[发明专利]氮化物半导体装置

说明书

技术领域

本发明公开内容涉及氮化物半导体装置，尤其涉及采用作为用于电源电路的功率晶体管等能适用的氮化物半导体的半导体装置。

背景技术

以氮化镓(GaN)为代表的氮化物半导体，作为高频用半导体装置或者高输出半导体装置的材料而被关注。正在研究采用硅(Si)基板等作为形成采用了氮化物半导体的半导体装置的基板。如果Si基板能容易地进行大口径化，并且采用Si基板作为使氮化物半导体生长的基板，则能够大幅降低采用了氮化物半导体的半导体装置的成本。

在Si基板上形成采用了氮化物半导体的半导体装置的情况下，Si基板的电位对设备工作带来影响。因此，为了使Si基板的电位稳定，执行以下方法，即设置贯通电极以贯通氮化物半导体层以及Si基板，在Si基板的背面所形成的电极经由贯通电极而与源电极或者漏电极相连接。如果将背面电极与源电极或者漏电极电连接，则在源电极或者漏电极与背面电极之间施加高电压。因此，需要增大半导体装置的纵向耐压。在Si基板上形成的半导体装置的纵向耐压是通过在Si基板上生长的氮化物半导体层的耐压和Si基板的耐压来决定的。为了增大氮化物半导体层的耐压，需要加厚氮化物半导体层的膜厚。但是，由于Si和氮化物半导体的晶格常数以及热膨胀系数有较大不同，因此能在Si基板上形成的氮化物半导体的膜厚存在限度。

因此，研究了通过增大Si基板的耐压来使半导体装置的纵向耐压提高的方法(例如参照专利文献1)。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本特开2005-217049号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

但是，本申请发明者们发现即使增大Si基板的耐压，半导体装置的纵向耐压也几乎没有变化。此外，还发现不仅Si基板而且碳化硅(SiC)基板以及砷化镓(GaAs)基板等其他半导体的基板中也产生同样的问题。

本发明公开内容的目的在于基于本申请发明者们所发现的内容，在采用半导体基板的情况下，能够实现提高纵向耐压的氮化物半导体装置。

(用于解决课题的手段)

为了实现上述目的，本发明公开内容使氮化物半导体装置构成为具备具有界面电流阻止区域的半导体基板。

具体地，例示的氮化物半导体装置具备半导体基板和形成于半导体基板上的氮化物半导体层，半导体基板具有通常区域以及包围该通常区域的界面电流阻止区域，氮化物半导体层具有元件区域以及包围该元件区域的元件分离区域，元件区域形成于通常区域上，界面电流阻止区域包括杂质并且对于在氮化物半导体层和半导体基板的界面处产生的载流子形成势垒。

例示的氮化物半导体装置，具有界面电流阻止区域，其包括杂质，并对于在氮化物半导体层与半导体基板的界面处产生的载流子成为势垒。因此，能够抑制在氮化物半导体层和半导体基板的界面处形成电流通路。从而，电流不流过半导体基板的侧面而流过半导体基板的内部，半导体基板的纵向耐压对氮化物半导体装置的纵向耐压有贡献。其结果，能够使氮化物半导体装置的纵向耐压大幅度地提高。

在例示的氮化物半导体装置中，也可为界面电流阻止区域包括导电型与通常区域相同的杂质，界面电流阻止区域的杂质浓度比通常区域高的结构，也可为包括导电型与通常区域不同的杂质的结构。

进而，也可为界面电流阻止区域具有包括导电型与通常区域相同的杂质的第一区域和导电型与通常区域不同的杂质的第二区域，第一区域的杂质浓度比通常区域高的结构。在这种情况下，第一区域和第二区域也可互相隔开间隔形成。

在例示的氮化物半导体装置中，也可界面电流阻止区域形成于半导体基板中的除去元件区域的正下方的部分。

在例示的氮化物半导体装置中，也可界面电流阻止区域在半导体基板的侧面露出。

例示的氮化物半导体装置中，也可半导体基板具有耗尽层形成区域，该耗尽层形成区域在比界面电流阻止区域更靠近内侧的位置与界面电流阻止区域隔开间隔而形成、且包括导电型与通常区域不同的杂质。此外，也可半导体基板具有多个耗尽层形成区域，该多个耗尽层形成区域在比界面电流阻止区域更靠近内侧的位置与界面电流阻止区域隔开间隔而形成、且包括导电型与通常区域不同的杂质，多个耗尽层形成区域互相隔开间隔形成。

例示的氮化物半导体装置中，也可氮化物半导体层形成于比半导体基板中的界面电流阻止区域更靠近内侧的区域上。通过这种结构，也能够避免在氮化物半导体层内产生的电流通路的影响。