JP2015038935A - 窒化物半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ソース電極およびドレイン電極に接続するコンタクト部の破壊の発生を低減できる窒化物半導体装置を提供すること。
【解決手段】各ソース電極(11)の一部の領域上、かつ、絶縁膜には第1のソースコンタクト部(21A)が形成され、各ドレイン電極(12)の一部の領域上、かつ、絶縁膜には第1のドレインコンタクト部(22A)が形成されている。第1のソースコンタクト部(21A)は、ソース電極(11)の長手方向の中央部に位置している。第1のドレインコンタクト部(22A)は、ドレイン電極(12)の長手方向の中央部に位置している。
【選択図】図2
【解決手段】各ソース電極(11)の一部の領域上、かつ、絶縁膜には第1のソースコンタクト部(21A)が形成され、各ドレイン電極(12)の一部の領域上、かつ、絶縁膜には第1のドレインコンタクト部(22A)が形成されている。第1のソースコンタクト部(21A)は、ソース電極(11)の長手方向の中央部に位置している。第1のドレインコンタクト部(22A)は、ドレイン電極(12)の長手方向の中央部に位置している。
【選択図】図2
Description
本発明は、窒化物半導体装置に関する。
従来、窒化物半導体装置としては、特開2008−177527号公報(特許文献1)に記載のHFET(Hetero-junction Field Effect Transistor;ヘテロ接合電界効果トランジスタ)がある。この窒化物半導体装置は、アンドープGaN層とAlGaN層との積層体であってヘテロ接合を有するGaN系積層体と、ソース電極と、ドレイン電極と、絶縁層とを有する。そして、チップ面積を小さくするために、いわゆるエリアパッドという方法を採用して、上記GaN系積層体の活性領域上に、絶縁層を介して、ソース電極パッド、ドレイン電極パッドおよびゲート電極パッドを設け、これらのソース電極パッド、ドレイン電極パッドおよびゲート電極パッドに、コンタクト部を介してソース電極、ドレイン電極およびゲート電極を夫々接続している。
ところが、上記従来の窒化物半導体装置には、次のような問題があることを発見した。すなわち、従来例と略同じ構成の図7に模式的に示す比較例のように、Si基板1上に複数のフィンガー状のソース電極11およびドレイン電極12を並列に形成し、各ソース電極11とソース電極パッド21とをソースコンタクト部21A,21Fを介して電気的に接続し、各ドレイン電極12とドレイン電極パッド22とをドレインコンタクト部22A,22Fを介して電気的に接続した構造の窒化物半導体装置を製作した。このソース電極11とドレイン電極12との間に高電圧を印加すると、この窒化物半導体装置の外周部、つまり、各ソース電極の長手方向の一端部に接続する端部ソースコンタクト部21Fおよび各ドレイン電極の長手方向の一端部に接続する端部ドレインコンタクト部22Fに著しく破壊が発生することを発見した。
そこで、本発明の課題は、ソース電極およびドレイン電極に接続するコンタクト部の破壊の発生を低減できる窒化物半導体装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の窒化物半導体装置は、
基板と、
上記基板上に形成されると共に活性領域を有する窒化物半導体層と、
上記窒化物半導体層の上記活性領域上にフィンガー状に互いに平行に形成された複数のソース電極と、
上記窒化物半導体層の上記活性領域上に、上記複数のソース電極の配列方向に上記複数のソース電極と交互に配列するようにフィンガー状に互いに平行に形成された複数のドレイン電極と、
平面視において、上記ソース電極と上記ドレイン電極との間にそれぞれ形成されたゲート電極と、
上記窒化物半導体層上に、上記ソース電極、上記ドレイン電極、および上記ゲート電極を覆うように形成された絶縁膜と、
上記各ソース電極の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第1のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第1のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記第1のソースコンタクト部は、上記ソース電極の長手方向の中央部に位置しており、
上記第1のドレインコンタクト部は、上記ドレイン電極の長手方向の中央部に位置していることを特徴としている。
基板と、
上記基板上に形成されると共に活性領域を有する窒化物半導体層と、
上記窒化物半導体層の上記活性領域上にフィンガー状に互いに平行に形成された複数のソース電極と、
上記窒化物半導体層の上記活性領域上に、上記複数のソース電極の配列方向に上記複数のソース電極と交互に配列するようにフィンガー状に互いに平行に形成された複数のドレイン電極と、
平面視において、上記ソース電極と上記ドレイン電極との間にそれぞれ形成されたゲート電極と、
上記窒化物半導体層上に、上記ソース電極、上記ドレイン電極、および上記ゲート電極を覆うように形成された絶縁膜と、
上記各ソース電極の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第1のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第1のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記第1のソースコンタクト部は、上記ソース電極の長手方向の中央部に位置しており、
上記第1のドレインコンタクト部は、上記ドレイン電極の長手方向の中央部に位置していることを特徴としている。
この明細書で、窒化物半導体層とは、AlXInYGa1−X−YN(X≧0、Y≧0、0≦X+Y<1)で表されるGaN系半導体層のことを言う。また、GaN系半導体は、AlGaN、GaN、InGaNなどを含むものでもよい。
また、一実施形態の窒化物半導体装置では、
さらに、上記各ソース電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記第2のソースコンタクト部のうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部は、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部よりも上記長手方向の中央側に位置し、
上記第2のドレインコンタクト部のうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部は、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部よりも上記長手方向の中央側に位置している。
さらに、上記各ソース電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記第2のソースコンタクト部のうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部は、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部よりも上記長手方向の中央側に位置し、
上記第2のドレインコンタクト部のうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部は、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部よりも上記長手方向の中央側に位置している。
また、一実施形態の窒化物半導体装置では、
上記各ソース電極の上記第1のソースコンタクト部と上記第2のソースコンタクト部との間の距離および上記各ドレイン電極の上記第1のドレインコンタクト部と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離は、それぞれ、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて、短くなっている。
上記各ソース電極の上記第1のソースコンタクト部と上記第2のソースコンタクト部との間の距離および上記各ドレイン電極の上記第1のドレインコンタクト部と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離は、それぞれ、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて、短くなっている。
また、一実施形態の窒化物半導体装置では、
さらに、上記各ソース電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記各ソース電極の上記第1のソースコンタクト部と上記第2のソースコンタクト部との間の距離は、上記各ソース電極の端と上記第2のソースコンタクト部との間の距離と略等しく、
上記各ドレイン電極の上記第1のドレインコンタクト部と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離は、上記各ドレイン電極の端と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離と略等しい。
さらに、上記各ソース電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記各ソース電極の上記第1のソースコンタクト部と上記第2のソースコンタクト部との間の距離は、上記各ソース電極の端と上記第2のソースコンタクト部との間の距離と略等しく、
上記各ドレイン電極の上記第1のドレインコンタクト部と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離は、上記各ドレイン電極の端と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離と略等しい。
本発明の窒化物半導体装置によれば、ソース電極およびドレイン電極に接続するコンタクト部の破壊の発生を低減できる窒化物半導体装置を提供することができる。
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態の窒化物半導体装置の断面図であり、図2のX−X線断面図である。図1に示すように、この第1実施形態の窒化物半導体装置は、Si基板1上に、窒化物半導体層2を形成している。窒化物半導体層2上には、絶縁膜7としての保護膜と層間絶縁膜とを順次形成している。
図1は、本発明の第1実施形態の窒化物半導体装置の断面図であり、図2のX−X線断面図である。図1に示すように、この第1実施形態の窒化物半導体装置は、Si基板1上に、窒化物半導体層2を形成している。窒化物半導体層2上には、絶縁膜7としての保護膜と層間絶縁膜とを順次形成している。
窒化物半導体層2には、絶縁膜7を貫通して窒化物半導体層2に達する2つのリセスが互いに間隔をあけて形成されている。これらのリセスのうち、一方にソース電極11がオーミック電極として形成され、他方にはドレイン電極12がオーミック電極として形成されている。ソース電極11とドレイン電極12とは、Ti層、Al層、TiN層が順に積層されたTi/Al/TiN電極としている。
また、ソース電極11とドレイン電極12との間の絶縁膜7には開口が形成され、この開口にゲート電極13が形成されている。このゲート電極13は、WN層、W層が順に積層されたWN/W電極としており、窒化物半導体層2とショットキー接合するショットキー電極として形成されている。
また、ソース電極11とドレイン電極12との間の窒化物半導体層2には活性領域3が設けられている。この活性領域3とは、ゲート電極13に印加される電圧によって、ソース電極11とドレイン電極12との間でキャリアが流れる領域である。活性領域3と、ソース電極11と、ドレイン電極12と、ゲート電極13とでHFETを構成している。
絶縁膜7は、ソース電極11、ドレイン電極12およびゲート電極13を覆うように形成されている。絶縁膜7のドレイン電極12の一部の領域上には、第1のドレインコンタクトホール72が設けられている。
第1のドレインコンタクトホール72内および絶縁膜7上にドレイン電極パッド22が設けられ、ドレイン電極パッド22がドレイン電極12に電気的に接続されている。第1のドレインコンタクトホール72内に設けられたドレイン電極パッド22が第1のドレインコンタクト部22Aを形成している。ドレイン電極パッド22としては、TiN/Al、Ti/Cu、Ti/AuまたはTi/Alなどを用いている。
なお、図示しないが、絶縁膜7のソース電極11の一部の領域上には、第1のドレインコンタクトホール72と同様に、第1のソースコンタクトホールが設けられている。この第1のソースコンタクトホール内および絶縁膜7上にソース電極パッドが設けられ、ソース電極パッド21がソース電極11に電気的に接続されている。第1のソースコンタクトホール内に設けられたソース電極パッドが第1のソースコンタクト部を形成している。ソース電極パッドとしては、TiN/Al、Ti/Cu、Ti/AuまたはTi/Alなどを用いている。
図2に示すように、上記窒化物半導体装置は、複数のフィンガー状のソース電極11およびドレイン電極12を備えている。ソース電極11は、互いに平行に形成されている。ドレイン電極12は、ソース電極11の配列方向にソース電極11と交互に配列するように互いに平行に形成されている。なお、図2において、ゲート電極13、窒化物半導体層2および絶縁膜7は、省略している(図1参照)。
Si基板1は、平面視略長方形状を有し、Si基板1の長手方向は、ソース電極11およびドレイン電極12の長手方向と平行である。Si基板1の長手方向の一方側には、平面視略長方形のソース電極パッド21が形成される一方、上記長手方向の他方側には、平面視略長方形のドレイン電極パッド22が形成されている。ソース電極パッド21とドレイン電極パッド22とは、一定の距離をおいて互いに平行に形成されている。
ソース電極パッド21は、ソース電極11の長手方向の一方側を全て覆っており、ソース電極パッド21の短手方向は、ソース電極11の長手方向と平行になっている。ドレイン電極パッド22は、ドレイン電極12の長手方向の他方側を全て覆っており、ドレイン電極パッド22の短手方向は、ドレイン電極12の長手方向と平行になっている。
各ソース電極11の長手方向の中央部であって、かつ、ソース電極パッド21の上記短手方向のドレイン電極パッド22側の端部には、2つの第1のソースコンタクト部21Aがソース電極11の長手方向に並んで形成されている。各第1のソースコンタクト部21Aは、平面視略長方形状を有し、第1のソースコンタクト部21Aの長手方向は、ソース電極11の長手方向と平行である。
各ドレイン電極12の長手方向の中央部であって、かつ、ドレイン電極パッド22の上記短手方向のソース電極パッド側の端部には、2つの第1のドレインコンタクト部22Aがドレイン電極12の長手方向に並んで形成されている。各第1のドレインコンタクト部22Aは、平面視略長方形状を有し、第1のドレインコンタクト部22Aの長手方向は、ドレイン電極12の長手方向と平行である。
上記構成の窒化物半導体装置は、ノーマリオンタイプのヘテロ接合電界効果トランジスタ(HFET)であり、ゲート電極13に負電圧を印加すると、オフとなる。
この第1実施形態の窒化物半導体装置と、図7に示す比較例の比較試験の結果を、下の表1に示す。
この比較試験において、図2に示す第1実施形態と図7の従来例とで、ソース電極11,ドレイン電極12,第1のソースコンタクト部21A,第1のドレインコンタクト部22A,ソース電極パッド21およびドレイン電極パッド22は、それらの寸法構成は同じである。比較例では、ソース電極11の長手方向の一端部に端部ソースコンタクト部21Fが接続され、ドレイン電極12の長手方向の一端部に端部ドレインコンタクト部22Fが接続されているのに対して、第1実施形態では、ソース電極11の長手方向の一端部およびドレイン電極12の長手方向の一端部には、それぞれ何も接続されていない点が異なる。このように、前提となる条件を略同じにして、次のように比較試験を行った。
窒化物半導体装置(HFET)のゲート電極13に−10Vを印加し続けているオフ状態において、150℃の環境下、ソース電極11に0Vを印加し、ドレイン電極12に600Vの電圧を印加して、5分経過後に、第1のソースコンタクト部21A、端部ソースコンタクト部21F、第1のドレインコンタクト部22Aおよび端部ドレインコンタクト部22Fの破壊の有無を調べた。その結果が、上述の表1である。
この表1から分かるように、この第1実施形態によれば、端部ソースコンタクト部21Fおよび端部ドレインコンタクト部22Fに破壊が生じる比較例に比べて、破壊したコンタクト部の個数は、1/6(=5/30)と飛躍的に低減することができた。
端部ソースコンタクト部21Fおよび端部ドレインコンタクト部22Fの破壊の原因は、チップ分割においてメタルブレードによるダイシングを行っており、このダイシングの際に特にチップの外周部の隅に加わる応力の影響によるものと、推測される。
この第1実施形態によれば、第1のソースコンタクト部21Aがソース電極11の長手方向の端部に位置しており、第1のドレインコンタクト部22Aがドレイン電極12の長手方向の端部に位置している場合に比べて、第1のソースコンタクト部21Aおよび第1のドレインコンタクト部22Aは、窒化物半導体装置の外周部の隅からより離れたところに位置している。このため、窒化物半導体装置をダイシングする際にこの窒化物半導体装置の特に外周部の隅に加わる応力の影響を、第1のソースコンタクト部21Aおよび第1のドレインコンタクト部22Aが受けにくくすることができる。したがって、第1のソースコンタクト部21Aおよび第1のドレインコンタクト部22Aの破壊の発生を飛躍的に低減できる。これにより、窒化物半導体装置の歩留まりが飛躍的に向上する。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態の窒化物半導体装置を説明する。
次に、本発明の第2実施形態の窒化物半導体装置を説明する。
図3は、上記第2実施形態の窒化物半導体装置の電極構造を模式的に示す平面図である。この図3において、図1に示した構成部と同一構成部は、図1における構成部と同一参照番号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。
図3に示すように、各ソース電極11の長手方向の中央部よりも外側の領域には、2つの第2のソースコンタクト部21Bがソース電極11の長手方向に一定の距離をおいて並んで形成されている。各第2のソースコンタクト部21Bは、平面視略長方形状を有し、第2のソースコンタクト部21Bの長手方向は、ソース電極11の長手方向と平行である。
各ドレイン電極12の長手方向の中央部よりも外側の領域には、2つの第2のドレインコンタクト部22Bがドレイン電極12の長手方向に一定の距離をおいて並んで形成されている。各第2のドレインコンタクト部22Bは、平面視略長方形状を有し、第2のドレインコンタクト部22Bの長手方向は、ドレイン電極12の長手方向と平行である。
ここで、上記両側領域は、具体的には、上記配列方向の最も両端に位置する4つのソース電極11A,11B,11C,11Dおよび4つのドレイン電極12A,12B,12C,12Dを含む領域である。この両側領域よりも上記配列方向の内側に、上記中央側領域が設けられている。
上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Bは、各ソース電極11の長手方向のソース電極パッド21側の端部に位置している。ここで、Si基板1の長手方向の端から上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Bまでの距離をD1とする。Si基板1の長手方向の長さを2mmとすると、D1は、100μmである。
上記両側領域の第2のソースコンタクト部21Bは、上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Bよりも上記長手方向の中央側に位置している。具体的には、上記配列方向の最も外側のソース電極11Aにおける第2のソースコンタクト部21Bは、上記中央側領域における第2のソースコンタクト部21Bに対して、上記長手方向に180μm中央側に位置している。同様に、ソース電極11Bの第2のソースコンタクト部21Bは、上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Bに対して、上記長手方向に135μm中央側に位置している。ソース電極11Cの第2のソースコンタクト部21Bは、上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Bに対して、上記長手方向に90μm中央側に位置している。ソース電極11Dの第2のソースコンタクト部21Bは、上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Bに対して、上記長手方向に45μm中央側に位置している。
上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Bは、各ドレイン電極12の長手方向のドレイン電極パッド22側の端部に位置している。ここで、Si基板1の長手方向の端から上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Bまでの距離をD2とする。Si基板1の長手方向の長さを2mmとすると、D2は、100μmである。
上記両側領域の第2のドレインコンタクト部22Bは、上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Bよりも上記長手方向の中央側に位置している。具体的には、上記配列方向の最も外側のドレイン電極12Aにおける第2のドレインコンタクト部22Bは、上記中央側領域における第2のドレインコンタクト部22Bに対して、上記長手方向に180μm中央側に位置している。同様に、ドレイン電極12Bの第2のドレインコンタクト部22Bは、上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Bに対して、上記長手方向に135μm中央側に位置している。ドレイン電極12Cの第2のドレインコンタクト部22Bは、上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Bに対して、上記長手方向に90μm中央側に位置している。ドレイン電極12Dの第2のドレインコンタクト部22Bは、上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Bに対して、上記長手方向に45μm中央側に位置している。
このように、上記両側領域において、第1のソースコンタクト部21Aと第2のソースコンタクト部21Bとの間の距離および第1のドレインコンタクト部22Aと第2のドレインコンタクト部22Bとの間の距離は、それぞれ、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて、短くなっている。
ここで、上記両側領域のソース電極11Aの第2のソースコンタクト部21Bと上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Bとの間の上記長手方向の距離をA1とする。ドレイン電極12Aの第2のドレインコンタクト部22Bと上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Bとの間の上記長手方向の距離をA2とする。この第2実施形態では、上記距離A1,A2を180μmとしたが、上記距離A1,A2を、180μmから500μmの範囲で設定してもよい。
また、各ソース電極11A,11B,11C,11Dの外側の第2のソースコンタクト部21Bにおける上記長手方向外側の端を結ぶ直線L1と上記長手方向との間の角度をθ1とする。各ドレイン電極12A,12B,12C,12Dの外側の第2のドレインコンタクト部22Bにおける上記長手方向外側の端を結ぶ直線L2と上記長手方向との間の角度をθ2とする。この第2実施形態では、上記角度θ1,θ2を30°としたが、上記角度θ1,θ2を、10°から60°の範囲で設定してもよい。
また、この第2実施形態では、上記両側領域は、上記配列方向の最も両端に位置する4つのソース電極11A,11B,11C,11Dおよび4つのドレイン電極12A,12B,12C,12Dを含む領域であった。しかしながら、これに限らず、上記両側領域は、上記配列方向の最も両端に位置する2つ又は3つのソース電極および2つ又は3つのドレイン電極を含む領域でも良い。
また、上記両側領域は、上記配列方向の最も両端に位置する5つ以上のソース電極および5つ以上のドレイン電極を含む領域であると共に、Si基板1の上記配列方向の両端から、それぞれSi基板1の上記配列方向の長さの1/3までの領域であっても良い。上記両側領域がこれより大きくなると、第2のソースコンタクト部からソース電極の長手方向の端部までの抵抗、および第2のドレインコンタクト部からドレイン電極の長手方向の端部までの抵抗のそれぞれの不均一化によって、上記窒化物半導体装置の特性に影響が出てくるからである。
また、この第2実施形態では、Si基板1の長手方向の長さを2mmとしたが、Si基板の長手方向の長さは、2mmより長くても良いし、2mmより短くても良い。
また、この第2実施形態では、Si基板1の上記配列方向の長さは、Si基板1の長手方向の長さよりも短いが、この長手方向の長さよりも長くても良い。
また、この第2実施形態では、Si基板1の長手方向の端から上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Bまでの距離D1が100μmであったが、100μm以上であっても良い。
また、この第2実施形態では、Si基板1の長手方向の端から上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Bまでの距離D2が100μmであったが、100μm以上であっても良い。
この第2実施形態の窒化物半導体装置と、図7に示す比較例の比較試験の結果を、下の表2に示す。
この比較試験の条件は、表1の第1実施形態の比較試験の条件と同じである。
この表2から分かるように、この第2実施形態によれば、端部ソースコンタクト部21Fおよび端部ドレインコンタクト部22Fに破壊が生じる比較例に比べて、破壊したコンタクト部の個数は、略1/4(=8/30)と飛躍的に低減することができた。
この第2実施形態によれば、第2のソースコンタクト部21Bおよび第2のドレインコンタクト部22Bは、上記配列方向の両側領域に形成されているものが、上記配列方向の中央側領域に形成されているものよりも上記長手方向の中央側、すなわち窒化物半導体装置の外周部の隅からより離れたところに位置している。ここで、上記両側領域は、上記中央側領域よりも上記配列方向において上記外周部の隅に近いため、上記中央側領域よりも上記外周部の隅に加わる応力の影響を受けやすい領域である。したがって、上記両側領域において、第2のソースコンタクト部21Bおよび第2のドレインコンタクト部22Bが上記応力の影響を受けにくくすることができて、第2のソースコンタクト部21Bおよび第2のドレインコンタクト部22Bの破壊の発生を低減できる。
また、第1のソースコンタクト部21Aと第2のソースコンタクト部21Bとの間の距離は、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて短くなり、第2のソースコンタクト部21Bは、上記長手方向のより中央側に位置するようになっている。第1のドレインコンタクト部22Aと第2のドレインコンタクト部22Bとの間の距離は、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて短くなり、第2のドレインコンタクト部22Bは、上記長手方向のより中央側に位置するようになっている。ここで、上記配列方向の両端に位置すると共に上記長手方向の両端に位置する上記外周部の隅では、窒化物半導体装置をダイシングする際にこの窒化物半導体装置に加わる応力の影響を特に大きく受けると考えられる。これに対して、第2のソースコンタクト部21Bおよび第2のドレインコンタクト部22Bは、上記配列方向の両端に向かうにつれて、上記長手方向の中央側に位置している。したがって、第2のソースコンタクト部21Bおよび第2のドレインコンタクト部22Bは、上記外周部の隅から離れて位置しているので、第2のソースコンタクト部21Bおよび第2のドレインコンタクト部22Bの破壊の発生をより低減できる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態の窒化物半導体装置を説明する。
次に、本発明の第3実施形態の窒化物半導体装置を説明する。
図4は、上記第3実施形態の窒化物半導体装置の電極構造を模式的に示す平面図である。この図4において、図3に示した構成部と同一構成部は、図3における構成部と同一参照番号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。
図4に示すように、各ソース電極11の長手方向の中央部よりも外側の領域には、2つの第2のソースコンタクト部21Cがソース電極11の長手方向に一定の距離をおいて並んで形成されている。各第2のソースコンタクト部21Cは、平面視略長方形状を有し、第2のソースコンタクト部21Cの長手方向は、ソース電極11の長手方向と平行である。
上記両側領域の第2のソースコンタクト部21Cは、上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Cよりも上記長手方向の中央側に位置している。
各ソース電極11A,11B,11C,11Dの第2のソースコンタクト部21Cは、各ソース電極11A,11B,11C,11Dの第1のソースコンタクト部21Aと第2のソースコンタクト部21Cとの間の距離が上記配列方向の中央側から端に向かうにつれて短くなるように、位置している。また、各ソース電極11A,11B,11C,11Dの第2のソースコンタクト部21Cは、外側の第2のソースコンタクト部21Cの上記長手方向外側の端を結ぶ線が上記配列方向の中央側から端に向かって放物線になるように、位置している。
各ドレイン電極12の長手方向の中央部よりも外側の領域には、2つの第2のドレインコンタクト部22Cがドレイン電極12の長手方向に一定の距離をおいて並んで形成されている。各第2のドレインコンタクト部22Cは、平面視略長方形状を有し、第2のドレインコンタクト部22Cの長手方向は、ドレイン電極12の長手方向と平行である。
上記両側領域の第2のドレインコンタクト部22Cは、上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Cよりも上記長手方向の中央側に位置している。
各ドレイン電極12A,12B,12C,12Dの第2のドレインコンタクト部22Cは、各ドレイン電極12A,12B,12C,12Dの第1のドレインコンタクト部22Aと第2のドレインコンタクト部22Cとの間の距離が上記配列方向の中央側から端に向かうにつれて短くなるように、位置している。また、各ドレイン電極12A,12B,12C,12Dの第2のドレインコンタクト部22Cは、外側の第2のドレインコンタクト部22Cの上記長手方向外側の端を結ぶ線が上記配列方向の中央側から端に向かって放物線になるように、位置している。
この第3実施形態の窒化物半導体装置と、図7に示す比較例の比較試験の結果を、下の表3に示す。
この比較試験の条件は、表1の第1実施形態の比較試験の条件と同じである。
この表3から分かるように、この第3実施形態によれば、端部ソースコンタクト部21Fおよび端部ドレインコンタクト部22Fに破壊が生じる比較例に比べて、破壊したコンタクト部の個数は、略1/3(=11/30)と飛躍的に低減することができた。
この第3実施形態によれば、第1のソースコンタクト部21Aと第2のソースコンタクト部21Cとの間の距離は、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて短くなり、第2のソースコンタクト部21Cは、上記長手方向のより中央側に位置するようになっている。第1のドレインコンタクト部22Aと第2のドレインコンタクト部22Cとの間の距離は、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて短くなり、第2のドレインコンタクト部22Cは、上記長手方向のより中央側に位置するようになっている。ここで、上記配列方向の両端に位置すると共に上記長手方向の両端に位置する上記外周部の隅では、窒化物半導体装置をダイシングする際にこの窒化物半導体装置に加わる応力の影響を特に大きく受けると考えられる。これに対して、第2のソースコンタクト部21Cおよび第2のドレインコンタクト部22Cは、上記配列方向の両端に向かうにつれて、上記長手方向の中央側に位置している。したがって、第2のソースコンタクト部21Cおよび第2のドレインコンタクト部22Cは、上記外周部の隅から離れて位置しているので、第2のソースコンタクト部21Cおよび第2のドレインコンタクト部22Cの破壊の発生をより低減できる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態の窒化物半導体装置を説明する。
次に、本発明の第4実施形態の窒化物半導体装置を説明する。
図5は、上記第4実施形態の窒化物半導体装置の電極構造を模式的に示す平面図である。この図5において、図3に示した構成部と同一構成部は、図3における構成部と同一参照番号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。
図5に示すように、各ソース電極11の長手方向の中央部よりも外側の領域には、2つの第2のソースコンタクト部21Dがソース電極11の長手方向に一定の距離をおいて並んで形成されている。各第2のソースコンタクト部21Dは、平面視略長方形状を有し、第2のソースコンタクト部21Dの長手方向は、ソース電極11の長手方向と平行である。
上記両側領域の第2のソースコンタクト部21Dは、上記中央側領域の第2のソースコンタクト部21Dよりも上記長手方向の中央側に位置している。
各ソース電極11A,11B,11C,11Dの第2のソースコンタクト部21Dは、各ソース電極11A,11B,11C,11Dの第1のソースコンタクト部21Aと第2のソースコンタクト部21Dとの間の距離が上記配列方向の中央側から端に向かうにつれて短くなるように、位置している。また、各ソース電極11A,11B,11C,11Dの第2のソースコンタクト部21Dは、外側の第2のソースコンタクト部21Cの上記長手方向外側の端を結ぶ線が上記長手方向の外側へ突出する円弧になるように、位置している。この円弧の曲率半径は700μmである。
各ドレイン電極12の長手方向の中央部よりも外側の領域には、2つの第2のドレインコンタクト部22Dがドレイン電極12の長手方向に一定の距離をおいて並んで形成されている。各第2のドレインコンタクト部22Dは、平面視略長方形状を有し、第2のドレインコンタクト部22Dの長手方向は、ドレイン電極12の長手方向と平行である。
上記両側領域の第2のドレインコンタクト部22Dは、上記中央側領域の第2のドレインコンタクト部22Dよりも上記長手方向の中央側に位置している。
各ドレイン電極12A,12B,12C,12Dの第2のドレインコンタクト部22Dは、各ドレイン電極12A,12B,12C,12Dの第1のドレインコンタクト部22Aと第2のドレインコンタクト部22Dとの間の距離が上記配列方向の中央側から端に向かうにつれて短くなるように、位置している。また、各ドレイン電極12A,12B,12C,12Dの第2のドレインコンタクト部22Dは、外側の第2のドレインコンタクト部22Dの上記長手方向外側の端を結ぶ線が上記長手方向の外側へ突出する円弧になるように、位置している。この円弧の曲率半径は700μmである。
この第4実施形態の窒化物半導体装置と、図7に示す比較例の比較試験の結果を、下の表2に示す。
この比較試験の条件は、表1の第1実施形態の比較試験の条件と同じである。
この表4から分かるように、この第4実施形態によれば、端部ソースコンタクト部21Fおよび端部ドレインコンタクト部22Fに破壊が生じる比較例に比べて、破壊したコンタクト部の個数は、1/2(=15/30)と飛躍的に低減することができた。
この第4実施形態によれば、第1のソースコンタクト部21Aと第2のソースコンタクト部21Dとの間の距離は、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて短くなり、第2のソースコンタクト部21Dは、上記長手方向のより中央側に位置するようになっている。第1のドレインコンタクト部22Aと第2のドレインコンタクト部22Dとの間の距離は、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて短くなり、第2のドレインコンタクト部22Dは、上記長手方向のより中央側に位置するようになっている。ここで、上記配列方向の両端に位置すると共に上記長手方向の両端に位置する上記外周部の隅では、窒化物半導体装置をダイシングする際にこの窒化物半導体装置に加わる応力の影響を特に大きく受けると考えられる。これに対して、第2のソースコンタクト部21Dおよび第2のドレインコンタクト部22Dは、上記配列方向の両端に向かうにつれて、上記長手方向の中央側に位置している。したがって、第2のソースコンタクト部21Dおよび第2のドレインコンタクト部22Dは、上記外周部の隅から離れて位置しているので、第2のソースコンタクト部21Dおよび第2のドレインコンタクト部22Dの破壊の発生をより低減できる。
なお、この第4実施形態では、各ドレイン電極12A,12B,12C,12Dの第2のドレインコンタクト部22Dは、外側の第2のドレインコンタクト部22Dの上記長手方向外側の端を結ぶ線が上記長手方向の外側へ突出する円弧になるように位置して、この円弧の曲率半径は700μmである。しかしながら、この円弧の曲率半径は、300μm以上であればよく、好ましくは、700μm以上であればよい。上記円弧の曲率半径を300μm以上にすることで、上記外周部の隅からの距離を十分とることができて、第2のソースコンタクト部21Dおよび第2のドレインコンタクト部22Dが上記外周部の隅に加わる応力の影響を受けにくくすることができる。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態の窒化物半導体装置を説明する。
次に、本発明の第5実施形態の窒化物半導体装置を説明する。
図6は、上記第5実施形態の窒化物半導体装置の電極構造を模式的に示す平面図である。この図6において、図1に示した構成部と同一構成部は、図1における構成部と同一参照番号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。
図6に示すように、各ソース電極11の長手方向の中央部よりも外側の領域には、2つの第2のソースコンタクト部21Eがソース電極11の長手方向に一定の距離をおいて並んで形成されている。各第2のソースコンタクト部21Eは、平面視略長方形状を有し、第2のソースコンタクト部21Eの長手方向は、ソース電極11の長手方向と平行である。
各ソース電極11の第1のソースコンタクト部21Aと第2のソースコンタクト部21Eとの間の距離は、各ソース電極11の第2のソースコンタクト部21E側の端11aと第2のソースコンタクト部21Eとの間の距離と略等しい。具体的には、第2のソースコンタクト部21Eは、ソースコンタクト部をソース電極11の長手方向の端部に形成した場合に比べて上記長手方向の300μm中央側に位置している。
各ドレイン電極12の長手方向の中央部よりも外側の領域には、2つの第2のドレインコンタクト部22Eがドレイン電極12の長手方向に一定の距離をおいて並んで形成されている。各第2のドレインコンタクト部22Eは、平面視略長方形状を有し、第2のドレインコンタクト部22Eの長手方向は、ドレイン電極12の長手方向と平行である。
各ドレイン電極12の第1のドレインコンタクト部22Aと第2のドレインコンタクト部22Eとの間の距離は、各ドレイン電極12の第2のドレインコンタクト部22E側の端12aと第2のドレインコンタクト部22Eとの間の距離と略等しい。具体的には、第2のドレインコンタクト部22Eは、ドレインコンタクト部をドレイン電極12の長手方向の端部に形成した場合に比べて上記長手方向の300μm中央側に位置している。
この第5実施形態の窒化物半導体装置と、図7に示す比較例の比較試験の結果を、下の表5に示す。
この比較試験の条件は、表1の第1実施形態の比較試験の条件と同じである。
この表5から分かるように、この第5実施形態によれば、端部ソースコンタクト部21Fおよび端部ドレインコンタクト部22Fに破壊が生じる比較例に比べて、破壊したコンタクト部の個数は、1/3(=10/30)と飛躍的に低減することができた。
この第5実施形態によれば、第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eは、ソース電極11およびドレイン電極12の上記長手方向の端部に位置している場合に比べて、窒化物半導体装置の外周部の隅からより離れたところに位置している。このため、窒化物半導体装置をダイシングする際に上記外周部の隅に加わる応力の影響を第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eが受けにくくすることができる。したがって、第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eの破壊の発生を低減できる。
なお、この第5実施形態では、第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eは、ソースコンタクト部およびドレインコンタクト部をソース電極11およびドレイン電極12の長手方向の端部に形成した場合に比べて上記長手方向の300μm中央側に位置していたが、上記長手方向の75μm以上中央側に位置していればよく、好ましくは、上記長手方向の100μm以上中央側に位置していればよい。第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eを上記長手方向の75μm以上中央側に位置させることで、上記外周部の隅からの距離を十分とることができる。したがって、第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eが上記外周部の隅に加わる応力の影響を受けにくくすることができる。
本発明および実施形態を纏めると、次のようになる。
本発明の窒化物半導体装置は、
基板1と、
上記基板1上に形成されると共に活性領域3を有する窒化物半導体層2と、
上記窒化物半導体層2の上記活性領域3上にフィンガー状に互いに平行に形成された複数のソース電極11と、
上記窒化物半導体層2の上記活性領域3上に、上記複数のソース電極11の配列方向に上記複数のソース電極11と交互に配列するようにフィンガー状に互いに平行に形成された複数のドレイン電極12と、
平面視において、上記ソース電極11と上記ドレイン電極12との間にそれぞれ形成されたゲート電極13と、
上記窒化物半導体層2上に、上記ソース電極11、上記ドレイン電極12、および上記ゲート電極13を覆うように形成された絶縁膜7と、
上記各ソース電極11の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第1のソースコンタクト部21Aと、
上記各ドレイン電極12の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第1のドレインコンタクト部22Aと、
を備え、
上記第1のソースコンタクト部21Aは、上記ソース電極11の長手方向の中央部に位置しており、
上記第1のドレインコンタクト部22Aは、上記ドレイン電極12の長手方向の中央部に位置していることを特徴としている。
基板1と、
上記基板1上に形成されると共に活性領域3を有する窒化物半導体層2と、
上記窒化物半導体層2の上記活性領域3上にフィンガー状に互いに平行に形成された複数のソース電極11と、
上記窒化物半導体層2の上記活性領域3上に、上記複数のソース電極11の配列方向に上記複数のソース電極11と交互に配列するようにフィンガー状に互いに平行に形成された複数のドレイン電極12と、
平面視において、上記ソース電極11と上記ドレイン電極12との間にそれぞれ形成されたゲート電極13と、
上記窒化物半導体層2上に、上記ソース電極11、上記ドレイン電極12、および上記ゲート電極13を覆うように形成された絶縁膜7と、
上記各ソース電極11の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第1のソースコンタクト部21Aと、
上記各ドレイン電極12の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第1のドレインコンタクト部22Aと、
を備え、
上記第1のソースコンタクト部21Aは、上記ソース電極11の長手方向の中央部に位置しており、
上記第1のドレインコンタクト部22Aは、上記ドレイン電極12の長手方向の中央部に位置していることを特徴としている。
本発明の窒化物半導体装置によれば、第1のソースコンタクト部21Aがソース電極11の長手方向の端部に位置しており、第1のドレインコンタクト部22Aがドレイン電極12の長手方向の端部に位置している場合に比べて、第1のソースコンタクト部21Aおよび第1のドレインコンタクト部22Aは、窒化物半導体装置の外周部の隅からより離れたところに位置している。このため、窒化物半導体装置をダイシングする際にこの窒化物半導体装置の特に外周部の隅に加わる応力の影響を、第1のソースコンタクト部21Aおよび第1のドレインコンタクト部22Aが受けにくくすることができる。したがって、第1のソースコンタクト部21Aおよび第1のドレインコンタクト部22Aの破壊の発生を低減できる。
また、一実施形態の窒化物半導体装置では、
さらに、上記各ソース電極11の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eと、
上記各ドレイン電極12の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eと、
を備え、
上記第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eのうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eは、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eよりも上記長手方向の中央側に位置し、
上記第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eのうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eは、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eよりも上記長手方向の中央側に位置している。
さらに、上記各ソース電極11の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eと、
上記各ドレイン電極12の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eと、
を備え、
上記第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eのうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eは、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eよりも上記長手方向の中央側に位置し、
上記第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eのうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eは、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eよりも上記長手方向の中央側に位置している。
上記実施形態によれば、第2のソースコンタクト部21B,21C,21Dおよび第2のドレインコンタクト部22B,22C,22Dは、上記配列方向の両側領域に形成されているものが、上記配列方向の中央側領域に形成されているものよりも上記長手方向の中央側、すなわち窒化物半導体装置の外周部の隅からより離れたところに位置している。ここで、上記両側領域は、上記中央側領域よりも上記配列方向において上記外周部の隅に近いため、上記中央側領域よりも上記外周部の隅に加わる応力の影響を受けやすい領域である。したがって、上記両側領域において第2のソースコンタクト部21B,21C,21Dおよび第2のドレインコンタクト部22B,22C,22Dが上記応力の影響を受けにくくすることができて、第2のソースコンタクト部21B,21C,21Dおよび第2のドレインコンタクト部22B,22C,22Dの破壊の発生を低減できる。
また、一実施形態の窒化物半導体装置では、
上記各ソース電極11の上記第1のソースコンタクト部21Aと上記第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eとの間の距離および上記各ドレイン電極12の上記第1のドレインコンタクト部22Aと上記第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eとの間の距離は、それぞれ、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて、短くなっている。
上記各ソース電極11の上記第1のソースコンタクト部21Aと上記第2のソースコンタクト部21B,21C,21D,21Eとの間の距離および上記各ドレイン電極12の上記第1のドレインコンタクト部22Aと上記第2のドレインコンタクト部22B,22C,22D,22Eとの間の距離は、それぞれ、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて、短くなっている。
上記実施形態によれば、第1のソースコンタクト部21Aと第2のソースコンタクト部21B,21C,21Dとの間の距離は、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて短くなり、第2のソースコンタクト部21B,21C,21Dは、上記長手方向のより中央側に位置するようになっている。第1のドレインコンタクト部22Aと第2のドレインコンタクト部22B,22C,22Dとの間の距離は、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて短くなり、第2のドレインコンタクト部22B,22C,22Dは、上記長手方向のより中央側に位置するようになっている。ここで、上記配列方向の両端に位置すると共に上記長手方向の両端に位置する上記外周部の隅では、窒化物半導体装置をダイシングする際にこの窒化物半導体装置に加わる応力の影響を特に大きく受けると考えられる。これに対して、第2のソースコンタクト部21B,21C,21Dおよび第2のドレインコンタクト部22B,22C,22Dは、上記配列方向の両端に向かうにつれて、上記長手方向の中央側に位置している。したがって、第2のソースコンタクト部21B,21C,21Dおよび第2のドレインコンタクト部22B,22C,22Dは、上記外周部の隅から離れて位置しているので、第2のソースコンタクト部21B,21C,21Dおよび第2のドレインコンタクト部22B,22C,22Dの破壊の発生をより低減できる。
また、一実施形態の窒化物半導体装置では、
さらに、上記各ソース電極11の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第2のソースコンタクト部21Eと、
上記各ドレイン電極12の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第2のドレインコンタクト部22Eと、
を備え、
上記各ソース電極11の上記第1のソースコンタクト部21Aと上記第2のソースコンタクト部21Eとの間の距離は、上記各ソース電極11の上記第2のソースコンタクト部21E側の端11aと上記第2のソースコンタクト部21Eとの間の距離と略等しく、
上記各ドレイン電極12の上記第1のドレインコンタクト部22Aと上記第2のドレインコンタクト部22Eとの間の距離は、上記各ドレイン電極12の上記第2のドレインコンタクト部22E側の端12aと上記第2のドレインコンタクト部22Eとの間の距離と略等しい。
さらに、上記各ソース電極11の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第2のソースコンタクト部21Eと、
上記各ドレイン電極12の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜7に形成された第2のドレインコンタクト部22Eと、
を備え、
上記各ソース電極11の上記第1のソースコンタクト部21Aと上記第2のソースコンタクト部21Eとの間の距離は、上記各ソース電極11の上記第2のソースコンタクト部21E側の端11aと上記第2のソースコンタクト部21Eとの間の距離と略等しく、
上記各ドレイン電極12の上記第1のドレインコンタクト部22Aと上記第2のドレインコンタクト部22Eとの間の距離は、上記各ドレイン電極12の上記第2のドレインコンタクト部22E側の端12aと上記第2のドレインコンタクト部22Eとの間の距離と略等しい。
上記実施形態によれば、第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eは、ソース電極11およびドレイン電極12の上記長手方向の端部に位置している場合に比べて、窒化物半導体装置の外周部の隅からより離れたところに位置している。このため、窒化物半導体装置をダイシングする際に上記外周部の隅に加わる応力の影響を第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eが受けにくくすることができる。したがって、第2のソースコンタクト部21Eおよび第2のドレインコンタクト部22Eの破壊の発生を低減できる。
なお、上記第1から第5実施形態では、ソース電極11およびドレイン電極12は、フィンガー状の電極であったが、略短冊形の電極であってもよい。
また、上記第1から第5実施形態では、Si基板1は、平面視略長方形状を有していたが、これに限らず、例えば平面視略正方形状など、他の形状であってもよい。
また、上記第1から第5実施形態では、基板1としてSi基板を用いたが、Si基板に限らない。例えば、サファイヤ基板やSiC基板を用い、サファイヤ基板やSiC基板上に窒化物半導体層を成長させてもよいし、GaN基板にAlGaN層を成長させる等のように、Ga系半導体からなる基板上にGa系半導体層を成長させてもよい。また、適宜、バッファ層を基板と各層間に形成してもよい。また、アンドープGaN層とアンドープAlGaN層との間に、AlNで作製したヘテロ改善層を形成してもよい。また、上記アンドープAlGaN層上にGaNキャップ層を形成してもよい。
また、上記第1から第5実施形態では、ソース電極11とドレイン電極12は、Ti/Al/TiN電極としたが、Ti/Al電極としてもよく、Hf/Al電極としてもよく、Ti/AlCu/TiN電極としてもよい。また、上記ドレイン電極およびソース電極としては、Ti/AlまたはHf/Al上にNi/Auを積層したものとしてもよく、Ti/AlまたはHf/Al上にPt/Auを積層したものとしてもよく、Ti/AlまたはHf/Al上にAuを積層したものとしてもよい。
また、上記第1から第5実施形態では、ゲート電極13をWN/Wで作製したが、TiNで作製してもよい。また、ゲート電極をTi/AuやNi/Auで作製してもよい。
また、上記第1から第5実施形態では、ゲート電極13は、ショットキー電極構造であったが、絶縁ゲート電極構造であってもよい。
また、上記第1から第5実施形態では、ノーマリオンタイプのHFETについて説明したがノーマリオフタイプでも同様の効果が得られる。
本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
1 Si基板
2 窒化物半導体層
3 活性領域
7 絶縁膜
11,11A,11B,11C,11D ソース電極
11a ソース電極の端
12,12A,12B,12C,12D ドレイン電極
12a ドレイン電極の端
13 ゲート電極
21A 第1のソースコンタクト部
21B,21C,21D,21E 第2のソースコンタクト部
22A 第1のドレインコンタクト部
22B,22C,22D,22E 第2のドレインコンタクト部
2 窒化物半導体層
3 活性領域
7 絶縁膜
11,11A,11B,11C,11D ソース電極
11a ソース電極の端
12,12A,12B,12C,12D ドレイン電極
12a ドレイン電極の端
13 ゲート電極
21A 第1のソースコンタクト部
21B,21C,21D,21E 第2のソースコンタクト部
22A 第1のドレインコンタクト部
22B,22C,22D,22E 第2のドレインコンタクト部
Claims (4)
- 基板と、
上記基板上に形成されると共に活性領域を有する窒化物半導体層と、
上記窒化物半導体層の上記活性領域上にフィンガー状に互いに平行に形成された複数のソース電極と、
上記窒化物半導体層の上記活性領域上に、上記複数のソース電極の配列方向に上記複数のソース電極と交互に配列するようにフィンガー状に互いに平行に形成された複数のドレイン電極と、
平面視において、上記ソース電極と上記ドレイン電極との間にそれぞれ形成されたゲート電極と、
上記窒化物半導体層上に、上記ソース電極、上記ドレイン電極、および上記ゲート電極を覆うように形成された絶縁膜と、
上記各ソース電極の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第1のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第1のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記第1のソースコンタクト部は、上記ソース電極の長手方向の中央部に位置しており、
上記第1のドレインコンタクト部は、上記ドレイン電極の長手方向の中央部に位置していることを特徴とする窒化物半導体装置。 - 請求項1に記載の窒化物半導体装置において、
さらに、上記各ソース電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記第2のソースコンタクト部のうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部は、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のソースコンタクト部よりも上記長手方向の中央側に位置し、
上記第2のドレインコンタクト部のうち上記配列方向の両側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部は、上記配列方向の中央側領域に形成された上記第2のドレインコンタクト部よりも上記長手方向の中央側に位置していることを特徴とする窒化物半導体装置。 - 請求項2に記載の窒化物半導体装置において、
上記各ソース電極の上記第1のソースコンタクト部と上記第2のソースコンタクト部との間の距離および上記各ドレイン電極の上記第1のドレインコンタクト部と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離は、それぞれ、上記配列方向の中央から両端に向かうにつれて、短くなっていることを特徴とする窒化物半導体装置。 - 請求項1に記載の窒化物半導体装置において、
さらに、上記各ソース電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のソースコンタクト部と、
上記各ドレイン電極の長手方向の中央部よりも外側の一部の領域上、かつ、上記絶縁膜に形成された第2のドレインコンタクト部と、
を備え、
上記各ソース電極の上記第1のソースコンタクト部と上記第2のソースコンタクト部との間の距離は、上記各ソース電極の上記第2のソースコンタクト部側の端と上記第2のソースコンタクト部との間の距離と略等しく、
上記各ドレイン電極の上記第1のドレインコンタクト部と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離は、上記各ドレイン電極の上記第2のドレインコンタクト部側の端と上記第2のドレインコンタクト部との間の距離と略等しいことを特徴とする窒化物半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013169634A JP2015038935A (ja) | 2013-08-19 | 2013-08-19 | 窒化物半導体装置 |
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JP2013169634A JP2015038935A (ja) | 2013-08-19 | 2013-08-19 | 窒化物半導体装置 |
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Family Applications (1)
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JP2013169634A Pending JP2015038935A (ja) | 2013-08-19 | 2013-08-19 | 窒化物半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015038935A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017063129A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
CN109962101A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-02 | 窦祥峰 | 一种氮化鎵mishemt功率器件的结构 |
JP2022147859A (ja) * | 2021-03-23 | 2022-10-06 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US11908897B2 (en) | 2018-09-13 | 2024-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having two-dimensional MOSFET |
-
2013
- 2013-08-19 JP JP2013169634A patent/JP2015038935A/ja active Pending
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