半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置设有：GaN层（2）、与GaN层（2）的Ga面形成肖特基接合的阳极电极（4）以及位于阳极电极（4）的至少一部分与GaN层（2）之间的InGaN层（3）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
GaN系肖特基势鱼二极管(GaN-SBD:Schottky barrier diode)因其物性特征而备受期待作为高耐压且能够高速动作的设备应用于服务器系统等。为了在GaN-SBD中降低能量损失，重要的是降低通态电阻和正向电压。对于通态电阻和正向电压的降低，有效的是降低阳极电极(肖特基电极)的功函数。另一方面，阳极电极的功函数与反向耐压是制衡的关系。因此，如果为了降低通态电阻和正向电压而降低阳极电极的功函数，则反向耐压降低。因此，为了高耐压化，提出了在阳极电极的外周部与肖特基接合该阳极电极的η型GaN层之间设有掺杂了 Mg的P型GaN层的结构。为了得到该结构，需要在η型GaN层上形成P型GaN层，通过对P型GaN层进行干式蚀刻而图案化从而使η型GaN层的表面(肖特基面)露出，在肖特基面上形成阳极电极。然而，Mg的活化困难，即使在1000°C以上进行活化退火也仅活化所掺杂的量的1%左右。因此，形成P型GaN层时，为了充分确保活化的Mg，需要掺杂I X IO19CnT3以上的大量的Mg，并在1000°C以上进行活化退火。如果掺杂大量的Mg，则P型GaN层的结晶性容易降低。另外，在将这样的P型GaN层图案化后露出的η型GaN层的肖特基面也容易变得粗糙，成品率容易降低。此外，干式蚀刻时P型GaN层本身容易变得粗糙。因此，设有掺杂了 Mg的P型GaN层的结构的实用化极其困难。专利文献1:日本特开2008-177369号公报专利文献2:日本特开2010-40698号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提高肖特基势垒二极管的反向耐压的。在半导体装置的一个方式中，设有:GaN层、与上述GaN层的Ga面形成肖特基接合的阳极电极、以及位于上述阳极电极的至少一部分与上述GaN层之间的InGaN层。在半导体装置的另一个方式中，设有:GaN层、与上述GaN层的N面形成肖特基接合的阳极电极，以及位于上述阳极电极的至少一部分与上述GaN层之间、带隙大于GaN且含有Al的氮化物半导体层。在半导体装置的制造方法的一个方式中，在GaN层的Ga面上局部地形成InGaN层，将与上述GaN层进行肖特基接合的阳极电极以上述InGaN层位于该阳极电极的至少一部分与上述GaN层之间的方式形成。在半导体装置的制造方法的另一个方式中，在GaN层的N面局部地形成带隙大于GaN且含有Al的氮化物半导体层，将与上述氮化物半导体层进行肖特基接合的阳极电极以上述氮化物半导体层位于该阳极电极的至少一部分与上述GaN层之间的方式形成。根据上述的半导体装置等，利用InGaN层或含有Al的氮化物半导体层，GaN层的Ga面或N面的能带电位(band potential)提高,能够提高反向耐压。附图说明图1A是表示第I实施方式涉及的半导体装置的结构的俯视图。图1B是沿图1A中的1-1线的截面图。图2是表示能带电位的变化的图。图3是表示电流-电压特性的变化的图。图4A是表示制造第I实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图4B是表示接着图4A、制造半导体装置的方法的截面图。图4C是表示接着图4B、制造半导体装置的方法的截面图。图4D是表示接着图4C、制造半导体装置的方法的截面图。图4E是表示接着图4D、制造半导体装置的方法的截面图。图4F是表示接着图4E、制造半导体装置的方法的截面图。图4G是表示接着图4F、制造半导体装置的方法的截面图。图4H是表示接着图4G、制造半导体装置的方法的截面图。图41是表示接着图4H、制造半导体装置的方法的截面图。图4J是表示接着图41、制造半导体装置的方法的截面图。图4K是表示接着图4J、制造半导体装置的方法的截面图。图5是表示第2实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图6是表示第3实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图7是表示第4实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图8A是表示制造第4实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图8B是表示接着图8A、制造半导体装置的方法的截面图。图8C是表示接着图8B、制造半导体装置的方法的截面图。图9是表示第5实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图1OA是表示制造第5实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图1OB是表示接着图10A、制造半导体装置的方法的截面图。图1OC是表示接着图10B、制造半导体装置的方法的截面图。图11是表示第6实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图12是表示第7实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图13A是表示制造第7实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图13B是表示接着图13A、制造半导体装置的方法的截面图。图13C是表示接着图13B、制造半导体装置的方法的截面图。图14是表示第8实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图15A是表示制造第8实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图15B是表示接着图15A、制造半导体装置的方法的截面图。图15C是表示接着图15B、制造半导体装置的方法的截面图。图15D是表示接着图15C、制造半导体装置的方法的截面图。图15E是表示接着图15D、制造半导体装置的方法的截面图。图16A是表示第9实施方式涉及的半导体装置的结构的俯视图。图16B是沿图16A中的I1-1I线的截面图。图17是表示能带电位的变化的图。图18是表示电流-电压特性的变化的图。图19A是表示制造第9实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图19B是表示接着图19A、制造半导体装置的方法的截面图。图19C是表示接着图19B、制造半导体装置的方法的截面图。图19D是表示接着图19C、制造半导体装置的方法的截面图。图19E是表示接着图19D、制造半导体装置的方法的截面图。图19F是表示接着图19E、制造半导体装置的方法的截面图。图19G是表示接着图19F、制造半导体装置的方法的截面图。图19H是表示接着图19G、制造半导体装置的方法的截面图。图191是表示接着图19H、制造半导体装置的方法的截面图。图19J是表示接着图191、制造半导体装置的方法的截面图。图19K是表示接着图19J、制造半导体装置的方法的截面图。图20是表示第10实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图21是表示第11实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图22是表示第12实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图23是表示第13实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图24A是表示制造第13实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图24B是表示接着图24A、制造半导体装置的方法的截面图。图24C是表示接着图24B、制造半导体装置的方法的截面图。图25是表示第14实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图26A是表示制造第14实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图26B是表示接着图26A、制造半导体装置的方法的截面图。图26C是表示接着图26B、制造半导体装置的方法的截面图。图27是表示第15实施方式涉及的半导体装置的结构的截面图。图28A是表示制造第15实施方式涉及的半导体装置的方法的截面图。图28B是表示接着图28A、制造半导体装置的方法的截面图。图28C是表示接着图28B、制造半导体装置的方法的截面图。图29是表示第16实施方式涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具有:GaN 层， 与所述GaN层的Ga面形成肖特基接合的阳极电极，以及 位于所述阳极电极的至少一部分与所述GaN层之间的InGaN层。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述InGaN层在俯视中位于所述阳极电极的外周端的下方。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于， 具有功函数高于在所述InGaN层上形成的所述阳极电极的金属层， 所述阳极电极至少覆盖所述金属层的一部分。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具有: 与所述GaN层形成欧姆接合的阴极电极，和 俯视中在所述阳极电极与所述阴极电极之间、与所述InGaN层同层地形成的第二InGaN 层。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具有: 与所述GaN层形成欧姆接合的阴极电极，和 俯视中在所述阳极电极与所 述阴极电极之间、形成在所述InGaN层上方的AlGaN层或InAlN 层。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，进一步具有使用所述GaN层作为电子渡越层的晶体管。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具有: 含有浓度高于所述GaN层的η型杂质且位于所述GaN层的下方的第二 GaN层，和 与所述第二 GaN层形成欧姆接合的阴极电极。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具有设于所述GaN层的下方的阴极电极。9.一种半导体装置，其特征在于，具有:GaN 层， 与所述GaN层的N面形成肖特基接合的阳极电极，以及 位于所述阳极电极的至少一部分与所述GaN层之间、带隙大于GaN且含有Al的氮化物半导体层。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述氮化物半导体层为AlGaN层、InAl 层或 InAlGaN 层。11.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述氮化物半导体层在俯视中位于所述阳极电极的外周端的下方。12.根据权利要求9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本直哉，美浓浦优一，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：
国别省市：