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公開番号2024174626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2023092545
出願日2023-06-05
発明の名称半導体装置、半導体装置の製造方法及び電子装置
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人扶桑国際特許事務所
主分類H01L 21/338 20060101AFI20241210BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】優れた信頼性を有する高性能の半導体装置を実現する。
【解決手段】半導体装置1は、ドレイン電極40側に、電子走行層22と電子供給層24とを含む半導体積層構造20に設けられてドレイン電極40が接続される半導体層70bを備える。半導体層70bは、半導体積層構造20の電子供給層24側の面20aから電子走行層22に達し、n型不純物を含有する。ドレイン電極40は、半導体層70bと、半導体層70bに隣接する面20aの部位20abとを覆う。これにより、半導体層70bと面20aに設けられる絶縁膜60とが接する界面の形成が回避され、当該界面の電子トラップ及びそれに起因した性能低下が抑えられる。更に、ドレイン電極40と電子走行層22との間の電流密度の上昇及びそれに起因したエレクトロマイグレーションによる信頼性低下が抑えられる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
電子走行層と電子供給層とを含む半導体積層構造と、
前記半導体積層構造に設けられ、前記半導体積層構造の前記電子供給層側の第１面から前記電子走行層に達し、ｎ型不純物を含有する第１半導体層と、
前記第１半導体層と接続され、前記第１半導体層を覆い、前記半導体積層構造の前記第１面の、前記第１半導体層に隣接する第１部位と接する第１電極と、
を含む、半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１電極は、前記第１部位を覆う、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体積層構造の前記第１面に設けられ、前記第１面の、前記第１電極で覆われる前記第１部位とは異なる第２部位を覆う絶縁膜を更に含む、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、前記半導体積層構造の前記第１面における前記第２部位と、前記第１部位を覆う前記第１電極とに接する、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１半導体層は、前記第１面と平行な方向の幅が、前記第１面から前記電子走行層に向かって狭くなる、テーパー形状を有する、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１半導体層は、前記半導体積層構造の前記第１面における、前記第１電極で覆われる前記第１部位の、前記第１電極の端よりも内側の一部を覆う、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体積層構造に、前記第１半導体層から分離されて設けられ、前記第１面から前記電子走行層に達し、ｎ型不純物を含有する第２半導体層と、
前記第１電極から分離されて設けられ、前記第２半導体層と接続される第２電極と、
を更に含む、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２電極は、前記第２半導体層と、前記半導体積層構造の前記第１面の、前記第２半導体層に隣接する第３部位とを覆う、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
電子走行層と電子供給層とを含む半導体積層構造を形成する工程と、
前記半導体積層構造に、前記半導体積層構造の前記電子供給層側の第１面から前記電子走行層に達し、ｎ型不純物を含有する第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層と接続され、前記第１半導体層を覆い、前記半導体積層構造の前記第１面の、前記第１半導体層に隣接する第１部位と接する第１電極を形成する工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
電子走行層と電子供給層とを含む半導体積層構造と、
前記半導体積層構造に設けられ、前記半導体積層構造の前記電子供給層側の第１面から前記電子走行層に達し、ｎ型不純物を含有する第１半導体層と、
前記第１半導体層と接続され、前記第１半導体層を覆い、前記半導体積層構造の前記第１面の、前記第１半導体層に隣接する第１部位と接する第１電極と、
を含む半導体装置を備える、電子装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法及び電子装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一例として、窒化ガリウム系の窒化物半導体を用いた高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor；ＨＥＭＴ）が知られている。
例えば、窒化ガリウム層及びその上の電荷誘導層の一部に形成した凹部に、Ｎ＋ドープしたソース／ドレイン構造を再成長し、そのソース／ドレイン構造の上にソース／ドレイン接点を設ける窒化ガリウムトランジスタが知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、キャリア走行層上方の、キャリア供給層を含む化合物半導体層と、その上に設けられるオーミック電極の、ゲート電極側の端部から離間した部分との間に、ｎ型のＡｌ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎ（０≦ｘ＜１）を設ける化合物半導体装置が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１６／０６８９３５号パンフレット
特開２０１７－２２２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＨＥＭＴに関し、電子走行層及び電子供給層を含む半導体積層構造に、電子走行層に達する凹部を設け、その凹部に、ｎ型不純物を含有する半導体層を再成長し、その半導体層に、電子走行層に対してオーミック接続される電極を接続する技術が知られている。電子走行層と電極との間に、ｎ型不純物を含有する半導体層が設けられることで、二次元電子ガス（Tow Dimensional Electron Gas；２ＤＥＧ）領域が生成される電子走行層と電極との間のコンタクト抵抗が低減される。
【０００６】
しかし、このように低コンタクト抵抗化のためにｎ型の半導体層を設けるＨＥＭＴでは、当該半導体層とそれに接続される電極との配置によっては、半導体装置の性能及び信頼性の低下が生じる場合があった。
【０００７】
１つの側面では、本発明は、優れた信頼性を有する高性能の半導体装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様では、電子走行層と電子供給層とを含む半導体積層構造と、前記半導体積層構造に設けられ、前記半導体積層構造の前記電子供給層側の第１面から前記電子走行層に達し、ｎ型不純物を含有する第１半導体層と、前記第１半導体層と接続され、前記第１半導体層を覆い、前記半導体積層構造の前記第１面の、前記第１半導体層に隣接する第１部位と接する第１電極と、を含む、半導体装置が提供される。
【０００９】
また、別の態様では、上記のような半導体装置の製造方法、上記のような半導体装置を備える電子装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
１つの側面では、優れた信頼性を有する高性能の半導体装置を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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