[發明專利]肖特基勢壘二極管

在審

• 申請號: 201980024311.2
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN112005384A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 有馬潤;藤田實;平林潤;佐佐木公平
• 申請（專利權）人: TDK株式會社;株式會社田村制作所;諾維晶科股份有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L29/24;H01L29/41;H01L29/47
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;黃浩

本發明提供一種難以產生電場集中引起的絕緣破壞的肖特基勢壘二極管，具備：由氧化鎵構成的半導體基板(20)、設置于半導體基板(20)上的由氧化鎵構成的漂移層(30)、與漂移層30肖特基接觸的陽極電極(40)、與半導體基板(20)歐姆接觸的陰極電極(50)。漂移層(30)具有在俯視時包圍陽極電極(40)的外周溝道(10)，外周溝道(10)利用漂移層(30)的逆導電型的半導體材料(11)而埋入。這樣，如果設置利用漂移層(30)的逆導電型的半導體材料(11)埋入的外周溝道(10)，則電場由于外周溝道(10)的存在而被分散。由此，能夠緩和陽極電極(40)的角部的電場集中，因此，難以產生絕緣破壞。

技術領域

本發明涉及肖特基勢壘二極管，特別是涉及使用了氧化鎵的肖特基勢壘二極管。

背景技術

肖特基勢壘二極管是通過利用了金屬和半導體的接合而產生的肖特基勢壘的整流元件，與具有PN結的通常的二極管相比，具有正向電壓低，并且開關速度快的特征。因此，肖特基勢壘二極管被用作為功率器件用的開關元件。

在將肖特基勢壘二極管用作為功率器件用的開關元件的情況下，由于需要確保足夠的反向耐壓，因此，取代硅(Si)而使用帶隙大的碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鎵(Ga₂O₃)等。其中，由于氧化鎵的帶隙為非常大的4.8～4.9eV，其絕緣破壞電場也為較大的7～8MV/cm，因此，使用氧化鎵的肖特基勢壘二極管非常有望被用于功率器件用的開關元件。使用了氧化鎵的肖特基勢壘二極管的例子記載于專利文獻1及2中。

專利文獻2中記載的肖特基勢壘二極管具有在俯視時設置于與陽極電極重疊的位置的多個溝道，并且以絕緣膜覆蓋溝道的內壁的結構。根據這種結構，由于當施加反向電壓時，位于溝道之間的臺面區域成為耗盡層，因此漂移層的通道區域被夾斷。由此，可以大幅抑制在施加反向電壓的情況下的泄漏電流。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2017-045969號公報

專利文獻2：日本特開2017-199869號公報

發明內容

發明所要解決的課題

但是，專利文獻1及2中記載的肖特基勢壘二極管中，電場集中于陽極電極的端部，因此，當施加高電壓時，在該部分中引起絕緣破壞。例如，在專利文獻2中記載的肖特基勢壘二極管中，電場集中于位于端部的溝道的邊緣部分。

因此，本發明的目的在于，提供一種使用了氧化鎵的肖特基勢壘二極管，該肖特基勢壘二極管難以產生電場集中引起的絕緣破壞。

用于解決課題的方案

本發明提供一種肖特基勢壘二極管，其特征在于，具備：半導體基板，其由氧化鎵構成；漂移層，其設置于半導體基板上且由氧化鎵構成；陽極電極，其與漂移層肖特基接觸；陰極電極，其與半導體基板歐姆接觸，漂移層具有在俯視時包圍陽極電極的外周溝道，外周溝道利用漂移層的逆導電型的半導體材料而埋入。

根據本發明，在漂移層設置有外周溝道，因此，電場由于外周溝道的存在而被分散。而且，外周溝道利用漂移層的逆導電型的半導體材料而埋入，因此，由于外周溝道內的半導體材料和漂移層的電勢差，耗盡層在外周溝道的周圍擴展。由此，陽極電極的角部的電場集中被緩和，因此，難以產生絕緣破壞。

本發明中，漂移層也可以還具有多個中心溝道，其設置于在俯視時與陽極電極重疊的位置。在該情況下，多個中心溝道的內壁也可以被絕緣膜覆蓋。據此，當施加反向電壓時，位于中心溝道間的臺面區域成為耗盡層，漂移層的通道區域被夾斷，因此，能夠大幅抑制施加反向電壓的情況的泄漏電流。