本申請要求基于2015年11月27日提交的日本專利申請第2015-232371號申請的優(yōu)先權。該申請的全部內(nèi)容以參照的方式被引用于此。本說明書公開了涉及氮化物半導體裝置及其制造方法的技術。

背景技術：

將多個晶體管結(jié)構(gòu)設置在一個氮化物半導體層中的氮化物半導體裝置被公開于文獻《“ganmonolithicinvertericusingnormally-offgateinjectiontransistorswithplanarisolationonsisubstrate”,iedmtech.dig.2009,p.165-168.》中(以下稱為文獻1)。在文獻1的氮化物半導體裝置中，在被設置于硅基板之上的氮化物半導體層內(nèi)內(nèi)置有多個橫向型晶體管的結(jié)構(gòu)。通過內(nèi)置有多個晶體管結(jié)構(gòu)，從而以一個氮化物半導體裝置而構(gòu)成了半導體電路。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

在橫向型的氮化物半導體裝置中，有時將導電性基板固定在特定電位(例如接地電位)。在該情況下，當晶體管結(jié)構(gòu)各自獨立地進行動作時，有時晶體管結(jié)構(gòu)的主電極和導電性基板的電位差在每個晶體管結(jié)構(gòu)中存在差異。其結(jié)果為，有時各個晶體管結(jié)構(gòu)的特性會從設計值偏離，從而導致半導體電路無法正常地動作，缺乏可靠性。在本說明書中，提供一種實現(xiàn)了可靠性較高的氮化物半導體裝置的技術。

用于解決課題的方法

在本說明書中公開的氮化物半導體裝置具備：導電性基板，其具有導電性；氮化物半導體層，其存在于所述半導體基板之上，并且包括橫向型的第一晶體管結(jié)構(gòu)和橫向型的第二晶體管結(jié)構(gòu)。導電性基板包括第一電位控制區(qū)和第二電位控制區(qū)。第二電位控制區(qū)能夠相對于第一電位控制區(qū)而獨立地進行電位控制。在該氮化物半導體裝置中，在對氮化物半導體層進行俯視觀察時，第一晶體管結(jié)構(gòu)與第一電位控制區(qū)重疊。此外，在對氮化物半導體層進行俯視觀察時，第二晶體管結(jié)構(gòu)與第二電位控制區(qū)重疊。

在上述的氮化物半導體裝置中，由于在導電性基板之上設置有多個電位控制區(qū)(第一電位控制區(qū)、第二電位控制區(qū))，因此，能夠針對每個電位控制區(qū)來調(diào)節(jié)半導體基板的電位。其結(jié)果為，能夠針對每個晶體管結(jié)構(gòu)而對一對主電極中的一方(典型而言為低電位側(cè)的電極)與導電性基板之間的電位差進行調(diào)節(jié)。即，在整體的晶體管結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⒅麟姌O中的一方與導電性基板之間的電位差設為固定。另外，主電極中的一方與導電性基板之間的電位差為固定也包括電位差為零(處于短路狀態(tài))的情況。此外，“包括橫向型的第一晶體管結(jié)構(gòu)和橫向型的第二晶體管結(jié)構(gòu)的氮化物半導體層”是指，在氮化物半導體層內(nèi)存在至少兩個橫向型晶體管結(jié)構(gòu)，并且有時也存在三個以上的橫向型晶體管結(jié)構(gòu)的情況。關于“導電性基板”也是存在至少兩個電位控制區(qū)即可，有時也存在三個以上的電位控制區(qū)。

本說明書還公開了一種氮化物半導體裝置的制造方法。該制造方法具備氮化物半導體層形成工序、晶體管形成工序和電位控制區(qū)分割工序。在氮化物半導體層形成工序中，在導電性基板上形成氮化物半導體層。在晶體管形成工序中，在氮化物半導體層內(nèi)形成多個晶體管結(jié)構(gòu)。在電位控制區(qū)分割工序中，將導電性基板分割為以能夠獨立地進行電位控制的方式而構(gòu)成的多個電位控制區(qū)。

附圖說明

圖1表示第一實施例的氮化物半導體裝置的剖視圖。

圖2表示第二實施例的氮化物半導體裝置的剖視圖。

圖3表示第三實施例的氮化物半導體裝置的剖視圖。

圖4表示第四實施例的氮化物半導體裝置的剖視圖。

圖5表示第四實施例的氮化物半導體裝置的制造工序。

圖6表示第四實施例的氮化物半導體裝置的制造工序。

圖7表示第四實施例的氮化物半導體裝置的制造工序。

圖8表示第四實施例的氮化物半導體裝置的制造工序。

圖9表示利用第一至第四實施例的氮化物半導體裝置而構(gòu)成的半導體電路圖。

具體實施方式

實施發(fā)明的方式

下面，對本說明書所公開的技術特征進行整理。另外，以下所記載的事項各自獨立地具有技術上的有用性。

本說明書所公開的氮化物半導體裝置具備導電性基板、和氮化物半導體層。作為導電性基板的材料，能夠使用硅、碳化硅、氮化鎵等。導電性基板也可以是向這些材料中導入了雜質(zhì)的基板。另外，雜質(zhì)可以是n型雜質(zhì)及p型雜質(zhì)中的任意一種。導電性基板可以被分割為能夠獨立地進行電位控制的多個電位控制區(qū)。多個電位控制區(qū)可以具有第一電位控制區(qū)和第二電位控制區(qū)。即，導電性基板可以至少包括第一電位控制區(qū)和第二電位控制區(qū)，所述第二電位控制區(qū)能夠相對于第一電位控制區(qū)而獨立地進行電位控制。

各電位控制區(qū)可以通過分離區(qū)而與其他的電位控制區(qū)分離。即，可以在第一電位控制區(qū)與第二電位控制區(qū)之間設置有將兩者電性分離的分離區(qū)。分離區(qū)可以具有絕緣性。分離區(qū)可以通過對導電性基板進行物理性加工而形成。例如，可以采用如下方式，即，對導電性基板的一部分進行蝕刻，且設置從導電性基板的表面起至背面為止的溝槽，并通過溝槽而使各電位控制區(qū)彼此分離。在該情況下，溝槽為分離區(qū)。另外，也可以在溝槽內(nèi)埋設絕緣體。作為絕緣體而列舉出例如聚酰亞胺?；蛘撸蛛x區(qū)也可以通過對導電性基板進行化學處理而形成。例如，可以通過對導電性基板的一部分進行氧化從而形成分離區(qū)。

氮化物半導體層被設置在導電性基板上。氮化物半導體層可以為一般式以inxalyga1-x-yn(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤1－x－y≤1)來表示的物質(zhì)。氮化物半導體層可以為層壓了不同成分的氮化物半導體的半導體層。例如，氮化物半導體層可以包括異質(zhì)結(jié)層。也可以在異質(zhì)結(jié)層的表面的一部分上設置有p型氮化物半導體區(qū)。p型氮化物半導體區(qū)可以具有使形成在異質(zhì)結(jié)面的附近的二維電子氣層的一部分耗盡化的功能。氮化物半導體層可以為外延層。另外，氮化物半導體層也可以隔著緩沖層而被設置于導電性基板上。緩沖層可以為與氮化物半導體層成分不同的氮化物半導體。此外，緩沖層可以與導電性基板相比而為高電阻。通過高電阻的緩沖層而防止了各電位控制區(qū)的導通，從而能夠防止各電位控制區(qū)意外地成為相同電位的情況。另外，在導電性基板和氮化物半導體層為相同材料時，不需要緩沖層。在該情況下，也可以在導電性基板與氮化物半導體層之間設置與導電性基板相比為高電阻的半導體層。

在氮化物半導體層的內(nèi)部可以設置有多個橫向型晶體管結(jié)構(gòu)。多個橫向型晶體管結(jié)構(gòu)可以具有第一晶體管結(jié)構(gòu)和第二晶體管結(jié)構(gòu)。即，在氮化物半導體層內(nèi)，可以至少形成橫向型第一晶體管結(jié)構(gòu)和橫向型第二晶體管結(jié)構(gòu)?？梢圆捎萌缦路绞?，即，第一晶體管結(jié)構(gòu)對應于上述第一電位控制區(qū)而被配置在氮化物半導體層內(nèi)，并且第二晶體管結(jié)構(gòu)對應于上述第二電位控制區(qū)而被配置在氮化物半導體層內(nèi)。具體而言，也可以采用如下方式，即，在對氮化物半導體層進行俯視觀察時，第一晶體管結(jié)構(gòu)與第一電位控制區(qū)重疊，并且第二晶體管結(jié)構(gòu)與第二電位控制區(qū)重疊。

另外，上述的“重疊”并不意味著在進行俯視觀察時第一晶體管結(jié)構(gòu)與第一電位控制區(qū)(第二晶體管結(jié)構(gòu)與第二電位控制區(qū))完全一致。例如，如果第一晶體管結(jié)構(gòu)的大部分與第一電位控制區(qū)重疊，則第一晶體管結(jié)構(gòu)的一部分也可以與第二電位控制區(qū)重疊。同樣，如果第二晶體管的大部分與第二電位控制區(qū)重疊，則第二晶體管結(jié)構(gòu)的一部分也可以與第一電位控制區(qū)重疊。更具體而言，在進行俯視觀察時，只需第一晶體管結(jié)構(gòu)的一對主電極間位于第一電位控制區(qū)的范圍內(nèi)即可，一對主電極間的外側(cè)也可以位于第二電位控制區(qū)的范圍內(nèi)。同樣，只需第二晶體管結(jié)構(gòu)的一對主電極間位于第二電位控制區(qū)的范圍內(nèi)即可，一對主電極間的外側(cè)也可以位于第一電位控制區(qū)的范圍內(nèi)。

各晶體管的結(jié)構(gòu)可以為肖特基柵極晶體管、mos晶體管等。此外，在氮化物半導體層的內(nèi)部也可以設置有橫向型晶體管結(jié)構(gòu)以外的半導體結(jié)構(gòu)。例如，在氮化物半導體層內(nèi)也可以設置有橫向型二極管結(jié)構(gòu)。二極管結(jié)構(gòu)可以為具有pn二極管、jbs(junctionbarrierschottky：結(jié)勢壘肖特基)結(jié)構(gòu)的肖特基柵極晶體管等。

在氮化物半導體層的內(nèi)部也可以設置有將多個晶體管結(jié)構(gòu)進行電性分離的元件分離結(jié)構(gòu)。元件分離結(jié)構(gòu)可以將晶體管結(jié)構(gòu)與二極管結(jié)構(gòu)電性分離。在對氮化物半導體層進行俯視觀察時，元件分離結(jié)構(gòu)也可以與上述分離區(qū)重疊。元件分離結(jié)構(gòu)可以通過對氮化物半導體層的表面的一部分實施離子注入而形成。另外，此處所說的“重疊”也并不意味著元件分離結(jié)構(gòu)與分離區(qū)完全一致。只要至少元件分離結(jié)構(gòu)的一部分與分離區(qū)的一部分重疊即可。

也可以采用如下方式，即，在氮化物半導體層的背面上設置有導電性基板，并且在表面上設置有與晶體管結(jié)構(gòu)連接的一對主電極。一對主電極可以為與高電位側(cè)連接的高電位側(cè)電極、和與低電位側(cè)連接的低電位側(cè)電極。此外，一對主電極中的一方可以與所對應的電位控制區(qū)短路。具體而言，可以采用如下方式，即，與第一晶體管結(jié)構(gòu)對應的一對主電極中的一方在第一電位控制區(qū)內(nèi)短路，并且與第二晶體管結(jié)構(gòu)對應的一對主電極中的一方在第二電位控制區(qū)內(nèi)短路。

上述主電極中的一方可以經(jīng)由配線而與電位控制區(qū)連接?；蛘撸梢圆捎萌缦路绞?，即，設置有從氮化物半導體層的表面起至導電性基板為止的貫穿孔，且在該貫穿孔內(nèi)填充有導電性部件，并經(jīng)由該導電性部件而對上述主電極中的一方與電位控制區(qū)進行連接。具體而言，氮化物半導體裝置可以具備導電性部件，所述導電性部件被填充于從氮化物半導體層的表面起至背面為止的貫穿孔中。另外，可以采用如下方式，即，設置有多個從氮化物半導體層的表面起至背面為止的貫穿孔，并且在各個貫穿孔內(nèi)填充導電性部件。多個導電性部件可以具有第一導電性部件和第二導電性部件。在該情況下，第一晶體管結(jié)構(gòu)的一方的主電極與第一電位控制區(qū)經(jīng)由第一導電性部件而短路，并且第二晶體管結(jié)構(gòu)的一方的主電極與第二電位控制區(qū)經(jīng)由第二導電性部件而短路。另外，在一對主電極之中，低電位側(cè)電極可以與電位控制區(qū)短路。

通過本說明書中公開的制造方法，可以獲得在被設置于導電性基板之上的氮化物半導體層內(nèi)設置有多個晶體管結(jié)構(gòu)的氮化物半導體裝置。該制造方法可以具備：氮化物半導體層形成工序、晶體管形成工序和電位控制區(qū)分割工序。在氮化物半導體層形成工序中，在導電性基板上形成氮化物半導體層。在晶體管形成工序中，在氮化物半導體層內(nèi)形成多個晶體管結(jié)構(gòu)。此外，在電位控制區(qū)分割工序中，將導電性基板分割為以能夠獨立地進行電位控制的方式而構(gòu)成的多個電位控制區(qū)。晶體管形成工序與電位控制區(qū)分割工序中的哪一方先實施均可。此外，晶體管形成工序可以在電位控制區(qū)分割工序的中途實施。另外，可以通過將導電性基板與氮化物半導體層貼合，從而在導電性基板上設置氮化物半導體層?；蛘?，也可以在導電性基板上使氮化物半導體層結(jié)晶生長(外延生長)。也可以在導電性基板上使緩沖層生長，之后使氮化物半導體層結(jié)晶生長。另外，在使氮化物半導體層外延生長的情況下，例如無法使用soi基板而使其生長。即，無法將氮化物半導體層與導電性基板絕緣，從而無法避免晶體管結(jié)構(gòu)受到導電性基板的電位的影響。本說明書中所公開的技術在氮化物半導體層為外延層的情況下具有有用性。

在電位控制區(qū)分割工序中，可以形成從導電性基板的表面起至背面為止的溝槽。通過形成溝槽，從而導電性基板被物理分割，由此形成有相互絕緣(電性獨立)的多個電位控制區(qū)。在電位控制區(qū)分割工序中，可以在形成溝槽之前使導電性基板的厚度變薄。由此能夠使溝槽深度變淺，并且能夠使電位控制區(qū)分割工序(蝕刻)簡化。此外，在電位控制區(qū)分割工序中，可以在形成了溝槽之后將絕緣物填充在溝槽內(nèi)。另外，在電位控制區(qū)分割工序中，可以通過使導電性基板的一部分變化為具有絕緣性，從而將所述導電性基板分割為多個電位控制區(qū)。

實施例

參照圖1而對氮化物半導體裝置100進行說明。在氮化物半導體裝置100中，在共同的氮化物半導體層12內(nèi)設置有多個晶體管結(jié)構(gòu)。具體而言，氮化物半導體裝置100具備第一晶體管結(jié)構(gòu)50a、第二晶體管結(jié)構(gòu)50b及第三晶體管結(jié)構(gòu)50c。各晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b和50c為橫向型晶體管結(jié)構(gòu)。另外，在以下的說明中，對于與晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b和50c的共同的結(jié)構(gòu)，有時會省略作為參照號碼的字母來進行說明。

在硅基板2的表面上隔著緩沖區(qū)4而設置有氮化物半導體層12。在硅基板2中被導入有p型雜質(zhì)。硅基板2的厚度被調(diào)節(jié)為400～600μm。硅基板2為導電性基板的一個示例。此外，緩沖層4的材料為氮化鋁(aln)。氮化物半導體層12具備第一氮化物半導體層6、第二氮化物半導體層8和第三氮化物半導體層10。在第一氮化物半導體層6的表面上設置有第二氮化物半導體層8，并且在第二氮化物半導體層8的表面上設置有第三氮化物半導體層10。第三氮化物半導體層10被設置于第二氮化物半導體層8的表面的一部分上。第一氮化物半導體層6的材料為氮化鎵(gan)，第二氮化物半導體層8的材料為氮化鋁鎵(algan)，并且第三氮化物半導體層10的材料為氮化鎵。第一氮化物半導體層6與第二氮化物半導體層8形成異質(zhì)結(jié)。氮化物半導體層6、8為非摻雜半導體層，并且第三氮化物半導體層10作為p型雜質(zhì)而含有鎂(mg)。第三氮化物半導體層10的雜質(zhì)濃度被調(diào)節(jié)為7×10¹⁸～2×10¹⁹/cm^-3。另外，作為緩沖層4的材料，也能夠代替氮化鋁而使用氮化鋁鎵。

在氮化物半導體層12內(nèi)設置有元件分離結(jié)構(gòu)24。元件分離結(jié)構(gòu)24從第二氮化物半導體層8的表面起到達第一氮化物半導體層6內(nèi)。即，元件分離結(jié)構(gòu)24將第一氮化物半導體層6與第二氮化物半導體層8的異質(zhì)結(jié)面截斷。通過元件分離結(jié)構(gòu)24，從而各晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b和50c被電性截斷。即，各晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b和50c的范圍通過相鄰的元件分離結(jié)構(gòu)24而被劃分。另外，元件分離結(jié)構(gòu)24通過向氮化物半導體層12內(nèi)導入氮(n)離子而形成。

在氮化物半導體層12的表面上設置有源極14、漏極22以及柵電極18。源極14和漏極22以在第二氮化物半導體層8的表面上相分離的方式而配置。柵電極18被設置于第三氮化物半導體層10的表面上。柵電極18和第三氮化物半導體層10構(gòu)成晶體管結(jié)構(gòu)50的柵極部20。柵極部20被設置于源極14與漏極22之間。柵電極18的材料為鎳(ni)。源極14和漏極22為鈦和鋁的層壓電極。源極14和漏極22通過鈍化膜16而與柵極部20絕緣。作為鈍化膜16而使用氮化硅(sin)、氧化硅(sio2)等。

在硅基板2中形成有多個溝槽28。溝槽28從硅基板2的表面(氮化物半導體層12側(cè))起到達背面。在溝槽28內(nèi)填充有聚酰亞胺26。通過溝槽28而使硅基板2被分割為第一電位控制區(qū)2a、第二電位控制區(qū)2b及第三電位控制區(qū)2c。各電位控制區(qū)2a、2b及2c相互絕緣，并且能夠獨立地進行電位控制。溝槽28相當于被設置在硅基板2內(nèi)的分離區(qū)。第一電位控制區(qū)2a與源極14a、第二電位控制區(qū)2b與源極14b、第三電位控制區(qū)2c與源極14c通過配線(省略圖示)而被連接。另外，在對氮化物半導體層12進行俯視觀察(從與氮化物半導體層12的表面正交的方向進行觀察)時，溝槽28與元件分離結(jié)構(gòu)24重疊。

第一晶體管結(jié)構(gòu)50a、第二晶體管結(jié)構(gòu)50b及第三晶體管結(jié)構(gòu)50c以分別對應于第一電位控制區(qū)2a、第二電位控制區(qū)2b及第三電位控制區(qū)2c的方式而被配置在氮化物半導體層12內(nèi)。更詳細而言，在對氮化物半導體層12進行俯視觀察時，第一晶體管結(jié)構(gòu)50a與第一電位控制區(qū)2a重疊，第二晶體管結(jié)構(gòu)50b與第二電位控制區(qū)2b重疊，并且第三晶體管結(jié)構(gòu)50c與第三電位控制區(qū)2c重疊。另外，雖然詳細內(nèi)容將在后文中進行敘述，但可以采用如下方式，即，溝槽28以從背面朝向表面(氮化物半導體層12側(cè))而對硅基板2的一部分進行蝕刻的方式而形成。此時，溝槽28的底部可以到達緩沖區(qū)4內(nèi)。

對晶體管結(jié)構(gòu)50進行說明。晶體管結(jié)構(gòu)50為常閉型的hfet(heterostructurefieldeffecttransistor：異質(zhì)結(jié)場效應晶體管)，并且作為溝道而利用形成在異質(zhì)結(jié)面的附近的二維電子氣層。具體而言，當向漏極22施加正電壓、向源極14施加接地電壓、向柵極部20施加正電壓(導通電壓)時，從源極14被注入的電子將穿過二維電子氣層而向漏極22行進。在未向柵極部20施加導通電壓時，耗盡層將從第三氮化物半導體層10起朝向異質(zhì)結(jié)面延伸。通過耗盡層，從而使二維電子氣層的電子匱乏，進而電子從源極14向漏極22的行進將停止。即，在未向柵極部20施加導通電壓時，晶體管結(jié)構(gòu)50維持斷開狀態(tài)，并且在向柵極部20施加導通電壓時切換為導通狀態(tài)。晶體管結(jié)構(gòu)50為常閉型的晶體管。

如上文所述，在氮化物半導體裝置100中，電位控制區(qū)2a、2b及2c能夠分別獨立地進行電位控制。因此，即使源極14a、14b或14c的電位各不相同，在各晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b及50c中也能夠?qū)⒃礃O14與電位控制區(qū)(硅基板)2之間的電位差設為固定(或電位差為零)。由此能夠抑制各晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b及50c的動作從設計值偏離的情況。

在此，參照圖9而對使用了氮化物半導體層100的半導體電路60進行說明。半導體電路60具備四個晶體管70、72、74及76。四個晶體管70、72、74及76構(gòu)成全橋電路。具體而言，晶體管70與72被串聯(lián)連接，晶體管74與76被串聯(lián)連接，并且晶體管70與74被并聯(lián)連接。在晶體管70與72之間連接有輸入輸出配線65。此外，在晶體管74與76之間連接有輸入輸出配線63。

晶體管70、74與高電位配線62連接，從而構(gòu)成上橋臂電路。晶體管72、76與低電位配線64連接，從而構(gòu)成下橋臂電路。各晶體管70、72、74及76分別與柵極配線70g、72g、74g及76g連接。柵極配線70g、72g、74g及76g與控制器66連接?？刂破?6能夠?qū)Ω鳀艠O配線70g、72g、74g及76g輸出不同的控制信號。即，晶體管70、72、74及76能夠各自獨立地進行驅(qū)動。此外，各個晶體管70、72、74及76分別與各個反饋二極管70a、72a、74a及76a連接。

圖1所示的晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b及50c能夠被應用在晶體管70、72、74及76中的任意一個上。例如，能夠采用如下方式，即，第一晶體管結(jié)構(gòu)50a構(gòu)成晶體管70，第二晶體管結(jié)構(gòu)50b構(gòu)成晶體管74，第三晶體管結(jié)構(gòu)50c構(gòu)成晶體管72。另外，也可以將與晶體管76對應的晶體管結(jié)構(gòu)設置在氮化物半導體層12內(nèi)。在該情況下，晶體管70及74(晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b)的源極電位會發(fā)生變動。然而，在氮化物半導體裝置100的情況下，源極14a所連接的第一電位控制區(qū)2a、和源極14b所連接的第二電位控制區(qū)2b從其他的電位控制區(qū)中電性獨立。因此，能夠使晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b中的源極和電位控制區(qū)(基板)之間的電位差、與其他的晶體管結(jié)構(gòu)中的源極和電位控制區(qū)之間的電位差相等。

另外，在半導體電路60中，晶體管72與晶體管76的源極電位不發(fā)生變動。因此，晶體管72、76的源極也可以與共同的電位控制區(qū)連接。例如，在圖1的第三晶體管結(jié)構(gòu)50c構(gòu)成圖9的晶體管結(jié)構(gòu)72的情況下，當在氮化物半導體層12內(nèi)設置有與晶體管76對應的晶體管結(jié)構(gòu)時，其晶體管結(jié)構(gòu)的電位控制區(qū)也可以與晶體管結(jié)構(gòu)50c的電位控制區(qū)2c導通。但是，晶體管72、76的源極也可以與能夠獨立地進行電位控制的電位控制區(qū)連接。例如，也可以采用如下方式，即，第一晶體管結(jié)構(gòu)50a構(gòu)成晶體管72，并且第二晶體管結(jié)構(gòu)50b構(gòu)成晶體管76。在該情況下，晶體管72的電位控制區(qū)2a與晶體管76的電位控制區(qū)2b為非導通狀態(tài)，并且能夠獨立地實施電位控制。

或者，也可以采用如下方式，即，第一晶體管結(jié)構(gòu)50a構(gòu)成晶體管70，第二晶體管結(jié)構(gòu)50b構(gòu)成晶體管72，第三晶體管結(jié)構(gòu)50c構(gòu)成晶體管76。在該情況下，由于第一電位控制區(qū)2a與第二電位控制區(qū)2b電性獨立，因此在晶體管70和晶體管72中能夠?qū)⒃礃O與電位控制區(qū)之間的電位差設為固定。另外，在該情況下，也可以將與晶體管74對應的晶體管結(jié)構(gòu)設置在氮化物半導體層12內(nèi)。

參照圖2而對第二實施例的氮化物半導體裝置200進行說明。氮化物半導體裝置200為氮化物半導體裝置100的改變例，并且對于在氮化物半導體層12內(nèi)設置有二極管結(jié)構(gòu)的這一點，與氮化物半導體裝置100不同。在氮化物半導體裝置200中，通過對與氮化物半導體裝置100相同的結(jié)構(gòu)標注相同的參照符號而省略說明。

氮化物半導體裝置200具備：第一晶體管結(jié)構(gòu)50a、第二晶體管結(jié)構(gòu)50b以及二極管50d。二極管50d具備氮化物半導體層12、陽極32和陰極30。陽極32和陰極30以在氮化物半導體層12上隔開間隔的方式而配置。陽極32和陰極30通過鈍化膜而被相互絕緣。在氮化物半導體裝置200中，第一晶體管機構(gòu)50a、第二晶體管結(jié)構(gòu)50b也能夠構(gòu)成晶體管70、72、74和76中的任意一個(參照圖9)。此外，二極管50d也能夠構(gòu)成二極管70a、72a、74a及76a中的任意一個。另外，在氮化物半導體層12內(nèi)，也可以設置有圖9所示的晶體管70、72、74及76、二極管70a、72a、74a及76a的全部。

參照圖3而對第三實施例的氮化物半導體裝置300進行說明。氮化物半導體裝置300為氮化物半導體裝置100的改變例，并且源極14與硅基板2(電位控制區(qū)2a～2c)的連接方法與氮化物半導體裝置100不同。在氮化物半導體裝置300中，通過對與氮化物半導體裝置100相同的結(jié)構(gòu)標注相同的參照符號而省略說明。

在氮化物半導體裝置300中，設置有從氮化物半導體層12的表面起至硅基板2為止的貫穿孔42。在貫穿孔42內(nèi)填充有導電性部件40。導電性部件40的材料為鋁。導電性部件40利用濺射法而被填充于貫穿孔42內(nèi)。導電性部件40對各個源極14、和與各個源極對應的電位控制區(qū)2a、2b或2c進行連接。即，導電性部件40使源極14a與第一電位控制區(qū)2a、源極14b與第二電位控制區(qū)2b、源極14c與第三電位控制區(qū)2c短路。氮化物半導體裝置300通過利用被配置在氮化物半導體層12內(nèi)的導電性部件40，從而能夠省略連接源極14與電位控制區(qū)2a～2c的配線。另外，貫穿孔42并未使各晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b及50c分離。貫穿孔42在各晶體管結(jié)構(gòu)50a、50b及50c的內(nèi)部從氮化物半導體層12的表面起到達硅基板2。

參照圖4而對第四實施例的氮化物半導體裝置400進行說明。氮化物半導體裝置400為氮化物半導體裝置100的改變例，并且硅基板402的厚度與氮化物半導體裝置100的硅基板2不同。具體而言，硅基板402的厚度被調(diào)節(jié)為50～100μm。在硅基板402中配置有溝槽428，并且在溝槽428內(nèi)填充有聚酰亞胺426。由于氮化物半導體裝置400的其他結(jié)構(gòu)與氮化物半導體裝置100相同，因此通過標注相同的參照符號而省略說明。

參照圖5至圖8而對氮化物半導體裝置400的制造方法進行說明。首先，如圖5所示，在硅基板402的表面上使以aln作為材料的緩沖區(qū)4生長。緩沖區(qū)4大致在700℃下生長。之后，使以gan為材料的第一氮化物半導體層6結(jié)晶生長，使以algan為材料的第二氮化物半導體層結(jié)晶生長，并且使以gan為材料的第三氮化物半導體層10d結(jié)晶生長。氮化物半導體層的形成工序結(jié)束。在使第三氮化物半導體層10d結(jié)晶生長時，向原料氣體導入cp2mg(二茂基鎂)。氮化物半導體層6、8及10d大致在1000℃下結(jié)晶生長。另外，硅基板402d的厚度被調(diào)節(jié)為400～600μm。另外，也可以在硅基板402d的表面上使以algan為材料的緩沖區(qū)4生長。

接下來，如圖6所示，對硅基板402d的背面進行研磨，從而完成厚度被調(diào)節(jié)為50～100μm的硅基板402。圖6中的硅基板402的厚度與圖4所示的硅基板402的厚度相同。之后，如圖7所示，對硅基板402的一部分進行蝕刻，從而形成溝槽428。溝槽428相當于圖4的溝槽428。通過對硅基板402d進行研磨而能夠使溝槽428的深度變淺，從而能夠簡化形成溝槽的工序(比較參照圖1)。通過形成溝槽428，從而硅基板402被分割為電位控制區(qū)402a、402b及402c。

接下來，如圖8所示，在氮化物半導體層12的表面上形成源極14、漏極22及柵電極18等而形成晶體管結(jié)構(gòu)50。在晶體管結(jié)構(gòu)50中，在圖7的第三氮化物半導體層10d的表面的一部分上形成蝕刻掩模(省略圖示)，并且對未形成蝕刻掩模的部分的第三氮化物半導體層10d進行蝕刻直至第二氮化物半導體層8露出。由此，圖8所示的第三氮化物半導體層10(10a～10c)完成。之后，在第二氮化物半導體層8和第三氮化物半導體層10a～10c的表面的一部分上形成蝕刻掩模(省略圖示)，并且向未形成有蝕刻掩模的部分注入氮(n)離子。素子分離結(jié)構(gòu)24完成。之后，將蝕刻掩模去除，并且通過利用已知的方法來形成柵電極18、源極14、漏極22及鈍化膜16，從而結(jié)束晶體管形成工序。

接下來，在溝槽428內(nèi)填充聚酰亞胺426。通過以上方式而使電位控制區(qū)分割工序結(jié)束，從而完成圖4所示的氮化物半導體裝置400。另外，雖然在上述說明中，以在電位控制區(qū)分割工序的中途實施晶體管形成工序為例而進行了說明，但也可以在晶體管形成工序結(jié)束之后實施電位控制區(qū)分割工序。在溝槽428內(nèi)填充聚酰亞胺426的情況下，為了防止聚酰亞胺因形成電極時的熱量而劣化，至少在溝槽428內(nèi)填充聚酰亞胺426的工序要在晶體管形成工序結(jié)束后實施。另外，也可以不在溝槽428內(nèi)填充聚酰亞胺426。在該情況下，在形成了溝槽428時電位控制區(qū)分割工序結(jié)束。在溝槽428內(nèi)不填充聚酰亞胺426的情況下，電位控制區(qū)分割工序和晶體管形成工序中的哪一個先實施均可。此外，在形成溝槽428時，溝槽428的底部也可以到達緩沖區(qū)4內(nèi)。

另外，硅基板402d的厚度與氮化物半導體裝置100的硅基板2的厚度(參照圖1)相同。因此，通過省略圖6的研磨，從而能夠以實質(zhì)上與氮化物半導體裝置100相同的工序來制造氮化物半導體裝置400。此外，在對圖8的第三氮化物半導體層10d進行蝕刻的工序中，通過將設置有第一二極管50d的范圍的第三氮化物半導體層10d去除，從而能夠以實質(zhì)上與氮化物半導體裝置100相同的工序來制造氮化物半導體裝置200。在晶體管形成工序中，通過追加形成從氮化物半導體層12的表面起至硅基板2為止的貫穿孔42的工序，從而能夠以實質(zhì)上與氮化物半導體裝置100相同的工序來制造氮化物半導體裝置300。

在上述的實施例中，示出了如下的氮化物半導體裝置，即，在氮化物半導體層內(nèi)設置有三個晶體管結(jié)構(gòu)的氮化物半導體裝置(氮化物半導體裝置100、300、400)、以及在氮化物半導體層內(nèi)設置有兩個晶體管結(jié)構(gòu)和一個二極管結(jié)構(gòu)的氮化物半導體裝置。但是，被設置于氮化物半導體層內(nèi)的晶體管的數(shù)量并不限定于上述實施例。本說明書所公開的技術能夠應用于在共同的氮化物半導體層內(nèi)具備兩個以上晶體管結(jié)構(gòu)的任意一種氮化物半導體裝置中。

此外，在上述實施例中，以源極(低電位側(cè)電極)與電位控制區(qū)相連接(即，處于短路狀態(tài))為例來進行了說明。但是，本說明書所公開的技術也能夠應用于例如在源極與電位控制區(qū)之間存在有電位差的方式中。重要的是，基板被分割為多個電位控制區(qū)，并且能夠獨立于其他電位控制區(qū)而對各個電位控制區(qū)的電位進行控制。

雖然以上對本發(fā)明的具體例進行了詳細說明，但這些只不過是例示，并不對權利要求書進行限定。在權利要求書中所記載的技術中，包括對上文所示的具體例進行了各種變形、變更的技術。此外，本說明書或附圖中所說明的技術要素通過單獨或各種組合的方式來發(fā)揮技術上的有用性，其并不被限定于申請時權利要求中所記載的組合。此外，本說明書或附圖中所例示的技術為同時達成多個目的的技術，而達成其中一個目的本身便具有技術上的有用性。