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公開番号2024131591
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023041956
出願日2023-03-16
発明の名称窒化物半導体装置および窒化物半導体モジュール
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/338 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】必要に応じて電圧サージ対策および電圧リンギング対策を打つことができる窒化物半導体装置および窒化物半導体モジュールを提供すること。
【解決手段】窒化物半導体装置10Aは、窒化物半導体によって形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子のソース電極に電気的に接続されたソースパッド41と、スイッチング素子のドレイン電極に電気的に接続されたドレインパッド42と、スイッチング素子のゲート電極に電気的に接続されたゲートパッド43と、スイッチング素子のソース電極に電気的に接続された容量素子60と、容量素子60に電気的に接続された第1パッド47と、第1パッド47に電気的に接続された抵抗素子70と、抵抗素子70に電気的に接続された第2パッド48と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
窒化物半導体によって形成され、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極を含むスイッチング素子と、
前記ソース電極に電気的に接続されたソースパッドと、
前記ドレイン電極に電気的に接続されたドレインパッドと、
前記ゲート電極に電気的に接続されたゲートパッドと、
前記ソース電極に電気的に接続された容量素子と、
前記容量素子に電気的に接続された第１パッドと、
前記第１パッドに電気的に接続された抵抗素子と、
前記抵抗素子に電気的に接続された第２パッドと、
を備える窒化物半導体装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
平面視で前記ソースパッドと少なくとも部分的に重なり、前記第１パッドに電気的に接続された電極層と、
前記ソースパッドと前記電極層との間に設けられた誘電体層と、を備え、
前記ソースパッドは、平面視において前記電極層と重なる部分を前記容量素子の２つの対向電極のうちの一方に対応する第１電極として含み、
前記電極層は、平面視において前記ソースパッドと重なる部分を前記容量素子の２つの対応電極のうちの他方に対応する第２電極として含む、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記電極層は、平面視において前記ソースパッドと前記第１パッドとの双方に跨って設けられており、
前記第１パッドと前記電極層との間に設けられた絶縁層を備え、
前記第１パッドは、前記絶縁層を貫通する第１貫通導体を介して前記電極層に接続されている、請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記誘電体層は、前記絶縁層と同一材料で形成されるとともに、前記絶縁層と同一層に位置している、請求項３に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記電極層の下方に位置し、平面視において前記ソースパッドと前記第１パッドとの双方に跨がって設けられた導電層と、
前記第１パッドと前記導電層との間に設けられた第１絶縁層と、
前記電極層と前記導電層との間に設けられた第２絶縁層と、を備え、
前記第１パッドは、前記第１絶縁層を貫通する第１貫通導体を介して前記導電層に接続されており、
前記電極層は、前記第２絶縁層を貫通する第２貫通導体を介して前記導電層に接続されている、請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記誘電体層は、前記第１絶縁層と同一材料で形成されており、
前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層と異なる材料で形成されている、請求項５に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記第２絶縁層は、前記スイッチング素子の前記ゲート電極を覆う層であり、
前記第１絶縁層は、前記スイッチング素子の前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆う層である、請求項５に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記抵抗素子は、前記第１パッドに電気的に接続された第１抵抗素子部分と、前記第２パッドに電気的に接続された第２抵抗素子部分とを含み、
前記第１抵抗素子部分と前記第２抵抗素子部分との間に設けられ、前記第１抵抗素子部分と前記第２抵抗素子部分とに電気的に接続された第３パッドをさらに備える請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記スイッチング素子はアクティブ領域に設けられており、
前記第１パッド、前記第２パッド、前記容量素子、および前記抵抗素子は、平面視において前記アクティブ領域を囲む周辺領域に設けられている、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記第１パッドは、平面視において前記ソースパッドの隣りに位置している、請求項１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】
本開示は、窒化物半導体装置および窒化物半導体モジュールに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の窒化物半導体を用いた高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）の製品化が進んでいる。特許文献１は、窒化物半導体を用いたＨＥＭＴ構造の一例を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－７３５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高速スイッチング素子である窒化物半導体ＨＥＭＴは、低スイッチング損失による高い変換効率をもたらす一方、高速スイッチングに伴いスイッチング遷移時間が短くなるほどスイッチング時の電圧サージおよび電圧リンギング（回路共振）が生じ易くなる。したがって、窒化物半導体ＨＥＭＴが搭載されるシステム側の要求に応じて電圧サージ対策および電圧リンギング対策を打つことができるチップ構造の提案が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様である窒化物半導体装置は、窒化物半導体によって形成され、ソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極を含むスイッチング素子と、前記ソース電極に電気的に接続されたソースパッドと、前記ドレイン電極に電気的に接続されたドレインパッドと、前記ゲート電極に電気的に接続されたゲートパッドと、前記ソース電極に電気的に接続された容量素子と、前記容量素子に電気的に接続された第１パッドと、前記第１パッドに電気的に接続された抵抗素子と、前記抵抗素子に電気的に接続された第２パッドと、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の窒化物半導体装置および窒化物半導体モジュールによれば、必要に応じて電圧サージ対策および電圧リンギング対策を打つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１実施形態にかかる例示的な窒化物半導体装置の概略平面図である。
図２は、図１のＦ２－Ｆ２線に沿った概略断面図である。
図３は、図１のＦ３領域の窒化物半導体装置の部分の拡大図である。
図４は、図３のＦ４領域の窒化物半導体装置の部分の拡大図である。
図５は、図４のＦ５－Ｆ５線に沿った概略断面図である。
図６は、図４のＦ６－Ｆ６線に沿った概略断面図である。
図７は、図１のＦ７－Ｆ７線に沿った概略平面図である。
図８は、抵抗素子の第１構造例の概略断面図である。
図９は、抵抗素子の第２構造例の概略断面図である。
図１０は、第１実装例にしたがってワイヤ実装された図１の窒化物半導体装置を備える窒化物半導体モジュールの概略平面図である。
図１１は、図１０の窒化物半導体モジュールによって提供されるＲＣスナバ回路付きスイッチング素子の等価回路図である。
図１２は、第２実装例にしたがってワイヤ実装された図１の窒化物半導体装置を備える窒化物半導体モジュールの概略平面図である。
図１３は、図１２の窒化物半導体モジュールによって提供されるＣスナバ回路付きスイッチング素子の等価回路図である。
図１４は、第２実施形態にかかる例示的な窒化物半導体装置の一部の概略断面図である。
図１５は、第３実装例にしたがってフリップチップ実装された図１の窒化物半導体装置を備える窒化物半導体モジュールの概略平面図である。
図１６は、第４実装例にしたがってフリップチップ実装された図１の窒化物半導体装置を備える窒化物半導体モジュールの概略平面図である。
図１７は、変形例にかかる窒化物半導体装置の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本開示の窒化物半導体装置および窒化物半導体モジュールの種々の実施形態を説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図ではハッチング線が省略されている場合がある。なお、添付の図面は本開示の実施形態を例示するものに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【０００９】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図していない。
【００１０】
＜第１実施形態＞
以下、図１～図１３を参照して、第１実施形態にかかる窒化物半導体装置１０Ａおよび窒化物半導体モジュール１００について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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