[发明专利]氮化物系化合物半导体元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物系化合物半导体元件及其制造方法。

背景技术

因以III-V族氮化物系化合物(化学式：Al_xIn_yGa_1-x-yAs_uP_vN_1-u-v(其中，0≤x≤1、0≤y≤1、x+y≤1、0≤u≤1、0≤v≤1、u+v＜1))为代表的宽带隙半导体具有高击穿耐压、良好的电子输送特性、良好的热导率，故其作为高温、大功率或高频率用半导体装置的材料而魅力十足。此外，具有例如AlGaN/GaN异质结构的场效应晶体管(Field Effect Transistor：FET)，通过压电效应，在界面产生二维电子气。此二维电子气具有高电子迁移率和载流子密度，倍受关注。此外，使用了AlGaN/GaN异质结构的异质结(Heterojunction)FET(HFET)具有低导通电阻及快速的开关速度，可高温工作。因此，期待使用这些氮化物系化合物半导体形成的逆变电路等集成电路在至今也无法使用的那样的高温环境下、高电压下的应用(例如，参照专利文献1)。

以往技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2009-289956号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，在氮化物系化合物半导体元件中，期待着施加高电压的用途。然而，对氮化物系化合物元件施加高电压时，元件劣化，发生漏电，且有着漏电流随时间增大的情况这样的问题。

本发明鉴于上述而实施，其目的在于，提供抑制了漏电的氮化物系化合物半导体元件及其制造方法。

解决问题的手段

为了解决上述问题，达成目的，本发明的氮化物系化合物半导体元件的特征在于，具备：基板；在上述基板上形成的包含多层复合层的缓冲层，该复合层层叠有由氮化物系化合物半导体构成的第1层，和晶格常数比上述第1层小的、由含有铝的氮化物系化合物半导体构成的第2层；在上述缓冲层上形成的半导体工作层；以及在所述半导体工作层上形成的多个电极，其中，所述第2层的至少一层添加了氧。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的特征在于，在上述发明中，所述第1层包含GaN，所述第2层包含AlN。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的特征在于，在上述发明中，所述第2层的氧浓度为1×10¹⁹cm^-3以上。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的特征在于，在上述发明中，所述第2层的氧浓度小于1×10²⁰cm^-3。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的特征在于，在上述发明中，在所述电极间施加电压时，至少在施加最高的电压的所述复合层的第2层中添加了氧。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的特征在于，在上述发明中，在所述复合层之中至少1层所述第1层的与所述第2层的界面产生二维电子气。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的特征在于，在上述发明中，在产生所述二维电子气的复合层中的最靠近所述半导体工作层的位置的所述复合层的第2层中添加了氧。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的特征在于，在上述发明中，其是场效应晶体管或肖特基势垒二极管。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的制造方法的特征在于，包括：在基板上形成包含多层复合层的缓冲层的工序，该复合层层叠有由氮化物系化合物半导体构成的第1层，和晶格常数比上述第1层小的、由含有铝的氮化物系化合物半导体构成的第2层；在所述缓冲层上形成半导体工作层的工序；以及在所述半导体工作层上形成多个电极的工序，其中，形成所述缓冲层的工序包括在所述第2层的至少1层添加氧的工序。

此外，本发明的氮化物系化合物半导体元件的制造方法的特征在于，在上述发明中，形成所述缓冲层的工序包括下述工序：通过MOCVD法形成所述第1层和所述第2层，通过在利用所述MOCVD法进行外延生长时所用的原料气体中，混合氧气及含氧气体的至少一种，从而在所述第2层的至少1层中添加氧。

发明效果

根据本发明，达到能够实现抑制了漏电的氮化物系化合物半导体元件的效果。

附图说明

[图1]图1是作为涉及实施方式1的氮化物系化合物半导体元件的SBD的截面示意图。

[图2]图2是在图1中显示的SBD的俯视图。