mask M1: first metal film M2: second metal film

Claims (13)

半導体層上に、Siを構成元素として含む材料からなる第1絶縁膜を形成する第1工程と、
前記第1絶縁膜上に、レジストからなり、開口を有した第1レジストマスクを形成する第2工程と、
前記第1レジストマスクを除去する第3工程と、
前記第1絶縁膜上に、Siを構成元素として含む材料からなる第2絶縁膜を形成する第4工程と、
前記第2絶縁膜上に、レジストからなり、開口を有した第2レジストマスクを形成する第5工程と、
前記第2レジストマスクの開口に露出する前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜をウェットエッチングする第6工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
a first step of forming a first insulating film made of a material containing Si as a constituent element on a semiconductor layer;
a second step of forming a first resist mask made of resist and having an opening on the first insulating film;
a third step of removing the first resist mask;
a fourth step of forming a second insulating film made of a material containing Si as a constituent element on the first insulating film;
a fifth step of forming a second resist mask made of resist and having an opening on the second insulating film;
a sixth step of wet etching the first insulating film and the second insulating film exposed in the opening of the second resist mask;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第2工程後、前記第3工程前に、前記第1レジストマスクの開口に露出する前記第1絶縁膜をウェットエッチングにより除去して前記半導体層表面を露出させ、その露出させた前記半導体層上、および前記第1レジストマスク上に、第1金属膜を形成する工程をさらに有し、
前記第3工程は、前記第1レジストマスクを除去することで、前記第1レジストマスク上の前記第1金属膜を除去し、前記半導体層上の前記第1金属膜を残す工程である、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
After the second step and before the third step, the first insulating film exposed in the opening of the first resist mask is removed by wet etching to expose the surface of the semiconductor layer, and the exposed semiconductor layer is removed. a step of forming a first metal film on the top and on the first resist mask;
The third step is a step of removing the first metal film on the first resist mask and leaving the first metal film on the semiconductor layer by removing the first resist mask.
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記第6工程後、前記第2レジストマスク上、および前記第2レジストマスクの開口底面に、第2金属膜を形成し、前記第2レジストマスクを除去することで、前記第2レジストマスク上の前記第2金属膜を除去し、前記第2レジストマスクの開口底面の前記第2金属膜を残す工程をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
After the sixth step, a second metal film is formed on the second resist mask and on the bottom surface of the opening of the second resist mask, and the second resist mask is removed to form a metal film on the second resist mask. removing the second metal film and leaving the second metal film on the bottom of the opening of the second resist mask;
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記第1絶縁膜および前記第2絶縁膜は、SiO2 からなることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said first insulating film and said second insulating film are made of SiO2 . 前記第4工程は、前記第2絶縁膜をALD法により形成する工程である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said fourth step is a step of forming said second insulating film by an ALD method. 前記第4工程後、前記第5工程前に、前記第2絶縁膜表面をHMDS処理する工程をさらに有する、ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of subjecting the surface of said second insulating film to HMDS processing after said fourth step and before said fifth step. manufacturing method. 半導体層上に、Siを構成元素として含まない材料からなる第1絶縁膜を形成する第1工程と、
前記第1絶縁膜上に、Siを構成元素として含む材料からなる第2絶縁膜を形成する第2工程と、
前記第2絶縁膜上に、レジストからなり、開口を有した第1レジストマスクを形成する第3工程と、
前記第1レジストマスクを除去する第4工程と、
前記第2絶縁膜上に、Siを構成元素として含む材料からなる第3絶縁膜を形成する第5工程と、
前記第3絶縁膜上に、レジストからなり、開口を有した第2レジストマスクを形成する第6工程と、
前記第2レジストマスクの開口に露出する前記第1絶縁膜、前記第2絶縁膜、および前記第3絶縁膜をウェットエッチングする第7工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
a first step of forming a first insulating film made of a material that does not contain Si as a constituent element on the semiconductor layer;
a second step of forming a second insulating film made of a material containing Si as a constituent element on the first insulating film;
a third step of forming a first resist mask made of resist and having an opening on the second insulating film;
a fourth step of removing the first resist mask;
a fifth step of forming a third insulating film made of a material containing Si as a constituent element on the second insulating film;
a sixth step of forming a second resist mask made of resist and having an opening on the third insulating film;
a seventh step of wet etching the first insulating film, the second insulating film, and the third insulating film exposed in the opening of the second resist mask;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第3工程後、前記第4工程前に、前記第1レジストマスクの開口に露出する前記第1絶縁膜をウェットエッチングにより除去して前記半導体層表面を露出させ、その露出させた前記半導体層上、および前記第1レジストマスク上に、第1金属膜を形成する工程をさらに有し、
前記第4工程は、前記第1レジストマスクを除去することで、前記第1レジストマスク上の前記第1金属膜を除去し、前記半導体層上の前記第1金属膜を残す工程である、
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。
After the third step and before the fourth step, the first insulating film exposed in the opening of the first resist mask is removed by wet etching to expose the surface of the semiconductor layer, and the exposed semiconductor layer is removed. a step of forming a first metal film on the top and on the first resist mask;
The fourth step is a step of removing the first metal film on the first resist mask and leaving the first metal film on the semiconductor layer by removing the first resist mask.
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein:
前記第7工程後、前記第2レジストマスク上、および前記第2レジストマスクの開口底面に、第2金属膜を形成し、前記第2レジストマスクを除去することで、前記第2レジストマスク上の前記第2金属膜を除去し、前記第2レジストマスクの開口底面の前記第2金属膜を残す工程をさらに有する、
ことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
After the seventh step, a second metal film is formed on the second resist mask and on the bottom surface of the opening of the second resist mask, and the second resist mask is removed to form a metal film on the second resist mask. removing the second metal film and leaving the second metal film on the bottom of the opening of the second resist mask;
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein:
前記第1絶縁膜は、Al2 3 からなることを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7 , wherein said first insulating film is made of Al2O3 . 前記第2絶縁膜および前記第3絶縁膜は、SiO2 からなることを特徴とする請求項7ないし請求項10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein said second insulating film and said third insulating film are made of SiO2 . 前記第2工程は、前記第2絶縁膜をALD法により形成する工程であり、
前記第5工程は、前記第3絶縁膜をALD法により形成する工程である、
ことを特徴とする請求項7ないし請求項11のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
The second step is a step of forming the second insulating film by an ALD method,
The fifth step is a step of forming the third insulating film by an ALD method,
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein:
前記第5工程後、前記第6工程前に、前記第3絶縁膜表面をHMDS処理する工程をさらに有する、ことを特徴とする請求項7ないし請求項12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 13. The semiconductor device according to claim 7, further comprising a step of subjecting the surface of said third insulating film to HMDS processing after said fifth step and before said sixth step. manufacturing method.
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