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公開番号2025112885
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024007408
出願日2024-01-22
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 30/47 20250101AFI20250725BHJP()
要約【課題】オン抵抗の低減を図ること。
【解決手段】窒化物半導体装置10は、電子走行層16と、電子走行層16上に設けられた電子供給層18と、電子供給層18上に設けられたゲート層22と、ゲート層22上に設けられたゲート電極24と、電子供給層18、ゲート層22、およびゲート電極24を覆い、X軸方向にゲート層22を挟んで配置された第1ソース開口28Aおよび第1ドレイン開口28Bと、ゲート層22と第1ドレイン開口28Bとの間に配置された補助開口28Cを含む第1パッシベーション層28と、電子供給層18に接しているソース電極32およびドレイン電極34と、補助開口28Cにより露出する電子供給層18と接し、電子走行層16よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された補助層50と、補助層50を覆う第2パッシベーション層30と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
窒化物半導体によって構成された電子走行層と、
前記電子走行層上に設けられ、前記電子走行層よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された電子供給層と、
前記電子供給層上に設けられ、アクセプタ型不純物を含む窒化物半導体によって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、前記ゲート層、および前記ゲート電極を覆い、第１方向に前記ゲート層を挟んで配置された第１ソース開口および第１ドレイン開口と、前記ゲート層と前記第１ドレイン開口との間に配置された補助開口と、を含む第１パッシベーション層と、
前記第１ソース開口により露出する前記電子供給層に接しているソース電極と、
前記第１ドレイン開口により露出する前記電子供給層に接しているドレイン電極と、
前記補助開口により露出する前記電子供給層と接し、前記電子走行層よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された補助層と、
前記補助層を覆う第２パッシベーション層と、
を含む、窒化物半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第２パッシベーション層は、前記第１パッシベーション層をさらに覆う、
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記第２パッシベーション層は、
前記第１ソース開口と連通する第２ソース開口と、
前記第１ドレイン開口と連通する第２ドレイン開口と、
を含む、
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記ドレイン電極は、
前記第１ドレイン開口および前記第２ドレイン開口の双方に跨って配置されているドレイン本体部と、
前記第２パッシベーション層における前記第２ドレイン開口の周縁部上に設けられたドレイン延出部と、
を含み、
前記ドレイン延出部は、前記補助開口側のドレイン端部を含み、
前記ドレイン端部は、平面視で前記補助開口と前記第１ドレイン開口との間に配置されている、
請求項３に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記ドレイン端部は、前記第１ドレイン開口寄りに配置されている、
請求項４に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記第２パッシベーション層上に設けられるとともに、平面視で前記ゲート層と前記ドレイン電極との間の領域に少なくとも部分的に延在するフィールドプレート電極を含み、
前記フィールドプレート電極は、前記ソース電極に電気的に接続されており、
前記フィールドプレート電極は、前記補助開口側のプレート端部を含み、
前記プレート端部は、平面視で前記ゲート層と前記補助開口との間に配置されている、
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記プレート端部は、平面視で前記ゲート層と前記補助開口との間であって、前記補助開口寄りに配置されている、
請求項６に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記プレート端部は、平面視で前記ゲート層と前記補助開口との間であって、前記ゲート層寄りに配置されている、
請求項６に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記補助層の厚さは、前記電子供給層の厚さ以下である、
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記補助層は、前記第１方向において前記ゲート層と前記第１ドレイン開口との範囲内に配置されている、
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ものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ族窒化物半導体（以下、単に「窒化物半導体」と言う場合がある）を用いた高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor：ＨＥＭＴ）の製品化が進んでいる（例えば特許文献１参照）。このような構成の窒化物半導体装置は、例えば電子走行層と、電子走行層上に形成され、電子走行層よりもバンドギャップが大きい電子供給層と、電子走行層上に形成され、アクセプタ型不純物を含むゲート層と、ゲート層上に形成されたゲート電極と、電子供給層、ゲート層、およびゲート電極を覆うパッシベーション層と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－７３５０６号公報
【０００４】
［概要］
ところで、上記のようなＨＥＭＴにおいて、オン抵抗の低減が望まれる場合がある。
【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、前記電子走行層よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された電子供給層と、前記電子供給層上に設けられ、アクセプタ型不純物を含む窒化物半導体によって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、前記ゲート層、および前記ゲート電極を覆い、第１方向に前記ゲート層を挟んで配置された第１ソース開口および第１ドレイン開口と、前記ゲート層と前記第１ドレイン開口との間に配置された補助開口と、を含む第１パッシベーション層と、前記第１ソース開口により露出する前記電子供給層に接しているソース電極と、前記第１ドレイン開口により露出する前記電子供給層に接しているドレイン電極と、前記補助開口により露出する前記電子供給層と接し、前記電子走行層よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された補助層と、前記補助層を覆う第２パッシベーション層と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、実施形態の窒化物半導体装置の例示的な概略平面図である。
図２は、図１のＦ２－Ｆ２線で窒化物半導体装置を切断した概略断面図である。
図３は、図２の窒化物半導体装置の構成の詳細を説明する概略断面図である。
図４は、図２の窒化物半導体装置の作用を説明するための説明図である。
図５は、図２の窒化物半導体装置の作用を説明するための説明図である。
図６は、比較例の窒化物半導体装置を示す概略断面図である。
図７は、図２の窒化物半導体装置の例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図８は、図７に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図９は、図８に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１０は、図９に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１１は、図１０に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１２は、図１１に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１３は、図１２に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１４は、図１３の例示的な製造工程を示す概略平面図である。
図１５は、図１３に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１６は、図１５に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１７は、図１６に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１８は、図１７に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１９は、図１８に続く例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図２０は、変更例の窒化物半導体装置を示す概略断面図である。
図２１は、変更例の窒化物半導体装置を示す概略断面図である。
図２２は、変更例の窒化物半導体装置を示す概略断面図である。
図２３は、変更例の窒化物半導体装置を示す概略断面図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して本開示の窒化物半導体装置のいくつか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。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。本開示における「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、単に対象物を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。
【０００８】
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。
【０００９】
（実施形態）
（窒化物半導体装置の概略構造）
図１は、実施形態の窒化物半導体装置１０の例示的な概略平面図である。図２は、図１のＦ２－Ｆ２線で窒化物半導体装置１０を切断した概略断面図である。図３は、図２の窒化物半導体装置の状態を説明する概略断面図である。図４は、図２の窒化物半導体装置の構成の詳細を説明する概略断面図である。図１から図４において、明示的に別段の記載がない限り、「平面視」とは、窒化物半導体装置１０をＺ軸方向に沿って対象物を視ることを示す。図２から４は、ＸＺ平面に沿った断面構造を示している。
【００１０】
一例では、窒化物半導体装置１０は、ＧａＮを用いたＨＥＭＴであってよい。以下では、図２、図３を参照して、窒化物半導体装置１０の断面構造について説明した後、図１を参照して窒化物半導体装置１０の平面構造について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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