[发明专利]氮化物半导体器件的电极构造及其制造方法以及氮化物半导体场效应晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及在具有异质界面的氮化物半导体叠层体上形成的凹部中形成有欧姆电极的氮化物半导体器件的电极构造及其制造方法以及具备上述氮化物半导体器件的电极构造的氮化物半导体场效应晶体管。

背景技术

以往，作为氮化物半导体器件的电极构造，如专利文献1(日本特许第4333652号公报)所示，有在氮化物半导体叠层体上形成凹部，在该凹部中形成欧姆电极来降低接触电阻的电极构造。

另外，具备这样的电极构造的氮化物半导体场效应晶体管如专利文献2(日本特开2011-249439号公报)所示。该氮化物半导体场效应晶体管，如图9所示，在Si衬底501上形成有氮化物半导体叠层体502，在该氮化物半导体叠层体502上形成有源极电极505、漏极电极506和栅极电极507。

上述氮化物半导体叠层体502通过在Si衬底501上依次形成AlN缓冲层521、无掺杂GaN层523和无掺杂AlGaN层524而构成。该氮化物半导体叠层体502，形成有从表面贯通上述无掺杂GaN层523与无掺杂AlGaN层524的异质界面的凹部，在该凹部中形成有源极电极505和漏极电极506。另外，在无掺杂AlGaN层524中，在上述源极电极505与漏极电极506之间的部位形成有未到达上述异质界面的凹部，在该凹部中形成有栅极电极507。

上述源极电极505和漏极电极506具有以与上述无掺杂AlGaN层524的上表面接触的方式延伸的凸缘部505A、506A。从该源极电极505的凸缘部505A上至上述漏极电极506的凸缘部506A上，以覆盖上述无掺杂AlGaN层524的上表面和上述栅极电极507的方式形成有由氮化铝构成的第一绝缘膜511。进一步，在该第一绝缘膜511上形成有由氮化硅构成的第二绝缘膜512。该第二绝缘膜512在栅极电极507与漏极电极506之间形成有使第一绝缘膜511露出的贯通孔。形成有填埋该第二绝缘膜512的贯通孔并且在上述第二绝缘膜512上延伸而到达源极电极505的场板(field plate)515。

然而，上述以往的场效应晶体管存在如下问题。

(1)通过剥离(lift-off)形成构成源极电极505和漏极电极506的欧姆金属，因此，在大口径化和量产时会产生剥离时间变长等问题。

(2)当为了解决上述(1)的问题而通过干式蚀刻形成欧姆金属时，会产生在无掺杂AlGaN层524的表面出现蚀刻损伤的问题。

即，存在由于上述蚀刻损伤而被切断的键成为电荷的陷阱能级，引起导通电阻增加的问题。另外，在上述蚀刻时无掺杂AlGaN层的膜厚减少，二维电子气的浓度减少，由此，导通电阻也会增加。另外，存在由于传导由上述干式蚀刻形成的能级，漏电流也会增加的问题。现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4333652号公报

专利文献2：日本特开2011-249439号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

因此，本发明的技术问题在于提供能够降低导通电阻和漏电流的氮化物半导体器件的电极构造及其制造方法和氮化物半导体场效应晶体管。

用于解决技术问题的手段

为了解决上述技术问题，本发明的氮化物半导体器件的电极构造的特征在于，具备：

氮化物半导体叠层体，该氮化物半导体叠层体具有异质界面并且具有从表面向上述异质界面凹陷的凹部；

绝缘膜，该绝缘膜形成在上述氮化物半导体叠层体的表面上并且上述凹部外；和

欧姆电极，该欧姆电极以不与上述氮化物半导体叠层体的表面接触的方式从上述氮化物半导体叠层体的凹部形成至上述绝缘膜的表面。

根据本发明的氮化物半导体器件的电极构造，上述绝缘膜覆盖上述氮化物半导体叠层体的表面，上述欧姆电极从上述凹部起不与上述氮化物半导体叠层体的表面接触地形成至上述绝缘膜的表面。因此，在通过干式蚀刻形成成为上述欧姆电极的欧姆金属时，能够利用上述绝缘膜保护上述氮化物半导体叠层体的表面。由此，根据本发明，能够不对上述氮化物半导体叠层体的表面造成蚀刻损伤而通过能够量产和大口径化的干式蚀刻形成欧姆金属，能够实现能够降低导通电阻和漏电流的氮化物半导体器件的电极构造。

另外，在一个实施方式的氮化物半导体器件的电极构造中，上述氮化物半导体叠层体具有：

第一GaN类半导体层；和

第二GaN类半导体层，该第二GaN类半导体层层叠在上述第一GaN类半导体层上，并且与上述第一GaN类半导体层形成上述异质界面。