特許ウォッチ

公開番号2025112492
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006747
出願日2024-01-19
発明の名称窒化物半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/47 20250101AFI20250725BHJP()
要約【課題】窒化物半導体装置のオンオフ動作を安定化させること。
【解決手段】窒化物半導体装置10は、絶縁性を有する第1表面41を含む基板40と、第1表面41上に設けられた第1金属層50Aと、第1金属層50A上に設けられ、第1窒化物半導体層24、第1ソース電極22、第1ドレイン電極23、および第1ゲート電極21を有する第1トランジスタ20と、第1トランジスタ20を覆う絶縁層140と、絶縁層140上に設けられ、第1ソース電極22と電気的に接続された第1電極130と、を備える。絶縁層140には、絶縁層140をZ軸方向に貫通して第1金属層50Aの第1接続領域52Aに到達する第1開口部141が設けられている。第1開口部141内には、第1電極130と第1接続領域52Aとを電気的に接続する第1接続部131が設けられている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁性を有する第１表面を含む基板と、
前記第１表面上に設けられた第１金属層と、
前記第１金属層上に設けられ、第１窒化物半導体層、第１ソース電極、第１ドレイン電極、および第１ゲート電極を有する第１トランジスタと、
前記第１トランジスタを覆う絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられ、前記第１ソース電極と電気的に接続された第１電極と、
を備え、
前記第１窒化物半導体層は、前記第１金属層と接しており、
前記第１金属層は、上方から視て、前記第１トランジスタから第１方向にはみ出している第１接続領域を有し、
前記絶縁層には、当該絶縁層を前記基板の厚さ方向に貫通して前記第１接続領域に到達する第１開口部が設けられており、
前記第１開口部内には、前記第１電極と前記第１接続領域とを電気的に接続する第１接続部が設けられている
窒化物半導体装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記第１表面上に設けられ、前記第１金属層から離隔して設けられた第２金属層と、
前記第２金属層上に設けられ、第２窒化物半導体層、第２ソース電極、第２ドレイン電極、および第２ゲート電極を有し、前記絶縁層によって覆われた第２トランジスタと、
を備え、
前記第２トランジスタは、前記第１開口部によって前記第１トランジスタから前記第１方向に離隔して設けられており、
前記第２ドレイン電極は、前記第１電極と電気的に接続されている
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記第１接続部は、前記第１ソース電極と前記第２ドレイン電極との前記第１方向の間に配置されている
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁層上に設けられ、前記第２ソース電極と電気的に接続された第２電極を備え、
前記第２金属層は、上方から視て、前記第２トランジスタのうち前記第１トランジスタとは反対側からはみ出している第２接続領域を有し、
前記絶縁層には、当該絶縁層を前記厚さ方向に貫通して前記第２接続領域に到達する第２開口部が設けられており、
前記第２開口部内には、前記第２電極と前記第２接続領域とを電気的に接続する第２接続部が設けられている
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁層上に設けられ、前記第２ソース電極と電気的に接続された第２電極を備え、
前記第２金属層は、上方から視て、前記第２トランジスタのうち前記第１トランジスタに向けてはみ出している第２接続領域を有し、
前記絶縁層には、当該絶縁層を前記厚さ方向に貫通して前記第２接続領域に到達する第２開口部が設けられており、
前記第２開口部内には、前記第２電極と前記第２接続領域とを電気的に接続する第２接続部が設けられている
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記第１窒化物半導体層は、
前記第１金属層上に設けられ、窒化物半導体によって構成された第１基板側窒化物半導体層と、
前記第１基板側窒化物半導体層上に設けられ、前記第１基板側窒化物半導体層よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された第１電子供給層と、
前記第１電子供給層上に部分的に設けられ、アクセプタ型不純物を含む窒化物半導体によって構成された第１ゲート層と、
を含み、
前記第１ゲート電極は、前記第１ゲート層上に配置されており、
前記第１ソース電極および前記第１ドレイン電極は、前記第１電子供給層上において前記第１ゲート層を挟んで対向して配置されている
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記第２窒化物半導体層は、
前記第２金属層上に設けられ、窒化物半導体によって構成された第２基板側窒化物半導体層と、
前記第２基板側窒化物半導体層上に設けられ、前記第２基板側窒化物半導体層よりも大きなバンドギャップを有する窒化物半導体によって構成された第２電子供給層と、
前記第２電子供給層上に部分的に設けられ、アクセプタ型不純物を含む窒化物半導体によって構成された第２ゲート層と、
を含み、
前記第２ゲート電極は、前記第２ゲート層上に配置されており、
前記第２ソース電極および前記第２ドレイン電極は、前記第２電子供給層上において前記第２ゲート層を挟んで対向して配置されている
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記第１金属層の厚さは、前記第１電極の厚さよりも薄い
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記第１金属層は、Ａｌ、Ｐｔの少なくとも１つを含む
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記第１基板側窒化物半導体層は、単一の材料によって構成されている
請求項６に記載の窒化物半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、窒化物半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の窒化物半導体を用いた高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High Electron Mobility Transistor）の製品化が進んでいる。特許文献１には、窒化物半導体を用いたノーマリオフ型ＨＥＭＴの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－７３５０６号公報
【０００４】
［概要］
窒化物半導体装置のオンオフ動作の安定化が望まれている。
【０００５】
本開示の一態様の窒化物半導体装置は、絶縁性を有する第１表面を含む基板と、前記第１表面上に設けられた第１金属層と、前記第１金属層上に設けられ、第１窒化物半導体層、第１ソース電極、第１ドレイン電極、および第１ゲート電極を有する第１トランジスタと、前記第１トランジスタを覆う絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記第１ソース電極と電気的に接続された第１電極と、を備え、前記第１窒化物半導体層は、前記第１金属層と接しており、前記第１金属層は、上方から視て、前記第１トランジスタから第１方向にはみ出している第１接続領域を有し、前記絶縁層には、当該絶縁層を前記基板の厚さ方向に貫通して前記第１接続領域に到達する第１開口部が設けられており、前記第１開口部内には、前記第１電極と前記第１接続領域とを電気的に接続する第１接続部が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略平面図である。
図２は、図１の窒化物半導体装置の内部構造を示す概略平面図である。
図３は、図２の窒化物半導体装置の内部構造を示す概略平面図である。
図４は、図２の窒化物半導体装置の一部分を拡大して示す概略平面図である。
図５は、図２の窒化物半導体装置の図４とは別の一部分を拡大して示す概略平面図である。
図６は、第１実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
図７は、図６の窒化物半導体装置の一部分を拡大して示す概略断面図である。
図８は、図６の窒化物半導体装置の図７とは別の一部分を拡大して示す概略断面図である。
図９は、図６に示す窒化物半導体装置の例示的な製造工程を示す概略断面図である。
図１０は、図９に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１１は、図１０に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１２は、図１１に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１３は、図１２に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１４は、図１３に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１５は、図１４に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１６は、図１５に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１７は、図１６に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１８は、図１７に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図１９は、図１８に示す工程に続く製造工程を示す概略断面図である。
図２０は、第２実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
図２１は、第３実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
図２２は、変更例の窒化物半導体装置の概略断面図である。
図２３は、変更例の窒化物半導体装置の概略平面図である。
図２４は、変更例の窒化物半導体装置の概略平面図である。
図２５は、図２４の変更例に係る例示的な窒化物半導体装置の概略断面図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して本開示における窒化物半導体装置の実施形態について説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図ではハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【０００８】
本開示において使用される「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、対象物の構成要素を明確に区別するために用いられており、対象物を順位付けするものではない。また、本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の複数の選択肢のうちの１つ以上を意味する。一例として、選択肢の数が２つであれば、「少なくとも１つ」の表現は、１つの選択肢のみ、または２つの選択肢の双方を意味する。他の例として、選択肢の数が３つ以上であれば、「少なくとも１つ」の表現は、１つの選択肢のみ、または２つ以上の任意の選択肢の組み合わせを意味する。
【０００９】
本開示において使用される「Ａの寸法（深さ、幅、長さ、高さ）がＢの寸法（深さ、幅、長さ、高さ）と等しい」または「Ａの寸法（深さ、幅、長さ、高さ）とＢの寸法（深さ、幅、長さ、高さ）とが互いに等しい」とは、Ａの寸法（深さ、幅、長さ、高さ）とＢの寸法（深さ、幅、長さ、高さ）との差が例えばＡの寸法（深さ、幅、長さ、高さ）の１０％以内の関係も含む。
【００１０】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許