场效应晶体管制造技术

一种场效应晶体管，通过开口部（121.1）的形成，在第一半导体层（110）的上表面中的、上方未形成第二半导体层（120）的部分的至少一部分形成绝缘体（130.1）。在开口部（121.1），以覆盖绝缘体（130.1）的方式形成源极电极（S10）。源极电极（S10）形成为，与第一半导体层（110）和上述第二半导体层（120）之间的界面相接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够适用于在民用设备的电源电路中使用的功率晶体管的场效应晶体管。
技术介绍
氮化物半导体与硅(Si)或GaAs等相比，禁带宽度、绝缘击穿电场、电子的饱和漂移速度都大。并且，在以(0001)面为主面的衬底上形成的由AlGaN / GaN形成的异质结构的晶体管中，通过自发极化以及压电极化在异质界面处产生二维电子气(以下也称为2DEG)。因此，该异质结构的晶体管中，即使什么都不掺杂也能得到IX IO13CnT2程度以上的层载流子一卜々^ ') 浓度的2DEG。将该高浓度的2DEG作为载流子使用的高电子迁移率晶体管(HEMT (High Electron Mobility Transistor))近年来受到注目，提出了各种HEMT结构(异质结)的场效应晶体管。图6是表示专利文献I所示的以往的场效应晶体管500的剖面结构的图。以下， 还将场效应晶体管仅称为FET (Field Effect Transistor)。并且，以下，还将FET仅称为器件。如图6所示，在场效应晶体管500中，在衬底501上层叠有由第一氮化物半导体 (GaN)形成的第一半导体层510 (动作层)和由第二氮化物半导体形成的第二半导体层520 (阻挡层)。第二氮化物半导体的禁带宽度大于第一氮化物半导体的禁带宽度。通过在第一半导体层510上形成第二半导体层520而形成异质结界面。因此，在第一半导体层510的异质结界面附近的区域形成2DEG层511。在第二半导体层520中形成有贯通该第二半导体层520而到达(接触)第 一半导体层 510 的开口部 521. 1,521. 2。另外，开口部521. 1、521. 2分别形成为，贯通2DEG层511并到达该2DEG层511下侧的区域。在开口部521.1的内部，通过埋入导电性材料而形成作为欧姆电极的源极电极 S50。并且，在开口部521. 2的内部，通过埋入导电性材料而形成作为欧姆电极的漏极电极 D50。在第二半导体层520上，形成作为肖特基电极的栅极电极G50。并且，栅极电极G50 形成在源极电极S50和漏极电极D50之间。另外，在源极电极S50、漏极电极D50以及栅极电极G50上，形成表面保护膜550。根据该结构，欧姆电极和2DEG层直接接触，因此能够降低欧姆电极的接触电阻。 以下，还将场效应晶体管500称为以往的FET。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007 - 329350号公报专利技术概要专利技术要解决的技术问题但是，在以往的FET中不能解决以下的问题。例如，在以往的FET中，能够通过增长栅极电极的宽度(源极一漏极间的电流路径的宽度)来减小导通(ON)时的电阻(导通电阻)。但是，在该以往的FET的第一半导体层510或第二半导体层520中，有存在图7的电子束显微镜照片所示那样的小的坑的情况。该坑是空隙状的缺陷。在坑存在的情况下， 坑和衬底之间的耐压下降。即，FET (器件)的耐压下降。所谓耐压是指能够对器件等施加的电压的极限值。因此，FET (器件)的耐压未达到用于被视为良品的规定耐压的概率增大，FET (器件)的成品率下降
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述的问题点而做出的，其目的在于提供一种能够抑制成品率的下降的场效应晶体管。用于解决技术问题的手段为了解决上述技术问题，本专利技术的某种方式的场效应晶体管具备衬底；第一半导体层，由第一氮化物半导体形成；以及第二半导体层，由禁带宽度比上述第一氮化物半导体的禁带宽度大的第二氮化物半导体形成；上述第一半导体层形成在上述衬底的上方，上述第二半导体层形成在上述第一半导体层上，在上述第二半导体层，形成贯通该第二半导体层而到达上述第一半导体层的开口部，通过上述开口部的形成，在上述第一半导体层的上表面中的、上方未形成上述第二半导体层的部分的至少一部分，形成绝缘体，在上述开口部，以覆盖上述绝缘体的方式形成电极，上述电极形成为，与上述第一半导体层和上述第二半导体层之间的界面相接。即，通过上述开口部的形成，在上述第一半导体层的上表面中的、上方未形成上述第二半导体层的部分的至少一部分，形成绝缘体。在上述开口部，以覆盖上述绝缘体的方式形成电极。上述电极形成为，与上述第一半导体层和上述第二半导体层之间的界面相接。这里，在第一半导体层中，假设在绝缘体的下部存在成为耐压下降的主要原因的缺陷(例如坑)。该情况下，通过绝缘体能够抑制缺陷和衬底之间的耐压的下降。即，通过绝缘体能够抑制场效应晶体管的耐压的下降。由此，即使在存在成为耐压下降的主要原因的缺陷的情况下，也能够抑制将场效应晶体管的耐压维持在用于被视为良品的规定耐压以上的概率的下降。S卩，能够抑制场效应晶体管的成品率的下降。并且，优选的是，在与上述第一半导体层和上述第二半导体层之间的界面的附近的区域相当的、上述第一半导体层的表面部，形成二维电子气层，上述电极形成为，贯通上述第二半导体层及上述二维电子气层。由此，电极与二维电子气层直接接触。因此，即使形成有绝缘体，也能够减小该电极的接触电阻。并且，优选的是，在上述第一半导体层及上述第二半导体层中，在与上述开口部的内侧的表面部相当的部分，掺杂有η型杂质。并且，优选的是，与上述开口部的内侧的表面部相当的部分包含上述第一半导体层和上述第二半导体层之间的界面的端部。并且，优选的是，还具备缓冲层，依次层叠上述衬底、上述缓冲层以及上述第一半导体层。并且，优选的是，上述绝缘体至少由AIN、SiO2, SiN、蓝宝石、金刚石以及绝缘性有机物中的任一种构成。专利技术效果根据本专利技术能够抑制成品率的下降。附图说明图图图图图图图1是表示第一实施方式的场效应晶体管的剖面结构的图。 2是示出了器件的元件面积与其成品率之间的关系的图。 3是用于说明存在缺陷的场效应晶体管的图。4是表示第二实施方式的场效应晶体管的剖面结构的图。 5是表示第三实施方式的场效应晶体管的剖面结构的图。 6是表示以往的场效应晶体管的剖面结构的图。7是表示六边形的坑的电子束显微镜照片。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。在以下的说明中，对同一构成要素附加了同一符号。它们的名称及功能也相同。因此，存在省略对他们的详细说明的情况。另外，实施方式中所例示的各构成要素的尺寸、材质、形状、它们的相对配置等可根据适用本专利技术的装置的结构或各种条件而适当地变更，本专利技术不限于这些例示。并且，各图中的各构成要素的尺寸存在与实际的尺寸不同的情况。<第一实施方式>图1是表不第一实施方式的场效应晶体管100的剖面结构的图。场效应晶体管 100是异质结场效应晶体管。并且，场效应晶体管100还是高电子迁移率晶体管(HEMT)。另外，在图1中示出了场效应晶体管100中不包含的表面保护膜150。另外，表面保护膜150 也可以包含在场效应晶体管100中。如图1 所示，场效应晶体管100具备衬底101、缓冲层102、第一半导体层110、第二半导体层120、源极电极S10、漏极电极D10、栅极电极G10、绝缘体130.1、130. 2。衬底101作为一例是P型的Si衬底。缓冲层102在衬底101上形成。缓冲层102具有将AlN (氮化铝)缓冲、AlN及GaN 形成了 100周期的超晶格结构。该AlN缓冲的膜厚例如为300nm。该超晶格结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.14 JP 2010-1601131.一种场效应晶体管，其特征在于，具备衬底；第一半导体层，由第一氮化物半导体形成；以及第二半导体层，由禁带宽度比上述第一氮化物半导体的禁带宽度大的第二氮化物半导体形成，上述第一半导体层形成在上述衬底的上方，上述第二半导体层形成在上述第一半导体层上，在上述第二半导体层，形成贯通该第二半导体层而到达上述第一半导体层的开口部， 通过上述开口部的形成，在上述第一半导体层的上表面中的、上方未形成上述第二半导体层的部分的至少一部分，形成绝缘体，在上述开口部，以覆盖上述绝缘体的方式形成电极，上述电极形成为，与上述第一半导体层和上述第二半导体层之间的界面相接。2.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，在与上述第一半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中健一郎，上田哲三，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：