半导体装置及其制造方法与流程

本公开涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术：

1、在专利文献1和2中公开了以降低栅极漏电流为目的的场效应晶体管。在专利文献1和2所公开的场效应晶体管中，在产生二维电子气层的半导体层叠结构与栅极电极之间设置有p型gan层。在专利文献1所公开的场效应晶体管中，在p型gan层与栅极电极之间设置有algan层。在专利文献2所公开的场效应晶体管中，在p型gan层与栅极电极之间设置有gan层。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2014-140024号公报

5、专利文献2：日本特开2014-110345号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、然而，在专利文献1所公开的场效应晶体管中，由于在形成栅极电极之前将algan层暴露于大气中，在algan层的表面形成氧化层。由于形成氧化层，algan层与栅极电极的肖特基特性变得不稳定。另外，再加上氧化层的膜厚容易产生偏差，从而产生阈值电压的偏差。

3、在专利文献2所公开的场效应晶体管中，形成gan层与栅极电极的肖特基接合。然而，仅通过肖特基接合，栅极漏电流的降低效果不充分。

4、因此，本公开提供一种能够降低栅极漏电流并且抑制阈值电压的偏差的半导体装置及其制造方法。

5、用于解决课题的手段

6、本公开的一个方式的半导体装置具备：第1氮化物半导体层；第2氮化物半导体层，设置在所述第1氮化物半导体层的上方，带隙比所述第1氮化物半导体层大；p型的第3氮化物半导体层，设置在所述第2氮化物半导体层的上方；源极电极和漏极电极，以将所述第3氮化物半导体层夹在中间的方式设置；i型的第4氮化物半导体层，设置在所述第3氮化物半导体层的上方，带隙比所述第3氮化物半导体层大且包含al；i型的第5氮化物半导体层，设置在所述第4氮化物半导体层的上方且不包含al；以及栅极电极，设置在所述第5氮化物半导体层的上方。

7、本公开的一个方式的半导体装置，具备：第1氮化物半导体层；第2氮化物半导体层，设置在所述第1氮化物半导体层的上方，带隙比所述第1氮化物半导体层大；p型的第3氮化物半导体层，设置在所述第2氮化物半导体层的上方；源极电极以及漏极电极，以将所述第3氮化物半导体层夹在中间的方式设置；第4氮化物半导体层，设置在所述第3氮化物半导体层的上方，带隙比所述第3氮化物半导体层大且包含al；第5氮化物半导体层，设置在所述第4氮化物半导体层的上方且不包含al；以及栅极电极，设置在所述第5氮化物半导体层的上方，所述第5氮化物半导体层的至少一部分的厚度小于3nm。

8、本公开的一个方式的半导体装置的制造方法包括：第1工序，依次形成第1氮化物半导体层以及带隙比该第1氮化物半导体层大的第2氮化物半导体层；第2工序，在所述第2氮化物半导体层的上方依次形成p型的第3氮化物半导体层、带隙比所述第3氮化物半导体层大且包含al的第4氮化物半导体层以及不含al的i型的第5氮化物半导体层；第3工序，以将所述第3氮化物半导体层夹在中间的方式形成源极电极以及漏极电极；以及第4工序，在所述第5氮化物半导体层的上方形成栅极电极。

9、本公开的一个方式的半导体装置的制造方法包括：第1工序，依次形成第1氮化物半导体层以及带隙比该第1氮化物半导体层大的第2氮化物半导体层；第2工序，在所述第2氮化物半导体层的上方依次形成p型的第3氮化物半导体层、带隙比所述第3氮化物半导体层大且包含al的第4氮化物半导体层以及不含al的第5氮化物半导体层；第3工序，以将所述第3氮化物半导体层夹在中间的方式形成源极电极以及漏极电极；以及第4工序，在所述第5氮化物半导体层的上方形成栅极电极，所述第5氮化物半导体层的至少一部分的厚度小于3nm。

10、发明的效果

11、根据本公开，能够降低栅极漏电流，并且抑制阈值电压的偏差。

1.一种半导体装置，其中，具备：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，

3.一种半导体装置，其中，具备：

4.根据权利要求1~3中任一项所述的半导体装置，其中，

5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中，

6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，

7.根据权利要求4~6中任一项所述的半导体装置，其中，

8.根据权利要求4~7中任一项所述的半导体装置，其中，

9.根据权利要求4~8中任一项所述的半导体装置，其中，

10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中，

11.根据权利要求1~10中任一项所述的半导体装置，其中，

12.根据权利要求1~11中任一项所述的半导体装置，其中，

13.根据权利要求1~12中任一项所述的半导体装置，其中，

14.根据权利要求1~13中任一项所述的半导体装置，其中，

15.根据权利要求14所述的半导体装置，其中，

16.根据权利要求1~15中任一项所述的半导体装置，其中，

17.一种半导体装置的制造方法，其中，包括：

18.一种半导体装置的制造方法，其中，包括：

19.根据权利要求17或18所述的半导体装置的制造方法，其中，

20.根据权利要求19所述的半导体装置的制造方法，其中，

21.根据权利要求20所述的半导体装置的制造方法，其中，

22.根据权利要求20或21所述的半导体装置的制造方法，其中，

23.根据权利要求19~22中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中，

24.根据权利要求17~22中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中，

25.根据权利要求24所述的半导体装置的制造方法，其中，

26.根据权利要求17~25中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中，

27.根据权利要求17~26中任一项所述的半导体装置的制造方法，其中，