(57)【要約】【課題】  絶縁膜をエッチングする際にｐ型のIII 族窒化物半導体のＭｇ原子を不活性化することを抑制する半導体装置の製造方法を提供することである。【解決手段】  この製造方法は、III 族窒化物半導体層を形成する半導体層形成工程と、III 族窒化物半導体層の上に絶縁膜Ｆ１ａを形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜Ｆ１ａの一部をドライエッチングにより除去する絶縁膜除去工程と、を有する。半導体層形成工程では、ｐ型半導体層を形成する。絶縁膜Ｆ１ａの一部を除去してゲート絶縁膜Ｆ１とする絶縁膜除去工程では、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いる。【選択図】図６
2020145324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III 族窒化物半導体層を形成する半導体層形成工程と、
前記III 族窒化物半導体層の上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜の一部をドライエッチングにより除去する絶縁膜除去工程と、
を有し、
前記半導体層形成工程では、
ｐ型半導体層を形成し、
前記絶縁膜除去工程では、
組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いること
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記絶縁膜除去工程のエッチングレートは、
３０ｎｍ／ｍｉｎ以上１４０ｎｍ／ｍｉｎ以下であること
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記絶縁膜除去工程では、
前記絶縁膜の一部をエッチングしてゲート絶縁膜とするとともに前記ｐ型半導体層の一部を露出させること
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記III 族窒化物半導体層に凹部を形成する凹部形成工程を有し、
前記絶縁膜除去工程では、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ｐ型半導体層の一部を露出させ、
前記凹部形成工程では、
その露出させた前記ｐ型半導体層の一部をドライエッチングすることにより前記III 族窒化物半導体層に前記凹部を形成すること
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記III 族窒化物半導体層にイオンを注入するイオン注入工程を有し、
前記絶縁膜除去工程では、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記III 族窒化物半導体層の一部を露出させ、
前記イオン注入工程では、
その露出させた前記III 族窒化物半導体層の一部にイオンを注入することにより前記ｐ型半導体層を形成すること
を含む半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の技術分野は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮに代表されるIII 族窒化物半導体は、高い絶縁破壊電界と高い融点とを備えている。そのため、III 族窒化物半導体は、ＧａＡｓ系半導体に代わる、高出力、高周波、高温用の半導体デバイスの材料として期待されている。そのため、III 族窒化物半導体を用いるＨＥＭＴ素子などが研究開発されている。
【０００３】
III 族窒化物半導体を有する半導体装置を製造するために、エッチングを施すことがある。その際には、半導体をエッチングする場合と絶縁膜をエッチングする場合とがある。III 族窒化物半導体をエッチングする場合には塩素系ガスが用いられ、絶縁膜をエッチングする場合にはフッ素系ガスが用いられることがある。例えば、特許文献１には、絶縁膜をエッチングするために、ＣＨ4 とＣＯＦ2 とを含むガスを用いる技術が開示されている（特許文献１の段落［０００９］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１３０４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、特許文献１のＣＨ4 のように水素原子を含むガスをエッチングガスとして用いた場合に、ｐ型のIII 族窒化物半導体に悪影響を及ぼすことを発見した。例えば、絶縁膜をエッチングするときに水素原子を含むエッチングガスを用いる場合、ｐＧａＮが露出していると、水素原子がｐＧａＮのＭｇ原子と結合する。これにより、ドーパントであるＭｇ原子が不活性化するという新たな技術的課題を発見した。
【０００６】
本明細書の技術が解決しようとする課題は、絶縁膜をエッチングする際にｐ型のIII 族窒化物半導体のＭｇ原子を不活性化することを抑制する半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様における半導体装置の製造方法は、III 族窒化物半導体層を形成する半導体層形成工程と、III 族窒化物半導体層の上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜の一部をドライエッチングにより除去する絶縁膜除去工程と、を有する。半導体層形成工程では、ｐ型半導体層を形成する。絶縁膜除去工程では、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いる。
【０００８】
この半導体装置の製造方法では、絶縁膜のエッチングガスが水素原子を組成に含んでいない。そのため、エッチングガス中の水素原子がｐ型のIII 族窒化物半導体に撃ち込まれるおそれがない。つまり、Ｍｇ原子が不活性化することがない。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書では、絶縁膜をエッチングする際にｐ型のIII 族窒化物半導体のＭｇ原子を不活性化することを抑制する半導体装置の製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の半導体装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図３】第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図４】第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図５】第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図（その４）である。
【図６】第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図（その５）である。
【図７】組成に水素原子を含むエッチングガスを用いた場合を示す図である。
【図８】第１の実施形態の変形例における半導体装置の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図９】第１の実施形態の変形例における半導体装置の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図１０】第２の実施形態のｐｎ接合ダイオードの概略構成を示す図である。
【図１１】ｐｎ接合ダイオードに逆方向電圧を印加したときに逆方向電流が１μＡとなったときの逆方向電圧を示すグラフである。
【図１２】エッチング方法と半導体層のシート抵抗との間の関係を示すグラフである。
【図１３】エッチング方法と半導体層のコンタクト抵抗との間の関係を示すグラフである。
【図１４】バイアスの出力とエッチングレートとの間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、具体的な実施形態について、半導体装置とその製造方法を例に挙げて説明する。しかし、本明細書の技術はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１２】
（第１の実施形態）
１．半導体装置
図１は、第１の実施形態の半導体装置１００の概略構成を示す図である。半導体装置１００は、縦型ＭＯＳＦＥＴである。図１に示すように、半導体装置１００は、ＧａＮ基板１１０と、第１半導体層１２０と、第２半導体層１３０と、第３半導体層１４０と、ボディ電極Ｂ１と、ドレイン電極Ｄ１と、ソース電極Ｓ１と、ゲート電極Ｇ１と、ゲート絶縁膜Ｆ１と、を有する。
【００１３】
ＧａＮ基板１１０は、ｎ型ＧａＮからなる基板である。ＧａＮ基板１１０は、第１面１１０ａと第２面１１０ｂとを有する。第１面１１０ａと第２面１１０ｂとは互いに正反対に位置する面である。第１面１１０ａは、半導体層を形成する面である。第２面１１０ｂは、ドレイン電極Ｄ１を形成する面である。例えば、第１面１１０ａは＋ｃ面であり、第２面１１０ｂは−ｃ面である。
【００１４】
第１半導体層１２０は、ＧａＮ基板１１０の第１面１１０ａの上に形成されている。第１半導体層１２０は第１導電型のIII 族窒化物半導体層である。第１半導体層１２０は、例えば、ｎ- ＧａＮである。第１半導体層１２０の膜厚は、例えば、５μｍ以上２０μｍ以下である。ここで、第１導電型はｎ型を表し、第２導電型はｐ型を表す。第１半導体層１２０の不純物濃度は、例えば、３×１０15ｃｍ-3以上２×１０16ｃｍ-3以下である。
【００１５】
第２半導体層１３０は、第１半導体層１２０の上に形成されている。第２半導体層１３０は、第２導電型のIII 族窒化物半導体層である。第２半導体層１３０は、例えば、ｐＧａＮである。第２半導体層１３０の膜厚は、例えば、０．４μｍ以上１．５μｍ以下である。第２半導体層１３０の不純物濃度は、例えば、６×１０17ｃｍ-3以上４×１０19ｃｍ-3以下である。
【００１６】
第３半導体層１４０は、第２半導体層１３０の上に形成されている。第３半導体層１４０は、第１導電型のIII 族窒化物半導体層である。第３半導体層１４０は、例えば、ｎ+ ＧａＮである。第３半導体層１４０の膜厚は、例えば、０．１μｍ以上０．６μｍ以下である。第３半導体層１４０の不純物濃度は、例えば、１×１０18ｃｍ-3以上１×１０19ｃｍ-3以下である。
【００１７】
ドレイン電極Ｄ１は、ＧａＮ基板１１０の第２面１１０ｂの上に形成された第１電極である。前述のように、第２面１１０ｂは、例えば、−ｃ面である。
【００１８】
ボディ電極Ｂ１は、第２半導体層１３０から正孔を引き抜くための第２電極である。ボディ電極Ｂ１は、リセスＲ１に形成されている。リセスＲ１は、第３半導体層１４０を貫通し、第２半導体層１３０の途中まで達する凹部である。ボディ電極Ｂ１は、第２半導体層１３０と、第３半導体層１４０と、ソース電極Ｓ１と、に接触している。
【００１９】
ソース電極Ｓ１は、第３半導体層１４０およびボディ電極Ｂ１の上に形成された第３電極である。ソース電極Ｓ１は、第３半導体層１４０に接触している。そのためソース電極Ｓ１は、第３半導体層１４０に電流を注入することができる。ソース電極Ｓ１は、ボディ電極Ｂ１に接触している。そのため、ソース電極Ｓ１とボディ電極Ｂ１とは等電位である。
【００２０】
ゲート電極Ｇ１は、トレンチＴ１の箇所にゲート絶縁膜Ｆ１を介して形成された第４電極である。トレンチＴ１は、第３半導体層１４０と、第２半導体層１３０と、を貫通し、第１半導体層１２０の途中まで達する凹部である。ゲート電極Ｇ１は、ソース電極Ｓ１に向かって延伸している。
【００２１】
ゲート絶縁膜Ｆ１は、トレンチＴ１を覆っている。つまり、ゲート絶縁膜Ｆ１は、第３半導体層１４０と、第２半導体層１３０と、第１半導体層１２０と、の側面と、第１半導体層１２０の底面と、第３半導体層１４０の表面の一部と、を覆っている。そのため、ゲート絶縁膜Ｆ１は、ゲート電極Ｇ１と各半導体層とを絶縁している。ゲート絶縁膜Ｆ１の材質は、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＳｉＯＮ等である。
【００２２】
２．絶縁膜のエッチング方法
第１の実施形態の半導体装置１００の製造方法は、絶縁膜の一部をドライエッチングにより除去する絶縁膜除去工程を有する。その際に、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いる。ここで、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスとして例えば、フッ化カルボニル（ＣＯＦ2 ）、四フッ化炭素（ＣＦ4 ）、ヘキサフルオロ−１，３−ブタジエン（Ｃ4 Ｆ6 ）が挙げられる。
【００２３】
本実施形態では、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いない。組成に水素原子を含むフッ素系ガスとして例えば、モノフルオロメタン（ＣＨＦ3 ）、ジフルオロメタン（ＣＨ2 Ｆ2 ）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ3 ）が挙げられる。
【００２４】
絶縁膜の一部を除去する絶縁膜除去工程のエッチングレートは、３０ｎｍ／ｍｉｎ以上１４０ｎｍ／ｍｉｎ以下であるとよい。このときに露出させた半導体層と電極との間の接触抵抗は十分に小さい。エッチングレートを制御するために、ＧａＮ基板１１０に付与するバイアスの出力を制御すればよい。
【００２５】
３．半導体装置の製造方法
３−１．半導体層形成工程
図２に示すように、ＧａＮ基板１１０の第１面１１０ａの上に第１半導体層１２０と、第２半導体層１３０と、第３半導体層１４０と、を成長させる。そのために、例えば、ＭＯＣＶＤ法を用いればよい。
【００２６】
３−２．凹部形成工程
図３に示すように、リセスＲ１およびトレンチＴ１を形成する。そのためにＩＣＰ等のドライエッチングを用いればよい。ドライエッチングの際に、フォトレジスト等を用いればよい。リセスＲ１とトレンチＴ１とを形成する順序は、いずれを先に形成してもよい。なお、この段階では、ｐ型の第２半導体層１３０の底面１３０ａおよび側面１３０ｂが露出している。
【００２７】
３−３．絶縁膜形成工程
図４に示すように、トレンチＴ１を覆うように絶縁膜Ｆ１ａを形成する。絶縁膜Ｆ１ａは、後にゲート絶縁膜Ｆ１となる膜である。そのために、ＡＬＤ法、スパッタリング、またはその他の成膜技術を用いればよい。このように絶縁膜形成工程では、III 族窒化物半導体層の上に絶縁膜Ｆ１ａを形成する。これにより、トレンチＴ１とリセスＲ１と第３半導体層１４０の表面が、絶縁膜Ｆ１ａで覆われる。また、ｐ型の第２半導体層１３０の底面１３０ａおよび側面１３０ｂは絶縁膜Ｆ１ａで覆われている。
【００２８】
３−４．ゲート電極形成工程
図５に示すように、トレンチＴ１に絶縁膜Ｆ１ａを介してゲート電極Ｇ１を形成する。そのためにリフトオフ法を用いればよい。
【００２９】
３−５．絶縁膜除去工程
図６に示すように、絶縁膜Ｆ１ａの一部をエッチングにより除去してゲート絶縁膜Ｆ１を残留させる。この際には、ゲート電極Ｇ１がエッチングのマスクの役割を果たす。ここで、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いる。前述のように、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスとして例えば、フッ化カルボニル（ＣＯＦ2 ）、四フッ化炭素（ＣＦ4 ）、ヘキサフルオロ−１，３−ブタジエン（Ｃ4 Ｆ6 ）が挙げられる。
【００３０】
このエッチングにより、絶縁膜Ｆ１ａの一部が除去され、第３半導体層１４０および第２半導体層１３０の一部が露出する。また、エッチングの終了間際には、ｐ型の第２半導体層１３０の底面１３０ａおよび側面１３０ｂが露出している。前述のように、第２半導体層１３０は、ｐＧａＮである。
【００３１】
３−６．その他の電極形成工程
次に、ボディ電極Ｂ１、ソース電極Ｓ１、ドレイン電極Ｄ１を形成する。そのために、スパッタリング、ＥＢ蒸着法または抵抗加熱蒸着法を用いればよい。
【００３２】
３−７．その他の工程
熱処理工程等、その他の工程を適宜実施してもよい。以上により、半導体装置１００が得られる。
【００３３】
４．第１の実施形態の効果
第１の実施形態では、絶縁膜除去工程において、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いる。
【００３４】
図７は、組成に水素原子を含むエッチングガスを用いた場合を示す図である。絶縁膜をエッチングする際の開始から終了までのいずれかの期間において、ｐ型の第２半導体層１３０が露出する。その際に、組成に水素原子を含むガスを用いると、ｐ型の第２半導体層１３０に水素原子が供給されてしまう。ｐ型の第２半導体層１３０に水素原子が撃ち込まれると、水素原子は第２半導体層１３０のＭｇと結合する。これにより、Ｍｇ原子が不活性化することとなる。
【００３５】
本実施形態では、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いるので、ｐ型の第２半導体層１３０に水素原子を供給するおそれがない。
【００３６】
なお、本実施形態では、絶縁膜除去工程の開始から終了までの間のいずれかの期間には、ｐ型半導体層が露出している。ここで、ｐ型半導体層が露出している場合とは、ｐ型の第２半導体層１３０の底面１３０ａと、ｐ型の第２半導体層１３０の側面１３０ｂと、のうちの少なくとも一方が露出している場合を含む。
【００３７】
また、ｐ型の第２半導体層１３０の側面１３０ｂが露出している場合に組成に水素原子を含むガスを用いると、その側面１３０ｂから水素原子が取り込まれてしまう。一旦、ｐ型の半導体層に水素原子が取り込まれると、その側面１３０ｂの表面を除去しても、Ｍｇ不活性化が生じてしまう。
【００３８】
５．変形例
５−１．マスク
図８は、第１の実施形態の変形例における半導体装置の製造方法を説明するための図である。図８には、基板２１０と半導体層２２０、２３０とマスクＭ１とが描かれている。半導体層２３０は、例えば、ｐ−ＧａＮである。マスクＭ１の一部を開口するためのエッチングに第１の実施形態の技術を用いることができる。これにより、マスクＭ１の下のｐ−ＧａＮに水素原子が供給されることを防止することができる。
【００３９】
このとき半導体装置の製造方法は、III 族窒化物半導体層に凹部を形成する凹部形成工程を有する。絶縁膜除去工程では、絶縁膜の一部をエッチングしてｐ型半導体層の一部を露出させる。凹部形成工程では、その露出させたｐ型半導体層の一部をドライエッチングすることによりIII 族窒化物半導体層に凹部を形成する。
【００４０】
５−２．イオン注入工程
図９は、第１の実施形態の変形例における半導体装置の製造方法を説明するための図である。図９には、基板３１０と半導体層３２０、３３０とマスクＭ２とが描かれている。半導体層３３０は、例えば、ＧａＮである。マスクＭ２の一部を開口するためのエッチングに第１の実施形態の技術を用いることができる。マスクＭ２を開口するに際して水素原子が半導体層２３０に供給されることがない。そのため、Ｍｇ原子をイオン注入する際に、半導体層２３０が水素原子を含んでいない。Ｍｇ原子を注入しても、水素原子と結合するおそれはない。
【００４１】
このとき半導体装置の製造方法は、III 族窒化物半導体層にイオンを注入するイオン注入工程を有する。絶縁膜除去工程では、絶縁膜の一部をエッチングしてIII 族窒化物半導体層の一部を露出させる。イオン注入工程では、その露出させたIII 族窒化物半導体層の一部にイオンを注入することによりｐ型半導体層を形成する。
【００４２】
５−３．製造工程
第１の実施形態と異なる製造工程を実施してもよい。特に、工程の順序については入れ替えてもよい場合がある。また、絶縁膜Ｆ１ａをドライエッチングする際にはゲート電極Ｇ１をマスクとして用いたが、別途、マスクを形成してもよい。
【００４３】
５−４．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてよい。絶縁膜をエッチングする際の開始から終了までのいずれかの期間においてｐ型半導体層が露出する場合に、第１の実施形態の技術を適用することができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態のｐｎ接合ダイオード４００の概略構成を示す図である。ｐｎ接合ダイオード４００は、ｎ型層４１０とｐ型層４２０とｎ電極Ｎ１とｐ電極Ｐ１とを有する。ｎ型層４１０は、ｎ−ＧａＮである。ｐ型層４２０は、ｐ−ＧａＮである。
【００４５】
ｐｎ接合ダイオード４００は、凹部Ｕ１を有する。凹部Ｕ１は、ｐ型層４２０からｎ型層４１０の途中まで達している。凹部Ｕ１の底部には、ｎ型層４１０が露出している。
【００４６】
このように凹部Ｕ１を形成する際に、マスクを形成する。このマスクを部分的にエッチングする際に、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いる。
【００４７】
（実験）
１．耐圧
１−１．サンプルの制作
サンプルとして２種類のｐｎ接合ダイオードを製造した。ｎ型層はｎ−ＧａＮであった。ｐ型層はｐ−ＧａＮであった。ｐ型不純物はＭｇであった。ｐ型層の不純物濃度は２×１０18ｃｍ-3であった。
【００４８】
第１のサンプルにはｐ型層の表面にＣＯＦ2 ガスを供給した。ＩＣＰの出力は６００Ｗであった。ＩＣＰの周波数は１３．５６ＭＨｚであった。バイアスの出力は１００Ｗであった。バイアスの周波数は１３．５６ＭＨｚであった。圧力は１Ｐａであった。Ａｒガスの流量は１００ｓｃｃｍであった。ＣＯＦ2 ガスの流量は２５ｓｃｃｍであった。エッチングガスの曝露時間は３０秒であった。
【００４９】
第２のサンプルにはｐ型層の表面にＣＨＦ3 ガスを供給した。ＩＣＰの出力は２００Ｗであった。ＩＣＰの周波数は１３．５６ＭＨｚであった。バイアスの出力は１００Ｗであった。バイアスの周波数は１３．５６ＭＨｚであった。圧力は１Ｐａであった。Ａｒガスの流量は１００ｓｃｃｍであった。ＣＨＦ3 ガスの流量は５ｓｃｃｍであった。エッチングガスの曝露時間は３０秒であった。
【００５０】
１−２．実験結果
表１は、ｐｎ接合ダイオードに逆方向電圧を印加したときに逆方向電流が１μＡとなったときの逆方向電圧を示している。第１のサンプルのＮ数は６である。第２のサンプルのＮ数は５である。
【００５１】
［表１］
第１のサンプル      第２のサンプル
ＣＯＦ2             ＣＨＦ3 
１３０５Ｖ          ２１５Ｖ
１４３５Ｖ          ２８５Ｖ
１３４５Ｖ          ４００Ｖ
１３８５Ｖ          ４００Ｖ
１４３５Ｖ          ４０５Ｖ
１３４０Ｖ
【００５２】
図１１は、ｐｎ接合ダイオードに逆方向電圧を印加したときに逆方向電流が１μＡとなったときの逆方向電圧を示すグラフである。図１１は、表１をグラフにしたものに相当する。図１１の横軸はサンプルの種類である。図１１の縦軸は逆方向電圧（Ｖ）である。
【００５３】
表１および図１１に示すように、第１のサンプル（サンプル１）の逆方向電圧に対する耐圧は、第２のサンプル（サンプル２）の逆方向電圧に対する耐圧の４倍程度である。
【００５４】
１−３．耐圧に差が出る理由
ｐｎ接合ダイオードには空乏層が存在する。ｐ型層にＭｇ不活性領域がある場合に、ｐｎ接合ダイオードに逆方向電圧を印加すると、Ｍｇ不活性領域が空乏化することがある。そのため、低い逆方向電圧でリーク電流が発生する。したがって、ＣＨＦ3 をｐ型層に曝露した場合に、逆方向電圧に対する耐圧が低下すると考えられる。
【００５５】
２．シート抵抗
図１２は、エッチング方法と半導体層のシート抵抗との間の関係を示すグラフである。図１２の横軸はエッチング方法である。図１２の縦軸はｎ型ＧａＮのシート抵抗である。
【００５６】
図１２に示すように、エッチングガスの種類およびバイアスの出力によらず、ｎ型ＧａＮのシート抵抗は１８０Ω／□から１９０Ω／□までの間でほぼ一定である。
【００５７】
３．コンタクト抵抗
図１３は、エッチング方法と半導体層のコンタクト抵抗との間の関係を示すグラフである。図１３の横軸はエッチング方法である。図１３の縦軸はｎ型ＧａＮのコンタクト抵抗である。
【００５８】
図１３に示すように、エッチンガスとしＣＯＦ2 ガスを用いてバイアスの出力を５０Ｗ以上１５０Ｗ以下とした場合のコンタクト抵抗は、ＢＨＦを用いてウェットエッチングした場合のコンタクト抵抗と同程度である。つまり、この場合のコンタクト抵抗は、１．５×１０-5Ωｃｍ2 以上２×１０-5Ωｃｍ2 以下の程度である。一方、エッチンガスとしＣＯＦ2 ガスを用いてバイアスの出力を２００Ｗとした場合のコンタクト抵抗は、３×１０-5Ωｃｍ2 程度と高い。したがって、エッチンガスとしＣＯＦ2 ガスを用いてバイアスの出力を５０Ｗ以上１５０Ｗ以下とするとよい。
【００５９】
図１４は、バイアスの出力とエッチングレートとの間の関係を示すグラフである。図１４の横軸はバイアスの出力である。図１４の縦軸はエッチングレートである。図１４に示すように、バイアスの出力が５０Ｗ以上１５０Ｗ以下の範囲は、エッチングレートが３０ｎｍ／ｍｉｎ以上１４０ｎｍ／ｍｉｎ以下の範囲に相当する。エッチングレートが３０ｎｍ／ｍｉｎ以上１４０ｎｍ／ｍｉｎ以下の場合に、コンタクト抵抗は、１．５×１０-5Ωｃｍ2 以上２×１０-5Ωｃｍ2 以下の程度である。したがって、この場合にコンタクト抵抗は十分に小さい。
【００６０】
（付記）
第１の態様における半導体装置の製造方法は、III 族窒化物半導体層を形成する半導体層形成工程と、III 族窒化物半導体層の上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜の一部をドライエッチングにより除去する絶縁膜除去工程と、を有する。半導体層形成工程では、ｐ型半導体層を形成する。絶縁膜除去工程では、組成に水素原子を含むフッ素系ガスを用いることなく、組成に水素原子を含まないフッ素系ガスをエッチングガスとして用いる。
【００６１】
第２の態様における半導体装置の製造方法においては、絶縁膜除去工程のエッチングレートは、３０ｎｍ／ｍｉｎ以上１４０ｎｍ／ｍｉｎ以下である。
【００６２】
第３の態様における半導体装置の製造方法においては、絶縁膜除去工程では、絶縁膜の一部をエッチングしてゲート絶縁膜とするとともにｐ型半導体層の一部を露出させる。
【００６３】
第４の態様における半導体装置の製造方法は、III 族窒化物半導体層に凹部を形成する凹部形成工程を有する。絶縁膜除去工程では、絶縁膜の一部をエッチングしてｐ型半導体層の一部を露出させる。凹部形成工程では、その露出させたｐ型半導体層の一部をドライエッチングすることによりIII 族窒化物半導体層に凹部を形成する。
【００６４】
第５の態様における半導体装置の製造方法は、III 族窒化物半導体層にイオンを注入するイオン注入工程を有する。絶縁膜除去工程では、絶縁膜の一部をエッチングしてIII 族窒化物半導体層の一部を露出させる。イオン注入工程では、その露出させたIII 族窒化物半導体層の一部にイオンを注入することによりｐ型半導体層を形成する。
【符号の説明】
【００６５】
１００…半導体装置
１１０…ＧａＮ基板
１２０…第１半導体層
１３０…第２半導体層
１４０…第３半導体層
Ｂ１…ボディ電極
Ｄ１…ドレイン電極
Ｓ１…ソース電極
Ｇ１…ゲート電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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