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公開番号2024120421
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-05
出願番号2023027213
出願日2023-02-24
発明の名称窒化物半導体装置および窒化物半導体装置の製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類H01L 29/06 20060101AFI20240829BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】耐圧構造部を備える窒化物半導体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】窒化物半導体装置は、低活性化領域24と、低活性化領域よりも活性化率が高い高活性化領域22と、活性部110と近接して設けられた内側領域26と、内側領域よりも外周端に近接して設けられ、内側領域よりも高活性化領域の面内密度が小さい外側領域と、を有する耐圧構造部120を備える。窒化物半導体装置の製造方法において、耐圧構造部を設ける段階は、第2導電型のイオンを注入する段階と、窒素イオンを注入する段階と、半導体基板に熱処理を施す段階とを有する。窒素イオンを注入する段階は、開口部を有するマスクを形成する段階と、開口部を通して窒素イオンを注入する段階と、を含む。内側領域における開口部の面内密度は、内側領域よりも外周端に近接する外側領域における開口部の面内密度よりも大きい。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
窒化物からなる第１導電型の半導体基板を備える窒化物半導体装置であって、
主電流が流れる活性部と、
前記活性部の外周に設けられた耐圧構造部と、
を備え、
前記耐圧構造部は、
前記半導体基板の上面に設けられた第２導電型の低活性化領域と、
前記上面に設けられ、前記低活性化領域よりもドーパント元素の活性化率が高い第２導電型の高活性化領域と、
前記低活性化領域および前記高活性化領域を有し、上面視において前記活性部と近接して設けられた内側領域と、
前記低活性化領域および前記高活性化領域を有し、上面視において前記内側領域よりも前記半導体基板の外周端に近接して設けられ、前記内側領域よりも前記高活性化領域の面内密度が小さい外側領域と、
を有する、
窒化物半導体装置。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記高活性化領域は、複数の高活性化領域を含み、
前記耐圧構造部は、予め定められたピッチで前記複数の高活性化領域を繰り返し配置した繰り返し構造を有する、
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記繰り返し構造のピッチは、前記半導体基板の深さ方向における前記低活性化領域の長さ以下である、
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記半導体基板の裏面から前記耐圧構造部の上面までの高さは、前記半導体基板の裏面から前記活性部の上面までの高さよりも低い、
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記低活性化領域のドーパントはＭｇ元素である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記高活性化領域のドーパントはＭｇ元素である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記高活性化領域における結晶欠陥の密度は、前記低活性化領域における結晶欠陥の密度よりも大きい、
請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記低活性化領域のドーパント元素の不純物濃度は、１．０Ｅ１７ｃｍ
－３
以上、１．０Ｅ２０ｃｍ
－３
以下である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記高活性化領域のドーパント元素の不純物濃度は、１．０Ｅ１７ｃｍ
－３
以上、１．０Ｅ１９ｃｍ
－３
以下である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記半導体基板は、第１導電型の基底層と、前記基底層の上方に設けられた第１導電型の窒化物エピタキシャル層とを含み、
前記低活性化領域および前記高活性化領域は、前記窒化物エピタキシャル層に設けられる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化物半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体装置および窒化物半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「窒化ガリウム層にｐ型領域を容易に形成することができる窒化物半導体装置の製造方法及び窒化物半導体装置」が記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０２１－２８９３２号公報
［特許文献２］国際公開第２０１４／０５７７００号
［非特許文献１］Ｈ．Ｓａｋｕｒａｉ，ｅｔａｌ．，"ＲｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＭｇａｎｄＨａｔｏｍｓｉｎＭｇ－ｉｍｐｌａｎｔｅｄＧａＮｔｈｒｏｕｇｈｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｎｅａｌｉｎｇ"，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＥｘｐｒｅｓｓ，２０２０年７月２８日，Ｖｏｌ．１３，０８６５０１
［非特許文献２］Ｋ．Ｓｈｉｍａ，ｅｔａｌ．，"Ｉｍｐｒｏｖｅｄｍｉｎｏｒｉｔｙｃａｒｒｉｅｒｌｉｆｅｔｉｍｅｉｎｐ－ｔｙｐｅＧａＮｓｅｇｍｅｎｔｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｖａｃａｎｃｙ－ｇｕｉｄｅｄｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＭｇ"，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，（米），２０２１年１１月３日，Ｖｏｌ．１１９，１８２１０６
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第１の態様においては、窒化物からなる第１導電型の半導体基板を備える窒化物半導体装置であって、主電流が流れる活性部と、前記活性部の外周に設けられた耐圧構造部と、を備え、前記耐圧構造部は、前記半導体基板の上面に設けられた第２導電型の低活性化領域と、前記上面に設けられ、前記低活性化領域よりもドーパント元素の活性化率が高い第２導電型の高活性化領域と、前記低活性化領域および前記高活性化領域を有し、上面視において前記活性部と近接して設けられた内側領域と、前記低活性化領域および前記高活性化領域を有し、上面視において前記内側領域よりも前記半導体基板の外周端に近接して設けられ、前記内側領域よりも前記高活性化領域の面内密度が小さい外側領域と、を有する、窒化物半導体装置を提供する。
【０００４】
上記窒化物半導体装置において、前記高活性化領域は、複数の高活性化領域を含んでよい。前記耐圧構造部は、予め定められたピッチで前記複数の高活性化領域を繰り返し配置した繰り返し構造を有してよい。
【０００５】
上記いずれかの窒化物半導体装置において、前記繰り返し構造のピッチは、前記半導体基板の深さ方向における前記低活性化領域の長さ以下であってよい。
【０００６】
上記いずれかの窒化物半導体装置において、前記半導体基板の裏面から前記耐圧構造部の上面までの高さは、前記半導体基板の裏面から前記活性部の上面までの高さよりも低くてよい。
【０００７】
上記いずれかの窒化物半導体装置において、前記低活性化領域のドーパントはＭｇ元素であってよい。
【０００８】
上記いずれかの窒化物半導体装置において、前記高活性化領域のドーパントはＭｇ元素であってよい。
【０００９】
上記いずれかの窒化物半導体装置において、前記高活性化領域における結晶欠陥の密度は、前記低活性化領域における結晶欠陥の密度よりも大きくてよい。
【００１０】
上記いずれかの窒化物半導体装置において、前記低活性化領域のドーパント元素の不純物濃度は、１．０Ｅ１７ｃｍ
－３
以上、１．０Ｅ２０ｃｍ
－３
以下であってよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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