JP2022130685A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
・下地層28:SiN,100nm
・絶縁膜36:Al2O3,40nm
・ソースフィールドプレート(SFP)8:長さLFP
・絶縁層29:SiO2,300nm
・ゲート絶縁膜33:Al2O3,40nm
・サイドウォール35:SiO2,厚さLSW
このような条件下において、ソースフィールドプレート8の長さLFPおよびサイドウォール35の厚さLSWを変化させたときに(LGD=6.0μm、VDS=200V)、電界強度分布がどのように変化するのかをシミュレーションした。結果を、図7および図8に示す。
2 III族窒化物半導体積層構造
3 ドレイン電極
4 ゲート電極
5 ソース電極
6 プレート膜
7 素子構造
8 ソースフィールドプレート
9 フローティングプレート
10 アクティブ領域
11 ノンアクティブ領域
12 (ソース電極)ベース部
13 (ソース電極)電極部
21 (ソースフィールドプレート)ベース部
23 ソースコンタクト
24 電子走行層
25 電子供給層
26 二次元電子ガス
27 酸化膜
28 下地層
29 絶縁層
30 第1層
31 第2層
32 ゲート開口部
33 ゲート絶縁膜
34 オーバーラップ部
35 サイドウォール
41 オーミック電極
42 オーミック電極
43 パッド電極
44 パッド電極
45 プレート膜
47 絶縁膜
49 上層膜
50 突出部
53 リセス
54 (ソースフィールドプレート)電極部
61 半導体装置
Claims (15)
- ヘテロ接合を含むIII族窒化物半導体積層構造と、
前記III族窒化物半導体積層構造上に配置された制御電極と、
前記III族窒化物半導体積層構造上の絶縁層と、
前記制御電極を挟むように前記制御電極から離れて配置され、それぞれ前記III族窒化物半導体積層構造に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極と、
前記制御電極と前記ドレイン電極との間で前記絶縁層に埋め込まれ、前記ソース電極に電気的に接続された導電層と、
前記制御電極と同電位であって、前記ドレイン電極と前記制御電極との間に配置され、チャネル形成領域に水平方向に形成されたフィールドプレートとを含み、
前記絶縁層および前記導電層は、前記フィールドプレートの形状に応じた凹凸を有している、半導体装置。 - 前記制御電極と前記ソース電極との間で前記絶縁層に埋め込まれ、前記ソース電極から絶縁された第2導電層を含み、
前記第2導電層は、前記制御電極から絶縁されている、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第2導電層は、フローティングされている、請求項2に記載の半導体装置。
- 前記制御電極の下に形成された第1絶縁膜および第2絶縁膜を含み、
前記第1絶縁膜は、前記第2絶縁膜と異なる材料で形成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記III族窒化物半導体積層構造は、アクティブ領域および前記アクティブ領域外のノンアクティブ領域を含み、
前記導電層は、平面視において、ベース部および前記ベース部の両端部から延びる一対の電極部を有するアーチ状に形成され、
前記導電層の前記ベース部は、前記ノンアクティブ領域において前記ソース電極の一部と平面視で重なっている、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記ソース電極および前記導電層は、ソースコンタクトを介して互いに電気的に接続されている、請求項5に記載の半導体装置。
- 前記ソース電極は、前記絶縁層上に形成されており、
前記ソースコンタクトは、前記絶縁層に埋め込まれて前記ソース電極と前記導電層とを接続している、請求項6に記載の半導体装置。 - ヘテロ接合を含むIII族窒化物半導体積層構造と、
前記III族窒化物半導体積層構造上に配置された制御電極と、
前記III族窒化物半導体積層構造上の絶縁層と、
前記制御電極を挟むように前記制御電極から離れて配置され、それぞれ前記III族窒化物半導体積層構造に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極と、
前記制御電極と前記ドレイン電極との間で前記絶縁層に埋め込まれ、前記ソース電極に電気的に接続された導電層と、
前記制御電極と前記導電層との間に形成され、ある断面において前記制御電極の両側壁に垂直方向に形成され、その上部が前記導電層の上部表面よりも上方に形成された絶縁性の領域と、
前記制御電極と前記ソース電極との間で前記絶縁層に埋め込まれ、前記ソース電極から絶縁された第2導電層とを含み、
前記第2導電層は、前記制御電極から絶縁されており、
前記III族窒化物半導体積層構造は、アクティブ領域および前記アクティブ領域外のノンアクティブ領域を含み、
前記第2導電層は、平面視において、ベース部および前記ベース部の両端部から延びる一対の電極部を有するアーチ状に形成されており、
前記第2導電層の前記一対の電極部は、前記ノンアクティブ領域において前記ベース部に接続されている、半導体装置。 - 前記一対の電極部は、前記アクティブ領域および前記ノンアクティブ領域の間に跨っている、請求項8に記載の半導体装置。
- 前記III族窒化物半導体積層構造は、アクティブ領域および前記アクティブ領域外のノンアクティブ領域と、これらの分離する素子分離ラインを含み、
前記導電層は、平面視において、第1ベース部と、前記第1ベース部の両端部から延びる一対の第1電極部と、前記第1ベース部に対して前記第1電極部が接続される部分である第1接続端部とを有し、
前記第2導電層は、平面視において、第2ベース部と、前記第2ベース部の両端部から延びる一対の第2電極部と、前記第2ベース部に対して前記第2電極部が接続される部分である第2接続端部とを有している、請求項2または3に記載の半導体装置。 - 前記絶縁性の領域は、前記制御電極と前記導電層との間に形成された絶縁性のサイドウォールを含む、請求項8または9に記載の半導体装置。
- 前記サイドウォールは、SiO2、SiNおよびSiONからなる群から選択される少なくとも一種の材料を含む、請求項11に記載の半導体装置。
- 前記制御電極と前記導電層との距離LGFが1μm以下である、請求項1~12のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記導電層の長さLFPと、前記制御電極と前記ドレイン電極との距離LGDとが、LFP<1/3LGDを満たす、請求項1~13のいずれか一項に記載の半導体装置。
- 前記制御電極と前記第2導電層との間に形成された絶縁性の第2サイドウォールを含む、請求項2または3に記載の半導体装置。
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