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公開番号2025036297
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2024146501
出願日2024-08-28
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
代理人弁理士法人ITOH
主分類H10D 30/47 20250101AFI20250306BHJP()
要約【課題】製造しやすい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】半導体装置の製造方法は、上面が窒素極性を有する第1窒化物半導体層を形成する工程と、前記第1窒化物半導体層の上に第1誘電体膜を形成する工程と、前記第1誘電体膜に前記第1窒化物半導体層の一部が露出する第1開口を形成する工程と、前記第1開口の内側で前記第1窒化物半導体層の上に第2窒化物半導体層を形成する工程と、前記第2窒化物半導体層を形成する工程の後、前記第1誘電体膜に前記第1窒化物半導体層の一部が露出する第2開口を形成する工程と、前記第2開口の内側で前記第1窒化物半導体層の上に第2誘電体膜を形成する工程と、前記第2窒化物半導体層にオーミック接触するオーミック電極を形成する工程と、前記第2開口の上方で前記第2誘電体膜の上にゲート電極を形成する工程と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上面が窒素極性を有する第１窒化物半導体層を形成する工程と、
前記第１窒化物半導体層の上に第１誘電体膜を形成する工程と、
前記第１誘電体膜に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する第１開口を形成する工程と、
前記第１開口の内側で前記第１窒化物半導体層の上に第２窒化物半導体層を形成する工程と、
前記第２窒化物半導体層を形成する工程の後、前記第１誘電体膜に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する第２開口を形成する工程と、
前記第２開口の内側で前記第１窒化物半導体層の上に第２誘電体膜を形成する工程と、
前記第２窒化物半導体層にオーミック接触するオーミック電極を形成する工程と、
前記第２開口の上方で前記第２誘電体膜の上にゲート電極を形成する工程と、
を有する、半導体装置の製造方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第２誘電体膜を形成する工程は、
前記第１窒化物半導体層の上に複数の絶縁膜を形成する工程と、
前記複数の絶縁膜の熱処理を行い、複合絶縁膜を形成する工程と、
を有する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記複数の絶縁膜は、
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種を含む第１酸化膜と、
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種を含む第２酸化膜と、
を有する、請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２誘電体膜を形成する工程は、前記熱処理を行う工程の後に、前記複合絶縁膜の窒化を行う工程を有する、請求項２または請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２開口を形成する工程と前記第２誘電体膜を形成する工程との間に、前記第１窒化物半導体層の前記第２開口から露出した部分を、熱分解されたアンモニアを用いて還元する工程を有する、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６】
前記第２誘電体膜は、窒化珪素膜、酸化アルミニウム膜および酸窒化珪素膜からなる群から選択された少なくとも１種を有する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１誘電体膜は、窒素を含む原料を用いた熱成膜法により形成される、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８】
上面が窒素極性を有する第１窒化物半導体層と、
前記第１窒化物半導体層の上の第１誘電体膜と、
前記第１誘電体膜に形成され、前記第１窒化物半導体層の一部が露出する第１開口および第２開口と、
前記第１開口の内側で前記第１窒化物半導体層の上の第２窒化物半導体層と、
前記第２開口の内側で前記第１窒化物半導体層の上の第２誘電体膜と、
前記第２窒化物半導体層にオーミック接触するオーミック電極と、
前記第２開口の上方で前記第２誘電体膜の上のゲート電極と、
を有する、半導体装置。
【請求項９】
前記第２誘電体膜の比抵抗は、前記第１誘電体膜の比抵抗よりも高い、請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２誘電体膜の比誘電率は、前記第１誘電体膜の比誘電率よりも高い、請求項８または請求項９に記載の半導体装置。

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 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
バリア層の上にチャネル層が形成された構造を有する高電子移動度トランジスタ（ｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｏｎｍｏｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＨＥＭＴ）が提案されている。また、ゲート絶縁膜に比誘電率が高いハフニウムシリケート膜が用いられたトランジスタも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－３２９４８３号公報
特表２０１０－５１０６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来、バリア層の上にチャネル層が形成された構造を有し、ゲート絶縁膜にハフニウムシリケート膜を用いたＨＥＭＴを製造しようとしても、エッチングの制御等が困難である。
【０００５】
本開示は、製造しやすい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の製造方法は、上面が窒素極性を有する第１窒化物半導体層を形成する工程と、前記第１窒化物半導体層の上に第１誘電体膜を形成する工程と、前記第１誘電体膜に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する第１開口を形成する工程と、前記第１開口の内側で前記第１窒化物半導体層の上に第２窒化物半導体層を形成する工程と、前記第２窒化物半導体層を形成する工程の後、前記第１誘電体膜に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する第２開口を形成する工程と、前記第２開口の内側で前記第１窒化物半導体層の上に第２誘電体膜を形成する工程と、前記第２窒化物半導体層にオーミック接触するオーミック電極を形成する工程と、前記第２開口の上方で前記第２誘電体膜の上にゲート電極を形成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、半導体装置を製造しやすくできる。
【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、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３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３）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４）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５）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６）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７）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８）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９）である。
図１１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１０）である。
図１２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１１）である。
図１３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１２）である。
図１４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１３）である。
図１５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１４）である。
図１６は、実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【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の製造方法は、上面が窒素極性を有する第１窒化物半導体層を形成する工程と、前記第１窒化物半導体層の上に第１誘電体膜を形成する工程と、前記第１誘電体膜に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する第１開口を形成する工程と、前記第１開口の内側で前記第１窒化物半導体層の上に第２窒化物半導体層を形成する工程と、前記第２窒化物半導体層を形成する工程の後、前記第１誘電体膜に前記第１窒化物半導体層の一部が露出する第２開口を形成する工程と、前記第２開口の内側で前記第１窒化物半導体層の上に第２誘電体膜を形成する工程と、前記第２窒化物半導体層にオーミック接触するオーミック電極を形成する工程と、前記第２開口の上方で前記第２誘電体膜の上にゲート電極を形成する工程と、を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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