[发明专利]形成在氮化物半导体基板上的肖特基势垒二极管

说明书

技术领域

在本说明书中公开了一种对利用氮化物半导体的层叠基板而形成的肖特基势垒二极管(SchottkyBarrieDiode，在本说明书中称为SBD)的特性进行改善的技术。

背景技术

已知一种在氮化物半导体基板的表面上形成阳极电极与阴极电极从而获得SBD的技术。还提出了一种对该SBD的特性进行改善的技术。

在非专利文献1中公开了一种利用氮化物半导体的异质结而使二极管的正向的电压降降低的结构。如图4所示，当在带隙较小的氮化物半导体层6上层叠带隙较大的氮化物半导体层8而形成异质结界面时，二维电子气将沿着异质结界面而扩展。在由与氮化物半导体层8欧姆接触的材质形成电极20，且由与氮化物半导体层8肖特基接触的材质形成电极22时，电极20将成为阴极电极，而电极22将成为阳极电极，从而获得SBD。由于该SBD利用被形成在电子的迁移率较高的氮化物半导体层6上的二维电子气，因而正向的电压降被抑制为较低。另外，参照符号2为基板，参照符号4为缓冲层，参照符号28为钝化膜。

SBD中，漏电流(反向电流)易于流通，从而容易造成耐压不充分。在非专利文献2中公开了一种利用p型的氮化物半导体区域来抑制漏电流，从而提高耐压的技术。在非专利文献2的技术中，如图5所示，在n⁺型的GaN层6a上层叠n^-型的GaN层8a，并在其上，用与n^-型的GaN层8a肖特基接触的材质来形成阳极电极22。在图5的结构中，n^-型的GaN层8a与n⁺型的GaN层6a的带隙相等，从而并非为沿着异质结界面而生成二维电子气从而将正向的电压降抑制为较低的结构。在非专利文献2的技术中，在阳极电极22的形成范围的一部分上设置p型的GaN区域10。如果局部地设置p型的GaN区域10，则在SBD上作用有反向的电压时，耗尽层将从p型的GaN区域10向n^-型的GaN层8a内延伸，通过该耗尽层而抑制了漏电流，从而电场集中被缓和，由此耐压提高。另外，参照符号2为基板，参照符号4为缓冲层，参照符号20为阴极电极，参照符号30、30为SiO₂膜。在俯视观察图5的SBD时，阳极电极22为圆形，p型的GaN区域10为沿着阳极电极22的外周而延伸的环状，阴极电极20围绕阳极电极22的周围一周。

在先技术文献

非专利文献

非专利文献1：IEEE,ELECTRONDEVICELETTERS,VOL.34,No.8,AUGUST,2013

非专利文献2：微波电力整流用GaN肖特基势垒二极管的高耐压化的研究，泽田刚一，2009年3月，德导大学硕士论文

发明内容

发明所要解决的课题

当合并使用利用图4所示的异质结的技术和利用图5所示的p型的氮化物半导体区域的技术时，能够获得通态电阻较低，漏电功率被抑制，且耐压较高的SBD。但是，存留有使正向电流流通的正向电压的最低值较高的问题。在本说明书中公开了一种使正向电流开始流通时的正向电压降低的技术。

在本说明书中公开的SBD中，在氮化物半导体基板的表面上形成有阳极电极与阴极电极。

氮化物半导体基板具备从背面侧朝向表面侧而依次层叠有第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第三氮化物半导体层和第四氮化物半导体层的层叠结构。为了获得第一氮化物半导体层，也可以在基板上使缓冲层生长，并且在缓冲层上使第一氮化物半导体层生长。在该情况下，具备从氮化物半导体基板的背面朝向表面而依次层叠有基板、缓冲层、第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第三氮化物半导体层、第四氮化物半导体层的层叠结构。

在俯视观察氮化物半导体基板时，在一部分的区域中，第三氮化物半导体层与第四氮化物半导体层被去除，并且在被进行了去除的区域中，第二氮化物半导体层露出。

阳极电极被形成在横跨不存在第四氮化物半导体层的区域与存在第四氮化物半导体层的区域的范围内。因此，在剖视观察阳极电极的形成范围时，第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第三氮化物半导体层、第四氮化物半导体层和阳极电极的层叠结构所存在的区域，与第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、阳极电极的层叠结构所存在的区域混合存在。