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公開番号2025043961
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151584
出願日2023-09-19
発明の名称半導体装置及びその製造方法
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人iX
主分類H01L 21/3205 20060101AFI20250325BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】回路設計の自由度が高い半導体装置及びそ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、炭化シリコン層、窒化アルミニウム層、及び、窒化ガリウム層がこの順に積層された基板の前記窒化アルミニウム層上に第1電極を形成すると共に、前記窒化ガリウム層内及び前記窒化アルミニウム層内に引出電極を形成する工程と、前記第1電極の直下域及び前記引出電極の直下域を含む領域において、前記炭化シリコン層を除去する工程と、前記領域に前記第1電極と対向すると共に前記引出電極に接続される第2電極を形成する工程と、前記第2電極を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記炭化シリコン層の下面上及び前記絶縁膜の下面上に金属膜を形成する工程と、を備える。
【選択図】図7

特許請求の範囲【請求項１】
炭化シリコン層、窒化アルミニウム層、及び、窒化ガリウム層がこの順に積層された基板の前記窒化アルミニウム層上に第１電極を形成すると共に、前記窒化ガリウム層内及び前記窒化アルミニウム層内に引出電極を形成する工程と、
前記第１電極の直下域及び前記引出電極の直下域を含む領域において、前記炭化シリコン層を除去する工程と、
前記領域に前記第１電極と対向すると共に前記引出電極に接続される第２電極を形成する工程と、
前記第２電極を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記炭化シリコン層の下面上及び前記絶縁膜の下面上に金属膜を形成する工程と、
を備えた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１電極及び前記引出電極を形成する工程は、
前記窒化ガリウム層に貫通部を形成する工程と、
前記貫通部内に前記第１電極を形成する工程と、
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】
前記第１電極及び前記引出電極を形成する工程において、前記第１電極を前記窒化ガリウム層上に形成する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１電極及び前記引出電極を形成する工程は、
前記窒化ガリウム層に凹部を形成する工程と、
前記凹部内に前記第１電極を形成する工程と、
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５】
前記炭化シリコン層を除去する工程の後、前記第１電極の直下域において、前記窒化アルミニウム層に貫通部を形成する工程をさらに備え、
前記第２電極を形成する工程において、前記第２電極を前記貫通部内にも形成する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１電極及び前記引出電極を形成する工程において、前記第１電極を前記窒化ガリウム層上に形成する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１電極及び前記引出電極を形成する工程は、
前記窒化ガリウム層に凹部を形成する工程と、
前記凹部内に前記第１電極を形成する工程と、
を有する請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
貫通部が設けられた炭化シリコン層と、
前記炭化シリコン層上に配置された窒化アルミニウム層と、
前記窒化アルミニウム層上に配置された窒化ガリウム層と、
前記貫通部の直上域の第１部分に配置された第１電極と、
前記貫通部の直上域の第２部分に配置され、前記窒化ガリウム層及び前記窒化アルミニウム層を貫通した引出電極と、
前記貫通部内における前記第１電極の直下域を含む領域に配置され、前記引出電極に接続された第２電極と、
前記第２電極を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜の下面上及び前記炭化シリコン層の下面上に配置された金属膜と、
を備えた半導体装置。
【請求項９】
前記第２電極は、前記第１電極の直下域において前記窒化アルミニウム層の下面に接した請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１電極は前記窒化ガリウム層を貫通し、前記窒化アルミニウム層の上面に接した請求項９に記載の半導体装置。
（【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】
実施形態は、半導体装置及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit：モノリシック・マイクロ波集積回路）が形成された半導体装置においては、１つの半導体基板上にＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor：高電子移動度トランジスタ）及びＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal：金属－絶縁物－金属）キャパシタを混載させる場合がある。このような半導体装置においては、回路設計の自由度の向上が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１１７０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、回路設計の自由度が高い半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置の製造方法は、炭化シリコン層、窒化アルミニウム層、及び、窒化ガリウム層がこの順に積層された基板の前記窒化アルミニウム層上に第１電極を形成すると共に、前記窒化ガリウム層内及び前記窒化アルミニウム層内に引出電極を形成する工程と、前記第１電極の直下域及び前記引出電極の直下域を含む領域において、前記炭化シリコン層を除去する工程と、前記領域に前記第１電極と対向すると共に前記引出電極に接続される第２電極を形成する工程と、前記第２電極を覆う絶縁膜を形成する工程と、前記炭化シリコン層の下面上及び前記絶縁膜の下面上に金属膜を形成する工程と、を備える。
【０００６】
実施形態に係る半導体装置は、貫通部が設けられた炭化シリコン層と、前記炭化シリコン層上に配置された窒化アルミニウム層と、前記窒化アルミニウム層上に配置された窒化ガリウム層と、前記貫通部の直上域の第１部分に配置された第１電極と、前記貫通部の直上域の第２部分に配置され、前記窒化ガリウム層及び前記窒化アルミニウム層を貫通した引出電極と、前記貫通部内における前記第１電極の直下域を含む領域に配置され、前記引出電極に接続された第２電極と、前記第２電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の下面上及び前記炭化シリコン層の下面上に配置された金属膜と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図２は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図３は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図４は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図５は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図６は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図７は、第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図８は、第１の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図９は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１０は、第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１１は、第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１２は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１３は、第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１４は、第３の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１５は、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１６は、第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１７は、第４の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１７は、第５の実施形態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】
【０００８】
＜第１の実施形態＞
本実施形態においては、ＨＥＭＴとＭＩＭを混載したＭＭＩＣが設けられた半導体装置の製造方法、及び、製造された半導体装置の構成について説明する。なお、ＨＥＭＴについては、説明を省略する。
【０００９】
図１～図６は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図７は、本実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図８は、本実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
なお、各図は模式的なものであり、適宜、強調及び簡略化されている。後述する他の図についても、同様である。
【００１０】
（半導体装置の製造方法）
先ず、図１に示すように、ウェーハ１０を用意する。ウェーハ１０においては、炭化シリコン層（以下、「ＳｉＣ層１１」という）、窒化アルミニウム層（以下、「ＡｌＮ層１２」という）、窒化ガリウム層（以下、「ＧａＮ層１３」という）、及び、窒化ガリウムアルミニウム層（ＡｌＧａＮ層、図示せず）がこの順に積層されている。ウェーハ１０は、作製することにより用意してもよく、他者から譲渡を受けることにより用意してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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