[发明专利]化合物半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本文中讨论的实施方案涉及化合物半导体器件及其制造方法。

背景技术

近年来，利用氮化物基化合物半导体的包括高饱和电子迁移率和宽带隙的优势强劲开发高击穿电压高输出化合物半导体器件。例如，开发致力于场效应晶体管诸如高电子迁移率晶体管(HEMT)。其中具有AlGaN层作为电子供给层的GaN基HEMT吸引了许多关注。在GaN基HEMT中，由于在AlGaN与GaN之间晶格常数的差异，在AlGaN层中出现晶格畸变，该畸变引起沿着其的压电极化，并且因此在AlGaN层之下的GaN层的上部中产生高密度的二维电子气。这种构造确保高输出。

然而，由于小型化的原因，GaN基HEMT有时不能支持长时间使用。而且，为了实现常断操作，存在通过在栅电极与电子供给层之间形成p型GaN层来消除二维电子气的技术，但是如果设置p型GaN层，则可能发生电流崩塌并且特性可能劣化。

[专利文献1]日本公开特许公报第10-12872号

[专利文献2]日本公开特许公报第2003-209246号

[专利文献3]日本公开特许公报第07-131005号

[专利文献4]日本公开特许公报第10-104985号

[专利文献5]日本公开特许公报第2010-192771号

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够长时间稳定操作的化合物半导体器件及其制造方法。

根据实施方案的一个方面，一种化合物半导体器件包括：衬底；形成在衬底之上的电子沟道层和电子供给层；形成在电子供给层上或上方的栅电极、源电极和漏电极；形成在电子供给层与栅电极之间的第一p型半导体层；以及形成在源电极和漏电极中的至少之一与电子供给层之间的第二p型半导体层。在第二p型半导体层上的源电极和漏电极中的所述之一包括：第一金属膜；以及在第一金属膜的栅电极侧上接触第一金属膜的第二金属膜，并且第二金属膜的电阻低于第一金属膜的电阻。

根据实施方案的另一方面，一种制造化合物半导体器件的方法，包括：在衬底之上形成电子沟道层和电子供给层；在电子供给层上或上方形成第一p型半导体层和第二p型半导体层；在电子供给层上或上方形成栅电极、源电极和漏电极。在第一p型半导体层上方形成栅电极。在第二p型半导体层上形成源电极和漏电极中的至少之一。形成栅电极、源电极和漏电极包括：形成第一金属膜；以及形成在第一金属膜的栅电极侧上接触第一金属膜的第二金属膜，并且第二金属膜的电阻低于第一金属膜的电阻，第一金属膜和第二金属膜在第二p型半导体层上的源电极和漏电极之一中。

附图说明

图1A是示出一个参考实施例的结构的图；

图1B是示出所述参考实施例中电流路径的图；

图1C是示出所述参考实施例的特性的曲线图；

图2A是示出根据第一实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图2B是示出根据第一实施方案的化合物半导体器件中电流路径的图；

图3A和图3B是示出根据第一实施方案的化合物半导体器件的特性的图；

图4A到图4L是依次示出制造根据第一实施方案的化合物半导体器件的方法的横截面图；

图5是示出根据第二实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图6A到图6E是依次示出制造根据第二实施方案的化合物半导体器件的方法的横截面图；

图7是示出根据第三实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图8A到图8D是依次示出制造根据第三实施方案的化合物半导体器件的方法的横截面图；

图9A是示出根据第四实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图9B是示出根据第五实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图9C是示出根据第六实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图10A是示出根据第七实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图10B是示出根据第八实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图10C是示出根据第九实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图11A是示出根据第十实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图11B是示出根据第十一实施方案的化合物半导体器件的结构的横截面图；

图12是示出根据第十二实施方案的分立封装件的图；

图13是示出根据第十三实施方案的功率因子校正(PFC)电路的布线图；