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公開番号2024143445
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2023056135
出願日2023-03-30
発明の名称窒化物半導体装置およびその製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/338 20060101AFI20241003BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】簡易な構造で基板の反りを低減する窒化物半導体装置を提供する。
【解決手段】窒化物半導体装置1は、互いに対向する第1面2aと第2面2bとで両面を定義された基板10と、基板10の第1面2aに設けられ、活性領域300と不活性領域200を含む窒化物半導体層12を備える。不活性領域200は、窒化物半導体層12の少なくとも一部が除去されて基板10に到達する開口領域101、102、103、104、105、106、107、108、109、110を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
互いに対向する第１面と第２面とで両面を定義された基板と、
前記基板の前記第１面に設けられ、活性領域と不活性領域を含む窒化物半導体層と
を備え、
前記不活性領域は、前記窒化物半導体層の少なくとも一部が除去されて前記基板に到達する開口領域を有する、窒化物半導体装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記窒化物半導体層は、
第１の窒化物半導体層と、
前記第１の窒化物半導体層とヘテロ接合を形成する第２の窒化物半導体層とを備え、
前記第１の窒化物半導体層は、前記第２の窒化物半導体層との界面に、２次元電子ガス層を備え、
前記活性領域は、平面視で前記２次元電子ガス層を含む、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記基板は、４Ｈ－ＳｉＣ結晶構造の炭化珪素基板である、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記基板は、６Ｈ－ＳｉＣ結晶構造の炭化珪素基板である、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記基板は、シリコン基板である、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記基板の反りは、１００ｍｍ換算で１μｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記基板は、前記窒化物半導体層に向いた方向に１００ｍｍ換算で１０μｍ以上の凸の反りを有し、前記窒化物半導体層が前記基板に対し働く応力が引っ張り応力である、請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記基板は、前記窒化物半導体層に向いた方向に１００ｍｍ換算で２０μｍ以上の凸の反りを有し、前記窒化物半導体層が前記基板に対し働く応力が引っ張り応力である、請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記基板は、前記窒化物半導体層に向いた方向と逆方向に１００ｍｍ換算で１０μｍ以上の凸の反りを有し、前記窒化物半導体層が前記基板に対し働く応力が圧縮応力である、請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記基板は、前記窒化物半導体層に向いた方向と逆方向に１００ｍｍ換算で２０μｍ以上の凸の反りを有し、前記窒化物半導体層が前記基板に対し働く応力が圧縮応力である、請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体装置およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High Electron Mobility Transistor）は高速スイッチングデバイスや高周波増幅デバイスとして広く実用化されている。また、大きなバンドギャップを有する窒化物半導体をＨＥＭＴ構造に使用することで、高速動作と高耐圧化を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－０７７８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、簡易な構造で基板の反りを低減する窒化物半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様は、互いに対向する第１面と第２面とで両面を定義された基板と、基板の第１面に設けられ、活性領域と不活性領域を含む窒化物半導体層を備え、不活性領域は、窒化物半導体層の少なくとも一部が除去されて基板に到達する開口領域を有する窒化物半導体装置である。
【０００６】
本開示の他の一態様は、互いに対向する第１面と第２面とで両面を定義された基板の第１面に窒化物半導体層を形成し、窒化物半導体層に活性領域と不活性領域を形成し、窒化物半導体層の一部を選択的にエッチングして、活性領域に窒化物半導体層を貫通する貫通領域を形成し、不活性領域に窒化物半導体層を貫通する開口領域を形成し、貫通領域を基板に対してエッチングの選択比の高い材料の導電層で埋め込み、窒化物半導体層の上に絶縁層を形成し、絶縁層をエッチングで開口して、窒化物半導体層とオーミック接触するドレイン電極およびソース電極を形成し、絶縁層をエッチングで除去して、窒化物半導体層とショットキー接触するゲート電極を形成し、基板の第２面から基板の一部を選択的にエッチングして導電層に到達する貫通孔を形成し、貫通孔に導電層に接触する第１電極層を形成し、第２面に第１電極層に接触する第２電極層を形成する、窒化物半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様および他の一態様によれば、簡易な構造で基板の反りを低減する窒化物半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る窒化物半導体装置の平面図である。
図２Ａは、図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図２Ｂは、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図２Ｃは、第１の窒化物半導体層と第２の窒化物半導体層との積層構造の断面図である。
図２Ｄは、基板と窒化物半導体領域が上に凸の反りを有する例の断面図である。
図２Ｅは、基板と窒化物半導体領域が下に凸の反りを有する例の断面図である。
図３Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図３Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図４Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図４Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図５Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図５Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図６Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図６Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図７Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図７Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図８Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図８Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図９Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図９Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図１０Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図１０Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図１１Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図１１Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
図１２Ａは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。
図１２Ｂは、実施形態に係る窒化物半導体装置の製造方法の一工程を示す図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本開示の窒化物半導体装置の実施形態を説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図では、ハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【００１０】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。
（【００１１】以降は省略されています）

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