[發明專利]具有氮化物層的半導體元件

有效

• 申請號: 201210315883.6
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN103367356A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 吉岡啟;齊藤泰伸;齋藤涉
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L27/06;H01L29/778;H01L29/872
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 夏斌;陳萍

1.一種半導體元件，具備：

半導體基板；

氮化物的第一半導體層，直接或隔著緩沖層設置在上述半導體基板上；

氮化物的第二半導體層，設置在上述第一半導體層上，具有比上述第一半導體層大的帶隙；

氮化物的第三半導體層，從上述第二半導體層離開地設置；

氮化物的第四半導體層，設置在上述第三半導體層上，具有比上述第三半導體層大的帶隙；

氮化物的第五半導體層，設置在上述第二半導體層及上述第三半導體層之間，將上述第二半導體層及上述第三半導體層進行絕緣；

第一電極，形成在從上述第四半導體層達到上述第五半導體層的第一開口部中，與上述第二至上述第四半導體層形成歐姆接合；

第二電極，設置在上述第四半導體層上，與上述第四半導體層形成歐姆接合；

柵極絕緣膜，該柵極絕緣膜的至少一部分形成在設置于上述第四半導體層的第二開口部內、且形成在上述第三半導體層上；

柵電極，在上述第一電極和上述第二電極之間設置在上述柵極絕緣膜上；以及

第三電極，與上述第二半導體層形成肖特基結，該第三電極和上述柵電極以夾著上述第二電極的方式形成，并且該第三電極設置在從上述第三半導體層達到上述第五半導體層的第三開口部中。

2.如權利要求1所述的半導體元件，其中，

上述第二開口部從上述第四半導體層起形成到上述第三半導體層的厚度方向的途中為止，上述柵極絕緣膜形成為跨越將上述第三半導體層和上述第四半導體層的邊界延長了的面。

3.一種半導體元件，具備：

半導體基板；

氮化物的第一半導體層，直接或隔著緩沖層設置在上述半導體基板上，至少在水平方向上具有導電性；

氮化物的第二半導體層，從上述第一半導體層離開地設置；

氮化物的第三半導體層，設置在上述第二半導體層上，具有比上述第二半導體層大的帶隙；

氮化物的第四半導體層，設置在上述第一半導體層及上述第二半導體層之間，將上述第一半導體層及上述第二半導體層進行絕緣；

第一電極，形成在從上述第三半導體層達到上述第四半導體層的第一開口部中，與上述第一至上述第三半導體層形成歐姆接合；

第二電極，設置在上述第三半導體層上，與上述第三半導體層形成歐姆接合；

柵電極，設置在上述第一電極和上述第二電極之間；以及

第三電極，與上述第一半導體層形成肖特基結，該第三電極和上述柵電極以夾著上述第二電極的方式形成，并且該第三電極設置在從上述第二半導體層達到上述第四半導體層的第二開口部中。

4.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

上述第一半導體層具有第五及第六半導體層，上述第五半導體層直接或隔著緩沖層設置在上述半導體基板上，上述第六半導體層設置在上述第五半導體層上，并具有比上述第五半導體層大的帶隙。

5.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

上述第一半導體層含有摻雜了n型的雜質元素的氮化物半導體。

6.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

上述第四半導體層含有具有比上述第一及第二半導體層大的帶隙的無摻雜的氮化物半導體。

7.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

上述第四半導體層含有p型的氮化物半導體。

8.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

上述柵電極設置在上述第三半導體層上，與上述第三半導體層形成肖特基結。

9.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

還具有形成在上述第三半導體層上的柵極絕緣膜，上述柵電極設置在上述柵極絕緣膜上。

10.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

還具有設置在上述柵電極和上述第二半導體層之間的柵極絕緣膜，上述柵極絕緣膜形成為跨越將上述第二半導體層和上述第三半導體層的邊界延長了的面。

11.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

上述柵電極設置在上述第三半導體層上所形成的p型的半導體層上。

12.如權利要求3所述的半導體元件，其中，

上述第三電極以不與上述第三開口部的側面接觸的方式，形成于在上述第二開口部中露出的上述第一半導體層上。