一种半导体装置，具有：在第一氮化物半导体层(13)上形成、且带隙比第一氮化物半导体层(13)大的第二氮化物半导体层(14)；贯穿第二氮化物半导体层(14)且将第一氮化物半导体层(13)的一部分除去的凹部；以及埋入凹部的电极(17)。在第一氮化物半导体层(13)的与第二氮化物半导体层(14)的界面的正下方具有二维电子气体层(13a)。电极(17)和第二氮化物半导体层(14)在第一接触面(16a)相接。电极(17)和二维电子气体层(13a)的部分在连接于第一接触面(16a)之下的第二接触面(16b)相接。第一接触面(16a)是凹部的宽度从下到上变宽的形状。在连接处，第二接触面(16b)相对于第一氮化物半导体层(13)的上表面的倾斜比第一接触面(16a)更陡峭。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种使用氮化物半导体的半导体装置，特别涉及一种具有接触电阻小的欧姆电极的半导体装置。
技术介绍
以氮化镓(GaN)为代表的氮化物半导体具有基于带隙大这一点的高破坏电压、高电子饱和速度以及高电子迁移率等优点和异质结中电子浓度高等优点。因此，以在电源用高压电子元件和毫米波段用高速元件等中进行利用为目的的开发研究在不断地进行。特别是，层叠了带隙不同的氮化物半导体层的异质结结构或将该异质结结构多个层叠的量子阱结构或超晶格结构能够控制元件内的电子浓度的调制程度，因此，被作为使用了氮化物半导体的元件的基本结构来利用。作为使用了具有异质结结构的氮化物半导体的半导体装置，例如有异质结场效应晶体管(Hetero junction Field Effect Transistor:HFET)(例如，参照专利文献 I)。HFET具有:例如由在基板上形成的GaN形成的动作层、由未掺杂的氮化铝镓(AlGaN)形成的阻挡层、在阻挡层上形成的源电极、漏电极以及栅电极。AlGaN与GaN相比带隙大。因此，在动作层和阻挡层的异质结界面上，高浓度地积蓄由于AlGaN和GaN的自发极化量差以及压电极化量差所产生的电子、由于在阻挡层内根据需要而掺杂的η型杂质所产生的电子以及由于半导体层内的其他不能控制的缺陷所产生的电子等，形成二维电子气体(2Dimensional Electron Gas、2DEG)层。2DEG层发挥场效应晶体管的沟道载流子的功能。另外，如果在以形成异质结界面的方式层叠的氮化物半导体层上形成阴极(欧姆)电极以及阳极电极，则能够获得使2DEG层发挥二极管的沟道载流子的功能的肖特基二极管(SBD)(例如，参照专利文献2)。为了将使用氮化物半导体的半导体装置作为电源用高压元件和毫米波段用的高速元件来利用，需要降低导通电阻。作为导通电阻的主要原因，可以举出沟道层的薄层电阻以及电极与半导体层的接触电阻。在一般的HFET和SBD等中，由于以下理由，接触电阻变大。即，源/漏电极和阴极电极形成在未掺杂的AlGaN层上。在这种情况下，电子必须越过未掺杂的AlGaN层的势垒到达2DEG层。其结果是，接触电阻变大。作为降低接触电阻的方法，例如选择性地缩小电极与2DEG层的距离。为此，形成除去AlGaN阻挡层的一部分或全部并具有使底面或侧面倾斜的凹状的截面的接触部，在该接触部上形成欧姆电极(例如，参照专利文献3以及4)。在专利文献3的结构中，在AlGaN层内部形成倾斜的接触部。这样一来，处于平衡(trade-off:此消彼长)关系的接触部正下方的2DEG层的电子气体浓度和从接触部的底部到2DEG层的距离能够分别取各种各样的值。其结果是，在接触电阻和电子气体浓度得到最优化的区域能够实现欧姆接触。另外，在专利文献4的结构中形成深度贯穿AlGaN层并越过异质结界面的凹进部，在异质结界面的深度上使凹进部的侧面倾斜。这样一来，除了经由AlGaN层的欧姆接触，也能够在凹进部的侧面使电极与2DEG层直接接触，这就降低了接触电阻。现有技术文献专利文献专利文献I JP特开2002-16245号公报专利文献2 JP特开2004-31896号公报专利文献3 JP特开2005-129696号公报专利文献4 JP特开2007-053185号公报专利技术概要专利技术要解决的技术课题但是，在以上说明的结构中，接触电阻的降低不充分，因此，期待进一步的降低。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种使用了具有能够更加降低接触电阻的欧姆电极的氮化物半导体的半导体装置。解决技术课题的手段为了达到上述目的，本申请专利技术人对接触电阻的降低变得不充分的理由进行了研究。在上述结构中，当在AlGaN层内部形成倾斜的接触部的结构时，通过欧姆接触的部分的所有电子会流经AlGaN层的势垒。因此，无法充分地降低接触电阻。另外，在是形成了贯通AlGaN层、且在异质结界面的深度上侧面倾斜的凹进部的情况下，由于在GaN层内部使接触部倾斜，因此，在GaN层内的接触部，凹进变得越深，电极与2DEG层相隔的就越远，其结果是，经由GaN层的接触电阻增加。根据这种技术思想，本申请的半导体装置具有:第一氮化物半导体层；在第一氮化物半导体层上形成、且带隙比第一氮化物半导体层大的第二氮化物半导体层；以贯穿第二氮化物半导体层且将第一氮化物半导体层的一部分除去的方式形成的凹部；以及以埋入凹部内的方式形成的欧姆电极，在第一氮化物半导体层中的与第二氮化物半导体层的界面的正下方形成有二维电子气体层，欧姆电极和第二氮化物半导体层至少在作为凹部的侧面的一部分的第一接触面上接触，欧姆电极和第一氮化物半导体层中的二维电子气体层的部分至少在作为凹部的侧面的一部分、且连接于第一接触面之下的第二接触面上接触，第一接触面是凹部的宽度从第二氮化物半导体层的下表面侧向上表面层变宽的形状，在第一接触面与第二接触面的连接之处，第二接触面以第一氮化物半导体层的上表面为基准的倾斜比第一接触面更陡峭。这种半导体装置具有欧姆电极的宽度朝着第二氮化物半导体层的上表面变宽这样的第一接触面，因此，欧姆电极的第一接触面与其正下方的第一氮化物半导体层的距离能够取各种值。因此，能够获得使经由第二氮化物半导体层的接触电阻值降低、且二维电子气体浓度充分的最佳区域。而且，第二接触面以与第一接触面相比使以第二氮化物半导体层的上表面作为基准的倾斜更陡峭的方式连接，在该第二接触面上，欧姆电极与二维电子气体层相接。因此，能够缩短比二维电子气体层(2DEG层)还位于下方的部分的欧姆电极与二维电子气体层的距离，能够降低经由第一氮化物半导体层的接触电阻。另外，第一接触面可以具有与第一氮化物半导体层的上表面形成规定角度的平面，第二接触面可以具有与第一氮化物半导体层的上表面形成比规定角度还陡峭的角度的平面。另外，第一接触面可以具有向第二氮化物半导体层一侧凸起的曲面。作为第一接触面的形状，可以就是这样。另外，第二接触面可以垂直于第一氮化物半导体层的上表面。这样的话，能够更加缩短比二维电子气体层还位于下方的部分的欧姆电极与二维电子气体层的距离，能够进一步降低经由第一氮化物半导体层的接触电阻。另外，第二接触面可以具有向第一氮化物半导体层一侧凸起的曲面。即，欧姆电极与第一氮化物半导体层所接触的面的一部分或整个部分可以是曲面。另外，第一接触面可以形成为从第二氮化物半导体层的上表面到达下表面。这样的话，能够为了获得使经由第二氮化物半导体层的接触电阻值降低且二维电子气体浓度充分的最佳区域，而利用第二氮化物半导体层的整个厚度。另外，第二氮化物半导体层可以具有由多个不同的氮化物半导体层构成的层叠结构。另外，第二氮化物半导体层可以包括导入了示出导电性的杂质的第三氮化物半导体层。这样的话，能够减小包括导电性杂质的氮化物半导体层与欧姆电极的界面上的势垒，能够进一步降低接触电阻。另外，第二氮化物半导体层包括未导入杂质的第四氮化物半导体层，第三氮化物半导体层可以形成在第四氮化物半导体层上。这样一来，因为第四氮化物半导体层未导入杂质，所以，不会出现由于二维电子气体层中的离子散乱而妨碍电子运行的情况。因此，能够提高半导体装置的工作特性。另外，可以在第一氮化物半导体层与第二氮化物半导体层之间形成有AlN层。另外，以彼本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.29 JP 2010-2437691.一种半导体装置，具有: 第一氮化物半导体层； 在上述第一氮化物半导体层上形成、且带隙比上述第一氮化物半导体层大的第二氮化物半导体层； 以贯穿上述第二氮化物半导体层且将上述第一氮化物半导体层的一部分除去的方式形成的凹部；以及 以埋入上述凹部内的方式形成的欧姆电极， 在上述第一氮化物半导体层中的与上述第二氮化物半导体层的界面的正下方形成有二维电子气体层， 上述欧姆电极和上述第二氮化物半导体层至少在作为上述凹部的侧面的一部分的第一接触面上接触， 上述欧姆电极和上述第一氮化物半导体层中的上述二维电子气体层的部分，至少在作为上述凹部的侧面的一部分、且连接于上述第一接触面之下的第二接触面上接触， 上述第一接触面是上述凹部的宽度从上述第二氮化物半导体层的下表面侧向上表面层变宽的形状， 在上述第一接触面与上述第二接触面的连接之处，上述第二接触面以上述第一氮化物半导体层的上表面为基准的倾斜比上述第一接触面更陡峭。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中， 上述第一接触面具有与上述第一氮化物半导体层的上表面形成规定角度的平面，上述第二接触面具有与上述第一氮化物半导体层的上表面形成比上述规定角度更陡峭的角度的平面。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中， 上述第一接触面具有向上述第二氮化物半导体层一侧凸起...
【专利技术属性】
技术研发人员：木下雄介，田村聪之，按田义治，上田哲三，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。