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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(high electron mobility transistor: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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