[发明专利]半导体器件及制造半导体器件的方法

说明书

本发明涉及半导体器件及制造半导体器件的方法。一种半导体器件，其包括在衬底上方的缓冲层、沟道层、阻挡层和栅极电极，栅极电极布置在其间有栅极绝缘膜的第一开口中，第一开口穿过阻挡层到达沟道层的中间。将要具有沟道的、在第二开口两侧的第一区域中的二维电子气的浓度被控制为低于在第一区域端部和源极或漏极电极之间的第二区域中的二维电子气的浓度。因此降低了第一区域中的二维电子气的浓度，从而防止了极化电荷的导带增强效应的降低。这防止了阈值电位的降低，从而提高了常闭的可操作性。

相关申请的交叉引用

2014年12月10日提出的日本专利申请No.2014-249833的公开，包括说明书、附图和摘要，通过引用的方式将其作为整体合并于此。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及制造该半导体器件的方法。例如，该方法优选用在包括氮化物半导体的半导体器件中。

背景技术

每个都包括具有带隙宽于硅(Si)的III-V族化合物的半导体器件，现在成为感兴趣的主题。其中，包括氮化镓(GaN)的MISFET具有以下优势：1)高介电击穿电场，2)高电子饱和速度，3)热导率大，4)AlGaN和GaN之间的良好异质结成形性，以及5)无毒、安全的材料。

例如，日本未审专利申请公开No.2012-156164公开了具有第一凹槽部、比第一凹槽部浅的第二凹槽部和栅极部分的异质结半导体器件。

发明内容

本发明人通过研究和开发进行了认真研究，以改善包括这种氮化物半导体的半导体器件的性能。在这个过程中，他们对包括氮化物半导体的半导体器件的性能进行了研究，并且发现当增加阻挡层的Al浓度以减小导通电阻时，阈值电压会降低。

从本说明书和附图的描述，将说明其他问题和新的特征。

虽然在本文中公开了一些实施例，但可将典型的实施例简要概括如下。

以本申请公开的一个实施例说明的一种半导体器件，包括以该顺序提供在衬底上方的第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层和第三氮化物半导体层，以及布置在其间有栅极绝缘膜的第一开口中的栅极电极。第一开口穿过第三氮化物半导体层到达第二氮化物半导体层的中间。第一区域布置在第一开口的两侧上。靠近第一电极一侧上的第一区域中的二维电子气的浓度低于在靠近第一电极一侧上的第一区域端部和第一电极之间的、第二区域中的二维电子气的浓度。

以本申请公开的一个实施例说明的制造半导体器件的方法，包括在衬底上方以该顺序形成第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层和第三氮化物半导体层的步骤。该方法进一步包括形成沟槽的步骤，该沟槽具有穿过第一区域中的第三氮化物半导体层到达第二氮化物半导体层的中间的第一开口，以及到达第二区域中的第三氮化物半导体层的中间的第二开口。该方法进一步包括在其间有栅极绝缘膜的沟槽中形成栅极电极的步骤。

根据下面的以本申请公开的典型实施例说明的半导体器件，能够改善半导体器件的性能。

根据下面的以本申请公开的典型实施例说明的制造半导体器件的方法，能够制造具有良好性能的半导体器件。

附图说明

图1是示出第一实施例的半导体器件的配置的截面图。

图2是示出第一实施例的半导体器件的配置的平面图。

图3是示出第一实施例的半导体器件的配置的平面图。

图4是示出第一实施例的半导体器件的制造步骤的截面图。

图5是示出第一实施例的半导体器件的、图4之后的制造步骤的截面图。

图6是示出第一实施例的半导体器件的、图5之后的制造步骤的截面图。

图7是示出第一实施例的半导体器件的、图6之后的制造步骤的截面图。