半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知在半導(dǎo)體裝置中，通過在干式蝕刻后實施濕式蝕刻，來抑制漏電電流，提高半導(dǎo)體裝置的電特性的方法(例如，專利文獻1、2)。
[0003]專利文獻1:日本特開2010 - 62381號公報
[0004]專利文獻2:日本特開2010 - 40697號公報
[0005]但是，在這些方法中，僅通過濕式蝕刻除去由于干式蝕刻所產(chǎn)生的損傷層，作為用于提高電特性的方法并不充分。因此，期望進一步提高電特性的方法。另外，在以往的半導(dǎo)體裝置中，期望提高其小型化、省資源化、制造的容易化、制造的精確度、作業(yè)性等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決上述的課題的至少一部分而提出的，能夠作為以下的方式實現(xiàn)。
[0007](I)根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供使用了六方晶系的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置是使用了六方晶系的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，具備:半導(dǎo)體基板；第一 N型半導(dǎo)體層，其層疊在上述半導(dǎo)體基板上；P型半導(dǎo)體層，其層疊在上述第一 N型半導(dǎo)體層上；第二 N型半導(dǎo)體層，其層疊在上述P型半導(dǎo)體層上；以及槽部，其貫通上述第二 N型半導(dǎo)體層和上述P型半導(dǎo)體層到達上述第一 N型半導(dǎo)體層；上述槽部的長邊方向是相對于[11 - 20]軸垂直±15°以下，上述槽部的側(cè)壁具備與
[0001]軸垂直的條紋狀的凹凸。根據(jù)該方式，與在槽部的側(cè)壁沒有凹凸的情況相比較，槽部的側(cè)壁的表面積增加。其結(jié)果，能夠提高半導(dǎo)體裝置的電特性。例如，在半導(dǎo)體裝置為縱型MOSFET的情況下，能夠使半導(dǎo)體元件的每一個元件的源極-漏極間的電流密度提高。
[0008](2)在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，也可以還具備經(jīng)由絕緣膜在上述槽部形成的電極。根據(jù)該方式，在經(jīng)由絕緣膜形成有電極的槽部，能夠提高電特性。
[0009](3)在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，也可以上述半導(dǎo)體裝置為MOSFET。根據(jù)該方式，能夠進一步提高半導(dǎo)體裝置的電特性。
[0010](4)在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，也可以上述凹凸的與
[0001]軸垂直的一邊的長度在1nm以上200nm以下。根據(jù)該方式，能夠抑制制造成本，并且能夠不進行過度的蝕刻，而提高半導(dǎo)體裝置的電特性。
[0011](5)在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，也可以上述槽部的側(cè)壁的表面積與沒有上述凹凸的槽部的側(cè)壁的表面積相比較在1.1倍以上。根據(jù)該方式，作為結(jié)果，能夠提高半導(dǎo)體裝置的電特性。
[0012](6)在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，也可以上述槽部的側(cè)壁與上述槽部的底面的角度為90°至95°。根據(jù)該方式，能夠抑制槽部的底面的電場集中。其結(jié)果，能夠提高半導(dǎo)體裝置的耐壓。
[0013](7)在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，也可以上述槽部的側(cè)壁的凹凸的厚度在單元間距的5%以下。根據(jù)該方式，能夠抑制凹凸在半導(dǎo)體裝置所占的比例，所以能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體裝置的微細化。
[0014](8)在上述方式的半導(dǎo)體裝置中，也可以上述半導(dǎo)體主要由氮化鎵形成。
[0015](9)根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供使用了六方晶系的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制造方法。該半導(dǎo)體裝置的制造方法具備:準(zhǔn)備具備層疊在半導(dǎo)體基板上的第一 N型半導(dǎo)體層、層疊在上述第一 N型半導(dǎo)體層上的P型半導(dǎo)體層、以及層疊在上述P型半導(dǎo)體層上的第二 N型半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體裝置的中間產(chǎn)品的工序；在上述第二 N型半導(dǎo)體層上利用光致抗蝕劑進行圖案化的工序，在該工序中，以圖案的長邊方向相對于[11 一 20]軸垂直±15°以下的方式進行圖案化；在進行了上述圖案化的工序之后，通過干式蝕刻形成貫通上述第二 N型半導(dǎo)體層和上述P型半導(dǎo)體層到達上述第一 N型半導(dǎo)體層的槽部的工序；以及在形成了上述槽部之后，通過濕式蝕刻，在上述槽部的側(cè)壁形成凹凸的工序。根據(jù)該方式，能夠提高半導(dǎo)體裝置的電特性。
[0016]上述的本發(fā)明的各方式具有的多個構(gòu)成要素并非全部必需，為了解決上述的課題的一部分或者全部，或者，為了實現(xiàn)本說明書所記載的效果的一部分或者全部，能夠適當(dāng)?shù)貙ι鲜龆鄠€構(gòu)成要素的一部分的構(gòu)成要素進行變更、刪除、與新的其他的構(gòu)成要素的替換、限定內(nèi)容的一部分的刪除。另外，為了解決上述的課題的一部分或者全部，或者，為了實現(xiàn)本說明書所記載的效果的一部分或者全部，也能夠?qū)⑸鲜龅谋景l(fā)明的一方式所包含的技術(shù)特征的一部分或者全部與上述的本發(fā)明的其他的方式所包含的技術(shù)特征的一部分或者全部組合，作為本發(fā)明的獨立的一方式。
[0017]本發(fā)明也能夠以半導(dǎo)體裝置及其制造方法以外的各種方式實現(xiàn)。例如，本申請發(fā)明能夠以安裝了上述方式的半導(dǎo)體裝置的電氣設(shè)備、制造上述方式的半導(dǎo)體裝置的制造裝置等方式實現(xiàn)。
[0018]根據(jù)該方式，與在槽部的側(cè)壁沒有凹凸的情況相比較，槽部的側(cè)壁的表面積增加。其結(jié)果，能夠提高半導(dǎo)體裝置的電特性。例如，在半導(dǎo)體裝置為縱型MOSFET的情況下，能夠使半導(dǎo)體元件的每一個元件的源極-漏極間的電流密度提高。
【附圖說明】
[0019]圖1是示意地表示第一實施方式中的半導(dǎo)體裝置10的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0020]圖2是表示半導(dǎo)體裝置10的制造方法的工序圖。
[0021]圖3是表示半導(dǎo)體裝置10的中間產(chǎn)品的剖視圖。
[0022]圖4是表示具備凹部182和凹部186的半導(dǎo)體裝置10的中間產(chǎn)品的剖視圖。
[0023]圖5是表示層疊了光致抗蝕劑和絕緣膜的半導(dǎo)體裝置10的中間產(chǎn)品的剖視圖。
[0024]圖6是表示N型半導(dǎo)體層140的一部分露出的半導(dǎo)體裝置10的中間產(chǎn)品的剖視圖。
[0025]圖7是表示干式蝕刻后的半導(dǎo)體裝置10的中間產(chǎn)品的剖視圖。
[0026]圖8是表示濕式蝕刻前后的半導(dǎo)體裝置10的中間產(chǎn)品的示意圖。
[0027]圖9是放大示出槽部184的側(cè)壁185的示意圖。
[0028]圖10是表示除去了絕緣膜的中間產(chǎn)品的剖視圖。
[0029]圖11是表示形成有電極230和電極240的中間產(chǎn)品的剖視圖。
[0030]圖12是表示在側(cè)壁185具備凹凸的半導(dǎo)體裝置、和在側(cè)壁185不具備凹凸的半導(dǎo)體裝置的Id - Vg測定中將不具備凹凸的半導(dǎo)體裝置的Id的平均值設(shè)為I的情況下的Id之比的圖。
[0031]圖13是表示作為體電極的電極230和作為源電極的電極440在一部分重合的半導(dǎo)體裝置20的圖。
[0032]附圖標(biāo)記的說明:10...半導(dǎo)體裝置，20...半導(dǎo)體裝置，110...基板，182...凹部，184…槽部，185…側(cè)壁，186…凹部，210…電極，230…電極，240…電極，250…電極，300…絕緣膜，340…絕緣膜，400…光致抗蝕劑，440…電極，C…距離。
【具體實施方式】
[0033]A.第一實施方式:
[0034]Al.半導(dǎo)體裝置10的結(jié)構(gòu):
[0035]圖1是示意地表示第一實施方式中的半導(dǎo)體裝置10的結(jié)構(gòu)的剖視圖。半導(dǎo)體裝置10是使用氮化鎵(GaN)形成的GaN系的半導(dǎo)體裝置。在本實施方式中，半導(dǎo)體裝置10是溝槽柵型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)，使用于電力控制，也稱為功率器件。
[0036]半導(dǎo)體裝置10具備基板110、N型半導(dǎo)體層120、P型半導(dǎo)體層130、N型半導(dǎo)體層140、電極210、230、240、250、以及絕緣膜340。半導(dǎo)體裝置10是NPN型的半導(dǎo)體裝置，具有N型半導(dǎo)體層120、P型半導(dǎo)體層130、以及N型半導(dǎo)體層140依次接合的結(jié)構(gòu)。此外，“基板110”也稱為“半導(dǎo)體基板110”，“N型半導(dǎo)體層120”也稱為“第一 N型半導(dǎo)體層120”，“N型半導(dǎo)體層140”也稱為“第二 N型半導(dǎo)體層140”。
[0037]半導(dǎo)體裝置10的N型半導(dǎo)體層120、P型半導(dǎo)體層130、以及N型半導(dǎo)體層140是通過有機金屬氣相生長法(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposit1n)的晶體生長而形成的半導(dǎo)體層。在半導(dǎo)體裝置10，通過干式蝕刻，形成有凹部182、槽部184、以及凹部 186。
[0038]圖1圖示有相互正交的XYZ軸。圖1的XYZ軸中，X軸是沿N型半導(dǎo)體層120針對基板110層疊的層疊方向的軸。沿X軸的X軸方向中，+X軸方向是從基板110朝向N型半導(dǎo)體層120的方向，一 X軸方向是與+X軸方向?qū)χ玫姆较颉D1的XYZ軸中，Y軸以及Z軸是與X軸正交并且彼此正交的軸。沿Y軸的Y軸方向中，+Y軸方向是從圖1的紙面左方朝向紙面右方的方向，一 Y軸方向是與+Y軸方向?qū)χ玫姆较?。沿Z軸的Z軸方向中，+Z軸方向是從圖1的紙面近前朝向紙面里面的方向，一 Z軸方向是與+Z軸方向?qū)χ玫姆较?。在本實施方式中，X軸是
[0001]軸，Y軸是[11 - 20]軸，Z軸是[1- 100]軸。
[0039]半導(dǎo)體裝置10的基板110是沿由Y軸以及Z軸規(guī)定的面