JP7422271B1 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[構成]
まず、実施の形態に係る半導体装置100について、図1を用いて説明する。図1は、実施の形態に係る半導体装置100の構成を示す断面図である。
以下、図2A~図2Fを参照しながら、実施の形態における半導体装置100の製造方法を説明する。
以下に、本開示を想到するに至った理由を実験結果を基に説明する。
以上、1つまたは複数の態様に係る半導体装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態等に限定されるものではない。例えば、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
100A、100X、100Y 窒化物半導体基板
101 基板
102 バッファ層
103、103X、103Y 中間層
103A 第1中間層
103B 第2中間層
104 電子走行層
105 電子供給層
106 2DEG
201 ソース電極
202 ドレイン電極
203 ゲート電極
Claims (15)
- 基板と、
前記基板の上方に設けられた、III族窒化物半導体からなるバッファ層と、
前記バッファ層の上方に設けられた、前記バッファ層と比べてバンドギャップが小さいIII族窒化物半導体からなる中間層と、
前記中間層の上方に設けられた、前記中間層と比べてバンドギャップが小さいIII族窒化物半導体からなる電子走行層と、
前記電子走行層の上方に設けられた、前記電子走行層と比べてバンドギャップが大きいIII族窒化物半導体からなる電子供給層と、
前記電子供給層の上方に互いに間隔を空けて設けられたソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極とのそれぞれに対して間隔を空けて前記電子供給層の上方に設けられたゲート電極とを有し、
前記中間層は、第1中間層と第2中間層とを積層した積層体を含み、
前記第2中間層は、前記第1中間層の上方に設けられ、
前記中間層の下面から100nm上方の第1位置は、前記第1中間層内に位置し、
前記中間層の上面から100nm下方の第2位置は、前記第2中間層内に位置し、
前記第2位置におけるバーガースべクトル<11-23>/3からなる刃状らせん混合転位密度を、前記第1位置におけるバーガースべクトル<11-23>/3からなる刃状らせん混合転位密度で割った値は、0.66以下である
半導体装置。 - 前記中間層の膜厚は、1000nm以上1395nm以下である
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1中間層の膜厚は、600nm以上である
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記第2中間層の膜厚は、400nm以下である
請求項3に記載の半導体装置。 - 前記第1中間層のAl平均組成率は、前記第2中間層のAl平均組成率と比べて大きいまたは同等であり、
前記バッファ層のAl平均組成率は、前記第1中間層のAl平均組成率と比べて大きい
請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1中間層のAl平均組成率は、5%以上10%以下である
請求項5に記載の半導体装置。 - 前記第2中間層のAl平均組成率と前記第1中間層のAl平均組成率との差は、5%以下である
請求項6に記載の半導体装置。 - 前記バッファ層の上面のダングリングボンドは、SiHx(x=0、1、2、3)で終端されている
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第1中間層の上面のダングリングボンドは、SiHy(y=0、1、2、3)で終端されている
請求項1に記載の半導体装置。 - 基板の上方にIII族窒化物半導体からなるバッファ層を形成する第1工程と、
前記バッファ層の上方に前記バッファ層と比べてバンドギャップが小さいIII族窒化物半導体からなる中間層を形成する第2工程と、
前記中間層の上方に前記中間層と比べてバンドギャップが小さいIII族窒化物半導体からなる電子走行層を形成する第3工程と、
前記電子走行層の上方に前記電子走行層と比べてバンドギャップが大きいIII族窒化物半導体からなる電子供給層を形成する第4工程と、
前記電子供給層の上方に互いに間隔を空けてソース電極およびドレイン電極を形成する第5工程と、
前記電子供給層の上方に前記ソース電極と前記ドレイン電極とのそれぞれに対して間隔を空けてゲート電極を形成する第6工程とを有し、
前記第2工程は、
前記バッファ層の上方に第1中間層を形成する第7工程と、
前記第1中間層の上方に第2中間層を形成する第8工程とを備え、
前記第8工程における窒素原料の供給モル量を、III族原料の供給モル量で割った値は、5000以上20000以下であり、かつ、
前記第8工程における基板温度は、前記第7工程における基板温度と比べて大きいまたは同等である
半導体装置の製造方法。 - 前記第8工程の基板温度は、1100℃以上1250℃以下である
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2工程は、前記第7工程と、前記第8工程との間で、III族原料ガスの供給を停止する第9工程を備える
請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第9工程の時間は、1min以上5min以下である
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第9工程では、SiH4ガスを供給する
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第9工程では、SiH 4 ガスを供給する
請求項13に記載の半導体装置の製造方法。
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