專利名稱：制造半導(dǎo)體器件的方法及半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
下文中所公開的實施方案涉及制造半導(dǎo)體器件的方法以及半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
作為氮化物半導(dǎo)體的GaN、AlN和InN或者其混合晶體具有大的帶隙，并且用于大功率電子器件、短波長發(fā)光器件或者其他這樣的器件。對于這些器件中的大功率電子器件，已經(jīng)開發(fā)了與場效應(yīng)晶體管(FET)、特別是高電子遷移率晶體管(HEMT)有關(guān)的技木。由這樣的氮化物半導(dǎo)體制成的HEMT用于大功率高效放大器、大功率開光器件或者其他這樣的器件。用于該目的的HEMT需要常斷并且具有高介電強度電壓。特別地，常斷特性對于安全操作是重要的，因而已經(jīng)研究了多種用于獲得常斷特性的方法。用于獲得常斷特性的方法的一個例子涉及移除半導(dǎo)體層位于柵極正下方的部分以形成柵極凹部。根據(jù)該方法形成的柵極凹部結(jié)構(gòu)的有利之處在于，閾值可以是正的，而不增加電極之間的阻抗分量。此夕卜，要求用于電源的常斷半導(dǎo)體器件具有高漏極耐壓和高柵極耐壓。因此，對于橫向FET和HEMT，采用其中形成絕緣膜作為柵極絕緣膜的金屬絕緣體半導(dǎo)體(MIS)結(jié)構(gòu)。如上所述，對于由GaN基半導(dǎo)體材料制成的HEMT，采用柵極凹部結(jié)構(gòu)和MIS結(jié)構(gòu)，由此可以獲得適用于電源的半導(dǎo)體器件。專利文件日本公開特許公報號2002-359256。在如上所述的具有柵極凹部結(jié)構(gòu)和MIS結(jié)構(gòu)的HEMT中，晶體管操作期間的柵極漏電流是通過將氧化鋁用于柵極絕緣膜來抑制的。此外，為了使得常斷操作更為可靠，可以在半導(dǎo)體層的形成有柵極凹部的區(qū)域中注入氟。這些方法可以增強HEMT的特性。但是，為了在半導(dǎo)體層的形成有柵極凹部的區(qū)域中注入氟，需要在形成柵極凹部之后増加通過離子注入或者其他這樣的方法來注入氟的步驟，因而增加了步驟的數(shù)量，從而導(dǎo)致更高的成本。此外，在柵極凹部結(jié)構(gòu)中，在柵極凹部中的柵極絕緣膜與半導(dǎo)體層之間容易形成陷阱能級，并且電子被陷阱能級陷獲，使得柵極電壓的閾值產(chǎn)生波動而變得不穩(wěn)定。結(jié)果，降低了待制造的半導(dǎo)體器件的均勻性，并且產(chǎn)量變低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個目的是提供ー種包括由GaN基半導(dǎo)體材料制成的HEMT的半導(dǎo)體器件，所述HEMT在柵極電壓的閾值和常斷特性方面具有小的波動。根據(jù)實施方案的ー個方面，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括在襯底上形成半導(dǎo)體層；通過用包含氟組分的氣體進行干法蝕刻而在半導(dǎo)體層中形成作為凹部的開ロ部；通過加熱半導(dǎo)體層并且由此使附著至凹部的側(cè)表面和底表面的氟組分?jǐn)U散到半導(dǎo)體層中來形成含氟區(qū)域；在凹部的內(nèi)表面上以及半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；以及在絕緣膜上的形成凹部的區(qū)域中形成電極。、
根據(jù)實施方案的另一方面，提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括形成在襯底上的半導(dǎo)體層；通過移除半導(dǎo)體層的一部分形成的作為凹部的開ロ部；形成在半導(dǎo)體層的與凹部的底表面對應(yīng)的部分中的含氟區(qū)域；形成在凹部的底表面上和半導(dǎo)體層上的絕緣膜；和在絕緣膜上的形成有凹部的區(qū)域中形成的電極。所述含氟區(qū)域包括形成為與凹部的底表面接觸的第一含氟區(qū)域；和在半導(dǎo)體層中在第一含氟區(qū)域周圍形成的第二含氟區(qū)域。第一含氟區(qū)域具有比第二含氟區(qū)域的氟濃度高的氟濃度。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖2A、2B和2C是分別示出根據(jù)第一實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖⑴; 圖3A、3B和3C是分別示出根據(jù)第一實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖⑵；圖4是示出根據(jù)第一實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖(3)；圖5是示出根據(jù)第一實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法中的熱處理的示意圖；圖6是示出根據(jù)第一實施方案的半導(dǎo)體器件的示意性視圖；圖7是示出根據(jù)第一實施方案的另外的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖(I)；圖8是示出根據(jù)第一實施方案的又ー另外的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖(2)；圖9A、9B和9C是分別示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖⑴;圖10A、10B和IOC是分別示出根據(jù)第二實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖⑵；圖11是示出根據(jù)第二實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖(3)；圖12A、12B和12C是分別示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖⑴；圖13A、13B和13C是分別示出根據(jù)第三實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖⑵；圖14是示出根據(jù)第三實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖(3)；圖15是示出根據(jù)第三實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法中的熱處理的示意圖；圖16是示出根據(jù)第三實施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖17是示出根據(jù)第三實施方案的半導(dǎo)體器件的示意性視圖；圖18A、18B和18C是分別示出根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖⑴；圖19A、19B和19C是分別示出根據(jù)第四實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖⑵；圖20是示出根據(jù)第四實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法的過程視圖(3)；圖21是示出根據(jù)第四實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法中的熱處理的示意圖；圖22是示出根據(jù)第四實施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖；圖23是示出根據(jù)第四實施方案的半導(dǎo)體器件的示意性視圖24是示出根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的分立半導(dǎo)體封裝件的示意性視圖；圖25是示出根據(jù)第五實施方案的電源裝置的電路圖；以及圖26是示出根據(jù)第五實施方案的大功率放大器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下文中，將對實施方案進行描述。相同的部件用相同的附圖標(biāo)記來表示，并且省略其描述。<第一實施方案>(半導(dǎo)體器件)參照圖1，對根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件進行描述。根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件是高電子遷移率晶體管(HEMT)。在由半導(dǎo)體和其他材料制成的襯底10的表面上形成緩沖層(未示出)。在緩沖層上通過外延生長層疊并且形成電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24作為半導(dǎo)體層。此外，在電子供給層23和蓋層24中形成有作為凹部51的開ロ部，并且作為柵極絕緣膜的絕緣膜30由在蓋層24上以及凹部51的底表面和側(cè)表面上形成的氧化鋁和其他材料形成。在絕緣膜30上的形成凹部的區(qū)域中形成柵電極41，并且源電極42和漏電極43形成為與電子供給層23接觸。注意，源電極42和漏電極43可以形成為與電子傳輸層21接觸。此外，在絕緣膜30、柵電極41、源電極42和漏電極43上可以形成由絕緣體形成的保護膜。使用Si襯底、SiC襯底、藍(lán)寶石(Al2O3)襯底和其他這樣的襯底作為襯底10。在本實施方案中，使用半絕緣SiC襯底作為襯底10。作為第一半導(dǎo)體層的電子傳輸層21由i-GaN形成，并且作為第三半導(dǎo)體層的間隔層22由i-AlGaN形成。此外，作為第二半導(dǎo)體層的電子供給層23由n-AlGaN形成，并且作為第四半導(dǎo)體層的蓋層24由η-GaN形成。利用該結(jié)構(gòu)，在電子傳輸層21的靠近電子供給層23的部分中形成ニ維電子氣(2DEG)21a。作為柵極絕緣膜的絕緣膜30由氧化鋁(Al2O3)形成。此外，柵電極41由金或者含金材料形成，并且源電極42和漏電極43各自由金屬材料形成。如果需要的話，保護膜由氮化硅(SiN)的絕緣膜或者其他這樣的材料形成。在根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件中，在半導(dǎo)體層中形成有作為柵極凹部的凹部51的區(qū)域中，即間隔層22的與凹部51的底表面對應(yīng)的部分中形成含氟(F)區(qū)域25。氟是所有元素中具有最高電負(fù)性的元素，并且氟原子容易變成負(fù)離子。相應(yīng)地，如果含氟區(qū)域25中存在的氟原子變成負(fù)離子，則相應(yīng)區(qū)域中的2DEG21a中包含的電子數(shù)量變得更小，并且形成具有更少量電子的區(qū)域。具有更少量的包含在2DEG 21a中的電子的這種區(qū)域形成在其中形成柵電極41的區(qū)域的正下方。因此，由這樣的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效果與由形成柵極凹部51所產(chǎn)生的效果一起使得由GaN基半導(dǎo)體材料制成的HEMT能夠進行更可靠的常斷操作。(制造半導(dǎo)體器件的方法)下面，參照圖2至圖4對根據(jù)本實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法進行描述。首先，如圖2A所示，在由半絕緣SiC和其他材料制成的襯底10上形成緩沖層(未示出)。進ー步地，在緩沖層上依次形成電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24作為半導(dǎo)體層。注意，作為半導(dǎo)體層的電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24通過使用金屬有機氣相沉積的外延生長來形成。具體地，作為第一半導(dǎo)體層的電子傳輸層21由具有約3 μ m的厚度的i-GaN形成，并且作為第三半導(dǎo)體層的間隔層22由具有約5nm的厚度的i-GaN形成。作為第二半導(dǎo)體層的電子供給層23由具有約30nm的厚度的n-AlGaN形成，并且摻雜有Si作為雜質(zhì)元素,使得其雜質(zhì)濃度為5X 1018cm_3。作為第四半導(dǎo)體層的蓋層24由具有約IOnm的厚度的η-GaN形成，并且摻雜有Si作為雜質(zhì)元素，使得其雜質(zhì)濃度為5X 1018cm_3。利用該結(jié)構(gòu)，在電子傳輸層21的靠近電子傳輸層21與間隔層22之間界面的部分中形成有2DEG 21a。在這之后，形成元件隔離區(qū)域(省略其視圖)。具體地，施加用于形成元件隔離區(qū)域的光刻膠，并且通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案，以在待形成元件隔離區(qū)域的區(qū)域中具有開ロ部。另外，在這之后，使用包含氯化物組分的氣體進行干法蝕刻，并且在經(jīng)干法蝕刻的區(qū)域中形成絕緣膜，或者將預(yù)定元素的離子注入經(jīng)干法蝕刻的區(qū)域中，從而形成元件隔離區(qū)域。接著，如圖2B所示，在蓋層24的表面上形成抗蝕劑圖案61?？刮g劑圖案61通過向蓋層24的表面施加光刻膠并且通過曝光裝置進行曝光和顯影來形成。結(jié)果，形成抗蝕劑圖案61，以在待形成下文描述的柵極凹部51的區(qū)域中具有開ロ部。接著，如圖2C所示，進行干法蝕刻如反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)。結(jié)果，移除其中沒有形成抗蝕劑圖案61的區(qū)域中的蓋層24和電子供給層23，并且暴露間隔層22的表面，使得形成柵極凹部51。在這種情況下，也可以移除間隔層22的一部分。用于干法蝕刻如RIE的蝕刻氣體是氟氣體(包含氟組分的氣體)，并且氟氣體的實例包括SF6、CF4、C2F6、C3F8、CHF3、NF3和F2。以這種方式，形成凹部51，并且將包含在用作蝕刻氣體的氟氣體中的氟組分52附著至半導(dǎo)體層的與所形成凹部51的側(cè)表面和底表面對應(yīng)的表面。在這之后，使用有機溶劑或者其他這樣的試劑移除抗蝕劑圖案61。接著，如圖3A所示，在氮氣氣氛中進行熱處理。在300°C至1500°C的溫度范圍內(nèi)進行I至20分鐘熱處理。結(jié)果，可以將包含在氟組分52中的氟注入半導(dǎo)體層中，所述氟組分52附著至半導(dǎo)體層的與凹部51的側(cè)表面和底表面對應(yīng)的表面。具體地，如圖5所示，在如下溫度變化的情況下進行熱處理在30秒內(nèi)從室溫上升至400°C;在400°C保持30秒；在30秒內(nèi)從400°C上升至700°C;以及在700°C保持30秒。接著，停止加熱。這樣的溫度逐漸升高可以防止在升高溫度時發(fā)生過沖，從而可以產(chǎn)生均勻且穩(wěn)定的熱處理。結(jié)果，包含在附著至與凹部51的側(cè)表面和底表面對應(yīng)的氟組分52中的氟可以注入即擴散到間隔層22和其他相鄰的層中，使得可以形成含氟區(qū)域25。在這種情況下，因為包含在氟組分中的氟也附著至凹部51的側(cè)表面，所以還可以將氟注入與凹部51的側(cè)表面對應(yīng)的蓋層24和電子供給層23中。注意，氟組分52包括例如附著至凹部51的側(cè)表面和底表面的氟分子以及包含氟的化合物。在本實施方案中，在熱處理中使用具有紅外光的燈式加熱器或者其他這樣的熱源，并且用紅外光照射待襯底10的兩個表面或者襯底10的形成有凹部51的表面以進行加熱。燈式加熱器可以快速加熱襯底的表面，并且，并因此可以將氟強烈地注入與凹部51的底表面對應(yīng)的半導(dǎo)體層中。此外,燈式加熱器可以僅選擇性地加熱襯底10的形成有凹部51的表面。相應(yīng)地，可以以高濃度將氟注入半導(dǎo)體層的靠近凹部51的狹窄區(qū)域中。接著，如圖3B所示，在柵極凹部51和蓋層24上形成作為柵極絕緣膜的絕緣膜30。具體地，絕緣膜30由具有2nm至200nm的厚度的氧化鋁(Al2O3)膜形成。在本實施方案中，、絕緣膜30由具有約IOmm的厚度的氧化鋁膜形成。形成絕緣膜30的方法的實例包括化學(xué)氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)和濺射。注意，絕緣膜30還可以由Si、Al、Hf、Zr、Ti、Ta和W的氧化物、氮化物或者氧氮化物代替上述氧化鋁來形成。接著，如圖3C所示，在絕緣膜30上的形成柵極凹部51的區(qū)域中形成柵電極41。具體地，向絕緣膜30施加光刻膠，并且通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案(未示出)，以在其中待形成柵電極41的區(qū)域中具有開ロ部。在這之后，通過真空氣相沉積形成金屬膜Ni/Au(Ni 10nm, Au :300nm)，并且將所得結(jié)構(gòu)浸沒在用于剝離處理的有機溶劑或者其他這樣的試劑中，從而將形成在抗蝕劑圖案上的金屬膜與抗蝕劑圖案一起移除。結(jié)果，由形成在絕緣膜30上的沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的金屬膜形成柵電極41。接著,如圖4所示,形成源電極42和漏電極43。具體地，向絕緣膜30施加光刻膠，并且通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案，以在待形成源電極42和漏電極 43的各個區(qū)域中具有開ロ部。在這之后，進行干法蝕刻如RIE，移除其中沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的絕緣膜30和蓋層24，并且暴露電子供給層23的表面。在此時進行的干法蝕刻中，使用氟氣體來移除絕緣膜30，并且用氯氣體來移除蓋層24。在這之后，通過真空氣相沉積或者其他這樣的方法形成由層疊膜Ta/Al(Ta:20nm，Al 200nm)制成的金屬膜，并且將所得結(jié)構(gòu)浸沒在用于剝離處理的有機溶劑或者其他這樣的試劑中，從而將形成在抗蝕劑圖案上的金屬膜與抗蝕劑圖案一起移除。結(jié)果，由其中沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的電子供給層23上的Ta/Al形成源電極42和漏電極43。此外，在剝離處理之后，可以通過例如在550°C的溫度下進行熱處理來獲得歐姆接觸。注意，在以上描述中，用于干法蝕刻的抗蝕劑圖案是用于剝離處理的抗蝕劑圖案的兩倍，但是也可以與用于剝離處理的抗蝕劑圖案分別形成。即，在以上描述中，將形成抗蝕劑圖案的步驟執(zhí)行兩次，但是用于形成絕緣膜30中的開ロ區(qū)域的抗蝕劑圖案可以是用于形成源電極42和漏電極43的抗蝕劑圖案的兩倍。在這種情況下，可以僅執(zhí)行一次形成抗蝕劑圖案的步驟。以這種方式，可以使用根據(jù)本實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法來制造半導(dǎo)體器件。圖6示出與半導(dǎo)體器件對應(yīng)的HEMT中的柵電極41、作為柵極絕緣膜的絕緣膜30、電子傳輸層21和間隔層22的導(dǎo)帶的狀態(tài)。圖6中的6A表示沒有注入氟的情況，圖6中的6B表示其中注入氟的本實施方案的半導(dǎo)體器件的情況。在其中注入氟的如用6B表示的情況下，可使電子傳輸層21和間隔層22的導(dǎo)帶更寬，從而產(chǎn)生更可靠的常斷操作。此外，在其中注入氟的情況下，在間隔層22中形成山狀部分6Ba。相應(yīng)地，即使在絕緣膜30與間隔層22之間的界面29處形成陷阱能級，2DEG 21a的電子在不越過山狀部分6Ba的情況下不會進入絕緣膜30與間隔層22之間的界面29。因此，電子較不可能被陷阱能級陷獲。相應(yīng)地，在其中注入氟的情況下，在絕緣膜30與間隔層22之間的界面29處陷獲的電子的數(shù)目比其中沒有注入氟的情況下的數(shù)目更少，使得可以減小柵極電壓的閾值的波動。此外，根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件可以通過不是形成在間隔層22中而是形成在作為半導(dǎo)體層的電子供給層23中的含氟區(qū)域25來產(chǎn)生相似的效果。具體地，如圖7所示，可以通過僅移除蓋層24來形成凹部51，并且可以在與凹部51的底表面對應(yīng)的電子供給層23中形成含氟區(qū)域25。在這種情況下，在圖2C所示的步驟中，通過用RIE或者其他這樣的方法移除蓋層24來形成凹部51。或者，如圖8所示，可以通過移除蓋層24和部分電子供給層23來形成凹部51，并且可以在與凹部51的底表面對應(yīng)的電子供給層23中形成含氟區(qū)域25。在這種情況下，在圖2C所示的步驟中，通過用RIE或者其他這樣的方法移除蓋層24和部分電子供給層23來形成凹部51。以這種方式，可以制造與根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件對應(yīng)的晶體管。在以上描述中，描述其中半導(dǎo)體層由GaN和AlGaN形成的半導(dǎo)體器件，但是本實施方案可以類似地應(yīng)用于其中半導(dǎo)體層由氮化物半導(dǎo)體如InAlN和InGaAlN形成的半導(dǎo)體器件。<第二實施方案>接著，對本發(fā)明的第二實施方案進行描述。在本實施方案中，使用不同于根據(jù)第一實施方案的制造方法的制造方法來制造與根據(jù)第一實施方案的半導(dǎo)體器件類似的半導(dǎo)體器件。參照圖9至圖11，對根據(jù)本實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法進行描述。首先，如圖9A所示，在由半絕緣SiC和其他材料制成的襯底10上形成緩沖層(未示出)。進ー步地，在緩沖層上依次形成電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24作為半導(dǎo)體層。注意，作為半導(dǎo)體層的電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24是通過使用MOVPE的外延生長來形成的。具體地，作為第一半導(dǎo)體層的電子傳輸層21由具有約3μπι的厚度的i-GaN形成，并且作為第三半導(dǎo)體層的間隔層22由具有約5nm的厚度的i-GaN形成。作為第二半導(dǎo)體層的電子供給層23由具有約30nm的厚度的n-AlGaN形成，并且摻雜有Si作為雜質(zhì)元素,使得其雜質(zhì)濃度為5X1018cm_3。作為第四半導(dǎo)體層的蓋層24由具有約IOnm的厚度的η-GaN形成，并且摻雜有Si作為雜質(zhì)元素，使得其雜質(zhì)濃度為5X 1018cm_3。利用該結(jié)構(gòu)，在電子傳輸層21的靠近電子傳輸層21與間隔層22之間界面的部分中形成2DEG 21a。在這之后，形成元件隔離區(qū)域(省略其的視圖)。接著，如圖9B所示，形成源電極42和漏電極43。具體地，向蓋層24施加光刻膠，并且通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案，以在待形成源電極42和漏電極43的各個區(qū)域中具有開ロ部。在這之后，進行干法蝕刻如RIE，移除其中沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的蓋層24，并且暴露電子供給層23的表面。在此時進行的干法蝕刻中，使用氯氣體。在這之后，通過真空氣相沉積或者其他這樣的方法形成由層疊膜Ta/Al (Ta :20nm，Al 200nm)制成的金屬膜，并且將所得結(jié)構(gòu)浸沒在用于剝離處理的有機溶劑或者其他這樣的試劑中，從而將形成在抗屬圖案上的金屬膜與抗蝕劑圖案一起移除。結(jié)果，由其中沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的電子供給層23上的Ta/Al形成源電極42和漏電極43。此外，在剝離處理之后，可以通過例如在550°C的溫度下進行熱處理來獲得歐姆接觸。注意，在以上描述中，用于干法蝕刻的抗蝕劑圖案是用于剝離處理的抗蝕劑圖案的兩倍，但是可以與用于剝離處理的抗蝕劑圖案分別形成。即，在以上描述中，將形成抗蝕劑圖案的步驟執(zhí)行兩次，但是用于形成絕緣膜30中的開ロ區(qū)域的抗蝕劑圖案可以是用于形成源電極42和漏電極43的抗蝕劑圖案的兩倍。在這種情況下，可以僅執(zhí)行一次形成抗蝕劑圖案的步驟。接著，如圖9C所示，在蓋層24的表面上形成抗蝕劑圖案61?？刮g劑圖案61是通過向蓋層24的表面施加光刻膠并且通過曝光裝置進行曝光和顯影來形成的。結(jié)果，形成抗蝕劑圖案61，以在其中待形成下文描述的柵極凹部51的區(qū)域中具有開ロ部。接著，如圖IOA所示，進行干法蝕刻如RIE，移除其中沒有形成抗蝕劑圖案61的區(qū)域中的蓋層24和電子供給層23，并且暴露間隔層22的表面，使得形成柵極凹部51。在這種情況下，也可以移除間隔層22的一部分。用于干法蝕刻如RIE的蝕刻氣體是氟氣體(包、含氟組分的氣體)，并且氟氣體的實例包括SF6、CF4、C2F6、C3F8、CHF3、NF3和F2。以這種方式，形成凹部51，并且將包含在用作蝕刻氣體的氟氣體中的氟組分52附著至半導(dǎo)體層的與所形成的凹部51的側(cè)表面和底表面對應(yīng)的表面。在這之后，使用有機溶劑或者其他這樣的試劑移除抗蝕劑圖案61。接著，如圖IOB所示，在氮氣氛中進行熱處理。熱處理在300°C至1500°C的溫度范圍內(nèi)進行I至20分鐘。結(jié)果，可以將包含在附著至半導(dǎo)體層的與凹部51的側(cè)表面和底表面對應(yīng)的表面的氟組分52中的氟注入半導(dǎo)體層中，并且在間隔層22和其他相鄰的層中形成含氟區(qū)域25。具體地，如圖5所示，在如下溫度變化的情況下進行熱處理在30秒內(nèi)從室溫上升至400°C ;在400°C保持30秒；在30秒內(nèi)從400°C上升至700°C ;以及在700°C保持30秒。然后，停止加熱。接著，如圖IOC所示，在柵極凹部51和蓋層24上形成作為柵極絕緣膜的絕緣膜 30。具體地，絕緣膜30由具有2nm至200nm的厚度的氧化鋁(Al2O3)膜形成。在本實施方案中，絕緣膜30由具有約IOmm的厚度的氧化鋁膜形成。形成絕緣膜30的方法的實例包括CVD,ALD和濺射。注意，絕緣膜30可以由Si、Al、Hf、Zr、Ti、Ta和W的氧化物、氮化物或者氧氮化物代替上述氧化鋁來形成。接著，如圖11所示，在絕緣膜30上的形成有柵極凹部51的區(qū)域中形成柵電極41。具體地，向絕緣膜30施加光刻膠，通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案(未示出)，以在其中待形成柵電極41的區(qū)域中具有開ロ部。在這之后，通過真空氣相沉積形成金屬膜Ni/Au(Ni 10nm, Au :300nm)，并且將所得結(jié)構(gòu)浸沒在用于剝離處理的有機溶劑或者其他這樣的試劑中，從而將形成在抗屬圖案上的金屬膜與抗蝕劑圖案一起移除。結(jié)果，由形成在絕緣膜30上的沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的金屬膜形成柵電極41。以這種方式，可以制造根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件。注意，以上內(nèi)容之外的內(nèi)容與第一實施方案的內(nèi)容相同。<第三實施方案>接著，對本發(fā)明的第三實施方案進行描述。參照圖12至圖14，對根據(jù)本實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法進行描述。首先，如圖12A所示，在由半絕緣SiC和其他材料制成的襯底10上形成緩沖層(未示出)。進ー步地，在緩沖層上依次形成電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24作為半導(dǎo)體層。注意，作為半導(dǎo)體層的電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24是通過使用MOVPE的外延生長來形成的。具體地，作為第一半導(dǎo)體層的電子傳輸層21由具有約3μπι的厚度的i-GaN形成，并且作為第三半導(dǎo)體層的間隔層22由具有約5nm的厚度的i-GaN形成。作為第二半導(dǎo)體層的電子供給層23由具有約30nm的厚度的n-AlGaN形成，并且摻雜有Si作為雜質(zhì)元素,使得其雜質(zhì)濃度為5X1018cm_3。作為第四半導(dǎo)體層的蓋層24由具有約IOnm的厚度的η-GaN形成，并且摻雜有Si作為雜質(zhì)元素，使得其雜質(zhì)濃度為5X 1018cm_3。利用該結(jié)構(gòu)，在電子傳輸層21的靠近電子傳輸層21與間隔層22之間界面的部分中形成2DEG 21a。在這之后，形成元件隔離區(qū)域(省略其的視圖)。接著，如圖12B所示，在蓋層24的表面上形成抗蝕劑圖案61?？刮g劑圖案61通過向蓋層24的表面施加光刻膠并且通過曝光裝置進行曝光和顯影來形成。結(jié)果，形成抗蝕劑圖案61，以在其中待形成下文描述的柵極凹部51的區(qū)域中具有開ロ部。
接著，如圖12C所示，進行干法蝕刻如RIE，移除電子供給層23和蓋層24的沒有形成抗蝕劑圖案61的區(qū)域中的所有部分，并且暴露間隔層22的表面，使得形成柵極凹部51。在這種情況下，也可以移除間隔層22的一部分。用于干法蝕刻如RIE的蝕刻氣體是氟氣體，氟氣體的實例包括SF6、CF4, C2F6, C3F8, CHF3> NF3和F2。以這種方式，形成凹部51，并且將包含在用作蝕刻氣體的氟氣體中的氟組分52附著至半導(dǎo)體層的與所形成的凹部51的側(cè)表面和底表面對應(yīng)的表面。在這之后，使用有機溶劑或者其他這樣的試劑移除抗蝕劑圖案61。接著，如圖13A所示，在氮氣氛中進行熱處理。如圖15所示，在如下溫度變化的情況下進行熱處理從室溫上升至400°C ;在400°C保持預(yù)定的時間；從400°C上升至700°C ； 在700V保持預(yù)定的時間；從700V上升至900 V;并且在900V保持20秒。注意，從加熱開始到達(dá)到900°C的時間為約I分鐘。在這之后，在約I分鐘內(nèi)使溫度下降至400°C，并且在400°C保持I分鐘。然后，停止加熱。注意，在本實施方案中，從開始加熱直到900°C加熱結(jié)束的時間段被稱為第一熱處理，在900°C加熱結(jié)束之后直到400°C加熱結(jié)束的時間段被稱為第二熱處理。由于熱處理，在半導(dǎo)體層中在凹部51周圍形成具有高氟濃度的第一含氟區(qū)域125a，并且在第一含氟區(qū)域125a周圍形成具有比第一含氟區(qū)域125a的氟濃度低的氟濃度的第二含氟區(qū)域125b。在本實施方案中，含氟區(qū)域125由第一含氟區(qū)域125a和第二含氟區(qū)域125b形成。即，第一含氟區(qū)域125a是在從加熱開始到900°C加熱結(jié)束的第一熱處理中形成的。因為熱處理是在短時間內(nèi)在高溫度下進行的，所以氟快速進入凹部51附近的半導(dǎo)體層中的裂紋(flaw)或者其他這樣的缺陷，使得可以形成具有高氟濃度的第一含氟區(qū)域125a。在這之后，在第二熱處理中，使溫度下降至400°C，并且在400°C下進行加熱，使得可以形成具有低氟濃度的第二含氟區(qū)域125b。一旦進入，氟就保留在半導(dǎo)體層中的裂紋或者其他這樣的缺陷中。因此，甚至在第二熱處理期間，在第一熱處理中進入凹部51附近的半導(dǎo)體層的氟仍然保持在其中。在第二熱處理中，在第一熱處理中沒有進入半導(dǎo)體層中的裂紋的氟進入第一含氟區(qū)域125a周圍的半導(dǎo)體層，使得形成具有比第一含氟區(qū)域125a的氟濃度低的氟濃度的第二含氟區(qū)域125b。注意，甚至在低于500°C的溫度下，曾經(jīng)被加熱以進入半導(dǎo)體層的氟仍然可以在半導(dǎo)體層中擴散。相應(yīng)地，甚至在低于500°C的溫度下進行的第ニ熱處理中，仍然可以形成第二含氟區(qū)域125b。接著，如圖13B所示，在柵極凹部51和蓋層24上形成作為柵極絕緣膜的絕緣膜30。在本實施方案中，絕緣膜30由具有2nm至200nm的厚度的氧化鋁(Al2O3)膜形成。更具體地，絕緣膜30是由具有約IOmm的厚度的氧化鋁膜形成。形成絕緣膜30的方法的實例包括CVD、ALD和濺射。注意，絕緣膜30可以由3しム1、!^、2へ1^&和W的氧化物、氮化物或者氧氮化物代替上述氧化鋁來形成。接著，如圖13C所示，在絕緣膜30上形成柵極凹部51的區(qū)域中形成柵電極41。具體地，向絕緣膜30施加光刻膠，通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案(未示出)，以在其中待形成柵電極41的區(qū)域中具有開ロ部。在這之后，通過真空氣相沉積形成金屬膜Ni/Au(Ni 10nm, Au :300nm)，并且將所得襯底浸沒在用于剝離處理的有機溶劑或者其他這樣的試劑中，從而將形成在抗屬圖案上的金屬膜與抗蝕劑圖案一起移除。結(jié)果，由形成在絕緣膜30上的沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的金屬膜來形成柵電極41。接著，如圖14所示，形成源電極42和漏電極43。具體地，向絕緣膜30施加光刻膠，并且通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案，以在其中待形成源電極42和漏電極43的各個區(qū)域中具有開ロ部。在這之后，進行干法蝕刻如RIE，移除其中沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的絕緣膜30和蓋層24，并且暴露電子供給層23的表面。在此時進行的干法蝕刻中，例用氟氣體來移除絕緣膜30，并且用氯氣體來移除蓋層24。在這之后，通過真空氣相沉積或者其他這樣的方法形成由層疊膜Ta/Al (Ta :20nm, Al 200nm)制成的金屬膜,并且將所得結(jié)構(gòu)浸沒在用于剝離處理的有機溶劑或者其他這樣的試劑中，從而將形成在抗屬圖案上的金屬膜與抗蝕劑圖案一起移除。結(jié)果，由其中沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的電子供給層23上的Ta/Al形成源電極42和漏電極43。此外，在剝離處理之后，可以通過例如在550°C的溫度下進行熱處理來獲得歐姆接觸。以這種方式，可以使用根據(jù)本實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法來制造半導(dǎo)體器件。圖16示出根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，并且圖17示出其中形成有凹部 51的區(qū)域的導(dǎo)帶的狀態(tài)。圖17中的6C表示其中注入氟的本實施方案的半導(dǎo)體器件的狀態(tài)。如用6C表不的,在根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件中,可以使電子傳輸層21和間隔層22的導(dǎo)帶更高，從而產(chǎn)生更可靠的常斷操作。此外，形成在間隔層22中的山狀部分6Ca可以更高。因而，在絕緣膜30與間隔層22之間的界面29處陷獲的電子的數(shù)量還可以更少，使得可以進ー步減小柵極電壓的閾值的波動。注意，以上內(nèi)容之外的內(nèi)容與第一實施方案的內(nèi)容相同，并且可以類似地將本實施方案應(yīng)用于第二實施方案。〈第四實施方案〉接著，對本發(fā)明的第四實施方案進行描述。參照圖18至圖20，對根據(jù)本實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法進行描述。首先，如圖18A所示，在由半絕緣SiC和其他材料制成的襯底10上形成緩沖層(未示出)。另外，在緩沖層上依次形成電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24作為半導(dǎo)體層。注意，作為半導(dǎo)體層的電子傳輸層21、間隔層22、電子供給層23和蓋層24通過使用MOVPE的外延生長來形成。具體地，作為第一半導(dǎo)體層的電子傳輸層21由具有約3μπι的厚度的i-GaN形成，并且作為第三半導(dǎo)體層的間隔層22由具有約5nm的厚度的i_GaN形成。作為第二半導(dǎo)體層的電子供給層23由具有約30nm的厚度的n-AlGaN形成，并且摻雜有Si作為雜質(zhì)元素，使得其雜質(zhì)濃度為5X1018cm_3。作為第四半導(dǎo)體層的蓋層24由具有約IOnm的厚度的η-GaN形成，并且摻雜有Si作為雜質(zhì)元素，使得其雜質(zhì)濃度為5 X IO1W30利用該結(jié)構(gòu)，在電子傳輸層21的靠近電子傳輸層21與間隔層22之間界面的部分中形成2DEG 21a。在這之后，形成元件隔離區(qū)域(省略其的視圖)。。接著，如圖18B所示，在蓋層24的表面上形成抗蝕劑圖案61?？刮g劑圖案61是通過向蓋層24的表面施加光刻膠并且通過曝光裝置進行曝光和顯影來形成的。結(jié)果，形成抗蝕劑圖案61，以在其中待形成下文描述的柵極凹部51的區(qū)域中具有開ロ部。接著，如圖18C所示，進行干法蝕刻如RIE，移除電子供給層23和蓋層24的沒有形成抗蝕劑圖案61的區(qū)域中的所有部分，并且暴露間隔層22的表面，使得形成柵極凹部51。在這種情況下，也可以移除間隔層22的一部分。用于干法蝕刻如RIE的蝕刻氣體是氟氣體，并且氟氣體的實例包括SF6、CF4, C2F6, C3F8, CHF3> NF3和F2。以這種方式，形成凹部51，并且將包含在用作蝕刻氣體的氟氣體中的氟組分52附著至半導(dǎo)體層的與所形成的凹部51的側(cè)表面和底表面對應(yīng)的表面。在這之后，使用有機溶劑或者其他這樣的試劑移除抗蝕劑圖案61。接著，如圖19A所示，在氮氣氛中進行熱處理。如圖21所示，在如下溫度變化的情況下進行熱處理從室溫上升至400°C ;在400°C保持預(yù)定的時間；從400°C上升至700°C ；在700°C保持預(yù)定的時間；從700°C上升至900°C ;并且在900°C保持20秒。注意，從開始加熱到達(dá)到900°C的時間是約I分鐘。在這之后，在約2分鐘內(nèi)使溫度下降至400°C，并且在400°C保持I分鐘。然后，停止加熱。注意，在本實施方案中，從開始加熱直到900°C加熱結(jié)束的時間段被稱為第一熱處理，在900°C加熱結(jié)束之后直到溫度被逐漸降低至400°C的時間段被稱為第三熱處理，而從400°C加熱開始直到400°C加熱結(jié)束的時間段被稱為第ニ熱處理。由于熱處理，在半導(dǎo)體層中在凹部51周圍形成第一含氟區(qū)域225a，在第一含氟區(qū)域225a周圍形成第三含氟區(qū)域225c，并且在第三含氟區(qū)域225c周圍形成第二含氟區(qū)域225b。第一含氟區(qū)域225a具有高氟濃度,而第二含氟區(qū)域225b具有比第一含氟區(qū)域225a的氟濃度低的氟濃度。第三含氟區(qū)域225c具有從第一含氟區(qū)域225a的氟濃度向第二含氟區(qū)域225b的氟濃度逐漸變化的氟濃度。S卩，第一含氟區(qū)域225a在從開始加熱到900°C加熱結(jié)束的第一熱處理中形成。因為熱處理在短時間內(nèi)在高溫下進行，所以氟迅速進入在凹部51附近半導(dǎo)體層中的裂紋或者其他這樣的缺陷，使得可以形成具有高氟濃度的第一含氟區(qū)域225a。在這之后，在第三熱處理中，在溫度逐漸降低至400°C的情況下下進行加熱，使得可以形成具有逐漸變化的氟濃度的第三含氟區(qū)域225c，在這之后，在第二熱處理中，在400°C下進行加熱，使得可以形成具有低氟濃度的第二含氟區(qū)域225b。以這種方式，因為在第三熱處理中溫度從900°C逐漸降低至400°C，所以可以在第一含氟區(qū)域225a與第二含氟區(qū)域225b之間形成具有逐漸變化的氟濃度的第三含氟區(qū)域225c。接著，如圖19B所示，在柵極凹部51和蓋層24上形成作為柵極絕緣膜的絕緣膜30。具體地，絕緣膜30由具有2nm至200nm的厚度的氧化鋁(Al2O3)膜來形成。在本實施方案中，絕緣膜30由具有約IOmm的厚度的氧化鋁膜來形成。形成絕緣膜30的方法的實例包括CVD、ALD和濺射。注意，絕緣膜30可以由3しム1、!^、2へ1^&和W的氧化物、氮化物或者氧氮化物代替上述氧化鋁來形成。接著，如圖19C所示，在絕緣膜30上的形成有柵極凹部51的區(qū)域中形成柵電極41。具體地，向絕緣膜30施加光刻膠，通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案(未示出)，以在其中待形成柵電極41的區(qū)域中具有開ロ部。在這之后，通過真空氣相沉積形成金屬膜Ni/Au(Ni 10nm, Au :300nm)，并且將所得結(jié)構(gòu)浸沒在用于剝離處理的有機溶劑或者其他這樣的試劑中，從而將形成在抗屬圖案上的金屬膜與抗蝕劑圖案一起移除。結(jié)果，由形成在絕緣膜30上的沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的金屬膜形成柵電極41。接著，如圖20所示，形成源電極42和漏電極43。具體地，向絕緣膜30施加光刻膠，并且通過曝光裝置進行曝光和顯影，從而形成抗蝕劑圖案，以在其中待形成源電極42和漏電極43的各個區(qū)域中具有開ロ部。在這之后，進行干法蝕刻如RIE，移除其中沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的絕緣膜30和蓋層24，并且暴露電子供給層23的表面。在此時進行的干法蝕刻中，用氟氣體來移除絕緣膜30，并且用氯氣體來移除蓋層24。在這之后，通過真空氣相沉積或者其他這樣的方法形成由層疊膜Ta/Al (Ta :20nm,Al 200nm)制成的金屬膜,并且將所得結(jié)構(gòu)浸沒在用于剝離處理的有機溶劑或者其他這樣的試劑中，從而將形成在抗屬圖、案上的金屬膜與抗蝕劑圖案一起移除。結(jié)果，可以由其中沒有形成抗蝕劑圖案的區(qū)域中的電子供給層23上的Ta/Al來形成源電極42和漏電極43。此外，在剝離處理之后，可以通過例如在550°C的溫度下進行熱處理來獲得歐姆接觸。以這種方式，可以使用根據(jù)本實施方案的制造半導(dǎo)體器件的方法來制造半導(dǎo)體器件。圖22示出根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，并且圖23示出其中形成有凹部51的區(qū)域的導(dǎo)帶的狀態(tài)。圖23中的6D表示其中注入氟的本實施方案的半導(dǎo)體器件的狀態(tài)。如圖22所示，在根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體器件 中，第一含氟區(qū)域225a與第二含氟區(qū)域225b之間形成有具有逐漸變化的氟濃度的第三含氟區(qū)域225c。結(jié)果，如用6D表示的，可以使電子傳輸層21和間隔層22的導(dǎo)帶更高，從而產(chǎn)生更可靠的常斷操作。此外，形成在間隔層22中的山狀部分6Da可以更高。因而，陷獲在絕緣膜30與間隔層22之間的界面29處的電子的數(shù)量更少，使得可以進一歩減小柵極電壓的閾值的波動。注意，以上內(nèi)容之外的內(nèi)容與第一實施方案和第三實施方案的內(nèi)容相同，并且可以類似地將本實施方案應(yīng)用于第二實施方案。<第五實施方案>接著，對本發(fā)明的第五實施方案進行描述。本實施方案涉及半導(dǎo)體封裝件、電源裝置以及高頻放大器。根據(jù)本實施方案的半導(dǎo)體封裝件是通過分立封裝根據(jù)第一至第四實施方案中的任意實施方案的半導(dǎo)體器件來制造的。參照圖24，對由此制造的這種分立半導(dǎo)體封裝件進行描述。注意，圖24示意性地示出分立半導(dǎo)體封裝件的內(nèi)部，電極的布置和其他這樣的構(gòu)造以與第一至第四實施方案不同的方式示出。首先，將根據(jù)第一至第四實施方案中的任意實施方案制造的半導(dǎo)體器件切割成半導(dǎo)體芯片410，每個半導(dǎo)體芯片410均包括由GaN基半導(dǎo)體材料制成的HEMT。將半導(dǎo)體芯片410通過芯片附接材料430如焊料固定至引線框420上。接著，柵電極441通過接合線431連接至柵極引線421，源電極442通過接合線432連接至源極引線422，并且漏電極443通過接合線433連接至漏極引線423。每條接合線431、432和433均由金屬材料如Al形成。根據(jù)本實施方案的柵電極441是柵電極墊并且連接至根據(jù)第一至第四實施方案中的任意實施方案的柵電極41。類似地，源電極442是源電極墊并且連接至源電極42，并且漏電極443是漏電極墊并且連接至漏電極43。接著，通過傳遞模塑法用成型樹脂440對所述結(jié)構(gòu)進行密封。以這種方式，可以制造包括由GaN基半導(dǎo)體材料制成的HEMT的分立半導(dǎo)體封裝件。此外，根據(jù)本實施方案的電源裝置和大功率放大器每個都包括根據(jù)第一至第四實施方案中的任意實施方案的半導(dǎo)體器件。參照圖25，對根據(jù)本實施方案的電源裝置460進行描述。根據(jù)本實施方案的電源裝置460包括高電壓初級電路461、低電壓次級電路462以及布置在初級電路461與次級電路462之間的變壓器463。初級電路461包括交流電源464、所謂的橋式整流電路465、多個(在圖25所示的示例中是4個)開關(guān)元件466以及開關(guān)元件467。次級電路462包括多個(在圖25所示的示例中是3個)開關(guān)元件468。在圖25所示的示例中，將根據(jù)第一至第四實施方案中的任意實施方案的半導(dǎo)體器件用于初級電路461的開關(guān)兀件466和467中的姆個開關(guān)元件。優(yōu)選的是，初級電路461的開關(guān)元件466和467是常斷(normalIy-ο )半導(dǎo)體器件。同吋，將由硅形成的普通金屬絕緣半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管用于次級電路462的開關(guān)元件468。參照圖26，對根據(jù)本實施方案的高頻放大器470進行描述。根據(jù)本實施方案的高頻放大器470可以例如用于手機的基站的功率放大器。高頻放大器470包括數(shù)字預(yù)失真電路471、混合器472、功率放大器473以及定向耦合器474。數(shù)字預(yù)失真電路471補償輸入信號的非線性失真?；旌掀?72混合對非線性失真經(jīng)過補償?shù)妮斎胄盘柵c交流信號。功率放大器473放大混合有交流信號的輸入信號。在圖26所示的示例中，功率放大器473包括第一至第四實施方案中的任意實施方案的半導(dǎo)體器件。定向耦合器474對輸入信號和輸出信號進行監(jiān)測。在圖26所示的電路中，例如，改變開關(guān)可以使得混合器472混合輸出信號與交流信號以及將得到的信號輸出給預(yù)失真電路471。上文中，已經(jīng)詳細(xì)描述了實施方案，但是本發(fā)明不限于具體實施方案，而是可以在 權(quán)利要求的范圍內(nèi)對本發(fā)明進行各種變化和改變。本文中所列舉的所有示例和條件語言意在用于教示目的，以幫助讀者理解本發(fā)明以及由本發(fā)明人貢獻的概念，以促進本領(lǐng)域的發(fā)展，并且，本文中所列舉的所有示例和條件語言將解釋為不限于這樣的具體列舉的示例和條件，說明書中的這樣的示例的組織也不涉及描述本發(fā)明的優(yōu)勢和劣勢。盡管已詳細(xì)描述了本發(fā)明的實施方案，但應(yīng)當(dāng)理解，可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明的實施方案進行各種變化、置換和替換。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 在襯底上形成半導(dǎo)體層； 通過用包含氟組分的氣體進行干法蝕刻而在所述半導(dǎo)體層中形成凹部，所述凹部在所述半導(dǎo)體層的表面上具有開ロ部； 通過加熱所述半導(dǎo)體層并且由此使附著至所述凹部的側(cè)表面和底表面的所述氟組分?jǐn)U散到所述半導(dǎo)體層中來形成含氟區(qū)域； 在所述凹部的內(nèi)表面上以及所述半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；以及 在所述絕緣膜上的形成所述凹部的區(qū)域中形成電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述半導(dǎo)體層包含氮化物半導(dǎo)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成凹部包括 在所述半導(dǎo)體層上形成抗蝕劑圖案以在形成所述凹部的區(qū)域中具有開ロ ；以及 通過干法蝕刻移除所述半導(dǎo)體層的一部分，所述部分與所述抗蝕劑圖案的所述開ロ對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成凹部還包括在所述移除所述半導(dǎo)體層的一部分之后，移除所述抗蝕劑圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述干法蝕刻包括反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成含氟區(qū)域通過將所述半導(dǎo)體層加熱至等于或者高于300°C的溫度來進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成含氟區(qū)域包括第一熱處理和第二熱處理， 所述第一熱處理包括在等于或者高于500°C的溫度下加熱所述半導(dǎo)體層，以及 所述第二熱處理包括在低于500°C的溫度下加熱所述半導(dǎo)體層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成含氟區(qū)域還包括在所述第一熱處理與所述第二熱處理之間的第三熱處理，以及 所述第三熱處理包括加熱的同時在預(yù)定的時間內(nèi)使溫度從所述第一熱處理中的溫度降低至所述第二熱處理中的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成含氟區(qū)域通過向所述半導(dǎo)體層輻射包括紅外光的電磁波來進行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述包括紅外光的電磁波被輻射到其上形成所述凹部的表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成半導(dǎo)體層包括 在所述襯底上形成第一半導(dǎo)體層；以及 在所述第一半導(dǎo)體層上形成第二半導(dǎo)體層，以及 所述含氟區(qū)域形成在所述第二半導(dǎo)體層的一部分中，所述部分與所述凹部的底表面對應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成半導(dǎo)體層包括 在所述襯底上形成第一半導(dǎo)體層； 在所述第一半導(dǎo)體層上形成第三半導(dǎo)體層；以及 在所述第三半導(dǎo)體層上形成第二半導(dǎo)體層，以及 所述含氟區(qū)域形成在所述第二半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層中之一的一部分中，所述部分與所述凹部的底表面對應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中 所述形成半導(dǎo)體層還包括在所述第二半導(dǎo)體層上形成第四半導(dǎo)體層；以及所述在所述半導(dǎo)體層中形成凹部還包括通過在所述開ロ部處移除所述第四半導(dǎo)體層來形成所述凹部。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法還包括 形成與所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層中之一接觸的HEMT或者MIS晶體管的源電極和漏電極，所述形成源電極和漏電極在所述形成電極之后進行，其中所述電極包括在所述凹部上方的所述HEMT或者所述MIS晶體管的柵電扱。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法還包括 形成與所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層中之一接觸的HEMT或者MIS晶體管的源電極和漏電極，所述形成源電極和漏電極在所述形成半導(dǎo)體層之后并且在所述形成凹部之前進行，其中所述電極包括在所述凹部上方的所述HEMT或者所述MIS晶體管的柵電扱。
16.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層形成在襯底上； 凹部，所述凹部形成在所述半導(dǎo)體層中，所述凹部在所述半導(dǎo)體層的表面上具有開ロ部; 含氟區(qū)域，所述含氟區(qū)域形成在所述半導(dǎo)體層中，所述含氟區(qū)域與所述凹部的內(nèi)表面對應(yīng)； 絕緣膜，所述絕緣膜形成在所述凹部的所述內(nèi)表面上以及所述半導(dǎo)體層上；和 電極，所述電極在所述絕緣膜上的形成所述凹部的區(qū)域中形成，其中所述含氟區(qū)域包括 第一含氟區(qū)域，所述第一含氟區(qū)域形成為與所述凹部的底表面接觸；和 第二含氟區(qū)域，所述第二含氟區(qū)域在所述半導(dǎo)體層中在所述第一含氟區(qū)域周圍形成，并且 所述第一含氟區(qū)域具有比所述第二含氟區(qū)域的氟濃度高的氟濃度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中 所述含氟區(qū)域還包括在所述第一含氟區(qū)域與所述第二含氟區(qū)域之間形成的第三含氟區(qū)域，所述第三含氟區(qū)域具有從所述第一含氟區(qū)域的氟濃度逐漸變化至所述第二含氟區(qū)域的氟濃度的氟濃度。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中 所述半導(dǎo)體層包括第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層形成在所述襯底上；和 第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層形成在所述第一半導(dǎo)體層上， 所述凹部形成在所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層中， 所述第一半導(dǎo)體層包含GaN，以及 所述第二半導(dǎo)體層包含AlGaN。
19.ー種包括半導(dǎo)體器件的電源裝置，其中 所述半導(dǎo)體器件包括 半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層形成在襯底上； 凹部，所述凹部形成在所述半導(dǎo)體層中，所述凹部在所述半導(dǎo)體層的表面上具有開ロ部; 含氟區(qū)域，所述含氟區(qū)域形成在所述半導(dǎo)體層中，所述含氟區(qū)域與所述凹部的內(nèi)表面對應(yīng)； 絕緣膜，所述絕緣膜形成在所述凹部的內(nèi)表面上以及所述半導(dǎo)體層上；和 電極，所述電極在所述絕緣膜上的形成所述凹部的區(qū)域中形成，并且 所述含氟區(qū)域包括 第一含氟區(qū)域，所述第一含氟區(qū)域形成為與所述凹部的底表面接觸；和 第二含氟區(qū)域，所述第二含氟區(qū)域在所述半導(dǎo)體層中在所述第一含氟區(qū)域周圍形成， 所述第一含氟區(qū)域具有比所述第二含氟區(qū)域的氟濃度高的氟濃度。
20.ー種包括根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件的放大器，其中所述半導(dǎo)體器件包括 半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層形成在襯底上； 凹部，所述凹部形成在所述半導(dǎo)體層中，所述凹部在所述半導(dǎo)體層的表面上具有開ロ部; 含氟區(qū)域，所述含氟區(qū)域形成在所述半導(dǎo)體層中，所述含氟區(qū)域與所述凹部的內(nèi)表面對應(yīng)； 絕緣膜，所述絕緣膜形成在所述凹部的內(nèi)表面上以及所述半導(dǎo)體層上；和 電極，所述電極在所述絕緣膜上的形成所述凹部的區(qū)域中形成，并且 所述含氟區(qū)域包括 第一含氟區(qū)域，所述第一含氟區(qū)域形成為與所述凹部的底表面接觸；和 第二含氟區(qū)域，所述第二含氟區(qū)域在所述半導(dǎo)體層中在所述第一含氟區(qū)域周圍形成， 所述第一含氟區(qū)域具有比所述第二含氟區(qū)域的氟濃度高的氟濃度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法以及半導(dǎo)體器件，所述制造半導(dǎo)體器件的方法包括在襯底上形成半導(dǎo)體層；通過用包含氟組分的氣體進行干法蝕刻在半導(dǎo)體層中形成凹部，所述凹部在半導(dǎo)體層的表面上具有開口部；通過加熱半導(dǎo)體層從而使附著至凹部的側(cè)表面和底表面的氟組分?jǐn)U散到半導(dǎo)體層中來形成含氟區(qū)域；在凹部的內(nèi)表面上以及半導(dǎo)體層上形成絕緣膜；以及在絕緣膜上的形成有凹部的區(qū)域中形成電極。
文檔編號H01L21/335GK102651315SQ20121004440
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者鐮田陽一 申請人:富士通株式會社