[发明专利]半导体器件以及半导体器件的制造方法

说明书

本发明提供一种半导体器件以及半导体器件的制造方法，提高半导体器件(高电子迁移率晶体管)的特性。将具有缓冲层、沟道层、电子供给层、台面型的覆盖层、源电极(SE)、漏电极(DE)、将覆盖层覆盖的栅极绝缘膜(GI)以及形成于该栅极绝缘膜之上的栅电极(GE)的半导体器件设为以下结构。覆盖层与栅电极(GE)通过栅极绝缘膜(GI)而分离，覆盖层的漏电极(DE)侧和源电极(SE)侧的侧面呈锥形状。例如，覆盖层(台面部)的侧面的锥形角(θ1)为120度以上。根据上述结构，起到TDDB寿命的提高效果，另外，起到导通电阻变动的抑制效果。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，例如能够良好地利用于使用了氮化物半导体的半导体器件。

背景技术

GaN系氮化物半导体与Si、GaAs相比为宽禁带(wide band gap)且具有高电子迁移率，因此期望应用于高耐压、高输出、高频用途的晶体管，近年来，积极地进行着开发。即使在这种晶体管中，具有常闭(normally off)特性的晶体管也是有用的，研究了用于使晶体管具有常闭特性的结构。

例如在专利文献1(国际公开第2010/064706号)中公开了通过实用性的正栅极电压而导通并且能够进行高速动作的使用了III族氮化物半导体层的MIS型场效应晶体管。

另外，在专利文献2(日本特开2014-146744号公报)中公开了具有台面型(mesastyle)覆盖层(p型的GaN或AlGaN)并且覆盖层与栅电极进行肖特基连接的高电子迁移率晶体管。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/064706号

专利文献2：日本特开2014-146744号公报

发明内容

本申请发明人从事使用了氮化物半导体的半导体器件的研究开发，专心研究半导体器件的特性提高。研究用于使晶体管具有常闭特性的晶体管的结构(台面型MOS结构)。

然而，如后文中所述，在可靠性试验中确认了栅极绝缘膜的特性劣化(参照比较例)。特别是，在栅极绝缘膜的膜厚(d)小于台面部的膜厚(t)的情况下，栅极绝缘膜的特性劣化显著。

调查其原因的结果是，得知电场集中于台面部的加工边缘、栅电极的两端(下端的突起部、源电极侧、漏电极侧的两方)而导致栅极绝缘膜劣化。此外，该现象与在上述专利文献2中公开的导通电阻增加的现象完全相同，但是仍需要针对导通电阻增加的对策。

期望开发出一种解决这种问题并能够实现提高栅极绝缘膜的耐压、提高导通电阻的降低等元件特性的半导体器件。

其它课题和新特征能够通过本说明书的记述和附图而得以明确。

以下，简单地说明在本申请中公开的实施方式中代表性内容的概要。

本申请中公开的一个实施方式示出的半导体器件依次层叠有由第一氮化物半导体层构成的缓冲层、由第二氮化物半导体层构成的沟道层以及由第三氮化物半导体层构成的电子供给层，具有由形成于上述层之上的台面型的第四氮化物半导体层构成的覆盖层。而且，具有形成于覆盖层的一侧的源电极、形成于另一侧的漏电极以及隔着栅极绝缘膜而形成在覆盖层上的栅电极。覆盖层与栅电极通过栅极绝缘膜而分离，覆盖层在漏电极侧的端部和源电极侧的端部处使其膜厚逐渐减少。

本申请中公开的一个实施方式示出的半导体器件的制造方法具有将由氮化物半导体层构成的覆盖层加工成台面型的工序，该工序具有对氮化物半导体层进行蚀刻的工序以及对氮化物半导体层实施热处理的工序。而且，通过上述热处理，氮化物半导体层的侧面呈锥形状。

发明效果

根据在本申请中公开的、以下示出的代表性实施方式示出的半导体器件，能够提高半导体器件的特性。