DE102021125928A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

Halbleitervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102021125928A1
DE102021125928A1 DE102021125928.2A DE102021125928A DE102021125928A1 DE 102021125928 A1 DE102021125928 A1 DE 102021125928A1 DE 102021125928 A DE102021125928 A DE 102021125928A DE 102021125928 A1 DE102021125928 A1 DE 102021125928A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
semiconductor device
region
type
type region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021125928.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroki Miyake
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Mirise Technologies Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Mirise Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Toyota Motor Corp, Mirise Technologies Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE102021125928A1 publication Critical patent/DE102021125928A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/8611—Planar PN junction diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02414—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02469—Group 12/16 materials
    • H01L21/02472—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02483—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H01L21/02496—Layer structure
    • H01L21/02505—Layer structure consisting of more than two layers
    • H01L21/02507—Alternating layers, e.g. superlattice
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02565—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02579—P-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/15—Structures with periodic or quasi periodic potential variation, e.g. multiple quantum wells, superlattices
    • H01L29/151—Compositional structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/24—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only semiconductor materials not provided for in groups H01L29/16, H01L29/18, H01L29/20, H01L29/22
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035236—Superlattices; Multiple quantum well structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (1) weist einen p-Typ-Bereich (14) auf, der Übergitter-Pseudomischkristall-Bereiche (14a, 14b) aufweist, in denen eine erste Schicht (14a) und eine zweite Schicht (14b) abwechselnd gestapelt sind. Die erste Schicht weist einen Halbleiter auf Galliumoxidbasis auf. Die zweite Schicht weist einen p-Typ-Halbleiter auf, der aus einem anderen Material als die erste Schicht hergestellt ist.

Description

  • Die hier offenbarten Techniken betreffen eine Halbleitervorrichtung, die aus einem Galliumoxid-Halbleiter hergestellt ist.
  • Halbleitervorrichtungen, die unter Verwendung von Halbleitern auf Galliumoxidbasis hergestellt sind, sollen eine hohe Spannungsfestigkeit, geringe Verluste und eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen. Patentliteratur 1 bis 3 offenbaren ein Beispiel für eine Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung einer Halbleitervorrichtung auf Galliumoxidbasis hergestellt wird.
  • Literatur im Stand der Technik
  • [Patentliteratur]
    • [Patentliteratur 1] JP 2018 - 170 509 A
    • [Patentliteratur 2] JP 2019 - 36 593 A
    • [Patentliteratur 3] JP 2019 - 192 871 A
  • Wie in Patentliteratur 1 bis 3 dargelegt, ist ein Verfahren zum Bilden eines hochaktiven p-Typ-Halbleiters auf Galliumoxidbasis noch nicht etabliert und eine Halbleitervorrichtung mit einem p-Typ-Bereich mit ausgezeichneter Leitfähigkeit ist nicht herstellbar. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die einen p-Typ-Bereich mit ausgezeichneter Leitfähigkeit in einer Halbleitervorrichtung aufweist, die unter Verwendung eines Halbleiters auf Galliumoxidbasis hergestellt ist.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen weist einen p-Typ-Bereich mit einem Bereich auf, der aus einem Übergitter-Pseudomischkristall hergestellt ist, in dem die erste Schicht und die zweite Schicht abwechselnd gestapelt sind. Die erste Schicht ist aus einem Halbleiter auf Galliumoxidbasis hergestellt. Die zweite Schicht ist ein p-Typ-Halbleiter, der aus einem Material, das ein anderes als das der ersten Schicht ist, hergestellt ist.
  • In der oben genannten Halbleitervorrichtung ist der p-Typ-Bereich aus einem Übergitter-Pseudomischkristall hergestellt, in dem Halbleiter auf Galliumoxidbasis und p-Typ-Halbleiter abwechselnd gestapelt sind. Folglich ist die Dicke des Halbleiters auf Galliumoxidbasis und des p-Typ-Halbleiters jeweils dünn genug, um die Eigenschaften von Übergitter-Pseudomischkristallen aufzuweisen. Folglich kann der gesamte p-Typ-Bereich eine p-Typ-Leitfähigkeit aufweisen, da diese Dicken dünn genug sind, so dass die Lochträger einen Tunneleffekt bereitstellen können. Wie oben beschrieben, kann die Halbleitervorrichtung einen p-Typ-Bereich mit ausgezeichneter Leitfähigkeit bereitstellen.
  • Die obigen und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren gemacht wird, verdeutlicht. Es zeigen:
    • 1 ein Diagramm, das schematisch eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 2 ein Diagramm, das schematisch eine Verteilung des elektrischen Felds in der Nähe einer pn-Übergangsgrenze zeigt;
    • 3 ein Diagramm, das schematisch eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
    • 4 ein Diagramm, das schematisch eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
    • 5 ein Diagramm, das schematisch eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der Halbleitervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt; und
    • 6 ein Diagramm, das schematisch eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der Halbleitervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt.
  • Die hier offenbarten technischen Elemente sind nachfolgend aufgeführt. Die folgenden technischen Elemente sind unabhängig voneinander nützlich.
  • Die in den vorliegenden Ausführungsformen offenbarte Halbleitervorrichtung kann einen p-Typ-Bereich aufweisen, der einen Bereich umfasst, der aus einem Übergitter-Pseudomischkristall hergestellt ist, in dem eine erste Schicht und eine zweite Schicht abwechselnd gestapelt sind. Die erste Schicht ist aus einem Halbleiter auf Galliumoxidbasis hergestellt. Der Halbleiter auf Galliumoxidbasis weist Galliumoxid und Galliumoxid, bei dem einige Atomstellen durch andere Atome ersetzt sind, auf. Die zweite Schicht ist ein p-Typ-Halbleiter, der aus einem Material, das zu dem der ersten Schicht unterschiedlich ist, hergestellt ist. Die Kristallstruktur der zweiten Schicht ist nicht besonders begrenzt, und es können verschiedene Halbleiter mit p-Leitfähigkeit für die zweite Schicht verwendet werden. Beispielsweise kann die Kristallstruktur der zweiten Schicht mindestens ein Element aufweisen, das aus der Gruppe von N, Mg, Zn, Ni, Cu, Rh, Ir, Cr, Fe, Co, Li, Bi, In, Al, Ga, P, Mn, As, Sb, S und Se ausgewählt ist. Die zweite Schicht, die diese Atome aufweist, weist eine Kristallstruktur auf, für die eine Technik zum Bilden eines hochaktiven p-Typs entwickelt wurde.
  • Die zweite Schicht kann aus einem p-Typ-Oxid-Halbleiter oder einem p-Typ-Nichtoxid-Halbleiter auf Ga-Basis hergestellt sein. Wenn die zweite Schicht aus dem Oxid-Halbleiter hergestellt ist, kann die zweite Schicht mindestens ein Element aufweisen, das aus der Gruppe von NiO, Cu2O, Rh2O3, Ir2O3, Cr2O3, ZnMgO, ZnO, ZnGa2O4, ZnRh2O4, Fe2O3, ZnCo2O4, Li2O, Bi2O3, In2O3 und Mn2O3 ausgewählt ist. Wenn die zweite Schicht aus einem Nichtoxid-Halbleiter auf Ga-Basis hergestellt ist, kann die zweite Schicht mindestens ein Element aufweisen, das aus der Gruppe von GaN, GaP, GaAs, GaSb, CuGaS2 und Ga2Se3 ausgewählt ist. Die Bandlückenbreite dieser beispielhaften Materialien ist schmaler als die Bandlückenbreite des Halbleiters auf Galliumoxidbasis in der ersten Schicht. Wenn die Bandlücke schmal ist, tendiert sie dazu, eine p-Typ-Leitfähigkeit aufzuweisen. Folglich kann zum Beispiel, wenn nur diese beispielhaften Materialien verwendet werden, ein Bereich gebildet werden, der eine ausgezeichnete p-Typ-Leitfähigkeit aufweist. Hier weist der Bereich, der nur von diesen beispielhaften Materialien gebildet wird, eine schmale Bandlücke und eine niedrige dielektrische Durchbruchfeldstärke auf. In der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst der p-Typ-Bereich einen Bereich, der aus dem Übergitter-Pseudomischkristall mit der ersten Schicht und der zweiten Schicht hergestellt ist. Folglich wird die Bandlückenbreite des p-Typ-Bereichs durch eine Bandlückenbreite zwischen der Bandlückenbreite des Materials der ersten Schicht und der Bandlückenbreite des Materials der zweiten Schicht bereitgestellt. Folglich kann der p-Typ-Bereich eine große Bandlückenbreite und eine hohe dielektrische Durchbruchfeldstärke verglichen mit dem Fall aufweisen, in dem der p-Typ-Bereich nur die zweite Schicht aufweist (d. h. nur die oben beispielhaft genannten Materialien).
  • Die Halbleitervorrichtung kann ferner einen n-Typ-Bereich aufweisen, der mit dem p-Typ-Bereich in Kontakt ist. Da der p-Typ-Bereich eine hohe dielektrische Durchbruchfeldstärke aufweist, kann der Durchbruch an der pn-Übergangsfläche zwischen dem p-Typ-Bereich und dem n-Typ-Bereich unterdrückt werden. Die Halbleitervorrichtung gemäß einer derartigen Ausführungsform kann eine hohe Spannungsfestigkeit aufweisen.
  • In der Halbleitervorrichtung kann sich das Pseudo-Mischkristallverhältnis, das das Verhältnis der ersten Schicht zum Einheitsvolumen des p-Typ-Bereichs, monoton verringern, wenn der Abstand zum n-Typ-Bereich ansteigt. Beispielsweise kann sich die Dicke der ersten Schicht verringern, wenn der Abstand zum n-Typ-Bereich ansteigt. Alternativ oder zusätzlich kann die Dicke der zweiten Schicht ansteigen, je weiter sie sich vom n-Typ-Bereich entfernt. Das Pseudo-Mischkristallverhältnis der ersten Schicht und der zweiten Schicht wird gemäß der Verteilung des elektrischen Felds im p-Typ-Bereich eingestellt, und die Halbleitervorrichtung gemäß einer derartigen Ausführungsform erreicht sowohl eine hohe Spannungsfestigkeit als auch einen niedrigen Widerstand.
  • An der pn-Übergangsgrenze zwischen dem p-Typ-Bereich und dem n-Typ-Bereich kann die erste Schicht des p-Typ-Bereichs in Kontakt mit dem n-Typ-Bereich sein. Der Durchbruch an der pn-Übergangsgrenze zwischen dem p-Typ-Bereich und dem n-Typ-Bereich wird unterdrückt. Die Halbleitervorrichtung gemäß einer derartigen Ausführungsform kann eine hohe Spannungsfestigkeit aufweisen.
  • Nachfolgend wird die in den vorliegenden Ausführungsformen offenbarte Technik anhand einer Diode beschrieben, bei der die in den vorliegenden Ausführungsformen offenbarte Technik als Beispiel auf den p-Typ-Anodenbereich angewendet wird. Die in den vorliegenden Ausführungsformen offenbarte Technik ist jedoch nicht auf den Typ der Halbleitervorrichtung begrenzt und kann auf verschiedene p-Typ-Bereiche angewendet werden, die in jeder Halbleitervorrichtung vorhanden sind. Die hier offenbarten Techniken sind beispielsweise auf p-Typ-Bereiche von MOSFETs und IGBTs anwendbar (z. B. Body-Bereiche und Schutzringbereiche).
  • (Erste Ausführungsform)
  • Wie in 1 dargestellt, weist die Diode 1 ein Halbleitersubstrat 10, eine Kathodenelektrode 22, die so bereitgestellt ist, dass sie die untere Fläche des Halbleitersubstrats 10 bedeckt, und eine Anodenelektrode 24, die einen Teil der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 bedeckt, auf. Das Halbleitersubstrat 10 weist einen n-Typ-Kathodenbereich 12 und einen p-Typ-Anodenbereich 14 auf. Die Diode 1 ist eine pn-Übergangsdiode, bei der ein n-Typ-Kathodenbereich 12 und ein p-Typ-Anodenbereich 14 eine pn-Übergangsfläche 13 bilden und eine Gleichrichterfunktion aufweist, so dass ein Strom nur von der Anodenelektrode 24 zu der Kathodenelektrode 22 fließt. Der Kathodenbereich 12 ist ein Beispiel für einen n-Typ-Bereich, und der Anodenbereich 14 ist ein Beispiel für einen p-Typ-Bereich.
  • Der Kathodenbereich 12 ist auf der unteren Fläche des Halbleitersubstrats 10 exponiert und ist in ohmschem Kontakt mit der Kathodenelektrode 22. Die Kristallstruktur des Kathodenbereichs 12 ist aus einem Galliumoxid (Ga2O3) hergestellt. Die Kristallphase ist nicht besonders begrenzt, sie kann zum Beispiel eine α-Phase oder eine β-Phase sein. Ferner kann die Galliumstelle oder die Sauerstoffstelle durch ein anderes Atom ersetzt werden. Zum Beispiel kann die Kristallstruktur des Kathodenbereichs 12 aus (InAlGa)2O3 hergestellt sein.
  • Der Anodenbereich 14 ist auf der Fläche des Kathodenbereichs 12 bereitgestellt, ist auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 exponiert und ist in ohmschem Kontakt mit der Anodenelektrode 24. Der Anodenbereich 14 weist eine Vielzahl von ersten Schichten 14a und eine Vielzahl von zweiten Schichten 14b auf, wobei die ersten Schichten 14a und die zweiten Schichten 14b abwechselnd gestapelt sind. Die ersten Schichten 14a und die zweiten Schichten 14b werden durch abwechselndes Züchten von Kristallen auf der Fläche des Anodenbereichs 14 unter Verwendung eines bekannten Kristallzüchtungsverfahrens gebildet. Als bekanntes Kristallzüchtungsverfahren kann beispielsweise ein CVD-Verfahren (einschließlich eines Mist-CVD-Verfahrens) oder ein MBE-Verfahren verwendet werden.
  • Die erste Schicht 14a ist aus einem Halbleiter auf Galliumoxidbasis hergestellt. Die Kristallstruktur der ersten Schicht 14a wird zum Beispiel aus Galliumoxid (Ga2O3) hergestellt. Die Kristallphase ist nicht besonders begrenzt, sie kann zum Beispiel eine α-Phase oder eine β-Phase sein. Ferner kann die Galliumstelle oder die Sauerstoffstelle durch ein anderes Atom ersetzt werden. Die Kristallstruktur der ersten Schicht 14a kann zum Beispiel aus (InAlGa)2O3 hergestellt sein.
  • Die erste Schicht 14a ist undotiert oder vom p-Typ. Wenn die erste Schicht 14a vom p-Typ ist, weisen die in die erste Schicht 14a eingebrachten Dotierstoffe mindestens ein Element aus einer Gruppe auf, die aus N, Mg, Zn, Ni, Cu, Rh, Ir, Cr, Fe, Co, Li, Bi, H, Be, Na. P, S, K, Ca, Mn, As, Se, Rb, Sr, Ru, Pd, Ag, Cd, Sb, Te, Cs, Ba, Pt, Au, Hg, TI, Pb, Po, Fr, und Ra besteht. Der Dotierstoff kann während des Kristallwachstums oder nach dem Kristallwachstum unter Verwendung von lonenimplantationsverfahren eingebracht werden. Das Verfahren zum Bilden von hochaktivem p-Typ-Galliumoxid ist noch nicht etabliert. Folglich ist die Aktivierungsrate des in der ersten Schicht 14a vorhandenen Dotierstoffs gering.
  • Die Kristallstruktur der zweiten Schicht 14b ist ein Metalloxid-Halbleiter oder ein Nichtoxid-Halbleiter auf Ga-Basis, der mindestens ein Element aufweist, das aus der Gruppe von N, Mg, Zn, Ni, Cu, Rh, Ir, Cr, Fe, Co, Li, Bi, In, Al, Ga, P, Mn, As, Sb, S und Se ausgewählt ist. Als Material der zweiten Schicht 14b wird ein Metalloxid-Halbleiter oder ein Nichtoxid-Halbleiter auf Ga-Basis verwendet, für den ein Verfahren zum Bilden eines hochaktiven p-Typs etabliert ist. Folglich ist die zweite Schicht 14b vom hochaktiven p-Typ. Der Dotierstoff kann während des Kristallwachstums oder nach dem Kristallwachstum unter Verwendung von lonenimplantationsverfahren eingebracht werden.
  • Wenn die zweite Schicht 14b aus einem Metalloxid-Halbleiter hergestellt ist, kann die zweite Schicht 14b mindestens ein Element aufweisen, das aus der Gruppe von NiO, Cu2O, Rh2O3, Ir2O3, Cr2O3, ZnMgO, ZnO, ZnGa2O4, ZnRh2O4, Fe2O3, ZnCo2O4, Li2O, Bi2O3, In2O3 und Mn2O3 ausgewählt ist. Wenn die zweite Schicht 14b ein Nichtoxid-Halbleiter auf Ga-Basis ist, kann die zweite Schicht 14b mindestens ein Element aufweisen, das aus der Gruppe von GaN, GaP, GaAs, GaSb, CuGaS2 und Ga2Se3 ausgewählt ist.
  • Die Dicke der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b (d. h. die Dicke in Stapelrichtung und die Dicke in vertikaler Richtung der Zeichenfläche) ist jeweils extrem dünn gebildet. Folglich weist der Anodenbereich 14, der durch abwechselndes Stapeln der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b gebildet wird, die Eigenschaften eines Übergitter-Pseudomischkristalls auf. Die Dicke der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b ist jeweils nicht besonders begrenzt, solange die Eigenschaften eines Übergitter-Pseudomischkristalls erhalten werden können und ist z. B. 5 nm oder weniger, 4 nm oder weniger, 3 nm oder weniger oder 2 nm oder weniger.
  • Der in der vorliegenden Ausführungsform erwähnte Übergitter-Pseudomischkristall bedeutet einen Zustand, in dem die Bandlücke des Anodenbereichs 14, der die erste Schicht 14a und die zweite Schicht 14b aufweist, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, als eine äquivalente Bandlücke erkannt wird. Insbesondere wird bei der Messung des Anodenbereichs 14 unter Verwendung des Photolumineszenz-Verfahrens der Anodenbereich 14 als ein Zustand eines Übergitter-Pseudomischkristalls bewertet, wenn ein Lichtpeak beobachtet wird, der die Effekte von Kristalldefekten und Verunreinigungen ausschließt.
  • Wie oben beschrieben, sind in der Diode 1 die Dicken der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b, die den Anodenbereich 14 bilden, so dünn gebildet, dass sie die Eigenschaften von Übergitter-Pseudomischkristallen aufweisen. Folglich kann der gesamte Anodenbereich 14 eine p-Typ-Leitfähigkeit aufweisen, da diese Dicken so dünn sind, dass die Lochträger getunnelt werden können. Obwohl, wie oben beschrieben, das Material der ersten Schicht 14a, die den Anodenbereich 14 bildet, Galliumoxid (Ga2O3) ist, kann das Material im Wesentlichen eine p-Typ-Leitfähigkeit aufweisen. Da die Diode 1 einen Anodenbereich 14 mit hervorragender p-Typ-Leitfähigkeit aufweist, kann sie mit einem geringen Widerstand arbeiten.
  • Da der Anodenbereich 14 die Eigenschaft eines Übergitter-Pseudomischkristalls aufweist, kann er ferner die folgenden Merkmale aufweisen. Die Bandlückenbreite des Anodenbereichs 14 des Übergitter-Pseudomischkristalls ist ein Niveau zwischen der Bandlückenbreite der ersten Schicht 14a und der Bandlückenbreite der zweiten Schicht 14b. Wenn die erste Schicht 14a zum Beispiel aus β-Galliumoxid (β-Ga2O3) hergestellt ist, beträgt ihre Bandlückenbreite 4,5 eV bis 4,9 eV. Die Bandlückenbreite der zweiten Schicht 14b variiert in Abhängigkeit desverwendeten Metalloxid-Halbleiters, ist aber schmaler als die Bandlückenbreite der ersten Schicht 14a. Wenn die zweite Schicht 14b beispielsweise aus Nickeloxid (NiO) hergestellt ist, ist ihre Bandlückenbreite geringer als 4eV. Wenn die erste Schicht 14a aus β-Galliumoxid (β-Ga2O3) und die zweite Schicht 14b aus Nickeloxid (NiO) ist, ist die Bandlückenbreite des Anodenbereichs 14 des Übergitter-Pseudomischkristalls 4 eV oder mehr.
  • Da der Anodenbereich 14, wie oben beschrieben, aus einem Übergitter-Pseudomischkristall aus der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b hergestellt ist, ist die Bandlückenbreite größer und die elektrische Feldstärke für den Durchschlag höher als in dem Fall, in dem der Anodenbereich 14 nur aus der zweiten Schicht 14b (d. h. nur aus Nickeloxid (NiO)) hergestellt ist. Als Ergebnis kann die Diode 1 eine hohe Spannungsfestigkeit aufweisen.
  • 2 zeigt schematisch die Verteilung des elektrischen Felds in der Nähe der pn-Übergangsfläche der Diode 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2. Die Oberseite des pn-Übergangs entspricht dem Bereich des Anodenbereichs 14 und die Unterseite des pn-Übergangs entspricht dem Bereich des Kathodenbereichs 12. Vergleichsbeispiel 1 ist ein Beispiel, in dem der gesamte Anodenbereich 14 nur aus dem Material der ersten Schicht 14a hergestellt ist (d. h. ein Beispiel, in dem der gesamte Anodenbereich 14 nur aus β-Galliumoxid (β-Ga2O3) hergestellt ist). Vergleichsbeispiel 2 ist ein Beispiel, bei dem der gesamte Anodenbereich 14 nur aus dem Material der zweiten Schicht 14b hergestellt ist (d. h., der gesamte Anodenbereich 14 ist nur aus Nickeloxid (NiO) hergestellt). Da für das Vergleichsbeispiel 1 das Verfahren zum Bilden von hochaktivem p-Typ-Galliumoxid noch nicht etabliert ist, kann eine derartige Diode derzeit nicht realisiert werden.
  • Eref1, Eref2 und Eembodiment zeigen die dielektrischen Durchschlagsfestigkeiten von Vergleichsbeispiel 1, Vergleichsbeispiel 2 bzw. der vorliegenden Ausführungsform. In Vergleichsbeispiel 1 ist die dielektrische Durchschlagsfestigkeit Eref1 hoch, da das für den Anodenbereich 14 verwendete Material β-Galliumoxid (β-Ga2O3) ist, das eine große Bandlücke aufweist. In Vergleichsbeispiel 2 ist die dielektrische Durchschlagsfestigkeit Eref2 gering, da das für den Anodenbereich 14 verwendete Material Nickeloxid (NiO) eine geringe Bandlückenbreite aufweist. Da das für den Anodenbereich 14 verwendete Material in der vorliegenden Ausführungsform ein Übergitter-Pseudomischkristall aus β-Galliumoxid (β-Ga2O3) und Nickeloxid (NiO) ist, liegt die dielektrische Durchschlagsfestigkeit Eembodiment zwischen Eref1 und Eref2.
  • Bei diesem Diodentyp erreicht die elektrische Feldstärke ihren Spitzenwert an der Fläche des pn-Übergangs. Folglich kommt es zum Durchbruch, wenn das elektrische Feld an der Fläche des pn-Übergangs die Durchschlagsfestigkeit übersteigt. Da das Vergleichsbeispiel 1 die höchste dielektrische Durchschlagsfestigkeit Eref1 aufweist, ist die Spannung, die zwischen Anode und Kathode gehalten werden kann (d. h. der integrierte Wert zwischen Anode und Kathode der elektrischen Feldverteilung, der der Fläche des Dreiecks der elektrischen Feldverteilung entspricht), groß. Bei dem Vergleichsbeispiel 1 handelt es sich jedoch um eine Diode, die derzeit nicht hergestellt werden kann. Das Vergleichsbeispiel 2 weist die geringste Durchschlagsfestigkeit Eref2 auf, so dass die Spannung, die gehalten werden kann, gering ist. Folglich kann das Vergleichsbeispiel 2 keine hohe Spannungsfestigkeit aufweisen. Diese Ausführungsform weist eine dielektrische Durchschlagsfestigkeit Eembodiment auf, die höher als die des Vergleichsbeispiels 2 ist. Folglich kann die vorliegende Ausführungsform eine höhere Spannungsfestigkeit als das Vergleichsbeispiel 2 aufweisen.
  • Wie oben beschrieben, wird der Anodenbereich 14 der Diode 1 aus einem Übergitter-Pseudomischkristall hergestellt, der durch abwechselndes Stapeln einer ersten Schicht 14a mit einer breiten Bandlücke und einer zweiten Schicht 14b mit hervorragender p-Typ-Leitfähigkeit gebildet wird. Folglich können die Materialeigenschaften des Anodenbereichs 14 eine entsprechend breite Bandlücke und eine gute p-Typ-Leitfähigkeit aufweisen. In der Diode 1 kann durch die Konfiguration des Anodenbereichs 14 als Übergitter-Pseudomischkristall sowohl eine hohe Spannungsfestigkeit als auch ein niedriger Widerstand erreicht werden.
  • Ferner befindet sich bei der Diode 1 der vorliegenden Ausführungsform die erste Schicht 14a des Anodenbereichs 14 an der Fläche des pn-Übergangs und ist mit dem n-Typ-Kathodenbereich 12 in Kontakt. Da die erste Schicht 14a, die aus β-Galliumoxid (β-Ga2O3) hergestellt ist und eine große Bandlückenbreite aufweist, so angeordnet ist, dass sie mit der Fläche des pn-Übergangs in Kontakt ist, wo das elektrische Feld am größten ist, wird der Durchbruch an der pn-Übergangsfläche unterdrückt. Folglich kann die Diode 1 eine hohe Spannungsfestigkeit aufweisen.
  • Ferner weist die Diode 1 der vorliegenden Ausführungsform die Eigenschaft auf, dass die Kristallinität des Anodenbereichs 14 gut ist. Wenn zum Beispiel, wie im oben beschriebenen Vergleichsbeispiel 2, der gesamte Anodenbereich 14 nur aus Nickeloxid (NiO) hergestellt ist, kann der Anodenbereich 14 eine gute p-Typ-Leitfähigkeit aufweisen. In einem derartigen Vergleichsbeispiel 2 ist der Anodenbereich 14 aus Nickeloxid (NiO) und somit aus einem anderen Material als der Kathodenbereich 12 aus dem zugrundeliegenden β-Galliumoxid (β-Ga2O3). Folglich ist im Vergleichsbeispiel 2 die Kristallinität des Anodenbereichs 14, der auf dem Kathodenbereich 12 gebildet ist, nicht gut, und die elektrischen Eigenschaften können sich verschlechtern. Andererseits ist in der Diode 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da der Anodenbereich 14 ein Übergitter-Pseudomischkristall aus β-Galliumoxid (β-Ga2O3) und Nickeloxid (NiO) ist, die Kristallstruktur des Anodenbereichs 14 näher an der Kristallstruktur des Kathodenbereichs 12. Als Ergebnis ist bei der Diode 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Kristallinität des auf dem Kathodenbereich 12 gebildeten Anodenbereichs 14 gut, und die elektrischen Eigenschaften sind gut.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • In der in 3 gezeigten Diode 2 ist die Dicke der ersten Schicht 14a so konfiguriert, dass sie sich mit zunehmendem Abstand vom Kathodenbereich 12 verringert. Die Dicke jeder der Vielzahl von zweiten Schichten 14b ist gleich. Folglich ist die Diode 2 so konfiguriert, dass sich das Pseudo-Mischkristallverhältnis, das das Verhältnis der ersten Schicht 14a zum Einheitsvolumen des Anodenbereichs 14 ist, monoton verringert, wenn der Abstand zum Kathodenbereich 12 ansteigt. Auch in diesem Beispiel ist die Dicke der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b jeweils dünn gebildet, so dass der Anodenbereich 14 die Eigenschaften eines Übergitter-Pseudomischkristalls aufweist.
  • Wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, erreicht die elektrische Feldstärke bei diesem Diodentyp ihren Spitzenwert an der pn-Übergangsfläche zwischen dem Kathodenbereich 12 und dem Anodenbereich 14, und die Verteilung des elektrischen Feldes im Anodenbereich 14 verringert sich mit zunehmendem Abstand von der pn-Übergangsfläche. In der in 3 gezeigten Diode 2 ist die Dicke der ersten Schicht 14a auf der Seite in der Nähe des Kathodenbereichs 12, wo die elektrische Feldstärke als Antwort auf eine derartige Verteilung des elektrischen Felds hoch ist, groß gebildet, und die Dicke der ersten Schicht 14a ist auf der Seite, die vom Kathodenbereich 12 weit entfernt ist, wo die elektrische Feldstärke niedrig ist, klein gebildet. Da das Pseudo-Mischkristallverhältnis der ersten Schicht 14a größtenteils auf der Seite in der Nähe des Kathodenbereichs 12 eingestellt ist, kann die Diode 2 eine hohe Spannungsfestigkeit aufweisen. Ferner weist die Diode 2 eine niedrige Widerstandscharakteristik auf, da das Pseudo-Mischkristallverhältnis der ersten Schicht 14a auf der Seite, die vom Kathodenbereich 12 weit entfernt ist, klein ist, mit anderen Worten, da das Pseudo-Mischkristallverhältnis der zweiten Schicht 14b stark angepasst ist. Auf diese Weise kann die Diode 2 das Verhältnis zwischen hoher Spannungsfestigkeit und niedrigem Widerstand verbessern.
  • Die in 3 gezeigte Diode 2 ist so konfiguriert, dass sich das Pseudo-Mischkristallverhältnis der ersten Schicht 14a monoton verringert, wenn der Abstand zum Kathodenbereich 12 ansteigt, und sich die Dicke der ersten Schicht 14a verringert, wenn der Abstand zum Kathodenbereich 12 ansteigt. Anstelle dieses Beispiels kann die Dicke jeder der Vielzahl von ersten Schichten 14a gleich sein, aber die Dicke der zweiten Schicht 14b kann ansteigen, wenn der Abstand zum Kathodenbereich 12 zunimmt. Alternativ kann sich die Dicke der ersten Schicht 14a mit zunehmendem Abstand vom Kathodenbereich 12 verringern, und die Dicke der zweiten Schicht 14b kann mit zunehmendem Abstand vom Kathodenbereich 12 ansteigen. Die Dicke der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b kann jeweils in angemessener Weise eingestellt werden, solange das Pseudo-Mischkristallverhältnis der ersten Schicht 14a mit ansteigendem Abstand vom Kathodenbereich 12 monoton abnimmt.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Die in 4 dargestellte Diode 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenbereich 14 ferner eine p-Typ-Deckschicht 14c aufweist. Die Deckschicht 14c ist auf der obersten Fläche des Anodenbereichs 14 bereitgestellt, ist auf der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 exponiert und ist in ohmschem Kontakt mit der Anodenelektrode 24. Die Deckschicht 14c ist aus demselben Material wie die zweite Schicht 14b (zum Beispiel Nickeloxid (NiO)) hergestellt. Folglich ist die Deckschicht 14c vom hochaktiven p-Typ. Die Dicke der Deckschicht 14c ist relativ groß und bildet nicht zusammen mit der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b einen Übergitter-Pseudomischkristall. Die Deckschicht 14c ist vom Kathodenbereich 12 ausreichend getrennt und entsprechend dem Bereich angeordnet, in dem das elektrische Feld klein ist. Die Diode 3, die mit einer derartigen Deckschicht 14c bereitgestellt ist, kann einen niedrigen Widerstand aufweisen.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Die in 5 dargestellte Diode 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenbereich 14 ferner eine undotierte oder p-Typ-Abstandsschicht 14d aufweist. Die Abstandsschicht 14d ist zwischen dem Kathodenbereich 12 und dem Anodenbereich 14 bereitgestellt. Die Abstandsschicht 14d ist auf der untersten Fläche des Anodenbereichs 14 bereitgestellt und ist in Kontakt mit dem Kathodenbereich 12. Die Abstandshalterschicht 14d ist aus demselben Material wie die erste Schicht 14a (zum Beispiel β-Galliumoxid (β-Ga2O3)) hergestellt. Die Dicke der Abstandsschicht 14d ist relativ groß und bildet nicht zusammen mit der ersten Schicht 14a und der zweiten Schicht 14b einen Übergitter-Pseudomischkristall. Bei der hier offenbarten Technik wird im Anodenbereich 14 ein Bereich aus einem Übergitter-Pseudomischkristall gebildet, so dass eine Heteroübergangsfläche gebildet wird, in der unterschiedliche Materialtypen miteinander verbunden sind. Da in der Diode 4 die Abstandsschicht 14d bereitgestellt ist, befindet sich die Heteroübergangsfläche an einer Position, die von der pn-Übergangsfläche 13 des Kathodenbereichs 12 und des Anodenbereichs 14 getrennt ist. Da eine Heteroübergangsfläche, die viele Grenzflächenzustände aufweist, an einer von der pn-Übergangsfläche entfernten Stelle gebildet ist, an der die elektrische Feldstärke maximal ist, kann eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften unterdrückt werden.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Die in 6 gezeigte Diode 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kathodenbereich 12 ferner eine Niedrigkonzentrationsschicht 12a aufweist. Die Niedrigkonzentrationsschicht 12a ist auf der obersten Fläche des Kathodenbereichs 12 bereitgestellt und ist in Kontakt mit dem Anodenbereich 14. Die Niedrigkonzentrationsschicht 12a ist aus demselben Material wie die anderen Kathodenbereiche 12 hergestellt und weist eine geringere Ladungsträgerkonzentration als die anderen Kathodenbereiche 12 auf. In dieser Diode 5 ist die pn-Übergangsfläche 13 zwischen dem Kathodenbereich 12 und dem Anodenbereich 14 ebenfalls eine Heteroübergangsfläche. Da jedoch die Niedrigkonzentrationsschicht 12a bereitgestellt ist, kann der Leckstrom durch den Grenzflächenzustand unterdrückt werden.
  • Obwohl spezifische Beispiele für die in der vorliegenden Spezifikation offenbarten Techniken bereits ausführlich beschrieben wurden, handelt es sich dabei lediglich um Beispiele, die den Umfang der Ansprüche nicht begrenzen. Die in den Ansprüchen beschriebenen Techniken umfassen verschiedene Modifikationen und Abwandlungen der oben dargestellten spezifischen Beispiele. Die in der vorliegenden Beschreibung oder in den Figuren beschriebenen technischen Elemente weisen allein oder in verschiedenen Kombinationen einen technischen Nutzen auf und sind nicht auf die zur Zeit der Anmeldung in den Ansprüchen beschriebenen Kombinationen begrenzt. Die Techniken, die in der vorliegenden Beschreibung oder den Figuren dargestellt sind, können eine Vielzahl von Effekten gleichzeitig erreichen, wobei das Erreichen eines der Ziele selbst einen technischen Nutzen hat.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen und Konstruktionen begrenzt. Die vorliegende Erfindung ist dafür vorgesehen, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Darüber hinaus sind neben den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen auch andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einziges Element aufweisen, im Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2018170509 A [0002]
    • JP 2019036593 A [0002]
    • JP 2019192871 A [0002]

Claims (12)

  1. Halbleitervorrichtung (1, 2, 3, 4, 5), die aufweist: einen p-Typ-Bereich (14), der einen Übergitter-Pseudomischkristall-Bereich (14a, 14b), in dem eine erste Schicht (14a) und eine zweite Schicht (14b) abwechselnd gestapelt sind, aufweist, wobei: die erste Schicht einen Halbleiter auf Galliumoxidbasis aufweist; und die zweite Schicht einen p-Typ-Halbleiter, der aus einem anderen Material als die erste Schicht hergestellt ist, aufweist.
  2. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: eine Kristallstruktur der zweiten Schicht mindestens ein Element aufweist, das aus einer Gruppe von N, Mg, Zn, Ni, Cu, Rh, Ir, Cr, Fe, Co, Li, Bi, In, Al, Ga, P, Mn, As, Sb, S und Se ausgewählt ist.
  3. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei: die zweite Schicht aus einem p-Typ-Oxid-Halbleiter oder einem p-Typ-Nichtoxid-Halbleiter auf Ga-Basis hergestellt ist.
  4. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei: wenn die zweite Schicht aus dem Oxid-Halbleiter hergestellt ist, die zweite Schicht mindestens ein Element aufweist, das aus einer Gruppe von NiO, Cu2O, Rh2O3, Ir2O3, Cr2O3, ZnMgO, ZnO, ZnGa2O4, ZnRh2O4, Fe2O3, ZnCo2O4, Li2O, Bi2O3, In2O3 und Mn2O3 ausgewählt ist; und wenn die zweite Schicht aus einem Nichtoxid-Halbleiter auf Ga-Basis hergestellt ist, die zweite Schicht mindestens ein Element aufweist, das aus einer Gruppe von GaN, GaP, GaAs, GaSb, CuGaS2 und Ga2Se3 ausgewählt ist.
  5. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 4, die ferner aufweist: einen n-Typ-Bereich (12), der in Kontakt mit dem p-Typ-Bereich ist.
  6. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei: sich ein Pseudo-Mischkristallverhältnis, das ein Verhältnis der ersten Schicht zu einer Volumeneinheit des p-Typ-Bereichs ist, monoton verringert, wenn der Abstand zum n-Typ-Bereich ansteigt.
  7. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei: sich eine Dicke der ersten Schicht verringert, wenn der Abstand zum n-Typ-Bereich ansteigt.
  8. Die Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei: eine Dicke der zweiten Schicht ansteigt, wenn der Abstand zum n-Typ-Bereich ansteigt.
  9. Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5-8, wobei: die erste Schicht des p-Typ-Bereichs mit dem n-Typ-Bereich an einer pn-Übergangsgrenze (13) zwischen dem p-Typ-Bereich und dem n-Typ-Bereich in Kontakt ist.
  10. Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-9, wobei: eine Dicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht jeweils 5 nm oder weniger ist.
  11. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei: eine Dicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht jeweils 2 nm oder weniger ist.
  12. Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-11, wobei: die erste Schicht aus β-Ga2O3 hergestellt ist.
DE102021125928.2A 2020-10-09 2021-10-06 Halbleitervorrichtung Pending DE102021125928A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-171432 2020-10-09
JP2020171432A JP2022063087A (ja) 2020-10-09 2020-10-09 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021125928A1 true DE102021125928A1 (de) 2022-04-14

Family

ID=80818485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021125928.2A Pending DE102021125928A1 (de) 2020-10-09 2021-10-06 Halbleitervorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220115544A1 (de)
JP (1) JP2022063087A (de)
KR (1) KR102552195B1 (de)
CN (1) CN114335162A (de)
DE (1) DE102021125928A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114864711A (zh) * 2022-06-08 2022-08-05 西安电子科技大学 基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023073404A1 (en) 2021-10-27 2023-05-04 Silanna UV Technologies Pte Ltd Methods and systems for heating a wide bandgap substrate
WO2023084274A1 (en) 2021-11-10 2023-05-19 Silanna UV Technologies Pte Ltd Epitaxial oxide materials, structures, and devices
US20230143766A1 (en) 2021-11-10 2023-05-11 Silanna UV Technologies Pte Ltd Epitaxial oxide materials, structures, and devices
WO2023084275A1 (en) 2021-11-10 2023-05-19 Silanna UV Technologies Pte Ltd Ultrawide bandgap semiconductor devices including magnesium germanium oxides

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018170509A (ja) 2018-05-17 2018-11-01 株式会社Flosfia 半導体装置
JP2019036593A (ja) 2017-08-10 2019-03-07 株式会社タムラ製作所 ダイオード
JP2019192871A (ja) 2018-04-27 2019-10-31 株式会社タムラ製作所 ｐチャンネル電界効果トランジスタ及び増幅回路用半導体素子

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008098298A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 化合物半導体デバイス
JP6334929B2 (ja) * 2014-01-27 2018-05-30 スタンレー電気株式会社 ｐ型ＺｎＯ系半導体層の製造方法、及び、ＺｎＯ系半導体素子の製造方法
JP6636459B2 (ja) * 2014-05-27 2020-01-29 シランナ・ユー・ブイ・テクノロジーズ・プライベート・リミテッドＳｉｌａｎｎａ Ｕｖ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｐｔｅ Ｌｔｄ 半導体構造と超格子とを用いた高度電子デバイス
US11342484B2 (en) * 2020-05-11 2022-05-24 Silanna UV Technologies Pte Ltd Metal oxide semiconductor-based light emitting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019036593A (ja) 2017-08-10 2019-03-07 株式会社タムラ製作所 ダイオード
JP2019192871A (ja) 2018-04-27 2019-10-31 株式会社タムラ製作所 ｐチャンネル電界効果トランジスタ及び増幅回路用半導体素子
JP2018170509A (ja) 2018-05-17 2018-11-01 株式会社Flosfia 半導体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114864711A (zh) * 2022-06-08 2022-08-05 西安电子科技大学 基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器
CN114864711B (zh) * 2022-06-08 2023-07-28 西安电子科技大学 基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220047519A (ko) 2022-04-18
US20220115544A1 (en) 2022-04-14
CN114335162A (zh) 2022-04-12
KR102552195B1 (ko) 2023-07-06
JP2022063087A (ja) 2022-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102021125928A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE112018003362B4 (de) Oxid-Halbleitereinheiten und Verfahren zur Herstellung von Oxid-Halbleitereinheiten
DE19857356B4 (de) Heteroübergangs-Bipolartransistor
DE112013001544B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE102010054723B4 (de) Halbleiterbauteil und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102016114896B4 (de) Halbleiterstruktur, HEMT-Struktur und Verfahren zu deren Herstellung
WO1999009598A1 (de) Halbleiterstruktur mit einem alpha-siliziumcarbidbereich sowie verwendung dieser halbleiterstruktur
DE112017003754T5 (de) Halbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen einer halbleitervorrichtung
DE1005194B (de) Flaechentransistor
DE112017007060T5 (de) Leistungshalbleitereinheit
DE112011103470T5 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zum Herstellen desselben
DE102009028555A1 (de) Transistor
DE112018007055B4 (de) Leistungshalbleitereinheit
DE102011080258A1 (de) Super-Junction-Schottky-Oxid-PiN-Diode
EP0996985A1 (de) II-VI-HALBLEITERBAUELEMENT MIT MINDESTENS EINEM ÜBERGANG VON EINER Se-ENTHALTENDEN SCHICHT AUF EINE BeTe-ENTHALTENDE SCHICHT UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN DES ÜBERGANGES
DE102017115546B4 (de) Bipolartransistor mit Heteroübergang
DE10203820B4 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112019003283T5 (de) Bidirektionales Schaltelement
WO2018234159A1 (de) Halbleiterkörper und verfahren zur herstellung eines halbleiterkörpers
DE19954242B4 (de) Lichtemittierende Vorrichtung aus einem Nitridhalbleiter der Gruppe III
DE112019007009B4 (de) Halbleitereinheit
DE112020006450T5 (de) Verbindungshalbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen einer verbindungshalbleitervorrichtung
DE102019003068A1 (de) Stapelförmige hochsperrende lnGaAS-Halbleiterleistungsdiode
DE102019003069B4 (de) Stapelförmige hochsperrende lll-V-Halbleiterleistungsdioden
DE10203393B4 (de) Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterkörper auf der Basis eines Nitrid-Verbindungshalbleiters

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed