[發(fā)明專利]氧化物半導(dǎo)體裝置以及氧化物半導(dǎo)體裝置的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880040851.5
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN110809826B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯田洋平;綿引達(dá)郎;古川彰彥
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會社
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/24;H01L29/47;H01L29/868;H01L29/872
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 金光華

提供一種氧化物半導(dǎo)體裝置以及氧化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，在抑制異種材料向肖特基界面擴(kuò)散的同時，提高被施加反向電壓時的耐壓。氧化物半導(dǎo)體裝置具備：n型的氧化鎵外延層(2)；p型的氧化物半導(dǎo)體層(5)，是與氧化鎵外延層的材料不同的材料的氧化物；電介體層(7)，以覆蓋氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)面的至少一部分的方式形成；陽極電極(4)；以及陰極電極(3)，在氧化物半導(dǎo)體層的下表面與氧化鎵基板(1)之間或者氧化物半導(dǎo)體層(5a)的下表面與氧化鎵外延層(2)之間形成異質(zhì)pn結(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請說明書公開的技術(shù)涉及氧化物半導(dǎo)體裝置以及氧化物半導(dǎo)體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

電力電子(power electronics，簡稱PE)是迅速并且高效地進(jìn)行電的直流、交流或者頻率等的變換等的技術(shù)，是表示除了以往以來的電力工程(power engineering)以外還融合以近年來的半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的電子工程(electronic engineering)和控制工程(control engineering)的技術(shù)的用詞。

PE是當(dāng)前在動力用、工業(yè)用、輸送用以及家庭用等用電的場景中可以說一定會應(yīng)用到的技術(shù)。

近年來，電能在全部能源消耗中所占的比例、即電力化率不僅在日本而且在世界上來看也持續(xù)著上升傾向。作為其背景，可以列舉近年來在電力的利用面中開發(fā)便利性以及節(jié)能性優(yōu)良的設(shè)備，提高電的利用率。肩負(fù)這些基礎(chǔ)的技術(shù)是PE技術(shù)。

另外，PE技術(shù)還可以說是如下技術(shù)：成為變換對象的電的狀態(tài)(例如頻率、電流或者電壓的大小等)不管是怎樣的狀態(tài)，都要變換為適合于利用的設(shè)備的電的狀態(tài)。PE技術(shù)中的基本要素是整流部以及逆變器。并且，形成這些基礎(chǔ)的是半導(dǎo)體，而且是應(yīng)用半導(dǎo)體的二極管或者晶體管等半導(dǎo)體元件。

在當(dāng)前的PE領(lǐng)域中，作為半導(dǎo)體整流元件的二極管被利用于以電氣設(shè)備為代表的各種用途。并且，二極管被應(yīng)用于廣泛的范圍的頻帶。

近年來，在高耐壓并且大容量的用途中，開發(fā)低損失并且可高頻地動作的開關(guān)元件并得到實(shí)用化。另外，所使用的材料也轉(zhuǎn)變?yōu)閷拵恫牧希瑢?shí)現(xiàn)元件的高耐壓化。

作為代表例子，有肖特基勢壘二極管(Schottky barrier diode、即SBD)或者pn二極管(PND)等，這些二極管被廣泛使用于各種用途。

例如，開發(fā)出如專利文獻(xiàn)1例示那樣的同時設(shè)置有肖特基結(jié)和pn結(jié)的merged P-i-n/schottky diode(MPS，混合P-i-n肖特基二極管)構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置。

在MPS構(gòu)造中，通過PND的雙極動作，相比于SBD單體的情況，能夠以小的電壓降而使超過額定的大的浪涌電流流過。因此，在MPS構(gòu)造中，正向浪涌耐量被改善。由此，開發(fā)出抑制正向電壓降的增大并且正向浪涌耐量高的具有整流功能的半導(dǎo)體裝置。

另外，如專利文獻(xiàn)2例示那樣，能夠通過從封端構(gòu)造和漂移層的界面的pn結(jié)部產(chǎn)生的耗盡層，緩和溝槽的底部中的電場集中。由此，開發(fā)出能夠降低半導(dǎo)體裝置的正向電壓以及反向泄漏電流、能夠簡單地進(jìn)行整流動作的半導(dǎo)體裝置。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-227429號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2014-127573號公報

發(fā)明內(nèi)容

在專利文獻(xiàn)1例示的半導(dǎo)體裝置中，在構(gòu)成MPS構(gòu)造的pn材料之間，形成有從該pn材料之間的界面到達(dá)至下方的槽部。通過設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，正向的電壓降的增大被抑制，另一方面，存在被施加反向電壓時的耐壓降低這樣的問題。