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窒化物半導体装置及び窒化物半導体装置の製造方法

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

窒化物半導体装置において、高濃度で、濃度のばらつきが小さいＰ型領域を実現することが望まれている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するために、本発明の一態様に係る窒化物半導体装置は、窒化物半導体と、前記窒化物半導体に設けられたＰ型領域と、を備える。前記Ｐ型領域におけるアクセプタ元素の濃度は５×１０１８ｃｍ－３以上１×１０２１ｃｍ－３以下である。前記Ｐ型領域には、（０００１）面に平行で、［１－１００］方向の長さが２ｎｍ以上の積層欠陥が、１×１０１５ｃｍ－３以上１×１０１９ｃｍ－３以下の密度で存在する。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一態様によれば、高濃度で、濃度のばらつきが小さいＰ型領域を実現可能な窒化物半導体装置及び窒化物半導体装置の製造方法を提供することができる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 図１は、本開示の実施形態１に係るＧａＮ半導体装置の構成例を示す平面図である。
【図2】 図２は、本開示の実施形態１に係るＧａＮ半導体装置の構成例を示す断面図である。
【図3】 図３は、本開示の実施形態１に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの繰り返しの単位構造を拡大して示す断面図である。
【図4A】 図４Ａは、本開示の実施形態１に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図4B】 図４Ｂは、本開示の実施形態１に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図4C】 図４Ｃは、本開示の実施形態１に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図4D】 図４Ｄは、本開示の実施形態１に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図4E】 図４Ｅは、本開示の実施形態１に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図4F】 図４Ｆは、本開示の実施形態１に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図5】 図５は、ＧａＮにＭｇとＮを連続注入する場合に、ＧａＮ結晶に生じる空孔及び格子間原子を模式的に示す図である。
【図6】 図６は、ＧａＮにＭｇのみを注入する場合に、ＧａＮ結晶に生じる空孔及び格子間原子を模式的に示す図である。
【図7】 図７は、本開示の実施例に係るＧａＮ基板に生じた積層欠陥を示すＳＴＥＭ像（広範囲図）である。
【図8】 図８は、本開示の実施例に係るＧａＮ基板に生じた積層欠陥を示すＳＴＥＭ像（拡大図）である。
【図9】 図９は、図８に示す積層欠陥のフーリエフィルター像である。
【図10】 図１０は、本開示の実施例に係るＧａＮ基板のＭｇ偏析の分析結果を示す３ＤＡＰ図である。
【図11】 図１１は、図１０に示す３ＤＡＰ像から算出されたＭｇ濃度の深さプロファイルを示すグラフである。
【図12】 図１２は、本開示の実施例に係るＧａＮ基板と比較例に係るＧａＮ基板について、ＳＩＭＳで得られたＭｇ濃度の深さプロファイルを示すグラフである。
【図13】 図１３は、本開示の実施例に係るＧａＮ基板であって、積層欠陥密度の導出に用いたＬＡＡＤＦ－ＳＴＥＭ像である。
【図14】 図１４は、本開示の実施形態２に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの構成を示す断面図である。
【図15】 図１５は、本開示の実施形態３に係る縦型ＭＯＳＦＥＴの構成例を示す断面図である。

代表図 図1本件の代表的な図

１、１Ａ、１Ｂ 縦型ＭＯＳＦＥＴ １０ ＧａＮ基板 １０ａ 表面 １０ｂ 裏面 ２２ ドリフト領域 ２３ ウェル領域 ２３´ ウェル形成領域 ２５ コンタクト領域 ２５´ コンタクト形成領域 ２６ ソース領域 ２６´ ソース形成領域 ３１ 保護膜 ４２ ゲート絶縁膜 ４４ ゲート電極 ５４ ソース電極 ５６ ドレイン電極 １００ ＧａＮ半導体装置 １１０ 活性領域 １１２ ゲートパッド １１４ ソースパッド １３０ エッジ終端領域 ２２１ 上部領域（ＪＦＥＴ領域） ２２２ 下部領域 ２３１ チャネル領域 ｃｄ ドープ領域 Ｄ ドレイン端子 Ｇ ゲート端子 Ｇａｉ 格子間Ｇａ Ｈ トレンチ Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ マスク Ｍｇｉ 格子間Ｍｇ Ｎｉ 格子間Ｎ Ｓ ソース端子 ＳＦ 積層欠陥 ｕｃｄ 非ドープ領域 ＶＧａ Ｇａ空孔 ＶＮ Ｎ空孔

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