JP2008021689A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高濃度シリコン基板の上に窒化ガリウムの半導体層を積層し、窒化ガリウム半導体層側の表面には、窒化ガリウム層の80%以上の深さにエッチングしたメサ溝によって囲まれる主電流の流れる活性領域をそなえる構成の半導体装置とする。
【選択図】 図1
Description
この点を回避するために、窒化ガリウム系化合物半導体(以降、窒化ガリウムまたはGaNと略すこともある)の単結晶基板を用いた縦型デバイスが発表されている(非特許文献1)。これは従来のシリコンや炭化珪素を用いたパワーデバイスと同じ発想であり、高耐圧で大きな主電流を維持できるという利点がある。
また、炭化珪素(SiC)半導体装置においては、いくつかの耐圧構造が提案されている。代表的な耐圧構造を、図8の縦型SiCショトキーバリアダイオードの断面図を参照して説明する。図8の断面図によれば、SiC基板12上に形成されたエピタキシャルSiC層13の表面に選択的に形成された電極膜4、5の周囲のSiC層13の表面に低濃度のp型領域14を設けることにより、このSiCショトキーバリアダイオードに印加される逆電圧によって発生し、SiC層13の表面に延びる空乏層最終端を広げて等電位線間隔を広げ、前記表面における電界集中を緩和する構造となっている(非特許文献2)。
特許請求の範囲の請求項3記載の発明によれば、前記窒化ガリウム化合物半導体層の主表面側から見た場合の、前記メサ溝の中央近傍にチップ化するためのスクライブラインがある特許請求の範囲の請求項1または2に記載の半導体装置とすることが望ましい。
特許請求の範囲の請求項5記載の発明によれば、シリコン基板上に、該基板と同導電型の窒化ガリウム化合物半導体を主成分とする半導体層を有し、主電流が流れる活性領域の周囲が、前記窒化ガリウム化合物半導体を主成分とする半導体層上に積層されるノンドープ窒化ガリウム化合物半導体層により包囲される構成の耐圧構造を備える半導体装置とすることにより、本発明の目的は達成される。
図1〜図3は、それぞれ本発明にかかる実施例1〜実施例3のショットキーバリアダイオードを示す半導体基板の断面図である。図4と図5はそれぞれ本発明にかかる実施例4で説明するショットキーバリアダイオードの半導体基板の断面図である。図6は本発明にかかる実施例5のショットキーバリアダイオードを示す半導体基板の断面図である。図7は前記実施例3と実施例4を組み合わせた構造のショットキーバリアダイオードを示す半導体基板の断面図である。
2 高濃度窒化ガリウム化合物(GaN)半導体層、
3 高抵抗窒化ガリウム化合物(GaN)半導体層(ドリフト層)、
4 ショットキー金属電極膜、
5 表面接合用の電極膜、
6 裏面接合用の電極膜、
7−1 応力と電界緩和のためのメサ溝、
7−2 応力と電界緩和のためのメサ溝、
7−3 応力と電界緩和のためのメサ溝、
7−4 応力と電界緩和のためのメサ溝、
8 絶縁物、
9 絶縁性ノンドープ窒化ガリウム化合物半導体層、
10 窒化ガリウム基板、
11 導電性窒化ガリウム化合物半導体層。
Claims (7)
- シリコン基板上に、該基板と同導電型の窒化ガリウム化合物半導体を主成分とする半導体層を有し、主電流が流れる活性領域の周囲が、前記窒化ガリウム化合物半導体を主成分とする半導体層の表面から垂直方向に形成されるメサ溝により包囲される構成の耐圧構造を備える半導体装置において、前記メサ溝の深さが前記窒化ガリウム化合物半導体層の全膜厚の80%以上であることを特徴とする半導体装置。
- 前記メサ溝の深さが前記窒化ガリウム化合物半導体層を貫通して前記シリコン基板に達している耐圧構造を備えることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記窒化ガリウム化合物半導体層の主表面側から見た場合の、前記メサ溝の中央近傍にチップ化するためのスクライブラインがあることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記メサ溝が絶縁物により充填されている耐圧構造を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置。
- シリコン基板上に、該基板と同導電型の窒化ガリウム化合物半導体を主成分とする半導体層を有し、主電流が流れる活性領域の周囲が、前記窒化ガリウム化合物半導体を主成分とする半導体層上に積層されるノンドープ窒化ガリウム化合物半導体層により包囲される構成の耐圧構造を備えることを特徴とする半導体装置。
- 前記主電流が流れる活性領域の周囲が、前記窒化ガリウム化合物半導体を主成分とする半導体層上に積層されるノンドープの窒化ガリウム化合物半導体層とドープされた窒化ガリウム化合物半導体層または窒化アルミニウムガリウム化合物半導体を主成分とする層とによって囲まれてなる耐圧構造を備えることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
- シリコン基板上に、該基板と同導電型の窒化ガリウム化合物半導体を主成分とする半導体層を有し、主電流が流れる活性領域の周囲に、特許請求の範囲の請求項1乃至4のいずれか一項に記載の耐圧構造と特許請求の範囲の請求項5または6に記載の耐圧構造とを備えることを特徴とする半導体装置。
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