半导体元件及其制造方法技术

技术编号：42922132 阅读：4 留言：0更新日期：2024-10-11 15:49

实现能够向2DEG层良好地接触的半导体元件及其制造方法。一种半导体元件，具有：基板(10)、设置在基板上且由III族氮化物半导体构成的沟道层(12)、以及在沟道层之上与之接触设置且由Al组成比沟道层高的III族氮化物半导体构成的势垒层(13)，上述半导体元件具有：凹陷(20)，其设置于势垒层表面的一部分区域，且成为达到沟道层的深度；以及电极，其设置为沿着凹陷进行被覆，凹陷具有：第1侧面，其是使势垒层暴露的面，且是相对于基板的主面具有角度的面；平台，其是与第1侧面连接，且使沟道层的表面暴露的面；以及第2侧面，其是与平台连接且沟道层暴露的面，并且是相对于基板的主面倾斜且其倾斜角度比第1侧面小的面。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体元件及其制造方法。

技术介绍

1、公知一种半导体元件，其具有将由gan构成的沟道层、由algan构成的势垒层依次层叠的异质结构造，使以形成于异质结界面的二维电子气体(2deg)层作为沟道来动作。

2、在这样的半导体元件中，存在如下情况：设置有凹陷构造，以使电极可与2deg层良好的接触(例如专利文献1)。凹陷构造是在势垒层表面的一部分区域设置深度达到沟道层的槽(凹陷)，使异质结界面在槽的侧面暴露，沿着凹陷的上表面、侧面、底面设置电极的构造。根据这样的构造，电极与2deg层接触，因此，能够减少接触电阻。

3、专利文献2、3记载有在凹陷的侧面设置了两级的倾斜而得到的hfet，并示出如下结构：凹陷侧面在势垒层暴露的位置处倾斜角度改变，使上级的侧面的倾斜比下级的侧面的倾斜平缓。专利文献4也示出改变了凹陷侧面的倾斜角度的结构。

4、专利文献1：日本特许第5329606号公报

5、专利文献2：日本特开2012-99542号公报

6、专利文献3：日本特许第5625314号公报

7、专利文献4：日本特许第7057473号公报

8、但是，由于凹陷通过干式蚀刻形成，所以导致产生凹陷的蚀刻损伤，且无法除去该蚀刻损伤。

9、此外，由于凹陷的侧面被赋予倾斜，所以algan层的实质上的厚度变薄，导致在凹陷附近处2deg浓度降低。

10、此外，当在凹陷处形成电极时，为了防止电极分断或是使电极不与2deg层接触，需要使电极高精度地遍布凹

技术实现思路

1、本专利技术是鉴于这样的背景而完成的，欲提供能够良好地向2deg层接触的半导体元件及其制造方法。

2、本专利技术的一方式是一种半导体元件，具有：基板、设置在上述基板上且由iii族氮化物半导体构成的沟道层、以及在上述沟道层之上与之相接设置且由al组成比上述沟道层高的iii族氮化物半导体构成的势垒层，在上述半导体元件中，具有：凹陷，其设置于上述势垒层表面的一部分区域，且深度达到上述沟道层的；以及电极，其设置为沿着上述凹陷进行被覆，上述凹陷具有：第1侧面，其是使上述势垒层暴露的面，且是相对于上述基板的主面具有角度的面；平台，其是与上述第1侧面连接，且使上述沟道层的表面暴露的面；以及第2侧面，其是与上述平台连接且上述沟道层暴露的面，是相对于上述基板的主面倾斜且其倾斜角度比上述第1侧面小的面。

3、另外，本专利技术的其他方式是一种半导体元件的制造方法，上述半导体元件具有：基板、设置在上述基板上且由iii族氮化物半导体构成的沟道层、以及在上述沟道层之上与之相接设置且由al组成比上述沟道层高的iii族氮化物半导体构成的势垒层，在上述半导体元件的制造方法中，具有：第1凹陷形成工序，在该工序中，对上述势垒层表面的预定区域进行干式蚀刻，形成侧面相对于上述基板的主面倾斜且底面比上述沟道层表面深的第1凹陷；第2凹陷形成工序，在该工序中，通过碱性溶液对上述第1凹陷的侧面进行湿式蚀刻，形成第2凹陷；以及电极形成工序，在该工序中，在上述势垒层之上以被覆上述第2凹陷的方式形成电极，该制造方法中，在上述第2凹陷形成工序中，对上述势垒层进行湿式蚀刻来形成相对于上述基板的主面具有角度的面亦即第1侧面，并且使上述沟道层的表面暴露来形成平台，对上述沟道层进行湿式蚀刻来形成相对于上述基板的主面倾斜且其倾斜角度比上述第1侧面小的面亦即第2侧面。

4、根据本专利技术，电极相对于凹陷的被覆性高，且能够防止电极的分断。作为其结果，能够减少电极的接触电阻。

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【技术保护点】

1.一种半导体元件，具有：基板、设置在所述基板之上且由III族氮化物半导体构成的沟道层、以及在所述沟道层之上与之相接设置且由Al组成比所述沟道层高的III族氮化物半导体构成的势垒层，

2.根据权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的半导体元件，其特征在于，

4.根据权利要求1或2所述的半导体元件，其特征在于，

5.一种半导体元件的制造方法，所述半导体元件具有：基板、设置在所述基板之上且由III族氮化物半导体构成的沟道层、以及在所述沟道层之上与之相接设置且由Al组成比所述沟道层高的III族氮化物半导体构成的势垒层，

6.根据权利要求5所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，

7.根据权利要求5或6所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，

8.根据权利要求5或6所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，

9.根据权利要求5或6所述的半导体元件的制造方法，其特征在于，

【技术特征摘要】

1.一种半导体元件，具有：基板、设置在所述基板之上且由iii族氮化物半导体构成的沟道层、以及在所述沟道层之上与之相接设置且由al组成比所述沟道层高的iii族氮化物半导体构成的势垒层，

2.根据权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的半导体元件，其特征在于，

4.根据权利要求1或2所述的半导体元件，其特征在于，

5.一种半导体元件的制造方法，所述半导体元件具有：基板、设...

【专利技术属性】
技术研发人员：井手公康，
申请(专利权)人：丰田合成株式会社，
类型：发明
国别省市：

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