[发明专利]具备HEMT即高电子迁移率晶体管的半导体装置

说明书

相关申请的相互参照

本申请基于在2013年4月11日申请的日本申请号2013-83173，在此援引其记载内容。

技术领域

本申请涉及具备高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor：HEMT)的半导体装置。

背景技术

以往提出了具备常断型的HEMT的半导体装置(例如参照专利文献1)。

具体而言，在该半导体装置中，构成为采用在电子渡越层上以形成异质结的方式层叠电子供给层而成的衬底。并且，在电子供给层中，形成有到达电子渡越层且与电子渡越层和电子供给层的界面垂直的栅槽(gate recess)，在栅槽上隔着绝缘膜形成有栅极电极。此外，在电子供给层上，形成有源极电极以及漏极电极。

在这样的半导体装置中，形成有到达电子渡越层的栅槽，在电子渡越层中的位于栅槽的底面正下方的部分，不生成基于异质结的二维电子气层。

并且，若对栅极电极施加规定阈值以上的电压，则在电子渡越层中的位于栅极电极的正下方的部分生成基于栅极电压的二维电子气层。因此，基于异质结的二维电子气层与基于栅极电压的二维电子气层在源极电极与漏极电极之间形成电流路径(沟道)，电流在源极电极－漏极电极之间流动从而进入导通状态。

即，在上述具备HEMT的半导体装置中，能够得到在未对栅极电极施加规定阈值以上的栅极电压的状态下源极电极－漏极电极之间处于截断状态的常断特性。

可是，在上述具备HEMT的半导体装置中，形成为栅槽垂直于电子渡越层与电子供给层的界面。因此，在电子渡越层中的位于在栅槽的侧面形成的绝缘膜的正下方的部分，难以生成基于栅极电压的二维电子气层。因此，在电子渡越层中的位于在栅槽的侧面形成的绝缘膜的正下方的部分，基于异质结的二维电子气层与基于栅极电压的二维电子气层都难以生成，即便处于导通状态，电子密度也低。因此，在半导体装置中流动的最大电流变小。

现有技術文献

专利文献

专利文献1(日本)特开2012－124442号公报

发明内容

本申请的目的在于提供一种半导体装置。

在本申请的方式中，半导体装置具有常断型的HEMT，该常断型的HEMT具备：第1半导体层；第2半导体层，与所述第1半导体层形成异质结，生成基于异质结的第1二维电子气层；栅槽，形成于所述第1半导体层；绝缘膜，配置于所述栅槽的壁面；以及栅极电极，配置在所述绝缘膜上。所述栅槽的底面侧的宽度窄于开口部侧的宽度。所述栅极电极沿所述栅槽的侧面配置。在对所述栅极电极施加了规定阈值以上栅极电压时，在所述第2半导体层中，基于所述栅极电压的第2二维电子气层(6b)以与所述第1二维电子气层的一部分重叠的状态被生成。

根据上述的半导体装置，由于第1、第2二维电子气层重叠，因此能够抑制形成电子密度低的区域，能够抑制最大电流变小。

附图说明

本申请的上述目的以及其他目的、特征或优点通过一边参照附图一边进行下述的详细记述而变得更为明确。在附图中，

图1是本申请的第1实施方式的具备HEMT的半导体装置的剖面图，

图2是表示最大电流与下述角度的关系的图，其中，该角度为栅槽的侧面与电子渡越层和电子供给层这两层的界面所成的角度，

图3是表示本申请的第1实施方式的具备HEMT的半导体装置的变形例的剖面图，

图4是本申请的第2实施方式的具备HEMT的半导体装置的剖面图，

图5是表示本申请的第2实施方式的具备HEMT的半导体装置的变形例的剖面图，

图6是本申请的其他实施方式的具备HEMT的半导体装置的剖面图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本申请的实施方式。另外，在以下的各实施方式之间，对相互相同或等同的部分赋予相同标记而进行说明。

(第1实施方式)

参照附图说明本申请的第1实施方式。本实施方式的具备HEMT的半导体装置利用将支持衬底1、缓冲层2、电子渡越层3、电子供给层4依次层叠而成的衬底5来构成。另外，在本实施方式中，电子供给层4与本申请的第1半导体层相当，电子渡越层3于本申请的第2半导体层相当。