本发明专利技术提供一种二极管，其具备半导体层叠层体(102)、在半导体层叠层体(102)之上彼此空出间隔而形成的阴极电极(103)及阳极电极(104)、以及覆盖半导体层叠层体(102)之上的保护膜(106)。半导体层叠层体(102)包含第1氮化物半导体层(121)以及带隙大于第1半导体层(121)的第2氮化物半导体层(122)，且具有沟道。阳极电极(104)具有：在半导体层叠层体(102)之上形成的p型的第3氮化物半导体层(143)、与第3氮化物半导体层(143)欧姆接触的第1金属层(141)、以及与第1金属层(141)接触且与沟道欧姆接触的第2金属层(142)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及使用了氮化物半导体的二极管，特别涉及能够适用于电源电路等中所使用的功率器件的二极管。
技术介绍
以氮化镓(GaN)为代表的氮化物半导体是宽带隙半导体，例如GaN及氮化铝(AlN)的室温中的带隙分别是3. 4eV及6. 2eV。氮化物半导体具有绝缘击穿电场大这一特征、以及电子的饱和漂移速度比砷化镓(GaAs)等化合物半导体或者硅(Si)半导体等要大这一特征。在AlGaN/GaN异质构造中，在(0001)面上因自发极化及压电极化而在异质界面产生二·维电子气(2DEG:2 Dimensional Electron Gas)。2DEG的薄层载流子浓度在未掺杂时也在IXlO13cnT2以上，通过利用2DEG，能够实现电流密度大的二极管及异质结场效应晶体管(HFET Hetero-junction Field Effect Transistor)。这样，利用了有利于高输出化及高耐压化的氮化物半导体的功率器件的研究开发目前正在活跃地进行。作为功率器件而使用的二极管之一存在肖特基二极管。作为GaN系的二极管，正在开发使用了 AlGaN/GaN异质构造的肖特基二极管。由于使用了 AlGaN/GaN异质构造的肖特基二极管将在未掺杂AlGaN层和未掺杂GaN层之间的界面处产生的2DEG用作沟道，因此能够实现低电阻且大电流动作。一般而言，虽然肖特基二极管具有开关特性优异的优点，但是却具有反向泄漏电流大的缺点。为了降低肖特基二极管的反向泄漏电流，提出了如下的方法(例如参照专利文献I。)。阳极电极使用肖特基势垒高度彼此不同的2种金属，并以肖特基势垒高度高的金属覆盖肖特基势垒高度低的金属。如果采用这种结构，则由于在正向上在肖特基势垒高度低的金属中流过电流，因此能够维持低的启动电压，能够降低二极管的导通损耗。由于在反向上能够通过肖特基势垒高度高的金属使二极管处于截止状态，因此还能够期待降低反向泄漏电流。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-317843号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题但是，在上述方法中，本申请专利技术者发现在形成了钝化膜的情况下存在着无法充分地降低反向泄漏电流的这一问题。在采用了 AlGaN/GaN异质构造的肖特基二极管中，为了防止杂质侵入器件，形成覆盖器件表面的钝化膜。钝化膜还具有抑制表面能级的形成并减少被称为电流崩塌的正向电流下降现象的效果。钝化膜在采用了 AlGaN/GaN异质构造的肖特基二极管中在实用上是不可缺少的。但是，本申请专利技术者发现如果形成钝化膜则二极管的反向泄漏电流大幅增加。考虑二极管的反向泄漏电流增加的原因为在钝化膜和未掺杂AlGaN层之间的界面处形成了泄漏路径。即便采用了使用2种金属的阳极电极，也无法充分地抑制因钝化膜而产生的反向泄漏电流。此外，虽然要求进一步降低二极管的启动电压从而减少导通损耗，但是由于肖特基势垒高度低的金属也形成肖特基势垒，因此正向启动电压的降低是有界限的。本公开的目的在于解决上述问题，能够实现由即便在形成了钝化膜的情况下也可充分降低反向泄漏电流的氮化物半导体构成的二极管。用于解决技术问题的技术方案为了实现上述目的，本公开的二极管构成为阳极电极具有P型的氮化物半导体层、与P型的氮化物半导体层欧姆接触的第I金属层、以及与第I金属层连接且与沟道欧姆接触的第2金属层。具体而言，例示的二极管具备半导体层叠层体，包含在基板的主面之上形成的第 I氮化物半导体层、以及在第I氮化物半导体层之上形成且带隙大于第I氮化物半导体层的第2氮化物半导体层，并具有电子在与基板的主面平行的方向上转移的沟道；阴极电极及阳极电极，在半导体层叠层体之上彼此空出间隔而形成；和保护膜，在阴极电极与阳极电极之间覆盖半导体层叠层体之上，阳极电极具有P型的第3氮化物半导体层，形成在半导体层叠层体之上；第I金属层，形成在第3氮化物半导体层之上且与第3氮化物半导体层欧姆接触；和第2金属层，与第I金属层接触、且在隔着第3氮化物半导体层而与阴极电极相反侧的位置处与沟道欧姆接触。例示的二极管的阳极电极具有p型的第3氮化物半导体层，形成在半导体层叠层体之上；第I金属层，形成在第3氮化物半导体层之上且与第3氮化物半导体层欧姆接触；和第2金属层，与第I金属层接触、且在隔着第3氮化物半导体层而与阴极电极相反侧的位置处与沟道欧姆接触。因此，在被施加了正向偏压的情况下，由与沟道欧姆接触的第2金属层能够实现非常小的导通电阻。此外，在被施加了反向偏压的情况下，由从第3氮化物半导体层扩展的耗尽层能够切断从阴极电极流向阳极电极的电流。此外，因为由第3氮化物半导体层能够切断在保护膜与半导体层叠层体之间的界面处产生的电流路径，所以即便在形成了保护膜的情况下也能够将反向泄漏电流抑制得较小。进而，通过调整第3氮化物半导体层与沟道之间的间隔，从而可以调整启动电压。在例示的二极管中，也可第I氮化物半导体层为多个，第2氮化物半导体层为多个，第I氮化物半导体层和第2氮化物半导体层交替形成。在该情况下，也可半导体层叠层体具有凹部，该凹部尚未达到多个第I氮化物半导体层之中的最下层的第I氮化物半导体层与多个第2氮化物半导体层之中的最下层的第2氮化物半导体层之间的界面，第3氮化物半导体层以掩埋凹部的方式形成。进而，也可凹部达到最下层的第2氮化物半导体层。在例示的二极管中，也可半导体层叠层体具有阳极凹槽，该阳极凹槽贯通第2氮化物半导体层、且较之第I氮化物半导体层与第2氮化物半导体层之间的界面更靠近下侧，第2金属层与沟道直接接触。在该情况下，也可第2金属层与沟道接触的位置、和第3氮化物半导体层的与阴极电极相反侧的端部的位置实质上对齐。在例示的二极管中，也可第2氮化物半导体层具有尚未达到第I氮化物半导体层的凹部，第3氮化物半导体层以掩埋凹部的方式形成。在例示的二极管中，第3氮化物半导体层采用AlxGa1J(O ^ x < I)即可。在例示的二极管中，采用下述构成即可，即第I金属层由含有镍或者钯的材料构成，第2金属层由含有铝或者钛的材料构成。专利技术效果根据本公开涉及的二极管，能够实现即便在形成了钝化膜的情况下也可充分降低反向泄漏电流的二极管。 附图说明图1是表示一实施方式涉及的二极管的断面图。图2是表示一实施方式涉及的二极管的变形例的断面图。图3是表示一实施方式涉及的二极管的变形例的断面图。图4是表示一实施方式涉及的二极管的变形例的断面图。图5是表示一实施方式涉及的二极管的变形例的断面图。图6是表示一实施方式涉及的二极管的变形例的断面图。图7是表示一实施方式涉及的二极管的变形例的断面图。具体实施例方式以下，将作为3元混晶的AlxGaJ (O ^ x ^ I)简记为AlGaN。其他的多元混晶也简记为各自的构成元素记号的排列、例如AlInN、GaInN等。例如，AlxGa^InyN(O彡x彡1，O ^ y ^ 1,0^ x+y ^ I)简记为 AlGalnN。所谓未掺杂是指不有意地添加杂质，例如未掺杂的AlGaN简记为i_AlGaN。图1表示一实施方式涉及的使用了氮化物半导体的二极管的断面构成。如图1所示，本实施方式的二极管在基板101之上形成有半导体层叠层体102。基板101采用Si基板、蓝宝石基板、碳化硅(SiC)基板或者GaN基板等即可。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 JP 2010-1614021.一种二极管，具备半导体层叠层体，包含在基板的主面之上形成的第I氮化物半导体层、以及在该第I氮化物半导体层之上形成且带隙大于所述第I氮化物半导体层的第2氮化物半导体层，并具有电子在与所述基板的主面平行的方向上转移的沟道；阴极电极及阳极电极，在所述半导体层叠层体之上彼此空出间隔而形成；和保护膜，覆盖所述半导体层叠层体之上的所述阴极电极与所述阳极电极之间的区域， 所述阳极电极具有P型的第3氮化物半导体层，形成在所述半导体层叠层体之上；第I金属层，形成在所述第3氮化物半导体层之上且与所述第3氮化物半导体层欧姆接触；和第2金属层，与所述第I金属层接触、且在隔着所述第3氮化物半导体层而与所述阴极电极相反侧的位置处与所述沟道欧姆接触。2.根据权利要求1所述的二极管，其中，所述第I氮化物半导体层为多个，所述第2氮化物半导体层为多个，所述第I氮化物半导体层和所述第2氮化物半导体层交替形成。3.根据权利要求2所述的二极管，其中，所述半导体层叠层体具有凹部，该凹部尚未达到多个所述第I氮化...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴田大辅，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：
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