JP2006278768A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】p−Si層2の一部をMIS領域とし、そこに通常のシリコンプロセスによりMOSFETを作製する。また、p−Si層2の他の一部の上に絶縁層9を積層し、その表面にn−GaN層10とp−GaN層11を順次、成長させてGaNのpnダイオードを作製し、そこをバルク領域とする。そして、MIS領域のMOSFETのドレインとなるn+拡散領域7と、バルク領域のpnダイオードのp−GaN層11を、短絡電極8を介して電気的に接続する。n−GaN層10にドレイン電極13を接続する。
【選択図】 図1
Description
図1は、実施の形態1の半導体装置の要部の構成を示す断面図である。図1において、左半部がシリコン半導体で構成されるMIS領域であり、右半部が3eV以上のバンドギャップを有するワイドバンドギャップ半導体で構成されるバルク領域である。図1に示すように、MIS領域では、p型のSi層(以下、p−Si層とする)2の第1の主面に沿って、n+ソース拡散領域3とn+拡散領域7が離れて形成されている。
図11は、実施の形態2の半導体装置の要部の構成を示す断面図である。図11に示すように、実施の形態2は、実施の形態1の変形例であり、p−Si層2とn−GaN層10の間の絶縁層9を短絡電極8側で薄く、ドレイン電極13側で厚くなるように形成したものである。図示例のように、絶縁層9は、短絡電極8側からドレイン電極13側へ向かって連続的に厚くなっていてもよいし、階段状に厚くなっていてもよい。
図12は、実施の形態3の半導体装置の要部の構成を示す断面図である。図12に示すように、実施の形態3は、実施の形態1の変形例であり、MIS領域のMOSFETのゲート構造をトレンチゲート型にしたものである。すなわち、このMOSFETは、p−Si層2の表面から、p−Si層2と裏面電極1の間に設けられたn−Si層28に達するトレンチ20が形成され、そのトレンチ20内にゲート絶縁膜25を介してゲート電極26が埋め込まれた構成となっている。この構成では、裏面電極1はソース電極となる。また、n−Si層28の、裏面電極1との界面近傍部分は、n+ソース拡散領域23となる。
3,23 ソース領域
4 第1の電極
5,25 ゲート絶縁膜
6,26 ゲート電極
7 不純物拡散領域
8 短絡電極
9 絶縁層
10,11 第2の半導体層
13 第2の電極
20 トレンチ
Claims (13)
- シリコンからなる第1の半導体層と、
前記第1の半導体層の一部の上に積層された絶縁層と、
前記絶縁層上に積層された、シリコンよりもバンドギャップの広い半導体材料からなる第2の半導体層と、
前記第1の半導体層を用いて形成された絶縁ゲート型半導体素子と、
前記第2の半導体層を用いて形成されたダイオードと、
前記絶縁ゲート型半導体素子と前記ダイオードを短絡する短絡電極と、
前記絶縁ゲート型半導体素子に接続された第1の電極と、
前記ダイオードに接続された第2の電極と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 前記絶縁ゲート型半導体素子は、前記第1の半導体層の主面上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、かつ該ゲート電極を挟んで前記第1の半導体層の主面に沿ってソース領域と不純物拡散領域が形成された絶縁ゲート型電界効果トランジスタであり、前記ソース領域に前記第1の電極が接続され、前記不純物拡散領域に前記短絡電極が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記絶縁ゲート型半導体素子は、前記第1の半導体層の第1の主面から形成されたトレンチ内にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、かつ該ゲート電極に隣接して前記第1の半導体層の第1の主面に沿って不純物拡散領域が形成され、さらに前記第1の半導体層の第2の主面に沿ってソース領域が形成された絶縁ゲート型電界効果トランジスタであり、前記ソース領域に前記第1の電極が接続され、前記不純物拡散領域に前記短絡電極が接続されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第2の半導体層は、p型領域とn型領域を有し、前記ダイオードは、前記p型領域と前記n型領域の接合により構成されるpnダイオードであり、前記p型領域に前記短絡電極が接続され、前記n型領域に前記第2の電極が接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記ダイオードは、前記第2の半導体層と金属のショットキー接合により構成されるショットキーダイオードであり、前記金属に前記短絡電極が接続され、前記第2の半導体層に前記第2の電極が接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記絶縁層は、前記短絡電極側で薄く、かつ前記第2の電極側で厚くなっていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の半導体装置。
- シリコンからなる第1の半導体層と、
前記第1の半導体層の上に積層された絶縁層と、
前記絶縁層上に積層された、シリコンよりもバンドギャップの広い半導体材料からなる第2の半導体層と、
前記第2の半導体層を用いて形成されたダイオードと、
前記ダイオードのアノードに接続された第1の電極と、
前記ダイオードのカソードに接続された第2の電極と、を備え、
前記絶縁層は、前記第1の電極側で薄く、かつ前記第2の電極側で厚くなっていることを特徴とする半導体装置。 - 前記第2の半導体層は、p型領域とn型領域を有し、前記ダイオードは、前記p型領域と前記n型領域の接合により構成されるpnダイオードであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
- 前記ダイオードは、前記第2の半導体層と金属のショットキー接合により構成されるショットキーダイオードであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
- 前記第2の半導体層は、バンドギャップが3eV以上の半導体材料でできていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記第2の半導体層は、GaN系化合物半導体材料でできていることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
- 前記絶縁層は、AlNでできていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 前記絶縁層は、Al2O3でできていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の半導体装置。
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