[实用新型]半导体装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体装置及其制造技术，例如涉及应用于包含使用氮化物半导体的晶体管的半导体装置及其制造技术的有效的技术。

背景技术

日本特开平11-261053号公报(专利文献1)、日本特开2005-244072号公报(专利文献2)及日本特开2006-339561号公报(专利文献3)中例如记载了以下所示的技术。即，上述文献中记载了一种高电子移动度晶体管(HEMT：High electron mobility transistor)，具备：信道层；形成于信道层上的电子供给层；以与电子供给层直接接触的方式形成的一对源极电极及漏极电极。另外，该高电子移动度晶体管还具备被源极电极与漏极电极夹着而形成的p型覆盖层、和形成于p型覆盖层上的栅极电极。

专利文献1：日本特开平11-261053号公报

专利文献2：日本特开2005-244072号公报

专利文献3：日本特开2006-339561号公报

实用新型内容

上述高电子移动度晶体管中，因p型覆盖层所包含的受主的离子化而在p型覆盖层内生成负电荷。因此，能够使栅极电极下的信道层耗尽而进行常关(normally-off)动作。然而，实用新型人在上述高电子移动度晶体管中发现了以下课题。为了接通高电子移动度晶体管，向栅极电极施加正电压，增加在信道层和电子供给层的界面产生的二维电子气的载流子浓度后，电子从该二维电子气流向栅极电极，产生栅漏电流。因存在该栅漏电流，导致信道层内所蓄积的二维电子气的最大载流子浓度受到限制。二维电子气的最大载流子浓度受到限制意味着作为信道电流发挥作用的载流子的数量受到限制，由此，接通电阻的降低变得困难。即，上述高电子移动度晶体管中存在难以在维持着常关动作的情况下充分降低接通电阻的课题。

其他课题和新颖的特征将从本说明书的记述及附图得以明确。

在用于解决本申请中所公开的课题的手段中，如下简单说明代表性的概要。

根据一种实施方式，高电子移动度晶体管(场效应晶体管)在信道层和电子供给层之间具有隔离层，隔离层的带隙大于电子供给层的带隙。

根据一种实施方式，在高电子移动度晶体管中，能够在维持着常关动作的情况下充分降低接通电阻，由此，能够实现包含高电子移动度晶体管的半导体装置的性能提升。

附图说明

图1是表示相关技术的高电子移动度晶体管的结构的剖视图。

图2是表示在相关技术的高电子移动度晶体管中，栅极电极正下方的传导带能量分布(实线)和载流子浓度分布(虚线)的计算结果的图。

图3是表示栅漏电流和二维电子气的载流子浓度的关系的计算结果。

图4是表示实施方式1的高电子移动度晶体管的结构的剖视图。

图5是表示其他方式的高电子移动度晶体管的结构的剖视图。

图6是表示实施方式1的高电子移动度晶体管和相关技术的高电子移动度晶体管中，栅极电极下的传导带能量分布的图。

图7是表示实施方式1的高电子移动度晶体管和相关技术的高电子移动度晶体管中，栅漏电流和二维电子气的载流子浓度的关系的计算结果。

图8是表示实施方式1的高电子移动度晶体管和相关技术的高电子移动度晶体管中，电子供给层相对于阈值电压的膜厚依赖性的数值模拟结果。

图9是表示实施方式1的高电子移动度晶体管和相关技术的高电子移动度晶体管中，表示二维电子气的载流子浓度的栅极电压依赖性的计算结果的图。

图10是表示其他方式的高电子移动度晶体管的结构的剖视图。

图11是表示实施方式1的半导体装置的制造工序的剖视图。

图12是表示接着图11的半导体装置的制造工序的剖视图。

图13是表示接着图12的半导体装置的制造工序的剖视图。

图14是表示接着图13的半导体装置的制造工序的剖视图。

图15是表示接着图14的半导体装置的制造工序的剖视图。

图16是表示接着图15的半导体装置的制造工序的剖视图。

图17是表示接着图16的半导体装置的制造工序的剖视图。

图18是表示实施方式2的高电子移动度晶体管的结构的剖视图。

图19是表示实施方式2的高电子移动度晶体管和相关技术的高电子移动度晶体管中，电子供给层相对于阈值电压的膜厚依赖性的数值模拟结果。

图20是表示实施方式2的半导体装置的制造工序的剖视图。