[发明专利]化合物半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本文中讨论的实施方案涉及化合物半导体器件及其制造方法。

背景技术

氮化物半导体具有高饱和电子速率、宽带隙等特性。因此，针对通过利用这些特性将氮化物半导体应用于高击穿电压和高输出的半导体器件进行了各种研究。例如，作为氮化物半导体之一的GaN的带隙为3.4eV，其大于Si的带隙(1.1eV)和GaAs的带隙(1.4eV)。因此，GaN具有高击穿电场强度，并且非常有望作为用于能够实现高电压操作及高输出的电源的半导体器件的材料。

关于使用氮化物半导体的半导体器件，已经有许多关于场效应晶体管，特别是关于高电子迁移率晶体管(HEMT)的报道。例如，作为GaN基HEMT，将GaN用于电子传输层以及将AlGaN用于电子供给层的AlGaN/GaN-HEMT吸引了关注。在AlGaN/GaN-HEMT中，由于GaN和AlGaN之间的晶格常数的差异，因此在AlGaN中发生了畸变。因而，可通过AlGaN的自发极化和因畸变引起的压电极化产生高浓度二维电子气(2DEG)。因此，AlGaN/GaN-HEMT有望作为高效开关元件、用于电动车辆的高击穿电压功率器件等。

然而，具有良好结晶性的GaN衬底非常难以制造。因此，通常通过在Si衬底、蓝宝石衬底或SiC衬底上的异质外延生长来形成氮化物半导体层，例如GaN层和AlGaN层。特别地，容易以低成本获得具有大直径和高品质的Si衬底。因此，正积极地进行关于如下结构的研究：在该结构中在Si衬底上方生长GaN层和AlGaN层。

然而，使用Si衬底的普通GaN基HEMT在抑制源极和漏极之间的漏电流流动方面存在困难。

日本公开特许公报第2008-235738号讨论了一种GaN基半导体元件，并且日本公开特许公报第2010-103236号讨论了一种氮化物半导体器件。

发明内容

因此，本实施方案的一个方面中的一个目的在于提供一种能够抑制在源极和漏极之间流动的漏电流的化合物半导体器件。

根据本发明的一个方面，化合物半导体器件包括：衬底；形成在衬底上的缓冲层；形成在缓冲层上的电子传输层和电子供给层；形成在电子供给层上的栅电极、源电极和漏电极；以及包埋电极，该包埋电极被提供有独立于栅电极、源电极和漏电极的电位以控制缓冲层的电位。

附图说明

图1A和图1B是示出根据第一实施方案的化合物半导体器件的结构的截面图；

图2是示出根据第一实施方案的化合物半导体器件的布局的图；

图3是示出漏极电压与漏极电流之间的关系的曲线图；

图4A至图4D是按步骤的顺序示出用于制造根据第一实施方案的化合物半导体器件的方法的截面图；

图4E至图4G是按步骤的顺序示出继图4D之后的用于制造化合物半导体器件的方法的截面图；

图4H至图4J是按步骤的顺序示出继图4G之后的用于制造化合物半导体器件的方法的截面图；

图5A和图5B是示出第一实施方案的一个修改实施例的截面图；

图6是示出第一实施方案的另一修改实施例的布局的图；

图7A至图7C是按步骤的顺序示出用于制造根据第一实施方案的化合物半导体器件的方法的一个修改实施例的截面图；

图8是示出根据第二实施方案的化合物半导体器件的布局的图；

图9是示出根据第二实施方案的化合物半导体器件的结构的截面图；

图10是示出在第一实施方案中的位错的截面图；

图11A至图11C是示出位错的变化的截面图；

图12是示出根据第三实施方案的化合物半导体器件的结构的截面图；

图13是示出根据第四实施方案的分立封装件的图；

图14是示出根据第五实施方案的功率因子校正(PFC)电路的连接图；

图15是示出根据第六实施方案的电源装置的连接图；以及

图16是示出根据第七实施方案的高频放大器的连接图。

具体实施方案