[发明专利]化合物半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物半导体装置及其制造方法，特别涉及具备具有高迁移率的载流子迁移层的化合物半导体元件的氮化物系化合物半导体装置及其制造方法。

背景技术

作为使用氮化镓(GaN)系化合物半导体的氮化物系化合物半导体装置，公知有高电子迁移率晶体管(HEMT：high electron mobility transistor)。特别地，n沟道导电类型HEMT具有高电子(载流子)迁移率，高频特性优良。

HEMT构成为氮化物系半导体功能层，该氮化物系半导体功能层具有：作用为载流子迁移层(载流子沟道层)的氮化镓(GaN)层、通过异型结而层叠在该GaN层上的作用为载流子供给层(势垒层)的氮化铝镓(AlGaN)层。在GaN层的异型结附近，生成供高迁移率的电子(electron)迁移的二维电子气(2DEG：two-dimensionalelectron gas)沟道。在二维电子气沟道中连接有源极电极和漏极电极，在源极电极和漏极电极之间配置有栅极电极。在具有这种结构的HEMT中，能够通过使用了自发极化或晶格不匹配的压电电场，实现高载流子密度。

在下述专利文献1中公开了如下的含有氮化合物的半导体装置：在硅基板上形成岛状的含有氮化合物的半导体层，在该含有氮化合物的半导体层中生成电场效应晶体管、肖特基势垒二极管等。在该公开的含有氮化合物的半导体装置中，采用实现了大口径化且廉价的硅基板，并且，通过岛状的含有氮化合物的半导体层的侧壁，能够使在含有氮化合物的半导体层中生成的二维电子气沟道和硅基板之间分开，所以，具有能够减少漏电流的特征。并且，在含有氮化合物的半导体装置中，沿着岛状的含有氮化合物的半导体层的外缘配置有环状的源极电极，使源极电极和硅基板之间保持相同电位，由此，抑制了载流子从岛状的氮化合物半导体层的侧壁侧的旋入，具有能够减少漏电流的特征。

【专利文献1】日本特开2005-5005号公报

但是，在所述专利文献1所公开的含有氮化合物的半导体装置中，没有考虑到以下方面。即，硅基板是导电性基板，在含有氮化合物的半导体层的厚度比HEMT的栅极电极和漏极电极之间的尺寸薄的情况下，当栅极电极和漏极电极之间处于反偏置状态(截止状态)时，电场集中于漏极电极的靠近栅极电极侧的端部与含有氮化合物的半导体层的边界面附近。而且，由于该电场的产生，漏电流容易从漏极电极经由硅基板流向源极电极。并且，在硅基板和含有氮化合物的半导体层之间形成有缓冲层的情况下，同样，漏电流容易从漏极电极经由缓冲层流向源极电极。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而完成的。因此，本发明提供能够与化合物半导体元件的动作无关地防止漏电流的化合物半导体装置及其制造方法。

为了解决上述课题，本发明的实施例的第1特征在于一种化合物半导体装置，该化合物半导体装置具有：第1化合物半导体层，其具有二维载流子气沟道；第2化合物半导体层，其配置在第1化合物半导体层上，作用为载流子供给层；化合物半导体元件以及外周区域，该化合物半导体元件具有：第1电极，其配置在二维载流子气沟道上；以及第2主电极，其在二维载流子气沟道上与第1电极分开配置，该外周区域在包围化合物半导体元件的周围的区域的一部分中，配置在二维载流子气沟道上，并具有降低该二维载流子气沟道的载流子浓度的外周电极。

在第1特征的化合物半导体装置中，优选外周电极的结构与第1电极相同。

并且，在第1特征的化合物半导体装置中，优选化合物半导体元件是将第1电极用作控制电极的HEMT(高电子迁移率晶体管)。

并且，在第1特征的化合物半导体装置中，优选化合物半导体元件是将第1电极用作在与二维载流子气沟道之间具有整流特性的阳极电极的二极管。

并且，在第1特征的化合物半导体装置中，优选外周区域的外周电极具备导电类型与二维载流子气沟道相反的电极层，该电极层由金属氧化物半导体或氮化物半导体、或者金属氧化物半导体和氮化物半导体的组合构成。

并且，在第1特征的化合物半导体装置中，优选外周电极由电极层和绝缘体组合而成。

本发明的实施例的第2特征在于一种化合物半导体装置的制造方法，该化合物半导体装置的制造方法具有以下步骤：在具有二维载流子气沟道的第1化合物半导体层上，形成作用为载流子供给层的第2化合物半导体层；在二维载流子气沟道上，形成具有相互分开的第1电极和第2电极的化合物半导体元件；以及在包围化合物半导体元件的周围的区域的一部分中，在二维载流子气沟道上，形成具有降低其载流子浓度的外周电极的外周区域。