化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法?；衔锇雽?dǎo)體器件包括：化合物半導(dǎo)體層；保護(hù)絕緣膜，其覆蓋化合物半導(dǎo)體層的頂部，并且其上形成有開口；以及填充開口的電極，該電極與化合物半導(dǎo)體層接觸并且形成在保護(hù)絕緣膜上，其中電極與化合物半導(dǎo)體層之間的接觸部分的取向狀態(tài)和電極與保護(hù)絕緣膜之間的接觸部分的取向狀態(tài)相同。
【專利說明】化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中所討論的實(shí)施方案涉及化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]化合物半導(dǎo)體器件、特別是氮化物半導(dǎo)體器件已經(jīng)通過利用其特性例如高飽和電子速率、寬帶隙等而被積極地開發(fā)為高耐壓和高功率半導(dǎo)體器件。已經(jīng)有關(guān)于作為氮化物半導(dǎo)體器件的場效應(yīng)晶體管、特別是高電子遷移率晶體管(HEMT)的許多報(bào)道。特別地，將GaN用作電子傳輸層并且將AlGaN用作電子供給層的AlGaN/GaN HEMT已經(jīng)弓I起關(guān)注。在AlGaN/GaN HEMT中，在AlGaN中出現(xiàn)由GaN與AlGaN之間的晶格常數(shù)差所產(chǎn)生的畸變。由于畸變所引起的壓電極化以及AlGaN的自發(fā)極化，所以獲得高濃度的二維電子氣(2DEG)。這使得可以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本公開特許公報(bào)N0.2011-238805
[0004]專利文獻(xiàn)2:日本公開特許公報(bào)N0.2010-21197
[0005]專利文獻(xiàn)3:日本公開特許公報(bào)N0.2010-118556
[0006]關(guān)于HEMT，提出了針對如下柵電極的研究與開發(fā):該柵電極可以降低柵極電容和柵極電阻，以進(jìn)一步地改進(jìn)高頻特性。設(shè)計(jì)出具有如下柵電極的HEMT:該柵電極的沿著柵極長度的橫截面具有所謂的懸垂形狀，并且該柵電極由一體形成的窄細(xì)柵極和在窄細(xì)柵極上的寬柵極(wide over gate)構(gòu)成。HEMT的柵電極由多個(gè)金屬層形成，以實(shí)現(xiàn)肖特基特性和低電阻兩者。一般地，常將Ni用作肖特基金屬，并且常將Au用作低電阻金屬。在懸垂形狀的柵電極中，在氮化物半導(dǎo)體上形成具有露出氮化物半導(dǎo)體的一部分的開口的保護(hù)膜，其中Ni與氮化物半導(dǎo)體處于肖特基接觸并且Ni形成在保護(hù)膜上，以及在Ni上堆疊有Au。在此情況下，由于保護(hù)膜的表面與從開口露出的氮化物半導(dǎo)體的表面之間的特性差異，所以Ni在保護(hù)膜上的取向與Ni在氮化物半導(dǎo)體上的取向變得不同。取向彼此不同的邊界部分變成如下路徑:通過該路徑，Ni上的Au在化合物半導(dǎo)體側(cè)上進(jìn)行擴(kuò)散。由于該擴(kuò)散現(xiàn)象，所以擴(kuò)散的Au最后與化合物半導(dǎo)體反應(yīng)，這導(dǎo)致器件擊穿。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]鑒于前述問題，已做出本發(fā)明的實(shí)施方案，并且實(shí)施方案的一個(gè)目的是提供高度可靠的化合物半導(dǎo)體器件及其制造方法，該化合物半導(dǎo)體器件通過相對簡單的構(gòu)造抑制了電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。
[0008]化合物半導(dǎo)體器件的一個(gè)方面包括:化合物半導(dǎo)體層；保護(hù)絕緣膜，其覆蓋化合物半導(dǎo)體層的頂部，并且其上形成有開口 ；填充開口的電極，該電極與化合物半導(dǎo)體層接觸并且形成在保護(hù)絕緣膜上，其中電極與化合物半導(dǎo)體層之間的接觸部分的取向狀態(tài)和電極與保護(hù)絕緣膜之間的接觸部分的取向狀態(tài)相同。
[0009]制造化合物半導(dǎo)體器件的方法的一個(gè)方面包括:形成化合物半導(dǎo)體層；形成覆蓋化合物半導(dǎo)體層的頂部并且具有開口的保護(hù)絕緣膜；形成填充開口的電極，該電極與化合物半導(dǎo)體層接觸，并且存在于保護(hù)絕緣膜上，其中將電極與化合物半導(dǎo)體層之間的接觸部分的取向狀態(tài)和電極與保護(hù)絕緣膜之間的接觸部分的取向狀態(tài)設(shè)定為相同。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1A至圖1C是以工藝順序示出根據(jù)第一實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的制造方法的示意性截面圖；
[0011]圖2A至圖2C是上接圖1C、以工藝順序示出根據(jù)第一實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的制造方法的示意性截面圖；
[0012]圖3A和圖3B是上接圖2C、以工藝順序示出根據(jù)第一實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的制造方法的示意性截面圖；
[0013]圖4是示出作為對比例的常規(guī)AlGaN/GaN HEMT的示意性截面圖；
[0014]圖5A至圖5C是用于說明形成根據(jù)第一實(shí)施方案的具有高N-H濃度的保護(hù)絕緣膜的優(yōu)點(diǎn)的特性曲線；
[0015]圖6是基于與對比例的比較，示出對根據(jù)第一實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT實(shí)施高溫導(dǎo)電測試的結(jié)果的特性曲線；
[0016]圖7A至圖7C是示出根據(jù)第二實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的制造方法中的主要過程的示意性截面圖；
[0017]圖8是基于與對比例的比較，示出對根據(jù)第二實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT實(shí)施高溫導(dǎo)電測試的結(jié)果的特性曲線；
[0018]圖9A至圖9C是示出根據(jù)第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的制造方法中的主要過程的示意性截面圖；
[0019]圖10是以放大的方式示出在圖9B的圓圈C內(nèi)的部分的局部截面圖；
[0020]圖11是基于與對比例的比較，示出對根據(jù)第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT實(shí)施高溫導(dǎo)電測試的結(jié)果的特性曲線；
[0021]圖12是示出根據(jù)第四實(shí)施方案的電源裝置的示意性構(gòu)造的連接圖；以及
[0022]圖13是示出根據(jù)第五實(shí)施方案的高頻放大器的示意性構(gòu)造的連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述實(shí)施方案。在以下實(shí)施方案中，將隨化合物半導(dǎo)體器件的制造方法一起描述化合物半導(dǎo)體器件的構(gòu)造。
[0024]注意，在以下附圖中，為了便于圖示，某些組成構(gòu)件沒有以相對準(zhǔn)確的尺寸和厚度示出。
[0025](第一實(shí)施方案)
[0026]在本實(shí)施方案中，公開了作為化合物半導(dǎo)體器件的肖特基型AlGaN/GaN HEMT。
[0027]圖1A至圖1C至圖3A至圖3C是以工藝順序示出根據(jù)第一實(shí)施方案的肖特基型AlGaN/GaN HEMT的制造方法的示意性截面圖。
[0028]首先，如圖1A所示，在作為生長襯底的例如半絕緣SiC襯底I上形成具有化合物半導(dǎo)體的堆疊結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體層2。
[0029]作為生長襯底，可以使用Si襯底、藍(lán)寶石襯底、GaAs襯底、GaN襯底等來代替SiC襯底。此外，襯底的導(dǎo)電性可以為半絕緣的或?qū)щ姷摹?br>
[0030]化合物半導(dǎo)體層2被構(gòu)造成具有緩沖層2a、電子傳輸層2b、中間層2c、電子供給層2d以及蓋層2e。在AlGaN/GaN HEMT中，在電子傳輸層2b與電子供給層2d的界面附近(確切地說，在中間層2c中)生成二維電子氣(2DEG)。
[0031]具體地，在SiC襯底I上，通過例如金屬有機(jī)氣相外延(MOVPE)法來生長以下各個(gè)化合物半導(dǎo)體。也可以使用分子束外延(MBE)法等來代替MOVPE法。
[0032]在SiC襯底I上，依次沉積AIN、i (有意不摻雜的)-GaN、1-AlGaN、n-AlGaN以及η-GaN,以堆疊并形成緩沖層2a、電子傳輸層2b、中間層2c、電子供給層2d以及蓋層2e。作為AlN、GaN、AlGaN以及GaN的生長條件，將三甲基鋁氣體、三甲基鎵氣體以及氨氣體的混合氣體用作源氣體。根據(jù)待生長的化合物半導(dǎo)體層，確定是否供給作為Al源的三甲基鋁氣體和作為Ga源的三甲基鎵氣體，并且適當(dāng)?shù)卦O(shè)定這些氣體的流量。將作為共用源的氨氣體的流量設(shè)定約lOOsccm至約10LM。此外，將生長壓力設(shè)定為約50托至約300托，并且將生長溫度設(shè)定為約1000°C至約1200°C。
[0033]為了生長作為η型的GaN和AlGaN，也就是說，為了生長蓋層2e的η-GaN以及電子供給層2d的η-AlGaN，例如，以預(yù)定流量向源氣體添加例如包含有作為η型雜質(zhì)的Si的SiH4氣體。因此，Si被摻雜到GaN和AlGaN中。將Si的摻雜濃度設(shè)定為約I X IO1Vcm3至約 5 X IO1Vcm3，例如約 5 X IO1Vcm30
[0034]此處，緩沖層2e形成為具有約0.1 μ m的厚度，電子傳輸層2b形成為具有約3 μ m的厚度，中間層2c形成為具有約5nm的厚度，電子供給層2d形成為具有約20nm的厚度并且具有例如約0.2至約0.3的Al比率，以及蓋層2e形成為具有約IOnm的厚度。
[0035]隨后，如圖1B所示，形成元件隔離結(jié)構(gòu)3。
[0036]具體地，將例如氬(Ar)注入到化合物半導(dǎo)體層2的元件隔離區(qū)域。因此，在化合物半導(dǎo)體層2中以及在SiC襯底I的表面層部分中形成元件隔離結(jié)構(gòu)3。元件隔離結(jié)構(gòu)3在化合物半導(dǎo)體層2上劃分有源區(qū)域。
[0037]注意，代替上述注入法，還可以通過使用例如淺溝槽隔離(STI)法來進(jìn)行元件隔離。
[0038]隨后，如圖1C所示，形成源電極4和漏電極5。
[0039]具體地，首先在蓋層2e中的用于化合物半導(dǎo)體層2的表面中的源電極和漏電極的預(yù)定形成位置處形成電極溝槽2A和2B。
[0040]形成在用于化合物半導(dǎo)體層2的表面中的源電極和漏電極的預(yù)定形成位置處具有開口的抗蝕劑掩模。通過使用該抗蝕劑掩模，對待移除的蓋層2e進(jìn)行干法蝕刻。因此，形成電極溝槽2A和2B。對于干法蝕刻，將Ar等惰性氣體和Cl2氯氣體等用作蝕刻氣體。此處，還可以通過進(jìn)行干法蝕刻以向下穿過蓋層2e直至電子供給層2d的表面層部分來形成電極溝槽。
[0041]作為電極材料，使用例如Ti/Al。為了形成電極，使用例如適于氣相沉積法和剝離法的檐式結(jié)構(gòu)雙層抗蝕劑。將該抗蝕劑施加在化合物半導(dǎo)體層2上以形成在電極溝槽2A和2B處具有開口的抗蝕劑掩模。通過使用該抗蝕劑掩模來沉積Ti/Al。將Ti的厚度設(shè)定為約20nm，并且將Al的厚度設(shè)定為約200nm。通過剝離法，移除具有檐式結(jié)構(gòu)的抗蝕劑掩模以及在其上沉積的Ti/Al。在下文中，在例如氮?dú)夥罩幸约s550°C對SiC襯底I進(jìn)行熱處理，并且剩余的Ti/Al與電子供給層2d成為歐姆接觸。通過以上過程，形成源電極4和漏電極5，其中電極溝槽2A和2B包埋在Ti/Al下方。
[0042]隨后，如圖2A所示，形成保護(hù)絕緣膜6。
[0043]具體地，通過使用等離子體化學(xué)氣相沉積(CVD)法等將絕緣體例如氮化硅(SiN)沉積在化合物半導(dǎo)體層2的整個(gè)表面上直至例如約50nm的厚度。因此，形成保護(hù)絕緣膜6。該保護(hù)絕緣膜6在至少其表面層中(在本實(shí)施方案中，在整個(gè)膜中)包含數(shù)目超過I X IO22/cm3的N-H鍵。為了形成氮化硅膜，例如，將硅烷(SiH4)用作Si原料，將氨氣(NH3)用作N原料，并且將用于使原料氣體變?yōu)榈入x子體的射頻(RF)功率設(shè)定為約50W，從而產(chǎn)生NH3被完全激發(fā)(即，沒有氫被分離)的狀態(tài)。注意，為了使保護(hù)絕緣膜6中的N/Si比接近于4/3的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，作為沉積條件，將SiH4的流量設(shè)定為2.5sccm,并且將NH3的流量設(shè)定為2sccm0通過該沉積條件形成的保護(hù)絕緣膜6包含數(shù)目為約2 X IO2Vcm3的N-H鍵，并且相對于波長為633nm的光具有大于1.9且等于或小于2.0 (例如，1.91)的折射率。保護(hù)絕緣膜6的表面氧化降低至典型的化學(xué)計(jì)量氮化硅膜的表面氧化的約五分之一(次級(jí)離子質(zhì)譜法(SIMS)曲線的積分值)。
[0044]隨后，如圖2B所示，在保護(hù)絕緣膜6中形成溝槽6a。
[0045]具體地，首先將抗蝕劑施加在保護(hù)絕緣膜6的整個(gè)表面上。例如，將由住友化學(xué)株式會(huì)社(Sumitomo Chemical C0.，Ltd.)制造的PF1-32 (商品名)用作抗蝕劑。使用紫外線法來執(zhí)行曝光，例如用于在所施加的抗蝕劑上形成具有600nm寬度的開口，并且對該抗蝕劑進(jìn)行顯影。例如，將由東京應(yīng)化公司(Tokyo Ohka Kogyo C0.,Ltd.)制造的NMD-W(商品名)用作顯影溶液。因此，形成具有開口 Ila的抗蝕劑掩模11。
[0046]接下來，對保護(hù)絕緣膜6執(zhí)行使用抗蝕劑掩模11的干法蝕刻直至在開口 Ila的底部處露出蓋層2e的表面為止。例如，將SF6用作蝕刻氣體。因此，在保護(hù)絕緣膜6中形成作為具有約600nm寬度的貫通溝槽(through trench)并且露出蓋層2e的表面的溝槽6a。在保護(hù)絕緣膜6中用于待在后續(xù)工藝中形成的柵電極的細(xì)柵極的預(yù)定形成位置處形成溝槽6a。
[0047]通過使用氧等離子體的灰化或者使用化學(xué)溶液的濕法處理來移除抗蝕劑掩模11。
[0048]隨后，如圖2C所示，形成用于形成柵極的抗蝕劑掩模12。
[0049]具體地，首先通過例如旋涂法在整個(gè)表面上施加下層抗蝕劑12A(例如，由美國Micro-chem公司制造的PMGI (商品名))和上層抗蝕劑12B(例如，由住友化學(xué)株式會(huì)社制造的PF1-32(商品名))中的每種抗蝕劑。進(jìn)行紫外線曝光以在上層抗蝕劑12B中形成具有例如約1.5μπι的直徑的開口 12Ba。接下來，通過使用上層抗蝕劑12B作為掩模，對下層抗蝕劑12A進(jìn)行使用堿性顯影溶液的濕法蝕刻，從而在下層抗蝕劑12A中形成開口 12Aa。通過以上工藝，形成由具有開口 12Aa的下層抗蝕劑12A以及具有開口 12Ba的上層抗蝕劑12B形成的抗蝕劑掩模12。在抗蝕劑掩模12中，由12a表示其中開口 12Aa和開口 12Ba彼此連通的開口。
[0050]隨后，如圖3A所示，形成柵電極7。
[0051]具體地，作為柵極金屬，使用抗蝕劑掩模12、在整個(gè)表面(包括開口 12a內(nèi)側(cè))上，將Ni沉積至具有約IOnm的厚度，并且在該沉積之后，將Au沉積至具有約300nm的厚度。省略了對在抗蝕劑掩模12上沉積的柵極金屬的說明。通過以上工藝，形成其中堆疊有Ni層7a和Au層7b的柵電極7。
[0052]注意，關(guān)于柵電極7，還可以在Ni7a與Au7b之間插入用于改進(jìn)阻隔性的導(dǎo)電層(導(dǎo)電氮化物等)。
[0053]隨后，如圖3B所示，移除抗蝕劑掩模12。
[0054]具體地，將SiC襯底I浸入以80°C進(jìn)行加熱的N-甲基-吡咯烷酮中，并且通過剝離法移除抗蝕劑掩模12和不必要的柵極金屬。
[0055]柵電極7具有所謂的懸垂形狀，并且通過包括如下Ni層7a以及在Ni層7a上的Au層7b來形成:該Ni層7a填充保護(hù)絕緣膜6的溝槽6a，與化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)處于肖特基接觸，并且位于保護(hù)絕緣膜6上。在Ni層7a中，將與化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)肖特基接觸的部分設(shè)定為第一接觸部7al，并且將在保護(hù)絕緣膜6上的與保護(hù)絕緣膜6接觸的部分設(shè)定為第二接觸部7a2。在本實(shí)施方案中，保護(hù)絕緣膜6包含數(shù)目超過I X IO22/cm3的N-H鍵并且由未被氧化的SiN形成。鑒于此原因，將與保護(hù)絕緣膜6接觸的第二接觸部7a2的取向狀態(tài)和與化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)肖特基接觸的第一接觸部7al的取向狀態(tài)設(shè)定為相同取向狀態(tài)。注意，關(guān)于柵電極7，通過在Ni7a與Au7b之間插入用于改進(jìn)阻隔性的導(dǎo)電層，可以進(jìn)一步增加金屬擴(kuò)散阻力。
[0056]此后，通過源電極4、漏電極5以及柵電極7等的電連接工藝，形成肖特基型AlGaN/GaN HEMT。
[0057]在下文中，基于與對比例的比較，將描述通過根據(jù)本實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT所實(shí)現(xiàn)的操作和效果。
[0058]圖4是示出了作為本實(shí)施方案的對比例的常規(guī)AlGaN/GaN HEMT的示意性截面圖。
[0059]如圖4所示，在根據(jù)對比例的肖特基型AlGaN/GaN HEMT中，形成保護(hù)絕緣膜101來代替保護(hù)絕緣膜6，并且形成柵電極102來代替圖3B中的柵電極7。保護(hù)絕緣膜101包含數(shù)目為例如約5 X IO2Vcm3的N-H鍵，并且由具有例如約50nm的厚度的化學(xué)計(jì)量SiN形成。在保護(hù)絕緣膜101中，形成作為貫通溝槽的開口 101a。柵電極102形成為具有如下Ni層102a和在Ni層102a上的Au層102b的堆疊結(jié)構(gòu)的懸垂形狀:該Ni層102a填充開口101a，與化合物半導(dǎo)體層100的表面處于肖特基接觸，并且位于保護(hù)絕緣膜101上。在Ni層102a中，將與化合物半導(dǎo)體層100肖特基接觸的部分設(shè)定為第一接觸部102al，并且將保護(hù)絕緣膜101上的與保護(hù)絕緣膜101接觸的部分設(shè)定為第二接觸部102a2。此外，例如，形成具有與源電極的電勢相同的電勢的源極場板，并且將該源極場板的端部布置在柵電極與漏電極之間的適當(dāng)位置之上。
[0060]在對比例的AlGaN/GaN HEMT中，在Ni層102a中的與保護(hù)絕緣膜101接觸的第二接觸部102a2的取向狀態(tài)不同于在Ni層102a中的與化合物半導(dǎo)體層100肖特基接觸的第一接觸部102al的取向狀態(tài)。取向彼此不同的邊界部分變成如下路徑:通過該路徑，來自在Ni層102a上的Au層102b的Au在化合物半導(dǎo)體側(cè)上擴(kuò)散。由于該擴(kuò)散現(xiàn)象，所擴(kuò)散的Au最后與化合物半導(dǎo)體反應(yīng)，這導(dǎo)致器件擊穿。注意，可以在Ni層102a與Au層102b之間插入用于同樣確保柵電極102中的阻隔性的金屬層，但是由于取向的邊界，所以不能充分地抑制來自Au層102b的擴(kuò)散。
[0061]在本實(shí)施方案中，如圖3B所示，例如，形成具有高氫含量的、包含數(shù)目超過I X IO2Vcm3的N-H鍵的保護(hù)絕緣膜6。保護(hù)絕緣膜6中的氫改進(jìn)了保護(hù)絕緣膜6表面上的斥水性，并且防止表面氧化。
[0062]將通過使用圖5A至圖5C來描述將包含大量鍵合至氮的氫的氮化硅膜用作保護(hù)絕緣膜的優(yōu)點(diǎn)。圖5A至圖5C是示出了取決于在所沉積的氮化硅膜中的N-H鍵的含量的特性的特性曲線。
[0063]如圖5A所示，隨著氮化硅膜的N-H鍵的含量增加，氮化硅膜的表面氧濃度降低。如圖5B所示，隨著氮化硅膜的N-H鍵的含量增加，氮化硅膜的表面陷阱濃度降低。如圖5C所示，隨著氮化硅膜的N-H鍵的含量增加，改進(jìn)了抗蝕劑相對于氮化硅膜的頂部的粘附性。
[0064]與對比例中的保護(hù)絕緣膜101的表面氧濃度和表面陷阱濃度相比，在本實(shí)施方案中，保護(hù)絕緣膜6的表面氧濃度和表面陷阱濃度相當(dāng)?shù)汀ｈb于此原因，在柵電極7的Ni層7a中，抑制了與保護(hù)絕緣膜6接觸的第二接觸部7a2以及與化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)肖特基接觸的第一接觸部7al的取向的變化，導(dǎo)致接觸部兩者具有一致的取向狀態(tài)。因此，未形成Au通過其從Au層7b進(jìn)行擴(kuò)散的路徑，使得抑制了 Au的擴(kuò)散并且防止了器件擊穿。
[0065]此外，基于與上述對比例的比較，對根據(jù)本實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT實(shí)施高溫導(dǎo)電測試。該結(jié)果在圖6中示出。
[0066]已經(jīng)證實(shí)，不同于對比例，在本實(shí)施方案中，高溫導(dǎo)電測試中的柵極電流(柵極泄漏電流)的變化小并且未發(fā)生擊穿。也就是說，本實(shí)施方案中的保護(hù)絕緣膜6的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了具有優(yōu)異輸出特性的高度可靠AlGaN/GaN HEMT。
[0067]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，可以獲得如下高度可靠的AlGaN/GaN HEMT:其通過相對簡單的構(gòu)造抑制了柵電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿，以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。
[0068](第二實(shí)施方案)
[0069]在下文中，將描述根據(jù)第二實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT。本實(shí)施方案與第一實(shí)施方案的不同之處在于:第二實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT中的保護(hù)絕緣膜的構(gòu)造稍微不同于第一實(shí)施方案的保護(hù)絕緣膜的構(gòu)造。注意，將由相同的附圖標(biāo)記表不與根據(jù)第一實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的組成構(gòu)件等類似的組成構(gòu)件，并且將省略其詳細(xì)說明。
[0070]圖7A至圖7C是示出根據(jù)第二實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的制造方法的主要過程的示意性截面圖。
[0071]首先，通過第一實(shí)施方案的圖1A至圖1C中的工藝，在化合物半導(dǎo)體層2上形成源電極4和漏電極5。
[0072]隨后，如圖7A所示，形成保護(hù)絕緣膜21。
[0073]具體地，通過使用等離子體CVD法等將絕緣體例如氮化硅(SiN)沉積在化合物半導(dǎo)體層2的整個(gè)表面上，從而依次沉積第一絕緣膜21a和第二絕緣膜21b。因此，形成具有第一絕緣膜21a和第二絕緣膜21b的堆疊結(jié)構(gòu)的保護(hù)絕緣膜21。
[0074]在任意沉積條件下(其在此情況下為在形成適于保護(hù)(鈍化)化合物半導(dǎo)體層2的表面的氮化硅膜的條件下)，將第一絕緣膜21a沉積至具有例如約40nm的厚度。作為形成上述的適于鈍化化合物半導(dǎo)體層2的氮化硅膜的沉積條件，適于采用用于化學(xué)計(jì)量膜的沉積條件，使得例如將SiH4的流量設(shè)定為2.5SCCm，將N2的流量設(shè)定為300sCCm，以及將RF功率設(shè)定為80W。
[0075]將第二絕緣膜21b沉積至具有例如約IOnm的厚度，并且在至少其表面層中(在本實(shí)施方案中，在整個(gè)膜中)包含數(shù)目超過I X IO2Vcm3的N-H鍵。為了形成氮化硅膜，例如，將硅烷(SiH4)用作Si原料，將氨氣(NH3)用作N原料，并且將用于使原料氣體變?yōu)榈入x子體的RF功率設(shè)定為約50W，從而產(chǎn)生其中NH3被完全激發(fā)(即，沒有氫被分離)的狀態(tài)。注意，為了使第二絕緣膜21b中的N/Si比接近于4/3的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，作為沉積條件，將SiH4的流量設(shè)定為2.5sccm,并且將NH3的流量設(shè)定為2sCCm。通過沉積條件形成的第二絕緣膜21b包含數(shù)目為約2 X IO2Vcm3的N-H鍵，并且相對于波長為633nm的光具有大于1.9且等于或小于2.0 (例如，1.91)的折射率。第二絕緣膜21b的表面氧化降至典型的化學(xué)計(jì)量氮化硅膜的表面氧化的約五分之一(SMS曲線的積分值)。
[0076]隨后，如圖7B所示，在保護(hù)絕緣膜21中形成溝槽21c。
[0077]具體地，首先將抗蝕劑施加在保護(hù)絕緣膜21的整個(gè)表面上。例如，將由住友化學(xué)株式會(huì)社制造的PFI_32(商品名)用作抗蝕劑。使用紫外線方法來執(zhí)行曝光，例如用于在所施加的抗蝕劑上具有600nm寬度的開口，并且對該抗蝕劑進(jìn)行顯影。例如，將由東京應(yīng)化公司制造的NMD-W(商品名)用作顯影溶液。因此，形成具有開口 12a的抗蝕劑掩模11。
[0078]接下來，對保護(hù)絕緣膜21執(zhí)行使用抗蝕劑掩模11的干法蝕刻直至在開口 12a的底部處露出蓋層2e的表面為止。例如，將SF6用作蝕刻氣體。因此，在保護(hù)絕緣膜21中形成作為具有約600nm寬度的貫通溝槽并且露出蓋層2e的表面的溝槽21c。在保護(hù)絕緣膜21中的用于待在后續(xù)工藝中形成的柵電極的細(xì)柵的預(yù)定形成位置處形成溝槽21c。
[0079]通過使用氧等離子體的灰化或者使用化學(xué)溶液的濕法處理來移除抗蝕劑掩模11。
[0080]隨后，如圖7C所示，以與第一實(shí)施方案的圖2C至圖3B的方式類似的方式形成柵電極7。
[0081]類似于第一實(shí)施方案，形成堆疊有Ni層7a和Au層7b的柵電極7。柵電極7具有所謂的懸垂形狀，并且通過包括如下Ni層7a以及在Ni層7a上的Au層7b來形成:該Ni層7a填充保護(hù)絕緣膜21的溝槽21c，與化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)處于肖特基接觸，并且位于保護(hù)膜21上。在Ni層7a中，將與`化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)肖特基接觸的部分設(shè)定為第一接觸部7al，并且將與保護(hù)絕緣膜21的第二絕緣膜21b接觸的部分設(shè)定為第二接觸部7a2。在本實(shí)施方案中，第二絕緣膜21b包含數(shù)目超過IXlO2Vcm3的N-H鍵并且由未被氧化的SiN形成。鑒于此原因，將與第二絕緣膜21b接觸的第二接觸部7a2的取向狀態(tài)和與化合物半導(dǎo)體層2(蓋層2e)肖特基接觸的第一接觸部7al的取向狀態(tài)設(shè)定為相同取向狀態(tài)。注意，關(guān)于柵電極7，通過在Ni層7a與Al!層7b之間插入用于改進(jìn)阻隔性的導(dǎo)電層，可以進(jìn)一步地改進(jìn)金屬擴(kuò)散阻力。
[0082]此后，通過源電極4、漏電極5以及柵電極7等的電氣連接工藝，形成肖特基型AlGaN/GaN HEMT。
[0083]在本實(shí)施方案中，如圖7C所示，保護(hù)絕緣膜21例如由第一絕緣膜21a和第二絕緣膜21b的堆疊結(jié)構(gòu)形成。保護(hù)絕緣膜21不僅具有抑制在其表面上的導(dǎo)致柵電極7的Ni層7a的Ni的取向狀態(tài)改變的氧化的性能，而且還具有用于鈍化化合物半導(dǎo)體層2的表面的最優(yōu)性能。
[0084]在保護(hù)絕緣膜21中，作為上層的第二絕緣層21b形成為具有高氫含量的絕緣膜，其中該絕緣膜包含數(shù)目超過IXlO2Vcm3的N-H鍵。第二絕緣膜21b中的氫改進(jìn)了第二絕緣膜21b的表面上的斥水性，并且防止了表面氧化。在本實(shí)施方案中，第二絕緣膜21b的表面氧濃度和表面陷阱濃度均非常低。鑒于此原因，在柵電極7的Ni層7a中，抑制了與第二絕緣膜21b接觸的第二接觸部7a2以及與化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)肖特基接觸的第一接觸部7al的取向變化，導(dǎo)致接觸部兩者具有一致的取向狀態(tài)。因此，未形成Au通過其從Au層7b進(jìn)行擴(kuò)散的路徑，導(dǎo)致抑制了 Au的擴(kuò)散并且防止了器件擊穿。
[0085]包含大量氫的絕緣膜缺乏密度，并且由于鍵合的缺陷，所以擔(dān)心絕緣膜中的陷阱會(huì)增加。在此情況下，存在如下可能性:具有高氫含量的絕緣膜(其中該絕緣膜包含數(shù)目超過IX IO2Vcm3的N-H鍵)作為與柵電極的Ni層接觸的絕緣膜是優(yōu)異的，但是該絕緣膜作為化合物半導(dǎo)體層的保護(hù)膜不是很優(yōu)異。
[0086]因此，在本實(shí)施方案中，作為保護(hù)絕緣膜21的下層的第一絕緣膜21a由適于保護(hù)(鈍化)化合物半導(dǎo)體層2的表面的氮化硅膜形成。
[0087]在本實(shí)施方案中，保護(hù)絕緣膜21形成為具有第一絕緣膜21a和第二絕緣膜21b的堆疊結(jié)構(gòu)。通過該構(gòu)造，第一絕緣膜21a安全地保護(hù)化合物半導(dǎo)體層2的表面，以抑制通過由電流崩塌等代表的電極陷阱所引起的特性變化，并且第二絕緣膜21b安全地抑制來自柵電極7的Au層7b的Au的擴(kuò)散。
[0088]基于與第一實(shí)施方案的在圖4中所引用的對比例的比較，對根據(jù)本實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT實(shí)施高溫導(dǎo)電測試。該結(jié)果在圖8中示出。
[0089]已經(jīng)證實(shí)，不同于對比例，在本實(shí)施方案中，高溫導(dǎo)電測試中的柵電流(柵極泄漏電流)的變化小并且未發(fā)生擊穿。也就是說，本實(shí)施方案中的保護(hù)絕緣膜21的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了具有優(yōu)異輸出特性的高度可靠AlGaN/GaN HEMT。
[0090]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，可以獲得如下高度可靠的AlGaN/GaN HEMT:其通過相對簡單的構(gòu)造抑制了柵電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿，以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。
[0091](第三實(shí)施方案)
[0092]在下文中，將描述根據(jù)第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT。本實(shí)施方案與第一實(shí)施方案的不同之處在于:第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT中的保護(hù)絕緣膜的開口形狀稍微不同于第一實(shí)施方案的保護(hù)絕緣膜的開口形狀。注意，將由相同的附圖標(biāo)記表示與根據(jù)第一實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的組成構(gòu)件等類似的組成構(gòu)件，并且將省略其詳細(xì)說明。
[0093]圖9A至圖9C是示出了根據(jù)第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT的制造方法中的主要過程的示意性截面圖。
[0094]首先，通過第一實(shí)施方案的圖1A至圖2A中的工藝，在化合物半導(dǎo)體層2上形成源電極4、漏電極5以及保護(hù)絕緣膜6。在圖9A中示出了此時(shí)的狀態(tài)。
[0095]隨后，如圖9B和圖10所示，在保護(hù)絕緣膜6中形成溝槽6b。圖10是以放大的方式示出在圖9B的圓圈C中的部分的局部截面圖。
[0096]具體地，首先在保護(hù)絕緣膜6的整個(gè)表面上施加抗蝕劑。例如，將由住友化學(xué)株式會(huì)社制造的PF1-32(商品名)用作抗蝕劑。使用紫外線法來執(zhí)行曝光，例如用于在所施加的抗蝕劑上具有600nm寬度的開口，并且對該抗蝕劑進(jìn)行顯影。例如，將由東京應(yīng)化公司制造的NMD-W(商品名)用作顯影溶液。因此，形成具有開口 13a的抗蝕劑掩模13。
[0097]接下來，對保護(hù)絕緣膜6執(zhí)行使用抗蝕劑掩模13的濕法蝕刻直至在開口 13a的底部處露出蓋層2e的表面為止。例如，將緩沖氫氟酸用作蝕刻劑。因此，在保護(hù)絕緣膜6中形成作為露出蓋層2e的表面的貫通溝槽的溝槽6b。溝槽6b形成為使得其側(cè)壁表面通過濕法蝕刻而形成為傾斜表面,底部的寬度為約600nm，并且將上部形成為比底部寬。如圖10所示，在溝槽6b中，側(cè)壁表面是具有不同傾斜角的兩級(jí)前向錐形表面，在該兩級(jí)前向錐形表面中，首先形成相對陡峭的第一傾斜表面6bl，隨后形成傾度比第一傾斜表面6bl的傾度平緩(近似約45° )的第二傾斜表面662。
[0098]通過使用氧等離子體的灰化或者使用化學(xué)溶液的濕法處理來移除抗蝕劑掩模13。
[0099]隨后，如圖9C所示，類似于第一實(shí)施方案，形成堆疊有Ni層7a和Au層7b的柵電極7。柵電極7具有所謂的懸垂形狀，并且通過包括如下Ni層7a以及在Ni層7a上的Au層7b來形成:該Ni層7a填充保護(hù)絕緣膜6的溝槽6b，與化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)處于肖特基接觸，并且位于保護(hù)絕緣膜6上。在Ni層7a中，將與化合物半導(dǎo)體層2 (蓋層2e)肖特基接觸的部分設(shè)定為第一接觸部7al，并且將與保護(hù)絕緣膜6接觸的部分設(shè)定為第二接觸部7a2。在本實(shí)施方案中，保護(hù)絕緣膜6包含數(shù)目超過I X IO2Vcm3的N-H鍵，并且由未被氧化的SiN形成。鑒于此原因，將與保護(hù)絕緣膜6接觸的第二接觸部7a2的取向狀態(tài)和與化合物半導(dǎo)體層2(蓋層2e)肖特基接觸的第一接觸部7al的取向狀態(tài)設(shè)定為相同取向狀態(tài)。
[0100]此后，通過源電極4、漏電極5以及柵電極7等的電氣連接工藝，形成肖特基型AlGaN/GaN HEMT。
[0101]在第一實(shí)施方案中，當(dāng)將高的漏極電壓施加至圖4所引用的對比例中的AlGaN/GaN HEMT時(shí)，圍繞柵電極102施加了高電場。高電場尤其會(huì)集中在細(xì)柵極的肖特基接觸部分的電極端上，并且損壞化合物半導(dǎo)體層100。
[0102]柵電極102形成為具有Ni層102a以及在Ni層102a上的Au層102b的堆疊結(jié)構(gòu)的懸垂形狀:該Ni層102a填充保護(hù)絕緣膜101的開口 101a，與化合物半導(dǎo)體層100的表面處于肖特基接觸，并且位于保護(hù)絕緣膜101上。在此情況下，由于保護(hù)絕緣膜101的開口IOla的臺(tái)階，Ni層102a可能開裂。
[0103]此外，如在第一實(shí)施方案中所說明的，在對比例的AlGaN/GaN HEMT中，Ni層102a的取向狀態(tài)變得不一致。具體地，與保護(hù)絕緣膜101接觸的第二接觸部102a2的取向狀態(tài)和與化合物半導(dǎo)體層100肖特基接觸的第一接觸部102al的取向狀態(tài)不同。
[0104]取向彼此不同的邊界部分以及上述在Ni層102a中出現(xiàn)的裂紋變成如下路徑:通過該路徑，來自Ni層102a上的Au層102b的Au在化合物半導(dǎo)體層上進(jìn)行擴(kuò)散。該擴(kuò)散現(xiàn)象由于上述柵極端部處的電場集中而進(jìn)一步加速，并且所擴(kuò)散的Au最后與化合物半導(dǎo)體反應(yīng)，這導(dǎo)致器件擊穿。
[0105]在本實(shí)施方案中，例如，如圖9C所示，形成具有高氫含量的保護(hù)絕緣膜6，其中該保護(hù)絕緣膜6包含數(shù)目超過I X IO2Vcm3的N-H鍵。該保護(hù)絕緣膜6中的氫改進(jìn)了保護(hù)絕緣膜6的表面上的斥水性(water repellency),并且防止了表面氧化。
[0106]包括大量鍵合至氮的氫的保護(hù)絕緣膜6相對于抗蝕劑(例如，酚醛抗蝕劑)具有非常好的粘附性。因此，如圖9B所示，可以通過濕法蝕刻在保護(hù)絕緣膜6中形成開口 6b。關(guān)于開口 6b，如上所述，其側(cè)壁表面由具有不同傾斜角的兩級(jí)前向錐形表面形成。因此，降低了開口臺(tái)階的陡度，抑制了在Ni層7a中出現(xiàn)裂紋。當(dāng)然，因?yàn)楸Ｗo(hù)絕緣膜6具有抑制表面氧化的功能，所以防止了形成Au通過其進(jìn)行擴(kuò)散的路徑，所述擴(kuò)散由Ni層7a的取向異常引起。此外，開口 6b的兩級(jí)前向錐形表面減輕了在柵電極7的端部處的電場集中。通過該構(gòu)造，抑制了 Au擴(kuò)散以及由電場引起的加速Au擴(kuò)散的效果，防止了柵電極7以及柵電極7的外周結(jié)構(gòu)的擊穿。
[0107]基于與第一實(shí)施方案中所引用的對比例的比較，對根據(jù)本實(shí)施方案的AlGaN/GaNHEMT實(shí)施高溫導(dǎo)電測試。該結(jié)果在圖11中示出。
[0108]已經(jīng)證實(shí)，不同于對比例，在本實(shí)施方案中，高溫導(dǎo)電測試中的柵電流(柵極泄漏電流)的變化小并且未發(fā)生擊穿。也就是說，本實(shí)施方案中的保護(hù)絕緣膜6的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了具有優(yōu)異輸出特性的高度可靠AlGaN/GaN HEMT。
[0109]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，可以獲得如下高度可靠的AlGaN/GaN HEMT:其通過相對簡單的構(gòu)造抑制了柵電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿，以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。
[0110]此外，實(shí)現(xiàn)了如下AlGaN/GaN HEMT:其具有小的器件特性變化，能夠防止在柵電極7中形成Au通過其進(jìn)行擴(kuò)散的路徑，并且減輕在柵電極7的端部處的電場集中。
[0111](第四實(shí)施方案)
[0112]本實(shí)施方案公開了包括選自第一實(shí)施方案至第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT中的一種AlGaN/GaN HEMT的電源裝置。
[0113]圖12是示出根據(jù)第四實(shí)施方案的電源裝置的示意性構(gòu)造的連接圖。
[0114]根據(jù)本實(shí)施方案的電源裝置被構(gòu)造為包括:高壓一次側(cè)電路31 ;低壓二次側(cè)電路32 ;以及布置在高壓一次側(cè)電路31與低壓二次側(cè)電路32之間的變壓器33。
[0115]—次側(cè)電路31被構(gòu)造為包括:AC電源34 ;所謂的橋式整流電路35 ;以及多個(gè)(在該情況下為四個(gè))開關(guān)元件36a、36b、36c和36d。此外，橋式整流電路35具有開關(guān)元件36e。
[0116]二次側(cè)電路32構(gòu)造為包括多個(gè)(在該情況下為三個(gè))開關(guān)元件37a、37b和37c。
[0117]在本實(shí)施方案中，將一次側(cè)電路31的開關(guān)元件36a、36b、36c、36d以及36e中的每個(gè)開關(guān)元件設(shè)定為選自第一實(shí)施方案至第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT中的一種AlGaN/GaN HEMT。另一方面，將二次側(cè)電路32的開關(guān)元件37a、37b和37c中的每個(gè)開關(guān)元件設(shè)定為使用硅的普通金屬絕緣半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MIS-FET)。
[0118]在本實(shí)施方案中，將如下高度可靠的AlGaN/GaN HEMT應(yīng)用于高壓電路:該AlGaN/GaN HEMT通過相對簡單的構(gòu)造抑制了柵電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿，以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。這實(shí)現(xiàn)了高度可靠的大功率電源裝置。
[0119](第五實(shí)施方案)
[0120]本實(shí)施方案公開了包括選自第一實(shí)施方案至第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT中的一種AlGaN/GaN HEMT的高頻放大器。
[0121]圖13是示出根據(jù)第五實(shí)施方案的高頻放大器的示意性構(gòu)造的連接圖。
[0122]根據(jù)本實(shí)施方案的高頻放大器被構(gòu)造為包括:數(shù)字預(yù)失真電路41 ;混頻器42a和42b ;以及功率放大器43。
[0123]數(shù)字預(yù)失真電路41對輸入信號(hào)中的非線性失真進(jìn)行補(bǔ)償?；祛l器42a將AC信號(hào)與已補(bǔ)償過非線性失真的輸入信號(hào)混合。功率放大器43將與AC信號(hào)混合過的輸入信號(hào)放大，并且具有選自第一實(shí)施方案至第三實(shí)施方案的AlGaN/GaN HEMT中的一種AlGaN/GaNHEMT。注意，在圖13中，高頻放大器構(gòu)造成使得例如通過轉(zhuǎn)換開關(guān)，可以通過混頻器42b將輸出側(cè)信號(hào)與AC信號(hào)混合，并且可以將結(jié)果發(fā)送回至數(shù)字預(yù)失真電路41。
[0124]在本實(shí)施方案中，可以將如下高度可靠的AlGaN/GaN HEMT應(yīng)用于高頻放大器:該AlGaN/GaN HEMT通過相對簡單的構(gòu)造抑制了柵電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿，以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。這實(shí)現(xiàn)了高度可靠的高耐壓高頻放大器。
[0125](其他實(shí)施方案)
[0126]在第一實(shí)施方案至第五實(shí)施方案中，將AlGaN/GaN HEMT例示為化合物半導(dǎo)體器件。除AlGaN/GaN HEMT以外，能夠?qū)⑷缦翲EMT用作化合物半導(dǎo)體器件。
[0127]其他HEMT實(shí)施例1
[0128]本實(shí)施例公開了作為化合物半導(dǎo)體器件的InAlN/GaN HEMT。
[0129]InAlN和GaN是可以通過其組成而使晶格常數(shù)彼此接近的化合物半導(dǎo)體。在此情況下，在上述第一實(shí)施方案至第五實(shí)施方案中，電子傳輸層由1-GaN形成，中間層由AlN形成，電子供給層由η_ΙηΑ1Ν形成，以及蓋層由n_GaN形成?？梢愿鶕?jù)需要餐略蓋層的n_GaN。此外，因?yàn)樵诖饲闆r下幾乎不出現(xiàn)壓電極化，所以二維電子氣主要由InAlN的自發(fā)極化生成。
[0130]根據(jù)本實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了如下高度可靠InAlN/GaN HEMT:其類似于上述AlGaN/GaNHEMT，通過相對簡單的構(gòu)造抑制了柵電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿，以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。
[0131]其他HEMT實(shí)施例2
[0132]本實(shí)施例公開了作為化合物半導(dǎo)體器件的InAlGaN/GaN HEMT。
[0133]GaN和InAlGaN是其中InAlGaN的晶格常數(shù)小于GaN的晶格常數(shù)的化合物半導(dǎo)體。在此情況下，在上述第一實(shí)施方案至第五實(shí)施方案中，電子傳輸層由1-GaN形成，中間層由1-1nAlGaN形成，電子供給層由n-1nAlGaN形成，以及蓋層由n+_GaN形成。可以根據(jù)需要省略蓋層的n+-GaN。
[0134]根據(jù)本實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了如下高度可靠InAlGaN/GaN HEMT:其類似于上述AlGaN/GaNHEMT，通過相對簡單的構(gòu)造抑制了柵電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿，以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。
[0135]根據(jù)上述方面，可以獲得如下高度可靠化合物半導(dǎo)體器件:其通過相對簡單的構(gòu)造抑制了電極材料的擴(kuò)散并且抑制了器件擊穿，以實(shí)現(xiàn)高耐壓和高輸出功率。
【權(quán)利要求】
1.一種化合物半導(dǎo)體器件，包括: 化合物半導(dǎo)體層； 保護(hù)絕緣膜，所述保護(hù)絕緣膜覆蓋所述化合物半導(dǎo)體層的頂部，并且所述保護(hù)絕緣膜上形成有開口 ；以及 填充所述開口的電極，所述電極與所述化合物半導(dǎo)體層接觸，并且形成在所述保護(hù)絕緣膜上，其中 所述電極與所述化合物半導(dǎo)體層之間的接觸部分的取向狀態(tài)和所述電極與所述保護(hù)絕緣膜之間的接觸部分的取向狀態(tài)相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中 所述保護(hù)絕緣膜具有表面層，所述表面層包含數(shù)目超過1.0X IO2Vcm3的N-H鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的化合物半導(dǎo)體層器件，其中 所述表面層相對于波長為633nm的光具有大于1.9且等于或小于2.0的折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中 所述保護(hù)絕緣膜形成為具有包括如下絕緣膜的堆疊結(jié)構(gòu):第一絕緣膜，所述第一絕緣膜為任意絕緣膜；以及在所述第一絕緣膜上的具有所述表面層的第二絕緣膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物半導(dǎo)體器件，其中 所述保護(hù)絕緣膜的所述開口的側(cè)壁表面`形成為具有不同傾斜角的兩級(jí)前向錐形表面。
6.一種制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，包括: 形成化合物半導(dǎo)體層； 形成保護(hù)絕緣膜，所述保護(hù)絕緣膜覆蓋所述化合物半導(dǎo)體層的頂部并且具有開口 ；以及 形成填充所述開口的電極，所述電極與所述化合物半導(dǎo)體層接觸，并且存在于所述保護(hù)絕緣膜上，其中 將在所述電極與所述化合物半導(dǎo)體層之間的接觸部分的取向狀態(tài)和在所述電極與所述保護(hù)絕緣膜之間的接觸部分的取向狀態(tài)設(shè)定為相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述保護(hù)絕緣膜具有表面層，所述表面層包含數(shù)目超過1.0X IO2Vcm3的N-H鍵。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述表面層相對于波長為633nm的光具有大于1.9且等于或小于2.0的折射率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中 將所述保護(hù)絕緣膜形成為具有包括如下絕緣膜的堆疊結(jié)構(gòu):第一絕緣膜，所述第一絕緣膜為任意絕緣膜；以及在所述第一絕緣膜上的具有所述表面層的第二絕緣膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中 將所述保護(hù)絕緣膜的開口的側(cè)壁表面形成為具有不同傾斜角的兩級(jí)前向錐形表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造化合物半導(dǎo)體器件的方法，其中 通過濕法蝕刻將所述保護(hù)絕緣膜的側(cè)壁表面形成為前向錐形表面。
12.一種電源電路，所述電源電路包括變壓器以及通過將所述變壓器夾于中間而設(shè)置的高壓電路和低壓電路， 所述高壓電路包括晶體管，所述晶體管包括: 化合物半導(dǎo)體層； 保護(hù)絕緣膜，所述保護(hù)絕緣膜覆蓋所述化合物半導(dǎo)體層的頂部，并且在所述保護(hù)絕緣膜上形成有開口 ；以及 填充所述開口的電極，所述電極與所述化合物半導(dǎo)體層接觸，并且形成在所述保護(hù)絕緣膜上，其中 在所述電極與所述化合物半導(dǎo)體層之間的接觸部分的取向狀態(tài)和在所述電極與所述保護(hù)絕緣膜之間的接觸部分的取向狀態(tài)相同。
13.—種高頻放大器，所述高頻放大器對輸入的高頻電壓進(jìn)行放大，并且輸出所得高頻電壓，所述高頻放大器包括: 晶體管， 所述晶體管包括: 化合物半導(dǎo)體層； 保護(hù)絕緣膜，所述保護(hù)絕緣膜覆蓋所 述化合物半導(dǎo)體層的頂部，并且在所述保護(hù)絕緣膜上形成有開口 ；以及 填充所述開口的電極，所述電極與所述化合物半導(dǎo)體層接觸，并且形成在所述保護(hù)絕緣膜上，其中 在所述電極與所述化合物半導(dǎo)體層之間的接觸部分的取向狀態(tài)和在所述電極與所述保護(hù)絕緣膜之間的接觸部分的取向狀態(tài)相同。
【文檔編號(hào)】H01L21/335GK103715243SQ201310319658
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】牧山剛?cè)? 申請人:富士通株式會(huì)社