專利名稱：場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一般半導(dǎo)體裝置，尤其涉及使用氮化物半導(dǎo)體的高輸出 場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
背景技術(shù)：
以GaN、 A1N、 InN或它們的混合晶體為代表的氮化物半導(dǎo)體，因帶 隙(bandgap)大，所以被用作短波長(zhǎng)發(fā)光元件。另一方面，這種帶隙大 的氮化物半導(dǎo)體在高電場(chǎng)下也不會(huì)產(chǎn)生擊穿，所以在高輸出電子元件中 的應(yīng)用也受到關(guān)注。關(guān)于這種高輸出電子元件，可以列舉高輸出場(chǎng)效應(yīng) 晶體管、尤其高輸出HEMT。
在使用這種氮化物半導(dǎo)體的高輸出電子元件中，以更高輸出動(dòng)作為 目標(biāo)，正在嘗試進(jìn)一步降低柵漏電流。
圖1表示把基于本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)的GaN設(shè)為電子傳輸層的高輸出 HEMT10的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)Dl， HEMT10形成于半絕緣性SiC基板ll上，在所述SiC基 板12上，利用非摻雜GaN構(gòu)成的電子傳輸層12形成為外延。
在所述電子傳輸層12上，隔著非摻雜AlGaN隔層13，利用n型 AlGaN構(gòu)成的電子供給層14形成為外延，在所述電子供給層14上，n 型GaN層15形成為外延。并且，伴隨所述電子供給層14的形成，在所 述電子傳輸層12中，沿著與所述隔層13的界面形成二維電子氣體 (2DEG) 12A。
另外，在所述n型GaN層15上形成有層疊了用于形成肖特基結(jié) (schottky junction)的Ni電極膜16A、和其上的低電阻Au膜16B的柵 電極16，且在所述柵電極16的兩側(cè)，為了直接接觸所述電子供給層14， 使層疊了 Ti膜和Al膜的歐姆電極17A、 17B遠(yuǎn)離所述柵電極16，分別形成為源電極和漏電極。
另外，為了覆蓋所述n型GaN層15的外露表面，形成有利用SiN 等構(gòu)成的鈍化膜18。在圖示的例子中，所述鈍化膜18覆蓋歐姆電極17A、 17B，并緊密接觸所述柵電極16的側(cè)壁面。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，利用所述AlGaN構(gòu)成的電子供給層14被不含鋁的n 型GaN層15覆蓋，所以能夠抑制因所述電子供給層14的表面中的鋁的 氧化導(dǎo)致的界面態(tài)的形成，抑制傳遞該界面態(tài)的漏電流，能夠使所述 HEMT10以高輸出動(dòng)作。
另一方面，近年來(lái)要求使用了這種GaN等氮化物半導(dǎo)體的高輸出 HEMT以更高輸出動(dòng)作，為了滿足這種要求，需要進(jìn)一步抑制在這種高 輸出HEMT中產(chǎn)生的漏電流、尤其在柵極一漏極之間產(chǎn)生的漏電流。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管包 括半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)，其包括由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的載流子傳輸層；柵 電極，其與所述載流子傳輸層中的溝道區(qū)域?qū)?yīng)地形成于所述半導(dǎo)體層 疊結(jié)構(gòu)上，并在第一側(cè)具有第一側(cè)壁面，在第二側(cè)具有第二側(cè)壁面；絕 緣膜，其直接形成于所述柵電極上，覆蓋所述第一側(cè)壁面和第二側(cè)壁面 中至少一方；第一歐姆電極，其形成于所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上的所述柵 電極的所述第一側(cè)；第二歐姆電極，其形成于所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上的 所述柵電極的所述第二側(cè)；和鈍化膜，其包括第一部分和第二部分，該 第一部分從所述第一歐姆電極朝向所述柵電極延伸，以便覆蓋所述半導(dǎo) 體層疊結(jié)構(gòu)的表面中的所述第一歐姆電極與所述柵電極之間的區(qū)域，該 第二部分從所述第二歐姆電極朝向所述柵電極延伸，以便覆蓋所述半導(dǎo) 體層疊結(jié)構(gòu)的表面中的所述第二歐姆電極與所述柵電極之間的區(qū)域，所 述絕緣膜至少與所述第一和第二鈍化膜部分接觸、且具有與所述鈍化膜 不同的成分。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面提供一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，該場(chǎng)效 應(yīng)晶體管在包括載流子傳輸層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上具有柵電極、源電極和漏電極，所述制造方法包括執(zhí)行以下處理的步驟在所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu) 上形成所述柵電極；在所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上形成覆蓋所述柵電極的鈍
化膜；在所述鈍化膜中形成用于露出所述柵電極的開口部；以及在所述 露出的柵電極上形成成分與所述鈍化膜不同的絕緣膜，以便所述絕緣膜 至少覆蓋所述柵電極的側(cè)壁面中、面向所述漏電極的一側(cè)的側(cè)壁面。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面提供一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，該場(chǎng)效 應(yīng)晶體管在包括載流子傳輸層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上具有柵電極、源電極和漏 電極，所述制造方法包括執(zhí)行以下處理的步驟在所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu) 上形成所述柵電極；在所述露出的柵電極上形成絕緣膜；以便所述絕緣 膜至少覆蓋所述柵電極的側(cè)壁面中、面向所述漏電極的一側(cè)的側(cè)壁面； 以及在所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上形成成分與所述絕緣膜不同的鈍化膜，以 便覆蓋形成有所述絕緣膜的所述柵電極。
根據(jù)本發(fā)明，在把氮化物半導(dǎo)體作為載流子傳輸層的高輸出場(chǎng)效應(yīng) 晶體管中，至少在漏電極的一側(cè)，利用成分與鈍化膜不同的絕緣膜覆蓋 柵電極側(cè)壁面，從而可以有效地抑制產(chǎn)生于柵電極和漏極區(qū)域之間的柵 極漏電流。


圖1是表示基于本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)的HEMT的結(jié)構(gòu)的圖。 圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的HEMT的結(jié)構(gòu)的圖。 圖3A是表示圖2中的HEMT的柵極一漏極間漏電流特性的圖。 圖3B是表示圖1中的HEMT的柵極一漏極間漏電流特性的圖。 圖4A是表示圖2中的HEMT的制造步驟的圖(之一)。 圖4B是表示圖2中的HEMT的制造步驟的圖(之二)。 圖4C是表示圖2中的HEMT的制造步驟的圖(之三)。 圖4D是表示圖2中的HEMT的制造步驟的圖(之四)。 圖4E是表示圖2中的HEMT的制造步驟的圖(之五)。 圖4F是表示圖2中的HEMT的制造步驟的圖(之六)。 圖5是表示圖2中的HEMT的一個(gè)變形例的圖。圖6是表示圖2中的HEMT的其他變形例的圖。 圖7是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的HEMT的結(jié)構(gòu)的圖。 圖8A是表示圖7中的HEMT的制造步驟的圖(之一)。 圖8B是表示圖7中的HEMT的制造步驟的圖(之二)。 圖8C是表示圖7中的HEMT的制造步驟的圖(之三)。 圖9是表示圖7中的HEMT的一個(gè)變形例的圖。 圖10是表示圖7中的HEMT的其他變形例的圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
10、 20、 40HEMT; 11、 21、 41半絕緣性SiC基板；12、 22、 42 GaN 電子傳輸層；12A、 22A、 42A二維電子氣體；13、 23、 43AlGaN隔層； 14、 24、 44 AlGaN電子供給層；15、 25、 45 GaN層；16、 26、 46柵電 極；16A、 26ANi層；16B、 26BAu層；17A、 27A、 47A源電極；17B、 27B、 47B漏電極；18、 28、 49鈍化膜；28A、 28B鈍化膜部分；28a、 28b鈍化膜端面；29、 48絕緣膜。
具體實(shí)施方式
[第1實(shí)施方式]
圖2表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的高輸出場(chǎng)效應(yīng)晶體管20的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D2，高輸出場(chǎng)效應(yīng)晶體管20是形成于半絕緣性SiC基板21 上的HEMT，在所述SiC基板21上，利用非摻雜GaN構(gòu)成的電子傳輸 層22形成為例如3pm厚的外延。
在所述電子傳輸層22上，隔著例如厚度為5nm的非摻雜AlGaN隔 層23，利用n型AlGaN構(gòu)成的、利用Si摻雜成電子濃度為5xl018cm—3 的、例如厚度為30nm的電子供給層24形成為外延，在所述電子供給層 24上，n型GaN層25形成為外延。并且，伴隨所述電子供給層24的形 成，在所述電子傳輸層22中，沿著與所述隔層23的界面形成二維電子 氣體(2DEG) 22A。另外，在所述n型GaN層25上形成有層疊了用于形成肖特基結(jié)的 Ni電極膜26A、和其上的低電阻Au膜26B的柵電極26，在所述柵電極 26的兩側(cè)，為了直接接觸所述電子供給層24，層疊了Ti膜和Al膜的歐 姆電極27A、 27B遠(yuǎn)離所述柵電極26，分別形成為源電極和漏電極。
另外，在所述HEMT20中形成有利用SiN等構(gòu)成的鈍化膜28，以便 覆蓋所述n型GaN層25的外露表面，但在本實(shí)施方式中，所述鈍化膜 28由覆蓋所述歐姆電極27A的第一鈍化膜部分28A、和覆蓋所述歐姆電 極27B的第二鈍化膜部分28B構(gòu)成，所述鈍化膜部分28A的面向所述柵 電極26的端面28a形成為，相對(duì)所述柵電極26中面向所述歐姆電極27A 的側(cè)壁面相隔0.5nm以上且500nm以下的距離。同樣，所述鈍化膜部分 28B的面向所述柵電極26的端面28b形成為，相對(duì)所述柵電極26中面 向所述歐姆電極27B的側(cè)壁面相隔0.5nm以上且500nm以下的距離。
另外，在本實(shí)施方式中，利用覆蓋所述柵電極26的側(cè)壁面的氧化鋁 構(gòu)成的絕緣膜29形成為0.5nm以上且500nm以下的膜厚，以便填滿所述 柵電極26與端面28a、 28b之間的間隙。這樣形成的絕緣膜29連續(xù)覆蓋 所述柵電極26的兩側(cè)壁面及上表面。
在圖示的例子中，HEMT20具有l(wèi)pm的柵極長(zhǎng)度，并形成為100(im 的柵極寬度。
圖3A表示針對(duì)所述圖2中的HEMT求出的柵極一漏極電流特性。 并且，在圖3A中，橫軸表示施加給所述柵電極26與作為漏電極的歐姆 電極27B之向的電壓，縱軸表示此時(shí)流過(guò)柵電極26和歐姆電極27B之間 的柵極漏電流。在圖中，橫軸的一個(gè)刻度為IOV，縱軸的一個(gè)刻度為lOpA。
參照?qǐng)D3A得知，由于所述HEMT20是高輸出動(dòng)作，所以即使在柵 電極26和歐姆電極27B之間被施加50V電壓，漏電流也仍為1jiA左右。
相比之下，圖3B是表示使所述圖1中的HEMT10形成為與圖2中 的HEMT20相同尺寸時(shí)的、與圖3A相同的柵極漏電流特性的圖。在圖 3B中，橫軸表示施加給所述柵電極16與作為漏電極的歐姆電極17B之 間的電壓，縱軸表示此時(shí)流過(guò)柵電極16和歐姆電極17B之間的柵極漏電 流。與圖3A相同，橫軸的一個(gè)刻度為10V，縱軸的一個(gè)刻度為10pA。
9參照?qǐng)D3B得知，在不設(shè)置所述絕緣膜29的結(jié)構(gòu)中，在柵極一漏極間電壓每超過(guò)20V時(shí)，柵極漏電流上升，在柵極一漏極間電壓達(dá)到50V時(shí)，柵極漏電流超過(guò)50i^A。
下面，參照?qǐng)D4A 4E說(shuō)明圖2所示的HEMT20的制造步驟。
參照?qǐng)D4A，利用MOCVD法，分別按照前面說(shuō)明的膜厚，在所述SiC基板21上依次層疊所述非摻雜GaN層22、 AlGaN隔層23、n型AlGaN電子供給層24和n型GaN層25，得到半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)。
然后，在圖4B所示的步驟中，在所述圖4A所示的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)中的所述n型GaN層25中，通過(guò)使用了氯氣的干式蝕刻形成使露出其下面的n型AlGaN電子供給層24的開口部，通過(guò)蒸鍍和浮脫(liftoff)接觸所述電子供給層24，形成所述Ti/Al電極27A、 27B。在此，所述開口部也可以形成為多少進(jìn)入所述電子供給層24中。在圖4B所示的步驟中，還在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行600'C的熱處理，使所述電極27A、 27B歐姆接觸所述電子供給層24。
然后，在圖4C所示的步驟中，在所述圖4B所示的結(jié)構(gòu)上，利用等離子CVD法形成SiN鈍化膜28，在圖4D所示的步驟中，在所述SiN鈍化膜28中，對(duì)應(yīng)所述柵電極26的形成區(qū)域，通過(guò)光刻形成略大于柵電極26的柵極長(zhǎng)度的開口部28C。由此，所述鈍化膜28被分割為由端面28a劃分形成的鈍化膜部分28A和由端面28b劃分形成的鈍化膜部分28B。
然后，在圖4E所示的步驟中，在所述開口部28C中形成略小于所述開口部28C的開口部，通過(guò)蒸鍍和浮脫，形成層疊了Ni層26A和Au層26B的柵電極26，并使其遠(yuǎn)離所述鈍化膜28的端面28a、 28b。
另外，在圖4F所示的步驟中，在圖4E所示的結(jié)構(gòu)上，為了填充所述柵電極26與SiN鈍化膜部分28A或28B之間的間隙，利用MOCVD法形成所述氧化鋁膜29，從而得到圖2所示的HEMT20。
另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)置掩模來(lái)進(jìn)行所述圖4F中的絕緣膜49的堆積步驟，如圖5所示，也可以使所述絕緣膜29形成為只覆蓋所述柵電極26的側(cè)壁面中、漏電極27B側(cè)的側(cè)壁面。這樣，在只覆蓋所述柵電極26的側(cè)壁面中的漏電極27B側(cè)的側(cè)壁面時(shí)，也能夠獲得前面在圖3A、 3B中說(shuō)明的柵極漏極電流的抑制效果。
另外，在圖2所示的HEMT20中，如圖6所示，也可以在所述絕緣 膜29上層疊Si02膜30，從而形成SiN膜與Si02膜的層疊膜等的多層膜。
另外，在上述的結(jié)構(gòu)中，所述絕緣膜29不限于氧化鋁，也可以是氮 化鋁、氧化鉀、氧化鎳、氟化硅或氧化銅，還可以是如圖6所示包括這 些膜的多層膜。另外，所述鈍化膜不限于SiN，也可以使用Si02等。
另外，在本實(shí)施方式中，所述電子傳輸層22不限于GaN，也可以使 用其他氮化物半導(dǎo)體、例如AlN或InN、或者它們的混合晶體。
另外，半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)不限于本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，只要是HEMT結(jié) 構(gòu)即可，例如也可以使用沒(méi)有GaN間隙層的結(jié)構(gòu)。
另外，在所述圖4D所示的步驟中，所述開口部28C例如也可以先 形成柵電極26，再在所述柵電極26的側(cè)壁面上利用Si02等蝕刻選擇性 與SiN鈍化膜28不同的絕緣膜形成側(cè)壁絕緣膜，在形成鈍化膜28后， 通過(guò)蝕刻去除該側(cè)壁絕緣膜，從而可以自匹配地形成。
另外，在本實(shí)施方式中，所述基板21也可以使用導(dǎo)電性SiC基板和 藍(lán)寶石基板取代半絕緣性SiC基板。
圖7表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的高輸出場(chǎng)效應(yīng)晶體管40的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D7，高輸出場(chǎng)效應(yīng)晶體管40是形成在半絕緣性SiC基板41 上的HEMT，在所述SiC基板61上，利用非摻雜GaN構(gòu)成的電子傳輸 層42形成為例如厚3|^m的外延。
在所述電子傳輸層42上，隔著例如厚度為5nm的非摻雜AlGaN隔 層43，利用n型AlGaN構(gòu)成的、利用Si摻雜成電子濃度為5xl018cirT3 的、例如厚度為30nm的電子供給層44形成為外延，在所述電子供給層 44上，n型GaN層45形成為外延。并且，伴隨所述電子供給層44的形 成，在所述電子傳輸層42中，沿著與所述隔層43的界面形成二維電子 氣體(2DEG) 42A。
另外，在所述n型GaN層45上形成有利用形成肖特基結(jié)的Ni膜構(gòu)成的柵電極46，在所述柵電極46的兩側(cè)，為了直接接觸所述電子供給層 44，層疊了 Ti膜和Al膜的歐姆電極47A、 47B遠(yuǎn)離所述柵電極46，分
別形成為源電極和漏電極。
另外，在所述HEMT40中形成有膜厚為0.05nm 500nm的絕緣膜 48，其利用通過(guò)使所述Ni電極46氧化形成的氧化鎳膜構(gòu)成，以便連續(xù) 覆蓋所述柵電極46的兩側(cè)壁面和上表面。
在這種結(jié)構(gòu)中，在所述柵電極48和源電極47A、柵電極48和漏電 極48B之間，露出所述n型GaN層45，所述GaN層24的外露表面被鈍 化膜49覆蓋，該鈍化膜49利用SiN或Si02構(gòu)成，并以包括所述柵電極 48在內(nèi)的方式連續(xù)覆蓋所述源電極47A到漏電極47B。
在這種結(jié)構(gòu)中，通過(guò)形成所述絕緣膜48,與前面在圖3A、 3B中說(shuō)
明的相同，也可以抑制柵極漏電流。
下面，參照?qǐng)D8A 8C說(shuō)明圖7所示HEMT的制造步驟。
首先進(jìn)行與圖4A 4B相同的步驟，形成在SiC基板41上層疊了半 導(dǎo)體層42 45的層疊結(jié)構(gòu)體，再形成源極和漏電極47A、 47B,然后在 圖8A所示的步驟中，通過(guò)蒸鍍和浮脫步驟形成所述柵電極46。
然后，在圖8B所示的步驟中，對(duì)圖8A所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行氧氣氛圍下 的熱處理或氧氣等離子處理，在所述柵電極46的側(cè)壁面和上表面形成氧 化膜作為所述絕緣膜48。這樣形成的絕緣膜48包含作為構(gòu)成元素的、構(gòu) 成所述柵電極46的金屬元素。在所述氧化處理或氧氣等離子處理期間， 所述源電極47A和漏電極47B被Si02膜等掩模圖案(未圖示)覆蓋。
另外，在圖8C所示的步驟中，在去除該掩模圖案后，利用等離子 CVD法形成SiN膜或SiOj莫作為鈍化膜49。
另外，在本實(shí)施方式中，關(guān)于絕緣膜48在所述柵電極46上的形成， 通過(guò)利用掩模圖案部分地覆蓋所述柵電極46，如圖9的變形例所示，可 以只形成于覆蓋所述柵電極46的側(cè)壁面中面向漏電極47B的一側(cè)。
作為所述絕緣膜48，不限于前面說(shuō)明的氧化膜，也可以是氮化膜或 氟化膜。這種氮化膜或氟化膜可以通過(guò)使所述柵電極46暴露于氮?dú)獾入x 子或氟氣等離子中而形成。另外，如圖10的變形例所示，通過(guò)在所述絕緣膜48上利用例如氧
化處理、氮化處理、氟化處理或CVD法形成其他絕緣膜48A,也可以形 成多層膜。
在本實(shí)施方式中，所述電子傳輸層22不限于GaN，也可以使用其他 氮化物半導(dǎo)體、例如AlN或InN、或者它們的混合晶體。
另外，半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)不限于本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，只要是HEMT結(jié) 構(gòu)即可，例如也可以使用沒(méi)有GaN間隙層的結(jié)構(gòu)。
另外，在本實(shí)施方式中，所述基板21也可以使用導(dǎo)電性SiC基板和 藍(lán)寶石基板取代半絕緣性SiC基板。
并且，在本實(shí)施例中，所述柵電極46不限于Ni，也可以使用在Cu 和Pd、 Pt等與氮化物半導(dǎo)體膜之間產(chǎn)生肖特基結(jié)的金屬膜。
另外，在以上的說(shuō)明中說(shuō)明了半導(dǎo)體裝置為HEMT的情況，但本發(fā) 明也可以適用于MESFET等其他化合物半導(dǎo)體裝置。
以上關(guān)于本發(fā)明說(shuō)明了優(yōu)選的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于這種特定的 實(shí)施例，可以在權(quán)利要求書記載的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形及變更。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明，在把氮化物半導(dǎo)體作為載流子傳輸層的高輸出場(chǎng)效應(yīng) 晶體管中，對(duì)于柵電極側(cè)壁面，至少在漏電極的一側(cè)利用成分與鈍化膜 不同的絕緣膜覆蓋，由此可以有效抑制產(chǎn)生于柵電極和漏極區(qū)域之間的 柵極漏電流。
權(quán)利要求
1. 一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)，其包括由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的載流子傳輸層；柵電極，其與所述載流子傳輸層中的溝道區(qū)域?qū)?yīng)地形成于所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上，并在第一側(cè)具有第一側(cè)壁面，在第二側(cè)具有第二側(cè)壁面；絕緣膜，其直接形成于所述柵電極上，覆蓋所述第一側(cè)壁面和第二側(cè)壁面中至少一方；第一歐姆電極，其形成于所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上的所述柵電極的所述第一側(cè)；第二歐姆電極，其形成于所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上的所述柵電極的所述第二側(cè)；和鈍化膜，其包括第一部分和第二部分，該第一部分從所述第一歐姆電極朝向所述柵電極延伸，以便覆蓋所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的表面中的所述第一歐姆電極與所述柵電極之間的區(qū)域，該第二部分從所述第二歐姆電極朝向所述柵電極延伸，以便覆蓋所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的表面中的所述第二歐姆電極與所述柵電極之間的區(qū)域，所述絕緣膜至少與所述第一和第二鈍化膜部分接觸、且具有與所述鈍化膜不同的成分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述絕緣膜由構(gòu)成 所述柵電極的金屬元素的氧化物、氮化物或氟化物構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述絕緣膜是包括 由構(gòu)成所述柵電極的金屬元素的氧化物、氮化物或氟化物構(gòu)成的層的多 層膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述絕緣膜由氧化 鋁、氮化鋁、氧化鉀、氧化鎳、氟化鎳、氧化銅中的任一種構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述絕緣膜具有 0.5nm以上且500nm以下的膜厚。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述絕緣膜形成為連續(xù)覆蓋所述柵電極的所述第一側(cè)壁面和第二側(cè)壁面及上表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述鈍化膜由氮化 硅膜或氧化硅膜構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，所述電子傳輸層由 GaN、 A1N、 InN中的任一種構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中， 所述半導(dǎo)體裝置是HEMT，所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)在所述載流子傳輸層上具有由氮化物半導(dǎo)體構(gòu) 成的載流子供給層，在所述載流子傳輸層中形成有二維載氣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中，在所述半導(dǎo)體層 疊結(jié)構(gòu)中的所述載流子供給層和所述柵電極之間，形成有不含鋁的氮化 物半導(dǎo)體層。
11. 一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管在包括載流子傳 輸層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上具有柵電極、源電極和漏電極，所述制造方法包括 執(zhí)行以下處理的步驟在所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上形成所述柵電極； 在所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上形成覆蓋所述柵電極的鈍化膜； 在所述鈍化膜中形成用于露出所述柵電極的開口部；以及 在所述露出的柵電極上形成成分與所述鈍化膜不同的絕緣膜，以便所述絕緣膜至少覆蓋所述柵電極的側(cè)壁面中、面向所述漏電極的一側(cè)的側(cè)壁面。
12. —種場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管在包括載流子 傳輸層的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上具有柵電極、源電極和漏電極，所述制造方法包 括執(zhí)行以下處理的步驟在所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上形成所述柵電極；在所述露出的柵電極上形成絕緣膜，以便所述絕緣膜至少覆蓋所述 柵電極的側(cè)壁面中、面向所述漏電極的一側(cè)的側(cè)壁面；以及在所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上形成成分與所述絕緣膜不同的鈍化膜，以便覆蓋形成有所述絕緣膜的所述柵電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造方法，其中，所述 絕緣膜通過(guò)所述柵電極的氧化處理、氮化處理、氟化處理中的任一種處 理而形成。
全文摘要
一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)，其包括由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的載流子傳輸層；柵電極，其與所述載流子傳輸層中的溝道區(qū)域?qū)?yīng)地形成于所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上，并在第一側(cè)具有第一側(cè)壁面，在第二側(cè)具有第二側(cè)壁面；絕緣膜，其直接形成于所述柵電極上，覆蓋所述第一側(cè)壁面和第二側(cè)壁面中至少一方；第一歐姆電極，其形成于所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上的所述柵電極的所述第一側(cè)；第二歐姆電極，其形成于所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)上的所述柵電極的所述第二側(cè)；和鈍化膜，其包括第一部分和第二部分，該第一部分從所述第一歐姆電極朝向所述柵電極延伸，以便覆蓋所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的表面中的所述第一歐姆電極與所述柵電極之間的區(qū)域，該第二部分從所述第二歐姆電極朝向所述柵電極延伸，以便覆蓋所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的表面中的所述第二歐姆電極與所述柵電極之間的區(qū)域，所述絕緣膜至少與所述第一和第二鈍化膜部分接觸、且具有與所述鈍化膜不同的成分。
文檔編號(hào)H01L29/778GK101506958SQ20068005568
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者岡本直哉, 多木俊裕 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社