中央部的膜層也就是第二緩沖層20制成包括含有A1成份的膜層(第三層18a)的多層結(jié)構(gòu)而增加緩沖層13整體的A1成份，可減低漏電流。
[0060]進(jìn)一步，利用將緩沖層13的中央部的膜層也就是第二緩沖層20制成包括含有A1成份的膜層(第三層18a)的多層結(jié)構(gòu)，可改善緩沖層頂面的平坦性，因而可改善有源層頂面的平坦性。
[0061]第一層16，可如圖2的擴(kuò)大圖所示，制成由含有A1成份的第一子層16’與A1含量比第一子層16’少的第二子層16”重復(fù)而形成。
[0062]又，第五層16a，可如圖3的擴(kuò)大圖所示，制成由含有A1成份的第三子層16a’與A1含量比前述第三子層16a’少的第四子層16a”重復(fù)而形成。
[0063]第二子層16”和第四子層16a”，可制成具有未達(dá)臨界膜厚(若為此以上的膜厚，則可確實(shí)地發(fā)生失配位錯(cuò))的厚度。
[0064]第二層17，可制成其A1含量比第一子層16’少，且厚度比第二子層16”厚。
[0065]第六層17a，可制成其A1含量比第四子層16a”少，且厚度比第四子層16a”厚。
[0066]第四層18b，可制成比第二子層16”和第四子層16a”厚，比第二層17和第六層17a
薄，且具有臨界膜厚以上的厚度。
[0067]由于第二層17和第六層17a，比第四層18b厚，在膜層的底部所發(fā)生的失配位錯(cuò)在膜層中途停止的可能性高，故第四層18b的失配位錯(cuò)，比第二層17和前述第六層17a多。
[0068]并且，第四層18b的厚度優(yōu)選為3.5nm?200nm。若為此范圍，則可使失配位錯(cuò)確實(shí)地發(fā)生。
[0069]又，第四層18b的厚度更優(yōu)選為5nm?50nm。若為此范圍，則可使失配位錯(cuò)更確實(shí)地發(fā)生。
[0070]因此，若緩沖層13的各層具有上述膜厚關(guān)系，則在緩沖層13中央部的膜層所包括的第四層18b中，晶格弛緩(失配位錯(cuò))會(huì)變得容易發(fā)生，由此，應(yīng)力控制的范圍會(huì)更廣，而可將緩沖層整體形成更厚。
[0071]第二子層16”、第二層17、第四層18b、第四子層16a”及第六層17a，例如是由GaN所構(gòu)成。
[0072]第一子層16’、第三層18a及第三子層16a’，例如是由氮化鋁(A1N)所構(gòu)成。
[0073]又，優(yōu)選為:構(gòu)成第二緩沖層20之第三層18a的A1含量，距離第三緩沖層15a越近也就是距離有源層14越近則越少。
[0074]如此，通過在緩沖層13的中央部的膜層中，將相互鄰接的第三層18a與第四層18b的A1成份比例的差異，制成距離第三緩沖層15a越近也就是距離有源層14越近則越小，可使在底側(cè)的應(yīng)力緩和效果大，在頂側(cè)則是使結(jié)晶性良好的效果比應(yīng)力緩和效果更大。
[0075]進(jìn)一步，優(yōu)選為:在構(gòu)成第二緩沖層20的多數(shù)個(gè)第三層18a中，就配置于第二緩沖層20的中央部的第三層18a來說，制成與配置于第二緩沖層20的頂面?zhèn)群偷酌鎮(zhèn)鹊那笆龅谌龑?8a相比，其A1含量較少。
[0076]如此，通過在緩沖層13的中央部的膜層中，將相互鄰接的第三層18a與第四層18b的A1成份比例的差異，制成在中央部為小，可使在底側(cè)和頂側(cè)的應(yīng)力緩和效果大，而在中央部則是使結(jié)晶性良好的效果比應(yīng)力緩和效果更大。
[0077]其次，說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
[0078]首先，在硅系基板12上，形成構(gòu)成緩沖層13的第一緩沖層15。
[0079]具體來說，通過有機(jī)金屬氣相成長(metal-organic vapor phase epitaxy,MOVPE)法，使由AIN所構(gòu)成的第一子層16’和由GaN所構(gòu)成的第二子層16”交互成長而形成的第一層16、與由GaN所構(gòu)成的第二層17交互成長，而形成第一緩沖層15。
[0080]第一子層16’的膜厚例如為3?7nm，第二子層16”的膜厚例如為2?5nm，第二層17的膜厚例如為100?500nm，優(yōu)選為100?300nmo
[0081]重復(fù)形成的第一層16和第二層17的數(shù)量，例如可設(shè)為4?7 ;重復(fù)形成的第一子層16’和第二子層16”的數(shù)量，例如可設(shè)為1?15。
[0082]其次，在第一緩沖層15上，形成構(gòu)成緩沖層13的第二緩沖層20。
[0083]具體來說，通過M0VPE法，使由A1N所構(gòu)成的第三層18a與由GaN所構(gòu)成的第四層18b交互成長，而形成第二緩沖層20。
[0084]第三層18a的膜厚例如為3?7nm，第四層18b的膜厚例如為3.5?200nm。
[0085]重復(fù)形成的第三層18a和第四層18b的數(shù)量，例如可設(shè)為10?100。
[0086]其次，在第二緩沖層20上，形成構(gòu)成緩沖層13的第三緩沖層15a。
[0087]具體來說，通過M0VPE法，使由A1N所構(gòu)成的第三子層16a’和由GaN所構(gòu)成的第四子層16a”交互成長而形成的第五層16a、與由GaN所構(gòu)成的第六層17a交互成長，而形成第三緩沖層15a。
[0088]第三子層16a’的膜厚例如為3?7nm，第四子層16a”的膜厚例如為2?5nm，第六層17a的膜厚例如為100?500nm，優(yōu)選為100?300nmo
[0089]重復(fù)形成的第五層16a和第六層17a的數(shù)量，例如可設(shè)為4?7，重復(fù)形成的第三子層16a’和第四子層16a”的數(shù)量，例如可設(shè)為1?15。
[0090]并且，使第三子層16a’和第四子層16a”的數(shù)量，比第一子層16’和第二子層16”的數(shù)量少，則可使結(jié)晶性較良好。
[0091]其次，在緩沖層13上形成有源層14。
[0092]具體來說，在緩沖層13上，通過M0VPE法，使由GaN所構(gòu)成的信道層141、由氮化鋁鎵(AlGaN)所構(gòu)成的阻障層142依序成長。信道層141的膜厚例如為1000?4000nm，阻障層142的膜厚例如為10?50nmo
[0093]其次，在有源層14上，形成第一電極24、第二電極26及控制電極28。第一電極24和第二電極26，例如可利用鈦/鋁(Ti/Al)的積層膜來形成；控制電極28，例如可利用下層膜與上層膜的積層膜來形成，該下層膜是由氧化硅(S1)、氮化硅(SiN)等金屬氧化物所構(gòu)成，該上層膜是由鎳(Ni)、金(Au)、鉬(Μο)、鉑(Pt)等金屬所構(gòu)成。
[0094]通過上述的制造方法，可得到圖1所示的半導(dǎo)體裝置。
[0095][實(shí)施例]
[0096]以下，顯示實(shí)施例及比較例來進(jìn)一步具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并非僅限于這些例子。
[0097](實(shí)施例1)
[0098]利用上述的制造方法來制作如圖1所示的半導(dǎo)體裝置。第一層16是制成如圖2所示的積層結(jié)構(gòu)，第五層16a是制成如圖3所示的積層結(jié)構(gòu)。
[0099]并且，第一子層16’、第三層18a及第三子層16a’是設(shè)為由A1N所構(gòu)成，第二子層16”、第二層17、第四層18b及第四子層16a”是設(shè)為由GaN所構(gòu)成。
[0100](比較例1)
[0101]與實(shí)施例1同樣地制作半導(dǎo)體裝置。但是，第二緩沖層20是制成由GaN所構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)。
[0102]已確認(rèn)實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置，與比較例1的半導(dǎo)體裝置相比，可減低施加在緩沖層上的應(yīng)力，并抑制漏電流、改善有源層頂面的平坦性。
[0103]另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式為例示，具有與本發(fā)明的權(quán)利要求書所述的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)并發(fā)揮相同作用效果的技術(shù)方案，均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，其具有: 娃系基板； 第一緩沖層，該第一緩沖層設(shè)置于前述硅系基板上，由含有A1成份的第一層與A1含量比前述第一層少的第二層交互積層而成； 第二緩沖層，該第二緩沖層設(shè)置于前述第一緩沖層上，由含有A1成份的第三層與A1含量比前述第三層少的第四層交互積層而成；及， 第三緩沖層，該第三緩沖層設(shè)置于前述第二緩沖層上，由含有A1成份的第五層與A1含量比前述第五層少的第六層交互積層而成； 并且，整體來說，前述第二緩沖層的A1含量，比前述第一緩沖層和前述第三緩沖層多。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，進(jìn)一步具有有源層，該有源層設(shè)置于前述第二緩沖層上； 前述第一層是由含有A1成份的第一子層與A1含量比前述第一子層少的第二子層重復(fù)而形成； 前述第五層是由含有A1成份的第三子層與A1含量比前述第三子層少的第四子層重復(fù)而形成； 前述第二子層和前述第四子層具有未達(dá)臨界膜厚的厚度； 前述第二層的A1含量比前述第一子層少，且前述第二層的厚度比前述第二子層厚；前述第六層的A1含量比前述第四子層少，且前述第六層的厚度比前述第四子層厚；前述第四層，比前述第二子層和前述第四子層厚，比前述第二層和前述第六層薄，且具有前述臨界膜厚以上的厚度； 前述第四層的位錯(cuò)，比前述第二層和前述第六層多。3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，前述第二子層、前述第二層、前述第四層、前述第四子層及前述第六層，是由GaN所構(gòu)成。4.如權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體裝置，其中，前述第一子層、前述第三層及前述第三子層，是由A1N所構(gòu)成。5.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，多數(shù)個(gè)前述第三層的A1含量，距離前述第三緩沖層越近則越少。6.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，在構(gòu)成前述第二緩沖層的多數(shù)個(gè)前述第三層中，配置于前述第二緩沖層的中央部的前述第三層，與配置于前述第二緩沖層的頂面?zhèn)群偷酌鎮(zhèn)鹊那笆龅谌龑酉啾?，其A1含量較少。
【專利摘要】本發(fā)明是一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，其具有：硅系基板；第一緩沖層，該第一緩沖層設(shè)置于前述硅系基板上，由含有Al成份的第一層與Al含量比前述第一層少的第二層交互積層而成；第二緩沖層，該第二緩沖層設(shè)置于前述第一緩沖層上，由含有Al成份的第三層與Al含量比前述第三層少的第四層交互積層而成；及，第三緩沖層，該第三緩沖層設(shè)置于前述第二緩沖層上，由含有Al成份的第五層與Al含量比前述第五層少的第六層交互積層而成；并且，整體來說，前述第二緩沖層的Al含量，比前述第一緩沖層和前述第三緩沖層多。由此，提供一種半導(dǎo)體裝置，其可減低施加在緩沖層上的應(yīng)力，并抑制漏電流、改善有源層頂面的平坦性。
【IPC分類】H01L21/20, H01L29/778, H01L29/812, H01L21/205, H01L21/336, H01L21/338, H01L29/78
【公開號(hào)】CN105247665
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480031054
【發(fā)明人】鹿內(nèi)洋志, 佐藤憲, 后藤博一, 篠宮勝, 土屋慶太郎, 萩本和德
【申請(qǐng)人】三墾電氣株式會(huì)社, 信越半導(dǎo)體股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2014年5月2日
【公告號(hào)】US20160118486, WO2014192229A1