[发明专利]化合物半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

实施方案涉及化合物半导体器件和制造化合物半导体器件的方法。

背景技术

通过利用如高饱和电子速率和宽带隙等特征而作为高电压、大功率半导体器件的氮化物半导体器件正在得到活跃开发。氮化物半导体器件包括场效应晶体管。已经有大量关于场效应晶体管特别是高电子迁移率晶体管(HEMT)的报道。在HEMT中，在电子传输层中使用GaN并且在电子供给层中使用AlGaN的AlGaN/GaN HEMT正在引起关注。在AlGaN/GaN HEMT中，由于GaN与AlGaN之间的晶格常数的差异，在AlGaN中产生畸变。由畸变引起的压电极化和AlGaN的自发极化导致形成高浓度的二维电子气(2DEG)。因此，可以实现高电压和大功率。

专利文献1：国际专利申请的日本国家公报2009-524242

在用于高输出和高频率应用的氮化物半导体器件如AlGaN/GaNHEMT中，需要提高操作电压以获得大功率。但是，提高操作电压使得提高了在栅电极处或栅电极周围的电场强度并且使器件特性劣化(化学变化和物理变化)。为了提高大功率氮化物半导体器件的可靠性，必须要抑制由在栅电极处或栅电极周围的高电场引起的器件特性劣化。

发明内容

考虑到上述问题给出了实施方案，实施方案的一个目的是提供一种高度可靠的化合物半导体器件以及制造该化合物半导体器件的方法，其中该化合物半导体器件通过减小电极边缘上的电场集中以确保抑制器件特性劣化并且提高操作电压来实现高电压和大功率。

化合物半导体器件的一个实施方案包括：化合物半导体层、具有开口并且覆盖化合物半导体层的氮化硅保护膜、以及形成于化合物半导体层上以填塞开口的电极。保护膜的下层部分包括从开口的侧表面突出的部分(突出部分)。

制造化合物半导体器件的方法的一个实施方案包括：在化合物半导体层上形成氮化硅保护膜，在保护膜中形成开口，以及在化合物半导体层上形成电极以填塞开口。形成开口包括将开口形成为使得保护膜的下层部分包括从开口的侧表面突出的突出部分。

附图说明

图1A至图1C是按照步骤次序示出制造根据第一实施方案的肖特基AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性截面图；

图2A至图2C是接着图1A至图1C按照步骤次序示出制造根据第一实施方案的肖特基AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性截面图；

图3A和图3B是接着图2A至图2C按照步骤次序示出制造根据第一实施方案的肖特基AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性截面图；

图4是以放大的比例示出在图2A的步骤中形成的钝化膜的一部分的示意性截面图；

图5是以放大的比例示出在图2B的步骤中形成的钝化膜中的开口的一部分的示意性截面图；

图6A和图6B是基于与具有包括常规钝化膜的上述常规结构的AlGaN/GaN HEMT的比较而示出的根据第一实施方案的AlGaN/GaNHEMT的三个端子的检验特性的结果的曲线图；

图7A至图7C是示出制造根据第二实施方案的肖特基AlGaN/GaNHEMT的方法的主要步骤的示意性截面图；

图8是以放大的比例示出在图7A的步骤中形成的钝化膜的一部分的示意性截面图；

图9是以放大的比例示出在图7B的步骤中形成的钝化膜中的开口的一部分的示意性截面图；

图10A和图10B是基于与具有包括常规钝化膜的上述常规结构的AlGaN/GaN HEMT的比较而示出的根据第二实施方案的AlGaN/GaNHEMT的三个端子的检验特性的结果的曲线图；

图11是示出根据第三实施方案的电源装置的示意性构造的布线图；以及

图12是示出根据第四实施方案的高频放大器的示意性构造的布线图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述实施方案。在下面的实施方案中，将描述化合物半导体器件的构造和制造该化合物半导体器件的方法。

注意，在附图中，为了便于示出，某些部件并未以准确的相对尺寸和厚度示出。

(第一实施方案)

本实施方案公开了作为化合物半导体器件的肖特基AlGaN/GaN HEMT。

图1A至图3B是按照步骤次序示出制造根据第一实施方案的肖特基AlGaN/GaN HEMT的方法的示意性截面图。