[发明专利]半导体装置以及用于制造半导体装置的方法

说明书

技术领域

本文中所讨论的实施方案一般涉及半导体装置以及用于制造半导体装置的方法。

背景技术

氮化物半导体例如GaN、AlN、InN或含有氮化物半导体的混合晶体的材料具有宽的带隙，并用于高输出电子器件、短波长照明器件等。在高输出电子器件中，正在开发与FET(场效应晶体管)(特别地，HEMT，高电子迁移率晶体管)有关的技术。使用氮化物半导体的HEMT用在例如高输出/高效放大器或高电功率开关器件中。

为了获得常闭性能，用在这种器件中的HEMT可以包括具有栅极凹部的结构，所述栅极凹部通过移除位于栅电极正下方的半导体层的一部分而形成。此外，还存在包括具有作为栅极绝缘体膜形成的绝缘体膜的MIS(金属绝缘体半导体)结构的HMET。

出于钝化等目的，半导体装置例如上述FET具有在例如在其上形成源电极和漏电极之后形成在该半导体装置的整个表面上的由绝缘材料制成的保护膜。

专利文献1：日本公开特许公报号2002-359256

专利文献2：日本公开特许公报号5-136126

专利文献3：日本公开特许公报号2008-306026

通常，使用硅化合物(例如氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO₂))作为例如由氮化物半导体形成的HEMT的保护膜。用作保护膜的硅化合物具有高绝缘性能和低介电常数，并且可以相对容易地形成。此外，可以将金(Au)用作HEMT的栅电极。用作栅电极的金具有高电迁移耐力并可以减小栅电极的阻抗。相应地，HEMT配置为具有由形成在由金制成的栅电极上的硅化合物制成的保护膜。

但是，金和硅的共晶体倾向于形成在HEMT的金和硅相互接触的一部分处。共晶体的形成导致了一些问题，例如栅电极处的阻抗增加以及绝缘性能的下降。因为金和硅的共晶温度为大约370℃的相对低温，所以在半导体装置的制造或半导体装置的使用期间倾向于形成金和硅的共晶体(金-硅共晶)。由此，在形成金-硅共晶时，倾向于出现栅电极电阻的增加和绝缘电阻的减小。特别地，高输出电子器件的部分可局部变成高温。因此，根据使用高输出电子器件的环境或状态，在高输出电子器件中容易形成金-硅共晶。因此，金-硅共晶的形成导致半导体装置的可靠性降低。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种半导体装置，其包括：衬底；形成在衬底上方并且包含氮化物半导体的半导体层；形成在半导体层上方并且包含金的电极；形成在电极上方的阻挡膜；以及形成在半导体层上方并且包括氧化硅膜、氮化硅膜以及氧氮化硅膜中的一种的保护膜；其中保护膜形成在阻挡膜上；其中阻挡膜包括金属氧化物材料、金属氮化物膜或金属氧氮化物膜。

本发明的目和优点将通过在所要求保护的技术方案中具体指出的要素和组合来实现和获得。

应当理解，如所要求保护的，上述概括性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，而不限制本发明。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施方案的半导体装置的结构的示意图；

图2A至图4是用于描述用于制造根据本发明第一实施方案的半导体装置的方法的示意图；

图5是示出根据本发明第二实施方案的半导体装置的结构的示意图；

图6A至图7B是用于描述用于制造根据本发明第二实施方案的半导体装置的方法的示意图；

图8是示出根据本发明第三实施方案的半导体装置的结构的示意图；

图9A至图11是用于描述用于制造根据本发明第三实施方案的半导体装置的方法的示意图；

图12是示出根据本发明第四实施方案的半导体装置的结构的示意图；

图13A至图14C是用于描述用于制造根据本发明第四实施方案的半导体装置的方法的示意图；

图15是示出根据本发明第五实施方案的半导体装置的结构的示意图；

图16A至图19是用于描述用于制造根据本发明第五实施方案的半导体装置的方法的示意图；

图20是示出根据本发明第六实施方案的半导体装置的结构的示意图；

图21A至图23是用于描述用于制造根据本发明第六实施方案的半导体装置的方法的示意图；

图24是示出根据本发明第七实施方案的半导体装置的结构的示意图；

图25A至图27B是用于描述用于制造根据本发明第七实施方案的半导体装置的方法的示意图；

图28是示出根据本发明第八实施方案的半导体装置的结构的示意图；