專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中討論的實(shí)施方案涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
氮化物半導(dǎo)體如GaN、AlN及InN等或者作為這些氮化物半導(dǎo)體的混合晶體的材料具有寬的帶隙并且被用于高功率電子器件、短波長發(fā)光器件等。其中針對高功率器件，正在開發(fā)關(guān)于場效應(yīng)晶體管(FET)或者更具體地關(guān)于高電子遷移率晶體管(HEMT)的技木。這種基于HEMT的氮化物半導(dǎo)體被用于高功率且高效率放大器、大功率開關(guān)器件等。例如，作為ー種氮化物半導(dǎo)體的GaN具有3. 4eV的帶隙，其寬于Si的帶隙(1.1eV) 或GaAs的帶隙(1. 4eV)，并且具有高擊穿電場強(qiáng)度。在GaN基HEMT中，形成有AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且GaN被用作電子溝道層，AlGaN被用作電子供給層。由于AlGaN與GaN之間的晶格常數(shù)的差異所導(dǎo)致的晶格畸變，該AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)引起了壓電極化，從而在GaN層中靠近界面處產(chǎn)生了高濃度的ニ維電子氣(2DEG)。這種GaN基HMET的應(yīng)用尤其關(guān)于用于電動車輛的高效率開關(guān)元件、高耐壓功率元件等正在進(jìn)行研究。從電路設(shè)計等方面來考慮等，強(qiáng)烈期望這種高耐壓功率元件具有常斷型特性。然而，因?yàn)楦邼舛鹊?DEG是由于極化差異所導(dǎo)致的，所以具有AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的HEMT很難成為常斷型。作為在不增加導(dǎo)通電阻的情況下使具有AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的HEMT為常斷型的方法，公開了在柵電極的正下方層疊P-GaN層的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以從位于柵電極正下方的P-GaN層注入空穴，使得可以降低電子溝道層中2DEG的電子濃度。因此，可以將閾值電壓轉(zhuǎn)移至正極側(cè)，使得HEMT為常斷型而不增加導(dǎo)通電阻。專利文獻(xiàn)日本公開特許公報號2002-35925專利文獻(xiàn)日本公開特許公報號2008-98434現(xiàn)在將參考圖1A和圖1B對具有P-GaN層的常規(guī)HENT的示例進(jìn)行詳細(xì)描述。在具有該結(jié)構(gòu)的HEMT中，在Si等襯底911上形成有緩沖層912、電子溝道層913以及電子供給層914。此外，在電子供給層914上待形成柵電極921的區(qū)域處形成有P-GaN層915。柵電極921形成在P-GaN層915上。源電極922和漏電極923形成在電子供給層914上。在具有該結(jié)構(gòu)的HEMT中，在電子溝道層913中靠近形成電子溝道層913的i_GaN與形成電子供給層914的1-AlGaN的界面處產(chǎn)生了 2DEG 913a。然而，p_GaN層915的形成能夠耗盡來自位于柵電極921正下方的2DEG 913a的部分的電子，從而使其可以為常斷型。注意，在具有該結(jié)構(gòu)的HEMT中，因?yàn)槠谕谋M來自位于柵電極921正下方的2DEG 913a的部分的電子，所以P-GaN層915通常形成為與柵電極921的形狀基本相同的形狀。當(dāng)向如圖1A所示的形成有p-GaN層915的HEMT的源極與漏極之間施加電壓吋，則產(chǎn)生如圖1B所示的電場。更具體地，電場在柵極921的靠近漏極923的一側(cè)達(dá)到峰值，從而產(chǎn)生電場在該位置處集中的狀態(tài)。當(dāng)電場如上所述集中吋，HEMT的總耐壓減小。這可降低HEMT的可靠性并且由于施加在源極和漏極之間的電壓甚至導(dǎo)致HEMT擊穿。

發(fā)明內(nèi)容
在使用氮化物半導(dǎo)體例如GaN等作為半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體器件中，這些實(shí)施方案的目的是提供可以在不増加導(dǎo)通電阻的情況下被設(shè)置為常斷型的高度可靠的半導(dǎo)體器件及其制造方法。根據(jù)實(shí)施方案的ー個方面，半導(dǎo)體器件包括形成在襯底上的第一半導(dǎo)體層；形成在第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層；形成在第二半導(dǎo)體層上的第三半導(dǎo)體層；形成在第三半導(dǎo)體層上的柵電扱；以及形成為與第二半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極，其中第三半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料摻雜有P型雜質(zhì)元素；并且第三半導(dǎo)體層具有朝著設(shè)置漏電極的ー側(cè)突出超過柵電極的邊緣的突出區(qū)域。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將借助于在權(quán)利要求中具體指出的要素及其 組合來實(shí)現(xiàn)和獲得。應(yīng)當(dāng)理解，上述總體描述和以下的詳細(xì)描述兩者都是示例性和說明性的而不是對所要求保護(hù)的本發(fā)明的限制。


圖1A是常規(guī)GaN基HEMT的結(jié)構(gòu)圖，圖1B是示出其電場強(qiáng)度的圖；圖2A是根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的說明圖，圖2B是示出其電場強(qiáng)度的圖；圖3A至圖3C是根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖(I)；圖4A和圖4B是根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖(2)；圖5是根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中的漏極電壓和漏極電流的特性圖；圖6是根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖7A至圖7C是根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖(I)；圖8A至圖SC是根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖(2)；圖9是根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖(3)；圖10是根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中突出區(qū)域的厚度和漏極電壓的特性圖；圖11是根據(jù)第三實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖12A至圖12C是根據(jù)第三實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖⑴；圖13A至圖13C是根據(jù)第三實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖⑵；圖14是根據(jù)第三實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖(3)；圖15是根據(jù)第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖16A至圖16C是根據(jù)第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖⑴；圖17A至圖17C是根據(jù)第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的制造方法的過程圖⑵；圖18是根據(jù)第五實(shí)施方案的分立封裝的半導(dǎo)體器件的說明圖；圖19是根據(jù)第五實(shí)施方案的電源裝置的電路圖；以及圖20是根據(jù)第五實(shí)施方案的高功率放大器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將對實(shí)施方案進(jìn)行描述。注意，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的要素并且省略其描述。第一實(shí)施方案半導(dǎo)體器件參考圖2A和圖2B對根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件進(jìn)行描述。如圖2A所示，在根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，在襯底11上依次形成有緩沖層12、用作第一半導(dǎo)體層的·電子溝道層13以及用作第二半導(dǎo)體層的電子供給層14。在電子供給層14的預(yù)定區(qū)域上，形成有用作第三半導(dǎo)體層的P-GaN層15，并且在如此形成的p-GaN層15上形成有柵電極21。此外，在電子供給層14上形成有源電極22和漏電極23。在本實(shí)施方案中，P-GaN層15使用摻雜有p型雜質(zhì)元素Mg的GaN。因而，在本實(shí)施方案中，p-GaN層15也可以被稱為P型摻雜層。此外，第三半導(dǎo)體層可以是任意層，只要是由P型氮化物半導(dǎo)體形成即可。在本實(shí)施方案中，P-GaN層15和柵電極21以如下方式形成在朝向漏電極23的ー側(cè)上，使P-GaN層15的邊緣15a定位成相比柵電極21的邊緣21a更靠近漏電極23。在本實(shí)施方案的描述中，假定P-GaN層15的邊緣15b與柵電極21的邊緣21b在朝向源電極22的ー側(cè)上彼此對準(zhǔn)。作為ー個替代方案，邊緣15b與邊緣21b彼此沒有對準(zhǔn)。因此，p-GaN層15沿著源電極22至漏電極23的方向的寬度15W形成為使得沿著從源電極22至漏電極23的方向的寬度15W大于柵電極21的寬度21W。因而，在p_GaN層15中，形成了朝著漏電極23突出超過柵電極21的突出區(qū)域16。當(dāng)p-GaN層15的邊緣15b與柵電極21的邊緣21b彼此對準(zhǔn)時，突出區(qū)域16在朝向漏電極23的方向上的寬度Wl為15W-21W。如上所述的根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了例如圖2B中由實(shí)線2A所示的電場分布。注意，虛線IA是圖1B中示出的那條線并且由圖1A所示的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生。在根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，如由實(shí)線2A所示，電場在兩處集中，ー處在柵電極21的邊緣21a附近，另ー處在p-GaN層15的邊緣15a附近。因此，可以減小在電場集中處電場強(qiáng)度的峰值。據(jù)推斷，如上所述的電場在兩處集中的原因是在位于柵電極21以及p-GaN層15正下方的區(qū)域處2DEG 13a中的布居(electron population)減少，從而導(dǎo)致如下所述的電場擴(kuò)散。因此，通過在朝向漏電極23的ー側(cè)形成比柵電極21的邊緣21a更靠近漏電極23的p-GaN層15的邊緣15a，可以減小電場強(qiáng)度的峰值并且可以增加半導(dǎo)體器件的總耐壓。因而，在本實(shí)施方案中，位于p-GaN層15正下方的具有電子耗盡區(qū)域的2DEG 13a形成在電子溝道層13中靠近電子溝道層13與電子供給層14的界面處。當(dāng)p-GaN層15的邊緣15a相比柵電極21的邊緣21a過于靠近漏電極23時，電子耗盡區(qū)域在2DEG 13a中擴(kuò)大。這樣的布置不是優(yōu)選的，因?yàn)檫@增加了導(dǎo)通電阻。因此，優(yōu)選地，突出區(qū)域16的寬度Wl滿足Wl ^ 0. 8 XD，或更優(yōu)選地，Wl ^ 0. 5 XD，其中D是柵電極21與漏電極23之間的距離。如果0 く W1，則可以獲得本實(shí)施方案的效果。然而，在P-GaN層15的邊緣15a與柵電極21的邊緣21a彼此過于靠近吋，電場集中沒有緩和。因此，優(yōu)選地，突出區(qū)域16的寬度Wl滿足IOOnm ( W1，或更優(yōu)選地，200nm ( Wl。半導(dǎo)體器件制造方法接下來，參考圖3A至圖3C和圖4A至圖4B對制造根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行描述。首先，如圖3A所示，借助于MOVPE方法通過外延生長各個層而在襯底11上形成緩沖層12、電子溝道層13、電子供給層14以及待由其形成P-GaN層15的p_GaN膜15A的氮化物半導(dǎo)體層。在本實(shí)施方案中，例如可以通過以下過程來形成緩沖層12 :首先形成約160nm厚的AlN緩沖層，然后在如此形成的AlN緩沖層上形成約500nm厚的AlGaN緩沖層。用作第一半導(dǎo)體層的電子溝道層13由約Ium厚的GaN形成。用作第二半導(dǎo)體層的電子供給層14由約20nm厚的AlGaN形成。由其形成用作第三半導(dǎo)體層的p_GaN層15的p-GaN膜15A形成為具有約IOOnm的厚度并且摻雜有作為雜質(zhì)元素的Mg。P-GaN膜15A還可以包含In，Al等。
當(dāng)通過MOVPE形成這些氮化物半導(dǎo)體層的膜時，將TMA(三甲基鋁)用作Al的源氣體，TMG(三甲基鎵)用作Ga的源氣體，NH3(氨)用作N的源氣體。此外，Cp2Mg(ニ(環(huán)戊ニ烯基)鎂)用作Mg的源氣體。將這些源氣體與氫氣(H2)載氣一起供應(yīng)至MOVPE裝置的反應(yīng)室。當(dāng)形成氮化物半導(dǎo)體層時，以IOOsccm至lOOOOsccm的流量來供應(yīng)氨氣。此外，當(dāng)形成氮化物半導(dǎo)體層時，生長壓カ為50托至300托并且生長溫度為1000°C至1200°C。作為ー個替代方案，可以通過分子束外延(MBE)沉積代替MOVPE來形成上述氮化物半導(dǎo)體層。對于襯底11，例如，可以使用藍(lán)寶石襯底、Si襯底或SiC襯底。在本實(shí)施方案中，將Si (III)襯底用作襯底11。緩沖層12中的AlGaN緩沖物以這樣的方式形成當(dāng)AlGaN緩沖物表示為AlxGagN時，X的值滿足0.2 <X<0. 8。當(dāng)電子供給層14表示為AlxGa1J吋，電子供給層14形成為使得X具有0.1至0. 3的值。在本實(shí)施方案中，電子供給層14形成為使得X的值為0. 2或Ala2Gaa8N。電子供給層14可以是1-AlGaN或n-AlGaN。當(dāng)形成n型AlGaN時，摻雜Si作為雜質(zhì)元素，使得Si的濃度為I X IO18CnT3至I X IO20CnT3,或者例如I X 1019cnT3。在這種情況下，例如，可以將SiH4或類似物質(zhì)用作Si源氣體。由其形成p-GaN層15的p_GaN膜15A由摻雜有作為雜質(zhì)元素的Mg的GaN形成，其中Mg的摻雜濃度為5X IO18CnT3至5X 102°cnT3。在本實(shí)施方案中，用Mg對p-GaN膜15A進(jìn)行摻雜，使得雜質(zhì)濃度為I X 1019cm_3。剛沉積后的p-GaN膜15A在膜內(nèi)包括氫原子，并且這樣的氫原子與Mg結(jié)合。因而，Mg未被活化從而膜仍是高電阻性的。因此，在沉積之后在氮環(huán)境中進(jìn)行熱處理或類似處理以使氫原子從P-GaN膜15A脫附使得膜為p型的。在本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，P-GaN膜15A形成為具有在IOnm至150nm范圍內(nèi)的膜厚度。接下來，如圖3B所示，在p-GaN膜15A上形成光刻膠圖案31。具體地，通過在p_GaN膜15A之上涂覆光刻膠，然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理而在形成p-GaN層15的區(qū)域上形成光刻膠圖案31。接下來，如圖3C所示，使用反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)或類似方法進(jìn)行干法蝕刻以從未形成光刻膠圖案31的暴露區(qū)移除P-GaN膜15A，從而形成p-GaN層15。以該方法，可以在電子供給層14的預(yù)定區(qū)上形成P-GaN層15。在通過RIE或類似方法的干法蝕刻中，氯氣例如C12、BC13等可以用作蝕刻氣體。之后，用有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)移除光刻膠圖案31。接下來，如圖4A所示，在電子供給層14上形成源電極22和漏電極23。具體地，通過在電子供給層14之上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來形成光刻膠圖案(圖中未示出)。光刻膠圖案在待形成源電極22和漏電極23的區(qū)域之上具有開ロ。接著，沉積Ti/Al多層金屬膜，然后將其浸入到有機(jī)溶劑或類似物中以通過剝離方法將沉積在光刻膠圖案上的Ti/Al多層金屬膜連同光刻膠圖案本身一起移除。因而，形成了由Ti/Al制成的源電極22和漏電極23。在Ti/Al多層金屬膜中，Ti的厚度約為30nm，Al的厚度約為300nm。接著，以約600°C的溫度進(jìn)行快速熱退火(RTA)以形成歐姆接觸。接下來，如圖4B所示，在p-GaN層15上形成柵電極21。柵電極21形成為使得P-GaN層15具有預(yù)定的突出區(qū)域16。具體地，通過在P-GaN層15上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來形成光刻膠圖案(圖中未示出)。光刻膠圖案在待形成柵電 極21的區(qū)域之上具有開ロ。接著，沉積Ni/Au多層金屬膜，然后將其浸入有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)中以通過剝離方法將沉積在光刻膠圖案上的Ni/Au多層金屬膜連同光刻膠圖案本身一起移除。因而，形成了由Ni/Au制成的柵電極21。在Ni/Au多層金屬膜中，Ni的厚度約為IOOnm,Au的厚度約為300nm。在如上所述形成的根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中,p_GaN層15上的突出區(qū)域16的寬度Wl約為2 u m。作為實(shí)施例1，在圖5中示出了根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中漏極電壓與漏極電流之間的關(guān)系。對比例I是具有如在圖1中示出的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，在對比例I中，除了在P-GaN層915上沒有形成突出區(qū)域外，半導(dǎo)體器件是在與實(shí)施例1的條件基本相同的條件下制造的。如圖5所示，根據(jù)本實(shí)施方案的實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的耐壓約為90V以上，而根據(jù)對比例I的半導(dǎo)體器件的耐壓約為40V。因此，可以提高絕緣耐壓。如上所述，根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的絕緣耐壓提高的原因是通過在P-GaN層15上形成突出區(qū)域16緩和了電場集中。第二實(shí)施方案接下來，對根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件進(jìn)行描述。如圖6所示，在根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，在襯底11上依次形成有緩沖層12、用作第一半導(dǎo)體層的電子溝道層13以及用作第二半導(dǎo)體層的電子供給層14。在電子供給層14的預(yù)定區(qū)域上形成有用作第三半導(dǎo)體層的P-GaN層115，并且在如此形成的p-GaN層115上形成有柵電極21。此外，在電子供給層14上形成有源電極22和漏電極23。在本實(shí)施方案中，P-GaN層115使用摻雜有P型雜質(zhì)元素Mg的GaN。p-GaN層115以如下方式形成在朝向漏電極23的ー側(cè)，p_GaN層115的邊緣115a朝著漏電極23突出超過柵電極21的邊緣21a，從而形成突出區(qū)域116。突出區(qū)域116形成在P-GaN層115的邊緣115a與p-GaN層115的部分115c之間，所述部分115c在朝向漏電極23—側(cè)與柵電極21的邊緣21a對準(zhǔn)。在突出區(qū)域116中，朝向漏電極23的寬度即從P-GaN層115的一部分115c到邊緣115a的寬度將被稱為W2。此外，p_GaN層115的突出區(qū)域116以如下方式形成其厚度即從P-GaN層115的一部分115c到邊緣115a的區(qū)域的厚度H2小于在柵電極21正下方的P-GaN層115的厚度H1。此外，在朝向源電極22的ー側(cè)，P-GaN層115的邊緣115b與柵電極21的邊緣21b彼此對準(zhǔn)。
在根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，突出區(qū)域116的厚度較薄。結(jié)果，在突出區(qū)域116正下方的區(qū)域處的2DEG 13a中允許電子存在，盡管電子濃度小于位于沒有形成p_GaN層115的區(qū)域正下方的區(qū)域的電子濃度。因此，在緩和電場集中的同時還可以減輕導(dǎo)通電阻的增加。當(dāng)p-GaN層115的邊緣115a形成為相比柵電極21的邊緣21a過于靠近漏電極23時，具有較小的電子濃度的區(qū)域在2DEG 13a內(nèi)擴(kuò)大。因而，這樣的布置不是優(yōu)選的，因?yàn)檫@增加了導(dǎo)通電阻。從而，優(yōu)選地，突出區(qū)域116的寬度W2滿足W2彡0. 8XD，或更優(yōu)選地滿足W2彡0.5 XD，其中D是柵電極21與漏電極23之間的距離。當(dāng)0 <W2時，可以獲得本實(shí)施方案的效果。然而，當(dāng)P-GaN層115的邊緣115a與柵電極21的邊緣21a彼此過于靠近時，電場集中沒有緩和。因此，優(yōu)選地，突出區(qū)域116的寬度W2滿足IOOnm彡W2，或更優(yōu)選地滿足200nm彡W2。半導(dǎo)體器件制造方法·接下來，參考圖7A至圖7C、圖8A至圖8C和圖9對制造根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行描述。首先，如圖7A所示，通過使用MOVPE方法外延地生長各個層以在襯底11上形成緩沖層12、電子溝道層13、電子供給層14以及待由其形成P-GaN層115的p_GaN膜115A的氮化物半導(dǎo)體層。在本實(shí)施方案中，例如可以通過以下過程形成緩沖層12 :首先形成約160nm厚的AlN緩沖層，然后在如此形成的AlN緩沖層上形成約500nm厚的AlGaN緩沖層。用作第一半導(dǎo)體層的電子溝道層13由約Iu m厚的GaN形成。用作第二半導(dǎo)體層的電子供給層14由約20nm厚的AlGaN形成。由其形成用作第三半導(dǎo)體層的p-GaN層115的p-GaN膜115A形成為具有約IOOnm的厚度并且用Mg作為雜質(zhì)元素進(jìn)行摻雜。p_GaN膜115A還可以包括In, Al 等。接下來，如圖7B所示，在p-GaN膜115A上形成光刻膠圖案31。具體地，通過在P-GaN膜115A上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來在形成p-GaN層115的區(qū)域上形成光刻膠圖案31。接下來，如圖7C所示，使用RIE或類似方法進(jìn)行干法蝕刻以從未形成光刻膠圖案31的暴露區(qū)域中移除P-GaN膜115A，從而形成p-GaN層115。在通過RIE或類似方法的干法蝕刻中，氯氣例如C12、BC13等可以用作蝕刻氣體。接著，用有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)移除光刻膠圖案31。接下來，如圖8A所示，在p-GaN層115上形成光刻膠圖案132。光刻膠圖案132在形成突出區(qū)域116的區(qū)域處具有開ロ。具體地，通過在P-GaN層115上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來形成在形成突出區(qū)域116的區(qū)域處具有開ロ的光刻膠圖案132。接下來，如圖8B所示，使用RIE或類似方法進(jìn)行干法蝕刻以移除p_GaN層115的一部分使之在沒有光刻膠圖案132形成的暴露區(qū)域處較薄，從而形成突出區(qū)域116。之后，用有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)移除光刻膠圖案132。因而，在電子供給層14的預(yù)定區(qū)域上形成具有突出區(qū)域116的p-GaN層115。接下來，如圖8C所示，在電子供給層14上形成源電極22和漏電極23。具體地，通過在電子供給層14上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影來形成光刻膠圖案(圖中未示出)。光刻膠圖案在待形成源電極22和漏電極23的區(qū)域上具有開ロ。接著，沉積Ti/Al多層金屬膜，然后將其浸入有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)中以通過剝離方法將沉積在光刻膠圖案上的Ti/Al多層金屬膜和光刻膠圖案移除。因而，形成了由Ti/Al制成的源電極22和漏電極23。在Ti/Al多層金屬膜中，Ti的厚度約為30nm，Al的厚度約為300nm。隨后，以約600°C的溫度進(jìn)行快速熱退火以形成歐姆接觸。接下來，如圖9所示，在p-GaN層115上除了其上待形成突出區(qū)域116的區(qū)域之外的區(qū)域處形成柵電極21。具體地，通過在P-GaN層115上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來形成光刻膠圖案(圖中未示出)。光刻膠圖案在待形成柵電極21的區(qū)域之上具有開ロ。接著，沉積Ni/Au多層金屬膜，然后將其浸入到有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)中以通過剝離方法將沉積在光刻膠圖案上的Ni/Au多層金屬膜連同光刻膠圖案本身一起移除。因而，形成了由Ni/Au制成的柵電極21。在Ni/Au多層金屬膜中，Ni的厚度約為IOOnm而Au的厚度約為300nm。 在如上所述形成的根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，p-GaN層115中朝著漏電極23突出超過柵電極的邊緣的區(qū)域即P-GaN層115的突出區(qū)域116具有約為2 y m的寬度W2。圖10示出了在根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中P-GaN層115的突出區(qū)域116的厚度H2與用作耐壓的漏極電壓Vsd之間的關(guān)系。如圖10所示，可以通過將突出區(qū)域116形成為厚度H2等于IOnm或更大來獲得約為100V或更大的漏極電壓。在本實(shí)施方案中，p-GaN層115的突出區(qū)域116可以形成為階梯狀形狀。具體地，可以通過重復(fù)圖8A中所示的形成期望的光刻膠圖案的步驟和圖SB中所示的干法蝕刻的步驟來將突出區(qū)域116形成為階梯狀形狀。除上述內(nèi)容以外，本實(shí)施方案的內(nèi)容與第一實(shí)施方案的內(nèi)容相似。第三實(shí)施方案接下來，對根據(jù)第三實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件進(jìn)行描述。如圖11所示，在根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，在襯底11上依次形成有緩沖層12、用作第一半導(dǎo)體層的電子溝道層13以及用作第二半導(dǎo)體層的電子供給層14。在電子供給層14的預(yù)定區(qū)域上形成有用作第三半導(dǎo)體層的P-GaN層215，并且在如此形成的P-GaN層215上形成有柵電極21。此外，在電子供給層14上形成有源電極22和漏電極23。在本實(shí)施方案中，p-GaN層215使用摻雜有P型雜質(zhì)元素Mg的GaN。p-GaN層215按以下方式形成在朝向漏電極23的ー側(cè)，p_GaN層215的邊緣215a朝著漏電極23突出超過柵電極21的邊緣21a，從而形成突出區(qū)域216。突出區(qū)域216在P-GaN層215的邊緣215a與部分215c之間形成，所述部分215c在朝向漏電極23的ー側(cè)與柵電極21的邊緣21a對準(zhǔn)。在朝向源電極22的ー側(cè)，p-GaN層215的邊緣215b與柵電極21的邊緣21b彼此對準(zhǔn)。此外，突出區(qū)域216按以下方式形成隨著距部分215c的距離朝著邊緣215a増加，即，隨著距漏電極23側(cè)的距離沿著朝向設(shè)置有漏電極23的位置的方向増加，突出區(qū)域216的厚度逐漸減小。通過形成如上所述的具有逐漸減小的厚度的突出區(qū)域216，在突出區(qū)域216正下方的2DEG 13a中允許電子以如下方式分布隨著距位于邊緣215a正下方的位置的距離朝著位于部分215c正下方的位置増加，電子濃度逐漸減小。因此，在進(jìn)ー步緩和電場集中的同時還可以減輕導(dǎo)通電阻的増加。在突出區(qū)域216中，朝向漏電極23的寬度即從所述部分215c到p-GaN層215的邊緣215a的寬度將被稱為W3。當(dāng)p-GaN層215的邊緣215a形成為相比柵電極21的邊緣21a過于靠近漏電極23時，電子耗盡區(qū)域在2DEG 13a內(nèi)擴(kuò)大。這種布置不是優(yōu)選的，因?yàn)樗黾恿藢?dǎo)通電阻。因此，優(yōu)選地，突出區(qū)域216的寬度W3滿足W3 ^ 0. 8XD，或更優(yōu)選地滿足W3 ^ 0. 5XD，其中D是柵電極21與漏電極23之間的距離。當(dāng)0 <W3時，可以獲得本實(shí)施方案的效果。然而，當(dāng)P-GaN層215的邊緣215a與柵電極21的邊緣21a彼此過于靠近時，電場集中沒有緩和。因此，優(yōu)選地，突出部216的寬度W3滿足IOOnm彡W3,或更優(yōu)選地200nm彡W3。半導(dǎo)體器件制造方法接下來，參考圖12A至圖12C、圖13A至圖13C和圖14對制造根據(jù)第三實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行描述。首先，如圖12A所示，通過使用MOVPE方法通過外延生長各個層而在襯底11上形成緩沖層12、電子溝道層13、電子供給層14以及待由其形成P-GaN層215的p_GaN膜215A的氮化物半導(dǎo)體層。在本實(shí)施方案中，例如可以通過以下過程來形成緩沖層12 :首先形成約160nm厚的AlN緩沖層然后在如此形成的AlN緩沖層上形成約500nm厚的AlGaN緩沖層。用作第一半導(dǎo)體層的電子溝道層13由約I Pm厚的GaN形成。用作第二半導(dǎo)體層的電子供給層14由約20nm厚的AlGaN形成。由其形成用作第三半導(dǎo)體層的p_GaN層215的p-GaN膜215A形成為具有約IOOnm的厚度并且用Mg作為雜質(zhì)元素進(jìn)行摻雜。p-GaN膜215A還可以包括In、Al等。接下來，如圖12B所示，在p-GaN膜215A上形成光刻膠圖案31。具體地，通過在P-GaN膜215A上涂覆光刻膠，然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來在形成p_GaN層215的區(qū)域上形成光刻膠圖案31。接下來，如圖12C所示，使用RIE或類似方法進(jìn)行干法蝕刻以從沒有光刻膠圖案31的暴露區(qū)域移除P-GaN膜215A，從而形成p_GaN層215。在通過RIE或類似方法的干法蝕刻中，氯氣例如C12、BC13等可以用作蝕刻氣體。之后，用有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)移除光刻膠圖案31。接下來，如圖13A所示，在p-GaN層215上形成光刻膠圖案232。光刻膠圖案232在形成突出區(qū)域216的區(qū)域處具有開ロ。具體地，通過在P-GaN層215上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來形成在形成突出區(qū)域216的區(qū)域處具有開ロ的光刻膠圖案232。接下來，如圖13B所示，使用RIE或類似方法進(jìn)行干法蝕刻以移除p-GaN層215的一部分使得在未形成光刻膠圖案232的暴露區(qū)域處形成斜坡狀形狀，從而形成突出區(qū)域216。具體地，在干法蝕刻期間通過相對于襯底11傾斜地注入離子形成具有斜坡狀形狀的突出區(qū)域216。之后，用有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)移除光刻膠圖案232。因而，在電子供給層14的預(yù)定區(qū)域上形成具有突出區(qū)域216的p-GaN層215。接下來，如圖13C所示，在電子供給層14上形成源電極22和漏電極23。具體地，通過在電子供給層14上涂覆光刻膠然后使用光 刻裝置進(jìn)行曝光和顯影來形成光刻膠圖案(圖中未示出)。光刻膠圖案在待形成源電極22和漏電極23的區(qū)域之上具有開ロ。接著，沉積Ti/Al多層金屬膜，然后將其浸入有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)中以通過剝離方法將沉積在光刻膠圖案上的Ti/Al多層金屬膜和光刻膠圖案本身移除。因而，形成了由Ti/Al制成的源電極22和漏電極23。在Ti/Al多層金屬膜中，Ti的厚度約為30nm而Al的厚度約為300nm。隨后，以約600°C的溫度進(jìn)行快速熱退火以形成歐姆接觸。接下來，如圖14所示，在p-GaN層215上除了待形成突出區(qū)域216的區(qū)域之外的區(qū)域處形成柵電極21。具體地，通過在p-GaN層215上涂覆光刻膠，然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來形成光刻膠圖案(圖中未示出)。光刻膠圖案在待形成柵電極21的區(qū)域上具有開ロ。接著，沉積Ni/Au多層金屬膜，然后將其浸入到有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)中以通過剝離方法將沉積在光刻膠圖案上的Ni/Au多層金屬膜連同光刻膠圖案本身一起移除。因而，形成了由Ni/Au制成的柵電極21。在Ni/Au多層金屬膜中，Ni的厚度約為100nm，Au的厚度約為300nm。在如上所述形成的根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，p-GaN層215的突出區(qū)域216即p-GaN層215中朝向漏電極23突出超過柵電極的邊緣的區(qū)域具有約為2 u m的寬度W3。除上述內(nèi)容外，本實(shí)施方案的內(nèi)容與第二實(shí)施方案的內(nèi)容相似。第四實(shí)施方案半導(dǎo)體器件參考圖15對根據(jù)第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件進(jìn)行描述。如圖15所示，在根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，在襯底11上依次形成有緩沖層12、用作第一半導(dǎo)體層的電子溝道層13以及用作第二半導(dǎo)體層的電子供給層14。在電子供給層14的預(yù)定區(qū)域上，形成有用作第三半導(dǎo)體層的P-GaN層15，并且在如此形成的p-GaN層15上形成有用作柵電極絕緣膜的絕緣膜350。此外，在P-GaN層15上方形成柵電極21，在p-GaN層15與柵電極21之間具有絕緣膜350。此外，在電子供給層14上形成有源電極22和漏電極23。在本實(shí)施方案中，P-GaN層15使用摻雜有p型雜質(zhì)元素Mg的GaN。在本實(shí)施方案中，P-GaN層15和柵電極21以如下方式形成在朝向漏電極23的ー側(cè)，使P-GaN層15的邊緣15a定位成相比柵電極21的邊緣21a更靠近漏電極23。在本實(shí)施方案的描述中，假定在朝向源電極22 —側(cè)p-GaN層15的邊緣15b與柵電極21的邊緣21b彼此對準(zhǔn)。作為ー個替代方案，邊緣15b與邊緣21b沒有彼此對準(zhǔn)。因而，在P-GaN層15中，形成了朝著漏電極23突出超過柵電極21的突出區(qū)域16。在突出區(qū)域16中，朝向漏電極23的寬度即從柵電極21的邊緣21a到p-GaN層15的邊緣15a的寬度將被稱為Wl。在根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，由于形成了用作柵電極絕緣膜的絕緣膜350，所以可以進(jìn)ー步減少柵極漏電流。因而，如第一實(shí)施方案的情形，在本實(shí)施方案中，在電子溝道層13中電子溝道層13與電子供給層14的界面附近形成了在P-GaN層15正下方具有電子耗盡區(qū)域的2DEG13a。半導(dǎo)體器件制造方法接下來，參考圖16A至圖16C和圖17A至圖17C對制造根據(jù)第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的方法進(jìn)行描述。首先，如圖16A所示，通過使用MOVPE通過外延生長各個層而在襯底11上形成緩沖層12、電子溝道層13、電子供給層14以及待由其形成P-GaN層15的p-GaN膜15A的氮化物半導(dǎo)體層。在本實(shí)施方案中，例如可以通過以下過程來形成緩沖層12 :首先形成厚度約160nm的AlN緩沖層，然后在如此形成的AlN緩沖層上形成厚度約500nm的AlGaN緩沖層。用作第一半導(dǎo)體層的電子溝道層13由約I Pm厚的GaN形成。用作第二半導(dǎo)體層的電子供給層14由約20nm厚的AlGaN形成。由其形成用作第三半導(dǎo)體層的p_GaN層15的p-GaN膜15A形成為具有約IOOnm的厚度并且用Mg作為雜質(zhì)元素進(jìn)行摻雜。p_GaN層15還可以包括In、Al等。接下來，如圖16B所示，在p-GaN膜15A上形成光刻膠圖案31。具體地，通過在P-GaN膜15A上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來在形成p-GaN層15的區(qū)域上形成光刻膠圖案31。接下來，如圖16C所示，使用RIE或類似方法進(jìn)行干法蝕刻以從沒有形成光刻膠圖案31的暴露區(qū)域移除P-GaN膜15A，從而形成p-GaN層15。以該方法，可以在電子供給層14的預(yù)定區(qū)域之上形成P-GaN層15。在通過RIE或類似方法的干法蝕刻中，氯氣例如Cl2、BCl3等可以用作蝕刻氣體。之后，用有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)移除光刻膠圖案31。 接下來，如圖17A所示，在電子供給層14上形成源電極22和漏電極23。具體地，通過在電子供給層14上涂覆光刻膠然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影來形成光刻膠圖案(圖中未示出)。光刻膠圖案在待形成源電極22和漏電極23的區(qū)域上具有開ロ。接著，沉積Ti/Al多層金屬膜，然后將其浸入到有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)中以通過剝離方法將沉積在光刻膠圖案上的Ti/Al多層金屬膜和光刻膠圖案本身移除。因而，形成了由Ti/Al制成的源電極22和漏電極23。在Ti/Al多層金屬膜中，Ti的厚度約為30nm，Al的厚度約為300nm。隨后，以約600°C的溫度進(jìn)行快速熱退火以形成歐姆接觸。接下來，如圖17B所示，在p-GaN層15上形成用作柵電極絕緣膜的絕緣膜350。具體地，進(jìn)行原子層沉積(ALD)過程以沉積氧化鋁膜使得其具有約IOnm的厚度。接下來，如圖17C所示，在p-GaN層15上方形成柵電極21，在p-GaN層15與柵電極21之間具有絕緣膜350。柵電極21形成為使得p-GaN層15具有預(yù)定的突出區(qū)域16。具體地，通過在絕緣膜350上涂覆光刻膠，然后使用光刻裝置進(jìn)行曝光和顯影處理來形成光刻膠圖案(圖中未示出)。光刻膠圖案在待形成柵電極21的區(qū)域上具有開ロ。隨后，沉積Ni/Au多層金屬膜，然后將其浸入到有機(jī)溶劑或類似物質(zhì)中以通過剝離方法將沉積在光刻膠圖案上的Ni/Au多層金屬膜連同光刻膠圖案本身一起移除。因而，形成了由Ni/Au制成的柵電極21。在Ni/Au多層金屬膜中，Ni的厚度約為lOOnm，Au的厚度約為300nm。在如上所述形成的根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件中，P-GaN層15上的突出區(qū)域16的寬度Wl約為2 u m。除上述內(nèi)容以外，本實(shí)施方案的內(nèi)容與第一實(shí)施方案的內(nèi)容相似。第五實(shí)施方案接下來，對第五實(shí)施方案進(jìn)行描述。本實(shí)施方案涉及封裝的半導(dǎo)體器件、電源和高頻放大器。通過分立封裝根據(jù)第一至第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件之一來形成根據(jù)本實(shí)施方案的封裝的半導(dǎo)體器件。參考圖18對這樣的分立封裝的半導(dǎo)體器件進(jìn)行描述。注意，圖18示意性地示出了分立封裝的半導(dǎo)體器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且電極布置等可以與第一至第四實(shí)施方案中所指出的不同。
首先，使用劃片或類似方法通過對根據(jù)第一至第四實(shí)施方案之一制造的半導(dǎo)體器件進(jìn)行切割形成作為GaN基半導(dǎo)體HEMT的半導(dǎo)體芯片410。使用管芯粘合劑430如釬料等將半導(dǎo)體芯片410固定在引線框420上。半導(dǎo)體芯片410對應(yīng)于根據(jù)第一至第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件之一。接下來，通過接合線431將柵電極411連接到柵極引線421，通過接合線432將源電極412連接到源極引線422以及通過接合線433將漏電極413連接到漏極引線423。接合線431、接合線432和接合線433由金屬材料例如Al等制成。此外，在本實(shí)施方案中，柵電極411是連接到根據(jù)第一至第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件之一的柵電極21的柵電極焊墊。源電極412是連接到根據(jù)第一至第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件之一的源電極22的源電極焊墊。漏電極413是連接到根據(jù)第一至第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件之一的漏電極23的漏電極焊墊。接下來，通過傳遞模制法借助于模制樹脂440進(jìn)行樹脂密封。從而，可以制造GaN 基半導(dǎo)體HEMT的分立封裝半導(dǎo)體器件。接下來，對根據(jù)本實(shí)施方案的電源和高頻放大器進(jìn)行描述。根據(jù)本實(shí)施方案的電源和高頻放大器各自使用根據(jù)第一至第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件之一。首先，參考圖19對根據(jù)本實(shí)施方案的電源進(jìn)行描述。根據(jù)本實(shí)施方案的電源460包括高壓一次側(cè)電路461、低壓二次側(cè)電路462以及設(shè)置在一次側(cè)電路461與二次側(cè)電路462之間的變壓器463。一次側(cè)電路461包括AC電源464、所謂的橋式整流電路465、多個開關(guān)元件466 (在圖19示出的實(shí)施例中是四個)、單個開關(guān)元件467等。二次側(cè)電路462包括多個開關(guān)元件468(在圖19示出的實(shí)施例中是三個)。在圖19示出的實(shí)施例中，根據(jù)第一至第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件用作一次側(cè)電路461的開關(guān)兀件466和開關(guān)兀件467。優(yōu)選地，一次側(cè)電路461的開關(guān)元件466和開關(guān)元件467為常斷型半導(dǎo)體器件。二次側(cè)電路462中使用的開關(guān)元件468是由硅形成的典型的金屬絕緣體半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MISFET)。接下來，參考圖20對根據(jù)本實(shí)施方案的高頻放大器進(jìn)行描述。根據(jù)本實(shí)施方案的高頻放大器470可以用作例如用于移動電話基站的功率放大器。高頻放大器470包括數(shù)字預(yù)失真電路471、混頻器472、功率放大器473以及定向耦合器474。數(shù)字預(yù)失真電路471補(bǔ)償輸入信號的非線性失真?；祛l器472將AC信號與非線性失真得到補(bǔ)償?shù)妮斎胄盘栠M(jìn)行混合。功率放大器473將與AC信號混合了的輸入信號放大。在圖20示出的示例中，功率放大器473包括根據(jù)第一至第四實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件之一。定向I禹合器474對輸入信號和/或輸出信號進(jìn)行監(jiān)測，或者執(zhí)行其它處理。在圖20示出的電路中，例如，可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來由混頻器472將輸出信號與AC信號混合，然后發(fā)送混合信號至數(shù)字預(yù)失真電路471。本文中所列舉的所有示例和限制性語言意在于教示的目的以幫助讀者理解本發(fā)明以及由發(fā)明人所貢獻(xiàn)的進(jìn)ー步促進(jìn)本領(lǐng)域技術(shù)的概念，并且應(yīng)該被解釋為不限于這些具體地記載的示例和條件,本說明書中的這些示例的組織也不涉及對本發(fā)明優(yōu)劣性的表示。盡管詳細(xì)地描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以對本發(fā)明做出各種改變、替換和變化。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括 形成在襯底上的第一半導(dǎo)體層； 形成在所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層； 形成在所述第二半導(dǎo)體層上的第三半導(dǎo)體層； 形成在所述第三半導(dǎo)體層上的柵電極；和 形成為與所述第二半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極； 其中所述第三半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料摻雜有P型雜質(zhì)元素；以及所述第三半導(dǎo)體層具有朝著設(shè)置有所述漏電極的一側(cè)突出超過所述柵電極的邊緣的突出區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述突出區(qū)域在朝向所述漏電極的方向上具有等于或大于IOOnm的寬度；以及 所述寬度等于或小于0. 8XD，其中D是所述柵電極與所述漏電極之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述第三半導(dǎo)體層在所述突出區(qū)域中比在其上方形成所述柵電極的區(qū)域中更薄。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述突出區(qū)域的厚度等于或大于10nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中隨著從形成所述柵電極的區(qū)域的邊緣朝著形成所述漏電極的一側(cè)的距離增加，所述第三半導(dǎo)體層在所述突出區(qū)域中的厚度逐漸減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中在所述第三半導(dǎo)體層與所述柵電極之間設(shè)置有絕緣膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述絕緣膜由氧化鋁形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述P型雜質(zhì)元素為Mg。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層由各自的氮化物半導(dǎo)體形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述第三半導(dǎo)體層的所述半導(dǎo)體材料為包含GaN的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述第一半導(dǎo)體層由包含GaN的材料形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中所述第二半導(dǎo)體層由包含AlGaN的材料形成。
13.一種電源，其包括半導(dǎo)體器件， 其中所述半導(dǎo)體器件包括 形成在襯底上的第一半導(dǎo)體層； 形成在所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層； 形成在所述第二半導(dǎo)體層上的第三半導(dǎo)體層；形成在所述第三半導(dǎo)體層上的柵電極；和 形成為與所述第二半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極； 其中所述第三半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料摻雜有P型雜質(zhì)元素；以及所述第三半導(dǎo)體層具有朝著設(shè)置有所述漏電極的一側(cè)突出超過所述柵電極的邊緣的突出區(qū)域。
14.一種放大器，其包括半導(dǎo)體器件， 其中所述半導(dǎo)體器件包括 形成在襯底上的第一半導(dǎo)體層； 形成在所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層； 形成在所述第二半導(dǎo)體層上的第三半導(dǎo)體層； 形成在所述第三半導(dǎo)體層上的柵電極；和 形成為與所述第二半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極； 其中所述第三半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料摻雜有P型雜質(zhì)元素；以及所述第三半導(dǎo)體層具有朝著設(shè)置有所述漏電極的一側(cè)突出超過所述柵電極的邊緣的突出區(qū)域。
15.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 在襯底上依次沉積第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層； 在所述第二半導(dǎo)體層上的預(yù)定區(qū)域處形成第三半導(dǎo)體層，所述第三半導(dǎo)體層包含P型雜質(zhì)元素； 形成與所述第二半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極；以及 在所述第三半導(dǎo)體層上形成柵電極； 其中所述第三半導(dǎo)體層的在所述漏電極側(cè)上的邊緣形成為比所述柵電極的在所述漏電極側(cè)上的邊緣更靠近所述漏電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中形成所述第三半導(dǎo)體層包括在所述第二半導(dǎo)體層上沉積包含所述P型雜質(zhì)元素的膜；以及隨后從除了所述預(yù)定區(qū)域之外的區(qū)域移除包含所述P型雜質(zhì)元素的所述膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中，在所述第三半導(dǎo)體層中，在所述漏電極側(cè)上沒有形成所述柵電極的區(qū)域?yàn)橥怀鰠^(qū)域， 所述方法還包括在形成所述第三半導(dǎo)體層以后，將所述第三半導(dǎo)體層的在所述突出區(qū)域中的厚度相比在所述柵電極正下方的區(qū)域的厚度減薄。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中在所述漏電極側(cè)上所述第三半導(dǎo)體層的沒有形成所述柵電極的區(qū)域?yàn)橥怀鰠^(qū)域；以及 在形成所述第三半導(dǎo)體層以后，通過相對于所述襯底傾斜地注入離子的干法蝕刻來移除所述第三半導(dǎo)體層的一部分，使得所述第三半導(dǎo)體層的厚度隨著位置從設(shè)置有所述柵電極的一側(cè)向設(shè)置有所述漏電極的一側(cè)移動而逐漸地減小。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括 在所述第三半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；其中所述柵電極形成在所述第三半導(dǎo)體層上方，所述絕緣膜處于它們之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述P型雜質(zhì)元素為Mg。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。所述半導(dǎo)體器件包括形成在襯底上的第一半導(dǎo)體層、形成在第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層、形成在第二半導(dǎo)體層上的第三半導(dǎo)體層、形成在第三半導(dǎo)體層上的柵電極以及與第二半導(dǎo)體層相接觸形成的源電極和漏電極，其中第三半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體材料摻雜有p型雜質(zhì)元素，并且第三半導(dǎo)體層具有朝著設(shè)置有漏電極的一側(cè)突出超過柵電極的邊緣的突出區(qū)域。
文檔編號H01L21/335GK103022121SQ20121034815
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者小谷淳二 申請人:富士通株式會社