[发明专利]晶体管以及晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备栅极绝缘膜的晶体管以及晶体管的制造方法。

背景技术

以往，例如专利文献1(日本特开2010－98141号)所公开的晶体管被用作电子电路中的信号放大器。

图4表示以往的晶体管的一个例子。此外，图4为以往的晶体管200的剖视图。

图4所示的晶体管200在基板101上具备由GaN层102a以及AlGaN层102b构成的半导体层102。

在半导体层102上，形成有源电极105以及漏电极106。

在源电极105以及漏电极106上，形成有连接用电极112。

在半导体层102上的一部分，形成有栅极绝缘膜107。

在栅极绝缘膜107上的一部分，形成有栅电极108。

在栅极绝缘膜107上的一部分，形成有保护膜109。

在栅电极108、保护膜109、连接用电极112上，形成有由聚酰亚胺树脂等构成的表面保护树脂115。

在上述的以往的晶体管200中，由氧化铝等构成的栅极绝缘膜107通常以阶梯覆盖性、膜厚均匀性、膜厚控制性优异的原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法形成。

以下，对利用原子沉积法的栅极绝缘膜107的形成方法的一个例子进行说明。

首先，通过将作为第1反应物质的TMA(三甲基铝，Tri Methyl Aluminum，化学式：Al(CH₃)₃)供给到半导体层102上，使TMA吸附在半导体层102的表面。接下来，清除未吸附尽的TMA。接下来，通过将作为第2反应物质的O₃供给到半导体层102上，使其与吸附于半导体层102的TMA反应。接下来，清除未反应尽的O₃，从而形成1个原子层的氧化铝。通过重复这一系列的周期，形成由多个原子层的氧化铝构成的所期望的栅极绝缘膜107。

然而，由于O₃反应性不高，所以O₃未与TMA充分反应，存在H原子和C原子等杂质在氧化铝中有所残留的情况。其结果，氧化铝膜的密度变小，栅极绝缘膜107的绝缘破坏电压变小。

因此，为了提高栅极绝缘膜107的绝缘破坏电压，有一种作为上述的原子沉积法中的第2反应物质，代替O₃，而供给O₂等离子体的方法。

或者，作为用于提高栅极绝缘膜107的绝缘破坏电压的方法，如专利文献2(日本特开2009－152640号)所示，有一种作为上述的原子沉积法的第2反应物质，在供给O₃后，适当地照射O₂等离子体的方法。

与O₃相比O₂等离子体与TMA的反应性高。因此，在氧化铝膜中H原子和C原子等杂质变得不易剩余，氧化铝膜的密度变大。

图5表示以上述的以往的方法形成的栅极绝缘膜的绝缘破坏电压(MV/cm)的一个例子。图5中的(A)示有作为第2反应物质使用O₃形成的栅极绝缘膜的绝缘破坏电压。另外，图5中的(B)示有作为第2反应物质使用O₂等离子体形成的栅极绝缘膜的绝缘破坏电压。栅极绝缘膜的膜厚均为30nm。从图5可知，通过作为原子沉积法中的第2反应物质使用O₂等离子体，与使用O₃的情况相比，栅极绝缘膜的绝缘破坏电压提高。

专利文献1:日本特开2010－98141号

专利文献2:日本特开2009－152640号

然而，在使用上述O₂等离子体来形成栅极绝缘膜107时，由于O₂等离子体的反应性高，所以半导体层102容易受到损伤。因此，存在受损伤的半导体层102中的电子浓度减少，晶体管200的漏源电极间流动的电流减少的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制在漏源电极间流动的电流的降低，并且栅极绝缘膜的绝缘破坏电压较高的晶体管及其制造方法。

为实现上述的目的，本发明的晶体管的特征在于，具备：半导体层、形成在半导体层上的栅极绝缘膜、形成在栅极绝缘膜上的栅电极、以及在半导体层上夹着栅电极而形成的源电极以及漏电极，在栅极绝缘膜中含有的杂质的浓度从栅极绝缘膜的半导体层侧的表面到栅极绝缘膜的栅电极侧的表面而减少。