[發明專利]氧化物半導體基板及肖特基勢壘二極管元件

有效

• 申請號: 202010532733.5
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN111668315B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 笘井重和;柴田雅敏;川島繪美;矢野公規;早坂紘美
• 申請（專利權）人: 出光興產株式會社
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/861;H01L29/47;H01L29/26;H01L29/24;H01L29/04;H01L21/34
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王銘浩

本發明提供一種肖特基勢壘二極管元件，其具有硅(Si)基板、氧化物半導體層、及肖特基電極層，且上述氧化物半導體層包含具有3.0eV以上且5.6eV以下的帶隙的多晶和/或非晶質的氧化物半導體。

本申請是申請日為2014年8月8日、申請號為201480045490.5、發明名稱為“氧化物半導體基板及肖特基勢壘二極管元件”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種肖特基勢壘二極管元件、以及包含其的電路、電氣設備、電子設備及車輛。另外，本發明涉及一種結構體、包含該結構體的氧化物半導體基板、包含該氧化物半導體基板的功率半導體元件、二極管元件及肖特基勢壘二極管元件、以及包含這些元件的電路、電氣設備、電子設備、車輛。

背景技術

肖特基勢壘二極管是利用形成于金屬與半導體的接合面的勢壘而具有整流作用的二極管。作為半導體，最常使用Si(例如專利文獻1)。另外，作為帶隙大于Si的化合物半導體，使用GaAs或最近的SiC(例如專利文獻2及3)。

Si系的肖特基二極管用于高速開關元件或數GHz頻帶內的發送/接收用混頻器、或者頻率轉換元件等。GaAs系的肖特基二極管可實現進一步高速的開關元件，用于微波用的轉換器或混頻器等。SiC能有效利用帶隙的寬度，因而期待在更高壓的電動汽車、鐵道、輸電等中的應用。

使用Si的肖特基勢壘二極管成本較低，被廣泛地使用，但由于帶隙較小為1.1eV，因此為了具有耐壓性，必須增大元件的尺寸。GaAs的帶隙為1.4eV，優于Si，但難以在Si基板上外延生長，難以獲得錯位少的結晶。SiC由于帶隙較寬為3.3eV，因此絕緣破壞電場也高，是性能最可期待的材料，但由于經過基板制作、外延生長以及高熱的工藝，因此在量產性、成本方面存在問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2009-164237號公報

專利文獻2：日本專利特開平5-36975號公報

專利文獻3：日本專利特開平8-97441號公報

發明內容

本發明鑒于上述課題而研發，其目的在于提供一種利用廉價且量產性優異的方法在Si基板上形成帶隙寬的化合物半導體而具有優異的電流-電壓特性的肖特基勢壘二極管元件。

另外，本發明的目的在于提供一種適合肖特基勢壘二極管元件、二極管元件、功率半導體元件的氧化物半導體基板。

根據本發明，提供以下的肖特基勢壘二極管元件等。

1.一種肖特基勢壘二極管元件，其具有硅(Si)基板、氧化物半導體層、及肖特基電極層，且所述氧化物半導體層包含具有3.0eV以上且5.6eV以下的帶隙的多晶和/或非晶質的氧化物半導體。

2.如1所述的肖特基勢壘二極管元件，其中，所述氧化物半導體包含選自In、Ti、Zn、Ga及Sn中的1種以上。

3.如1或2所述的肖特基勢壘二極管元件，其中，所述氧化物半導體層包含銦(In)作為主成分。

4.如1～3中任一項所述的肖特基勢壘二極管元件，其中，在所述氧化物半導體層中，銦的含量相對于全部金屬元素的含量的原子組成百分率([In]/([In]+[In以外的全部金屬元素])×100)為30～100原子％。

5.如1～4中任一項所述的肖特基勢壘二極管元件，其中，在所述硅基板上形成有所述氧化物半導體層，在所述氧化物半導體層上形成有所述肖特基電極層。

6.如1～4中任一項所述的肖特基勢壘二極管元件，其中，在所述硅基板上形成有所述肖特基電極層，在所述肖特基電極層上形成有所述氧化物半導體層。