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公開番号2025034630
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023141124
出願日2023-08-31
発明の名称半導体装置および半導体装置の製造方法
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/47 20250101AFI20250306BHJP()
要約【課題】ゲートリークを低減できる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置は、窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層の上に設けられ、前記窒化物半導体層に対向する第1面を有する誘電体酸窒化膜と、前記誘電体酸窒化膜の上に設けられたゲート電極と、を有し、前記窒化物半導体層の前記誘電体酸窒化膜に対向する面は、窒素極性を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
窒化物半導体層と、
前記窒化物半導体層の上に設けられ、前記窒化物半導体層に対向する第１面を有する誘電体酸窒化膜と、
前記誘電体酸窒化膜の上に設けられたゲート電極と、
を有し、
前記窒化物半導体層の前記誘電体酸窒化膜に対向する面は、窒素極性を有する、半導体装置。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記誘電体酸窒化膜中の前記第１面から第１距離離れた第１点での窒素原子の第１濃度は、前記誘電体酸窒化膜中の前記第１面から前記第１距離よりも長い第２距離離れた第２点での窒素原子の第２濃度よりも高い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記誘電体酸窒化膜中の窒素原子の濃度は、前記第１面からの距離に対して連続的に変化している、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記誘電体酸窒化膜は、ハフニウム、ランタンおよびジルコニウムからなる群から選択された少なくとも１種を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記誘電体酸窒化膜は、シリコンおよびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも１種を含む、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
窒化物半導体層の上に、二酸化珪素よりも比誘電率が高い誘電体酸化膜を形成する工程と、
前記誘電体酸化膜を窒化して誘電体酸窒化膜を形成する工程と、
前記誘電体酸窒化膜の上にゲート電極を形成する工程と、
を有し、
前記窒化物半導体層の前記誘電体酸化膜に対向する面は、窒素極性を有する、半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、バリア層の上にチャネル層が形成された高電子移動度トランジスタ（ｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｏｎｍｏｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＨＥＭＴ）が提案されている。また、ゲート絶縁膜の材料として比誘電率が高いハフニウムシリケートが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２００９－５０６５３７号公報
特開平５－２２３８５５号公報
国際公開第２００５／１１９７８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ゲートリークの低減の要請が高まっている。
【０００５】
本開示は、ゲートリークを低減できる半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の半導体装置は、窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層の上に設けられ、前記窒化物半導体層に対向する第１面を有する誘電体酸窒化膜と、前記誘電体酸窒化膜の上に設けられたゲート電極と、を有し、前記窒化物半導体層の前記誘電体酸窒化膜に対向する面は、窒素極性を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、ゲートリークを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図２は、誘電体酸窒化膜の構成を示す断面図である。
図３は、Ｘ線光電子分光法により測定される結合強度の傾向を示す図である。
図４は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
図５は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
図６は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
図７は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
図８は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その５）である。
図９は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その６）である。
図１０は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図（その７）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１０】
〔１〕本開示の一態様に係る半導体装置は、窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層の上に設けられ、前記窒化物半導体層に対向する第１面を有する誘電体酸窒化膜と、前記誘電体酸窒化膜の上に設けられたゲート電極と、を有し、前記窒化物半導体層の前記誘電体酸窒化膜に対向する面は、窒素極性を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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