JP6550580B2 - ショットキーバリア整流器 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体デバイスの技術分野に関し、具体的には、ショットキーバリア整流器に関する。
図1は、本発明の実施例が提供するショットキーバリア整流器10の構造を示す。ショットキーバリア整流器10は、連通層100と、連通層100の一側に設けられたドリフト層200と、ドリフト層200の連通層100から遠い側に設けられた金属酸化物トレンチ300と、ドリフト層200とショットキー接触を形成する陽極金属400と、連通層100とオーミック接触を形成する陰極金属500とを含む。
電力デバイスの製造コストを低減するために、本発明の実施例に係る連通層は、シリコン基板を使用し、且つ部分垂直となる構造設計を採用することにより、基板薄化技術を避けることができ、プロセスを簡単化する。実施例2は、実施例1の変形例であり、その構造を図4に示す。ショットキーバリア整流器20は、連通層100と、ドリフト層200と、金属酸化物トレンチ300と、ドリフト層200とショットキー接触を形成する陽極金属400と、連通層100とオーミック接触を形成する陰極金属500と、陰極トレンチ600とを含む。本実施例は、連通層100の構造、及び陰極トレンチ600の追加において実施例1と相違する。
デバイスの実際の製造プロセスにおいて、高濃度にドープされたN型窒化ガリウムの高欠陥密度の問題を解決するために、例えば、窒化アルミニウムガリウムとN型窒化ガリウム層との間に一層の低濃度にドープされたN型窒化ガリウムを導入することができる。応力を保持し、且つショットキー接触を形成する半導体材料表面の結晶特性を向上させるために、例えば、ドリフト層200にキャップ層を導入することができる。本発明の実施例3は、実施例1の別の変形例であり、その構造を図5に示す。同様に、ショットキーバリア整流器30は、連通層100と、ドリフト層200と、金属酸化物トレンチ300と、ドリフト層200とショットキー接触を形成する陽極金属400と、連通層100とオーミック接触を形成する陰極金属500とを含む。本実施例は、連通層100及びドリフト層200の具体的な構造において実施例1と相違する。
本発明の実施例に係るショットキーバリア整流器は、窒化アルミニウムガリウム材料におけるアルミニウム成分を深さ方向に沿って変化させることで、ドリフト層の内部に分極電荷領域を形成させ、整流器の耐圧能力を向上できる。
Claims (14)
- 連通層と、
前記連通層の一側に設けられ、前記連通層とヘテロ接合構造を形成するドリフト層と、
前記ドリフト層の前記連通層から遠い側に設けられた陽極金属と、
前記連通層の前記ドリフト層から遠い側に設けられた陰極金属と、
を含み、
前記ドリフト層の前記連通層から遠い表面と前記連通層に近い表面との間に、その厚さ方向に沿って延伸する第1領域を有し、前記第1領域は、第1金属元素を含み、且つ前記第1領域における前記第1金属元素の含有量が前記厚さ方向に沿って変化して、前記ドリフト層に分極電荷を生成させ、
前記連通層は、
基板と、
前記基板の前記陰極金属から遠い側に設けられた緩衝層と、
前記緩衝層の前記基板から遠い側に設けられたチャネル層と、
を含み、
前記チャネル層は、前記ドリフト層と前記ヘテロ接合構造を形成することを特徴とするショットキーバリア整流器。 - 前記ドリフト層の前記連通層から遠い側に設けられた第1トレンチをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記第1トレンチ内に設けられ、且つ前記陽極金属と同じである充填材料をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記第1トレンチ内に設けられた充填材料をさらに含み、前記充填材料は、チタン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、金、銀、白金、鉛、窒化チタンのうちの1種又は複数種の組合せであることを特徴とする請求項2に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記第1トレンチと前記充填材料との間に設けられた酸化物パッド層又は窒化物パッド層をさらに含むことを特徴とする請求項3又は4に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記第1領域における前記第1金属元素の含有量は、前記連通層から遠い側から前記連通層に近い側へ次第に減少することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記ドリフト層における前記第1金属元素の含有量は、前記連通層から遠い側から前記連通層に近い側へ次第に減少することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記ドリフト層における前記第1金属元素の含有量は、前記連通層から遠い側から前記連通層に近い側へn次曲線に従って次第に減少し、ここで、nが正の整数であることを特徴とする請求項7に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記ドリフト層の材料は、窒化アルミニウムガリウムを含み、前記第1金属元素は、アルミニウム元素であり、又は
前記ドリフト層の材料は、窒化インジウムガリウムを含み、前記第1金属元素は、インジウム元素であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のショットキーバリア整流器。 - 前記ドリフト層の材料は、窒化アルミニウムガリウムであり、その化学式はAlxGa1−xNであり、前記第1金属元素は、アルミニウム元素であり、前記ドリフト層の前記連通層から遠い側から前記連通層方向への深さをyとし、xとyが関数x=−ayn+bを満たし、ここで、aとbが0より大きい定数であり、nが1より大きく、xが0〜1の範囲内であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記ドリフト層、前記チャネル層、及び前記緩衝層を貫通する第2トレンチをさらに含み、前記第2トレンチ内に、前記チャネル層と前記基板とを電気的接続する金属配線層が設けられることを特徴とする請求項1に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記第2トレンチ内に設けられ、且つ前記金属配線層を被覆する絶縁充填層をさらに含み、前記絶縁充填層は、前記ドリフト層と前記金属配線層とを絶縁することを特徴とする請求項11に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記連通層は、前記陰極金属に近い基板、及び前記ドリフト層に近いエピタキシャル層を含むことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のショットキーバリア整流器。
- 前記ドリフト層は、前記エピタキシャル層に近い電荷層、及び前記エピタキシャル層から遠いキャップ層を含むことを特徴とする請求項13に記載のショットキーバリア整流器。
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