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特開2022-24947窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法および窒化物系高電子移動度トランジスタ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022024947
(43)【公開日】2022-02-09
(54)【発明の名称】窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法および窒化物系高電子移動度トランジスタ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/338 20060101AFI20220202BHJP
H01L 21/265 20060101ALI20220202BHJP
H01L 21/28 20060101ALI20220202BHJP
H01L 21/336 20060101ALI20220202BHJP
H01L 21/3063 20060101ALN20220202BHJP
【ＦＩ】
H01L29/80 H
H01L21/265 601J
H01L21/28 A
H01L21/28 301B
H01L29/78 301B
H01L29/78 301P
H01L21/306 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020147715
(22)【出願日】2020-09-02
(31)【優先権主張番号】P 2020122386
(32)【優先日】2020-07-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】515131378
【氏名又は名称】株式会社サイオクス
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145872
【弁理士】
【氏名又は名称】福岡 昌浩
(74)【代理人】
【識別番号】100187632
【弁理士】
【氏名又は名称】橘高 英郎
(72)【発明者】
【氏名】堀切 文正
(72)【発明者】
【氏名】福原 昇
【テーマコード（参考）】
4M104
5F043
5F102
5F140
【Ｆターム（参考）】
4M104AA04
4M104AA07
4M104BB05
4M104BB09
4M104BB14
4M104CC01
4M104CC05
4M104DD22
4M104EE03
4M104EE06
4M104EE16
4M104EE17
4M104FF17
4M104GG09
4M104HH11
5F043AA13
5F043BB06
5F043DD08
5F043DD14
5F102GD10
5F102GJ02
5F102GJ03
5F102GJ04
5F102GJ10
5F102GK04
5F102GL04
5F102GM04
5F102GM08
5F102GQ01
5F102GR01
5F102GR04
5F102GT01
5F102GV03
5F102GV05
5F102GV06
5F102GV08
5F102HC01
5F102HC10
5F102HC15
5F102HC19
5F140AA10
5F140BA06
5F140BB06
5F140BB18
5F140BC12
5F140BD11
5F140BF05
5F140BF11
5F140BF15
5F140BJ05
5F140BJ11
5F140BJ15
5F140BK26
5F140CB04
5F140CC08
5F140CE02
(57)【要約】
【課題】窒化物系高電子移動度トランジスタの製造に用いられるＰＥＣエッチング技術を提供する。
【解決手段】
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法は、基板上の、平面視において素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、基板上に、ソースリセス被エッチング領域、および、ドレインリセス被エッチング領域、の少なくとも一方に開口を有するマスクを形成する工程と、導電性部材が設けられるとともにマスクが形成された基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、ソースリセスおよびドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程と、素子分離構造を形成する工程と、を有する。
【選択図】図３
【解決手段】
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法は、基板上の、平面視において素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、基板上に、ソースリセス被エッチング領域、および、ドレインリセス被エッチング領域、の少なくとも一方に開口を有するマスクを形成する工程と、導電性部材が設けられるとともにマスクが形成された基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、ソースリセスおよびドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程と、素子分離構造を形成する工程と、を有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法であって、
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのソース電極が配置されるリセスであるソースリセスが形成されるソースリセス被エッチング領域、および、前記高電子移動度トランジスタのドレイン電極が配置されるリセスであるドレインリセスが形成されるドレインリセス被エッチング領域、の少なくとも一方に開口を有するマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程と、
前記高電子移動度トランジスタの素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのソース電極が配置されるリセスであるソースリセスが形成されるソースリセス被エッチング領域、および、前記高電子移動度トランジスタのドレイン電極が配置されるリセスであるドレインリセスが形成されるドレインリセス被エッチング領域、の少なくとも一方に開口を有するマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程と、
前記高電子移動度トランジスタの素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項2】
前記各工程を、請求項１に記載の順番で行う、請求項１に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項3】
前記窒化物半導体結晶基板は、下地基板上に、少なくとも、２次元電子ガスが形成されるチャネル層と、前記チャネル層上に形成された障壁層と、前記障壁層を構成するＩＩＩ族窒化物よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ族窒化物で構成され、前記障壁層上に形成されたキャップ層と、を含み、
前記光電気化学エッチングでは、前記キャップ層を除去する、請求項１または２に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記光電気化学エッチングでは、前記キャップ層を除去する、請求項１または２に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項4】
前記導電性部材は、前記キャップ層および前記２次元電子ガスの少なくとも一方を介して、前記ソースリセス被エッチング領域または前記ドレインリセス被エッチング領域と電気的に接続されている、請求項３に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項5】
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記ソースリセス被エッチング領域および前記ドレインリセス被エッチング領域の少なくとも一方の一部と平面視において重なりを有するように形成する、請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項6】
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、イオン注入、ドライエッチング、および、光電気化学エッチングのうちのいずれかの手法で形成する、請求項１～５のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項7】
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の配置領域と平面視において重なりを有しないように形成する、請求項１～６のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項8】
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材をマスクの少なくとも一部として用いて、イオン注入により形成する、請求項７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項9】
前記素子分離構造を形成する工程では、少なくとも、前記ソースリセスまたは前記ドレインリセス、および、前記導電性部材を、露出させないように覆うマスクが形成された状態で、前記素子分離構造を、ドライエッチングにより形成する、請求項７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項10】
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の少なくとも一部を露出させるマスクを形成した状態で、光電気化学エッチングにより形成する、請求項７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項11】
前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程における光電気化学エッチングは、酸性のエッチング液を用いて行い、
前記素子分離構造を形成する工程における光電気化学エッチングは、アルカリ性のエッチング液を用いて行う、請求項１０に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程における光電気化学エッチングは、アルカリ性のエッチング液を用いて行う、請求項１０に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項12】
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の配置領域と平面視において重なりを有するように形成する、請求項１～６のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項13】
前記素子分離構造を形成する工程は、前記導電性部材を除去した後に行われる、請求項１２に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項14】
前記窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法では、前記窒化物半導体結晶基板上でゲート長方向およびゲート幅方向の少なくとも一方向に並んだ複数の高電子移動度トランジスタを製造し、
前記導電性部材は、前記ゲート長方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間、および、前記ゲート幅方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間、の少なくとも一方に配置される、請求項１～１３のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記導電性部材は、前記ゲート長方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間、および、前記ゲート幅方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間、の少なくとも一方に配置される、請求項１～１３のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項15】
前記ゲート長方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間に配置される前記導電性部材は、前記ゲート幅方向に延在する形状を有する、請求項１４に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項16】
前記ゲート幅方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間に配置される前記導電性部材は、前記ゲート長方向に延在する形状を有する、請求項１４または１５に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項17】
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのゲート電極が配置されるリセスであるゲートリセスが形成されるゲートリセス被エッチング領域に開口を有する他のマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記他のマスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、他の光電気化学エッチングを行い、前記ゲートリセスを形成する工程と、
前記素子分離構造を形成する工程と、
をさらに有する、請求項１～１６のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記導電性部材が設けられるとともに前記他のマスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、他の光電気化学エッチングを行い、前記ゲートリセスを形成する工程と、
前記素子分離構造を形成する工程と、
をさらに有する、請求項１～１６のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項18】
前記窒化物半導体結晶基板は、下地基板上に、少なくとも、２次元電子ガスが形成されるチャネル層と、前記チャネル層上に形成された障壁層と、前記障壁層を構成するＩＩＩ族窒化物よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ族窒化物で構成され、前記障壁層上に形成されたキャップ層と、を含み、
前記光電気化学エッチングでは、前記キャップ層を除去し、
前記他の光電気化学エッチングでは、前記キャップ層、および、前記障壁層の一部、を除去する、請求項１７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記光電気化学エッチングでは、前記キャップ層を除去し、
前記他の光電気化学エッチングでは、前記キャップ層、および、前記障壁層の一部、を除去する、請求項１７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項19】
前記光電気化学エッチングおよび前記他の光電気化学エッチングでは、同一の光源を用いて光照射を行い、
前記光電気化学エッチングは、時間管理により停止させ、前記他の光電気化学エッチングは、自己停止により停止させる、請求項１７または１８に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記光電気化学エッチングは、時間管理により停止させ、前記他の光電気化学エッチングは、自己停止により停止させる、請求項１７または１８に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項20】
前記他の光電気化学エッチングは、前記光電気化学エッチングよりも先に行われ、
前記他の光電気化学エッチングでは、前記他のマスクを、無機材料または金属材料で構成されたハードマスクを用いて形成する、請求項１７～１９のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記他の光電気化学エッチングでは、前記他のマスクを、無機材料または金属材料で構成されたハードマスクを用いて形成する、請求項１７～１９のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項21】
前記光電気化学エッチングでは、前記マスクを、レジストマスクを用いて形成する、請求項１７～２０のいずれか１項に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項22】
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法であって、
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのゲート電極が配置されるリセスであるゲートリセスが形成されるゲートリセス被エッチング領域に開口を有するマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ゲートリセスを形成する工程と、
前記高電子移動度トランジスタの素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのゲート電極が配置されるリセスであるゲートリセスが形成されるゲートリセス被エッチング領域に開口を有するマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ゲートリセスを形成する工程と、
前記高電子移動度トランジスタの素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【請求項23】
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
少なくとも、前記ソース電極およびドレイン電極の直下に位置するＩＩＩ族窒化物層には、プラズマダメージが導入されていない、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
少なくとも、チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
少なくとも、前記ソース電極およびドレイン電極の直下に位置するＩＩＩ族窒化物層には、プラズマダメージが導入されていない、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
【請求項24】
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
絶縁膜と、
を備え、
前記絶縁膜は、
前記素子分離構造を覆い、前記ソース電極、前記ゲート電極、および、前記ドレイン電極が配置された領域に対し、前記素子分離構造の外側まで延在して設けられ、前記素子分離構造の外側において、前記キャップ層を介して前記障壁層上に設けられた部分と、前記障壁層の直上に設けられた部分と、を有する、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
絶縁膜と、
を備え、
前記絶縁膜は、
前記素子分離構造を覆い、前記ソース電極、前記ゲート電極、および、前記ドレイン電極が配置された領域に対し、前記素子分離構造の外側まで延在して設けられ、前記素子分離構造の外側において、前記キャップ層を介して前記障壁層上に設けられた部分と、前記障壁層の直上に設けられた部分と、を有する、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法および窒化物系高電子移動度トランジスタに関する。
【背景技術】
【0002】
窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ族窒化物は、発光素子、トランジスタ等の半導体装置を製造するための材料として用いられている。
【0003】
ＧａＮ等のＩＩＩ族窒化物に各種構造を形成するためのエッチング技術として、光電気化学（ＰＥＣ）エッチングが提案されている（例えば非特許文献１参照）。ＰＥＣエッチングは、一般的なドライエッチングと比べてダメージが少ないウェットエッチングであり、また、中性粒子ビームエッチング（例えば非特許文献２参照）、アトミックレイヤーエッチング（例えば非特許文献３参照）等のダメージの少ない特殊なドライエッチングと比べて装置が簡便である点で好ましい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】K. Miwa, Appl. Phys. Express 13, 026508 (2020).
【非特許文献2】S. Samukawa, JJAP, 45(2006)2395.
【非特許文献3】T. Ohba, Jpn. J. Appl. Phys. 56, 06HB06 (2017).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の一目的は、窒化物系高電子移動度トランジスタの製造に用いられるＰＥＣエッチング技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法であって、
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのソース電極が配置されるリセスであるソースリセスが形成されるソースリセス被エッチング領域、および、前記高電子移動度トランジスタのドレイン電極が配置されるリセスであるドレインリセスが形成されるドレインリセス被エッチング領域、の少なくとも一方に開口を有するマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程と、
前記高電子移動度トランジスタの素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法
が提供される。
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法であって、
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのソース電極が配置されるリセスであるソースリセスが形成されるソースリセス被エッチング領域、および、前記高電子移動度トランジスタのドレイン電極が配置されるリセスであるドレインリセスが形成されるドレインリセス被エッチング領域、の少なくとも一方に開口を有するマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程と、
前記高電子移動度トランジスタの素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法
が提供される。
【0007】
本発明の他の態様によれば、
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
少なくとも、前記ソース電極およびドレイン電極の直下に位置するＩＩＩ族窒化物層には、プラズマダメージが導入されていない、
窒化物系高電子移動度トランジスタ
が提供される。
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
少なくとも、前記ソース電極およびドレイン電極の直下に位置するＩＩＩ族窒化物層には、プラズマダメージが導入されていない、
窒化物系高電子移動度トランジスタ
が提供される。
【発明の効果】
【0008】
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造に用いられるＰＥＣエッチング技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
ＩＩＩ族窒化物を用いた高電子移動度トランジスタ（窒化物系高電子移動度トランジスタ）において、障壁層上にキャップ層を形成する技術が用いられている。障壁層は例えば窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）で構成され、キャップ層は例えばＧａＮで構成される。以下、窒化物系高電子移動度トランジスタを、単に、ＨＥＭＴともいう。
【0011】
従来の技術において、ＨＥＭＴのソース電極およびドレイン電極は、キャップ層上に形成されており、これに起因して、ソース電極およびドレイン電極のコンタクト抵抗を低下させることができない。
【0012】
キャップ層を除去することでソース電極およびドレイン電極のコンタクト抵抗を低減させることが考えられる。しかし、キャップ層をエッチングするための従来の技術はドライエッチングであり、ドライエッチングに起因するエッチングダメージにより、キャップ層を除去してもコンタクト抵抗を低減させることができない。
【0013】
ＧａＮ等のＩＩＩ族窒化物を、エッチングダメージを抑制してエッチングする新たな技術として、光電気化学（ＰＥＣ）エッチングが提案されている。ＨＥＭＴに係るＰＥＣエッチングの技術として、本願発明者は、これまでに、ソース電極またはドレイン電極をカソードパッドとして利用することで、ゲートリセスをＰＥＣエッチングにより形成する技術を提案している（特願２０１９－１４００２７）。カソードパッドとは、詳細は後述するように、無電極ＰＥＣエッチングを進行させるために用いられる導電性部材である。
【0014】
当該ゲートリセス形成技術では、ソース電極の下またはドレイン電極の下に介在するキャップ層をＰＥＣエッチングにより除去することはできていなかった。ソース電極およびドレイン電極は、キャップ層上に形成されており、ソース電極およびドレイン電極のキャップ層に起因するコンタクト抵抗を低下させることはできていなかった。
【0015】
ＰＥＣエッチングを用いることで、エッチングダメージを抑制してキャップ層を除去することができる。しかし、ソース電極の下またはドレイン電極の下に介在するキャップ層を除去するＰＥＣエッチングを、どのように行えばよいかは知られていない。本願発明者は、以下の実施形態において、このような技術について提案する。
【0016】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態による窒化物系高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）１５０について説明する。図１（ａ）は、ＨＥＭＴ１５０を例示する概略断面図であり、ＨＥＭＴ素子の１つ分を示す。ＨＥＭＴ１５０は、積層体１０と、ソース電極１５１、ゲート電極１５２、および、ドレイン電極１５３と、素子分離構造１６０と、絶縁膜１７０と、を備える。
本発明の一実施形態による窒化物系高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）１５０について説明する。図１（ａ）は、ＨＥＭＴ１５０を例示する概略断面図であり、ＨＥＭＴ素子の１つ分を示す。ＨＥＭＴ１５０は、積層体１０と、ソース電極１５１、ゲート電極１５２、および、ドレイン電極１５３と、素子分離構造１６０と、絶縁膜１７０と、を備える。
【0017】
積層体（窒化物半導体結晶基板）１０は、基板（下地基板）１１と、基板１１上に形成されたＩＩＩ族窒化物層１２（以下、エピ層１２ともいう）と、を有する。基板１１は、エピ層１２をエピタキシャル成長させる下地となる結晶基板であり、基板１１としては、例えば、半絶縁性基板が用いられる。ここで、「半絶縁性」とは、例えば、比抵抗が１０５Ωｃｍ以上である状態をいう。半絶縁性基板としては、例えば、半絶縁性の炭化シリコン（ＳｉＣ）基板が用いられ、また例えば、半絶縁性の窒化ガリウム（ＧａＮ）基板が用いられる。半絶縁性のＧａＮ基板は、例えば、（Ｆｅ）ドープやマンガン（Ｍｎ）ドープのＧａＮ基板である。
【0018】
基板１１にＳｉＣ基板を用いる際の、エピ層１２としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で構成された核生成層１２ａ、ＧａＮで構成されたチャネル層１２ｂ、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）で構成された障壁層１２ｃ、および、ＧａＮで構成されたキャップ層１２ｄの積層構造が用いられる。
【0019】
チャネル層１２ｂと障壁層１２ｃとの積層構造において、チャネル層１２ｂの上面近傍に、ＨＥＭＴ１５０のチャネルとなる２次元電子ガス（２ＤＥＧ）が形成される。なお、チャネル層１２ｂの材料として、ＧａＮ以外に、ＡｌＧａＮが用いられてもよい。チャネル層１２ｂに用いられるＡｌＧａＮとしては、障壁層１２ｃに用いられるＡｌＧａＮよりも、Ａｌ組成が低い（バンドギャップが小さい）ものが用いられる。
【0020】
基板１１としては、ＳｉＣ基板に限らず、他の基板（サファイア基板、シリコン（Ｓｉ）基板、（半絶縁性の）ＧａＮ基板等）が用いられてもよい。エピ層１２の積層構造は、基板１１の種類、得たいＨＥＭＴ１５０の特性等に応じ、適宜選択されてよい。例えば、基板１１にＧａＮ基板を用いる場合のエピ層１２において、核生成層１２ａが省略されてよい。
【0021】
エピ層１２の上面は、エピ層１２を構成するＩＩＩ族窒化物のｃ面で構成されている。ここで「ｃ面で構成されている」とは、当該上面に対して最も近い低指数の結晶面が、エピ層１２を構成するＩＩＩ族窒化物結晶のｃ面であることを意味する。エピ層１２を構成するＩＩＩ族窒化物は転位（貫通転位）を有し、当該上面に、転位が所定の密度で分布している。
【0022】
積層体１０は、エピ層１２上に配置されたパッシベーション絶縁膜１３（以下、絶縁膜１３ともいう）を有してもよい。絶縁膜１３は、例えば窒化シリコンで構成される。
【0023】
エピ層１２のうち、チャネル層１２ｂ以下の部分をエピ下層１２Ｌと称し、チャネル層１２ｂよりも上側の部分をエピ上層１２Ｕと称する。エピ下層１２Ｌは、２ＤＥＧが形成されるチャネル層１２ｂを含む。エピ上層１２Ｕは、チャネル層１２ｂ上に形成された障壁層１２ｃと、障壁層１２ｃ上に形成されたキャップ層１２ｄと、を含む。障壁層１２ｃは、チャネル層１２ｂを構成するＩＩＩ族窒化物よりもバンドギャップが大きいＩＩＩ族窒化物で構成され、チャネル層１２ｂに２ＤＥＧを発生させる。キャップ層１２ｄは、障壁層１２ｃを構成するＩＩＩ族窒化物よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ族窒化物で構成される。
【0024】
本実施形態のＨＥＭＴ１５０において、ゲート電極１５２は、ゲートリセス１１０Ｇに配置され、ソース電極１５１は、ソースリセス１１０Ｓに配置され、ドレイン電極１５３は、ドレインリセス１１０Ｄに配置されている。ゲートリセス１１０Ｇ、ソースリセス１１０Ｓ、および、ドレインリセス１１０Ｄは、それぞれ、エピ上層１２Ｕに形成された凹部（エピ上層１２Ｕがエッチングされることで形成された構造）である。以下、ソースリセス１１０Ｓとドレインリセス１１０Ｄとをまとめて（ソースリセス１１０Ｓとドレインリセス１１０Ｄとを特には区別せずに、これらの少なくとも一方を表すために）、オーミックリセス１１０ＳＤと称することもある。
【0025】
ゲートリセス１１０Ｇは、キャップ層１２ｄ、および、障壁層１２ｃの一部、がエッチングされることでエピ上層１２Ｕに形成された凹部であり、ゲートリセス１１０Ｇの底に障壁層１２ｃが露出する。ゲートリセス１１０Ｇの下方の障壁層１２ｃの厚さ（チャネル層１２ｂの上面からゲートリセス１１０Ｇの底までの厚さ）は、ＨＥＭＴ１５０の閾値ゲート電圧が所定値となるように、所定の厚さに設定されてよい。
【0026】
オーミックリセス１１０ＳＤは、キャップ層１２ｄ（のみ）がエッチングされることでエピ上層１２Ｕに形成された凹部であり、オーミックリセス１１０ＳＤの底に障壁層１２ｃが露出する。オーミックリセス１１０ＳＤは、ゲートリセス１１０Ｇよりも浅い。ソース電極１５１およびドレイン電極１５３がそれぞれオーミックリセス１１０ＳＤに配置されることで、ソース電極１５１およびドレイン電極１５３のコンタクト抵抗を低減できる。これは、ソース電極１５１およびドレイン電極１５３が障壁層１２ｃに直接接触し、キャップ層１２ｄに起因するバンドの持ち上がりが抑制されるからと考えられる。
【0027】
ゲート電極１５２は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）層上に金（Ａｕ）層が積層されたＮｉ／Ａｕ層により形成される。ソース電極１５１およびドレイン電極１５３のそれぞれは、例えば、チタン（Ｔｉ）層上にアルミニウム（Ａｌ）層が積層され、Ａｌ層上にＴｉ層が積層され、さらにＴｉ層上にＡｕ層が積層されたＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ層により形成される。
【0028】
素子分離構造１６０は、隣接するＨＥＭＴ素子間でキャップ層１２ｄおよび２ＤＥＧを分断する構造であり、素子分離構造１６０を挟んで隣接するＨＥＭＴ素子同士を電気的に分離する。素子分離構造１６０として、本実施形態では素子分離溝を例示するが、素子分離構造１６０は、溝の形成ではなく、イオン注入で形成されてもよい。素子分離溝である素子分離構造１６０は、その底がチャネル層１２ｂの途中の深さに到達するように形成されている。
【0029】
素子分離構造１６０は、ＨＥＭＴ素子として機能する素子領域１８０を画定する。平面視において、素子分離構造１６０のＨＥＭＴ素子を囲む閉じた形状の縁（ＨＥＭＴ素子側、つまり内側の縁）の内部領域が、素子領域１８０となる（図７（ａ）参照）。
【0030】
絶縁膜１７０は、ソース電極１５１およびドレイン電極１５３の上面上に開口を有し、素子分離構造１６０を覆い、素子分離構造１６０の外側まで延在する。本実施形態の絶縁膜１７０は、ゲート絶縁膜として設けられており、ゲートリセス１１０Ｇとゲート電極１５２との間に介在する。絶縁膜１７０は、例えば酸化アルミニウムで構成される。
【0031】
本実施形態において、オーミックリセス１１０ＳＤは、光電気化学（ＰＥＣ）エッチングによりエピ上層１２Ｕをエッチングすることで形成される。なお、本実施形態では、ゲートリセス１１０Ｇも、ＰＥＣエッチングによりエピ上層１２Ｕをエッチングすることで形成される。ＨＥＭＴ１５０の製造工程において、ＨＥＭＴ１５０が完成するまでに各種処理が施される中間的な構造体を、処理対象物１００と称する。
【0032】
図１（ｂ）は、ＰＥＣエッチング装置２００を例示する概略断面図である。ＰＥＣエッチング装置２００は、処理対象物１００およびエッチング液２０１を収容する容器２１０と、光２２１を出射する光源２２０と、を有する。
【0033】
ＰＥＣエッチングにおける処理対象物１００は、積層体１０（少なくともエピ下層１２Ｌおよびエピ上層１２Ｕ）と、カソードパッド３０と、マスク５０と、を備える。積層体１０は（より具体的にはエピ上層１２Ｕは）、ＰＥＣエッチングによりエッチングされる被エッチング領域２１を有する。当該被エッチング領域２１は、マスク５０により画定されている。ＰＥＣエッチングにおける処理対象物１００は、より具体的には図２（ｃ）および図３（ｂ）に例示される。
【0034】
ＰＥＣエッチングは、処理対象物１００をエッチング液２０１に浸漬させ、被エッチング領域２１およびカソードパッド３０をエッチング液２０１に接触させた状態で、エッチング液２０１を介して被エッチング領域２１に光２２１を照射することにより、行われる（ＰＥＣエッチングは、カソードパッド３０が設けられるとともにマスク５０が形成された積層体１０をエッチング液２０１に接触させた状態で、積層体１０に光２２１を照射することで行われる）。
【0035】
ＰＥＣエッチングの機構について説明するとともに、エッチング液２０１、カソードパッド３０等について、より詳しく説明する。ＰＥＣエッチングされるＩＩＩ族窒化物の例として窒化ガリウム（ＧａＮ）を挙げて説明する。
【0036】
ＰＥＣエッチングは、ウェットエッチングであり、処理対象物１００がエッチング液２０１に浸漬された状態で行われる。エッチング液２０１としては、被エッチング領域２１を構成するＩＩＩ族窒化物が含有するＩＩＩ族元素の酸化物を生成するために用いられる酸素を含み、さらに、電子を受け取る酸化剤を含む、アルカリ性または酸性のエッチング液２０１が用いられる。
【0037】
当該酸化剤として、ペルオキソ二硫酸イオン（Ｓ２Ｏ８
２－）が好ましく用いられ、エッチング液２０１としては、（少なくとも）ペルオキソ二硫酸イオン（Ｓ２Ｏ８
２－）の塩を所定濃度で水に溶解させた水溶液が用いられる。当該酸化剤は、より具体的には、Ｓ２Ｏ８
２－から生成された硫酸イオンラジカル（ＳＯ４
－＊）が、電子を受け取って硫酸イオン（ＳＯ４
２－）に変化する態様で、機能する。
【0038】
エッチング液２０１に用いるＳ２Ｏ８
２－の塩としては、例えば、ペルオキソ二硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８、ペルオキソ二硫酸カリウム（Ｋ２Ｓ２Ｏ８）、ペルオキソ二硫酸ナトリウム（Ｎａ２Ｓ２Ｏ８）等が挙げられる。エッチング液２０１に起因するアルカリ金属元素の残留を抑制する観点からは、アルカリ金属を含まない（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８を用いることが好ましい。
【0039】
なお、これらのＳ２Ｏ８
２－の塩の水溶液は、どれも酸性である。例えば、これらのＳ２Ｏ８
２－の塩の水溶液に、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ性の水溶液を適当な濃度で混合することにより、アルカリ性のエッチング液２０１を得ることができる。
【0040】
本実施形態のＰＥＣエッチングにおける反応は、（化１）のようにまとめることができる。
【化1】
【0041】
エッチング液に含まれるＳ２Ｏ８
２－からＳＯ４
－＊を生成させる反応は、（化２）で示される。つまり、Ｓ２Ｏ８
２－を加熱すること、および、Ｓ２Ｏ８
２－に光を照射すること、の少なくとも一方により、ＳＯ４
－＊を生成させることができる。
【化2】
【0042】
（化１）に示されるように、ＩＩＩ族窒化物に、当該ＩＩＩ族窒化物のバンドギャップに対応する波長以下の光２２１（本例ではＧａＮのバンドギャップに対応する３６５ｎｍ以下の紫外光２２１）が照射されることで、ＩＩＩ族窒化物中にホール（ｈ＋）と電子（ｅ－）とが生成される。ホールの生成によりＩＩＩ族窒化物（本例ではＧａＮ）がＩＩＩ族元素の陽イオン（本例ではＧａ３＋）と窒素ガス（Ｎ２ガス）とに分解され、ＩＩＩ族元素の陽イオンが水（Ｈ２Ｏ）に含まれる酸素と結合することでＩＩＩ族元素の酸化物（本例ではＧａ２Ｏ３）が生成される。ＩＩＩ族元素の酸化物が、アルカリ性または酸性のエッチング液２０１に溶解されることで、ＩＩＩ族窒化物がエッチングされる。ＩＩＩ族窒化物中に生成された電子は、ＳＯ４
－＊と結合してＳＯ４
２－を生成することで、消費される。ＰＥＣエッチングの進行に伴い、水素イオン（Ｈ＋）濃度が増加し、これにより、エッチング液２０１のｐＨは減少する。
【0043】
ＰＥＣエッチングは、エッチング液２０１がアルカリ性でも酸性でも行うことができるが、レジストマスクはアルカリに対する耐性が低いため、レジストマスクを用いる場合は、（ＰＥＣエッチングの開始時から）酸性であるエッチング液２０１を用いることが好ましい。
【0044】
また、後述の他の実施形態で説明するように、２ＤＥＧの減少によりＰＥＣエッチングを自己停止させる（過剰に深いＰＥＣエッチングが生じることを抑制する）観点からも、（ＰＥＣエッチングの開始時から）酸性であるエッチング液２０１を用いることは好ましい。
【0045】
カソードパッド３０は、金属等の導電性材料で形成された導電性部材であって、被エッチング領域２１とキャップ層１２ｄおよび２ＤＥＧの少なくとも一方を介して電気的に接続された処理対象物１００の導電性領域の表面の少なくとも一部と、接触するように設けられる（図８（ａ）参照）。また、カソードパッド３０は、ＰＥＣエッチング時に、カソードパッド３０の少なくとも一部、例えば上面が、エッチング液２０１と接触するように、設けられる。カソードパッド３０は、例えばチタン（Ｔｉ）で構成される。
【0046】
ＰＥＣエッチングの被エッチング領域２１では、光照射でホールが生成されることにより、ＩＩＩ族元素の酸化物が生成される。つまり、当該被エッチング領域２１は、ホールが消費されるアノードとして機能する。被エッチング領域２１への光照射により、ホールと対で生成された電子は、キャップ層１２ｄおよび２ＤＥＧの少なくとも一方を介してカソードパッド３０まで流れることができる。カソードパッド３０のエッチング液２０１と接触する表面は、当該電子がエッチング液２０１に放出されることで消費されるカソードとして機能する。このように、カソードパッド３０をカソードとして機能させることで、ＰＥＣエッチングを進行させることができる。
【0047】
本実施形態によるＰＥＣエッチングでは、エッチング液２０１が酸化剤として含むＳ２Ｏ８
２－により（より具体的にはＳ２Ｏ８
２－から生成されたＳＯ４
－＊により）、ＩＩＩ族窒化物に対する光照射でホールとともに生成された電子を、消費させることで、ＰＥＣエッチングを進行させることができる。つまり、処理対象物１００からエッチング液２０１中に直接的に（外部の配線を介さずに）電子を放出する態様で、ＰＥＣエッチングを行うことができる。
【0048】
これに対し、このような酸化剤を用いないＰＥＣエッチングの技術として、ＩＩＩ族窒化物中に生成された電子を、エッチング液の外部に延在する配線を介して、エッチング液に浸漬されたカソード電極からエッチング液中に放出する態様のＰＥＣエッチングがある。このようなカソード電極を用いる有電極ＰＥＣエッチングに対し、本実施形態によるＰＥＣエッチングは、このようなカソード電極を設ける必要のない、無電極（コンタクトレス）ＰＥＣエッチングである。
【0049】
ＰＥＣエッチングは、例示したＧａＮ以外のＩＩＩ族窒化物に対しても行うことができる。ＩＩＩ族窒化物が含有するＩＩＩ族元素は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）のうちの少なくとも１つであってよい。ＩＩＩ族窒化物におけるＡｌ成分またはＩｎ成分に対するＰＥＣエッチングの考え方は、Ｇａ成分について（化１）を参照して説明した考え方と同様である。つまり、ＩＩＩ族窒化物への光照射によりホールを生成させることで、Ａｌの酸化物またはＩｎの酸化物を生成させ、これらの酸化物をアルカリ性または酸性のエッチング液に溶解させることで、ＰＥＣエッチングを行うことができる。照射する光２２１の波長は、エッチングの対象とするＩＩＩ族窒化物の組成に応じて、適宜変更されてよい。ＧａＮのＰＥＣエッチングを基準として、Ａｌを含有する場合は、より短波長の光２２１を用いればよく、Ｉｎを含有する場合は、より長波長の光２２１も利用可能となる。つまり、エッチングしたいＩＩＩ族窒化物の組成に応じて、当該ＩＩＩ族窒化物がＰＥＣエッチングされるような波長の光２２１を、適宜選択して用いることができる。
【0050】
次に、本実施形態によるＨＥＭＴ１５０の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、積層体１０上の、平面視においてＨＥＭＴ１５０の素子領域１８０の外に、カソードパッド３０を設ける工程（図２（ｂ）および図６（ａ）参照）と、積層体１０上に、オーミックリセス１１０ＳＤが形成される被エッチング領域２１ＳＤに開口を有するマスク５０を形成する工程（図３（ｂ）参照）と、ＰＥＣエッチングによりオーミックリセス１１０ＳＤを形成する工程（図３（ｃ）参照）と、素子分離構造１６０を形成する工程（図４（ｂ）参照）と、を有する。
【0051】
ＨＥＭＴ１５０が形成される積層体１０のウエハ上に、ＨＥＭＴ素子が、ゲート長方向およびゲート幅方向の少なくとも一方向に、周期的に複数並んで配置される。これに対応して、カソードパッド３０は、ゲート長方向およびゲート幅方向の少なくとも一方向に、周期的に複数並んで配置されてよい。
【0052】
図２（ａ）～図５（ｃ）は、本実施形態によるＨＥＭＴ１５０の製造工程を例示する概略断面図である。図示の煩雑さを避けるため、図２（ａ）～図５（ｃ）において、積層体１０のチャネル層１２ｂ以上の部分を示す。図２（ａ）～図５（ｃ）の断面図において、ＨＥＭＴ素子の１つ分を示す。
【0053】
【0054】
図２（ａ）を参照する。積層体１０のウエハを準備する。積層体１０は、被エッチング領域２１Ｇ、２１ＳＤ、２１ＩＳおよび２１ＣＰを有する。被エッチング領域２１Ｇは、ゲート電極１５２が配置されるリセスであるゲートリセス１１０Ｇを形成するためにエッチングされる領域である。被エッチング領域２１ＳＤは、ソース電極１５１またはドレイン電極１５３が配置されるリセスであるオーミックリセス１１０ＳＤを形成するためにエッチングされる領域である。被エッチング領域２１ＩＳは、素子分離溝である素子分離構造１６０を形成するためにエッチングされる領域である。被エッチング領域２１ＣＰは、カソードパッド３０が配置される凹部１１０ＣＰを形成するためにエッチングされる領域である。以下、被エッチング領域２１Ｇ～２１ＣＰのそれぞれを、単に、領域２１Ｇ～２１ＣＰともいう。
【0055】
図２（ｂ）を参照する。フォトリソグラフィおよびエッチングにより、絶縁膜１３の領域２１Ｇ、２１ＳＤ、２１ＩＳ、および、２１ＣＰに、底にキャップ層１２ｄが露出する凹部を形成する。絶縁膜１３のエッチングには、例えば、バッファードフッ酸水溶液、フッ酸水溶液等によるウェットエッチングが用いられ、また例えば、アトミックレイヤーエッチング、中性粒子ビームエッチング等による低ダメージのドライエッチングが用いられる。
【0056】
さらに、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、キャップ層１２ｄの領域２１ＣＰに、底に障壁層１２ｃが露出する凹部１１０ＣＰを形成する。凹部１１０ＣＰを形成するキャップ層１２ｄのエッチングには、例えば、アトミックレイヤーエッチング、中性粒子ビームエッチング等による低ダメージのドライエッチングが用いられる。
【0057】
凹部１１０ＣＰの形成の後、処理対象物１００の上面の全面上に、例えばＴｉ膜を堆積し、凹部１１０ＣＰの外側の不要部のＴｉ膜をリフトオフにより除去することで、カソードパッド３０を形成する。
【0058】
なお、キャップ層１２ｄは通常ｎ型にドーピングされる（ｎ型の導電性を有する）ので、カソードパッド３０は、キャップ層１２ｄ上に形成してもよい。キャップ層１２ｄが除去された凹部１１０ＣＰに、つまり障壁層１２ｃの直上に形成することで、カソードパッド３０のコンタクト抵抗を低減することができる。一方、カソードパッド３０をキャップ層１２ｄ上に形成することで、凹部１１０ＣＰのキャップ層１２ｄを除去するためのフォトリソグラフィおよびエッチングの工程を省くことができる。
【0059】
キャップ層１２ｄ上または障壁層１２ｃ上に形成されたカソードパッド３０と、カソードパッド３０を用いてＰＥＣエッチングされる被エッチング領域２１とは、キャップ層１２ｄおよび２ＤＥＧの少なくとも一方を介して、電気的に接続される。なお、導電率は、２ＤＥＧの方がキャップ層１２ｄよりも大きい。
【0060】
図２（ｃ）を参照する。処理対象物１００の上面の全面上に、例えば酸化シリコン膜を堆積する。フォトリソグラフィおよびエッチングにより、酸化シリコン膜の、領域２１Ｇ、および、カソードパッド３０の上面、の上に配置された部分を除去することで、キャップ層１２ｄの上方に配置されたハードマスク５１を形成する。酸化シリコン膜のエッチングには、例えば、バッファードフッ酸水溶液が用いられる。なお、本明細書においてハードマスクとは、（有機材料で構成されたレジストマスクに対し、）無機材料または金属材料で構成されたマスクを意味する。
【0061】
図３（ａ）を参照する。ハードマスク５１（および、ハードマスク５１の下方に介在する絶縁膜１３等）をマスク５０として、領域２１Ｇのキャップ層１２ｄおよび障壁層１２ｃを、ＰＥＣエッチングによりエッチングすることで、ゲートリセス１１０Ｇを形成する。
【0062】
図８（ａ）および図８（ｂ）は、ゲートリセス１１０Ｇを形成するＰＥＣエッチングの機構を模式的に示す概略断面図である。図８（ａ）は、ＰＥＣエッチングが進行している状況を示し、図８（ｂ）は、ＰＥＣエッチングが停止している状況を示す。
【0063】
上述のように、被エッチング領域２１Ｇへの光照射により生成された電子が、キャップ層１２ｄおよび２ＤＥＧの少なくとも一方を介してカソードパッド３０まで流れ、カソードパッド３０の表面からエッチング液２０１に放出されることで、ＰＥＣエッチングが進行する。図８（ａ）に、電子の模式的な流れを矢印３５で示す。
【0064】
ＰＥＣエッチングの進行に伴い障壁層１２ｃが薄くなって、ゲートリセス１１０Ｇの下方における２ＤＥＧが減少すると、ＰＥＣエッチングが進行しにくくなり、やがて、図８（ｂ）に示すように、ゲートリセス１１０Ｇの下方に所定厚さの障壁層１２ｃが残った状態で、ＰＥＣエッチングが自動的に停止する（自己停止）。当該所定厚さは、例えば光２２１の強度により調整することができ、ＨＥＭＴ１５０の閾値ゲート電圧が所定値となるように設定することができる。
【0065】
図３（ｂ）を参照する。領域２１ＳＤ、および、カソードパッド３０の上面、の上に開口を有するレジストマスク５２を（マスク５０を）形成する。レジストマスク５２をマスクとして、領域２１ＳＤ上のハードマスク５１をエッチングすることで、領域２１ＳＤのキャップ層１２ｄを露出させる。
【0066】
図３（ｃ）を参照する。レジストマスク５２（および、レジストマスク５２の下方に介在するハードマスク５１および絶縁膜１３等）をマスク５０として、領域２１ＳＤのキャップ層１２ｄを、ＰＥＣエッチングによりエッチングすることで、オーミックリセス１１０ＳＤを形成する。その後、レジストマスク５２を除去する。
【0067】
図４（ａ）を参照する。領域２１ＩＳの上に開口を有するレジストマスク５３を形成する。レジストマスク５３は、ゲートリセス１１０Ｇおよびオーミックリセス１１０ＳＤに充填され、カソードパッド３０の上面の全面を覆う。
【0068】
図４（ｂ）を参照する。レジストマスク５３（および、レジストマスク５３の下方に介在するハードマスク５１および絶縁膜１３等）をマスク５０として、領域２１ＩＳのキャップ層１２ｄ、障壁層１２ｃおよびチャネル層１２ｂを、エッチングすることで、素子分離溝である素子分離構造１６０を形成する。素子分離構造１６０を形成するエッチングには、例えば、誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング等のドライエッチングが用いられる。素子分離構造１６０は、エピ層１２のエッチングではなく、エピ層１２のへのイオン注入により形成されてもよい。
【0069】
図４（ｃ）を参照する。レジストマスク５３およびハードマスク５１を除去する。さらに、例えば、塩酸（ＨＣｌ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）との混合水溶液（塩酸過水）により、処理対象物１００を洗浄する。例えば塩酸過水での洗浄により、カソードパッド３０の除去も行うことができる。
【0070】
上述のように、エピ層１２の上面に、転位が所定の密度で分布している。転位ではホールのライフタイムが短いため、ＰＥＣエッチングが生じにくい。このため、ＰＥＣエッチングで形成されたゲートリセス１１０Ｇおよびオーミックリセス１１０ＳＤの底において、転位に対応する位置には、ＰＥＣエッチングの溶け残り部分として、凸部が形成されやすい。
【0071】
本願発明者が得た知見によれば、例えば塩酸過水での洗浄により、当該凸部をエッチングすること、つまり、ゲートリセス１１０Ｇおよびオーミックリセス１１０ＳＤの底の平坦性を高めることもできる。このように、本実施形態において、素子分離構造１６０の形成後に行う洗浄処理は、カソードパッド３０の除去処理、および、ゲートリセス１１０Ｇおよびオーミックリセス１１０ＳＤの底の平坦化処理も兼ねる。
【0072】
このような洗浄処理は、塩酸過水の他、塩酸（ＨＣｌ）水溶液、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）との混合水溶液（ピラニア溶液）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液、フッ化水素水溶液（フッ酸）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等を用いて行われてもよい。
【0073】
図５（ａ）を参照する。オーミックリセス１１０ＳＤの上に開口を有するレジストマスクを用いたリフトオフにより、ソース電極１５１およびドレイン電極１５３を形成する。ソース電極１５１およびドレイン電極１５３は、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ層により形成される。
【0074】
図５（ｂ）を参照する。処理対象物１００の上面の全面上に、例えば酸化アルミニウム膜を堆積する。フォトリソグラフィおよびエッチングにより、酸化アルミニウム膜の、ソース電極１５１およびドレイン電極１５３の上面上に配置された部分を除去することで、絶縁膜１７０を形成する。酸化シリコン膜のエッチングには、例えば、バッファードフッ酸水溶液が用いられる。
【0075】
図５（ｃ）を参照する。ゲートリセス１１０Ｇの上に開口を有するレジストマスクを用いたリフトオフにより、ゲート電極１５２を形成する。ゲート電極１５２は、例えばＮｉ／Ａｕ層により形成される。ゲート電極１５２は、ゲートリセス１１０Ｇに、ゲート絶縁膜である絶縁膜１７０を介して形成される。以上のようにして、ＨＥＭＴ１５０が製造される。
【0076】
図６（ａ）は、図２（ｂ）に対応する概略平面図であり、カソードパッド３０の平面的な配置例を示す。図２（ｂ）および図６（ａ）に示されるように、カソードパッド３０は、積層体１０上の、（平面視において）ＨＥＭＴ１５０の素子領域１８０の外に設けられる。
【0077】
【0078】
本実施形態では、カソードパッド３０を素子領域１８０の外に設ける。このように設けられたカソードパッド３０を用いることで、オーミックリセス１１０ＳＤをＰＥＣエッチングにより形成することを可能としている。また、カソードパッド３０を素子領域１８０の外に設けることで、カソードパッド３０の形状、配置等の自由度を高めている。なお、このようなカソードパッド３０を、ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングによる形成に用いることもできる。
【0079】
本例において、より具体的には、カソードパッド３０が、ゲート長方向（紙面左右方向）に隣接するＨＥＭＴ素子同士の間に配置されている。例えば、図６（ｂ）に示されるように、あるカソードパッド３２が、紙面左方の第１のＨＥＭＴ素子のドレインリセス１１１Ｄと、第１のＨＥＭＴ素子に隣接する第２のＨＥＭＴ素子（紙面右方のＨＥＭＴ素子）のソースリセス１１２Ｓと、の間に配置されている。
【0080】
これにより、例えば、第１のＨＥＭＴ素子のドレインリセス１１１Ｄと、第２のＨＥＭＴ素子のソースリセス１１２Ｓと、から均等な位置にカソードパッド３０を設けることができるため、両リセスを形成するＰＥＣエッチング条件の均一性を高めることが容易になる。
【0081】
また本例において、カソードパッド３０は、ゲート幅方向（紙面上下方向）に延在する形状、つまり、オーミックリセス１１０ＳＤの長さ方向と平行な方向に延在する形状を有する。
【0082】
これにより、例えば、オーミックリセス１１０ＳＤの長さ方向について、ＰＥＣエッチング条件の均一性を高めることが容易になる。
【0083】
本実施形態では、ゲートリセス１１０Ｇを形成した後に、オーミックリセス１１０ＳＤを形成する態様を例示している。ゲートリセス１１０Ｇを形成することで、ゲートリセス１１０Ｇの部分のキャップ層１２ｄが除去されるとともに、ゲートリセス１１０Ｇの下方の２ＤＥＧが減少する。
【0084】
これに起因して、同一のＨＥＭＴ素子が有するソースリセス１１０Ｓとドレインリセス１１０Ｄとが、同一のカソードパッド３０と導通しにくくなる。例えば、図６（ｂ）に示されるように、第１のＨＥＭＴ素子のソースリセス１１１Ｓ側に配置されたカソードパッド３１と、ゲートリセス１１１Ｇに対しカソードパッド３１と反対側に配置されたドレインリセス１１１Ｄとは、導通しにくくなる。
【0085】
しかし、第１のＨＥＭＴ素子のドレインリセス１１１Ｄは、ゲートリセス１１１Ｇに対しドレインリセス１１１Ｄと同じ側に配置されたカソードパッド３２とは、導通することが容易である。また、同様にして、第２のＨＥＭＴ素子のソースリセス１１２Ｓは、ゲートリセス１１２Ｇに対しソースリセス１１２Ｓと同じ側に配置されたカソードパッド３２とは、導通することが容易である。
【0086】
このように、本例では、ゲート長方向に隣接するＨＥＭＴ素子間に配置されたカソードパッド３０を、これらのＨＥＭＴ素子のオーミックリセス１１０ＳＤを形成するＰＥＣエッチングにおいて共用させることで、オーミックリセス１１０ＳＤの形成を良好に行うことができる。これにより、例えば、ゲート長方向に隣接するＨＥＭＴ素子におけるＰＥＣエッチング条件の均一性を高めたり、ゲートリセス１１０Ｇを形成した後にオーミックリセス１１０ＳＤを形成することを容易にしたりできる。
【0087】
図７（ａ）は、図４（ｂ）に対応する概略平面図であり、素子分離構造１６０の平面的な配置例を示す。素子分離構造１６０は、ＨＥＭＴ素子として機能する素子領域１８０を画定する。平面視において、素子分離構造１６０のＨＥＭＴ素子を囲む閉じた形状の縁（破線の太線で示す、ＨＥＭＴ素子側、つまり内側の縁）の内部領域が、素子領域１８０となる。
【0088】
本実施形態では、カソードパッド３０が設けられた状態で、素子分離構造１６０を形成する態様を例示している。カソードパッド３０は、素子分離構造１６０を形成する際の（ドライエッチング、イオン注入等を行う際の）マスク５０の少なくとも一部として機能する。このため、本例において、素子分離構造１６０は、カソードパッド３０の配置領域と、（平面視において）重なりを有しないように形成される。
【0089】
カソードパッド３０が設けられた状態で素子分離構造１６０を形成する態様では、カソードパッド３０を露出させないように覆うマスク（レジストマスク５３）が形成された状態で、素子分離構造１６０を形成するドライエッチングを行うことが好ましい（図４（ｂ）参照）。これにより、当該ドライエッチングでカソードパッド３０がエッチングされることが抑制され、カソードパッド３０を構成する材料（例えばＴｉ等の金属）に起因する不要な汚染を抑制することができる。
【0090】
素子分離構造１６０では、２ＤＥＧが分断され、またキャップ層１２ｄによる導通も失われる。このため、素子分離構造１６０が形成された後は、ある素子領域１８０の外に設けられたカソードパッド３０を用いて、当該素子領域１８０に配置されるオーミックリセス１１０ＳＤ（またはゲートリセス１１０Ｇ）を、ＰＥＣエッチングにより形成することはできない。
【0091】
このため、本実施形態では、オーミックリセス１１０ＳＤ（およびゲートリセス１１０Ｇ）を、素子領域１８０の外に設けられたカソードパッド３０を用いてＰＥＣエッチングで形成した後に、素子分離構造１６０を形成する。
【0092】
図７（ｂ）は、図５（ｃ）に対応する概略平面図であり、ソース電極１５１、ゲート電極１５２およびドレイン電極１５３の平面的な配置例を示す。ゲート電極１５２の幅により、ＨＥＭＴ素子のゲート長Ｌｇが画定される。ゲート長方向に、ソース電極１５１、ゲート電極１５２およびドレイン電極１５３が並んでいる。ゲート長方向と直交する方向が、ゲート幅方向であり、素子領域１８０のゲート幅方向の長さにより、ゲート幅Ｗｇが画定される。隣接するＨＥＭＴ素子間で、ソース電極１５１同士、ゲート電極１５２同士、および、ドレイン電極１５３同士は、それぞれ、必要に応じ電気的に接続されてよい。
【0093】
本実施形態では、ゲートリセス１１０Ｇを形成するエッチングと、オーミックリセス１１０ＳＤを形成するエッチングとを、ともにＰＥＣエッチングで行う。以下、ゲートリセス１１０Ｇを形成するＰＥＣエッチングを、ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングともいい、オーミックリセス１１０ＳＤを形成するＰＥＣエッチングを、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングともいう。
【0094】
ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチング、および、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングのそれぞれで、光源２２０を切り替えても（光２２１の波長特性を替えても）よいが、ＰＥＣエッチング装置２００の構造を簡便にする観点からは、両者のＰＥＣエッチングに、同一の光源２２０（同一の波長特性を有する光２２１）を用いることが好ましい。
【0095】
キャップ層１２ｄがＧａＮで構成され、障壁層１２ｃがＡｌＧａＮで構成された例では、障壁層１２ｃ（ＡｌＧａＮ）をＰＥＣエッチング可能な短波長の光２２１により、キャップ層１２ｄ（ＧａＮ）もＰＥＣエッチングすることができる。
【0096】
ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングは、上述のように、自己停止により停止させることができる。一方、このような短波長の光２２１を用いてオーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングを行う場合、何ら時間制限を設けなければ、自己停止するまで深くエッチングが進行してしまう。このため、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングは、時間管理により停止させる。これにより、両者のＰＥＣエッチングを、同一の光源２２０を用いて行うことができる。
【0097】
なお、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングでは、キャップ層１２ｄはＰＥＣエッチングできるが障壁層１２ｃはＰＥＣエッチングできないような長波長の光２２１を用いることで、キャップ層１２ｄの全厚さがエッチングされた時点でエッチングが停止するようにしてもよい。
【0098】
ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングに要する時間は、ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングよりも浅いオーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングに要する時間よりも長くなる。本実施形態では、時間が長いゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングを、ハードマスク５１を用いて行っている。ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングを、レジストマスク（のみ）を用いて行ってもよいが、マスクのエッチング液２０１に対する耐性をより向上させ、パターニング精度をより高めるために、ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングには、ハードマスク５１を用いることが好ましい。
【0099】
本実施形態では、ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングの後に、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングを行う。ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングの際、オーミックリセス１１０ＳＤに対応する領域２１ＳＤのキャップ層１２ｄは、ハードマスク５１で保護された状態となる（図３（ａ）参照）。これにより、領域２１ＳＤのキャップ層１２ｄにおける不要なエッチングを、キャップ層１２ｄがレジストマスク（のみ）で保護された状態と比べて、より抑制することができる。
【0100】
オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングは、領域２１ＳＤの上に開口が形成されたハードマスク５１、および、レジストマスク５２を用いて行われ、ゲートリセス１１０Ｇにレジストマスク５２が充填された状態で、好ましくは少なくとも、レジストマスク５２がゲートリセス１１０ＧのＩＩＩ族窒化物で構成された側面を覆った状態で、行われる（図３（ｃ）参照）。ゲートリセス１１０Ｇの当該側面が、レジストマスク５２により保護されることで、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングにおける、当該側面の不要なサイドエッチングを抑制することができる。本例では、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングの際、ゲートリセス１１０Ｇがレジストマスクのみで保護されることとなるが、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングは短時間であるため、問題は生じにくい。
【0101】
なお、ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングと、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングとは、必要に応じ、どちらが先に行われてもよい。また、ゲートリセス１１０ＧのＰＥＣエッチングと、オーミックリセス１１０ＳＤのＰＥＣエッチングとは、それぞれ、必要に応じ、レジストマスクを用いて行われてもよく、ハードマスクを用いて行われてもよい。
【0102】
本実施形態によるＨＥＭＴ１５０は、上述のような製造方法を反映して、例えば以下のような特徴を有する。
【0103】
本実施形態による製造方法では、ソースリセス１１０Ｓおよびドレインリセス１１０Ｄ（またさらにゲートリセス１１０Ｇ）を、ＰＥＣエッチングにより形成することができる。このため、ソースリセスおよびドレインリセスを従来のドライエッチングで形成した際に導入されることとなるプラズマダメージが、本実施形態のＨＥＭＴ１５０には導入されない。つまり、本実施形態のＨＥＭＴ１５０では、少なくともソース電極およびドレイン電極の直下に位置するＩＩＩ族窒化物層には（より好ましくはさらに、ゲート電極の直下に位置するＩＩＩ族窒化物層にも）、プラズマダメージが導入されていない。
【0104】
本実施形態による製造方法では、ソースリセス１１０Ｓおよびドレインリセス１１０Ｄ（またさらにゲートリセス１１０Ｇ）を、素子分離構造１６０の外に設けたカソードパッド３０を用いたＰＥＣエッチングにより形成する。カソードパッド３０の配置領域では、キャップ層１２ｄを除去して、凹部１１０ＣＰを形成している。
【0105】
これを反映し、図５（ｃ）に示すように、ＨＥＭＴ１５０が有する絶縁膜１７０は、ソース電極１５１、ゲート電極１５２、および、ドレイン電極１５３が配置された領域に対し、素子分離構造１６０の外側において、キャップ層１２ｄを介して障壁層１２ｃ上に設けられた部分１７１と、障壁層１２ｃの直上に設けられた部分１７２と、を有してよい。
【0106】
＜第１変形例＞
第１変形例について説明する。図９（ａ）は、第１変形例による素子分離構造１６０の平面的な配置例を示す概略平面図である。図９（ａ）に示すように、オーミックリセス１１０ＳＤが形成される被エッチング領域２１ＳＤの、ゲート幅方向およびゲート長方向の少なくとも一方の端部と、素子分離構造１６０とが、（平面視において）重なりを有するように、素子分離構造１６０を形成してもよい。つまり、素子分離構造１６０を、オーミックリセス１１０ＳＤが形成される被エッチング領域２１ＳＤの一部と（平面視において）重なりを有するように、形成してもよい。
第１変形例について説明する。図９（ａ）は、第１変形例による素子分離構造１６０の平面的な配置例を示す概略平面図である。図９（ａ）に示すように、オーミックリセス１１０ＳＤが形成される被エッチング領域２１ＳＤの、ゲート幅方向およびゲート長方向の少なくとも一方の端部と、素子分離構造１６０とが、（平面視において）重なりを有するように、素子分離構造１６０を形成してもよい。つまり、素子分離構造１６０を、オーミックリセス１１０ＳＤが形成される被エッチング領域２１ＳＤの一部と（平面視において）重なりを有するように、形成してもよい。
【0107】
これにより、オーミックリセス１１０ＳＤが、素子領域１８０のゲート幅方向またはゲート長方向の端まで隙間なく配置されることを、より確実にすることができる。つまり、素子領域１８０に配置され実際にオーミックリセス１１０ＳＤとして機能する実効的なリセス部よりも少し広く、被エッチング領域２１ＳＤが画定されていてもよい。
【0108】
＜第２変形例＞
第２変形例について説明する。図９（ｂ）は、第２変形例による素子分離構造１６０の平面的な配置例を示す概略平面図である。上述の実施形態では、素子分離構造１６０を、カソードパッド３０の配置領域と、（平面視において）重なりを有しないように形成する態様について例示した。図９（ｂ）に示すように、素子分離構造１６０は、カソードパッド３０の配置領域と、（平面視において）重なりを有するように形成してもよい。
第２変形例について説明する。図９（ｂ）は、第２変形例による素子分離構造１６０の平面的な配置例を示す概略平面図である。上述の実施形態では、素子分離構造１６０を、カソードパッド３０の配置領域と、（平面視において）重なりを有しないように形成する態様について例示した。図９（ｂ）に示すように、素子分離構造１６０は、カソードパッド３０の配置領域と、（平面視において）重なりを有するように形成してもよい。
【0109】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、第２変形例によるＨＥＭＴ１５０の製造工程を例示する概略断面図である。本変形例では、図１０（ａ）に示すように、オーミックリセス１１０ＳＤ（およびゲートリセス１１０Ｇ）が形成された後、素子分離構造１６０が形成される前に、カソードパッド３０を除去する。カソードパッド３０は、例えば塩酸過水により除去される。
【0110】
カソードパッド３０が除去された後、図１０（ｂ）に示すように、カソードパッド３０の配置領域と重なる領域に、素子分離構造１６０を形成する。カソードパッド３０が除去されていることで、カソードパッド３０の配置領域にも、素子分離構造１６０を形成することが可能となる。
【0111】
上述の実施形態のように、カソードパッド３０の配置領域と、素子分離構造１６０とが重なりを有しないように、つまり、カソードパッド３０の配置領域を素子分離構造１６０の外側に設ける構造では、カソードパッド３０の配置領域を、例えば素子分離構造１６０として有効に活用することができない。本変形例では、カソードパッド３０の除去後に素子分離構造１６０を形成することにより、カソードパッド３０の配置領域を有効に活用することができる。
【0112】
＜第３変形例＞
第３変形例について説明する。図１１は、第３変形例によるカソードパッド３０の平面的な配置例を示す概略平面図である。上述の実施形態では、カソードパッド３０が、ゲート長方向に隣接するＨＥＭＴ素子同士の間に配置されている態様を例示した。
第３変形例について説明する。図１１は、第３変形例によるカソードパッド３０の平面的な配置例を示す概略平面図である。上述の実施形態では、カソードパッド３０が、ゲート長方向に隣接するＨＥＭＴ素子同士の間に配置されている態様を例示した。
【0113】
図１１に示すように、カソードパッド３０は、ゲート幅方向に隣接するＨＥＭＴ素子同士の間に配置されていてもよい。カソードパッド３０は、例えば、ゲート長方向に延在する形状、つまり、オーミックリセス１１０ＳＤの長さ方向と直交する方向に延在する形状を有する。本変形例のカソードパッド３０により、例えば、ゲート幅方向に隣接するＨＥＭＴ素子におけるＰＥＣエッチング条件の均一性を高めることができる。
【0114】
＜第４変形例＞
第４変形例について説明する。図１２は、第４変形例によるＨＥＭＴ１５０を例示する概略断面図である。上述の実施形態では（図１参照）、オーミックリセス１１０ＳＤとともに、ゲートリセス１１０ＧもＰＥＣエッチングで形成する態様を例示した。第４変形例は、ゲートリセス１１０Ｇは形成されない態様を例示する。
第４変形例について説明する。図１２は、第４変形例によるＨＥＭＴ１５０を例示する概略断面図である。上述の実施形態では（図１参照）、オーミックリセス１１０ＳＤとともに、ゲートリセス１１０ＧもＰＥＣエッチングで形成する態様を例示した。第４変形例は、ゲートリセス１１０Ｇは形成されない態様を例示する。
【0115】
図１２に示すように、本変形例によるＨＥＭＴ１５０は、オーミックリセス１１０ＳＤは有するが、ゲートリセスは有しない。ゲート電極１５２は、例えば、キャップ層１２ｄ上に形成されている。また、本変形例では、ゲート電極１５２の下方にゲート絶縁膜が介在しない
【0116】
例えばこのような態様のＨＥＭＴ１５０においても、上述の実施形態と同様にして、素子領域１８０の外に設けられたカソードパッド３０を用いたＰＥＣエッチングにより、オーミックリセス１１０ＳＤを形成することができる。
【0117】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態および変形例を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。上述の実施形態および各種変形例、さらに、以下に説明する他の実施形態は、必要に応じ、適宜組み合わされて用いられてよい。
以上、本発明の実施形態および変形例を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。上述の実施形態および各種変形例、さらに、以下に説明する他の実施形態は、必要に応じ、適宜組み合わされて用いられてよい。
【0118】
上述の実施形態では、素子分離溝である素子分離構造１６０を形成するエッチングとして、ドライエッチングを例示したが、当該エッチングとして、ウェットエッチングであるＰＥＣエッチングを用いてもよい。
【0119】
本願発明者は、２ＤＥＧの減少によりＰＥＣエッチングを自己停止させるには、つまり、障壁層１２ｃの途中の深さでＰＥＣエッチングを停止させるには、エッチング液２０１を酸性とすることが好ましいという知見を得ている。換言すると、エッチング液２０１をアルカリ性とすることで、メカニズムは不明であるが、障壁層１２ｃを貫通しチャネル層１２ｂの途中の深さに到達する（高速な）ＰＥＣエッチングが生じやすいという知見を得ている。
【0120】
このような知見から、ゲートリセス１１０Ｇおよびオーミックリセス１１０ＳＤを形成するＰＥＣエッチングは、（ＰＥＣエッチングの開始時から）酸性であるエッチング液２０１を用いることが好ましい。また、アルカリ性のエッチング液２０１を用いることで、素子分離溝である素子分離構造１６０を、ＰＥＣエッチングにより形成することも可能となる。
【0121】
図１３は、素子分離構造１６０をＰＥＣエッチングで形成する工程を例示する概略断面図である（上述の図４（ｂ）に対応）。図１３に示す例では、ＰＥＣエッチングを行うため、カソードパッド３０の少なくとも一部を露出させるマスク５３ａが形成されている。当該工程では、アルカリ性のエッチング液２０１を用いて、底にチャネル層１２ｂが露出する深さのＰＥＣエッチングを行うことで、素子分離構造１６０を形成する。これに対し、図３（ａ）および図３（ｃ）に示した工程では、それぞれ、好ましくは酸性のエッチング液２０１を用いて、底に障壁層１２ｃが露出する深さのＰＥＣエッチングを行うことで、ゲートリセス１１０Ｇおよびオーミックリセス１１０ＳＤを形成する。
【0122】
上述の実施形態では、素子領域１８０の外に設けられるカソードパッド３０について説明したが、カソードパッド３０の一部が、素子領域１８０と（平面視において）重なりを有することがあってもよい。
【0123】
図１４は、カソードパッド３０の一部が素子領域１８０と重なりを有する態様を例示する概略平面図である。図１４に示す例では、ゲート長方向に２つのＨＥＭＴ素子が並んで配置されており、これら２つのＨＥＭＴ素子が、共通の素子領域１８０に形成されている。つまり、これら２つのＨＥＭＴ素子は、共通の素子分離構造１６０に囲まれている。
【0124】
本例では、紙面左方のＨＥＭＴ素子の左方に配置されたカソードパッド３３は、素子領域１８０の外に設けられ、２つのＨＥＭＴ素子の間に配置されたカソードパッド３４は、素子領域１８０と重なりを有している。
【0125】
上述の実施形態では、カソードパッド（無電極ＰＥＣエッチングのカソードとして機能する導電性部材）３０として、積層体（窒化物半導体結晶基板）１０とは別体の導電性部材を用いる態様を例示したが、以下に説明するように、積層体１０の一部としてＩＩＩ族窒化物で構成された導電性部材（導電性領域）を、カソードパッド３０として用いてもよい。
【0126】
なお、カソードパッド３０として、積層体１０とは別体の導電性部材を用いる態様と、積層体１０の一部としてＩＩＩ族窒化物で構成された導電性部材を用いる態様と、を総合的に捉える場合、カソードパッド３０という表現に替えて、カソード部３０という表現を用いることがある。
【0127】
【0128】
図１５（ａ）は、上述の実施形態の図２（ｂ）に対応し、カソード部３０を形成する工程を例示する。図１５（ａ）において、カソード部３０となる領域を太線で示す。なお、本例では、平面視においてカソード部３０が配置される領域を、領域２１ＣＰと呼ぶ。
【0129】
領域２１ＣＰに開口を有するマスクが形成された状態で、エピ層１２に、Ｓｉ等のｎ型不純物をイオン注入することで、カソード部３０を形成する。例えば、ｎ型不純物濃度が１×１０１７ｃｍ－３以上１×１０１９ｃｍ－３以下で、深さ（厚さ）が１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下のカソード部３０が形成されるように、イオン注入を行う。例えば、領域２１ＣＰにおいて、キャップ層１２ｄの全厚さ、障壁層１２ｃの全厚さ、および、チャネル層１２ｂの上部に、ｎ型不純物がイオン注入されることで、カソード部３０が形成される。
【0130】
カソード部３０は、チャネル層１２ｂの上部に達する深さに形成されていることで、２ＤＥＧに達しており、ＰＥＣエッチングによりエッチングされる被エッチング領域２１と、カソード部３０とは、キャップ層１２ｄおよび２ＤＥＧの少なくとも一方を介して電気的に接続されている。本例では、カソード部３０が２ＤＥＧと直接的に接続されていることで、カソード部３０からの電子の放出を、より効果的に行うことができる。
【0131】
本例では、被エッチング領域２１、および、カソード部３０が、ともに、ＩＩＩ族窒化物で構成される。また、被エッチング領域２１に光２２１を照射する際、カソード部３０にも、光２２１が照射される。ただし、カソード部３０を構成するＩＩＩ族窒化物は、当該被エッチング領域２１よりも高い（好ましくは例えば１０倍以上高い）ｎ型不純物濃度を有する。これにより、当該被エッチング領域２１と比べて電子濃度が高いカソード部３０では、光励起したホールを短時間で消費させることで陽極酸化反応を抑制できるため、カソード部３０は、ＰＥＣエッチングされることが抑制されて、ＰＥＣエッチングのカソードとして機能させることができる。これは、後述の再成長によりカソード部３０を形成する態様でも同様である。
【0132】
ＰＥＣエッチングによりエッチングされる被エッチング領域２１は、キャップ層１２ｄまたは障壁層１２ｃであり、エピ層１２のうち障壁層１２ｃの下面よりも上方の部分ということができる。典型的には、障壁層１２ｃにはｎ型不純物が添加されず、キャップ層１２ｄにはｎ型不純物が添加される。カソード部３０は、キャップ層１２ｄよりも高いｎ型不純物濃度となるように、つまり、当該被エッチング領域２１の最も高いｎ型不純物濃度よりも高い（好ましくは例えば１０倍以上高い）ｎ型不純物濃度となるように、ｎ型不純物が添加される。
【0133】
カソード部３０を形成した後の工程は、上述の実施形態と同様である。被エッチング領域２１のＰＥＣエッチングに際し、カソード部３０をエッチング液２０１に接触させることで、カソード部３０をＰＥＣエッチングのカソードとして機能させる。なお、カソード部３０は（カソード部３０を構成するＩＩＩ族窒化物層は）除去されずに、素子分離領域１６０の形成後に残っていてもよい。カソード部３０は、素子分離溝である素子分離領域１６０の形成時のエッチングで除去されてもよい。カソード部３０は、イオン注入による素子分離領域１６０の形成時に素子分離用のイオン注入がされてもよい。
【0134】
図１５（ｂ）は、上述の実施形態の図１（ａ）に対応し、本例のＨＥＭＴ１５０を概略的に示す。本例のＨＥＭＴ１５０のエピ層１２は、上述の製造方法を反映して、平面視において素子領域１８０の外に、チャネル層１２ｂの上部に達する深さのカソード部３０を有してよい。カソード部３０は、平面視において素子領域１８０内のエピ層１２における、障壁層１２ｃの下面よりも上方の部分における（最も高い）ｎ型不純物濃度よりも、高いｎ型不純物濃度を有する。
【0135】
図１６は、ｎ型不純物が添加されたＩＩＩ族窒化物層を再成長させることで、カソード部３０を形成する態様を例示する概略断面図である。本例は、上述の実施形態において例えばＴｉにより構成されたカソード部３０を、Ｔｉに替えて、高いｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物で構成するようにした態様と捉えてもよい。
【0136】
図２（ｂ）を参照して、本例のカソード部３０の形成方法について説明する。領域２１ＣＰに開口を有するマスクが形成された状態で、障壁層１２ｃの上方に、例えば、Ｓｉ等のｎ型不純物が添加されたＧａＮを再成長させることで、カソード部３０を形成する。再成長の方法としては、スパッタリング、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ）、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）、等が適宜用いられてよい。例えば、ｎ型不純物濃度が１×１０１７ｃｍ－３以上１×１０１９ｃｍ－３以下で、厚さが５０ｎｍ程度のカソード部３０を成長させる。なお、カソード部３０をＴｉで構成する態様で説明したのと同様に、カソード部３０は、キャップ層１２ｄ上に設けられてもよい。
【0137】
カソードパッド３０を形成した後の工程は、上述の実施形態と同様である。本例においても、カソード部３０が除去されずに、素子分離領域１６０の形成後に残っていてもよい。
【0138】
図１６は、上述の実施形態の図１（ａ）に対応し、本例のＨＥＭＴ１５０を概略的に示す。本例のＨＥＭＴ１５０のエピ層１２は、上述の製造方法を反映して、平面視において素子領域１８０の外に、障壁層１２ｃの上方に（あるいはキャップ層１２ｄの上方に）成長されたカソード部３０を有してよい。カソード部３０は、平面視において素子領域１８０内のエピ層１２における、障壁層１２ｃの下面よりも上方の部分におけるｎ型不純物濃度よりも、高いｎ型不純物濃度を有する。
【0139】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
【0140】
（付記１）
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法であって、
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのソース電極が配置されるリセスであるソースリセスが形成されるソースリセス被エッチング領域、および、前記高電子移動度トランジスタのドレイン電極が配置されるリセスであるドレインリセスが形成されるドレインリセス被エッチング領域、の少なくとも一方に開口を有する（とともに前記導電性部材を露出する開口を有する）マスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程と、
（前記光電気化学エッチングの後、）前記高電子移動度トランジスタの（前記素子領域を画定する）素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法であって、
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのソース電極が配置されるリセスであるソースリセスが形成されるソースリセス被エッチング領域、および、前記高電子移動度トランジスタのドレイン電極が配置されるリセスであるドレインリセスが形成されるドレインリセス被エッチング領域、の少なくとも一方に開口を有する（とともに前記導電性部材を露出する開口を有する）マスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程と、
（前記光電気化学エッチングの後、）前記高電子移動度トランジスタの（前記素子領域を画定する）素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0141】
（付記２）
前記各工程を、付記１に記載の順番で行う、付記１に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記各工程を、付記１に記載の順番で行う、付記１に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0142】
（付記３）
前記窒化物半導体結晶基板は、下地基板上に、少なくとも、２次元電子ガスが形成されるチャネル層と、前記チャネル層上に形成された障壁層と、前記障壁層を構成するＩＩＩ族窒化物よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ族窒化物で構成され、前記障壁層上に形成されたキャップ層と、を含み、
前記光電気化学エッチングでは、前記キャップ層（のみ）を除去する、付記１または２に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記窒化物半導体結晶基板は、下地基板上に、少なくとも、２次元電子ガスが形成されるチャネル層と、前記チャネル層上に形成された障壁層と、前記障壁層を構成するＩＩＩ族窒化物よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ族窒化物で構成され、前記障壁層上に形成されたキャップ層と、を含み、
前記光電気化学エッチングでは、前記キャップ層（のみ）を除去する、付記１または２に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0143】
（付記４）
前記導電性部材は、前記キャップ層および前記２次元電子ガスの少なくとも一方を介して、前記ソースリセス被エッチング領域または前記ドレインリセス被エッチング領域と電気的に接続されている、付記３に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記導電性部材は、前記キャップ層および前記２次元電子ガスの少なくとも一方を介して、前記ソースリセス被エッチング領域または前記ドレインリセス被エッチング領域と電気的に接続されている、付記３に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0144】
（付記５）
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記ソースリセス被エッチング領域および前記ドレインリセス被エッチング領域の少なくとも一方の一部と平面視において重なりを有するように形成する、付記１～４のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記ソースリセス被エッチング領域および前記ドレインリセス被エッチング領域の少なくとも一方の一部と平面視において重なりを有するように形成する、付記１～４のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0145】
（付記６）
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、イオン注入、ドライエッチング、および、光電気化学エッチングのうちのいずれかの手法で形成する、付記１～５のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、イオン注入、ドライエッチング、および、光電気化学エッチングのうちのいずれかの手法で形成する、付記１～５のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0146】
（付記７）
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の配置領域と平面視において重なりを有しないように形成する、付記１～６のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の配置領域と平面視において重なりを有しないように形成する、付記１～６のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0147】
（付記８）
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材をマスクの少なくとも一部として用いて、イオン注入により形成する、付記７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材をマスクの少なくとも一部として用いて、イオン注入により形成する、付記７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0148】
（付記９）
前記素子分離構造を形成する工程では、少なくとも、前記ソースリセスまたは前記ドレインリセス、および、前記導電性部材を、露出させないように覆うマスクが形成された状態で、前記素子分離構造を、ドライエッチングにより形成する、付記７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程では、少なくとも、前記ソースリセスまたは前記ドレインリセス、および、前記導電性部材を、露出させないように覆うマスクが形成された状態で、前記素子分離構造を、ドライエッチングにより形成する、付記７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0149】
（付記１０）
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の少なくとも一部を露出させるマスクを形成した状態で、光電気化学エッチングにより形成する、付記７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の少なくとも一部を露出させるマスクを形成した状態で、光電気化学エッチングにより形成する、付記７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0150】
（付記１１）
前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程における光電気化学エッチングは、酸性のエッチング液を用いて行い、
前記素子分離構造を形成する工程における光電気化学エッチングは、アルカリ性のエッチング液を用いて行う、付記１０に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
好ましくは、付記１７の前記ゲートリセスを形成する工程における光電気化学エッチングは、酸性のエッチング液を用いて行う。
前記ソースリセスおよび前記ドレインリセスの少なくとも一方を形成する工程における光電気化学エッチングは、酸性のエッチング液を用いて行い、
前記素子分離構造を形成する工程における光電気化学エッチングは、アルカリ性のエッチング液を用いて行う、付記１０に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
好ましくは、付記１７の前記ゲートリセスを形成する工程における光電気化学エッチングは、酸性のエッチング液を用いて行う。
【0151】
（付記１２）
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の配置領域と平面視において重なりを有するように形成する、付記１～６のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程では、前記素子分離構造を、前記導電性部材の配置領域と平面視において重なりを有するように形成する、付記１～６のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0152】
（付記１３）
前記素子分離構造を形成する工程は、前記導電性部材を除去した後に行われる、付記１２に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記素子分離構造を形成する工程は、前記導電性部材を除去した後に行われる、付記１２に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0153】
（付記１４）
前記窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法では、前記窒化物半導体結晶基板上でゲート長方向およびゲート幅方向の少なくとも一方向に並んだ複数の高電子移動度トランジスタを製造し、
前記導電性部材は、前記ゲート長方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間、および、前記ゲート幅方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間、の少なくとも一方に配置される、付記１～１３のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
複数の導電性部材が、ゲート長方向およびゲート幅方向の少なくとも一方向に、並んで配置されていてもよい。
前記窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法では、前記窒化物半導体結晶基板上でゲート長方向およびゲート幅方向の少なくとも一方向に並んだ複数の高電子移動度トランジスタを製造し、
前記導電性部材は、前記ゲート長方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間、および、前記ゲート幅方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間、の少なくとも一方に配置される、付記１～１３のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
複数の導電性部材が、ゲート長方向およびゲート幅方向の少なくとも一方向に、並んで配置されていてもよい。
【0154】
（付記１５）
前記ゲート長方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間に配置される前記導電性部材は、前記ゲート幅方向に延在する形状を有する、付記１４に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記ゲート長方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間に配置される前記導電性部材は、前記ゲート幅方向に延在する形状を有する、付記１４に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0155】
（付記１６）
前記ゲート幅方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間に配置される前記導電性部材は、前記ゲート長方向に延在する形状を有する、付記１４または１５に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記ゲート幅方向に隣接する高電子移動度トランジスタ素子同士の間に配置される前記導電性部材は、前記ゲート長方向に延在する形状を有する、付記１４または１５に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0156】
（付記１７）
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのゲート電極が配置されるリセスであるゲートリセスが形成されるゲートリセス被エッチング領域に開口を有する（とともに前記導電性部材を露出する開口を有する）他のマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記他のマスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、他の光電気化学エッチングを行い、前記ゲートリセスを形成する工程と、
（前記光電気化学エッチングおよび前記他の光電気化学エッチングの後、）前記素子分離構造を形成する工程と、
をさらに有する、付記１～１６のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのゲート電極が配置されるリセスであるゲートリセスが形成されるゲートリセス被エッチング領域に開口を有する（とともに前記導電性部材を露出する開口を有する）他のマスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記他のマスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、他の光電気化学エッチングを行い、前記ゲートリセスを形成する工程と、
（前記光電気化学エッチングおよび前記他の光電気化学エッチングの後、）前記素子分離構造を形成する工程と、
をさらに有する、付記１～１６のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0157】
（付記１８）
前記窒化物半導体結晶基板は、下地基板上に、少なくとも、２次元電子ガスが形成されるチャネル層と、前記チャネル層上に形成された障壁層と、前記障壁層を構成するＩＩＩ族窒化物よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ族窒化物で構成され、前記障壁層上に形成されたキャップ層と、を含み、
前記光電気化学エッチングでは、前記キャップ層（のみ）を除去し、
前記他の光電気化学エッチングでは、前記キャップ層、および、前記障壁層の一部、を除去する、付記１７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記窒化物半導体結晶基板は、下地基板上に、少なくとも、２次元電子ガスが形成されるチャネル層と、前記チャネル層上に形成された障壁層と、前記障壁層を構成するＩＩＩ族窒化物よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ族窒化物で構成され、前記障壁層上に形成されたキャップ層と、を含み、
前記光電気化学エッチングでは、前記キャップ層（のみ）を除去し、
前記他の光電気化学エッチングでは、前記キャップ層、および、前記障壁層の一部、を除去する、付記１７に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0158】
（付記１９）
前記光電気化学エッチングおよび前記他の光電気化学エッチングでは、同一の光源（同一の波長特性を有する光）を用いて光照射を行い、
前記光電気化学エッチングは、時間管理により停止させ、前記他の光電気化学エッチングは、自己停止により停止させる、付記１７または１８に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記光電気化学エッチングおよび前記他の光電気化学エッチングでは、同一の光源（同一の波長特性を有する光）を用いて光照射を行い、
前記光電気化学エッチングは、時間管理により停止させ、前記他の光電気化学エッチングは、自己停止により停止させる、付記１７または１８に記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0159】
（付記２０）
前記他の光電気化学エッチングは、前記光電気化学エッチングよりも先に行われ、
前記他の光電気化学エッチングでは、前記他のマスクを、無機材料または金属材料で構成されたハードマスクを用いて形成する、付記１７～１９のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記他の光電気化学エッチングは、前記光電気化学エッチングよりも先に行われ、
前記他の光電気化学エッチングでは、前記他のマスクを、無機材料または金属材料で構成されたハードマスクを用いて形成する、付記１７～１９のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0160】
（付記２１）
前記光電気化学エッチングでは、前記マスクを、レジストマスクを用いて形成する、付記１７～２０のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
前記光電気化学エッチングでは、前記マスクを、レジストマスクを用いて形成する、付記１７～２０のいずれか１つに記載の窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0161】
（付記２２）
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法であって、
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのゲート電極が配置されるリセスであるゲートリセスが形成されるゲートリセス被エッチング領域に開口を有する（とともに前記導電性部材を露出する開口を有する）マスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ゲートリセスを形成する工程と、
（前記光電気化学エッチングの後、）前記高電子移動度トランジスタの（前記素子領域を画定する）素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法であって、
窒化物半導体結晶基板上の、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、導電性部材を設ける工程と、
前記窒化物半導体結晶基板上に、前記高電子移動度トランジスタのゲート電極が配置されるリセスであるゲートリセスが形成されるゲートリセス被エッチング領域に開口を有する（とともに前記導電性部材を露出する開口を有する）マスクを形成する工程と、
前記導電性部材が設けられるとともに前記マスクが形成された前記窒化物半導体結晶基板を、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触させた状態で、前記窒化物半導体結晶基板に光を照射することで、光電気化学エッチングを行い、前記ゲートリセスを形成する工程と、
（前記光電気化学エッチングの後、）前記高電子移動度トランジスタの（前記素子領域を画定する）素子分離構造を形成する工程と、
を有する窒化物系高電子移動度トランジスタの製造方法。
【0162】
（付記２３）
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
少なくとも、前記ソース電極およびドレイン電極の直下（、好ましくはさらにゲート電極の直下）に位置するＩＩＩ族窒化物層には、プラズマダメージが導入されていない、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
少なくとも、前記ソース電極およびドレイン電極の直下（、好ましくはさらにゲート電極の直下）に位置するＩＩＩ族窒化物層には、プラズマダメージが導入されていない、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
【0163】
（付記２４）
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
絶縁膜と、
を備え、
前記絶縁膜は、
前記素子分離構造を覆い、前記ソース電極、前記ゲート電極、および、前記ドレイン電極が配置された領域に対し、前記素子分離構造の外側まで延在して設けられ、前記素子分離構造の外側において、前記キャップ層を介して前記障壁層上に設けられた部分と、前記障壁層の直上に設けられた部分と、を有する、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
チャネル層、前記チャネル層上に配置された障壁層、および、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有するＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
絶縁膜と、
を備え、
前記絶縁膜は、
前記素子分離構造を覆い、前記ソース電極、前記ゲート電極、および、前記ドレイン電極が配置された領域に対し、前記素子分離構造の外側まで延在して設けられ、前記素子分離構造の外側において、前記キャップ層を介して前記障壁層上に設けられた部分と、前記障壁層の直上に設けられた部分と、を有する、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
【0164】
（付記２５）
ＩＩＩ族窒化物で構成された被エッチング領域、および、前記被エッチング領域よりも高いｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物で構成され前記被エッチング領域と電気的に接続されているカソード部、を備える処理対象物を準備する工程と、
前記被エッチング領域および前記カソード部が、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触した状態で、前記被エッチング領域（および前記カソード部）に光を照射することにより、前記被エッチング領域をエッチングする工程と、
を有する構造体の製造方法。
ＩＩＩ族窒化物で構成された被エッチング領域、および、前記被エッチング領域よりも高いｎ型不純物濃度を有するＩＩＩ族窒化物で構成され前記被エッチング領域と電気的に接続されているカソード部、を備える処理対象物を準備する工程と、
前記被エッチング領域および前記カソード部が、電子を受け取る酸化剤を含むエッチング液に接触した状態で、前記被エッチング領域（および前記カソード部）に光を照射することにより、前記被エッチング領域をエッチングする工程と、
を有する構造体の製造方法。
【0165】
（付記２６）
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、および、前記チャネル層上に配置された障壁層、を有する、（好ましくはさらに、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有する）ＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
前記ＩＩＩ族窒化物層は、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、前記チャネル層の上部に達する深さのカソード部を有し、
前記カソード部は、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域内の前記ＩＩＩ族窒化物層における、前記障壁層の下面よりも上方の部分におけるｎ型不純物濃度よりも、高いｎ型不純物濃度を有する、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、および、前記チャネル層上に配置された障壁層、を有する、（好ましくはさらに、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有する）ＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
前記ＩＩＩ族窒化物層は、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、前記チャネル層の上部に達する深さのカソード部を有し、
前記カソード部は、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域内の前記ＩＩＩ族窒化物層における、前記障壁層の下面よりも上方の部分におけるｎ型不純物濃度よりも、高いｎ型不純物濃度を有する、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
【0166】
（付記２７）
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、および、前記チャネル層上に配置された障壁層、を有する、（好ましくはさらに、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有する）ＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
前記ＩＩＩ族窒化物層は、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、前記障壁層の上方に成長されたカソード部を有し、
前記カソード部は、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域内の前記ＩＩＩ族窒化物層における、前記障壁層の下面よりも上方の部分におけるｎ型不純物濃度よりも、高いｎ型不純物濃度を有する、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
窒化物系高電子移動度トランジスタであって、
少なくとも、チャネル層、および、前記チャネル層上に配置された障壁層、を有する、（好ましくはさらに、前記障壁層上に配置されたキャップ層、を有する）ＩＩＩ族窒化物層と、
ソース電極、ゲート電極、および、ドレイン電極と、
素子分離構造と、
を備え、
前記ＩＩＩ族窒化物層は、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域外に、前記障壁層の上方に成長されたカソード部を有し、
前記カソード部は、平面視において前記高電子移動度トランジスタの素子領域内の前記ＩＩＩ族窒化物層における、前記障壁層の下面よりも上方の部分におけるｎ型不純物濃度よりも、高いｎ型不純物濃度を有する、
窒化物系高電子移動度トランジスタ。
【符号の説明】
【0167】
１０…積層体、１１…基板、１２…ＩＩＩ族窒化物層（エピ層）、１２ａ…核生成層、１２ｂ…チャネル層、１２ｃ…障壁層、１２ｄ…キャップ層、１３…絶縁膜、２１…被エッチング領域、３０…カソードパッド、５０…マスク、５１…ハードマスク、５２…レジストマスク、５３…レジストマスク、１００…処理対象物、１１０Ｓ…ソースリセス、１１０Ｄ…ドレインリセス、１１０ＳＤ…オーミックリセス、１１０Ｇ…ゲートリセス、１５０…窒化物系高電子移動度トランジスタ、１５１…ソース電極、１５２…ゲート電極、１５３…ドレイン電極、１６０…素子分離構造、１７０…絶縁膜、１７１…（絶縁膜１７０の）部分、１７２…（絶縁膜１７０の）部分、１８０…素子領域、２００…ＰＥＣエッチング装置、２０１…エッチング液、２１０…容器、２２０…光源、２２１…光
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】