[發(fā)明專利]開關(guān)元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610962975.1
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN107068747B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大川峰司
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H01L29/06
• 代理公司: 北京金信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 蘇萌萌;范文萍

本發(fā)明提供一種能夠有效地對電場集中在柵電極與漏極之間區(qū)域的一部分處的情況進(jìn)行抑制的開關(guān)元件。該開關(guān)元件具有：電子傳輸層；電子供給層，其被配置于所述電子傳輸層之上，且與所述電子傳輸層形成異質(zhì)結(jié)；源極，其與所述電子供給層相接；漏極，其在與所述源極分離的位置處與所述電子供給層相接；第一柵電極，其位于所述電子供給層的上部且從上側(cè)進(jìn)行俯視觀察時位于所述源極與所述漏極之間。所述第一柵電極與所述漏極在所述電子供給層的上部處電連接。所述開關(guān)元件具有與所述第一柵電極和所述漏極之間的電阻相比而較低的導(dǎo)通電阻。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書所公開的技術(shù)涉及一種開關(guān)元件。

背景技術(shù)

在日本特開2010-109117號公報中，公開了一種具有GaN層和AlGaN層的開關(guān)元件。GaN層與AlGaN層形成異質(zhì)結(jié)。因此，在GaN層和AlGaN層的界面上形成有二維電子氣體(以下，也稱為2DEG)。在AlGaN層之上配置有柵電極。當(dāng)使柵極電位低于閾值時，柵電極的下部的2DEG將消失。于是，異質(zhì)結(jié)的2DEG向漏極側(cè)和源極側(cè)被分離。因此，電流不會在漏極與源極之間流通。即，開關(guān)元件斷開。當(dāng)使柵極電位高于閾值時，在柵電極的下部將出現(xiàn)2DEG，從而漏極與源極之間通過2DEG而被連接。因此，電流在漏極與源極之間流通。即，開關(guān)元件導(dǎo)通。以此方式，通過對柵極電位進(jìn)行控制，從而能夠使開關(guān)元件進(jìn)行開關(guān)。另外，也存在上述的閾值高于0V(即，與源極為同電位)和低于0V的情況。閾值高于0V的開關(guān)元件為常閉型，閾值低于0V的開關(guān)元件為常開型。此外，也存在于異質(zhì)結(jié)上形成有二維孔氣體(以下，也稱為2DHG)的開關(guān)元件。使用二維孔氣體的開關(guān)元件在使柵極電位低于閾值的情況下被設(shè)為導(dǎo)通，在使柵極電位高于閾值的情況下被設(shè)為斷開。

在上述的任意的開關(guān)元件中，當(dāng)使開關(guān)元件斷開時，將會在柵電極與漏極之間于半導(dǎo)體層中產(chǎn)生電場。此時，一般情況下，電場易于集中在柵電極的漏極側(cè)的端部附近的半導(dǎo)體層(例如，在日本特開2010-109117號公報的情況下為AlGaN層)上。當(dāng)在半導(dǎo)體層中產(chǎn)生較高的電場時，開關(guān)元件的耐壓將變得惡化。相對于此，引用文獻(xiàn)1的開關(guān)元件在AlGaN層的上部具有從柵電極向漏極側(cè)延伸的場板。場板被配置在覆蓋AlGaN層的表面的絕緣層之上。場板由于與柵電極連接，因此具有與柵電極大致相同的電位。當(dāng)以此方式而配置有場板時，柵電極的向漏極側(cè)的端部附近的電場集中將被緩和。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

在日本特開2010-109117號公報的開關(guān)元件中，由于場板與漏極之間的距離較短，因此電場會集中在場板與漏極之間。電場尤其易于集中在場板的漏極側(cè)的端部的附近。因此，在該端部的附近的半導(dǎo)體層(例如，AlGaN層)上也會產(chǎn)生較高的電場。在該結(jié)構(gòu)中，也無法充分地提高開關(guān)元件的耐壓。因此，在本說明書中，提供一種利用了異質(zhì)結(jié)(即，2DEG或者2DHG)的開關(guān)元件，所述開關(guān)元件能夠有效地對電場集中在柵電極與漏極之間的區(qū)域的一部分處的情況進(jìn)行抑制。

用于解決問題的方法

本說明書所公開的開關(guān)元件具有電子傳輸層、電子供給層、源極、漏極和第一柵電極。所述電子供給層位于所述電子傳輸層之上，且與所述電子傳輸層形成異質(zhì)結(jié)。所述源極與所述電子供給層相接。所述漏極在與所述源極分離的位置處與所述電子供給層相接。所述第一柵電極位于所述電子供給層的上部且從上側(cè)進(jìn)行俯視觀察時位于所述源極與所述漏極之間。所述第一柵電極在所述電子供給層的上部處與所述漏極電連接。所述開關(guān)元件的導(dǎo)通電阻與所述第一柵電極和所述漏極之間的電力電阻相比而較低。