[发明专利]开关元件的制造方法

说明书

本发明提供一种开关元件的制造方法，包括如下工序：在第一n型半导体层向表面露出的GaN半导体基板的所述表面形成凹部；使p型的体层在所述凹部内和所述GaN半导体基板的所述表面生长；将所述体层的表层部除去，使所述第一n型半导体层向所述GaN半导体基板的所述表面露出并且使所述体层残留在所述凹部内；形成通过所述体层而从所述第一n型半导体层分离并且向所述GaN半导体基板的所述表面露出的第二n型半导体层；及形成隔着绝缘膜与所述体层对向的栅电极。

技术领域

本公开涉及开关元件的制造方法。

背景技术

日本特开2009-147381公开了通过向SiC半导体基板注入p型杂质离子和n型杂质离子来形成开关元件的技术。当向SiC半导体基板注入杂质离子时，会在SiC半导体基板的内部形成晶体缺陷。然而，之后通过对SiC半导体基板进行退火，能够使在SiC半导体基板的内部形成的晶体缺陷消失而使SiC半导体基板的晶体性恢复。

发明内容

开发出了使用GaN半导体基板来制造开关元件的技术。在GaN半导体基板中，难以通过退火使存在于p型半导体层的内部的晶体缺陷消失，难以使所述GaN半导体基板的晶体性恢复。因此，当如日本特开2009-147381那样通过离子注入来形成p型半导体层时，难以使通过离子注入而形成于p型半导体层的晶体缺陷恢复。

具有p型的体层(形成沟道的半导体层)的开关元件的接通电阻根据体层的晶体缺陷密度而大幅变化。当体层的晶体缺陷密度高时，开关元件的接通电阻升高，在开关元件中容易产生损失。

当通过离子注入在GaN半导体基板形成体层时，体层的晶体缺陷密度会进一步升高。而且，这种情况下，难以使体层的晶体性恢复。因此，当通过离子注入在GaN半导体基板形成体层时，开关元件的接通电阻有可能进一步升高。

本公开的方案的开关元件的制造方法包括如下步骤：在第一n型半导体层向表面露出的GaN半导体基板的所述表面形成凹部；使作为p型的GaN半导体层的体层在所述凹部内和所述GaN半导体基板的所述表面生长；将所述体层的表层部除去，使所述第一n型半导体层向所述GaN半导体基板的所述表面露出并且使所述体层残留在所述凹部内的步骤；在除去所述体层的所述表层部之后，在所述体层的分布区域内的一部分形成第二n型半导体层，该第二n型半导体层通过所述体层而从所述第一n型半导体层分离，并且向所述GaN半导体基板的所述表面露出；及在除去所述体层的所述表层部之后，在所述GaN半导体基板的所述表面的在所述第一n型半导体层与所述第二n型半导体层之间所述体层露出的范围内形成栅电极，该栅电极隔着绝缘膜与所述体层对向。

根据本公开的方案，对于第二n型半导体层的形成和栅电极的形成，可以先实施任何一个。需要说明的是，在先进行栅电极的形成的情况下，在GaN半导体基板的表面的在第一n型半导体层与第二n型半导体层之间体层露出的范围内设置有栅电极的构造只要在栅电极的形成和第二n型半导体层的形成的双方完成后的阶段得到即可。

根据本公开的方案，由在凹部内生长的p型半导体层构成体层。能够以不使用离子注入的方式形成体层。因此，根据所述制造方法，能够制造出接通电阻更低的开关元件。

附图说明

以下，参照附图对本发明的典型实施例的特征、优点及技术上和工业上的重要性进行说明。在这些附图中，相同的标号表示相同的要素。

图1是实施例1的MOSFET的剖视图。

图2是实施例1的MOSFET的制造方法的说明图。

图3是实施例1的MOSFET的制造方法的说明图。

图4是实施例1的MOSFET的制造方法的说明图。

图5是实施例1的MOSFET的制造方法的说明图。

图6是实施例1的MOSFET的制造方法的说明图。