Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7701602B2 - Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7701602B2 - Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device - Google Patents

Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device Download PDF

Info

Publication number
JP7701602B2
JP7701602B2 JP2021113268A JP2021113268A JP7701602B2 JP 7701602 B2 JP7701602 B2 JP 7701602B2 JP 2021113268 A JP2021113268 A JP 2021113268A JP 2021113268 A JP2021113268 A JP 2021113268A JP 7701602 B2 JP7701602 B2 JP 7701602B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
type semiconductor
semiconductor region
layer
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021113268A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023009745A (en
Inventor
祐介 熊崎
俊裕 多木
史朗 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2021113268A priority Critical patent/JP7701602B2/en
Publication of JP2023009745A publication Critical patent/JP2023009745A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7701602B2 publication Critical patent/JP7701602B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

本発明は、半導体装置、半導体装置の製造方法及び電子装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a method for manufacturing a semiconductor device, and an electronic device.

高電子移動度トランジスタ(High Electron Mobility Transistor;HEMT)等の窒化物半導体装置に関し、基板とその上に形成される電極との間において低い抵抗値を得るために、基板の活性層本体部上に、電極が形成される主電極領域を付加的活性層部分として、突出させて形成する技術が知られている。この技術に関し、活性層本体部上に形成したマスク層に、主電極領域形成予定領域の開口部と、ダミー開口部とを開口し、ローカルローディング効果を利用して、主電極領域形成予定領域の開口部に付加的活性層部分を成長させる手法が提案されている。この手法では、ローカルローディング効果により、ダミー開口部に膜の成長が起こらないとされている。 In nitride semiconductor devices such as high electron mobility transistors (HEMTs), a technique is known in which a main electrode region where an electrode is formed is formed as an additional active layer portion by protruding it from the active layer main body of the substrate in order to obtain a low resistance value between the substrate and the electrode formed thereon. In relation to this technique, a method has been proposed in which an opening for the region where the main electrode region is to be formed and a dummy opening are opened in a mask layer formed on the active layer main body, and an additional active layer portion is grown in the opening for the region where the main electrode region is to be formed by utilizing the local loading effect. With this technique, it is believed that film growth does not occur in the dummy opening due to the local loading effect.

特開2008-85215号公報JP 2008-85215 A

半導体装置に関し、トランジスタ素子が設けられる活性領域の半導体層と、その半導体層とオーミック接続させる電極との間の抵抗を低減する手法として、半導体層と電極との間に、所定導電型のドーパントを含有させて低抵抗化した半導体領域を設ける手法がある。このような半導体領域は、例えば、開口部を有するマスクを半導体層上に設け、その開口部に、有機金属気相成長(Metal Organic Chemical Vapor Deposition;MOCVD)法を用いて、半導体結晶を成長(再成長)させることで、形成される。半導体層上に形成された半導体領域に、オーミック接続させる電極が接続される。 As a method for reducing the resistance between a semiconductor layer in an active region in which a transistor element is provided and an electrode that is ohmically connected to the semiconductor layer in a semiconductor device, there is a method of providing a semiconductor region between the semiconductor layer and the electrode that contains a dopant of a specific conductivity type to reduce resistance. Such a semiconductor region is formed, for example, by providing a mask with an opening on the semiconductor layer and growing (regrowing) a semiconductor crystal in the opening using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. An electrode that is ohmically connected is connected to the semiconductor region formed on the semiconductor layer.

MOCVD法を用いた半導体領域の形成では、マスクの開口部の半導体層上のほか、その開口部の外側のマスク上にも、形成する半導体領域の主原料の原子が供給される。マスク上に供給された主原料の原子は、マスク上を拡散し得る。マスク上を拡散する主原料の原子は、開口部に移動すると、半導体層上の半導体領域の成長に消費され得る。マスク上を拡散する主原料の原子が開口部に移動して半導体領域の成長に消費される場合には、マスク上を拡散する主原料の原子が開口部に移動しない場合に比べて、開口部に成長される半導体領域の成長レートが速くなる。半導体領域の成長レートが速くなると、ドーパント原料の原子の取り込み量が減少し、形成される半導体領域の抵抗が高くなることが起こり得る。このように、マスク上を拡散する主原料の原子の影響により生じる半導体領域の成長レートの違いに起因してドーパント量が変動すると、電極と接続される半導体領域が十分に低抵抗化された半導体装置を、安定して実現することができない恐れがある。 In the formation of a semiconductor region using the MOCVD method, atoms of the main raw material of the semiconductor region to be formed are supplied not only to the semiconductor layer in the opening of the mask, but also to the mask outside the opening. The atoms of the main raw material supplied onto the mask may diffuse onto the mask. When the atoms of the main raw material diffusing onto the mask move to the opening, they may be consumed in the growth of the semiconductor region on the semiconductor layer. When the atoms of the main raw material diffusing onto the mask move to the opening and are consumed in the growth of the semiconductor region, the growth rate of the semiconductor region grown in the opening becomes faster than when the atoms of the main raw material diffusing onto the mask do not move to the opening. When the growth rate of the semiconductor region becomes faster, the amount of atoms of the dopant raw material taken in decreases, and the resistance of the semiconductor region to be formed may become higher. In this way, if the amount of dopant fluctuates due to the difference in the growth rate of the semiconductor region caused by the influence of the atoms of the main raw material diffusing onto the mask, there is a risk that a semiconductor device in which the resistance of the semiconductor region connected to the electrode is sufficiently reduced cannot be stably realized.

1つの側面では、本発明は、電極と接続される低抵抗の半導体領域を有する半導体装置を安定して実現することを目的とする。 In one aspect, the present invention aims to stably realize a semiconductor device having a low-resistance semiconductor region connected to an electrode.

1つの態様では、電子供給層と電子走行層とを含む半導体層と、前記半導体層に設けられる活性領域と、前記半導体層に設けられ、前記活性領域に隣接する不活性領域と、前記活性領域における前記半導体層の前記電子供給層側の第1面側に設けられるn型の第1半導体領域と、前記不活性領域における前記半導体層の前記第1面側に設けられ、前記活性領域から離間して位置し、前記第1半導体領域からの距離が500μm以内の位置に設けられるn型の第2半導体領域と、前記半導体層の前記第1面側に設けられ、前記第1半導体領域と接続される第1電極とを含む半導体装置が提供される。 In one aspect, there is provided a semiconductor device including: a semiconductor layer including an electron supply layer and an electron transit layer ; an active region provided in the semiconductor layer; an inactive region provided in the semiconductor layer and adjacent to the active region; an n-type first semiconductor region provided on a first surface side of the semiconductor layer in the active region, which is on the electron supply layer side ; an n-type second semiconductor region provided on the first surface side of the semiconductor layer in the inactive region, spaced apart from the active region and within a distance of 500 μm from the first semiconductor region; and a first electrode provided on the first surface side of the semiconductor layer and connected to the first semiconductor region.

また、別の態様では、上記のような半導体装置の製造方法、上記のような半導体装置を備える電子装置が提供される。 In another aspect, a method for manufacturing the semiconductor device as described above and an electronic device including the semiconductor device as described above are provided.

1つの側面では、電極と接続される低抵抗の半導体領域を有する半導体装置を安定して実現することが可能になる。 In one aspect, it becomes possible to stably realize a semiconductor device having a low-resistance semiconductor region connected to an electrode.

半導体装置の例について説明する図である。1A and 1B are diagrams illustrating an example of a semiconductor device. 再成長領域の形成方法の一例について説明する図である。1A to 1C are diagrams illustrating an example of a method for forming a regrowth region. 再成長領域の成長レートの違いについて説明する図である。11A and 11B are diagrams illustrating differences in growth rate of regrowth regions. 再成長領域の成長レートとトランジスタ素子のオン抵抗との関係の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the growth rate of a regrowth region and the on-resistance of a transistor element. 第1の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図である。1 is a diagram illustrating an example of a semiconductor device according to a first embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図(その1)である。FIG. 13 is a diagram (part 1) illustrating an example of a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図(その2)である。FIG. 13 is a diagram (part 2) illustrating an example of a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図(その1)である。10A to 10C are diagrams illustrating an example of a method for forming a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図(その2)である。13A to 13C are diagrams illustrating an example of a method for forming a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図(その3)である。13A to 13C are diagrams illustrating an example of a method for forming a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図(その4)である。13A to 13C are diagrams illustrating an example of a method for forming a semiconductor device according to a second embodiment (part 4); 第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図(その5)である。5A to 5C are diagrams illustrating an example of a method for forming a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図(その6)である。6A to 6C are diagrams illustrating an example of a method for forming a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図(その7)である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a method for forming a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図(その8)である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method for forming a semiconductor device according to a second embodiment; 第2の実施の形態に係る再成長領域の成長レートとトランジスタ素子のオン抵抗との関係の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the growth rate of a regrowth region and the on-resistance of a transistor element according to the second embodiment. 第2の実施の形態に係る半導体装置の変形例について説明する図(その1)である。13A to 13C are diagrams illustrating a modified example of the semiconductor device according to the second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の変形例について説明する図(その2)である。FIG. 13 is a diagram (part 2) illustrating a modified example of the semiconductor device according to the second embodiment; 第2の実施の形態に係る半導体装置の変形例について説明する図(その3)である。FIG. 13 is a diagram (part 3) illustrating a modified example of the semiconductor device according to the second embodiment; 第3の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図(その1)である。FIG. 13 is a diagram (part 1) illustrating an example of a semiconductor device according to a third embodiment; 第3の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図(その2)である。FIG. 13 is a diagram (part 2) illustrating an example of a semiconductor device according to a third embodiment; 第4の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図(その1)である。FIG. 13 is a diagram (part 1) illustrating an example of a semiconductor device according to a fourth embodiment; 第4の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図(その2)である。FIG. 13 is a diagram (part 2) illustrating an example of a semiconductor device according to a fourth embodiment; 第5の実施の形態に係る半導体パッケージの一例について説明する図である。13A to 13C are diagrams illustrating an example of a semiconductor package according to a fifth embodiment. 第6の実施の形態に係る力率改善回路の一例について説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a power factor correction circuit according to a sixth embodiment. 第7の実施の形態に係る電源装置の一例について説明する図である。FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a power supply device according to a seventh embodiment. 第8の実施の形態に係る増幅器の一例について説明する図である。FIG. 23 is a diagram illustrating an example of an amplifier according to an eighth embodiment.

半導体層と電極との間の抵抗を低減してオーミック接続を実現するための技術として、いわゆる選択再成長オーミックコンタクト技術が知られている。この技術では、半導体層の所定部位に選択的に、所定導電型のドーパントを含有させた低抵抗の半導体領域を成長(再成長)させて形成し、その半導体領域上に電極を接続することで、電極の、半導体層とのオーミック接続を実現する。半導体層と電極との間に設けられる半導体領域は、再成長領域、再成長層等とも称される。 The so-called selective regrowth ohmic contact technology is known as a technology for reducing the resistance between a semiconductor layer and an electrode to achieve an ohmic connection. In this technology, a low-resistance semiconductor region containing a dopant of a specific conductivity type is selectively grown (regrowth) in a specific portion of the semiconductor layer, and an electrode is connected onto the semiconductor region to achieve an ohmic connection between the electrode and the semiconductor layer. The semiconductor region provided between the semiconductor layer and the electrode is also called a regrowth region, regrowth layer, etc.

ところで、半導体装置の1種として、窒化物半導体を用いたものが知られている。窒化物半導体を用いた半導体装置は、高い飽和電子速度やワイドバンドギャップ等の特徴を利用し、高耐圧、高出力デバイスとしての開発が行われている。窒化物半導体を用いた半導体装置としては、電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor;FET)、例えば、HEMTについての報告が数多くなされている。HEMTの1つとして、AlGaN(アルミニウムガリウムナイトライド)層を電子供給層(「バリア層」とも称される)として用い、GaN(ガリウムナイトライド)層を電子走行層(「チャネル層」とも称される)として用いたHEMTが知られている。このようなHEMTでは、AlGaN層の自発分極、及びGaN層との格子定数差に起因した歪みによってAlGaN層に発生するピエゾ分極により、AlGaN層との接合界面近傍のGaN層に高濃度の二次元電子ガス(Two Dimensional Electron Gas;2DEG)が生成され、高出力デバイスが実現される。このため、GaN系窒化物半導体を用いたHEMTは、通信向け高出力増幅器等への応用が期待されている。 By the way, one type of semiconductor device is known to use a nitride semiconductor. Semiconductor devices using nitride semiconductors are being developed as high-voltage, high-power devices by utilizing characteristics such as a high saturation electron velocity and a wide band gap. As a semiconductor device using a nitride semiconductor, many reports have been made on field effect transistors (FETs), for example, HEMTs. As one type of HEMT, a HEMT is known that uses an AlGaN (aluminum gallium nitride) layer as an electron supply layer (also called a "barrier layer") and a GaN (gallium nitride) layer as an electron transport layer (also called a "channel layer"). In such a HEMT, a high concentration of two-dimensional electron gas (2DEG) is generated in the GaN layer near the junction interface with the AlGaN layer due to spontaneous polarization of the AlGaN layer and piezoelectric polarization generated in the AlGaN layer due to strain caused by the lattice constant difference with the GaN layer, thereby realizing a high-power device. For this reason, HEMTs using GaN-based nitride semiconductors are expected to be used in high-output amplifiers for communications and other applications.

図1は半導体装置の例について説明する図である。図1(A)には半導体装置の第1の例の要部断面図を模式的に示している。図1(B)には半導体装置の第2の例の要部断面図を模式的に示している。 Figure 1 is a diagram explaining an example of a semiconductor device. Figure 1(A) shows a schematic cross-sectional view of a main part of a first example of a semiconductor device. Figure 1(B) shows a schematic cross-sectional view of a main part of a second example of a semiconductor device.

図1(A)に示す半導体装置100Aは、HEMTの一例である。半導体装置100Aは、半導体層110、並びに、その上に設けられたゲート電極120、ソース電極130及びドレイン電極140を含む。 The semiconductor device 100A shown in FIG. 1A is an example of a HEMT. The semiconductor device 100A includes a semiconductor layer 110, and a gate electrode 120, a source electrode 130, and a drain electrode 140 provided thereon.

半導体層110は、電子走行層111及び電子供給層112を含む。例えば、電子走行層111にGaNが用いられ、電子供給層112にAlGaNが用いられる。電子走行層111の、電子供給層112との接合界面近傍に、2DEG1aが生成される。2DEG1aは、半導体層110に設けられた不活性領域150によって画定される活性領域160に生成される。不活性領域150は、半導体層110へのAr(アルゴン)のイオン注入等によって素子分離領域として形成される領域である。活性領域160は、そのような素子分離領域によって画定される素子領域として形成される領域である。 The semiconductor layer 110 includes an electron transit layer 111 and an electron supply layer 112. For example, GaN is used for the electron transit layer 111, and AlGaN is used for the electron supply layer 112. 2DEG1a is generated near the junction interface between the electron transit layer 111 and the electron supply layer 112. The 2DEG1a is generated in an active region 160 defined by an inactive region 150 provided in the semiconductor layer 110. The inactive region 150 is a region formed as an element isolation region by ion implantation of Ar (argon) into the semiconductor layer 110, or the like. The active region 160 is a region formed as an element region defined by such an element isolation region.

ゲート電極120は、活性領域160における半導体層110の電子供給層112上に設けられる。ゲート電極120は、ショットキー電極として機能するように、電子供給層112上に設けられる。ソース電極130及びドレイン電極140は、ゲート電極120を挟むように、活性領域160における半導体層110の電子供給層112上に設けられる。ソース電極130及びドレイン電極140は、オーミック電極として機能するように、電子供給層112上に形成される。 The gate electrode 120 is provided on the electron supply layer 112 of the semiconductor layer 110 in the active region 160. The gate electrode 120 is provided on the electron supply layer 112 so as to function as a Schottky electrode. The source electrode 130 and the drain electrode 140 are provided on the electron supply layer 112 of the semiconductor layer 110 in the active region 160 so as to sandwich the gate electrode 120. The source electrode 130 and the drain electrode 140 are formed on the electron supply layer 112 so as to function as ohmic electrodes.

半導体装置100Aの動作時には、ソース電極130とドレイン電極140との間に所定電圧が供給され、ゲート電極120に所定ゲート電圧が供給される。ソース電極130とドレイン電極140との間の電子走行層111にキャリアの電子が輸送されるチャネルが形成され、半導体装置100Aのトランジスタ機能が実現される。 During operation of the semiconductor device 100A, a predetermined voltage is supplied between the source electrode 130 and the drain electrode 140, and a predetermined gate voltage is supplied to the gate electrode 120. A channel through which carrier electrons are transported is formed in the electron transit layer 111 between the source electrode 130 and the drain electrode 140, realizing the transistor function of the semiconductor device 100A.

半導体装置100Aでは、チャネル、即ち、電子供給層112との接合界面近傍の電子走行層111に生成される2DEG1aと、電子供給層112上に設けられるソース電極130及びドレイン電極140との間に電子供給層112が介在される。半導体装置100Aでは、2DEG1aとソース電極130及びドレイン電極140との間の抵抗R1が、比較的高くなる。そのため、半導体装置100Aでは、それが備えるトランジスタ素子の、チャネルを介したソース電極130とドレイン電極140との間のオン抵抗が、比較的高くなる。オン抵抗が高くなると、半導体装置100Aのソース電極130とドレイン電極140との間の大電流化が抑えられ、半導体装置100Aの高出力化が抑えられてしまう。 In the semiconductor device 100A, the electron supply layer 112 is interposed between the channel, i.e., the 2DEG1a generated in the electron transit layer 111 near the junction interface with the electron supply layer 112, and the source electrode 130 and the drain electrode 140 provided on the electron supply layer 112. In the semiconductor device 100A, the resistance R1 between the 2DEG1a and the source electrode 130 and the drain electrode 140 is relatively high. Therefore, in the semiconductor device 100A, the on-resistance between the source electrode 130 and the drain electrode 140 via the channel of the transistor element provided therein is relatively high. If the on-resistance becomes high, the increase in the current between the source electrode 130 and the drain electrode 140 of the semiconductor device 100A is suppressed, and the increase in the output of the semiconductor device 100A is suppressed.

そこで、ソース電極130及びドレイン電極140と、半導体層110との接続に、上記のような選択再成長オーミックコンタクト技術が採用される。
図1(B)に示す半導体装置100Bは、選択再成長オーミックコンタクト技術を採用したHEMTの一例である。半導体装置100Bは、半導体層110に設けられたリセス171及びリセス172にそれぞれn型半導体領域181及びn型半導体領域182(再成長領域)が設けられ、それらにそれぞれソース電極130及びドレイン電極140が接続された構成を有する。半導体装置100Bは、このような構成を有する点で、上記半導体装置100Aと相違する。
Therefore, the selective regrowth ohmic contact technique described above is employed to connect the source electrode 130 and the drain electrode 140 to the semiconductor layer 110 .
The semiconductor device 100B shown in Fig. 1B is an example of a HEMT that employs selective regrowth ohmic contact technology. The semiconductor device 100B has a configuration in which an n-type semiconductor region 181 and an n-type semiconductor region 182 (regrowth regions) are provided in recesses 171 and 172 provided in the semiconductor layer 110, respectively, and a source electrode 130 and a drain electrode 140 are connected to the n-type semiconductor region 181 and the n-type semiconductor region 182, respectively. The semiconductor device 100B differs from the semiconductor device 100A in that it has such a configuration.

半導体装置100Bにおいて、リセス171及びリセス172は、例えば、電子供給層112を貫通して電子走行層111に達し、リセス171及びリセス172の底面が電子走行層111に生成される2DEG1aよりも深い位置となるように、設けられる。このようなリセス171及びリセス172に、例えば、MOCVD法を用いて、それぞれn型半導体領域181及びn型半導体領域182が成長(再成長)され、形成される。n型半導体領域181及びn型半導体領域182には、例えば、n型GaNが用いられる。形成されたn型半導体領域181及びn型半導体領域182に、それぞれソース電極130及びドレイン電極140が接続される。 In the semiconductor device 100B, the recesses 171 and 172 are provided, for example, so that they penetrate the electron supply layer 112 to reach the electron transit layer 111, and the bottom surfaces of the recesses 171 and 172 are located deeper than the 2DEG 1a generated in the electron transit layer 111. In the recesses 171 and 172, for example, the n-type semiconductor region 181 and the n-type semiconductor region 182 are grown (regrown) and formed, respectively, using the MOCVD method. For example, the n-type semiconductor region 181 and the n-type semiconductor region 182 are made of n-type GaN. The source electrode 130 and the drain electrode 140 are connected to the formed n-type semiconductor region 181 and the n-type semiconductor region 182, respectively.

半導体装置100Bでは、電子走行層111に生成されるチャネルの2DEG1aが、比較的低抵抗のn型半導体領域181及びn型半導体領域182と接続され、2DEG1aとn型半導体領域181及びn型半導体領域182との間の抵抗R2が比較的低くなる。そして、比較的低抵抗のn型半導体領域181及びn型半導体領域182に、それぞれソース電極130及びドレイン電極140が接続される。これにより、2DEG1aと、ソース電極130及びドレイン電極140との間の抵抗が比較的低くなる。そのため、半導体装置100Bでは、それが備えるトランジスタ素子の、チャネルを介したソース電極130とドレイン電極140との間のオン抵抗が比較的低くなる。オン抵抗が低くなることで、半導体装置100Bのソース電極130とドレイン電極140との間の大電流化が可能になり、半導体装置100Bの高出力化が可能になる。 In the semiconductor device 100B, the 2DEG1a of the channel generated in the electron transit layer 111 is connected to the relatively low-resistance n-type semiconductor region 181 and n-type semiconductor region 182, and the resistance R2 between the 2DEG1a and the n-type semiconductor region 181 and n-type semiconductor region 182 is relatively low. The source electrode 130 and drain electrode 140 are connected to the relatively low-resistance n-type semiconductor region 181 and n-type semiconductor region 182, respectively. This makes the resistance between the 2DEG1a and the source electrode 130 and drain electrode 140 relatively low. Therefore, in the semiconductor device 100B, the on-resistance between the source electrode 130 and drain electrode 140 through the channel of the transistor element included therein is relatively low. The low on-resistance allows for a large current between the source electrode 130 and drain electrode 140 of the semiconductor device 100B, and enables the semiconductor device 100B to have a high output.

ここで、上記n型半導体領域181及びn型半導体領域182のような再成長領域の形成方法の一例について、図2を参照して説明する。
図2は再成長領域の形成方法の一例について説明する図である。図2(A)~図2(D)には再成長領域形成の各工程の要部断面図を模式的に示している。
Here, an example of a method for forming regrown regions such as the n-type semiconductor regions 181 and 182 will be described with reference to FIG.
2A to 2D are diagrams for explaining an example of a method for forming a regrowth region, each of which shows a schematic cross-sectional view of a main part in each step of forming a regrowth region.

まず、図2(A)に示すように、電子走行層111上に電子供給層112が設けられた半導体層110が準備され、その電子供給層112上に、開口部190aを有するマスク190が形成される。 First, as shown in FIG. 2(A), a semiconductor layer 110 is prepared in which an electron supply layer 112 is provided on an electron transit layer 111, and a mask 190 having an opening 190a is formed on the electron supply layer 112.

半導体層110は、例えば、MOCVD法を用いて、下地基板(図示せず)上に成長されたGaN等の電子走行層111上に、AlGaN等の電子供給層112が成長されて、準備される。半導体層110には、Arのイオン注入等によって不活性領域150が形成されると共に、その不活性領域150によって画定される活性領域160が形成される。このような半導体層110上に、マスク190が形成される。 The semiconductor layer 110 is prepared, for example, by growing an electron supply layer 112 such as AlGaN on an electron transit layer 111 such as GaN grown on a base substrate (not shown) using the MOCVD method. In the semiconductor layer 110, an inactive region 150 is formed by ion implantation of Ar, and an active region 160 defined by the inactive region 150 is formed. A mask 190 is formed on such a semiconductor layer 110.

マスク190には、SiN(窒化シリコン)等の絶縁膜が用いられる。例えば、プラズマCVD法等を用いて、電子供給層112上にSiN等のマスク190が形成される。そのマスク190に、フォトリソグラフィ技術、及びF(フッ素)系ガスを用いたRIE(Reactive Ion Etching)等のドライエッチング技術により、再成長領域を形成する半導体層110の部位に対応して開口部190aが形成される。開口部190aは、活性領域160における半導体層110の部位に形成される。 For the mask 190, an insulating film such as SiN (silicon nitride) is used. For example, the mask 190 made of SiN or the like is formed on the electron supply layer 112 using a plasma CVD method or the like. An opening 190a is formed in the mask 190 by photolithography and dry etching such as RIE (Reactive Ion Etching) using F (fluorine)-based gas, corresponding to the portion of the semiconductor layer 110 that forms the re-growth region. The opening 190a is formed in the portion of the semiconductor layer 110 in the active region 160.

次いで、図2(B)に示すように、マスク190の開口部190aから露出する半導体層110の部位が、Cl(塩素)系ガスを用いたRIE等のドライエッチング技術によって除去され、リセス170(上記図1(B)のリセス171又はリセス172に相当)が形成される。リセス170は、例えば、半導体層110の電子供給層112を貫通して電子走行層111に達し、リセス170の底面が電子走行層111に生成される2DEG1aよりも深い位置となるように、形成される。 2B, the portion of the semiconductor layer 110 exposed from the opening 190a of the mask 190 is removed by a dry etching technique such as RIE using Cl (chlorine)-based gas, forming a recess 170 (corresponding to the recess 171 or recess 172 in FIG. 1B above). The recess 170 is formed, for example, so as to penetrate the electron supply layer 112 of the semiconductor layer 110 to reach the electron transit layer 111, and so that the bottom surface of the recess 170 is located deeper than the 2DEG 1a generated in the electron transit layer 111.

次いで、図2(C)に示すように、半導体層110に形成されたリセス170に、例えば、MOCVD法を用いて、再成長領域としてn型GaN等のn型半導体領域180(上記図1(B)のn型半導体領域181又はn型半導体領域182に相当)が再成長され、形成される。例えば、n型半導体領域180としてn型GaNを再成長する場合、MOCVD法では、主原料としてトリメチルガリウム(Tri-Methyl-Gallium;TMGa)及びNH(アンモニア)が用いられ、n型ドーパント原料としてSiH(シラン)やGeH(ゲルマン)が用いられる。 2C, an n-type semiconductor region 180 (corresponding to the n-type semiconductor region 181 or the n-type semiconductor region 182 in FIG. 1B) such as n-type GaN is regrown as a regrown region in the recess 170 formed in the semiconductor layer 110 by, for example, MOCVD. For example, when n-type GaN is regrown as the n-type semiconductor region 180, trimethylgallium (TMGa) and NH 3 (ammonia) are used as main raw materials in the MOCVD method, and SiH 4 (silane) or GeH 4 (germane) is used as an n-type dopant raw material.

その後、図2(D)に示すように、半導体層110上のマスク190が、HF(フッ化水素)等を用いたウェットエッチング技術によって除去される。これにより、活性領域160の半導体層110に形成されたリセス170に、再成長領域としてn型半導体領域180が形成された構造が得られる。 Then, as shown in FIG. 2(D), the mask 190 on the semiconductor layer 110 is removed by a wet etching technique using HF (hydrogen fluoride) or the like. This results in a structure in which an n-type semiconductor region 180 is formed as a re-grown region in the recess 170 formed in the semiconductor layer 110 of the active region 160.

ところが、このような再成長領域の形成時には、マスク190の開口部190a又はそこに形成されるリセス170の配置によって、n型半導体領域180の成長レートに違いが生じることがある。この点について、図3を参照して説明する。 However, when forming such a regrowth region, the growth rate of the n-type semiconductor region 180 may differ depending on the arrangement of the opening 190a of the mask 190 or the recess 170 formed therein. This point will be explained with reference to FIG. 3.

図3は再成長領域の成長レートの違いについて説明する図である。図3にはマスクが形成された半導体層の要部平面図を模式的に示している。
例えば、図3に示すような場合、即ち、半導体層110上に形成されるマスク190に、開口部190a群が比較的密である領域191と、比較的疎である領域192とが含まれる場合を考える。マスク190の開口部190a群が比較的密である領域191の半導体層110には、比較的密にリセス170群が形成される。一方、マスク190の開口部190a群が比較的疎である領域192の半導体層110には、比較的疎にリセス170群が形成される。このような領域191及び領域192を含むマスク190が形成され、その開口部190a群にリセス170が形成された半導体層110に対し、上記のように、MOCVD法を用いて、n型GaN等のn型半導体領域180が形成される。
3 is a diagram for explaining the difference in growth rate of the re-grown region, which is a schematic plan view of a main part of a semiconductor layer on which a mask is formed.
3, that is, a mask 190 formed on a semiconductor layer 110 includes a region 191 where the openings 190a are relatively dense and a region 192 where the openings 190a are relatively sparse. In the semiconductor layer 110 in the region 191 where the openings 190a of the mask 190 are relatively dense, the recesses 170 are formed relatively densely. On the other hand, in the semiconductor layer 110 in the region 192 where the openings 190a of the mask 190 are relatively sparse, the recesses 170 are formed relatively sparsely. The mask 190 including the regions 191 and 192 is formed, and an n-type semiconductor region 180 such as n-type GaN is formed on the semiconductor layer 110 in which the recesses 170 are formed in the openings 190a by using the MOCVD method as described above.

その際、n型半導体領域180の主原料の原子183、例えばGa(ガリウム)原子は、マスク190の開口部190aの半導体層110上のほか、その開口部190aの外側のマスク190上にも供給される。マスク190上に供給された主原料の原子183は、マスク190上を拡散し得る。マスク190上を拡散する主原料の原子183は、開口部190aに移動すると、半導体層110のリセス170に形成されるn型半導体領域180の再成長に消費され得る。マスク190上を拡散する主原料の原子183が開口部190aに移動してn型半導体領域180の再成長に消費される場合には、当該原子183が開口部190aに移動しない場合に比べて、開口部190aに再成長されるn型半導体領域180の成長レートが速くなる。 At that time, the main raw material atoms 183 of the n-type semiconductor region 180, for example, Ga (gallium) atoms, are supplied onto the semiconductor layer 110 in the opening 190a of the mask 190, as well as onto the mask 190 outside the opening 190a. The main raw material atoms 183 supplied onto the mask 190 can diffuse onto the mask 190. When the main raw material atoms 183 diffusing onto the mask 190 move to the opening 190a, they can be consumed for the regrowth of the n-type semiconductor region 180 formed in the recess 170 of the semiconductor layer 110. When the main raw material atoms 183 diffusing onto the mask 190 move to the opening 190a and are consumed for the regrowth of the n-type semiconductor region 180, the growth rate of the n-type semiconductor region 180 regrown in the opening 190a becomes faster than when the atoms 183 do not move to the opening 190a.

マスク190の開口部190a群が比較的疎である領域192では、開口部190a群の周囲に比較的大面積でマスク190が存在するため、マスク190上を拡散して開口部190a群に移動してくる主原料の原子183の量が比較的多くなり易い。そして、開口部190a群が比較的疎である領域192では、単位面積当たりの開口部190a群の数が少ないため、1個当たりの開口部190aに到達する主原料の原子183の量も多くなり易い。その結果、開口部190a群が比較的疎である領域192では、開口部190a群が比較的密である領域191に比べて、リセス170に再成長されるn型半導体領域180の成長レートが速くなり易い。 In the region 192 where the openings 190a of the mask 190 are relatively sparse, the mask 190 is present over a relatively large area around the openings 190a, so the amount of the main raw material atoms 183 that diffuse over the mask 190 and move to the openings 190a is likely to be relatively large. In the region 192 where the openings 190a are relatively sparse, the number of openings 190a per unit area is small, so the amount of the main raw material atoms 183 that reach each opening 190a is likely to be large. As a result, in the region 192 where the openings 190a are relatively sparse, the growth rate of the n-type semiconductor region 180 that is regrown in the recess 170 is likely to be faster than in the region 191 where the openings 190a are relatively dense.

n型半導体領域180の成長レートが速くなると、ドーパント原料の原子、例えばSi(シリコン)原子やGe(ゲルマニウム)原子の取り込み量が減少し、得られるn型半導体領域180の抵抗が高くなり易い。即ち、マスク190の開口部190a群が比較的疎である領域192に再成長されるn型半導体領域180は、開口部190a群が比較的密である領域191に再成長されるn型半導体領域180に比べて、速い成長レートで再成長され易く、抵抗が高くなり易い。 When the growth rate of the n-type semiconductor region 180 is increased, the amount of atoms of the dopant raw material, such as Si (silicon) atoms and Ge (germanium) atoms, that are incorporated decreases, and the resistance of the resulting n-type semiconductor region 180 tends to be high. That is, the n-type semiconductor region 180 that is regrown in the region 192 where the openings 190a of the mask 190 are relatively sparse tends to be regrown at a faster growth rate and tends to have a higher resistance than the n-type semiconductor region 180 that is regrown in the region 191 where the openings 190a are relatively dense.

尚、MOCVD法を用いたn型半導体領域180の再成長時には、Ga原子等の主原料の原子183のほか、Si原子やGe原子といったドーパント原料の原子も、マスク190上に供給され得る。但し、ドーパント原料の原子は、主原料の原子183に比べて、マスク190上での滞在(吸着)時間が短く、拡散距離が短い。そのため、マスク190上に供給されたドーパント原料の原子が開口部190aに到達し、そこでの再成長に消費される確率は比較的低くなる。その結果、マスク190上に供給されて拡散する主原料の原子183の開口部190aへの移動によって成長レートが速くなるn型半導体領域180では、ドーパント原料の原子の取り込み量が減少し、抵抗が高くなり易い。 When the n-type semiconductor region 180 is regrowthed by MOCVD, in addition to the main raw material atoms 183 such as Ga atoms, atoms of the dopant raw material such as Si atoms and Ge atoms may be supplied onto the mask 190. However, compared to the main raw material atoms 183, the atoms of the dopant raw material have a shorter residence (adsorption) time on the mask 190 and a shorter diffusion distance. Therefore, the probability that the atoms of the dopant raw material supplied onto the mask 190 reach the opening 190a and are consumed in the regrowth there is relatively low. As a result, in the n-type semiconductor region 180 in which the growth rate is increased by the movement of the main raw material atoms 183 supplied and diffused onto the mask 190 to the opening 190a, the amount of atoms of the dopant raw material taken in is reduced, and the resistance is likely to be high.

図4は再成長領域の成長レートとトランジスタ素子のオン抵抗との関係の一例を示す図である。
図4において、横軸は活性領域に設けられてトランジスタ素子の電極(オーミック電極)と接続されるn型半導体領域(再成長領域)の成長レート[nm/min]を表し、縦軸はトランジスタ素子のオン抵抗[Ω・mm]を表している。図4に示すように、n型半導体領域の成長レートが速くなると、トランジスタ素子のオン抵抗が高くなる傾向が認められる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the growth rate of the re-grown region and the on-resistance of a transistor element.
In Fig. 4, the horizontal axis represents the growth rate [nm/min] of the n-type semiconductor region (regrowth region) provided in the active region and connected to the electrode (ohmic electrode) of the transistor element, and the vertical axis represents the on-resistance [Ω·mm] of the transistor element. As shown in Fig. 4, it is recognized that the on-resistance of the transistor element tends to increase as the growth rate of the n-type semiconductor region increases.

以上述べたように、MOCVD法を用いた再成長領域の形成時には、マスク上を拡散する主原料の原子の影響により、そのマスクの開口部の半導体層に再成長領域として形成されるn型半導体領域の成長レートに違いが生じることが起こり得る。尚、このようなn型半導体領域の成長レートの違いは、1つの半導体層に形成される異なるn型半導体領域間に限らず、異なる半導体層にそれぞれ形成されるn型半導体領域間でも起こり得る。n型半導体領域の成長レートに違いが生じると、取り込まれるn型ドーパントの量が変動し、形成されるn型半導体領域の抵抗に違いが生じる。その結果、ソース電極やドレイン電極のような電極と接続される、十分に低抵抗なn型半導体領域を有する半導体装置を、安定して実現することができないことが起こり得る。 As described above, when forming a regrowth region using the MOCVD method, due to the influence of the atoms of the main raw material diffusing on the mask, differences in the growth rate of the n-type semiconductor region formed as a regrowth region in the semiconductor layer at the opening of the mask may occur. Note that such differences in the growth rate of the n-type semiconductor region may occur not only between different n-type semiconductor regions formed in one semiconductor layer, but also between n-type semiconductor regions formed in different semiconductor layers. When differences in the growth rate of the n-type semiconductor region occur, the amount of n-type dopant incorporated varies, causing differences in the resistance of the formed n-type semiconductor region. As a result, it may not be possible to stably realize a semiconductor device having a sufficiently low-resistance n-type semiconductor region connected to electrodes such as a source electrode and a drain electrode.

以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような手法を用い、電極の接続のために半導体層に再成長される半導体領域の成長レートに違いが生じることを抑え、電極と接続される低抵抗の半導体領域を有する半導体装置を安定して実現する。 In view of the above, a method as shown in the following embodiment is used to suppress differences in the growth rate of the semiconductor region that is regrown in the semiconductor layer for electrode connection, and to stably realize a semiconductor device having a low-resistance semiconductor region that is connected to an electrode.

[第1の実施の形態]
図5は第1の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図である。図5には第1の実施の形態に係る半導体装置の一例の要部断面図を模式的に示している。
[First embodiment]
Fig. 5 is a diagram for explaining an example of a semiconductor device according to the first embodiment. Fig. 5 is a schematic cross-sectional view of a main part of the example of the semiconductor device according to the first embodiment.

図5に示す半導体装置1は、HEMTの一例である。半導体装置1は、半導体層10、その活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22、並びに、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50を含む。半導体装置1は更に、半導体層10の不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62を含む。 The semiconductor device 1 shown in FIG. 5 is an example of a HEMT. The semiconductor device 1 includes a semiconductor layer 10, an n-type semiconductor region 21 and an n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1, as well as a gate electrode 30, a source electrode 40, and a drain electrode 50. The semiconductor device 1 further includes an n-type semiconductor region 61 and an n-type semiconductor region 62 provided in an inactive region AR2 of the semiconductor layer 10.

半導体層10は、電子走行層11及び電子供給層12を含む。例えば、電子走行層11にGaNが用いられ、電子供給層12にAlGaNが用いられる。電子走行層11の、電子供給層12との接合界面近傍に、2DEG1aが生成される。2DEG1aは、半導体層10に設けられた不活性領域AR2によって画定される活性領域AR1に生成される。不活性領域AR2は、半導体層10へのArのイオン注入等によって素子分離領域として形成される領域である。活性領域AR1は、そのような素子分離領域によって画定される素子領域として形成される領域である。 The semiconductor layer 10 includes an electron transit layer 11 and an electron supply layer 12. For example, GaN is used for the electron transit layer 11, and AlGaN is used for the electron supply layer 12. 2DEG1a is generated near the junction interface between the electron transit layer 11 and the electron supply layer 12. The 2DEG1a is generated in an active region AR1 defined by an inactive region AR2 provided in the semiconductor layer 10. The inactive region AR2 is a region formed as an element isolation region by ion implantation of Ar into the semiconductor layer 10, or the like. The active region AR1 is a region formed as an element region defined by such an element isolation region.

n型半導体領域21及びn型半導体領域22は、活性領域AR1における半導体層10の一方の面(電子供給層12側の面)10a側に設けられたリセス71及びリセス72にそれぞれ設けられる。リセス71及びリセス72は、例えば、電子供給層12を貫通して電子走行層11に達し、リセス71及びリセス72の底面が電子走行層11に生成される2DEG1aよりも深い位置となるように、設けられる。このようなリセス71及びリセス72に、例えば、MOCVD法を用いて、それぞれn型半導体領域21及びn型半導体領域22が再成長され、形成される。n型半導体領域21及びn型半導体領域22には、例えば、n型GaNが用いられる。尚、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22を、再成長領域、再成長層等とも称する。 The n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 are provided in recesses 71 and 72, respectively, provided on one surface 10a (the surface on the electron supply layer 12 side) of the semiconductor layer 10 in the active region AR1. The recesses 71 and 72 are provided, for example, so that they penetrate the electron supply layer 12 to reach the electron transit layer 11, and the bottom surfaces of the recesses 71 and 72 are located deeper than the 2DEG 1a generated in the electron transit layer 11. The n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 are regrown and formed in the recesses 71 and 72, for example, by using the MOCVD method. For example, n-type GaN is used for the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22. The n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1 are also referred to as regrown regions, regrown layers, etc.

ゲート電極30は、活性領域AR1における半導体層10の面10a側に設けられる。図5の例では、ゲート電極30は、半導体層10の面10a(電子供給層12)上に設けられる。ゲート電極30は、活性領域AR1に設けられたn型半導体領域21とn型半導体領域22との間に位置し、n型半導体領域21及びn型半導体領域22(並びにその上に設けられるソース電極40及びドレイン電極50)とは接続されないように、設けられる。ゲート電極30には、Ni(ニッケル)、Au(金)等の金属が用いられる。ゲート電極30は、ショットキー電極として機能するように設けられる。 The gate electrode 30 is provided on the surface 10a side of the semiconductor layer 10 in the active region AR1. In the example of FIG. 5, the gate electrode 30 is provided on the surface 10a (electron supply layer 12) of the semiconductor layer 10. The gate electrode 30 is located between the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1, and is provided so as not to be connected to the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 (and the source electrode 40 and the drain electrode 50 provided thereon). Metals such as Ni (nickel) and Au (gold) are used for the gate electrode 30. The gate electrode 30 is provided so as to function as a Schottky electrode.

ソース電極40及びドレイン電極50は、半導体層10の面10a側に、ゲート電極30を挟むように設けられる。ソース電極40は、半導体層10のリセス71に設けられたn型半導体領域21上に位置し、n型半導体領域21と接続されるように、設けられる。ドレイン電極50は、半導体層10のリセス72に設けられたn型半導体領域22上に位置し、n型半導体領域22と接続されるように、設けられる。ソース電極40及びドレイン電極50には、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)等の金属が用いられる。ソース電極40及びドレイン電極50は、オーミック電極として機能するように設けられる。 The source electrode 40 and the drain electrode 50 are provided on the surface 10a side of the semiconductor layer 10 so as to sandwich the gate electrode 30. The source electrode 40 is located on the n-type semiconductor region 21 provided in the recess 71 of the semiconductor layer 10 and is provided so as to be connected to the n-type semiconductor region 21. The drain electrode 50 is located on the n-type semiconductor region 22 provided in the recess 72 of the semiconductor layer 10 and is provided so as to be connected to the n-type semiconductor region 22. The source electrode 40 and the drain electrode 50 are made of a metal such as Ti (titanium) or Al (aluminum). The source electrode 40 and the drain electrode 50 are provided so as to function as ohmic electrodes.

半導体装置1の動作時には、ソース電極40とドレイン電極50との間に所定電圧が供給され、ゲート電極30に所定ゲート電圧が供給される。ソース電極40とドレイン電極50との間の電子走行層11にキャリアの電子が輸送されるチャネルが形成され、半導体装置1のトランジスタ機能が実現される。 During operation of the semiconductor device 1, a predetermined voltage is supplied between the source electrode 40 and the drain electrode 50, and a predetermined gate voltage is supplied to the gate electrode 30. A channel through which carrier electrons are transported is formed in the electron transit layer 11 between the source electrode 40 and the drain electrode 50, and the transistor function of the semiconductor device 1 is realized.

半導体装置1では、電子走行層11に生成されるチャネルの2DEG1aが、比較的低抵抗のn型半導体領域21及びn型半導体領域22と接続され、2DEG1aとn型半導体領域21及びn型半導体領域22との間の抵抗が低減される。そして、比較的低抵抗のn型半導体領域21及びn型半導体領域22に、それぞれソース電極40及びドレイン電極50が接続される。これにより、2DEG1aと、ソース電極40及びドレイン電極50との間の抵抗が比較的低くなる。そのため、半導体装置1では、そのトランジスタ機能を有する素子(トランジスタ素子)の、チャネルを介したソース電極40とドレイン電極50との間のオン抵抗が比較的低くなる。オン抵抗が低くなることで、半導体装置1のソース電極40とドレイン電極50との間の大電流化が可能になり、半導体装置1の高出力化が可能になる。 In the semiconductor device 1, the 2DEG1a of the channel generated in the electron transit layer 11 is connected to the relatively low-resistance n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22, and the resistance between the 2DEG1a and the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 is reduced. The source electrode 40 and drain electrode 50 are connected to the relatively low-resistance n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22, respectively. This makes the resistance between the 2DEG1a and the source electrode 40 and drain electrode 50 relatively low. Therefore, in the semiconductor device 1, the on-resistance between the source electrode 40 and drain electrode 50 via the channel of the element (transistor element) having the transistor function is relatively low. The lower on-resistance enables a large current between the source electrode 40 and drain electrode 50 of the semiconductor device 1, and enables the semiconductor device 1 to have a high output.

半導体装置1では、トランジスタ素子が形成される活性領域AR1に隣接しその活性領域AR1を画定する不活性領域AR2に、n型半導体領域61及びn型半導体領域62が設けられる。不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62には、例えば、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22と同様に、n型GaNが用いられる。尚、不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62を、ダミー再成長領域、ダミー再成長層等とも称する。 In the semiconductor device 1, an n-type semiconductor region 61 and an n-type semiconductor region 62 are provided in an inactive region AR2 that is adjacent to and defines an active region AR1 in which a transistor element is formed. The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 provided in the inactive region AR2 are made of n-type GaN, for example, as are the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1. The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 provided in the inactive region AR2 are also referred to as a dummy re-growth region, a dummy re-growth layer, or the like.

n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、不活性領域AR2における半導体層10の面10a側に設けられたリセス81及びリセス82にそれぞれ設けられる。リセス81及びリセス82は、例えば、活性領域AR1を囲むように、断続的又は連続的に設けられる。リセス81及びリセス82は、例えば、n型半導体領域21及びn型半導体領域22がそれぞれ設けられるリセス71及びリセス72と同一或いは同等の深さで設けられる。このようなリセス81及びリセス82に、例えば、MOCVD法を用いて、それぞれn型半導体領域61及びn型半導体領域62が再成長され、形成される。この時、n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、n型半導体領域21及びn型半導体領域22と同時に形成される。後述のように、半導体層10の面10aに対し、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の、面10a側の端面61a及び端面62aは、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の、面10a側の端面21a及び端面22aよりも、高い位置となる。 The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are respectively provided in recesses 81 and 82 provided on the surface 10a side of the semiconductor layer 10 in the inactive region AR2. The recesses 81 and 82 are provided intermittently or continuously, for example, so as to surround the active region AR1. The recesses 81 and 82 are provided, for example, at the same or equal depth as the recesses 71 and 72 in which the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 are respectively provided. The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are regrown and formed in such recesses 81 and 82, for example, by using the MOCVD method. At this time, the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are formed simultaneously with the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22. As described below, with respect to the surface 10a of the semiconductor layer 10, the end faces 61a and 62a of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 on the surface 10a side are positioned higher than the end faces 21a and 22a of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 on the surface 10a side.

不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、活性領域AR1から離間して位置するように、設けられる。即ち、n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、半導体層10内において、活性領域AR1(及びそこに設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22)とは接触しないように、設けられる。n型半導体領域61及びn型半導体領域62(リセス81及びリセス82)は、活性領域AR1に隣接する不活性領域AR2の、活性領域AR1からの距離D1が、50μm以上の位置に、設けられることが好ましい。n型半導体領域61及びn型半導体領域62が、活性領域AR1からの距離D1が50μm未満の範囲に位置すると、次のような恐れがあるためである。即ち、半導体層10内における、n型半導体領域61及びn型半導体領域62と、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22や2DEG1aとの電気的な作用(容量結合等)により、トランジスタ素子の動作に影響が出る恐れがあるためである。但し、後述のように、n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22(リセス71及びリセス72)からの距離、図5の例では活性領域AR1からの距離D1が、500μm以内の位置に、設けられることが好ましい。 The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 provided in the inactive region AR2 are provided so as to be located away from the active region AR1. That is, the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided in the semiconductor layer 10 so as not to contact the active region AR1 (and the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided therein). It is preferable that the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 (recess 81 and recess 82) are provided at a position in the inactive region AR2 adjacent to the active region AR1 where the distance D1 from the active region AR1 is 50 μm or more. This is because if the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are located in a range where the distance D1 from the active region AR1 is less than 50 μm, the following may occur. That is, the operation of the transistor element may be affected by electrical interactions (such as capacitive coupling) between the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 in the semiconductor layer 10 and the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 and the 2DEG 1a in the active region AR1. However, as described below, it is preferable that the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided at a distance of 500 μm or less from the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 (recesses 71 and 72) provided in the active region AR1, that is, the distance D1 from the active region AR1 in the example of FIG. 5.

上記構成を有する半導体装置1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62の、MOCVD法を用いた再成長時には、半導体層10の面10aに、それらを再成長する部位に開口部群を有するマスクが形成される。このマスクの開口部群にリセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82が形成され、これらにそれぞれn型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62が再成長される。n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62の主原料の原子(Ga原子等)は、リセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82のほか、マスク上にも供給される。マスク上に供給された主原料の原子は、マスク上を拡散し得る。 When the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 and the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 of the semiconductor device 1 having the above configuration are regrown by MOCVD, a mask having a group of openings is formed on the surface 10a of the semiconductor layer 10 at the portion where they are regrown. Recesses 71 and 72 and recesses 81 and 82 are formed in the group of openings of this mask, and the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 and the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 are regrown in these, respectively. The atoms of the main raw material (Ga atoms, etc.) of the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 and the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 are supplied onto the mask in addition to the recesses 71 and 72 and recesses 81 and 82. The atoms of the main raw material supplied onto the mask can diffuse onto the mask.

尚、ドーパント原料の原子は、主原料の原子に比べて、マスク上での滞在時間が短く、拡散距離も短いため、主原料の原子ほどのマスク上での拡散は生じない。
不活性領域AR2に対応したマスク上を拡散する主原料の原子は、不活性領域AR2に設けられたリセス81及びリセス82に対応したマスクの開口部群に移動し、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の再成長に消費され易くなる。その結果、不活性領域AR2に対応したマスク上を拡散する主原料の原子が、活性領域AR1に設けられたリセス71及びリセス72に対応したマスクの開口部群に移動することが抑えられ、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の再成長に消費されることが抑えられる。そのため、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが、不活性領域AR2に対応したマスク上を拡散する主原料の原子の影響によって速くなることが抑えられ、安定化される。
Incidentally, the atoms of the dopant material have a shorter residence time on the mask and a shorter diffusion distance than the atoms of the main material, and therefore do not diffuse on the mask as much as the atoms of the main material do.
The atoms of the main raw material diffusing on the mask corresponding to the inactive region AR2 move to the openings of the mask corresponding to the recesses 81 and 82 provided in the inactive region AR2, and are easily consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62. As a result, the atoms of the main raw material diffusing on the mask corresponding to the inactive region AR2 are prevented from moving to the openings of the mask corresponding to the recesses 71 and 72 provided in the active region AR1, and are prevented from being consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22. Therefore, the growth rates of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1 are prevented from becoming faster due to the influence of the atoms of the main raw material diffusing on the mask corresponding to the inactive region AR2, and are stabilized.

不活性領域AR2に対応したマスク上を拡散する主原料の原子を、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の再成長に消費され易くし、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の再成長に消費され難くするために、マスクの開口部群の配置が調整される。それにより、半導体層10に形成されるリセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82の配置が調整される。リセス81及びリセス82(n型半導体領域61及びn型半導体領域62)は、リセス71及びリセス72(n型半導体領域21及びn型半導体領域22)からの距離が500μm以内の位置に、設けられることが好ましい。リセス81及びリセス82の、リセス71及びリセス72からの距離が、500μmを上回ると、次のようなことが起こり易くなるためである。即ち、不活性領域AR2に対応したマスク上を拡散する主原料の原子が、リセス71及びリセス72に対応したマスクの開口部群に移動し、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の再成長に消費され、それらの成長レートが速まり易くなるためである。 In order to make the atoms of the main raw material diffusing on the mask corresponding to the inactive region AR2 more likely to be consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 and less likely to be consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22, the arrangement of the opening group of the mask is adjusted. As a result, the arrangement of the recesses 71 and 72 and the recesses 81 and 82 formed in the semiconductor layer 10 is adjusted. It is preferable that the recesses 81 and 82 (n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62) are provided at a position within 500 μm of the recesses 71 and 72 (n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22). This is because if the distance of the recesses 81 and 82 from the recesses 71 and 72 exceeds 500 μm, the following is likely to occur. That is, the atoms of the main raw material diffusing on the mask corresponding to the inactive region AR2 move to the openings in the mask corresponding to the recesses 71 and 72, and are consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22, which tends to accelerate their growth rate.

尚、不活性領域AR2に対応したマスク上を拡散する主原料の原子は、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の再成長に消費され易くなり、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の再成長に消費され難くなる。そのため、不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62の成長レートは、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートに比べて、相対的に速くなる。その結果、半導体層10の面10aに対し、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の、面10a側の端面61a及び端面62aは、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の、面10a側の端面21a及び端面22aよりも、高い位置となる。 The atoms of the main raw material diffusing on the mask corresponding to the inactive region AR2 are more likely to be consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62, and less likely to be consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22. Therefore, the growth rate of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 provided in the inactive region AR2 is relatively faster than the growth rate of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1. As a result, the end faces 61a and 62a of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 on the face 10a side are higher than the end faces 21a and 22a of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 on the face 10a side with respect to the face 10a of the semiconductor layer 10.

上記のように、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22は、それらの成長レートが速くなることが抑えられ、安定化される。その結果、n型半導体領域21及びn型半導体領域22のドーパントの取り込み量が減少することが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。これにより、ソース電極40及びドレイン電極50と接続される、十分に低抵抗なn型半導体領域21及びn型半導体領域22を有する半導体装置1が、安定して実現される。 As described above, the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1 are prevented from increasing in growth rate, and are stabilized. As a result, the amount of dopant taken up by the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 is prevented from decreasing, and the resistance of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 is prevented from increasing. This allows a semiconductor device 1 to be stably realized, which has the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22, which are connected to the source electrode 40 and the drain electrode 50 and have sufficiently low resistance.

尚、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22に比べて成長レートが速い不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、n型半導体領域21及びn型半導体領域22よりもドーパントの取り込み量は少なくなる。 The n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2, which have a faster growth rate than the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1, incorporate less dopant than the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22.

以上のように不活性領域にn型半導体領域(ダミー再成長領域)を設け、活性領域に設けられるn型半導体領域(再成長領域)の成長レートを抑える手法は、活性領域に設けられるn型半導体領域の配置が疎の場合(成長レートが速くなり易い場合)に有効である。但し、当該手法は、活性領域に設けられるn型半導体領域の配置が密の場合にも、同様に適用可能である。不活性領域にn型半導体領域を設けることで、活性領域に設けられるn型半導体領域の配置が疎の場合に限らず、密の場合でも、活性領域に設けられるn型半導体領域の成長レートを抑え、安定化させることが可能になる。 As described above, the method of providing an n-type semiconductor region (dummy regrowth region) in an inactive region to suppress the growth rate of an n-type semiconductor region (regrowth region) provided in an active region is effective when the n-type semiconductor regions provided in the active region are sparsely arranged (when the growth rate tends to be fast). However, this method is also applicable when the n-type semiconductor regions provided in the active region are densely arranged. By providing an n-type semiconductor region in an inactive region, it is possible to suppress and stabilize the growth rate of the n-type semiconductor region provided in the active region not only when the n-type semiconductor regions provided in the active region are sparsely arranged, but also when they are dense.

また、不活性領域にn型半導体領域(ダミー再成長領域)を設けることで、活性領域に設けられる複数のn型半導体領域(再成長領域)の成長レートを安定化させ、活性領域に設けられる異なるn型半導体領域間に生じる成長レートの違いを抑えることが可能になる。更に、1つの半導体層の活性領域に設けられるn型半導体領域間に限らず、異なる半導体層の活性領域に設けられるn型半導体領域間に生じる成長レートの違いを抑えることも可能になる。 In addition, by providing an n-type semiconductor region (dummy regrowth region) in the inactive region, it is possible to stabilize the growth rate of multiple n-type semiconductor regions (regrowth regions) provided in the active region and suppress the difference in growth rate that occurs between different n-type semiconductor regions provided in the active region. Furthermore, it is possible to suppress the difference in growth rate that occurs not only between n-type semiconductor regions provided in the active region of one semiconductor layer, but also between n-type semiconductor regions provided in the active regions of different semiconductor layers.

[第2の実施の形態]
図6及び図7は第2の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図である。図6には第2の実施の形態に係る半導体装置の要部平面図を模式的に示している。図7には第2の実施の形態に係る半導体装置の要部断面図を模式的に示している。図7は図6のVII-VII断面模式図である。
[Second embodiment]
6 and 7 are diagrams for explaining an example of a semiconductor device according to the second embodiment. Fig. 6 is a schematic plan view of a main part of the semiconductor device according to the second embodiment. Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of a main part of the semiconductor device according to the second embodiment. Fig. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line VII-VII of Fig. 6.

図6及び図7に示す半導体装置1Aは、HEMTの一例である。半導体装置1Aは、図6及び図7に示すように、半導体層10A、その活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22(再成長領域)、並びに、ゲート電極30、ソース電極40及びドレイン電極50を含む。半導体装置1Aは更に、半導体層10Aの不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62(ダミー再成長領域)を含む。 The semiconductor device 1A shown in Figures 6 and 7 is an example of a HEMT. As shown in Figures 6 and 7, the semiconductor device 1A includes a semiconductor layer 10A, an n-type semiconductor region 21 and an n-type semiconductor region 22 (regrowth region) provided in the active region AR1, as well as a gate electrode 30, a source electrode 40, and a drain electrode 50. The semiconductor device 1A further includes an n-type semiconductor region 61 and an n-type semiconductor region 62 (dummy regrowth region) provided in the inactive region AR2 of the semiconductor layer 10A.

半導体装置1Aの半導体層10Aには、図7に示すように、基板13、初期層14、電子走行層11、スペーサ層15及び電子供給層12が含まれる。
ここで、基板13には、SiC(シリコンカーバイド)、Si、サファイア、GaN、AlN(アルミニウムナイトライド)、ダイヤモンド等の基板が用いられる。基板13は、1種の基板の単層構造であってもよいし、2種以上の基板の積層構造であってもよい。
As shown in FIG. 7, the semiconductor layer 10A of the semiconductor device 1A includes a substrate 13, an initial layer 14, an electron transit layer 11, a spacer layer 15, and an electron supply layer 12.
Here, a substrate such as SiC (silicon carbide), Si, sapphire, GaN, AlN (aluminum nitride), diamond, etc. is used as the substrate 13. The substrate 13 may have a single-layer structure of one type of substrate, or a laminate structure of two or more types of substrates.

初期層14は、基板13の一方の面13aに設けられる。初期層14には、AlN、GaN、AlGaN等の窒化物半導体が用いられる。初期層14は、1種の窒化物半導体の単層構造であってもよいし、2種以上の窒化物半導体の積層構造であってもよい。 The initial layer 14 is provided on one surface 13a of the substrate 13. The initial layer 14 is made of a nitride semiconductor such as AlN, GaN, or AlGaN. The initial layer 14 may be a single-layer structure of one type of nitride semiconductor, or a layered structure of two or more types of nitride semiconductors.

電子走行層11は、初期層14の、基板13側とは反対側の面14aに設けられる。電子走行層11には、GaN、AlGaN等の窒化物半導体が用いられる。電子走行層11は、1種の窒化物半導体の単層構造であってもよいし、2種以上の窒化物半導体の積層構造であってもよい。例えば、電子走行層11には、i型GaNが用いられる。 The electron transit layer 11 is provided on the surface 14a of the initial layer 14 opposite the substrate 13 side. The electron transit layer 11 is made of a nitride semiconductor such as GaN or AlGaN. The electron transit layer 11 may be a single-layer structure of one type of nitride semiconductor, or a laminate structure of two or more types of nitride semiconductors. For example, the electron transit layer 11 is made of i-type GaN.

スペーサ層15は、電子走行層11の、初期層14側とは反対側の面11aに設けられる。スペーサ層15には、AlN、AlGaN等の窒化物半導体が用いられる。スペーサ層15は、1種の窒化物半導体の単層構造であってもよいし、2種以上の窒化物半導体の積層構造であってもよい。 The spacer layer 15 is provided on the surface 11a of the electron transit layer 11 opposite the initial layer 14. The spacer layer 15 is made of a nitride semiconductor such as AlN or AlGaN. The spacer layer 15 may be a single-layer structure of one type of nitride semiconductor, or a laminate structure of two or more types of nitride semiconductors.

電子供給層12は、スペーサ層15の、電子走行層11側とは反対側の面15aに設けられる。電子供給層12には、AlGaN、InAlN(インジウムアルミニウムナイトライド)、InAlGaN(インジウムアルミニウムガリウムナイトライド)、AlN、ScAlN(スカンジウムアルミニウムナイトライド)等の窒化物半導体が用いられる。電子供給層12は、1種の窒化物半導体の単層構造であってもよいし、2種以上の窒化物半導体の積層構造であってもよい。 The electron supply layer 12 is provided on the surface 15a of the spacer layer 15 opposite the electron transit layer 11. The electron supply layer 12 is made of a nitride semiconductor such as AlGaN, InAlN (indium aluminum nitride), InAlGaN (indium aluminum gallium nitride), AlN, or ScAlN (scandium aluminum nitride). The electron supply layer 12 may be a single-layer structure of one type of nitride semiconductor, or a laminate structure of two or more types of nitride semiconductors.

半導体装置1Aでは、電子走行層11の、スペーサ層15との接合界面近傍に、2DEG1aが生成される。2DEG1aは、半導体層10Aに設けられた不活性領域AR2によって画定される活性領域AR1に生成される。不活性領域AR2は、半導体層10AへのArのイオン注入等によって素子分離領域として形成される領域である。活性領域AR1は、そのような素子分離領域によって画定される素子領域として形成される領域である。不活性領域AR2は、活性領域AR1を囲むように、活性領域AR1に隣接して、設けられる。2DEG1aが生成される活性領域AR1に、トランジスタ機能を有するトランジスタ素子が形成される。 In the semiconductor device 1A, 2DEG1a is generated near the junction interface between the electron transit layer 11 and the spacer layer 15. The 2DEG1a is generated in an active region AR1 defined by an inactive region AR2 provided in the semiconductor layer 10A. The inactive region AR2 is a region formed as an element isolation region by ion implantation of Ar into the semiconductor layer 10A or the like. The active region AR1 is a region formed as an element region defined by such an element isolation region. The inactive region AR2 is provided adjacent to the active region AR1 so as to surround the active region AR1. A transistor element having a transistor function is formed in the active region AR1 in which the 2DEG1a is generated.

半導体層10Aは、例えば、MOCVD法を用いて、基板13の面13aに初期層14が成長され、その面14aに電子走行層11が成長され、その面11aにスペーサ層15が成長され、その面15aに電子供給層12が成長されることで、形成される。 The semiconductor layer 10A is formed, for example, by using the MOCVD method, by growing an initial layer 14 on the surface 13a of the substrate 13, growing an electron transit layer 11 on the surface 14a, growing a spacer layer 15 on the surface 11a, and growing an electron supply layer 12 on the surface 15a.

尚、ここでは図示を省略するが、半導体層10Aには、電子供給層12の、スペーサ層15側とは反対側の面12aに設けられる、GaN等の窒化物半導体を用いたキャップ層等の他の層が更に含まれてもよい。 Although not shown here, the semiconductor layer 10A may further include other layers, such as a cap layer made of a nitride semiconductor such as GaN, provided on the surface 12a of the electron supply layer 12 opposite the spacer layer 15.

活性領域AR1における半導体層10Aの面10a(この例では電子供給層12の面12a)側に、n型半導体領域21及びn型半導体領域22が設けられる。n型半導体領域21及びn型半導体領域22は、活性領域AR1における半導体層10Aの面10a側に設けられたリセス71及びリセス72にそれぞれ設けられる。リセス71及びリセス72は、例えば、図7に示すように、電子供給層12及びスペーサ層15を貫通して電子走行層11に達し、リセス71及びリセス72の底面が電子走行層11に生成される2DEG1aよりも深い位置となるように、設けられる。このようなリセス71及びリセス72に、例えば、MOCVD法を用いて、それぞれn型半導体領域21及びn型半導体領域22が再成長され、形成される。n型半導体領域21及びn型半導体領域22には、例えば、n型GaNが用いられる。 An n-type semiconductor region 21 and an n-type semiconductor region 22 are provided on the surface 10a (surface 12a of the electron supply layer 12 in this example) side of the semiconductor layer 10A in the active region AR1. The n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 are provided in recesses 71 and 72 provided on the surface 10a side of the semiconductor layer 10A in the active region AR1, respectively. For example, as shown in FIG. 7, the recesses 71 and 72 are provided so that they penetrate the electron supply layer 12 and the spacer layer 15 to reach the electron transit layer 11, and the bottom surfaces of the recesses 71 and 72 are located deeper than the 2DEG 1a generated in the electron transit layer 11. The n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 are regrown and formed in the recesses 71 and 72, respectively, by using, for example, the MOCVD method. For example, n-type GaN is used for the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22.

ゲート電極30は、半導体層10Aの面10a側に設けられる。図6及び図7の例では、ゲート電極30は、活性領域AR1及び不活性領域AR2の半導体層10Aの面10a(電子供給層12)上に設けられる。ゲート電極30は、その一部が、活性領域AR1に設けられたn型半導体領域21とn型半導体領域22との間に位置し、n型半導体領域21及びn型半導体領域22(並びにその上に設けられるソース電極40及びドレイン電極50)とは接続されないように、設けられる。ゲート電極30には、Ni、Au等の金属が用いられる。ゲート電極30は、ショットキー電極として機能するように設けられる。尚、ゲート電極30と半導体層10Aの面10aとの間には、酸化物、窒化物又は酸窒化物等が用いられたゲート絶縁膜(図示せず)が介在されてもよい。 The gate electrode 30 is provided on the surface 10a side of the semiconductor layer 10A. In the example of FIG. 6 and FIG. 7, the gate electrode 30 is provided on the surface 10a (electron supply layer 12) of the semiconductor layer 10A in the active region AR1 and the inactive region AR2. The gate electrode 30 is provided so that a part of it is located between the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1, and is not connected to the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 (as well as the source electrode 40 and the drain electrode 50 provided thereon). Metals such as Ni and Au are used for the gate electrode 30. The gate electrode 30 is provided so as to function as a Schottky electrode. Note that a gate insulating film (not shown) using an oxide, nitride, oxynitride, or the like may be interposed between the gate electrode 30 and the surface 10a of the semiconductor layer 10A.

ソース電極40及びドレイン電極50は、半導体層10Aの面10a側に、ゲート電極30を挟むように設けられる。ソース電極40は、その一部が、半導体層10Aのリセス71に設けられたn型半導体領域21上に位置し、n型半導体領域21と接続されるように、設けられる。ドレイン電極50は、その一部が、半導体層10Aのリセス72に設けられたn型半導体領域22上に位置し、n型半導体領域22と接続されるように、設けられる。ソース電極40及びドレイン電極50には、Ti、Al等の金属が用いられる。ソース電極40及びドレイン電極50は、オーミック電極として機能するように設けられる。 The source electrode 40 and the drain electrode 50 are provided on the surface 10a side of the semiconductor layer 10A so as to sandwich the gate electrode 30. The source electrode 40 is provided so that a part of it is located on the n-type semiconductor region 21 provided in the recess 71 of the semiconductor layer 10A and is connected to the n-type semiconductor region 21. The drain electrode 50 is provided so that a part of it is located on the n-type semiconductor region 22 provided in the recess 72 of the semiconductor layer 10A and is connected to the n-type semiconductor region 22. The source electrode 40 and the drain electrode 50 are made of a metal such as Ti or Al. The source electrode 40 and the drain electrode 50 are provided so as to function as ohmic electrodes.

半導体装置1Aの動作時には、ソース電極40とドレイン電極50との間に所定電圧が供給され、ゲート電極30に所定ゲート電圧が供給される。ソース電極40とドレイン電極50との間の電子走行層11にキャリアの電子が輸送されるチャネルが形成され、半導体装置1Aのトランジスタ機能が実現される。 During operation of the semiconductor device 1A, a predetermined voltage is supplied between the source electrode 40 and the drain electrode 50, and a predetermined gate voltage is supplied to the gate electrode 30. A channel through which carrier electrons are transported is formed in the electron transit layer 11 between the source electrode 40 and the drain electrode 50, realizing the transistor function of the semiconductor device 1A.

半導体装置1Aでは、電子走行層11に生成されるチャネルの2DEG1aが、比較的低抵抗のn型半導体領域21及びn型半導体領域22と接続され、2DEG1aとn型半導体領域21及びn型半導体領域22との間の抵抗が低減される。これにより、半導体装置1Aでは、2DEG1aと、n型半導体領域21及びn型半導体領域22を介して接続されるソース電極40及びドレイン電極50との間の抵抗が低減され、トランジスタ素子のオン抵抗が低減される。半導体装置1Aでは、電子供給層12を貫通し、更にスペーサ層15を貫通して、電子走行層11の2DEG1aに接続されるように、n型半導体領域21及びn型半導体領域22が設けられる。2DEG1aと半導体層10Aの面10aとの間に、電子供給層12に加え、更にスペーサ層15が介在されても、n型半導体領域21及びn型半導体領域22により、2DEG1aとソース電極40及びドレイン電極50との間の抵抗が効果的に低減される。 In the semiconductor device 1A, the 2DEG1a of the channel generated in the electron transit layer 11 is connected to the relatively low-resistance n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22, and the resistance between the 2DEG1a and the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 is reduced. As a result, in the semiconductor device 1A, the resistance between the 2DEG1a and the source electrode 40 and the drain electrode 50 connected via the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 is reduced, and the on-resistance of the transistor element is reduced. In the semiconductor device 1A, the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 are provided so as to penetrate the electron supply layer 12 and further penetrate the spacer layer 15 and be connected to the 2DEG1a of the electron transit layer 11. Even if the spacer layer 15 is interposed between the 2DEG 1a and the surface 10a of the semiconductor layer 10A in addition to the electron supply layer 12, the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 effectively reduce the resistance between the 2DEG 1a and the source electrode 40 and the drain electrode 50.

半導体装置1では、トランジスタ素子が形成される活性領域AR1に隣接しその活性領域AR1を画定する不活性領域AR2に、n型半導体領域61及びn型半導体領域62が設けられる。不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62には、例えば、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22と同様に、n型GaNが用いられる。 In the semiconductor device 1, an n-type semiconductor region 61 and an n-type semiconductor region 62 are provided in an inactive region AR2 that is adjacent to and defines an active region AR1 in which a transistor element is formed. The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 provided in the inactive region AR2 are made of, for example, n-type GaN, similar to the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1.

n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、不活性領域AR2における半導体層10Aの面10a側に設けられたリセス81及びリセス82にそれぞれ設けられる。リセス81及びリセス82は、例えば、活性領域AR1を囲むように、設けられる。図6及び図7の例では、不活性領域AR2の、活性領域AR1を挟んだ両側にそれぞれ、平面視でコ字形状のリセス81及びリセス82が設けられる。リセス81及びリセス82は、例えば、図7に示すように、n型半導体領域21及びn型半導体領域22がそれぞれ設けられるリセス71及びリセス72と同一或いは同等の深さで設けられる。 The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided in recesses 81 and 82, respectively, provided on the surface 10a side of the semiconductor layer 10A in the inactive region AR2. The recesses 81 and 82 are provided, for example, so as to surround the active region AR1. In the example of FIG. 6 and FIG. 7, the recesses 81 and 82, which are U-shaped in plan view, are provided on both sides of the active region AR1 in the inactive region AR2. The recesses 81 and 82 are provided, for example, as shown in FIG. 7, to the same or equivalent depth as the recesses 71 and 72 in which the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 are provided, respectively.

このようなリセス81及びリセス82に、例えば、MOCVD法を用いて、それぞれn型半導体領域61及びn型半導体領域62が再成長され、形成される。この時、n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、n型半導体領域21及びn型半導体領域22と同時に形成される。半導体層10Aの面10aに対し、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の、面10a側の端面61a及び端面62aは、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の、面10a側の端面21a及び端面22aよりも、高い位置となる。 In these recesses 81 and 82, n-type semiconductor regions 61 and 62 are regrown and formed, respectively, using, for example, the MOCVD method. At this time, the n-type semiconductor regions 61 and 62 are formed simultaneously with the n-type semiconductor regions 21 and 22. With respect to the face 10a of the semiconductor layer 10A, the end faces 61a and 62a of the n-type semiconductor regions 61 and 62 on the face 10a side are positioned higher than the end faces 21a and 22a of the n-type semiconductor regions 21 and 22 on the face 10a side.

不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、活性領域AR1から離間して位置するように、設けられる。n型半導体領域61及びn型半導体領域62(リセス81及びリセス82)は、活性領域AR1に隣接する不活性領域AR2の、活性領域AR1から50μm以上離間した位置に、設けられることが好ましい。半導体層10A内における、n型半導体領域61及びn型半導体領域62と、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22や2DEG1aとの電気的な作用(容量結合等)を抑え、電気的な作用によるトランジスタ素子の動作への影響を抑えるためである。但し、後述のように、n型半導体領域61及びn型半導体領域62(リセス81及びリセス82)は、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22(リセス71及びリセス72)からの距離が500μm以内の位置に、設けられることが好ましい。 The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2 are provided so as to be located away from the active region AR1. The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 (recesses 81 and 82) are preferably provided in the inactive region AR2 adjacent to the active region AR1 at a position 50 μm or more away from the active region AR1. This is to suppress the electrical action (capacitive coupling, etc.) between the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 in the semiconductor layer 10A and the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 and the 2DEG1a in the active region AR1, and to suppress the influence of the electrical action on the operation of the transistor element. However, as described below, it is preferable that the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 (recesses 81 and 82) are provided at a position within 500 μm of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 (recesses 71 and 72) provided in the active region AR1.

尚、n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、ゲート電極30とは接触しないように、不活性領域AR2に設けられる。これにより、n型半導体領域61及びn型半導体領域62のゲート電極30への影響が抑えられ、ゲート電極30への影響によるトランジスタ素子の動作への影響が抑えられる。 The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided in the inactive region AR2 so as not to come into contact with the gate electrode 30. This reduces the effect of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 on the gate electrode 30, and reduces the effect of the effect on the gate electrode 30 on the operation of the transistor element.

上記構成を有する半導体装置1Aでは、活性領域AR1に、ソース電極40及びドレイン電極50と接続されるn型半導体領域21及びn型半導体領域22が設けられると共に、不活性領域AR2に、n型半導体領域61及びn型半導体領域62が設けられる。不活性領域AR2にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が設けられることで、それらと共に活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22の、再成長時の成長レートが速くなることが抑えられる。尚、再成長の詳細については後述する。再成長時に成長レートが速くなることが抑えられることで、n型半導体領域21及びn型半導体領域22のドーパントの取り込み量が減少することが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。これにより、ソース電極40及びドレイン電極50と接続される、十分に低抵抗なn型半導体領域21及びn型半導体領域22を有する半導体装置1Aが、安定して実現される。 In the semiconductor device 1A having the above configuration, the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 connected to the source electrode 40 and the drain electrode 50 are provided in the active region AR1, and the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided in the inactive region AR2. By providing the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2, the growth rate of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1 together with the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 during regrowth is prevented from increasing. Details of the regrowth will be described later. By preventing the growth rate from increasing during regrowth, the amount of dopant taken into the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 is prevented from decreasing, and the resistance of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 is prevented from increasing. As a result, the semiconductor device 1A having the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22, which are connected to the source electrode 40 and the drain electrode 50 and have sufficiently low resistance, is stably realized.

続いて、上記構成を有する半導体装置1Aの形成方法について述べる。
図8~図15は第2の実施の形態に係る半導体装置の形成方法の一例について説明する図である。以下、半導体装置形成の各工程の一例について、図8~図15を参照して順に説明する。
Next, a method for forming the semiconductor device 1A having the above configuration will be described.
8 to 15 are diagrams for explaining an example of a method for forming a semiconductor device according to the second embodiment. Hereinafter, an example of each process for forming a semiconductor device will be described in order with reference to FIGS.

図8は半導体層の準備工程の一例を示す図である。図8(A)には半導体層の準備工程の一例の要部平面図を模式的に示している。図8(B)には半導体層の準備工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図8(B)は図8(A)のVIII-VIII断面模式図である。 Figure 8 is a diagram showing an example of a semiconductor layer preparation process. Figure 8(A) shows a schematic plan view of a main part of an example of a semiconductor layer preparation process. Figure 8(B) shows a schematic cross-sectional view of a main part of an example of a semiconductor layer preparation process. Figure 8(B) is a schematic cross-sectional view taken along line VIII-VIII of Figure 8(A).

例えば、図8(A)及び図8(B)に示すような半導体層10Aが準備される。例えば、MOCVD法を用いて、基板13の面13aに初期層14が成長され、その面14aに電子走行層11が成長され、その面11aにスペーサ層15が成長され、その面15aに電子供給層12が成長される。電子走行層11の、スペーサ層15との接合界面近傍に、2DEG1aが生成される。 For example, a semiconductor layer 10A as shown in FIG. 8(A) and FIG. 8(B) is prepared. For example, using the MOCVD method, an initial layer 14 is grown on the surface 13a of a substrate 13, an electron transit layer 11 is grown on the surface 14a, a spacer layer 15 is grown on the surface 11a, and an electron supply layer 12 is grown on the surface 15a. A 2DEG 1a is generated near the junction interface between the electron transit layer 11 and the spacer layer 15.

図9は不活性領域及び活性領域の形成工程の一例を示す図である。図9(A)には不活性領域及び活性領域の形成工程の一例の要部平面図を模式的に示している。図9(B)には不活性領域及び活性領域の形成工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図9(B)は図9(A)のIX-IX断面模式図である。 Figure 9 shows an example of a process for forming an inactive region and an active region. Figure 9(A) shows a schematic plan view of a main part of an example of a process for forming an inactive region and an active region. Figure 9(B) shows a schematic cross-sectional view of a main part of an example of a process for forming an inactive region and an active region. Figure 9(B) is a schematic cross-sectional view taken along line IX-IX of Figure 9(A).

半導体層10Aの準備後、例えば、図9(A)及び図9(B)に示すように、不活性領域AR2が形成され、それにより、形成された不活性領域AR2によって画定される活性領域AR1が形成される。 After the semiconductor layer 10A is prepared, for example, as shown in FIG. 9(A) and FIG. 9(B), an inactive region AR2 is formed, thereby forming an active region AR1 defined by the formed inactive region AR2.

例えば、半導体層10Aの面10aに、フォトリソグラフィ技術により、不活性領域AR2を形成する半導体層10Aの部位に開口部を有するレジストパターン(図示せず)が形成される。そして、そのレジストパターンの開口部から露出する半導体層10Aの部位に対し、Arのイオン注入が行われる。半導体層10Aの、Arのイオン注入が行われた部位に、不活性領域AR2が形成される。Arのイオン注入は、電子走行層11に生成される2DEG1aよりも深い位置まで延びるように、行われる。半導体層10Aの、Arのイオン注入が行われなかった部位には、不活性領域AR2によって画定される活性領域AR1が形成される。Arのイオン注入後、レジストパターンは、有機溶剤等を用いて除去される。 For example, a resist pattern (not shown) having openings in the portions of the semiconductor layer 10A that form the inactive regions AR2 is formed on the surface 10a of the semiconductor layer 10A by photolithography. Then, Ar ions are implanted into the portions of the semiconductor layer 10A exposed through the openings of the resist pattern. Inactive regions AR2 are formed in the portions of the semiconductor layer 10A where Ar ions are implanted. The Ar ions are implanted so as to extend to a position deeper than the 2DEG1a generated in the electron transit layer 11. In the portions of the semiconductor layer 10A where Ar ions are not implanted, active regions AR1 defined by the inactive regions AR2 are formed. After Ar ions are implanted, the resist pattern is removed using an organic solvent or the like.

尚、Arのイオン注入に代えて、レジストパターンの開口部から露出する半導体層10Aの部位を、Cl系ガスを用いたRIE等によりドライエッチングして除去することで、不活性領域を形成することもできる。 In addition, instead of Ar ion implantation, the portions of the semiconductor layer 10A exposed through the openings in the resist pattern can be removed by dry etching using a Cl-based gas, such as RIE, to form inactive regions.

図10はマスクの形成工程の一例を示す図である。図10(A)にはマスクの形成工程の一例の要部平面図を模式的に示している。図10(B)にはマスクの形成工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図10(B)は図10(A)のX-X断面模式図である。 Figure 10 shows an example of a mask formation process. Figure 10(A) shows a schematic plan view of the main parts of an example of the mask formation process. Figure 10(B) shows a schematic cross-sectional view of the main parts of an example of the mask formation process. Figure 10(B) is a schematic cross-sectional view taken along line X-X of Figure 10(A).

不活性領域AR2及び活性領域AR1の形成後、例えば、図10(A)及び図10(B)に示すように、半導体層10Aの面10aに、半導体層10Aの所定部位に開口部90a群を有するマスク90が形成される。マスク90の開口部90a群は、半導体層10Aの、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22(又はリセス71及びリセス72)を形成する部位に、設けられる。マスク90の開口部90a群は更に、半導体層10Aの、不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62(又はリセス81及びリセス82)を形成する部位に、設けられる。 After the inactive region AR2 and the active region AR1 are formed, for example, as shown in FIG. 10(A) and FIG. 10(B), a mask 90 having a group of openings 90a is formed on the surface 10a of the semiconductor layer 10A at a predetermined portion of the semiconductor layer 10A. The group of openings 90a of the mask 90 is provided in the portion of the semiconductor layer 10A where the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 (or the recesses 71 and 72) provided in the active region AR1 are to be formed. The group of openings 90a of the mask 90 is further provided in the portion of the semiconductor layer 10A where the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 (or the recesses 81 and 82) provided in the inactive region AR2 are to be formed.

マスク90には、SiN等の絶縁膜が用いられる。例えば、半導体層10Aの面10aに、プラズマCVD法を用いて、SiN等の絶縁膜が形成される。次いで、その絶縁膜上に、フォトリソグラフィ技術により、半導体層10Aのn型半導体領域21及びn型半導体領域22を形成する部位、並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62を形成する部位に対応する開口部群を有するレジストパターン(図示せず)が形成される。そして、そのレジストパターンの開口部群から露出する絶縁膜が、F系ガスを用いたRIE等によりドライエッチングされて除去される。これにより、図10(A)及び図10(B)に示すようなマスク90の開口部90a群が形成される。 For the mask 90, an insulating film such as SiN is used. For example, an insulating film such as SiN is formed on the surface 10a of the semiconductor layer 10A by using a plasma CVD method. Next, a resist pattern (not shown) having openings corresponding to the portions of the semiconductor layer 10A where the n-type semiconductor regions 21 and 22 are to be formed and the portions where the n-type semiconductor regions 61 and 62 are to be formed is formed on the insulating film by photolithography. Then, the insulating film exposed from the openings of the resist pattern is removed by dry etching such as RIE using an F-based gas. As a result, a group of openings 90a of the mask 90 is formed as shown in FIG. 10(A) and FIG. 10(B).

尚、ここでは図示を省略するが、開口部90a群の形成後のマスク90上には、開口部90a群の形成時に用いられたレジストパターンが残存してもよい。
図11はリセスの形成工程の一例を示す図である。図11(A)にはリセスの形成工程の一例の要部平面図を模式的に示している。図11(B)にはリセスの形成工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図11(B)は図11(A)のXI-XI断面模式図である。
Although not shown here, the resist pattern used when forming the group of openings 90a may remain on the mask 90 after the group of openings 90a is formed.
11A and 11B are diagrams showing an example of a recess forming step. Fig. 11A is a schematic plan view of a main part of an example of the recess forming step. Fig. 11B is a schematic cross-sectional view of a main part of an example of the recess forming step. Fig. 11B is a schematic cross-sectional view taken along line XI-XI of Fig. 11A.

開口部90a群を有するマスク90の形成後、図11(A)及び図11(B)に示すように、開口部90a群から露出する半導体層10Aの部位が、Cl系ガスを用いたRIE等によりドライエッチングされて除去される。これにより、活性領域AR1の半導体層10Aの面10a側に、マスク90の開口部90aと連通するリセス71及びリセス72が形成される。不活性領域AR2の半導体層10Aの面10a側に、マスク90の開口部90aと連通するリセス81及びリセス82が形成される。 After forming the mask 90 having the openings 90a, as shown in FIGS. 11(A) and 11(B), the portions of the semiconductor layer 10A exposed from the openings 90a are removed by dry etching such as RIE using Cl-based gas. As a result, recesses 71 and 72 that communicate with the openings 90a of the mask 90 are formed on the surface 10a side of the semiconductor layer 10A in the active region AR1. Recesses 81 and 82 that communicate with the openings 90a of the mask 90 are formed on the surface 10a side of the semiconductor layer 10A in the inactive region AR2.

活性領域AR1のリセス71及びリセス72は、半導体層10Aの電子供給層12及びスペーサ層15を貫通して電子走行層11に達し、リセス71及びリセス72の底面が電子走行層11に生成される2DEG1aよりも深い位置となるように、形成される。一例として、リセス71及びリセス72は、それらの底面が、電子走行層11の面11aから初期層14側に向かって60nm以内の深さに位置するように、形成される。不活性領域AR2のリセス81及びリセス82は、活性領域AR1のリセス71及びリセス72と同時に、同一或いは同等の深さで、不活性領域AR2における半導体層10Aの電子供給層12及びスペーサ層15を貫通して電子走行層11に達するように、形成される。 The recesses 71 and 72 in the active region AR1 are formed so that they penetrate the electron supply layer 12 and spacer layer 15 of the semiconductor layer 10A to reach the electron transit layer 11, and the bottom surfaces of the recesses 71 and 72 are located deeper than the 2DEG 1a generated in the electron transit layer 11. As an example, the recesses 71 and 72 are formed so that their bottom surfaces are located at a depth of 60 nm or less from the surface 11a of the electron transit layer 11 toward the initial layer 14 side. The recesses 81 and 82 in the inactive region AR2 are formed at the same time as the recesses 71 and 72 in the active region AR1, at the same or the same depth, so that they penetrate the electron supply layer 12 and spacer layer 15 of the semiconductor layer 10A in the inactive region AR2 to reach the electron transit layer 11.

リセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82の形成後、マスク90上にその開口部90a群の形成時に用いられたレジストパターンが残存する場合には、そのレジストパターンは、有機溶剤等を用いて除去される。 After recesses 71 and 72 and recesses 81 and 82 are formed, if the resist pattern used to form the openings 90a remains on the mask 90, the resist pattern is removed using an organic solvent or the like.

図12はn型半導体領域の形成工程の一例を示す図である。図12(A)にはn型半導体領域の形成工程の一例の要部平面図を模式的に示している。図12(B)にはn型半導体領域の形成工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図12(B)は図12(A)のXII-XII断面模式図である。 Figure 12 shows an example of a process for forming an n-type semiconductor region. Figure 12(A) shows a schematic plan view of a main part of an example of a process for forming an n-type semiconductor region. Figure 12(B) shows a schematic cross-sectional view of a main part of an example of a process for forming an n-type semiconductor region. Figure 12(B) is a schematic cross-sectional view taken along line XII-XII of Figure 12(A).

リセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82の形成後、図12(A)及び図12(B)に示すように、それらにそれぞれ、n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成される。 After the recesses 71 and 72 and the recesses 81 and 82 are formed, the n-type semiconductor regions 21 and 22 and the n-type semiconductor regions 61 and 62 are formed therein, respectively, as shown in FIG. 12(A) and FIG. 12(B).

例えば、MOCVD法を用いて、マスク90の開口部90a群から露出するリセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82に、n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62がそれぞれ再成長される。n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62として、例えば、n型GaNが再成長される。n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、MOCVD法を用いた同一の再成長工程で、リセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82にそれぞれ再成長される。 For example, using the MOCVD method, n-type semiconductor regions 21 and 22 and n-type semiconductor regions 61 and 62 are regrown in recesses 71 and 72 and recesses 81 and 82 exposed from the openings 90a of the mask 90. For example, n-type GaN is regrown as n-type semiconductor regions 21 and 22 and n-type semiconductor regions 61 and 62. N-type semiconductor regions 21 and 22 and n-type semiconductor regions 61 and 62 are regrown in recesses 71 and 72 and recesses 81 and 82 in the same regrowth process using the MOCVD method.

MOCVD法を用いたn型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62の再成長時には、それらの主原料の原子が、リセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82のほか、マスク90上にも供給される。 When the n-type semiconductor regions 21 and 22 and the n-type semiconductor regions 61 and 62 are regrown using the MOCVD method, the atoms of the main raw materials are supplied to the recesses 71 and 72, the recesses 81 and 82, and also onto the mask 90.

尚、ドーパント原料の原子は、主原料の原子に比べて、マスク上での滞在時間が短く、拡散距離も短いため、主原料の原子ほどのマスク上での拡散は生じない。
不活性領域AR2に対応したマスク90上に供給されてその上を拡散する主原料の原子は、不活性領域AR2のリセス81及びリセス82に対応したマスク90の開口部90a群に移動し、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の再成長に消費され易くなる。その結果、不活性領域AR2に対応したマスク90上を拡散する主原料の原子が、活性領域AR1のリセス71及びリセス72に対応したマスク90の開口部90a群に移動し、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の再成長に消費されることが抑えられる。そのため、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが、不活性領域AR2に対応したマスク90上を拡散する主原料の原子の影響によって速くなることが抑えられる。
Incidentally, the atoms of the dopant material have a shorter residence time on the mask and a shorter diffusion distance than the atoms of the main material, and therefore do not diffuse on the mask as much as the atoms of the main material do.
Atoms of the main raw material supplied onto the mask 90 corresponding to the inactive region AR2 and diffusing thereon move to the openings 90a of the mask 90 corresponding to the recesses 81 and 82 of the inactive region AR2, and are easily consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62. As a result, it is possible to prevent the atoms of the main raw material diffusing on the mask 90 corresponding to the inactive region AR2 from moving to the openings 90a of the mask 90 corresponding to the recesses 71 and 72 of the active region AR1 and being consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22. Therefore, it is possible to prevent the growth rates of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1 from becoming faster due to the influence of the atoms of the main raw material diffusing on the mask 90 corresponding to the inactive region AR2.

不活性領域AR2に対応したマスク90上を拡散する主原料の原子を、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の再成長に消費され易くし、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の再成長に消費され難くするために、開口部90a群の配置が調整される(図10)。それにより、リセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82の配置が調整される(図11)。リセス81及びリセス82(n型半導体領域61及びn型半導体領域62)は、リセス71及びリセス72(n型半導体領域21及びn型半導体領域22)からの距離が500μm以内の位置に、設けられることが好ましい。リセス81及びリセス82の、リセス71及びリセス72からの距離が、500μmを上回ると、次のようなことが起こり易くなるためである。即ち、不活性領域AR2に対応したマスク90上を拡散する主原料の原子が、リセス71及びリセス72に対応した開口部90a群に移動し、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の再成長に消費され、それらの成長レートが速まり易くなるためである。 In order to make the atoms of the main raw material diffusing on the mask 90 corresponding to the inactive region AR2 more likely to be consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 and less likely to be consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22, the arrangement of the openings 90a group is adjusted (FIG. 10). As a result, the arrangement of the recesses 71 and 72 and the recesses 81 and 82 is adjusted (FIG. 11). It is preferable that the recesses 81 and 82 (n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62) are provided at a position within 500 μm of the recesses 71 and 72 (n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22). This is because if the distance of the recesses 81 and 82 from the recesses 71 and 72 exceeds 500 μm, the following is likely to occur. That is, the atoms of the main raw material diffusing on the mask 90 corresponding to the inactive region AR2 move to the openings 90a corresponding to the recesses 71 and 72, and are consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22, which tends to speed up their growth rate.

このような観点で、マスク90の開口部90a群の配置が調整され、リセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82の配置が調整される。配置が調整されたリセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82に、MOCVD法を用いた同一の再成長工程で、n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62がそれぞれ再成長される。これにより、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが、不活性領域AR2に対応したマスク90上を拡散する主原料の原子の影響によって速くなることが抑えられ、安定化される。 From this perspective, the arrangement of the openings 90a of the mask 90 is adjusted, and the arrangements of the recesses 71 and 72 and the recesses 81 and 82 are adjusted. In the recesses 71 and 72 and the recesses 81 and 82 whose arrangements have been adjusted, the n-type semiconductor regions 21 and 22 and the n-type semiconductor regions 61 and 62 are regrown, respectively, in the same regrowth process using the MOCVD method. This prevents the growth rate of the n-type semiconductor regions 21 and 22 provided in the active region AR1 from increasing due to the influence of the atoms of the main material diffusing on the mask 90 corresponding to the inactive region AR2, and stabilizes it.

尚、不活性領域AR2に対応したマスク90上を拡散する主原料の原子は、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の再成長に消費され易くなり、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の再成長に消費され難くなる。そのため、不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61及びn型半導体領域62の成長レートは、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートに比べて、相対的に速くなる。その結果、半導体層10Aの面10aに対し、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の、面10a側の端面61a及び端面62aは、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の、面10a側の端面21a及び端面22aよりも、高い位置となる。 The atoms of the main raw material diffusing on the mask 90 corresponding to the inactive region AR2 are more likely to be consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62, and less likely to be consumed in the regrowth of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22. Therefore, the growth rate of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 provided in the inactive region AR2 is relatively faster than the growth rate of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1. As a result, the end faces 61a and 62a of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 on the face 10a side are higher than the end faces 21a and 22a of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 on the face 10a side with respect to the face 10a of the semiconductor layer 10A.

上記のように、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが速くなることが抑えられ、安定化されることで、n型半導体領域21及びn型半導体領域22のドーパントの取り込み量が減少することが抑えられる。ドーパントの取り込み量が減少することが抑えられることで、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の抵抗が高くなることが抑えられる。これにより、十分に低抵抗なn型半導体領域21及びn型半導体領域22が、安定して形成される。 As described above, the growth rate of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1 is prevented from increasing and stabilized, thereby preventing a decrease in the amount of dopant taken up by the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22. By preventing a decrease in the amount of dopant taken up, the resistance of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 is prevented from increasing. As a result, the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 having a sufficiently low resistance are formed stably.

尚、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22に比べて成長レートが速い不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、n型半導体領域21及びn型半導体領域22よりもドーパントの取り込み量は少なくなる。 The n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2, which have a faster growth rate than the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1, incorporate less dopant than the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22.

図13はマスクの除去工程の一例を示す図である。図13(A)にはマスクの除去工程の一例の要部平面図を模式的に示している。図13(B)にはマスクの除去工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図13(B)は図13(A)のXIII-XIII断面模式図である。 Figure 13 shows an example of a mask removal process. Figure 13(A) shows a schematic plan view of the main parts of an example of the mask removal process. Figure 13(B) shows a schematic cross-sectional view of the main parts of an example of the mask removal process. Figure 13(B) is a schematic cross-sectional view taken along line XIII-XIII in Figure 13(A).

n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62の形成後、図13(A)及び図13(B)に示すように、マスク90が除去される。例えば、HF等を用いたウェットエッチングによってマスク90が除去される。 After the n-type semiconductor regions 21 and 22 and the n-type semiconductor regions 61 and 62 are formed, the mask 90 is removed as shown in FIG. 13(A) and FIG. 13(B). For example, the mask 90 is removed by wet etching using HF or the like.

図14はソース電極及びドレイン電極の形成工程の一例を示す図である。図14(A)にはソース電極及びドレイン電極の形成工程の一例の要部平面図を模式的に示している。図14(B)にはソース電極及びドレイン電極の形成工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図14(B)は図14(A)のXIV-XIV断面模式図である。 Figure 14 shows an example of a process for forming a source electrode and a drain electrode. Figure 14(A) shows a schematic plan view of a main part of an example of a process for forming a source electrode and a drain electrode. Figure 14(B) shows a schematic cross-sectional view of a main part of an example of a process for forming a source electrode and a drain electrode. Figure 14(B) is a schematic cross-sectional view taken along line XIV-XIV of Figure 14(A).

マスク90の除去後、図14(A)及び図14(B)に示すように、ソース電極40及びドレイン電極50が形成される。例えば、まず、フォトリソグラフィ技術により、ソース電極40及びドレイン電極50を形成する部位に開口部を有するレジストパターン(図示せず)が形成される。このレジストパターンの開口部は、活性領域AR1の半導体層10Aのリセス71及びリセス72にそれぞれ再成長されたn型半導体領域21及びn型半導体領域22に通じるように、設けられる。レジストパターンの形成後、真空蒸着法により、レジストパターン上及びその開口部内に、金属が蒸着される。一例として、厚さ2nm~50nmのTiが蒸着され、その上に厚さ100nm~300nmのAlが蒸着される。金属の蒸着後、リフトオフ技術により、レジストパターンがその上に蒸着された金属と共に除去される。これにより、n型半導体領域21及びn型半導体領域22とそれぞれ接続されるソース電極40及びドレイン電極50が形成される。その後、窒素雰囲気中、500℃~900℃で熱処理(合金化処理)が行われることで、ソース電極40及びドレイン電極50におけるオーミック接続が確立される。 After removing the mask 90, the source electrode 40 and the drain electrode 50 are formed as shown in FIG. 14(A) and FIG. 14(B). For example, a resist pattern (not shown) having openings at the portions where the source electrode 40 and the drain electrode 50 are to be formed is first formed by photolithography. The openings of this resist pattern are provided so as to lead to the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 regrown in the recesses 71 and 72 of the semiconductor layer 10A of the active region AR1, respectively. After forming the resist pattern, a metal is evaporated on the resist pattern and in the openings by vacuum evaporation. As an example, Ti is evaporated to a thickness of 2 nm to 50 nm, and Al is evaporated thereon to a thickness of 100 nm to 300 nm. After the evaporation of the metal, the resist pattern is removed together with the metal evaporated thereon by lift-off technology. As a result, the source electrode 40 and the drain electrode 50 connected to the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22, respectively, are formed. Then, a heat treatment (alloying process) is performed in a nitrogen atmosphere at 500°C to 900°C to establish an ohmic connection between the source electrode 40 and the drain electrode 50.

尚、ソース電極40及びドレイン電極50はそれぞれ、一部が活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22と接続されていれば、他部が不活性領域AR2に位置していてもよい。 Note that as long as a portion of the source electrode 40 and the drain electrode 50 is connected to the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 of the active region AR1, the other portion may be located in the inactive region AR2.

図15はゲート電極の形成工程の一例を示す図である。図15(A)にはゲート電極の形成工程の一例の要部平面図を模式的に示している。図15(B)にはゲート電極の形成工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図15(B)は図15(A)のXV-XV断面模式図である。 Figure 15 shows an example of a process for forming a gate electrode. Figure 15(A) shows a schematic plan view of a main part of an example of a process for forming a gate electrode. Figure 15(B) shows a schematic cross-sectional view of a main part of an example of a process for forming a gate electrode. Figure 15(B) is a schematic cross-sectional view taken along line XV-XV of Figure 15(A).

ソース電極40及びドレイン電極50の形成後、図15(A)及び図15(B)に示すように、ゲート電極30が形成される。例えば、まず、フォトリソグラフィ技術により、ゲート電極30を形成する部位に開口部を有するレジストパターン(図示せず)が形成される。このレジストパターンの開口部は、ソース電極40とドレイン電極50との間の、活性領域AR1の半導体層10A(ゲート絶縁膜が形成される場合にはそのゲート絶縁膜)に通じるように、設けられる。レジストパターンの形成後、真空蒸着法により、レジストパターン上及びその開口部内に、金属が蒸着される。一例として、厚さ5nm~30nmのNiが蒸着され、その上に厚さ100nm~300nmのAuが蒸着される。金属の蒸着後、リフトオフ技術により、レジストパターンがその上に蒸着された金属と共に除去される。これにより、ゲート電極30が形成される。ゲート電極30の形成後には熱処理が行われてもよい。 After the source electrode 40 and the drain electrode 50 are formed, the gate electrode 30 is formed as shown in FIG. 15(A) and FIG. 15(B). For example, a resist pattern (not shown) having an opening at the portion where the gate electrode 30 is to be formed is first formed by photolithography. The opening of this resist pattern is provided so as to lead to the semiconductor layer 10A (if a gate insulating film is formed, the gate insulating film) of the active region AR1 between the source electrode 40 and the drain electrode 50. After the resist pattern is formed, a metal is evaporated on the resist pattern and in the opening by vacuum evaporation. As an example, Ni is evaporated to a thickness of 5 nm to 30 nm, and Au is evaporated thereon to a thickness of 100 nm to 300 nm. After the evaporation of the metal, the resist pattern is removed together with the evaporated metal by lift-off technology. As a result, the gate electrode 30 is formed. After the gate electrode 30 is formed, a heat treatment may be performed.

尚、ゲート電極30は、活性領域AR1内に限らず、活性領域AR1から外側に延ばされて一部が不活性領域AR2に設けられてもよい。
また、ゲート電極30と半導体層10Aとの間にゲート絶縁膜を介在させる場合には、ゲート電極30の形成前に、ゲート絶縁膜の形成が行われる。
The gate electrode 30 is not limited to being provided within the active region AR1, but may be extended outward from the active region AR1 with a part of it being provided in the inactive region AR2.
Furthermore, when a gate insulating film is interposed between the gate electrode 30 and the semiconductor layer 10A, the gate insulating film is formed before the gate electrode 30 is formed.

以上の工程により、図15(A)及び図15(B)に示すような構成を有する半導体装置1Aが形成される。
半導体装置1Aでは、活性領域AR1に設けられるn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが速くなることが抑えられる(図12)。その結果、n型半導体領域21及びn型半導体領域22のドーパントの取り込み量が減少することが抑えられ、取り込み量が減少することによってそれらの抵抗が高くなることが抑えられる。これにより、十分に低抵抗なn型半導体領域21及びn型半導体領域22が、安定して形成される。十分に低抵抗なn型半導体領域21及びn型半導体領域22に、ソース電極40及びドレイン電極50がそれぞれ接続され、それらと2DEG1aとの間の抵抗が低減される。これにより、半導体装置1Aの大電流化、高出力化が実現される。上記手法によれば、ソース電極40及びドレイン電極50と接続される、十分に低抵抗なn型半導体領域21及びn型半導体領域22を有する半導体装置1Aが、安定して実現される。
Through the above steps, a semiconductor device 1A having a configuration as shown in FIGS. 15(A) and 15(B) is formed.
In the semiconductor device 1A, the growth rate of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1 is suppressed from increasing (FIG. 12). As a result, the amount of dopant taken into the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 is suppressed from decreasing, and the resistance of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 is suppressed from increasing due to the decrease in the amount of dopant taken. As a result, the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 having a sufficiently low resistance are stably formed. The source electrode 40 and the drain electrode 50 are respectively connected to the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 having a sufficiently low resistance, and the resistance between them and the 2DEG 1a is reduced. As a result, the semiconductor device 1A is realized to have a large current and a high output. According to the above method, the semiconductor device 1A having the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 having a sufficiently low resistance and connected to the source electrode 40 and the drain electrode 50 is stably realized.

図16は第2の実施の形態に係る再成長領域の成長レートとトランジスタ素子のオン抵抗との関係の一例を示す図である。
図16において、横軸は活性領域に設けられてトランジスタ素子の電極(オーミック電極)と接続されるn型半導体領域(再成長領域)の成長レート[nm/min]を表し、縦軸はトランジスタ素子のオン抵抗[Ω・mm]を表している。図16のP部には、不活性領域にn型半導体領域(ダミー再成長領域)を設ける場合の、活性領域のn型半導体領域(再成長領域)の成長レートと、トランジスタ素子のオン抵抗との関係の一例を示している。比較のため、図16のQ部には、不活性領域にn型半導体領域を設けない場合の、活性領域のn型半導体領域の成長レートと、トランジスタ素子のオン抵抗との関係の一例を示している。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the relationship between the growth rate of the re-growth region and the on-resistance of a transistor element according to the second embodiment.
In Fig. 16, the horizontal axis represents the growth rate [nm/min] of the n-type semiconductor region (regrowth region) provided in the active region and connected to the electrode (ohmic electrode) of the transistor element, and the vertical axis represents the on-resistance [Ω·mm] of the transistor element. Part P of Fig. 16 shows an example of the relationship between the growth rate of the n-type semiconductor region (regrowth region) in the active region and the on-resistance of the transistor element when an n-type semiconductor region (dummy regrowth region) is provided in the inactive region. For comparison, part Q of Fig. 16 shows an example of the relationship between the growth rate of the n-type semiconductor region in the active region and the on-resistance of the transistor element when no n-type semiconductor region is provided in the inactive region.

図16に示すように、活性領域のn型半導体領域と共に、不活性領域のn型半導体領域を設ける場合(P部)には、設けない場合(Q部)に比べて、活性領域のn型半導体領域の成長レートが低減され、トランジスタ素子のオン抵抗が低い値で安定化される。上記手法によれば、活性領域のn型半導体領域の成長レートが速まることが抑えられ、成長レートが速まることによってその抵抗が高くなることを抑え、オン抵抗の低いトランジスタ素子を備える半導体装置を、安定して実現することが可能になる。 As shown in FIG. 16, when an n-type semiconductor region in the inactive region is provided together with an n-type semiconductor region in the active region (part P), the growth rate of the n-type semiconductor region in the active region is reduced compared to when it is not provided (part Q), and the on-resistance of the transistor element is stabilized at a low value. With the above method, the growth rate of the n-type semiconductor region in the active region is prevented from increasing, and the resistance of the n-type semiconductor region is prevented from increasing due to the increased growth rate, making it possible to stably realize a semiconductor device equipped with a transistor element with a low on-resistance.

続いて、変形例について述べる。
図17~図19は第2の実施の形態に係る半導体装置の変形例について説明する図である。図17(A)及び図17(B)にはそれぞれ、変形例に係る半導体装置の一例の要部平面図を模式的に示し、図18(A)、図18(B)及び図19にはそれぞれ、変形例に係る半導体装置の一例の要部断面図を模式的に示している。
Next, modified examples will be described.
17 to 19 are diagrams for explaining modified examples of the semiconductor device according to the second embodiment. Figures 17(A) and 17(B) each show a schematic plan view of a main part of an example of the semiconductor device according to the modified example, and Figures 18(A), 18(B), and 19 each show a schematic cross-sectional view of a main part of an example of the semiconductor device according to the modified example.

図17(A)に示す半導体装置1Aaは、不活性領域AR2に設けられるn型半導体領域61が複数のセグメント61bに分割され、n型半導体領域62が複数のセグメント62bに分割された構成を有する点で、上記半導体装置1A(図6等)と相違する。不活性領域AR2のセグメント61b群及びセグメント62b群は、上記図10の工程において、それらに合わせてマスク90の開口部90a群の配置が調整され、以降は上記図11~図13の工程の例に従った工程が行われることで、形成される。セグメント61b群及びセグメント62b群の形成後は、上記図14及び図15の工程の例に従ってソース電極40及びドレイン電極50並びにゲート電極30が形成される。例えば、このようにして半導体装置1Aaが得られる。 The semiconductor device 1Aa shown in FIG. 17(A) differs from the semiconductor device 1A (FIG. 6, etc.) in that the n-type semiconductor region 61 provided in the inactive region AR2 is divided into a plurality of segments 61b, and the n-type semiconductor region 62 is divided into a plurality of segments 62b. The segments 61b and 62b in the inactive region AR2 are formed by adjusting the arrangement of the openings 90a of the mask 90 in the process shown in FIG. 10, and then performing the process shown in the example of the process shown in FIG. 11 to FIG. 13. After the segments 61b and 62b are formed, the source electrode 40, the drain electrode 50, and the gate electrode 30 are formed according to the process shown in FIG. 14 and FIG. 15. For example, the semiconductor device 1Aa is obtained in this manner.

半導体装置1Aaでは、MOCVD法を用いた再成長工程で、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22と共に、不活性領域AR2のセグメント61b群及びセグメント62b群に、n型半導体領域(ダミー再成長領域)が形成される。不活性領域AR2のセグメント61b群及びセグメント62b群に、n型半導体領域が形成されることで、それらと共に再成長される活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが速くなることが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。 In the semiconductor device 1Aa, in a regrowth process using the MOCVD method, n-type semiconductor regions (dummy regrowth regions) are formed in the segments 61b and 62b of the inactive region AR2 along with the n-type semiconductor regions 21 and 22 of the active region AR1. By forming n-type semiconductor regions in the segments 61b and 62b of the inactive region AR2, the growth rates of the n-type semiconductor regions 21 and 22 of the active region AR1 that are regrown together with them are prevented from increasing, and their resistance is prevented from increasing.

半導体装置1Aaのように、不活性領域AR2には、複数に分割されたセグメント61b群が断続的に配置されるn型半導体領域61が設けられてもよく、複数に分割されたセグメント62b群が断続的に配置されるn型半導体領域62が設けられてもよい。 As in semiconductor device 1Aa, the inactive area AR2 may be provided with an n-type semiconductor region 61 in which a group of segments 61b divided into a plurality of parts are intermittently arranged, or may be provided with an n-type semiconductor region 62 in which a group of segments 62b divided into a plurality of parts are intermittently arranged.

また、図17(B)に示す半導体装置1Abは、不活性領域AR2に、活性領域AR1を切れ目なく囲む一続きのn型半導体領域63が設けられた構成を有する点で、上記半導体装置1A(図6等)と相違する。不活性領域AR2のn型半導体領域63は、上記図10の工程において、それに合わせてマスク90の開口部90aの配置が調整され、以降は上記図11~図13の工程の例に従った工程が行われることで、形成される。n型半導体領域63の形成後は、上記図14及び図15の工程の例に従ってソース電極40及びドレイン電極50並びにゲート電極30が形成される。例えば、このようにして半導体装置1Abが得られる。 The semiconductor device 1Ab shown in FIG. 17(B) differs from the semiconductor device 1A (FIG. 6, etc.) in that the inactive region AR2 is provided with a continuous n-type semiconductor region 63 that seamlessly surrounds the active region AR1. The n-type semiconductor region 63 in the inactive region AR2 is formed by adjusting the arrangement of the opening 90a of the mask 90 accordingly in the process of FIG. 10, and then performing the process according to the example of the process of FIG. 11 to FIG. 13. After the n-type semiconductor region 63 is formed, the source electrode 40, the drain electrode 50, and the gate electrode 30 are formed according to the example of the process of FIG. 14 and FIG. 15. For example, the semiconductor device 1Ab is obtained in this manner.

半導体装置1Abでは、MOCVD法を用いた再成長工程で、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22と共に、不活性領域AR2の一続きのn型半導体領域63(ダミー再成長領域)が形成される。不活性領域AR2にn型半導体領域63が形成されることで、それと共に再成長される活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが速くなることが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。 In the semiconductor device 1Ab, a continuous n-type semiconductor region 63 (dummy regrowth region) is formed in the inactive region AR2 together with the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in the active region AR1 in a regrowth process using the MOCVD method. By forming the n-type semiconductor region 63 in the inactive region AR2, the growth rates of the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in the active region AR1 that are regrown together with the n-type semiconductor region 63 are prevented from increasing, and the resistances thereof are prevented from increasing.

不活性領域AR2に、活性領域AR1を囲む一続きのn型半導体領域63を設ける半導体装置1Abでは、例えば、図17(B)に示すように、レイアウト上、平面視でゲート電極30をn型半導体領域63と交差させることを要する場合もある。このような場合には、n型半導体領域63上の少なくともゲート電極30との交差部分に絶縁層を設け、n型半導体領域63とゲート電極30との間に絶縁層が介在されるようにすればよい。これにより、n型半導体領域63とゲート電極30との接触が回避される。n型半導体領域63とゲート電極30との接触が回避されることで、n型半導体領域63のゲート電極30への影響が抑えられ、ゲート電極30への影響によるトランジスタ素子の動作への影響が抑えられる。 In the semiconductor device 1Ab in which a continuous n-type semiconductor region 63 surrounding the active region AR1 is provided in the inactive region AR2, for example, as shown in FIG. 17B, the layout may require the gate electrode 30 to intersect with the n-type semiconductor region 63 in a planar view. In such a case, an insulating layer may be provided at least at the intersection with the gate electrode 30 on the n-type semiconductor region 63, so that the insulating layer is interposed between the n-type semiconductor region 63 and the gate electrode 30. This prevents contact between the n-type semiconductor region 63 and the gate electrode 30. By preventing contact between the n-type semiconductor region 63 and the gate electrode 30, the effect of the n-type semiconductor region 63 on the gate electrode 30 is suppressed, and the effect of the effect on the gate electrode 30 on the operation of the transistor element is suppressed.

尚、ソース電極40及びドレイン電極50についても同様とすることができる。即ち、レイアウト上、平面視でソース電極40及びドレイン電極50を、接触を回避してn型半導体領域63と交差させることを要する場合には、ソース電極40及びドレイン電極50とn型半導体領域63との間に絶縁層を介在させればよい。これにより、n型半導体領域63のソース電極40及びドレイン電極50への影響が抑えられる。 The same can be done for the source electrode 40 and the drain electrode 50. That is, when the layout requires that the source electrode 40 and the drain electrode 50 cross the n-type semiconductor region 63 while avoiding contact in a planar view, an insulating layer can be interposed between the source electrode 40 and the drain electrode 50 and the n-type semiconductor region 63. This suppresses the effect of the n-type semiconductor region 63 on the source electrode 40 and the drain electrode 50.

また、図18(A)に示す半導体装置1Acは、活性領域AR1のn型半導体領域21と、不活性領域AR2のn型半導体領域61との間に、トレンチ64が設けられた構成を有する。更に、半導体装置1Acは、活性領域AR1のn型半導体領域22と、不活性領域AR2のn型半導体領域62との間に、トレンチ65が設けられた構成を有する。図18(A)には、トレンチ64及びトレンチ65が、不活性領域AR2を分割するように設けられた例を示している。半導体装置1Acは、このような構成を有する点で、上記半導体装置1A(図7等)と相違する。トレンチ64及びトレンチ65は、上記図8~図15の工程のうちのいずれかの工程後に、行うことができる。例えば、上記図9の工程において不活性領域AR2を形成した後、不活性領域AR2の所定部位を、Cl系ガスを用いたRIE等によりドライエッチングして除去し、トレンチ64及びトレンチ65を形成する。例えば、このようにして半導体装置1Acが得られる。 The semiconductor device 1Ac shown in FIG. 18A has a configuration in which a trench 64 is provided between the n-type semiconductor region 21 of the active region AR1 and the n-type semiconductor region 61 of the inactive region AR2. Furthermore, the semiconductor device 1Ac has a configuration in which a trench 65 is provided between the n-type semiconductor region 22 of the active region AR1 and the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2. FIG. 18A shows an example in which the trenches 64 and 65 are provided to divide the inactive region AR2. The semiconductor device 1Ac differs from the semiconductor device 1A (FIG. 7, etc.) in that it has such a configuration. The trenches 64 and 65 can be formed after any of the steps of FIG. 8 to FIG. 15. For example, after the inactive region AR2 is formed in the step of FIG. 9, a predetermined portion of the inactive region AR2 is removed by dry etching using RIE or the like using a Cl-based gas, and the trenches 64 and 65 are formed. For example, in this manner, semiconductor device 1Ac is obtained.

半導体装置1Acでは、MOCVD法を用いた再成長工程で、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22と共に、不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成される。不活性領域AR2にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成されることで、それらと共に再成長される活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが速くなることが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。 In the semiconductor device 1Ac, in a regrowth process using the MOCVD method, the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2 are formed together with the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in the active region AR1. By forming the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2, the growth rates of the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in the active region AR1 that are regrown together with them are prevented from increasing, and their resistance is prevented from increasing.

半導体装置1Acでは、n型半導体領域21とn型半導体領域61との間にトレンチ64が設けられ、n型半導体領域22とn型半導体領域62との間にトレンチ65が設けられる。これにより、不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62と、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22や2DEG1aとの電気的な作用(容量結合等)が、効果的に抑えられる。 In the semiconductor device 1Ac, a trench 64 is provided between the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 61, and a trench 65 is provided between the n-type semiconductor region 22 and the n-type semiconductor region 62. This effectively suppresses electrical interactions (such as capacitive coupling) between the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2 and the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 and the 2DEG1a in the active region AR1.

また、図18(B)に示す半導体装置1Adは、不活性領域AR2に、活性領域AR1を囲む凹部66が形成され、その凹部66の底にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が設けられた構成を有する点で、上記半導体装置1A(図7等)と相違する。凹部66は、例えば、上記図9の工程において、Arのイオン注入に代えて、レジストパターン(図示せず)の開口部から露出する半導体層10Aの部位を、Cl系ガスを用いたRIE等によりドライエッチングして除去することで、形成される。凹部66は、電子走行層11に生成される2DEG1aよりも深い位置が底となるように、形成される。 The semiconductor device 1Ad shown in FIG. 18(B) differs from the semiconductor device 1A (FIG. 7, etc.) in that a recess 66 is formed in the inactive region AR2 surrounding the active region AR1, and the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided at the bottom of the recess 66. The recess 66 is formed, for example, in the process of FIG. 9, by removing the portion of the semiconductor layer 10A exposed from the opening of the resist pattern (not shown) by dry etching using RIE or the like using a Cl-based gas, instead of ion implantation of Ar. The recess 66 is formed so that its bottom is located deeper than the 2DEG 1a generated in the electron transit layer 11.

凹部66が形成された半導体層10Aに対し、上記図10~図15の工程の例に従った工程が行われる。即ち、マスク90の形成、活性領域AR1のリセス71及びリセス72並びに不活性領域AR2の凹部66のリセス81及びリセス82の形成、n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62の形成が行われる。そして、マスク90の除去、ソース電極40及びドレイン電極50の形成、ゲート電極30の形成が行われ、半導体装置1Adが得られる。 The semiconductor layer 10A in which the recess 66 is formed is subjected to the steps shown in the steps of FIGS. 10 to 15. That is, a mask 90 is formed, recesses 71 and 72 in the active region AR1 and recesses 81 and 82 in the recess 66 in the inactive region AR2 are formed, and n-type semiconductor regions 21 and 22 and n-type semiconductor regions 61 and 62 are formed. Then, the mask 90 is removed, the source electrode 40 and the drain electrode 50 are formed, and the gate electrode 30 is formed, to obtain the semiconductor device 1Ad.

半導体装置1Adでは、MOCVD法を用いた再成長工程で、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22と共に、不活性領域AR2の凹部66のn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成される。不活性領域AR2にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成されることで、それらと共に再成長される活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが速くなることが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。 In the semiconductor device 1Ad, in a regrowth process using the MOCVD method, the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the recess 66 of the inactive region AR2 are formed together with the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in the active region AR1. By forming the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2, the growth rate of the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in the active region AR1 that are regrown together with them is prevented from increasing, and the resistance of these regions is prevented from increasing.

半導体装置1Adでは、不活性領域AR2の凹部66にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が設けられる。そのため、半導体装置1Adでは、不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62と、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22との、互いの側面同士の対向、互いの側面同士の大面積での対向が抑えられる。これにより、不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62と、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22や2DEG1aとの電気的な作用(容量結合等)が、効果的に抑えられる。 In the semiconductor device 1Ad, the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided in the recess 66 of the inactive region AR2. Therefore, in the semiconductor device 1Ad, the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2 and the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 of the active region AR1 are prevented from facing each other's side surfaces and from facing each other over a large area. This effectively prevents electrical interactions (such as capacitive coupling) between the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2 and the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 and the 2DEG1a of the active region AR1.

また、図19に示す半導体装置1Aeは、半導体層10Aの面10aに、n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62が設けられた構成を有する。半導体装置1Aeでは、半導体層10Aに、上記のようなリセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82は設けられない。半導体装置1Aeは、このような構成を有する点で、上記半導体装置1A(図7等)と相違する。 The semiconductor device 1Ae shown in FIG. 19 has a configuration in which n-type semiconductor regions 21 and 22, as well as n-type semiconductor regions 61 and 62, are provided on the surface 10a of the semiconductor layer 10A. In the semiconductor device 1Ae, the semiconductor layer 10A does not have the recesses 71 and 72, and the recesses 81 and 82 described above. The semiconductor device 1Ae differs from the semiconductor device 1A (FIG. 7, etc.) in having such a configuration.

例えば、上記図10の工程の例に従ってマスク90が形成された後、上記図11の工程に示したリセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82の形成が行われることなく、上記図12の工程の例に従い、MOCVD法を用いた再成長が行われる。即ち、MOCVD法を用いて、半導体層10Aの面10aに、n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62が再成長される。そして、このように面10aに再成長が行われた半導体層10Aについて、上記図13~図15の工程の例に従い、マスク90の除去、ソース電極40及びドレイン電極50の形成、ゲート電極30の形成が行われ、半導体装置1Aeが得られる。 For example, after the mask 90 is formed according to the example of the process of FIG. 10, the recesses 71 and 72 and the recesses 81 and 82 shown in the process of FIG. 11 are not formed, and the regrowth is performed using the MOCVD method according to the example of the process of FIG. 12. That is, the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22, and the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are regrown on the surface 10a of the semiconductor layer 10A using the MOCVD method. Then, for the semiconductor layer 10A thus regrown on the surface 10a, the mask 90 is removed, the source electrode 40 and the drain electrode 50 are formed, and the gate electrode 30 is formed according to the example of the process of FIG. 13 to FIG. 15, and the semiconductor device 1Ae is obtained.

半導体装置1Aeでは、MOCVD法を用いた再成長工程で、活性領域AR1における半導体層10Aの面10aに、n型半導体領域21及びn型半導体領域22が形成される。それらと共に、不活性領域AR2における半導体層10Aの面10aに、n型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成される。不活性領域AR2にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成されることで、それらと共に再成長される活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが速くなることが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。 In the semiconductor device 1Ae, in a regrowth process using the MOCVD method, n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 are formed on surface 10a of semiconductor layer 10A in active region AR1. At the same time, n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 are formed on surface 10a of semiconductor layer 10A in inactive region AR2. By forming n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in inactive region AR2, the growth rates of n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in active region AR1, which are regrown together with them, are prevented from increasing, and their resistance is prevented from increasing.

半導体装置1Aeのように、n型半導体領域21及びn型半導体領域22並びにn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、必ずしもリセス71及びリセス72並びにリセス81及びリセス82に設けられることを要しない。半導体層10Aの面10aに設けられたn型半導体領域21及びn型半導体領域22にそれぞれ接続されるソース電極40及びドレイン電極50が、十分に低い抵抗で2DEG1aと接続されれば、半導体装置1Aeのような構成が採用されてもよい。 As in semiconductor device 1Ae, n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 and n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 do not necessarily need to be provided in recesses 71 and 72 and recesses 81 and 82. If source electrode 40 and drain electrode 50 connected to n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22, respectively, provided on face 10a of semiconductor layer 10A are connected to 2DEG 1a with sufficiently low resistance, a configuration like semiconductor device 1Ae may be adopted.

[第3の実施の形態]
図20及び図21は第3の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図である。図20には第3の実施の形態に係る半導体装置の要部平面図を模式的に示している。図21には第3の実施の形態に係る半導体装置の要部断面図を模式的に示している。図21は図20のXXI-XXI断面模式図である。
[Third embodiment]
Figures 20 and 21 are diagrams for explaining an example of a semiconductor device according to the third embodiment. Figure 20 is a schematic plan view of a main part of the semiconductor device according to the third embodiment. Figure 21 is a schematic cross-sectional view of a main part of the semiconductor device according to the third embodiment. Figure 21 is a schematic cross-sectional view taken along line XXI-XXI of Figure 20.

図20及び図21に示す半導体装置1Bは、HEMTの一例である。半導体装置1Bは、活性領域AR1に設けられたn型半導体領域21と接続されるソース電極40が、不活性領域AR2に延び、不活性領域AR2に設けられたn型半導体領域61と接続された構成を有する。一例として、ソース電極40は、n型半導体領域61を覆い、平面視でソース電極40の一部がn型半導体領域61と重なるように、設けられる。同様に、半導体装置1Bは、活性領域AR1に設けられたn型半導体領域22と接続されるドレイン電極50が、不活性領域AR2に延び、不活性領域AR2に設けられたn型半導体領域62と接続された構成を有する。一例として、ドレイン電極50は、n型半導体領域62を覆い、平面視でドレイン電極50の一部がn型半導体領域62と重なるように、設けられる。半導体装置1Bは、このような構成を有する点で、上記第2の実施の形態で述べた半導体装置1A(図6及び図7等)と相違する。 20 and 21 is an example of a HEMT. The semiconductor device 1B has a configuration in which a source electrode 40 connected to an n-type semiconductor region 21 provided in the active region AR1 extends to the inactive region AR2 and is connected to an n-type semiconductor region 61 provided in the inactive region AR2. As an example, the source electrode 40 is provided so as to cover the n-type semiconductor region 61 and to overlap a portion of the source electrode 40 with the n-type semiconductor region 61 in a planar view. Similarly, the semiconductor device 1B has a configuration in which a drain electrode 50 connected to an n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1 extends to the inactive region AR2 and is connected to an n-type semiconductor region 62 provided in the inactive region AR2. As an example, the drain electrode 50 is provided so as to cover the n-type semiconductor region 62 and to overlap a portion of the drain electrode 50 with the n-type semiconductor region 62 in a planar view. Semiconductor device 1B differs from semiconductor device 1A (FIGS. 6 and 7, etc.) described in the second embodiment above in that it has this configuration.

半導体装置1Bの形成では、上記第2の実施の形態で述べた図14の工程において、ソース電極40が、活性領域AR1のn型半導体領域21及び不活性領域AR2のn型半導体領域61の両方と接続されるように形成される。ドレイン電極50が、活性領域AR1のn型半導体領域22及び不活性領域AR2のn型半導体領域62の両方と接続されるように形成される。その他の工程は、上記第2の実施の形態で述べた図8~図13及び図15の工程の例に従って行われる。このような方法によって、図20及び図21に示すような半導体装置1Bが得られる。 In the formation of semiconductor device 1B, in the process of FIG. 14 described in the second embodiment above, the source electrode 40 is formed so as to be connected to both the n-type semiconductor region 21 of the active region AR1 and the n-type semiconductor region 61 of the inactive region AR2. The drain electrode 50 is formed so as to be connected to both the n-type semiconductor region 22 of the active region AR1 and the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2. The other processes are performed according to the examples of the processes of FIGS. 8 to 13 and 15 described in the second embodiment above. By this method, the semiconductor device 1B shown in FIGS. 20 and 21 is obtained.

尚、半導体層10Aの面10aに対し、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の端面61a及び端面62aは、n型半導体領域21及びn型半導体領域22の端面21a及び端面22aよりも、高い位置となる。 In addition, with respect to the surface 10a of the semiconductor layer 10A, the end faces 61a and 62a of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are located higher than the end faces 21a and 22a of the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22.

図20には一例として、ソース電極40が、平面視で不活性領域AR2のn型半導体領域61の全体を覆い、ドレイン電極50が、平面視で不活性領域AR2のn型半導体領域62の全体を覆うレイアウトとした半導体装置1Bを示している。このほか、ソース電極40は、平面視で不活性領域AR2のn型半導体領域61の一部を覆うレイアウトとされてもよく、ドレイン電極50は、平面視で不活性領域AR2のn型半導体領域62の一部を覆うレイアウトとされてもよい。 20 shows, as an example, a semiconductor device 1B in which the source electrode 40 covers the entire n-type semiconductor region 61 of the inactive region AR2 in a planar view, and the drain electrode 50 covers the entire n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2 in a planar view. Alternatively, the source electrode 40 may be laid out to cover a portion of the n-type semiconductor region 61 of the inactive region AR2 in a planar view, and the drain electrode 50 may be laid out to cover a portion of the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2 in a planar view.

半導体装置1Bでは、上記第2の実施の形態で述べたのと同様に、MOCVD法を用いた再成長工程で、活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22と共に、不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成される。不活性領域AR2にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成されることで、それらと共に再成長される活性領域AR1のn型半導体領域21及びn型半導体領域22の成長レートが速くなることが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。 In the semiconductor device 1B, as described in the second embodiment above, in a regrowth process using the MOCVD method, the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2 are formed together with the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in the active region AR1. By forming the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2, the growth rate of the n-type semiconductor region 21 and n-type semiconductor region 22 in the active region AR1 that are regrown together with them is prevented from increasing, and the resistance of these regions is prevented from increasing.

更に、半導体装置1Bでは、ソース電極40が、不活性領域AR2のn型半導体領域61の全体又は一部を覆い、n型半導体領域61と接続される。ドレイン電極50が、不活性領域AR2のn型半導体領域62の全体又は一部を覆い、n型半導体領域62と接続される。 Furthermore, in the semiconductor device 1B, the source electrode 40 covers all or part of the n-type semiconductor region 61 in the inactive region AR2 and is connected to the n-type semiconductor region 61. The drain electrode 50 covers all or part of the n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2 and is connected to the n-type semiconductor region 62.

ここで、不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、活性領域AR1から離間した位置、例えば、50μm以上離間した位置に、設けられる。そのため、ソース電極40と接続される不活性領域AR2のn型半導体領域61が、半導体層10A内における、活性領域AR1のn型半導体領域21や2DEG1aとの電気的な作用により、活性領域AR1のトランジスタ素子の動作に影響を及ぼすことが抑えられる。同様に、ドレイン電極50と接続される不活性領域AR2のn型半導体領域62が、半導体層10A内における、活性領域AR1のn型半導体領域22や2DEG1aとの電気的な作用により、活性領域AR1のトランジスタ素子の動作に影響を及ぼすことが抑えられる。半導体装置1Bでは、このような電気的な作用を抑えて、ソース電極40を、n型半導体領域61の全体又は一部を覆うレイアウトとし、ドレイン電極50を、n型半導体領域62の全体又は一部を覆うレイアウトとすることができる。半導体装置1Bのような構成を採用することで、ソース電極40及びドレイン電極50のレイアウトの自由度、パターン設計の自由度を高めることが可能になる。 Here, the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2 are provided at a position spaced apart from the active region AR1, for example, at a position spaced apart by 50 μm or more. Therefore, the n-type semiconductor region 61 of the inactive region AR2 connected to the source electrode 40 is prevented from affecting the operation of the transistor element of the active region AR1 due to electrical interaction with the n-type semiconductor region 21 and 2DEG1a of the active region AR1 in the semiconductor layer 10A. Similarly, the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2 connected to the drain electrode 50 is prevented from affecting the operation of the transistor element of the active region AR1 due to electrical interaction with the n-type semiconductor region 22 and 2DEG1a of the active region AR1 in the semiconductor layer 10A. In the semiconductor device 1B, such electrical effects can be suppressed, and the source electrode 40 can be laid out to cover all or part of the n-type semiconductor region 61, and the drain electrode 50 can be laid out to cover all or part of the n-type semiconductor region 62. By adopting a configuration such as that of the semiconductor device 1B, it is possible to increase the degree of freedom in the layout of the source electrode 40 and the drain electrode 50, and the degree of freedom in the pattern design.

尚、n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、ゲート電極30とは接触しないように、不活性領域AR2に設けられる。これにより、n型半導体領域61及びn型半導体領域62のゲート電極30への影響が抑えられ、ゲート電極30への影響によるトランジスタ素子の動作への影響が抑えられる。 The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided in the inactive region AR2 so as not to come into contact with the gate electrode 30. This reduces the effect of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 on the gate electrode 30, and reduces the effect of the effect on the gate electrode 30 on the operation of the transistor element.

[第4の実施の形態]
図22及び図23は第4の実施の形態に係る半導体装置の一例について説明する図である。図22には第4の実施の形態に係る半導体装置の要部平面図を模式的に示している。図23には第4の実施の形態に係る半導体装置の要部断面図を模式的に示している。図23は図22のXXIII-XXIII断面模式図である。
[Fourth embodiment]
Figures 22 and 23 are diagrams for explaining an example of a semiconductor device according to the fourth embodiment. Figure 22 is a schematic plan view of a main part of the semiconductor device according to the fourth embodiment. Figure 23 is a schematic cross-sectional view of a main part of the semiconductor device according to the fourth embodiment. Figure 23 is a schematic cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII of Figure 22.

図22及び図23に示す半導体装置1Cは、HEMTの一例である。半導体装置1Cは、一対のソース電極40群と、ソース電極40群の間に設けられるドレイン電極50と、ドレイン電極50と各ソース電極40との間にそれぞれ設けられるゲートフィンガー部31を有するゲート電極30とを含む。ソース電極40群の各一部、ドレイン電極50の一部、及びゲートフィンガー部31の一部(図22)は、活性領域AR1に設けられる。ソース電極40群はそれぞれ、活性領域AR1に設けられたn型半導体領域21及びn型半導体領域22と接続され、更に、不活性領域AR2に延び、不活性領域AR2に設けられたn型半導体領域61及びn型半導体領域62と接続される。一例として、ソース電極40群はそれぞれ、n型半導体領域61及びn型半導体領域62を覆い、平面視でソース電極40群の各一部がそれぞれn型半導体領域61及びn型半導体領域62と重なるように、設けられる。また、ドレイン電極50は、活性領域AR1に設けられたn型半導体領域23と接続され、更に、不活性領域AR2に延びるように(図22)、設けられる。半導体装置1Cは、このような構成を有する点で、上記第2の実施の形態で述べた半導体装置1A(図6及び図7等)と相違する。 22 and 23 is an example of a HEMT. The semiconductor device 1C includes a pair of source electrodes 40, a drain electrode 50 provided between the source electrodes 40, and a gate electrode 30 having a gate finger portion 31 provided between the drain electrode 50 and each source electrode 40. A part of the source electrodes 40, a part of the drain electrode 50, and a part of the gate finger portion 31 (FIG. 22) are provided in the active region AR1. The source electrodes 40 are connected to the n-type semiconductor region 21 and the n-type semiconductor region 22 provided in the active region AR1, and further extend to the inactive region AR2 and are connected to the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 provided in the inactive region AR2. As an example, the source electrodes 40 are provided so as to cover the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62, respectively, and to overlap the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 in a plan view. The drain electrode 50 is connected to the n-type semiconductor region 23 provided in the active region AR1, and is further provided so as to extend into the inactive region AR2 (FIG. 22). The semiconductor device 1C differs from the semiconductor device 1A described in the second embodiment above (FIGS. 6 and 7, etc.) in that it has such a configuration.

半導体装置1Cの形成では、上記第2の実施の形態で述べた図10~図13の工程において、活性領域AR1にn型半導体領域21、n型半導体領域22及びn型半導体領域23が形成され、不活性領域AR2にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成される。即ち、これらに対応する開口部90a群を有するマスク90が形成され、活性領域AR1のリセス71、リセス72及びリセス73、並びに不活性領域AR2のリセス81及びリセス82が形成され、MOCVD法を用いた再成長工程が行われる。その後、マスク90が除去される。次いで、上記第2の実施の形態で述べた図14及び図15の工程の例に従い、図22及び図23に示すようなパターンとなるように、ソース電極40群及びドレイン電極50が形成され、更に、ゲートフィンガー部31を有するゲート電極30が形成される。このような方法によって、図22及び図23に示すような半導体装置1Cが得られる。 In the formation of the semiconductor device 1C, in the steps of FIG. 10 to FIG. 13 described in the second embodiment, the n-type semiconductor region 21, the n-type semiconductor region 22, and the n-type semiconductor region 23 are formed in the active region AR1, and the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are formed in the inactive region AR2. That is, a mask 90 having a group of openings 90a corresponding to these is formed, the recesses 71, 72, and 73 in the active region AR1, and the recesses 81 and 82 in the inactive region AR2 are formed, and a re-growth step using the MOCVD method is performed. Thereafter, the mask 90 is removed. Next, according to the example of the steps of FIG. 14 and FIG. 15 described in the second embodiment, a group of source electrodes 40 and a drain electrode 50 are formed so as to have a pattern as shown in FIG. 22 and FIG. 23, and further, a gate electrode 30 having a gate finger portion 31 is formed. By such a method, the semiconductor device 1C shown in FIG. 22 and FIG. 23 is obtained.

尚、半導体層10Aの面10aに対し、n型半導体領域61及びn型半導体領域62の端面61a及び端面62aは、n型半導体領域21、n型半導体領域22及びn型半導体領域23の端面21a、端面22a及び端面23aよりも、高い位置となる。 In addition, with respect to the surface 10a of the semiconductor layer 10A, the end faces 61a and 62a of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are positioned higher than the end faces 21a, 22a, and 23a of the n-type semiconductor region 21, the n-type semiconductor region 22, and the n-type semiconductor region 23.

また、ソース電極40群のうちの一方は、平面視で不活性領域AR2のn型半導体領域61の一部を覆うレイアウトとされてもよく、ソース電極40群のうちの他方も同様に、n型半導体領域62の一部を覆うレイアウトとされてもよい。これにより、レイアウトの自由度、パターン設計の自由度を高めて、ソース電極40群を設けることが可能になる。 In addition, one of the source electrodes 40 may be laid out so as to cover a portion of the n-type semiconductor region 61 of the inactive region AR2 in a plan view, and the other of the source electrodes 40 may be laid out so as to cover a portion of the n-type semiconductor region 62. This allows for greater freedom in layout and pattern design, making it possible to provide the source electrodes 40.

半導体装置1Cでは、MOCVD法を用いた再成長工程で、活性領域AR1のn型半導体領域21、n型半導体領域22及びn型半導体領域23と共に、不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成される。不活性領域AR2にn型半導体領域61及びn型半導体領域62が形成されることで、それらと共に再成長される活性領域AR1のn型半導体領域21、n型半導体領域22及びn型半導体領域23の成長レートが速くなることが抑えられ、それらの抵抗が高くなることが抑えられる。 In the semiconductor device 1C, in a regrowth process using the MOCVD method, the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2 are formed together with the n-type semiconductor region 21, n-type semiconductor region 22, and n-type semiconductor region 23 in the active region AR1. By forming the n-type semiconductor region 61 and n-type semiconductor region 62 in the inactive region AR2, the growth rates of the n-type semiconductor region 21, n-type semiconductor region 22, and n-type semiconductor region 23 in the active region AR1 that are regrown together with them are prevented from increasing, and their resistance is prevented from increasing.

半導体装置1Cは、ソース電極40群をグラウンド(GND)にしたソース接地式のトランジスタ、ディスクリートデバイス、マイクロ波モノリシック集積回路(Monolithic Microwave Integrated Circuit;MMIC)等に適用される。不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、信号の伝送線路として用いられるゲート電極30及びドレイン電極50とは離間された位置に、ゲート電極30及びドレイン電極50から分離されて、設けられる。n型半導体領域61及びn型半導体領域62は、GNDとして用いられるソース電極40群の直下又はその一部の不活性領域AR2、その他パッシブ素子等が設けられない不活性領域AR2に、設けられる。不活性領域AR2のn型半導体領域61及びn型半導体領域62は、活性領域AR1から離間した位置、例えば、50μm以上離間した位置に設けられ、半導体層10A内における、活性領域AR1のn型半導体領域21や2DEG1aとの電気的な作用が抑えられる。これにより、活性領域AR1のn型半導体領域21、n型半導体領域22及びn型半導体領域23の成長レートが速くなることを抑えるn型半導体領域61及びn型半導体領域62を設けることによる、トランジスタ素子の動作及び信号伝送への影響が抑えられる。 The semiconductor device 1C is applied to source-grounded transistors, discrete devices, monolithic microwave integrated circuits (MMICs), etc., in which the source electrodes 40 are grounded (GND). The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2 are provided at a position separated from the gate electrode 30 and the drain electrode 50 used as a signal transmission line, and are separated from the gate electrode 30 and the drain electrode 50. The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 are provided in the inactive region AR2 directly below the source electrodes 40 used as GND or in a part of the inactive region AR2, or in other inactive regions AR2 in which passive elements, etc. are not provided. The n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62 of the inactive region AR2 are provided at a position spaced apart from the active region AR1, for example, at a position spaced apart by 50 μm or more, and electrical interaction with the n-type semiconductor region 21 and the 2DEG 1a of the active region AR1 in the semiconductor layer 10A is suppressed. This suppresses the effect on the operation and signal transmission of the transistor element due to the provision of the n-type semiconductor region 61 and the n-type semiconductor region 62, which suppresses an increase in the growth rate of the n-type semiconductor region 21, the n-type semiconductor region 22, and the n-type semiconductor region 23 of the active region AR1.

以上、第1~第4の実施の形態について説明した。
上記第1~第4の実施の形態で述べたような構成を有する半導体装置1,1A,1B,1C等は、各種電子装置に適用することができる。一例として、上記のような構成を有する半導体装置を、半導体パッケージ、力率改善回路、電源装置及び増幅器に適用する場合について、以下に説明する。
The first to fourth embodiments have been described above.
The semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc. having the configurations described in the first to fourth embodiments can be applied to various electronic devices. As an example, the application of the semiconductor device having the configurations described above to a semiconductor package, a power factor correction circuit, a power supply device, and an amplifier will be described below.

[第5の実施の形態]
ここでは、上記のような構成を有する半導体装置の、半導体パッケージへの適用例を、第5の実施の形態として説明する。
[Fifth embodiment]
Here, an example of application of a semiconductor device having the above-mentioned configuration to a semiconductor package will be described as the fifth embodiment.

図24は第5の実施の形態に係る半導体パッケージの一例について説明する図である。図24には第5の実施の形態に係る半導体パッケージの一例の要部平面図を模式的に示している。 Figure 24 is a diagram for explaining an example of a semiconductor package according to the fifth embodiment. Figure 24 shows a schematic plan view of a main part of an example of a semiconductor package according to the fifth embodiment.

図24に示す半導体パッケージ200は、ディスクリートパッケージの一例である。半導体パッケージ200は、上記第2の実施の形態で述べた半導体装置1A、半導体装置1Aが搭載されたリードフレーム210、及びそれらを封止する樹脂220を含む。 The semiconductor package 200 shown in FIG. 24 is an example of a discrete package. The semiconductor package 200 includes the semiconductor device 1A described in the second embodiment above, a lead frame 210 on which the semiconductor device 1A is mounted, and a resin 220 that seals them.

半導体装置1Aは、例えば、リードフレーム210のダイパッド210a上にダイアタッチ材等(図示せず)を用いて搭載される。半導体装置1Aには、上記ゲート電極30と接続されたパッド30a、ソース電極40と接続されたパッド40a、及びドレイン電極50と接続されたパッド50aが設けられる。パッド30a、パッド40a及びパッド50aはそれぞれ、Au、Al等のワイヤ230を用いてリードフレーム210のゲートリード211、ソースリード212及びドレインリード213に接続される。ゲートリード211、ソースリード212及びドレインリード213の各一部が露出するように、リードフレーム210とそれに搭載された半導体装置1A及びそれらを接続するワイヤ230が、樹脂220で封止される。 The semiconductor device 1A is mounted on the die pad 210a of the lead frame 210 using, for example, a die attach material or the like (not shown). The semiconductor device 1A is provided with a pad 30a connected to the gate electrode 30, a pad 40a connected to the source electrode 40, and a pad 50a connected to the drain electrode 50. The pads 30a, 40a, and 50a are respectively connected to the gate lead 211, source lead 212, and drain lead 213 of the lead frame 210 using wires 230 such as Au or Al. The lead frame 210, the semiconductor device 1A mounted thereon, and the wires 230 connecting them are sealed with resin 220 so that each part of the gate lead 211, source lead 212, and drain lead 213 is exposed.

半導体装置1Aの、ゲート電極30と接続されたパッド30a及びドレイン電極50と接続されたパッド50aが設けられる面とは反対側の面に、ソース電極40と接続された外部接続用電極が設けられてよい。当該外部接続用電極を、ソースリード212に繋がるダイパッド210aに、半田等の導電性接合材を用いて接続してもよい。 An external connection electrode connected to the source electrode 40 may be provided on the surface of the semiconductor device 1A opposite to the surface on which the pad 30a connected to the gate electrode 30 and the pad 50a connected to the drain electrode 50 are provided. The external connection electrode may be connected to the die pad 210a connected to the source lead 212 using a conductive bonding material such as solder.

例えば、上記第2の実施の形態で述べた半導体装置1Aが用いられ、このような構成を有する半導体パッケージ200が得られる。
上記のように、半導体装置1A(図6及び図7等)では、活性領域に、電極(ソース電極40又はドレイン電極50)と接続されるn型半導体領域(再成長領域)が設けられ、更に、不活性領域に、n型半導体領域(ダミー再成長領域)が設けられる。不活性領域にn型半導体領域が設けられることで、それと共に活性領域に設けられるn型半導体領域の成長レートが速くなることが抑えられる。その結果、活性領域に設けられるn型半導体領域のドーパントの取り込み量が減少することが抑えられ、ドーパントの取り込み量が減少することによってその抵抗が高くなることが抑えられ、十分に低抵抗なn型半導体領域が活性領域に安定して形成される。これにより、電極と接続される十分に低抵抗なn型半導体領域を活性領域に有する半導体装置1Aが、安定して実現される。このような半導体装置1Aが用いられ、高性能の半導体パッケージ200が実現される。
For example, the semiconductor device 1A described in the second embodiment is used to obtain a semiconductor package 200 having such a configuration.
As described above, in the semiconductor device 1A (FIGS. 6 and 7, etc.), an n-type semiconductor region (regrowth region) connected to an electrode (source electrode 40 or drain electrode 50) is provided in the active region, and further, an n-type semiconductor region (dummy regrowth region) is provided in the inactive region. By providing an n-type semiconductor region in the inactive region, the growth rate of the n-type semiconductor region provided in the active region is prevented from increasing. As a result, the amount of dopant taken into the n-type semiconductor region provided in the active region is prevented from decreasing, and the resistance of the n-type semiconductor region is prevented from increasing due to the reduced amount of dopant taken in, and an n-type semiconductor region with sufficiently low resistance is stably formed in the active region. This stably realizes the semiconductor device 1A having an n-type semiconductor region with sufficiently low resistance connected to an electrode in the active region. A high-performance semiconductor package 200 is realized by using such a semiconductor device 1A.

ここでは、半導体装置1Aを例にしたが、他の半導体装置1,1B,1C等を用いて同様に半導体パッケージを得ることが可能である。
[第6の実施の形態]
ここでは、上記のような構成を有する半導体装置の、力率改善回路への適用例を、第6の実施の形態として説明する。
Although the semiconductor device 1A is taken as an example here, it is possible to obtain a semiconductor package in a similar manner using other semiconductor devices 1, 1B, 1C, etc.
Sixth embodiment
Here, an example of application of the semiconductor device having the above-mentioned configuration to a power factor correction circuit will be described as the sixth embodiment.

図25は第6の実施の形態に係る力率改善回路の一例について説明する図である。図25には第6の実施の形態に係る力率改善回路の一例の等価回路図を示している。
図25に示す力率改善(Power Factor Correction;PFC)回路300は、スイッチ素子310、ダイオード320、チョークコイル330、コンデンサ340、コンデンサ350、ダイオードブリッジ360及び交流電源370(AC)を含む。
Fig. 25 is a diagram for explaining an example of a power factor correction circuit according to the sixth embodiment. Fig. 25 shows an equivalent circuit diagram of an example of the power factor correction circuit according to the sixth embodiment.
The power factor correction (PFC) circuit 300 shown in FIG. 25 includes a switch element 310, a diode 320, a choke coil 330, a capacitor 340, a capacitor 350, a diode bridge 360, and an AC power supply 370 (AC).

PFC回路300において、スイッチ素子310のドレイン電極と、ダイオード320のアノード端子及びチョークコイル330の一端子とが接続される。スイッチ素子310のソース電極と、コンデンサ340の一端子及びコンデンサ350の一端子とが接続される。コンデンサ340の他端子とチョークコイル330の他端子とが接続される。コンデンサ350の他端子とダイオード320のカソード端子とが接続される。また、スイッチ素子310のゲート電極には、ゲートドライバが接続される。コンデンサ340の両端子間には、ダイオードブリッジ360を介して交流電源370が接続され、コンデンサ350の両端子間から直流電源(DC)が取り出される。 In the PFC circuit 300, the drain electrode of the switch element 310 is connected to the anode terminal of the diode 320 and one terminal of the choke coil 330. The source electrode of the switch element 310 is connected to one terminal of the capacitor 340 and one terminal of the capacitor 350. The other terminal of the capacitor 340 is connected to the other terminal of the choke coil 330. The other terminal of the capacitor 350 is connected to the cathode terminal of the diode 320. A gate driver is connected to the gate electrode of the switch element 310. An AC power supply 370 is connected between both terminals of the capacitor 340 via a diode bridge 360, and a DC power supply (DC) is taken out from between both terminals of the capacitor 350.

例えば、このような構成を有するPFC回路300のスイッチ素子310に、上記半導体装置1,1A,1B,1C等が用いられる。
上記のように、半導体装置1,1A,1B,1C等では、活性領域に、電極と接続されるn型半導体領域(再成長領域)が設けられ、更に、不活性領域に、n型半導体領域(ダミー再成長領域)が設けられる。不活性領域にn型半導体領域が設けられることで、それと共に活性領域に設けられるn型半導体領域の成長レートが速くなることが抑えられる。その結果、活性領域に設けられるn型半導体領域のドーパントの取り込み量が減少することが抑えられ、ドーパントの取り込み量が減少することによってその抵抗が高くなることが抑えられ、十分に低抵抗なn型半導体領域が活性領域に安定して形成される。これにより、電極と接続される十分に低抵抗なn型半導体領域を活性領域に有する半導体装置1,1A,1B,1C等が、安定して実現される。このような半導体装置1,1A,1B,1C等が用いられ、高性能のPFC回路300が実現される。
For example, the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc. are used for the switch element 310 of the PFC circuit 300 having such a configuration.
As described above, in the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc., an n-type semiconductor region (regrowth region) connected to an electrode is provided in the active region, and further, an n-type semiconductor region (dummy regrowth region) is provided in the inactive region. By providing an n-type semiconductor region in the inactive region, the growth rate of the n-type semiconductor region provided in the active region is prevented from increasing. As a result, the amount of dopant taken into the n-type semiconductor region provided in the active region is prevented from decreasing, and the resistance of the n-type semiconductor region is prevented from increasing due to the reduced amount of dopant taken in, and an n-type semiconductor region with sufficiently low resistance is stably formed in the active region. This allows the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc., having an n-type semiconductor region with sufficiently low resistance connected to an electrode in the active region to be stably realized. Such semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc. are used to realize a high-performance PFC circuit 300.

[第7の実施の形態]
ここでは、上記のような構成を有する半導体装置の、電源装置への適用例を、第7の実施の形態として説明する。
[Seventh embodiment]
Here, an example of application of a semiconductor device having the above-mentioned configuration to a power supply device will be described as the seventh embodiment.

図26は第7の実施の形態に係る電源装置の一例について説明する図である。図26には第7の実施の形態に係る電源装置の一例の等価回路図を示している。
図26に示す電源装置400は、一次側回路410及び二次側回路420、並びに一次側回路410と二次側回路420との間に設けられるトランス430を含む。
Fig. 26 is a diagram for explaining an example of a power supply device according to the seventh embodiment. Fig. 26 shows an equivalent circuit diagram of the example of the power supply device according to the seventh embodiment.
The power supply device 400 shown in FIG. 26 includes a primary side circuit 410, a secondary side circuit 420, and a transformer 430 provided between the primary side circuit 410 and the secondary side circuit 420.

一次側回路410には、上記第3の実施の形態で述べたようなPFC回路300、及びPFC回路300のコンデンサ350の両端子間に接続されたインバータ回路、例えば、フルブリッジインバータ回路440が含まれる。フルブリッジインバータ回路440には、複数、ここでは一例として4つのスイッチ素子441、スイッチ素子442、スイッチ素子443及びスイッチ素子444が含まれる。 The primary side circuit 410 includes the PFC circuit 300 as described in the third embodiment above, and an inverter circuit, for example, a full-bridge inverter circuit 440, connected between both terminals of the capacitor 350 of the PFC circuit 300. The full-bridge inverter circuit 440 includes a plurality of switch elements, four in this example: a switch element 441, a switch element 442, a switch element 443, and a switch element 444.

二次側回路420には、複数、ここでは一例として3つのスイッチ素子421、スイッチ素子422及びスイッチ素子423が含まれる。
例えば、このような構成を有する電源装置400の、一次側回路410に含まれるPFC回路300のスイッチ素子310、及びフルブリッジインバータ回路440のスイッチ素子441~444に、上記半導体装置1,1A,1B,1C等が用いられる。例えば、電源装置400の、二次側回路420のスイッチ素子421~423には、シリコンを用いた通常のMIS(Metal Insulator Semiconductor)型FETが用いられる。
The secondary side circuit 420 includes a plurality of switch elements, three of which are a switch element 421 , a switch element 422 and a switch element 423 , as an example.
For example, the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc. are used for the switch element 310 of the PFC circuit 300 included in the primary side circuit 410 of the power supply device 400 having such a configuration, and for the switch elements 441 to 444 of the full bridge inverter circuit 440. For example, normal MIS (Metal Insulator Semiconductor) type FETs using silicon are used for the switch elements 421 to 423 of the secondary side circuit 420 of the power supply device 400.

上記のように、半導体装置1,1A,1B,1C等では、活性領域に、電極と接続されるn型半導体領域(再成長領域)が設けられ、更に、不活性領域に、n型半導体領域(ダミー再成長領域)が設けられる。不活性領域にn型半導体領域が設けられることで、それと共に活性領域に設けられるn型半導体領域の成長レートが速くなることが抑えられる。その結果、活性領域に設けられるn型半導体領域のドーパントの取り込み量が減少することが抑えられ、ドーパントの取り込み量が減少することによってその抵抗が高くなることが抑えられ、十分に低抵抗なn型半導体領域が活性領域に安定して形成される。これにより、電極と接続される十分に低抵抗なn型半導体領域を活性領域に有する半導体装置1,1A,1B,1C等が、安定して実現される。このような半導体装置1,1A,1B,1C等が用いられ、高性能の電源装置400が実現される。 As described above, in the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc., an n-type semiconductor region (regrowth region) connected to an electrode is provided in the active region, and further, an n-type semiconductor region (dummy regrowth region) is provided in the inactive region. By providing an n-type semiconductor region in the inactive region, the growth rate of the n-type semiconductor region provided in the active region is prevented from increasing. As a result, the amount of dopant taken into the n-type semiconductor region provided in the active region is prevented from decreasing, and the resistance is prevented from increasing due to the reduced amount of dopant taken in, and an n-type semiconductor region with sufficiently low resistance is stably formed in the active region. This allows the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc., having an n-type semiconductor region with sufficiently low resistance connected to an electrode in the active region to be stably realized. Such semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc. are used to realize a high-performance power supply device 400.

[第8の実施の形態]
ここでは、上記のような構成を有する半導体装置の、増幅器への適用例を、第8の実施の形態として説明する。
[Eighth embodiment]
Here, an example of application of the semiconductor device having the above-mentioned configuration to an amplifier will be described as the eighth embodiment.

図27は第8の実施の形態に係る増幅器の一例について説明する図である。図27には第8の実施の形態に係る増幅器の一例の等価回路図を示している。
図27に示す増幅器500は、デジタルプレディストーション回路510、ミキサー520、ミキサー530及びパワーアンプ540を含む。
Fig. 27 is a diagram for explaining an example of an amplifier according to the eighth embodiment. Fig. 27 shows an equivalent circuit diagram of the example of the amplifier according to the eighth embodiment.
The amplifier 500 shown in FIG. 27 includes a digital predistortion circuit 510, a mixer 520, a mixer 530, and a power amplifier 540.

デジタルプレディストーション回路510は、入力信号の非線形歪みを補償する。ミキサー520は、非線形歪みが補償された入力信号SIと交流信号とをミキシングする。パワーアンプ540は、入力信号SIが交流信号とミキシングされた信号を増幅する。増幅器500では、例えば、スイッチの切り替えにより、出力信号SOをミキサー530で交流信号とミキシングしてデジタルプレディストーション回路510に送出することができる。増幅器500は、高周波増幅器、高出力増幅器として使用することができる。 The digital predistortion circuit 510 compensates for nonlinear distortion of the input signal. The mixer 520 mixes the input signal SI, for which nonlinear distortion has been compensated, with an AC signal. The power amplifier 540 amplifies the signal obtained by mixing the input signal SI with the AC signal. In the amplifier 500, for example, by switching a switch, the output signal SO can be mixed with the AC signal in the mixer 530 and sent to the digital predistortion circuit 510. The amplifier 500 can be used as a high-frequency amplifier and a high-output amplifier.

このような構成を有する増幅器500のパワーアンプ540に、上記半導体装置1,1A,1B,1C等が用いられる。
上記のように、半導体装置1,1A,1B,1C等では、活性領域に、電極と接続されるn型半導体領域(再成長領域)が設けられ、更に、不活性領域に、n型半導体領域(ダミー再成長領域)が設けられる。不活性領域にn型半導体領域が設けられることで、それと共に活性領域に設けられるn型半導体領域の成長レートが速くなることが抑えられる。その結果、活性領域に設けられるn型半導体領域のドーパントの取り込み量が減少することが抑えられ、ドーパントの取り込み量が減少することによってその抵抗が高くなることが抑えられ、十分に低抵抗なn型半導体領域が活性領域に安定して形成される。これにより、電極と接続される十分に低抵抗なn型半導体領域を活性領域に有する半導体装置1,1A,1B,1C等が、安定して実現される。このような半導体装置1,1A,1B,1C等が用いられ、高性能の増幅器500が実現される。
The power amplifier 540 of the amplifier 500 having such a configuration uses the semiconductor device 1, 1A, 1B, 1C, or the like.
As described above, in the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc., an n-type semiconductor region (regrowth region) connected to an electrode is provided in the active region, and further, an n-type semiconductor region (dummy regrowth region) is provided in the inactive region. By providing an n-type semiconductor region in the inactive region, the growth rate of the n-type semiconductor region provided in the active region is suppressed from increasing. As a result, the amount of dopant taken in the n-type semiconductor region provided in the active region is suppressed from decreasing, and the resistance is suppressed from increasing due to the decrease in the amount of dopant taken in, and an n-type semiconductor region with sufficiently low resistance is stably formed in the active region. As a result, the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc. having an n-type semiconductor region with sufficiently low resistance connected to an electrode in the active region are stably realized. Such semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc. are used to realize a high-performance amplifier 500.

上記半導体装置1,1A,1B,1C等を適用した各種電子装置(上記第5~第8の実施の形態で述べた半導体パッケージ200、PFC回路300、電源装置400及び増幅器500等)は、各種電子機器又は電子装置に搭載することができる。例えば、コンピュータ(パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等)、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置、送信器、受信器、レーダー装置といった、各種電子機器又は電子装置に搭載することが可能である。 Various electronic devices to which the semiconductor devices 1, 1A, 1B, 1C, etc. are applied (such as the semiconductor package 200, PFC circuit 300, power supply device 400, and amplifier 500 described in the fifth to eighth embodiments) can be mounted in various electronic devices or electronic devices. For example, they can be mounted in various electronic devices or electronic devices such as computers (personal computers, supercomputers, servers, etc.), smartphones, mobile phones, tablet terminals, sensors, cameras, audio equipment, measuring devices, inspection devices, manufacturing equipment, transmitters, receivers, and radar devices.

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 半導体層と、
前記半導体層に設けられる活性領域と、
前記半導体層に設けられ、前記活性領域に隣接する不活性領域と、
前記活性領域における前記半導体層の第1面側に設けられる第1半導体領域と、
前記不活性領域における前記半導体層の前記第1面側に設けられる第2半導体領域と、
前記半導体層の前記第1面側に設けられ、前記第1半導体領域と接続される第1電極と
を含むことを特徴とする半導体装置。
The following supplementary notes are further provided with respect to the above-described embodiment.
(Supplementary Note 1) A semiconductor layer;
an active region provided in the semiconductor layer;
an inactive region in the semiconductor layer adjacent to the active region;
a first semiconductor region provided on a first surface side of the semiconductor layer in the active region;
a second semiconductor region provided on the first surface side of the semiconductor layer in the inactive region;
a first electrode provided on the first surface side of the semiconductor layer and connected to the first semiconductor region.

(付記2) 前記第1半導体領域は、前記活性領域における前記半導体層の前記第1面側に設けられた第1リセスに設けられ、
前記第2半導体領域は、前記不活性領域における前記半導体層の前記第1面側に設けられた第2リセスに設けられることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(Additional Note 2) The first semiconductor region is provided in a first recess provided on the first surface side of the semiconductor layer in the active region,
The semiconductor device described in appendix 1, wherein the second semiconductor region is provided in a second recess provided on the first surface side of the semiconductor layer in the inactive region.

(付記3) 前記半導体層は、
前記第1面側に設けられた電子供給層と、
前記電子供給層の、前記第1面側とは反対側に設けられた電子走行層と
を含み、
前記第1半導体領域及び前記第2半導体領域は、前記電子供給層を貫通して前記電子走行層に達することを特徴とする付記1又は2に記載の半導体装置。
(Additional Note 3) The semiconductor layer is
an electron supply layer provided on the first surface side;
an electron transit layer provided on the side of the electron supply layer opposite to the first surface side,
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor region and the second semiconductor region penetrate the electron supply layer and reach the electron transit layer.

(付記4) 前記第2半導体領域は、前記活性領域から離間して位置することを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。
(付記5) 前記第2半導体領域は、前記活性領域からの距離が50μm以上の位置に設けられることを特徴とする付記1乃至4のいずれかに記載の半導体装置。
(Supplementary Note 4) The semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 1 to 3, wherein the second semiconductor region is located away from the active region.
(Supplementary Note 5) The semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 1 to 4, wherein the second semiconductor region is provided at a position that is 50 μm or more away from the active region.

(付記6) 前記第2半導体領域は、前記第1半導体領域からの距離が500μm以内の位置に設けられることを特徴とする付記1乃至5のいずれかに記載の半導体装置。
(付記7) 前記半導体層の前記第1面に対し、前記第1半導体領域の、前記半導体層の前記第1面側の第1端面は、前記第2半導体領域の、前記半導体層の前記第1面側の第2端面よりも、低い位置にあることを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の半導体装置。
(Supplementary Note 6) The semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 1 to 5, wherein the second semiconductor region is provided at a position within 500 μm of the first semiconductor region.
(Appendix 7) A semiconductor device as described in any one of Appendices 1 to 6, characterized in that, with respect to the first surface of the semiconductor layer, a first end face of the first semiconductor region on the first surface side of the semiconductor layer is located lower than a second end face of the second semiconductor region on the first surface side of the semiconductor layer.

(付記8) 前記第1電極は、前記第1半導体領域及び前記第2半導体領域と接続されることを特徴とする付記1乃至7のいずれかに記載の半導体装置。
(付記9) 前記半導体層の前記第1面側に設けられ、少なくとも一部が前記活性領域に位置し、前記第1半導体領域及び前記第2半導体領域とは分離された第2電極を含むことを特徴とする付記1乃至8のいずれかに記載の半導体装置。
(Supplementary Note 8) The semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 1 to 7, wherein the first electrode is connected to the first semiconductor region and the second semiconductor region.
(Supplementary Note 9) The semiconductor device described in any one of Supplementary Notes 1 to 8, further comprising a second electrode provided on the first surface side of the semiconductor layer, at least a portion of which is located in the active region, and which is separated from the first semiconductor region and the second semiconductor region.

(付記10) 半導体層に、活性領域と、前記活性領域に隣接する不活性領域とを形成する工程と、
前記活性領域における前記半導体層の第1面側に、第1半導体領域を形成する工程と、
前記不活性領域における前記半導体層の前記第1面側に、第2半導体領域を形成する工程と、
前記半導体層の前記第1面側に、前記第1半導体領域と接続される第1電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Supplementary Note 10) A step of forming an active region and an inactive region adjacent to the active region in a semiconductor layer;
forming a first semiconductor region on a first surface side of the semiconductor layer in the active region;
forming a second semiconductor region on the first surface side of the semiconductor layer in the inactive region;
forming a first electrode connected to the first semiconductor region on the first surface side of the semiconductor layer.

(付記11) 前記第1半導体領域を形成する工程、及び前記第2半導体領域を形成する工程では、
前記半導体層の前記第1面側に、前記活性領域に通じる第1開口部と、前記不活性領域に通じる第2開口部とを有するマスクを形成し、
有機金属気相成長法を用いて、前記マスクの前記第1開口部及び前記第2開口部に、それぞれ前記第1半導体領域及び前記第2半導体領域を成長することを特徴とする付記10に記載の半導体装置の製造方法。
(Additional Note 11) In the step of forming the first semiconductor region and the step of forming the second semiconductor region,
forming a mask on the first surface side of the semiconductor layer, the mask having a first opening portion communicating with the active region and a second opening portion communicating with the inactive region;
11. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, further comprising growing the first semiconductor region and the second semiconductor region in the first opening and the second opening of the mask, respectively, by metal organic chemical vapor deposition.

(付記12) 前記マスクの形成後、前記第1開口部及び前記第2開口部の前記半導体層を部分的に除去し、前記半導体層に、前記第1開口部と連通する第1リセス、及び前記第2開口部と連通する第2リセスを形成し、
前記第1開口部及び前記第2開口部に、それぞれ前記第1半導体領域及び前記第2半導体領域を成長する際には、前記第1開口部と連通する前記第1リセス、及び前記第2開口部と連通する前記第2リセスに、それぞれ前記第1半導体領域及び前記第2半導体領域を成長することを特徴とする付記11に記載の半導体装置の製造方法。
(Additional Note 12) After forming the mask, the semiconductor layer in the first opening and the second opening is partially removed to form a first recess communicating with the first opening and a second recess communicating with the second opening in the semiconductor layer;
12. The method for manufacturing a semiconductor device described in Appendix 11, characterized in that when growing the first semiconductor region and the second semiconductor region in the first opening and the second opening, respectively, the first semiconductor region and the second semiconductor region are grown in the first recess communicating with the first opening, and the second recess communicating with the second opening, respectively.

(付記13) 半導体層と、
前記半導体層に設けられる活性領域と、
前記半導体層に設けられ、前記活性領域に隣接する不活性領域と、
前記活性領域における前記半導体層の第1面側に設けられる第1半導体領域と、
前記不活性領域における前記半導体層の前記第1面側に設けられる第2半導体領域と、
前記半導体層の前記第1面側に設けられ、前記第1半導体領域と接続される第1電極と
を含む半導体装置を備えることを特徴とする電子装置。
(Supplementary Note 13) A semiconductor layer,
an active region provided in the semiconductor layer;
an inactive region in the semiconductor layer adjacent to the active region;
a first semiconductor region provided on a first surface side of the semiconductor layer in the active region;
a second semiconductor region provided on the first surface side of the semiconductor layer in the inactive region;
a first electrode provided on the first surface side of the semiconductor layer and connected to the first semiconductor region.

1,1A,1Aa,1Ab,1Ac,1Ad,1Ae,1B,1C,100A,100B 半導体装置
1a 2DEG
10,10A,110 半導体層
10a,11a,12a,13a,14a,15a 面
11,111 電子走行層
12,112 電子供給層
13 基板
14 初期層
15 スペーサ層
21,22,23,61,62,63,180,181,182 n型半導体領域
21a,22a,23a,61a,62a 端面
30,120 ゲート電極
30a,40a,50a パッド
31 ゲートフィンガー部
40,130 ソース電極
50,140 ドレイン電極
61b,62b セグメント
64,65 トレンチ
66 凹部
71,72,73,81,82,170,171,172 リセス
90,190 マスク
90a,190a 開口部
150,AR2 不活性領域
160,AR1 活性領域
183 原子
191,192 領域
200 半導体パッケージ
210 リードフレーム
210a ダイパッド
211 ゲートリード
212 ソースリード
213 ドレインリード
220 樹脂
230 ワイヤ
300 PFC回路
310,421,422,423,441,442,443,444 スイッチ素子
320 ダイオード
330 チョークコイル
340,350 コンデンサ
360 ダイオードブリッジ
370 交流電源
400 電源装置
410 一次側回路
420 二次側回路
430 トランス
440 フルブリッジインバータ回路
500 増幅器
510 デジタルプレディストーション回路
520,530 ミキサー
540 パワーアンプ
R1,R2 抵抗
1, 1A, 1Aa, 1Ab, 1Ac, 1Ad, 1Ae, 1B, 1C, 100A, 100B Semiconductor device 1a 2DEG
10, 10A, 110 Semiconductor layer 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 15a Surface 11, 111 Electron transit layer 12, 112 Electron supply layer 13 Substrate 14 Initial layer 15 Spacer layer 21, 22, 23, 61, 62, 63, 180, 181, 182 n-type semiconductor region 21a, 22a, 23a, 61a, 62a End surface 30, 120 Gate electrode 30a, 40a, 50a Pad 31 Gate finger portion 40, 130 Source electrode 50, 140 Drain electrode 61b, 62b Segment 64, 65 Trench 66 Recess 71, 72, 73, 81, 82, 170, 171, 172 Recess 90, 190 Mask 90a, 190a Opening 150, AR2 Inactive region 160, AR1 Active region 183 Atom 191, 192 Region 200 Semiconductor package 210 Lead frame 210a Die pad 211 Gate lead 212 Source lead 213 Drain lead 220 Resin 230 Wire 300 PFC circuit 310, 421, 422, 423, 441, 442, 443, 444 Switch element 320 Diode 330 Choke coil 340, 350 Capacitor 360 Diode bridge 370 AC power supply 400 Power supply device 410 Primary side circuit 420 Secondary side circuit 430 Transformer 440 Full bridge inverter circuit 500 Amplifier 510 Digital predistortion circuit 520, 530 Mixer 540 Power amplifier R1, R2 Resistor

Claims (8)

電子供給層と電子走行層とを含む半導体層と、
前記半導体層に設けられる活性領域と、
前記半導体層に設けられ、前記活性領域に隣接する不活性領域と、
前記活性領域における前記半導体層の前記電子供給層側の第1面側に設けられるn型の第1半導体領域と、
前記不活性領域における前記半導体層の前記第1面側に設けられ、前記活性領域から離間して位置し、前記第1半導体領域からの距離が500μm以内の位置に設けられるn型の第2半導体領域と、
前記半導体層の前記第1面側に設けられ、前記第1半導体領域と接続される第1電極と
を含むことを特徴とする半導体装置。
a semiconductor layer including an electron supply layer and an electron transport layer ;
an active region provided in the semiconductor layer;
an inactive region in the semiconductor layer adjacent to the active region;
an n-type first semiconductor region provided on a first surface side of the semiconductor layer on the electron supply layer side in the active region;
an n-type second semiconductor region provided on the first surface side of the semiconductor layer in the inactive region, spaced apart from the active region, and located at a distance of 500 μm or less from the first semiconductor region;
a first electrode provided on the first surface side of the semiconductor layer and connected to the first semiconductor region.
記第1半導体領域及び前記第2半導体領域は、前記電子供給層を貫通して前記電子走行層に達することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 2 . The semiconductor device according to claim 1 , wherein the first semiconductor region and the second semiconductor region penetrate the electron supply layer and reach the electron transit layer. 前記第2半導体領域は、前記活性領域からの距離が50μm以上の位置に設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that the second semiconductor region is provided at a distance of 50 μm or more from the active region. 前記半導体層の前記第1面に対し、前記第1半導体領域の、前記半導体層の前記第1面側の第1端面は、前記第2半導体領域の、前記半導体層の前記第1面側の第2端面よりも、低い位置にあることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の半導体装置。 4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a first end face of the first semiconductor region on the first surface side of the semiconductor layer is located lower than a second end face of the second semiconductor region on the first surface side of the semiconductor layer, with respect to the first surface of the semiconductor layer. 前記第1電極は、前記第1半導体領域及び前記第2半導体領域と接続されることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の半導体装置。 5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first electrode is connected to the first semiconductor region and the second semiconductor region. 電子供給層と電子走行層とを含む半導体層に、活性領域と、前記活性領域に隣接する不活性領域とを形成する工程と、
前記活性領域における前記半導体層の前記電子供給層側の第1面側に、n型の第1半導体領域を形成する工程と、
前記不活性領域における前記半導体層の前記第1面側に、前記活性領域から離間して位置し、前記第1半導体領域からの距離が500μm以内の位置に設けられるn型の第2半導体領域を形成する工程と、
前記半導体層の前記第1面側に、前記第1半導体領域と接続される第1電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
forming an active region and an inactive region adjacent to the active region in a semiconductor layer including an electron supply layer and an electron transport layer ;
forming an n-type first semiconductor region on a first surface side of the semiconductor layer on the electron supply layer side in the active region;
forming an n-type second semiconductor region on the first surface side of the semiconductor layer in the inactive region, the second semiconductor region being spaced apart from the active region and located at a distance of 500 μm or less from the first semiconductor region;
forming a first electrode connected to the first semiconductor region on the first surface side of the semiconductor layer.
前記第1半導体領域を形成する工程、及び前記第2半導体領域を形成する工程では、
前記半導体層の前記第1面側に、前記活性領域に通じる第1開口部と、前記不活性領域に通じる第2開口部とを有するマスクを形成し、
有機金属気相成長法を用いて、前記マスクの前記第1開口部及び前記第2開口部に、それぞれ前記第1半導体領域及び前記第2半導体領域を成長することを特徴とする請求項に記載の半導体装置の製造方法。
In the step of forming the first semiconductor region and the step of forming the second semiconductor region,
forming a mask on the first surface side of the semiconductor layer, the mask having a first opening portion communicating with the active region and a second opening portion communicating with the inactive region;
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6 , wherein the first semiconductor region and the second semiconductor region are grown in the first opening and the second opening of the mask, respectively, by metal organic chemical vapor deposition.
電子供給層と電子走行層とを含む半導体層と、
前記半導体層に設けられる活性領域と、
前記半導体層に設けられ、前記活性領域に隣接する不活性領域と、
前記活性領域における前記半導体層の前記電子供給層側の第1面側に設けられるn型の第1半導体領域と、
前記不活性領域における前記半導体層の前記第1面側に設けられ、前記活性領域から離間して位置し、前記第1半導体領域からの距離が500μm以内の位置に設けられるn型の第2半導体領域と、
前記半導体層の前記第1面側に設けられ、前記第1半導体領域と接続される第1電極と
を含む半導体装置を備えることを特徴とする電子装置。
a semiconductor layer including an electron supply layer and an electron transport layer ;
an active region provided in the semiconductor layer;
an inactive region in the semiconductor layer adjacent to the active region;
an n-type first semiconductor region provided on a first surface side of the semiconductor layer on the electron supply layer side in the active region;
an n-type second semiconductor region provided on the first surface side of the semiconductor layer in the inactive region, spaced apart from the active region, and located at a distance of 500 μm or less from the first semiconductor region;
a first electrode provided on the first surface side of the semiconductor layer and connected to the first semiconductor region.
JP2021113268A 2021-07-08 2021-07-08 Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device Active JP7701602B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021113268A JP7701602B2 (en) 2021-07-08 2021-07-08 Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021113268A JP7701602B2 (en) 2021-07-08 2021-07-08 Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023009745A JP2023009745A (en) 2023-01-20
JP7701602B2 true JP7701602B2 (en) 2025-07-02

Family

ID=85118980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021113268A Active JP7701602B2 (en) 2021-07-08 2021-07-08 Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7701602B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008085215A (en) 2006-09-28 2008-04-10 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device
WO2021019969A1 (en) 2019-07-31 2021-02-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Nitride semiconductor device and method for manufacturing same
US20210098285A1 (en) 2019-09-26 2021-04-01 Raytheon Company Field effect transistor having improved gate structures

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008085215A (en) 2006-09-28 2008-04-10 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device
WO2021019969A1 (en) 2019-07-31 2021-02-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Nitride semiconductor device and method for manufacturing same
US20210098285A1 (en) 2019-09-26 2021-04-01 Raytheon Company Field effect transistor having improved gate structures

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023009745A (en) 2023-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI529929B (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
JP5784440B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
US10269950B2 (en) Compound semiconductor substrate and fabrication method therefor, compound semiconductor device and fabrication method therefor, power supply apparatus and high-output amplifier
EP3326210A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating semiconductor device
US10964805B2 (en) Compound semiconductor device
JP7024534B2 (en) Semiconductor devices and their manufacturing methods
US10665710B2 (en) Compound semiconductor device and fabrication method
JP7009952B2 (en) Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices
JP7099255B2 (en) Compound semiconductor equipment, high frequency amplifier and power supply equipment
JP7739982B2 (en) Semiconductor Devices
JP2014090033A (en) Compound semiconductor device and manufacturing method of the same
JP7439536B2 (en) semiconductor equipment
JP7007548B2 (en) Compound semiconductor device and its manufacturing method
TWI523148B (en) Method for improving breakdown voltage of high electron mobility transistor component
JP7545044B2 (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device
JP2014197644A (en) Compound semiconductor device and method of manufacturing the same
JP7701602B2 (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device
JP7417070B2 (en) Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method, and electronic device
JP2022088180A (en) Semiconductor device, manufacturing method of semiconductor device, and electronic device
JP2022016950A (en) Semiconductor device
JP7723256B2 (en) Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method, and electronic device
JP6187167B2 (en) Compound semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2021114590A (en) Semiconductor device, manufacturing method for semiconductor device, and electronic device
US20230275001A1 (en) Semiconductor device, semiconductor device fabrication method, and electronic device
JP2024175739A (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240404

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250331

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250520

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250602

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7701602

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150