[发明专利]MIS型半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种具有5V或更大的工作电压的MIS型半导体器件，包括：

在半导体层上的由ZrO_xN_y形成的栅极绝缘膜；

在所述栅极绝缘膜上的栅电极；

其中所述栅极绝缘膜处于非晶状态；以及

所述栅极绝缘膜的组成比x和y满足x＞0，y＞0以及0.3≤y/x≤10。

2.根据权利要求1所述的MIS型半导体器件，其中所述组成比x和y还满足1.5≤0.55x+y≤1.7。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的MIS型半导体器件，其中所述组成比x和y满足1≤y/x≤5。

4.根据权利要求3所述的MIS型半导体器件，其中所述组成比x满足x≤0.5。

5.根据权利要求4所述的MIS型半导体器件，其中所述栅极绝缘膜在所述半导体层上与所述半导体层直接接触。

6.根据权利要求5所述的MIS型半导体器件，其中所述半导体层是第III族氮化物半导体层。

7.根据权利要求6所述的MIS型半导体器件，其中所述工作电压为10V或更大。

8.一种用于制造MIS型半导体器件的方法，所述方法包括：

通过溅射法在半导体层上形成ZrO_xN_y栅极绝缘膜；

在所述栅极绝缘膜上形成栅电极；以及

其中在所述溅射法中，在室温下，在使包括氮气和氧气的混合气体流动的条件下，使用Zr金属靶将所述栅极绝缘膜形成为处于非晶状态并且组成比x和y满足x＞0，y＞0以及0.3≤y/x≤10。

9.根据权利要求8所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述组成比x和y还满足1.5≤0.55x+y≤1.7。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述栅极绝缘膜形成为使得所述组成比x和y满足1≤y/x≤5。

11.根据权利要求10所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述栅极绝缘膜形成为满足所述组成比x≤0.5。

12.根据权利要求11所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中在所述半导体层上直接形成所述栅极绝缘膜。

13.根据权利要求12所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述半导体层是第III族氮化物半导体层。

14.根据权利要求13所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述MIS型半导体器件具有5V或更大的工作电压。

15.一种用于制造MIS型半导体器件的方法，所述方法包括：

通过溅射法在半导体层上形成ZrO_xN_y栅极绝缘膜；

在所述栅极绝缘膜上形成栅电极；

其中在所述溅射法中，在室温下，在使包括氮气和氧气的混合气体流动的条件下，使用Zr金属靶形成所述栅极绝缘膜；以及

其中氧气流量与氮气流量之比为0.012至0.36。

16.根据权利要求15所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中氧气流量与氮气流量之比为0.036至0.36。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述氮气流量为4.3sccm至17sccm，并且所述氧气流量为0.1sccm至3.0sccm。

18.根据权利要求17所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述溅射法是ECR溅射法。

19.根据权利要求18所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述栅极绝缘膜在所述半导体层上直接接触所述半导体层。

20.根据权利要求19所述的用于制造MIS型半导体器件的方法，其中所述MIS型半导体器件具有5V或更大的额定电压。