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公開番号2025150277
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051084
出願日2024-03-27
発明の名称半導体装置
出願人富士通株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/47 20250101AFI20251002BHJP()
要約【課題】出力を向上することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、チャネル層と、前記チャネル層の上方に設けられ、InAlGaNを含むバリア層と、前記バリア層の上に設けられた第1絶縁層と、前記第1絶縁層の上に設けられた第2絶縁層と、を有し、前記第1絶縁層は、前記バリア層に含まれるIII族元素のうちの1種以上を含む窒化シリコン層である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
チャネル層と、
前記チャネル層の上方に設けられ、ＩｎＡｌＧａＮを含むバリア層と、
前記バリア層の上に設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に設けられた第２絶縁層と、
を有し、
前記第１絶縁層は、前記バリア層に含まれるＩＩＩ族元素のうちの１種以上を含む窒化シリコン層である半導体装置。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記第１絶縁層の厚さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１絶縁層において、シリコン及びＩＩＩ族元素の総量に対するＩＩＩ族元素の割合は、１原子％以上５原子％以下である請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２絶縁層は窒化シリコンを含む請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記チャネル層と前記バリア層との間にスペーサ層を有することを特徴とする請求項１又は２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、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体を用いた半導体装置としては、電界効果トランジスタ、特に高電子移動度トランジスタ（high electron mobility transistor：ＨＥＭＴ）についての報告が数多くなされている。窒化物半導体を用いたＨＥＭＴとして、ＧａＮ層をチャネル層に、ＡｌＧａＮ層又はＩｎＡｌＧａＮ層をバリア層に用いたＨＥＭＴが知られている。ＩｎＡｌＧａＮ層はＡｌ組成が高い場合でもＡｌＧａＮ層よりＧａＮ層と格子整合させやすく、２次元電子ガス（２ＤＥＧ）の高濃度化の点で好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－２２５４２６号公報
特開２０２１－０６１２９８号公報
米国特許第９２９９８２１号明細書
米国特許第９７６１４３８号明細書
米国特許出願公開第２０１３／０２００３８９号明細書
【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、バリア層の上にＳｉＮ層等の絶縁層がプラズマ化学気相成長（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）法により形成されるが、ＩｎＡｌＧａＮ層はＡｌＧａＮ層よりもプラズマのダメージを表面に受けやすい。バリア層の表面にダメージに伴う欠陥が存在すると電流コラプスが生じやすくなり、出力を向上させにくい。
【０００５】
本開示の目的は、出力を向上することができる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一形態によれば、チャネル層と、前記チャネル層の上方に設けられ、ＩｎＡｌＧａＮを含むバリア層と、前記バリア層の上に設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上に設けられた第２絶縁層と、を有し、前記第１絶縁層は、前記バリア層に含まれるＩＩＩ族元素のうちの１種以上を含む窒化シリコン層である半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、出力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
チャネル層、スペーサ層、バリア層、第１絶縁層及び第２絶縁層に含まれる元素の割合の分布の概要を示す図である。
第１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。
第１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。
第１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。
第１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。
第１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。
第１実施形態に係る半導体装置の電流コラプスを示す図である。
参考例に係る半導体装置の電流コラプスを示す図である。
第１絶縁層及び第２絶縁層の形成方法の他の例を示す断面図である。
第２実施形態に係るディスクリートパッケージを示す図である。
第３実施形態に係るＰＦＣ回路を示す結線図である。
第４実施形態に係る電源装置を示す結線図である。
第５実施形態に係る増幅器を示す結線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。
【００１０】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。第１実施形態は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を含む半導体装置に関する。図１は、第１実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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