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公開番号2024121300
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-06
出願番号2023028325
出願日2023-02-27
発明の名称窒化物半導体素子
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 33/32 20100101AFI20240830BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】 Al組成比率が0.8以上と高いAlGaNが窒化物半導体層の最上層に用いられていても、窒化物半導体素子の駆動時にAlGaNの変質が起きにくく長寿命な窒化物半導体素子を得る。
【解決手段】窒化物半導体素子は、Al_xGa_1-xN(x≧0.8)で形成された窒化物半導体層と、窒化物半導体層上に形成された電極と、窒化物半導体層上の一部に形成された保護層と、電極及び保護層の上の一部に形成された金属配線と、を備え、金属配線の平面視での全ての外形線は、保護層の外形線の内側に位置している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ａｌ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎ（ｘ≧０．８）で形成された窒化物半導体層と、
前記窒化物半導体層上に形成された電極と、
前記窒化物半導体層上の一部に形成された保護層と、
前記電極及び前記保護層の上の一部に形成された金属配線と、
を備え、
前記金属配線の平面視での全ての外形線は、前記保護層の外形線の内側に位置している
窒化物半導体素子。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記窒化物半導体層の前記電極と反対側の面に配置された基板を備え、
前記窒化物半導体層の前記基板から最も離れた最上層が、前記Ａｌ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎ（ｘ≧０．８）で形成されている
請求項１に記載の窒化物半導体素子。
【請求項３】
前記保護層は、前記電極を構成する材料と同様の元素を含む材料により形成されている
請求項１又は２に記載の窒化物半導体素子。
【請求項４】
前記保護層の上に形成された絶縁層を備え、
前記絶縁層の上に前記金属配線が形成されている
請求項１又は２に記載の窒化物半導体素子。
【請求項５】
前記保護層は、前記電極及び前記絶縁層と同様の元素を含む材料により形成されている
請求項４に記載の窒化物半導体素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、窒化物半導体素子に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体素子は発光ダイオードや薄膜トランジスタなどに応用されており、その材料としてはＡｌ、Ｇａ及びＮの混晶であるＡｌＧａＮが広範に用いられている（特許文献１，２）。ＡｌＧａＮを用いた窒化物半導体素子は材料となる薄膜母材にＡｌＧａＮを用いているが、バンドギャップを大きくするためにＡｌ／（Ａｌ＋Ｇａ）で示されるIII族組成比率（Ａｌ組成比率）を高くしたＡｌＧａＮが一般的に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１１７２９９号広報
特開２０２２－１０３１６３号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発明者らが鋭意検討を行った結果、Ａｌ組成比率の高いＡｌＧａＮを用いた窒化物半導体素子に電気を流して使用すると、大気中の水や酸素とＡｌＧａＮとが反応して変質し、窒化物半導体素子に電気が流れなくなる問題があることが分かった。この現象は、特にＡｌ組成比率が０．８を越えるＡｌＧａＮを窒化物半導体層の最上層として用いた場合に顕著であることが分かった。
【０００５】
上述した課題を解決するために、本開示は、Ａｌ組成比率が０．８以上と高いＡｌＧａＮが窒化物半導体層の最上層に用いられていても、窒化物半導体素子の駆動時にＡｌＧａＮの変質が起きにくく長寿命な窒化物半導体素子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様に係る窒化物半導体素子は、Ａｌ
ｘ
Ｇａ
１－ｘ
Ｎ（ｘ≧０．８）で形成された窒化物半導体層と、窒化物半導体層上に形成された電極と、窒化物半導体層上の一部に形成された保護層と、電極及び保護層の上の一部に形成された金属配線と、を備え、金属配線の平面視での全ての外形線は、保護層の外形線の内側に位置している。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の窒化物半導体素子によれば、Ａｌ組成比率が０．８以上と高いＡｌＧａＮが窒化物半導体層の最上層に用いられていても、窒化物半導体素子の駆動時にＡｌＧａＮの変質が起きにくく長寿命な窒化物半導体素子を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子の一構成例を示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子の一構成例の第１導電型半導体層上に形成された電極近傍の構成を拡大して示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子の他の構成例の第１導電型半導体層上に形成された電極近傍の構成を拡大して示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子の他の構成例の第２導電型半導体層上に形成された電極近傍の構成を拡大して示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子の第１の変形例の構成例を示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子の第２の変形例の構成例を示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子の第２の変形例の他の構成例を示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子の第３の変形例の構成例を示す断面図である。
本開示の比較例の窒化物半導体素子の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態を通じて本開示に係る窒化物半導体素子を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明に限定されない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
１．第一実施形態
以下、本開示の第一実施形態に係る窒化物半導体素子について、図１から図６を参照して説明する。なお、本実施形態の窒化物半導体素子は、例えば紫外線発光素子である。
以下、窒化物半導体素子１の構成を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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