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公開番号2025029895
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023134779
出願日2023-08-22
発明の名称窒化物半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/87 20250101AFI20250228BHJP()
要約【課題】ゲート層における局所的な電界集中を緩和すること。
【解決手段】窒化物半導体装置10は、電子走行層26と、電子供給層28と、ゲート層30と、ゲート層30上のゲート電極40と、ソース電極42と、ドレイン電極44とを備えている。ゲート層30は、第1ゲート部31と、第2ゲート部32と、第1ゲート部31と第2ゲート部32との間の凹部33とを含む。ゲート電極40は、第1ゲート部31および第2ゲート部32の双方に亘って設けられている。窒化物半導体装置10はさらに、凹部33内に形成された絶縁部80をさらに備えている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１窒化物半導体で構成された電子走行層と、
前記電子走行層上に設けられ、前記第１窒化物半導体よりも大きなバンドギャップを有する第２窒化物半導体で構成された電子供給層と、
前記電子供給層上の一部に設けられ、第３窒化物半導体で構成されたゲート層と、
前記ゲート層上に設けられたゲート電極と、
前記電子供給層上に設けられたソース電極およびドレイン電極と、を備え、
前記ゲート層は、
第１ゲート部と、
第２ゲート部と、
前記第１ゲート部と前記第２ゲート部との間の凹部とを含み、
前記ゲート電極は、前記第１ゲート部および前記第２ゲート部の双方に亘って設けられており、
前記凹部内に形成された絶縁部をさらに備える窒化物半導体装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記絶縁部は、
前記ゲート層の前記凹部内に充填された充填部と、
前記充填部と一体に形成されるとともに前記凹部から突出した上部突出部と、
を含む、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁部の前記上部突出部は、
前記第１ゲート部の上面の一部を覆う第１オーバーラップ部と、
前記第２ゲート部の上面の一部を覆う第２オーバーラップ部と、
を含む、請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記第１オーバーラップ部は、前記第１ゲート部の上部内縁に対応する前記凹部の第１開口端から第１方向に第１延出長さで延出して前記第１ゲート部の上面を覆い、
前記第２オーバーラップ部は、前記第２ゲート部の上部内縁に対応する前記凹部の第２開口端から前記第１方向とは反対の第２方向に第２延出長さで延出して前記第２ゲート部の上面を覆い、
前記第１延出長さおよび前記第２延出長さが各々、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項３に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記第１オーバーラップ部および前記第２オーバーラップ部は各々、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さを有する、請求項３に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記凹部は、前記第３窒化物半導体で構成された底部を含み、
前記絶縁部は、前記電子供給層に接することなく前記底部上に設けられている、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記電子供給層は、前記凹部内において少なくとも部分的に露出されており、
前記絶縁部は、前記凹部内で前記電子供給層に接している、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記絶縁部は、前記第１ゲート部および前記第２ゲート部の各々の厚さよりも小さい厚さを有し、
前記ゲート電極の一部が前記凹部内に埋め込まれている、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記ソース電極は、前記電子供給層と接するソースコンタクト部を含み、
前記ドレイン電極は、前記電子供給層と接するドレインコンタクト部を含み、
前記ゲート層は、
前記第１ゲート部から前記ソースコンタクト部に向かって延在するソース側延在部と、
前記第２ゲート部から前記ドレインコンタクト部に向かって延在するドレイン側延在部と、
を含む、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記絶縁部は、ＳｉＯ
２
、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ａｌ
２
Ｏ
３
、ＡｌＮ、およびＡｌＯＮのうちの１つまたは２つ以上の組み合わせによって構成されている、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、窒化物半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,500 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ノーマリオフ型ＨＥＭＴ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
【０００４】
［概要］
窒化物半導体を用いたＨＥＭＴでは、例えば、ゲート電極への正電圧の印加時にゲート電極端部付近のゲート層の部分に電界が局所的に集中する。このような局所的な電界集中は、ゲート層の結晶欠陥をもたらしてゲート耐圧を低下させる要因となり得る。したがって、ゲート層における局所的な電界集中を緩和することが求められている。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
図１は、第１実施形態に係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の窒化物半導体装置の一部分を示す概略平面図である。
図３は、図２のＦ３－Ｆ３線で切断した窒化物半導体装置の概略断面図である。
図４は、図３の窒化物半導体装置の一部分を示す概略拡大断面図である。
図５は、第２実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
図６は、第３実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
図７は、第４実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
【０００６】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して本開示における半導体装置の実施形態を説明する。
【０００７】
なお、図示および説明を簡潔かつ明瞭にするために、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。理解を容易にするために、特徴部分を拡大している場合があり、各構成要素の寸法比率は各図面で同じであるとは限らない。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【０００８】
本開示において使用される「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、対象物の構成要素を明確に区別するために用いられており、対象物を順位づけするものではない。また、本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の複数の選択肢のうちの１つ以上を意味する。一例として、選択肢の数が２つであれば、「少なくとも１つ」の表現は、１つの選択肢のみ、または２つの選択肢の双方を意味する。他の例として、選択肢の数が３つ以上であれば、「少なくとも１つ」の表現は、１つの選択肢のみ、または２つ以上の任意の選択肢の組み合わせを意味する。
【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ない。
【００１０】
［第１実施形態］
［１．窒化物半導体装置の概略構造］
図１は、第１実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置１０の概略平面図である。窒化物半導体装置１０はチップ本体１２を含む。なお、図１および他の図面に示される互いに直交するＸＹＺ軸のＺ軸方向は、チップ本体１２の主面（図１において上面１３）と直交する方向である。本開示で使用される「平面視」という用語は、明示的に別段の記載がない限り、Ｚ軸方向に上方から窒化物半導体装置１０を視ることをいう。
（【００１１】以降は省略されています）

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