特開 2023-168216 高電子移動度トランジスタの構成及び製造方法

(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】P2023168216

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】高電子移動度トランジスタの構成及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/338 20060101AFI20231116BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20231116BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

H01L29/80 H

H01L21/31 B

H01L21/318 B

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007573

(22)【出願日】2023-01-20

(31)【優先権主張番号】111117893

(32)【優先日】2022-05-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】515124783

【氏名又は名称】環球晶圓股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】劉嘉哲

(72)【発明者】

【氏名】林子堯

【テーマコード（参考）】

5F045

5F058

5F102

【Ｆターム（参考）】

5F045AA04

5F045AB14

5F045AB17

5F045AB18

5F045AB33

5F045AC15

5F045AD11

5F045AD12

5F045AD13

5F045AD14

5F045AF02

5F045AF03

5F045AF04

5F045AF09

5F045CA07

5F045CB02

5F045EK27

5F058BB01

5F058BB02

5F058BB06

5F058BC08

5F058BF06

5F058BF20

5F058BF36

5F102GJ02

5F102GJ03

5F102GJ04

5F102GJ05

5F102GJ10

5F102GK04

5F102GK08

5F102GL04

5F102GQ01

5F102GV08

5F102HC01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高電子移動度トランジスタ構成及び製造方法を提供することにより、高品質となるパッシベーション層を提供して高電子移動度トランジスタの性能を高めること。
【解決手段】高電子移動度トランジスタ構成の製造方法は、パッシベーション層及びバリア層を同一の成長室に中断せずに成長させるように制御する。
【効果】温度、圧力や雰囲気が激しく変化することにより、パッシベーション層が成長している際に欠陥が生じたりパッシベーション層とバリア層との間の境界に品質が劣化したりすることを避けることができ、ひいては、高品質となるパッシベーション層及び高品質となるパッシベーション層とバリア層との間の境界を提供して、高電子移動度トランジスタ構成の性能を高める目的を達成することができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を提供するステップＡと、
前記基板の上方に核形成層を形成するステップＢと、
前記核形成層の上方にバッファ層を形成するステップＣと、
前記バッファ層の上方にチャネル層を形成するステップＤと、
前記チャネル層の上方にバリア層を沈積しており、前記バリア層の成長温度が第一成長温度であり、二次元電子ガス領域は、前記チャネル層と前記バリア層との間における境界に沿って前記チャネル層に形成され、成長室において行われるステップＥと、
ステップＥが行われてから、前記成長室において前記バリア層の上方にパッシベーション層を中断せずに沈積し、前記パッシベーション層の成長温度が前記第一成長温度から昇温領域を介して第二成長温度まで昇温するように制御するステップＦと、を含む、ことを特徴とする高電子移動度トランジスタ構成製造方法。

【請求項2】

前記バリア層及び前記パッシベーション層は、同じ圧力と雰囲気という成長の条件で形成されたものである、ことを特徴とする請求項１に記載の高電子移動度トランジスタ構成製造方法。

【請求項3】

ステップＦは、高温維持領域に前記第二成長温度を維持するように制御することを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の高電子移動度トランジスタ構成製造方法。

【請求項4】

前記パッシベーション層は、前記高温維持領域における成長厚さが前記パッシベーション層全体の厚さに占める比例が５０％以上である、ことを特徴とする請求項３に記載の高電子移動度トランジスタ構成製造方法。

【請求項5】

前記第二成長温度は、１０００℃以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の高電子移動度トランジスタ構成製造方法。

【請求項6】

前記チャネル層における前記二次元電子ガス領域のシート抵抗値を第一シート抵抗値として測量すること、及び、時間帯が経過した後、前記チャネル層における前記二次元電子ガス領域のシート抵抗値を第二シート抵抗値として測量することを含み、
前記時間帯は、三ヶ月以上であり、シート抵抗値における変化比例の絶対値が０．１％以下であり、シート抵抗値の変化比例が（前記第二シート抵抗値－前記第一シート抵抗値）／ 前記第一シート抵抗値＊１００％として定義される、ことを特徴とする請求項１に記載の高電子移動度トランジスタ構成製造方法。

【請求項7】

基板と、
核形成層と、
バッファ層と、
チャネル層と、
バリア層であって、二次元電子ガス領域が前記チャネル層と前記バリア層との間における境界に沿って前記チャネル層に形成されるバリア層と、
パッシベーション層と、を順に含み、
前記チャネル層における前記二次元電子ガス領域は、時間帯においてシート抵抗値の変化量が１％以下であり、前記時間帯が三ヶ月以上である、ことを特徴とする高電子移動度トランジスタ構成。

【請求項8】

前記パッシベーション層は、全体としてその厚さが１００ｎｍ以下である、ことを特徴とする請求項７に記載の高電子移動度トランジスタ構成。

【請求項9】

前記パッシベーション層は、その屈折率が２．０５～２．２８である、ことを特徴とする請求項７に記載の高電子移動度トランジスタ構成。

【請求項10】

前記パッシベーション層は、その表面粗さＲＭＳが０．５ｎｍ以下である、ことを特徴とする請求項７に記載の高電子移動度トランジスタ構成。

【請求項11】

前記パッシベーション層は、単位厚さ当たりに受けられる破壊電圧値が１～１．１５Ｖ／ｎｍである、ことを特徴とする請求項７に記載の高電子移動度トランジスタ構成。

【請求項12】

前記パッシベーション層は、窒化ケイ素である、ことを特徴とする請求項７に記載の高電子移動度トランジスタ構成。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体の技術に関し、特に、高電子移動度トランジスタに関する。

【背景技術】

【0002】

既知の高電子移動率トランジスタ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＨＥＭＴ）は、二次元電子ガス（ｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｇａｓ、２－ＤＥＧ）を備えたトランジスタであり、その二次元電子ガスは、エネルギーバンドが異なる二つの材料間の異質な接合面に隣接する。高電子移動率トランジスタは、ドープ領域をトランジスタのキャリアのチャネルとして用いることなく、高電子移動度を有した二次元電子ガスをトランジスタのキャリアのチャネルとして用いることから、高破壊電圧、高電子移動度、低オン抵抗及び低入力容量などの特性を有し、ハイパワーの半導体裝置に幅広く適用されている。

【0003】

性能を高めるためには、通常に高電子移動度トランジスタにおけるバリア層の上方に、例えば窒化ガリウムのパッシベーション層を成長させることが一般的である。しかし、ガリウムが酸素と接合し易いことにより表面に欠陥が増え、そして、素子に安定性が不足になり、リーク電流が増える問題も現れてしまう。故に、如何にしてパッシベーション層を提供し高電子移動度トランジスタの性能を高めるかということは、早めに解決すべき問題となる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、このことに鑑み、高電子移動度トランジスタ構成及び製造方法を提供することにより、高品質となるパッシベーション層を提供して高電子移動度トランジスタの性能を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の目的を達成するために、本発明が提供する高電子移動度トランジスタ構成製造方法は、
基板を提供するステップＡと、
前記基板の上方に核形成層を形成するステップＢと、
前記核形成層の上方にバッファ層を形成するステップＣと、
前記バッファ層の上方にチャネル層を形成するステップＤと、
前記チャネル層の上方にバリア層を沈積しており、前記バリア層の成長温度が第一成長温度であり、二次元電子ガス領域は、前記チャネル層と前記バリア層との間における境界に沿って前記チャネル層に形成され、成長室において行われるステップＥと、
前記ステップＥが行われてから、前記成長室において前記バリア層の上方にパッシベーション層を中断せずに沈積し、前記パッシベーション層の成長温度が前記第一成長温度から昇温領域を介して第二成長温度まで昇温するように制御するステップＦと、を含む。

【0006】

本発明がさらに提供する高電子移動度トランジスタ構成は、基板と、核形成層と、バッファ層と、チャネル層と、バリア層と、パッシベーション層とを順に含み、二次元電子ガス領域は、前記チャネル層と前記バリア層との間における境界に沿って前記チャネル層に形成され、前記チャネル層における前記二次元電子ガス領域は、時間帯においてシート抵抗値の変化量が１％以下であり、前記時間帯が三ヶ月以上である。

【発明の効果】

【0007】

本発明による効果は、以下の通りである。前記パッシベーション層及び前記バリア層於を同一の成長室に中断せずに成長させるように制御することから、温度、圧力や雰囲気が激しく変化することにより前記パッシベーション層が成長している際に欠陥が生じたり前記パッシベーション層と前記バリア層との間の境界に品質が劣化したりすることを避けることができ、ひいては、高品質となるパッシベーション層、及び、前記パッシベーション層と前記バリア層との間の境界を提供して、高電子移動度トランジスタの性能を高める目的を達成することができる。
また、本発明がさらに提供する高電子移動度トランジスタ構成は、前記パッシベーション層を形成するにより、前記チャネル層における前記二次元電子ガス領域は時間帯においてシート抵抗値の変化量が１％以下であり、前記時間帯が三ヶ月以上であるようにして、高電子移動度トランジスタの安定性を高める目的を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明における好ましい実施例に係る高電子移動度トランジスタ構成の製造方法のフローチャートである。

【図2】本発明における好ましい実施例に係る高電子移動度トランジスタ構成の模式図である。

【図3】本発明における好ましい実施例に係る成長パッシベーション層について時間と温度との関係図である。

【図4】本発明における好ましい実施例に係る成長パッシベーション層について時間と温度との関係図である。

【図5】本発明における好ましい実施例に係る成長パッシベーション層について時間と温度との関係図である。

【図6】比較例に係る成長パッシベーション層について時間と温度との関係図である。

【図7】本発明における好ましい実施例に係る成長パッシベーション層について時間と温度との関係図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明をより明確に説明するために、好ましい実施例を挙げて、図面を参照しながら以下のように説明する。図１に示すように、本発明における好ましい実施例に係る高電子移動度トランジスタ構成の製造方法は、以下のステップを含む。

【0010】

ステップＳ０２は、基板１０を提供する。前記基板１０は、例えばシリコン（Ｓｉ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、又は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）基板であってもよい。

【0011】

ステップＳ０４は、前記基板１０の上方に核形成層２０を形成する。前記核形成層２０は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）の窒化物の核形成層であってもよい。前記核形成層２０は、例示的に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により形成されたものであってもよい。

【0012】

ステップＳ０６は、前記核形成層２０の上方にバッファ層３０を形成する。前記バッファ層３０は、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）の窒化物のバッファ層であってもよい。前記バッファ層３０は、例示的に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により形成されたものであってもよい。

【0013】

ステップＳ０８は、前記バッファ層３０の上方にチャネル層４０を形成する。前記チャネル層４０は、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）の窒化物のチャネル層であってもよい。前記チャネル層４０は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により形成されたものであってもよい。

【0014】

ステップＳ１０は、前記チャネル層４０の上方にバリア層５０を沈積する。前記バリア層５０の成長温度が第一成長温度Ｔ１であり、前記第一成長温度Ｔ１は、７００～１０００℃が好ましい。二次元電子ガス領域は、前記チャネル層４０と前記バリア層５０との間における境界に沿って前記チャネル層４０に形成される。ステップＳ１０は、成長室において行われる。前記バリア層５０は、例えば窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化アルミニウムインジウム（ＡｌＩｎＮ）又は窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）の窒化物バリア層であってもよい。前記バリア層５０は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）又は分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）により形成されたものであってもよい。

【0015】

ステップＳ１２は、ステップＳ１０が行われてから、前記成長室において前記バリア層５０の上方にパッシベーション層６０を中断せずに沈積し、前記パッシベーション層６０の成長温度が前記第一成長温度Ｔ１から昇温領域ＲＴを介して第二成長温度Ｔ２まで昇温するように制御する。前記第二成長温度Ｔ２は、１０００℃以上である。前記パッシベーション層６０は、窒化ケイ素である。前記パッシベーション層６０は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）又は分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）により形成されたものであってもよい。前記パッシベーション層６０全体の厚さは、１００ｎｍ以下である。上記全体の厚さとは、前記パッシベーション層６０について前記パッシベーション層６０と前記バリア層５０との境目から前記パッシベーション層６０の上面までの距離を意味している。

【0016】

言い換えると、前記バリア層５０が前記有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）又は分子線エピタキシー（ＭＢＥ）による作業機器の前記成長室に形成された後、ステップＳ１０が済んだ仕掛品が前記成長室から移されたことなく、つまり、前記バリア層５０が空気又は前記成長室外の環境に晒されたことなく、前記成長室においてステップＳ１２をそのまま実行して前記パッシベーション層６０を形成することになる。言い換えると、前記バリア層５０及び前記パッシベーション層６０は、同じ空間、圧力及び雰囲気という成長の条件で形成され、しかも、前記パッシベーション層６０の最初成長温度が前記バリア層５０のほうと同じである。上記同じ雰囲気とは、同一の例えば水素又は窒素などのキャリアガス（ｃａｒｒｉｅｒ ｇａｓ）を用いるということを意味している。

【0017】

そして、前記パッシベーション層６０及び前記バリア層５０を同一の成長室において中断せずに成長させるように制御することから、温度、圧力や雰囲気が激しく変化することにより前記パッシベーション層６０が成長している際に欠陥が生じたり前記パッシベーション層６０と前記バリア層５０との間における境界に品質が劣化したりすることを避けることができ、ひいては、高品質となるパッシベーション層６０及び高品質となる前記パッシベーション層６０と前記バリア層５０との間における境界を提供し、高電子移動度トランジスタの性能を高める目的を達成することができる。

【0018】

そのうち、ステップＳ１２は、高温維持領域ＨＴに前記第二成長温度Ｔ２を維持するように制御することを含む。言い換えると、図３に示すように、前記第一成長温度Ｔ１を所定時間ｔ１だけ維持して前記バリア層５０を成長させ、次に、前記パッシベーション層６０を成長させる。前記パッシベーション層６０は、その最初成長温度が前記バリア層５０のほうと同じであり、前記昇温領域ＲＴを介して前記第二成長温度Ｔ２まで昇温してから、前記第二成長温度Ｔ２を他の所定時間ｔ２だけ維持して前記パッシベーション層６０を必要な厚さに成長させる。そのうち、前記パッシベーション層６０は、前記高温維持領域ＨＴにおける成長厚さが前記パッシベーション全体の厚さに占める比例が５０％以上である。

【0019】

他の実施例では、図４に示すように、ステップＳ１２は、前記パッシベーション層６０の成長温度が先に低温維持領域ＬＴに前記第一成長温度Ｔ１を維持し、前記昇温領域ＲＴを介して昇温してから、前記高温維持領域ＨＴに前記第二成長温度Ｔ２を維持するように制御することを含む。そのうち、前記パッシベーション層６０全体の厚さは、前記パッシベーション層６０が前記低温維持領域ＬＴ、前記昇温領域ＲＴ及び前記高温維持領域ＨＴにおいて成長した厚さの総計である。また、前記パッシベーション層６０は、前記低温維持領域ＬＴにおける成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例が０～２５％である。前記パッシベーション層６０は、前記昇温領域ＲＴにおける成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例が０～２５％である。

【0020】

他の実施例では、前記低温維持領域ＬＴにおける成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例が０％であり、前記パッシベーション層６０は、前記昇温領域ＲＴにおける成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例が５～２５％であり、前記高温維持領域ＨＴにおける成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例が７５～９５％である。言い換えると、前記ステップＳ１２においては、先に、前記パッシベーション層６０の成長温度が図３に示すように前記第一成長温度Ｔ１から前記昇温領域ＲＴに前記第二成長温度Ｔ２まで昇温してから、前記第二成長温度を所定時間ｔ２だけ維持して前記パッシベーション層６０を必要な厚さに成長させるように制御する。

【0021】

他の実施例では、前記パッシベーション層６０は、前記低温維持領域ＬＴにおける成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例が０～２５％であり、前記パッシベーション層６０は、前記昇温領域ＲＴの成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例が５～２５％であり、前記高温維持領域ＨＴの成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例が５０～９５％である。

【0022】

再度説明するのは、前記昇温領域ＲＴにおける昇温の速さが好適に１０～３０℃／ｍｉｎであり、前記昇温領域ＲＴは、図５に示すように複数の昇温段階を含み、そのうち、昇温段階の数が好適に１～１５段階であり、段階ごとに３０～６０℃だけ昇温し、しかも、昇温の速さが６０℃／ｍｉｎ以下であるように制御することにより、良好なパッシベーション層６０の品質を得ることができる。

【0023】

前記高電子移動度トランジスタ構成の製造方法により生産された高電子移動度トランジスタ構成１は、緻密さが良い薄膜となり、表面粗さが良くなり、耐圧レベルが高い。そのうち、前記パッシベーション層６０の屈折率が２．０５～２．２８を満たし、前記パッシベーション層６０の表面粗さＲＭＳが０．５ｎｍ以下であり、前記パッシベーション層６０における単位厚さあたりに受けられる破壊電圧値為が１～１．１５Ｖ／ｎｍとなる。前記屈折率は、エリプソメータにより測量されたものである。

【0024】

再度説明するのは、前記高電子移動度トランジスタ構成の製造方法に、前記チャネル層４０における前記二次元電子ガス領域のシート抵抗値を第一シート抵抗値として測量すること、及び、時間帯が経過すると前記チャネル層４０における前記二次元電子ガス領域のシート抵抗値を第二シート抵抗値として測量することを含む。前記時間帯は、三ヶ月以上である。また、シート抵抗値の変化比例は、（前記第二シート抵抗値－前記第一シート抵抗値）／前記第一シート抵抗値＊１００％として定義される。前記高電子移動度トランジスタ構成の製造方法により生産された高電子移動度トランジスタ構成１は、シート抵抗値の変化比例の絶対値が０．１％以下になる。言い換えると、前記高電子移動度トランジスタ構成の製造方法により生産された高電子移動度トランジスタ構成１は、シート抵抗値が良い安定性を有することになる。

【0025】

表１を参照しながら、以下に幾つかの比較例及び幾つかの実施例に基づいて説明する。先に説明するのは、第二シート抵抗値が第一シート抵抗値を測量してから四ヶ月後に再度測量したものであり、シート抵抗値の変化比例が上記のように定義されたものであることから、繰り返して説明しない。
〔比較例Ａ－Ｂ〕

【0026】

比較例Ａ－Ｂでは、バリア層の上方にパッシベーション層を沈積しなかった。比較例Ａと比較例Ｂの相違については、比較例Ａに係る構成が第一シート抵抗値を測量してからＲＣＡ洗浄工程を経たものである一方、比較例Ｂに係る構成が第一シート抵抗値を測量してからＲＣＡ洗浄工程を実行しなかったものである。表１に示すように、比較例Ａに係る構成についてＲＣＡ洗浄工程を実行する前後において、シート抵抗値が３７２．７ｏｈｍ／ｓｑから著しく６８７ｏｈｍ／ｓｑまで向上する一方、比較例Ｂに係る構成についてＲＣＡ洗浄の工程を実行しなかったものの、そのシート抵抗値の変化比例が３．５７％と高い。
〔比較例Ｃ－Ｅ〕

【0027】

比較例Ｃ－Ｅでは、バリア層の上方にパッシベーション層を間欠的に沈積する。上記間欠とはバリア層を沈積した後に、沈積バリア層を沈積する成長室において連続的に同じ温度、圧力又は雰囲気に前記パッシベーション層を継続的に成長させないということを意味している。比較例Ｃと比較例Ｅとの相違について、比較例Ｃ、Ｄに係る構成が第一シート抵抗値を測量してからＲＣＡ洗浄の工程を経たものである一方、比較例Ｅに係る構成が第一シート抵抗値を測量したにＲＣＡ洗浄工程を実行しなかったものである。

【0028】

表１に示すように、比較例Ｃ、Ｄに係る構成は、ＲＣＡ洗浄工程をする前後に測量されたシート抵抗値に明確な相違が現れず、比較例Ａにおいて洗浄工程をする前後におけるシート抵抗値に比べると、１．８倍と向上し、大幅な改良ともいえる。言い換えると、バリア層の上方にパッシベーション層を沈積することにより、シート抵抗値の安定度を少々高めることができる。比較例Ｅに係る構成は、ＲＣＡ洗浄工程を実行しなかったものの、シート抵抗値の変化比例が依然として－０．８７％と高い。
〔実施例Ａ－Ｂ〕

【0029】

実施例Ａ－Ｂでは、上記高電子移動度トランジスタ構成の製造方法によりバリア層の上方にパッシベーション層を中断せずに沈積する。実施例Ａと実施例Ｂとの相違について、実施例Ａに係る構成が第一シート抵抗値を測量してからＲＣＡ洗浄工程を経たものである一方、実施例Ｂに係る構成が第一シート抵抗値を測量した後にＲＣＡ洗浄工程を実行しなかったものである。表１に示すように、実施例Ａに係る構成は、ＲＣＡ洗浄工程をする前後に測量されたシート抵抗値に明確な相違が現れず、実施例Ａ、Ｂに係る構成についてシート抵抗値の変化比例が共に－０．０５％である。言い換えると、前記高電子移動度トランジスタ構成の製造方法により生産された高電子移動度トランジスタ構成は、シート抵抗値が良い安定性を有し、シート抵抗値の変化比例の絶対値を０．１％以下に抑えることができる。

【0030】

表１

【0031】

比較例及び幾つかの実施例に基づいて説明する。先に説明するのは、比較例１及び実施例１－４において、比較例１及び実施例１－４がいずれもバリア層を沈積した後に、バリア層を沈積する成長室において連続的に同じ温度、圧力又は雰囲気により前記パッシベーション層を連続的、中断せずに成長させる。そのうち、第一成長温度Ｔ１が９００℃であり、第二成長温度Ｔ２が１０００℃であり、前記パッシベーション層６０全体の厚さは、上記のように、前記パッシベーション層６０が前記低温維持領域ＬＴ、前記昇温領域ＲＴ及び前記高温維持領域ＨＴにおいて成長した厚さの総合であり、比較例１及び実施例１－４に係るパッシベーション全体の厚さが同じである。また、高温維持領域ＨＴにおける前記パッシベーション層６０の厚さ比例は、前記於高温維持領域ＨＴにおける前記パッシベーション層６０の成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例であり、昇温領域ＲＴにおける前記パッシベーション層６０の厚さ比例は、前記於昇温領域ＲＴにおける前記パッシベーション層６０の成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例であり、また、低温維持領域ＬＴにおける前記パッシベーション層６０の厚さ比例は、前記低温維持領域ＬＴにおける前記パッシベーション層６０の成長厚さが前記パッシベーション層６０全体の厚さに占める比例である。
〔比較例１〕

【0032】

比較例１では、図６に示すように、パッシベーション層の成長温度が前記第一成長温度Ｔ１のほうと同じであるように制御する。つまり、パッシベーション層の成長温度が低温維持領域ＬＴに前記第一成長温度Ｔ１を所定時間ｔ３だけ維持し、バリア層をパッシベーション層のほうと同じである成長温度において所定厚さだけ成長させるように制御する。表２に示すように、比較例１に係るパッシベーション層は、低温維持領域ＬＴにおける厚さ比例が１００％であり、昇温領域ＲＴにおける厚さ比例が０％であり、また、高温維持領域ＨＴにおける厚さ比例が０％である。
〔実施例１〕

【0033】

実施例１では、図７に示すように、前記パッシベーション層を成長させる際の成長温度が前記第二成長温度Ｔ２である。つまり、制御パッシベーション層の成長温度が前記第一成長温度Ｔ１から前記第二成長温度Ｔ２まで急速に昇温し、前記高温維持領域ＨＴに前記第二成長温度を所定時間ｔ４だけ維持し、パッシベーション層を所定の厚さに成長させるよう制御する。表２に示すように、実施例１に係るパッシベーション層は、低温維持領域ＬＴにおける厚さ比例が０％であり、昇温領域ＲＴにおける厚さ比例が０％であり、また、高温維持領域ＨＴにおける厚さ比例が１００％である。再度説明するのは、前記パッシベーション層の成長温度が前記第一成長温度Ｔ１から前記第二成長温度Ｔ２まで昇温する時間が極めて短いことから、昇温領域ＲＴにおけるパッシベーション層の成長厚さがゼロに近い。
〔実施例２－３〕

【0034】

実施例２、３では、図３に示すように、前記パッシベーション層の成長温度が前記第一成長温度Ｔ１から前記昇温領域ＲＴを介して前記第二成長温度Ｔ２まで昇温すると、前記高温維持領域ＨＴにおいて前記第二成長温度Ｔ２を所定時間ｔ２だけ維持するように制御する。表２に示すように、実施例２に係るパッシベーション層は、低温維持領域ＬＴにおける厚さ比例が０％であり、昇温領域ＲＴにおける厚さ比例が２５％であり、高温維持領域ＨＴにおける厚さ比例が７５％である。実施例３に係るパッシベーション層は、低温維持領域ＬＴにおける厚さ比例が０％であり、昇温領域ＲＴにおける厚さ比例が５％であり、また、高温維持領域ＨＴにおける厚さ比例が９５％である。
〔実施例４〕

【0035】

実施例４では、図４に示すように、前記パッシベーション層の成長温度が先に前記低温維持領域ＬＴに前記第一成長温度Ｔ１を所定時間ｔａ維持すると、前記第一成長温度が前記昇温領域ＲＴを介して所定時間ｔｂだけ前記第二成長温度Ｔ２まで昇温してから、前記高温維持領域ＨＴに前記第二成長温度Ｔ２を所定時間ｔｃだけ維持するように制御する。表２に示すように、実施例４に係るパッシベーション層は、低温維持領域ＬＴにおける厚さ比例が２５％であり、昇温領域ＲＴにおける厚さ比例が２５％であり、また、高温維持領域ＨＴにおける厚さ比例が５０％である。

【0036】

表２を参照すると、実施例１－４に示すように、前記パッシベーション層は、前記低温維持領域ＬＴにおける成長厚さが前記パッシベーション全体の厚さに占める比例が０～２５％であり、しかも、前記昇温領域ＲＴにおける成長厚さが前記パッシベーション全体の厚さに占める比例が０～２５％であるということを満たす場合に、実施例１－４に係る薄膜の屈折率が２．０７４～２．１１であり、比較例１に係る薄膜の屈折率が２．０１４であるということに比べると、実施例１－４に係る構成が良い屈折率を有することになる。

【0037】

なお、実施例２－３に示すように、前記パッシベーション層は、前記低温維持領域ＬＴにおける成長厚さが前記パッシベーション全体の厚さに占める比例が０％であり、前記昇温領域ＲＴにおける成長厚さが前記パッシベーション全体の厚さに占める比例が５～２５％であり、前記高温維持領域ＨＴにおける成長厚さが前記パッシベーション全体の厚さに占める比例が７５～９５％であるということを満たす場合に、実施例２－３に係る破壊電圧がそれぞれ１．０５と１．１ Ｖ／ｎｍであり、しかも、ＲＭＳ粗さがいずれも０．５ｎｍよりも小さく、比較例１に係る破壊電圧が０．９６Ｖ／ｎｍであり、しかも、ＲＭＳ粗さが０．５ｎｍよりも大きい。言い換えると、実施例２－３に係る構成は、比較例１のほうに比べると、耐圧レベルが良く、ＲＭＳ粗さが良い。

【0038】

なお、実施例２－４に示すように、前記パッシベーション層は、前記昇温領域ＲＴにおける成長厚さが前記パッシベーション全体の厚さに占める比例が５～２５％であり、前記高温維持領域ＨＴにおける成長厚さが前記パッシベーション全体の厚さに占めるパーセント率が５０～９５％であるということを満たす場合に、実施例２－４に係るシート抵抗値変化量が０．１％以下になる一方、比較例１に係るシート抵抗値の変化量が０．５％よりも大きい。つまり、実施例２－４に係る構成は、比較例１に比べると、シート抵抗値が良い安定性を有することになる。また、実施例２－４に係る結果に基づいて直接分かるように、全く低温維持領域（比較例１）又は全く高温維持領域（実施例１）に前記パッシベーション層の成長を済ませることに比べると、前記パッシベーション層が成長している際に、前記第一成長温度Ｔ１が前記昇温領域ＲＴを介して時間帯において前記第二成長温度まで昇温する（実施例２－４）ように制御すると、シート抵抗値が良い安定性を有する構成を取得することができる。

【0039】

表２

【0040】

本発明は、他の高電子移動度トランジスタ構成１をさらに提供する。図２に示すように、前記高電子移動度トランジスタ構成１は、基板１０、核形成層２０、バッファ層３０、チャネル層４０、バリア層５０及びパッシベーション層６０を順に含む。そのうち、二次元電子ガス領域は、前記チャネル層と前記バリア層５０との間における境界に沿って前記チャネル層４０に形成される。前記チャネル層４０は、前記二次元電子ガス領域について時間帯においてシート抵抗値の変化量が１％以下であり、前記時間帯が三ヶ月以上である。前記パッシベーション層６０を形成することにより、前記チャネル層４０における前記二次元電子ガス領域は、前記時間帯においてシート抵抗値の変化量が１％以下になる。前記時間帯は、三ヶ月以上である。そして、高電子移動度トランジスタの安定度を高める目的を達成することができる。本実施例では、前記高電子移動度トランジスタ構成１は、前記高電子移動度トランジスタ構成の製造方法により生産されたものである。

【0041】

そのうち、前記パッシベーション層６０が窒化ケイ素であり、前記パッシベーション層６０全体の厚さが１００ｎｍ以下であり、前記パッシベーション層６０の屈折率が２．０５～２．２８であり、前記パッシベーション層６０の表面粗さＲＭＳが０．５ｎｍ以下であり、前記パッシベーション層６０における単位厚さあたりに受けられる破壊電圧値が１～１．１５Ｖ／ｎｍである。つまり、本発明が提供する前記高電子移動度トランジスタ構成１は、緻密さが良い薄膜となり、表面粗さが良くなり、耐圧レベルとシート抵抗値の安定度が高い。そして、高電子移動度トランジスタの安定度を高める目的を達成することができる。

【0042】

以上より、本発明による効果が以下の通りである。前記パッシベーション層６０及び前記バリア層５０を同一の成長室において中断せずに成長させるように制御することから、温度、圧力や雰囲気が激しく変化することにより前記パッシベーション層６０が成長している際に欠陥が生じたり前記パッシベーション層６０と前記バリア層５０との間における境界に品質が劣化したりすることを避けることができ、ひいては、高品質となるパッシベーション層６０及び高品質となる前記パッシベーション層と前記バリア層との間における境界を提供して、高電子移動度トランジスタの性能を高める目的を達成することができる。また、本発明がさらに提供する高電子移動度トランジスタ構成１は、前記パッシベーション層６０を形成することにより、前記チャネル層４０における前記二次元電子ガス領域が前記時間帯においてシート抵抗値の変化量が１％以下になる。前記時間帯は、三ヶ月以上である。そして、高電子移動度トランジスタの安定度を高める目的を達成することができる。

【0043】

上述したのは、本発明の好ましい可能な実施例に過ぎず、本発明の明細書及び特許請求の範囲を利用してなされた同等バリエーションは、何れも本発明の特許範囲内に含まれるべきである。

【符号の説明】

【0044】

Ｓ０２、Ｓ０４、Ｓ０６、Ｓ０８、Ｓ１０、Ｓ１２ ステップ
１ 高電子移動度トランジスタ構成
１０ 基板
２０ 核形成層
３０ バッファ層
４０ チャネル層
５０ バリア層
６０ パッシベーション層
ＨＴ 高温維持領域
ＬＴ 低温維持領域
ＲＴ 昇温領域
Ｔ１ 第一成長温度
Ｔ２ 第二成長温度
ｔ１、 ｔ２、 ｔ３、ｔ４、 ｔａ、 ｔｂ、 ｔｃ 所定時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】