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公開番号2025111971
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-31
出願番号2024005935
出願日2024-01-18
発明の名称窒化物半導体装置および窒化物半導体装置の製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/47 20250101AFI20250724BHJP()
要約【課題】ゲート層における局所的な電界集中を緩和すること。
【解決手段】窒化物半導体装置10は、窒化物半導体によって構成された電子走行層24と、電子走行層24の上に設けられ、電子走行層24よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された電子供給層26と、電子供給層26の上において互いに離隔して設けられたソース電極42およびドレイン電極44と、電子供給層26の上のうちソース電極42とドレイン電極44との間に設けられ、アクセプタ型不純物を含む窒化物半導体によって構成されたゲート層30と、ゲート層30の上に設けられたゲート電極40と、を備える。ゲート層30は、ゲート電極40が配置されたリッジ部31と、リッジ部31よりも薄い延在部32と、を含む。延在部32は、電子供給層26寄りに設けられた結晶質層35と、結晶質層35の上に設けられた非晶質層36と、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
窒化物半導体によって構成された電子走行層と、
前記電子走行層の上に設けられ、前記電子走行層よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された電子供給層と、
前記電子供給層の上において互いに離隔して設けられたソース電極およびドレイン電極と、
前記電子供給層の上のうち前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に設けられ、アクセプタ型不純物を含む窒化物半導体によって構成されたゲート層と、
前記ゲート層の上に設けられたゲート電極と、
を備え、
前記ゲート層は、
前記ゲート電極が配置されたリッジ部と、
前記リッジ部よりも薄い延在部と、
を含み、
前記延在部は、
前記電子供給層寄りに設けられた結晶質層と、
前記結晶質層の上に設けられた非晶質層と、
を含む
窒化物半導体装置。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記結晶質層の厚さは、前記非晶質層の厚さよりも厚い
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記結晶質層の厚さは、前記非晶質層の厚さよりも薄い
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記非晶質層の厚さは、前記結晶質層の厚さと等しい
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記延在部の厚さは、１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記非晶質層の厚さは、５ｎｍ以上である
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記結晶質層の厚さは、２０ｎｍ以下である
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記非晶質層は、前記延在部の上面の全体にわたり設けられている
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記延在部の上面は、前記リッジ部の上面よりも粗い粗面である
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記延在部は、
前記リッジ部から前記ソース電極に向けて延びるソース側延在部と、
前記リッジ部から前記ドレイン電極に向けて延びるドレイン側延在部と、
を含む
請求項１～９のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、窒化物半導体装置および窒化物半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の窒化物半導体を用いた高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High Electron Mobility Transistor）の製品化が進んでいる。特許文献１には、窒化物半導体を用いたノーマリオフ型ＨＥＭＴの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－７３５０６号公報
【０００４】
［概要］
窒化物半導体を用いたＨＥＭＴでは、例えばゲート電極への正電圧の印加時にゲート層のうちゲート電極端部付近の部分に電界が局所的に集中する場合がある。このような局所的な電界集中は、ゲート層の結晶欠陥をもたらしてゲート耐圧を低下させる要因となり得る。したがって、ゲート層における局所的な電界集中を緩和することが求められている。
【０００５】
本開示の一態様の窒化物半導体装置は、窒化物半導体によって構成された電子走行層と、前記電子走行層の上に設けられ、前記電子走行層よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された電子供給層と、前記電子供給層の上において互いに離隔して設けられたソース電極およびドレイン電極と、前記電子供給層の上のうち前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に設けられ、アクセプタ型不純物を含む窒化物半導体によって構成されたゲート層と、前記ゲート層の上に設けられたゲート電極と、を備え、前記ゲート層は、前記ゲート電極が配置されたリッジ部と、前記リッジ部よりも薄い延在部と、を含み、前記延在部は、前記電子供給層寄りに設けられた結晶質層と、前記結晶質層の上に設けられた非晶質層と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略平面図である。
図２は、図１の窒化物半導体装置の内部の一部分を示す概略平面図である。
図３は、図２のＦ３－Ｆ３線で窒化物半導体装置を切断した概略断面図である。
図４は、図３の窒化物半導体装置の一部分を示す概略断面図である。
図５は、図３に示す窒化物半導体装置の例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図６は、図５に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図７は、図６に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図８は、図７に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図９は、図８に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１０は、図９に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１１は、図１０に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１２は、図１１に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１３は、図１２に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１４は、図１３に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１５は、図１４に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１６は、第２実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
図１７は、図１６の窒化物半導体装置の一部分を示す概略断面図である。
図１８は、第３実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
図１９は、図１８の窒化物半導体装置の一部分を示す概略断面図である。
図２０は、第４実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
図２１は、図２０の窒化物半導体装置の一部分を示す概略断面図である。
図２２は、変更例の窒化物半導体装置の一部分を示す概略断面図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して本開示における窒化物半導体装置の実施形態について説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図ではハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【０００８】
本開示において使用される「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、対象物の構成要素を明確に区別するために用いられており、対象物を順位付けするものではない。また、本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の複数の選択肢のうちの１つ以上を意味する。一例として、選択肢の数が２つであれば、「少なくとも１つ」の表現は、１つの選択肢のみ、または２つの選択肢の双方を意味する。他の例として、選択肢の数が３つ以上であれば、「少なくとも１つ」の表現は、１つの選択肢のみ、または２つ以上の任意の選択肢の組み合わせを意味する。
【０００９】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。
【００１０】
＜第１実施形態＞
［窒化物半導体装置の概略全体構成］
図１～図３を参照して、第１実施形態に係る窒化物半導体装置１０の概略全体構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置１０の概略平面構造を示している。図２は、図１の窒化物半導体装置１０の内部構造の一部分を拡大した概略平面構造を示している。図３は、図２のＦ３－Ｆ３線で窒化物半導体装置１０を切断した概略断面構造を示している。
（【００１１】以降は省略されています）

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