(57)【要約】【課題】ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の耐圧が低下することを防止すると共に、複数のＳＢＤのそれぞれの電極に異なる電圧を印加できるようにして、高耐圧のＳＢＤ及び高耐圧のＳＢＤが集積化されたコンパクトな集積回路を実現できるようにする。【解決手段】基板１の上には、厚さが１００ｎｍの窒化アルミニウムからなるバッファ層２と、厚さが１５００ｎｍのアンドープの窒化ガリウムからなる第１の半導体層３と、厚さが２５ｎｍのアンドープのアルミニウム窒化ガリウムからなる第２の半導体層４とが形成されている。第２の半導体層４の上には、ショットキー電極６とオーミック電極７とが間隔をおいて形成されている。ショットキーバリアダイオードの周縁部には、ショットキー電極６とオーミック電極７とを囲むように高抵抗領域５が設けられている。【選択図】  図１
2006147951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に順次形成された第１の半導体層及び第２の半導体層と、
前記第１の半導体層及び第２の半導体層に形成され且つ前記第１の半導体層及び第２の半導体層からなる領域と比べて高抵抗である高抵抗領域と、
前記第２の半導体層の上における前記高抵抗領域に囲まれた領域に互いに間隔をおいて形成されたショットキー電極及びオーミック電極を備えていることを特徴とするショットキーバリアダイオード。
【請求項２】
前記ショットキー電極は、前記オーミック電極を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項３】
前記ショットキー電極の外形状は、平面正方形状であることを特徴とする請求項２に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項４】
前記ショットキー電極は、少なくとも１つの切り欠き部分を有していることを特徴とする請求項２又は３に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項５】
前記基板はサファイア、シリコン、炭化シリコン又は窒化ガリウムであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項６】
前記第１の半導体層及び第２の半導体層は、それぞれ一般式がＩｎaＧａbＡｌcＢdＮ（但し、０≦ａ、ｂ、ｃ、ｄ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１である。）で表される化合物であり、且つ、前記第２の半導体層は前記第１の半導体層と比べてバンドギャップが大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項７】
前記高抵抗領域は、前記第１の半導体層及び第２の半導体層が加熱により酸化された熱酸化膜からなることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項８】
前記高抵抗領域は、前記第１の半導体層及び第２の半導体層に不純物イオンが注入されることにより形成された不純物注入領域であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項９】
１枚の基板に複数の請求項１から８のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオードが形成されていることを特徴とする集積回路。
【請求項１０】
前記複数のショットキーバリアダイオードのうちの少なくとも２個は、前記ショットキー電極同士が互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項９に記載の集積回路。
【請求項１１】
前記各ショットキーバリアダイオードのうちの少なくとも２個は、前記オーミック電極同士が互いに電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の集積回路。
【請求項１２】
前記複数のショットキーバリアダイオードのうちの少なくとも２個が直列に接続されていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の集積回路。
【請求項１３】
前記直列に接続された２個のショットキーバリアダイオードの中間のノードは、入力ノードであることを特徴とする請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１４】
前記複数のショットキーバリアダイオードは、ブリッジ整流回路を形成していることを特徴とする請求項１３に記載の集積回路。
【請求項１５】
前記複数のショットキーバリアダイオードは、電圧リミッタ回路を形成していることを特徴とする請求項９から１１に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物系半導体材料を用いたショットキーバリアダイオード及びそれを用いた集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮに代表される窒化物系半導体は、高い破壊電圧や高い飽和電子速度の特長を活かして、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）やショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）といった電子デバイスへの応用が活発に行われている。ＳＢＤは高耐圧であること及び低オン抵抗であることが求められているが、従来のシリコン（Ｓｉ）系材料を用いたＳＢＤにおいて高耐圧を実現するためには、キャリア濃度を低くすると共に、逆バイアスの際に空乏層が広がるドリフト層の厚さを厚くする必要があった。しかし、ドリフト層は順バイアスの際に電子が走行する領域であるため、ドリフト層の厚さを厚くするとオン抵抗が高くなる。それに対して、絶縁破壊耐圧が高いがＧａＮ等の窒化物系の材料を用いれば、ドリフト層の厚さを薄くしても高い耐圧が得られるため、オン抵抗が低く且つ高耐圧のＳＢＤが得られる。
【０００３】
（第１の従来例）
図１０は第１の従来例（例えば、特許文献１を参照。）に係る窒化物系の半導体材料を用いたＳＢＤの断面構造を示している。図１０に示すようにｎ型のシリコン（ｎ+−Ｓｉ）基板１０２の上に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はＡｌＮとＧａＮの超格子構造からなるバッファ層１０３が形成されており、バッファ層１０３の上にはｎ型のＧａＮ層１０４が形成されている。ｎ型のＧａＮ層１０４の上にはショットキー（アノード）電極１０５が形成され、基板１０２の裏面にはオーミック（カソード）電極１０１が形成されている。
【０００４】
このＳＢＤに逆バイアスが印加された場合には、空乏層がｎ型のＧａＮ層１０４の中に広がるため、高耐圧のＳＢＤとなる。また、順バイアスが印加された場合には、オーミック電極１０１からバッファ層１０３とｎ型のＧａＮ層１０４とを通り、ショットキー電極１０５へ電子が流れる。
【０００５】
（第２の従来例）
図１１は第２の従来例（例えば、特許文献２を参照。）に係る窒化物系の半導体材料を用いたＳＢＤの断面構造を示している。図１１に示すようにサファイア基板１１１の上にＡｌＮからなるバッファ層１１２が形成され、バッファ層１１２の上にアンドープのＧａＮ層１１３及びアンドープのＡｌＧａＮ層１１４が形成されている。ＡｌＧａＮ層１１４の上には、ショットキー電極１１５とオーミック電極１１６とが互いに間隔をおいて形成されている。ＧａＮ層１１３とＡｌＧａＮ層１１４との界面にはピエゾ分極と自発分極による電荷の供給があるため、密度が約１０13ｃｍ-2という高濃度の２次元電子ガスが形成されている。このＳＢＤに順バイアスが印加されると、ＧａＮ層１１３とＡｌＧａＮ層１１４との界面に形成された２次元電子ガス（２ＤＥＧ）によりサファイア基板１１１と水平方向に電流が流れる。
【特許文献１】特開２００３−６０２１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のＳＢＤにおいては以下のような問題がある。まず、第１の問題は、ダイシング工程において機械的なダメージを受けて多数の結晶欠陥が発生しているＳＢＤの周縁部にまで、逆バイアスを印加した際に空乏層が広がるので、ＳＢＤの周縁部において電界集中が発生して、ＳＢＤの耐圧が低下してしまうという問題である。
【０００７】
第２の問題は、基板上にＳＢＤを集積化することが非常に困難であるという問題である。１枚の基板上にＳＢＤを集積化するためには、各ＳＢＤのショットキー電極同士及びオーミック電極同士を互いに独立に設ける必要がある。しかし、第１の従来例においてはオーミック電極を基板の裏面に設ける必要があるため、１枚の基板上に複数のＳＢＤを形成したとしても、各オーミック電極に別の電位を与えることは不可能である。
【０００８】
また、第２の従来例においても、２ＤＥＧにより隣り合うオーミック電極同士の電位が等しくなってしまう。さらに、例えば第２の従来例において、ＳＢＤの周囲をメサエッチングすることにより素子分離を行ったとしても、２００Ｖ以下の電圧においてブレークダウンが発生してしまう。従って、それ以上の高耐圧が必要とされるＳＢＤを集積化して集積回路を実現することは困難であり、ＳＢＤを集積化した集積回路は実現されていない。
【０００９】
本発明は前記従来の問題を解決して、ＳＢＤの耐圧が低下することを防止すると共に、複数のＳＢＤのそれぞれの電極に異なる電圧を印加できるようにして、高耐圧のＳＢＤ及び高耐圧のＳＢＤが集積化されたコンパクトな集積回路を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明は、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を、高抵抗領域に囲まれた領域にショットキー電極とオーミック電極とが形成されている構成とする。
【００１１】
具体的に、本発明に係るＳＢＤは、基板の上に順次形成された第１の半導体層及び第２の半導体層と、第１の半導体層及び第２の半導体層に形成され且つ第１の半導体層及び第２の半導体層からなる領域と比べて高抵抗である高抵抗領域と、第２の半導体層の上における高抵抗領域に囲まれた領域に互いに間隔をおいて形成されたショットキー電極及びオーミック電極を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のＳＢＤによれば、高抵抗領域に囲まれた領域に互いに間隔をおいて形成されたショットキー電極及びオーミック電極を備えているためＳＢＤに逆バイアスを印加した際に結晶性の劣るＳＢＤの周縁部に空乏層が広がることを防止することができる。従って、電界集中によるＳＢＤの耐圧の低下が生じない高耐圧のＳＢＤを実現することが可能となる。また、ＳＢＤを周囲から電気的に絶縁することができるので、ＳＢＤを集積化することが可能となる。
【００１３】
本発明のショットキーバリアダイオードにおいて、ショットキー電極は、オーミック電極を囲むように形成されていることが好ましい。このような構成とすれば、オーミック電極のすべての辺をショットキー電極と対向させることができるので、オーミック電極を効率よく機能させることが可能となり、ＳＢＤを小型化することができる。
【００１４】
本発明のショットキーバリアダイオードにおいて、ショットキー電極の外形状は、平面正方形状であることが好ましい。このような構成とすれば、複数のＳＢＤを集積化する際に効率よく集積化することが可能となる。
【００１５】
本発明のショットキーバリアダイオードは、ショットキー電極は、少なくとも１つの切り欠き部分を有していることが好ましい。このような構成とすることにより、ショットキー電極の形成が容易となる。
【００１６】
本発明のショットキーバリアダイオードは、基板はサファイア、シリコン、炭化シリコン又は窒化ガリウムであることが好ましい。また、第１の半導体層及び第２の半導体層は、それぞれ一般式がＩｎaＧａbＡｌcＢdＮ（但し、０≦ａ、ｂ、ｃ、ｄ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１である。）で表される化合物であり、且つ、第２の半導体層は第１の半導体層と比べてバンドギャップが大きいことが好ましい。このような構成であれば、窒化物系の高耐圧のＳＢＤを確実に得ることができる。
【００１７】
本発明のショットキーバリアダイオードは、高抵抗領域は、第１の半導体層及び第２の半導体層が加熱により酸化された熱酸化膜からなることが好ましい。また、高抵抗領域は、第１の半導体層及び第２の半導体層に不純物イオンが注入されることにより形成された不純物注入領域であってもよい。このような構成とすれば、高抵抗領域を確実に形成することができる。
【００１８】
本発明に係る集積回路は、１枚の基板に複数の本発明のショットキーバリアダイオードが形成されていることを特徴とする。本発明の集積回路によれば、ショットキー電極及びオーミック電極を囲むように第１の半導体層及び第２の半導体層と比べて高抵抗である高抵抗領域が設けられているＳＢＤが１枚の基板の上に複数形成されているため、各ＳＢＤの電極を互いに絶縁することができるので、各電極にそれぞれ異なる電圧を印加することが可能であり、その結果、ＳＢＤを用いた電子回路を１つの部品に集積化することができる。
【００１９】
本発明の集積回路において、複数のショットキーバリアダイオードのうちの少なくとも２個は、ショットキー電極同士が互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。また、各ショットキーバリアダイオードのうちの少なくとも２個は、オーミック電極同士が互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。このような構成とすることにより、各電極に異なる電圧を確実に印加できる。
【００２０】
本発明の集積回路において、複数のショットキーバリアダイオードのうちの少なくとも２個が直列に接続されていることが好ましく、直列に接続された２個のショットキーバリアダイオードの中間のノードは、入力ノードであることが好ましい。
【００２１】
本発明の集積回路において、複数のショットキーバリアダイオードは、ブリッジ整流回路を形成していることが好ましい。また、複数のショットキーバリアダイオードは、電圧リミッタ回路を形成していてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）及び集積回路は、ＳＢＤの耐圧が低下することを防止できる共に、複数のＳＢＤのそれぞれの電極に異なる電圧を印加することが可能であり、高耐圧のＳＢＤ及び高耐圧のＳＢＤが集積化されたコンパクトな集積回路を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）について図を参照して説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は本実施形態のＳＢＤの構造であって、（ａ）は平面構造を示し、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構造を示している。
【００２４】
図１に示すようにサファイアからなる基板１の上には、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により順次成長させた、厚さが１００ｎｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるバッファ層２と、厚さが１５００ｎｍのアンドープの窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる第１の半導体層３と、厚さが２５ｎｍのアンドープのアルミニウム窒化ガリウム（Ａｌ0.26Ｇａ0.74Ｎ）からなる第２の半導体層４とが形成されている。
【００２５】
第２の半導体層４の上には、順に積層された厚さがそれぞれ５０ｎｍ及び２００ｎｍのニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）からなるショットキー（アノード）電極６と、順に積層された厚さがそれぞれ１０ｎｍ、２００ｎｍ、５０ｎｍ及び５００ｎｍのチタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）及び金（Ａｕ）からなるオーミック（カソード）電極７とが間隔をおいて形成されている。
【００２６】
第１の半導体層３と第２の半導体層４との界面における第１の半導体層３の側には、ピエゾ分極と自発分極とにより１×１０13ｃｍ-2程度の高濃度の２次元電子ガス（２ＤＥＧ）が存在している。このため、ショットキー電極６とオーミック電極７との間にショットキー電極を正電圧とする順バイアスを印加すると、２ＤＥＧによりショットキー電極６からオーミック電極７へ電流が流れる。
【００２７】
一方、ショットキー電極６とオーミック電極７との間に逆バイアスを印加すると、オショットキー電極６を中心に空乏層が広がるため、２ＤＥＧが狭窄されてショットキー電極６とオーミック電極７との間に電流は流れない。
【００２８】
他の領域と比べて結晶欠陥が多数存在するＳＢＤの周縁部にまで空乏層が広がると、電界集中が生じるため、ＳＢＤの耐圧が低下する。しかし、本実施形態のＳＢＤには、ＳＢＤの周縁部にＳＢＤを囲む高抵抗領域５が設けられている。従って、空乏層が、ＳＢＤの周縁部に広がることはなく、ＳＢＤの耐圧が低下することはない。
【００２９】
図２はＳＢＤのショットキー電極６を０Ｖとして、オーミック電極７に正の電圧を印加した場合の電流−電圧特性を示している。波線で示した高抵抗領域５が形成されていない従来のＳＢＤにおいては、耐圧が約２００Ｖであった。一方、実線で示した本実施形態のＳＢＤの耐圧は約３００Ｖであり、高抵抗領域５を設けることにより耐圧が約１００Ｖ上昇した。
【００３０】
以下に、本実施形態のＳＢＤの製造方法の一例を説明する。図３は本実施形態のＳＢＤの製造工程について断面構造を工程順に示している。まず、図３（ａ）に示すようにサファイアからなる基板１の上に厚さが１００ｎｍのＡｌＮからなるバッファ層２をＭＯＣＶＤ法により堆積する。次に、バッファ層３の上に厚さが１５００ｎｍのアンドープのＧａＮと、厚さが２５ｎｍのアンドープのＡｌ0.26Ｇａ0.74Ｎとを順次堆積することにより第１の半導体層３及び第２の半導体層４を形成する。
【００３１】
次に、マスクを除去した後、図３（ｂ）に示すように第２の半導体層５の上にシリコン（Ｓｉ）膜８を堆積してパターニングすることにより、第２の半導体層５の表面をＳＢＤの周縁部の高抵抗領域５を形成する部位を除いてマスクする。マスクを形成した状態において、酸素雰囲気中において１０００℃の温度で２０分間の熱処理を行い、ＳＢＤの周縁部に高抵抗領域５を形成する。
【００３２】
次に、マスクを除去した後、図３（ｃ）に示すように第２の半導体層５の上に厚さがそれぞれ１０ｎｍ、２００ｎｍ、５０ｎｍ及び５００ｎｍのＴｉ、Ａｌ、Ｔｉ及びＡｕを順に蒸着した後、リフトオフし、さらに６００℃の温度で熱処理を行うことによりオーミック電極７を形成する。続いて、第２の半導体層５の上に厚さがそれぞれ５０ｎｍ及び２００ｎｍのＮｉ及びＡｕを順に蒸着した後、リフトオフし、さらに熱処理を行うことによりショットキー電極６を形成する。
【００３３】
なお、第１の半導体層４と第２の半導体層５とにＧａＮとＡｌ0.26Ｇａ0.74Ｎの組み合わせを用いたが、第１の半導体層４と第２の半導体層５との界面に２次元電子ガスが形成される範囲でＡｌの組成比を任意に変更してよい。また、第２の半導体層５をアンドープとしたが、ｎ型にドープしてもよい。さらに、ＧａＡｓとＡｌＧａＡｓとの組み合わせ、ＩｎＧａＡｓとＡｌＧａＡｓとの組み合わせ、ＩｎＧａＡｓとＩｎＡｌＡｓとの組み合わせ又はＩｎＧａＡｓとＩｎＰとの組み合わせ等を用いてもよい。
【００３４】
本実施形態において高抵抗領域は、抵抗値が１×１０4Ωｃｍ以上の領域であればよく、１×１０6Ωｃｍ以上であることが好ましい。また、熱処理に代えて、イオン注入法により形成してもよい。この場合には例えば、窒素イオンを１００ＫｅＶの加速電圧で、４×１０13ｃｍ-2のドーズ量となるように注入すればよい。
【００３５】
（第１の実施形態の第１変形例）
以下に、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るＳＢＤについて図を参照して説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は本実施形態に係るＳＢＤの構造であり、（ａ）は平面構造を示しており、（ｂ）は（ａ）のIVｂ−IVｂ線における断面構造を示している。図４において図１と同一の構成要素については同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００３６】
図４（ａ）に示すように本実施形態のＳＢＤにおいては、ショットキー電極６は平面正方形状の外形をしており、中央部に形成された平面正方形状のオーミック電極７を囲むように形成されている。２次元電子ガスを利用したＳＢＤにおいては、ショットキー電極とオーミック電極との間を基板に対して平行に順方向電流が流れる。従って、ＳＢＤに大電流を流すためにはショットキー電極６とオーミック電極７とが対向して配置されている部分の長さをできるだけ長くする必要がある。
【００３７】
本変形例のＳＢＤにおいては、中央部に設けられたオーミック電極７の周りを囲むように間隔をおいてショットキー電極６が形成されている。従って、オーミック電極７のすべての辺がショットキー電極６と対向しており、効率よくショットキー電極６からオーミック電極７へ電流を流すことができる。
【００３８】
なお、本実施形態において、ショットキー電極６の外周の形状を平面正方形状としたが、オーミック電極７を囲む構造であればよく、ショットキー電極６の外周の形状を６角形状や円形状等としてもよい。また、ショットキー電極６の内周の形状と外周の形状とは一致していても、不一致であってもよい。但し、ショットキー電極６とオーミック電極７との間隔をできるだけ等間隔に保つために、ショットキー電極６の内周の平面形状とオーミック電極７の平面形状とは、相似の形状とすることが好ましい。
【００３９】
（第１の実施形態の第２変形例）
図５（ａ）及び図５（ｂ）は本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るＳＢＤの構造であり、（ａ）は平面構造を示しており、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面構造を示している。図５において図１と同一の構成要素については同一の符号を附すことにより説明を省略する。図５に示すように、本変形例のＳＢＤにおいては、ショットキー電極６はオーミック電極７を完全に囲む形状ではなく切り欠き部分を有している。
【００４０】
このようにショットキー電極６が切り欠き部分を有している場合には、オーミック電極７とショットキー電極６とが対向する部分の長さが短くなるが、ショットキー電極６を形成する際に、第１の実施形態の第１変形例と異なりリフトオフ法が行いやすくなり、容易に製造することが可能となる。
【００４１】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る集積回路について図を参照して説明する。図６は本実施形態の集積回路の等価回路を示している。図７（ａ）及び図７（ｂ）は本実施形態の集積回路の構造であり、（ａ）は平面構造を示しており、（ｂ）は（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線における断面構造を示している。
【００４２】
図６に示すように本実施形態の集積回路は、第１のＳＢＤ２１Ａと第２のＳＢＤ２１Ｂとが互いに逆方向に接続された電圧リミッタ回路である。入力端子４１と入力端子４２との間に印加された電圧がＳＢＤの順方向のオン電圧以上になると、ＳＢＤに電圧が流れるため、出力端子４３と出力端子４４との間の電圧はＳＢＤのオン電圧以上にはならない。
【００４３】
図７に示すように本実施形態において、サファイアからなる基板１１の上には、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により順次成長させた、厚さが１００ｎｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるバッファ層１２と、厚さが１５００ｎｍのアンドープの窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる第１の半導体層１３と、厚さが２５ｎｍのアンドープのアルミニウム窒化ガリウム（Ａｌ0.26Ｇａ0.74Ｎ）からなる第２の半導体層１４とが形成されている。
【００４４】
第２の半導体層１４の上には、平面４角形状のオーミック電極１７Ａとオーミック電極１７Ｂとが間隔をおいて形成されている。オーミック電極１７Ａを囲むようにショットキー電極１６Ａが形成され、オーミック電極１７Ｂを囲むようにショットキー電極１６Ｂが形成されている。
【００４５】
ショットキー電極１６Ａのオーミック電極１７Ａと対向する側と逆の側（外側）及びショットキー電極１６Ｂの外側を囲むように高抵抗領域１５が形成されている。これにより、第１のＳＢＤ２１Ａ及び第２のＳＢＤ２１Ｂは共に、素子の周縁部に空乏層が広らないので、電界集中による耐圧の低下が生じない。さらに、第１のＳＢＤ２１Ａと第２のＳＢＤ２１Ｂとは互いに電気的に絶縁されており、第１のＳＢＤ２１Ａのショットキー電極１６Ａと第２のＳＢＤ２１Ｂのショットキー電極１６Ｂ及び第１のＳＢＤ２１Ａのオーミック電極１７Ａと第２のＳＢＤ２１Ｂのオーミック電極１７Ｂとにはそれぞれ異なる電圧を印加することができる。
【００４６】
第２の半導体層１４の上には、ショットキー電極１６Ａ及びショットキー電極１６Ｂと、オーミック電極１７Ａ及びオーミック電極１７Ｂとを覆うように厚さが３μｍのベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）からなる絶縁膜２２が形成されている。絶縁膜２２の上には厚さがそれぞれ１５０ｎｍ及び２０００ｎｍのチタン（Ｔｉ）及び金（Ａｕ）からなる配線３１と配線３２とが形成されている。
【００４７】
配線３１には、ビア２４を介して第１のＳＢＤ２１Ａのショットキー電極１６Ａと第２のＳＢＤ２１Ｂのオーミック電極１７Ｂとが電気的に接続されている。配線３２には、ビア２４を介して第２のＳＢＤ２１Ｂのショットキー電極１６Ｂと第１のＳＢＤ２１Ａのオーミック電極１７Ａとが電気的に接続されている。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の集積回路によれば２個のＳＢＤからなるリミッタ回路が１枚の基板の上に集積されている。従って、１個の部品によりリミッタ回路を形成することができる。また、本実施形態においてはＳＢＤのオーミック電極が基板と電気的に接続されていないため、さらに他のトランジスタ等を同一の基板の上に形成することも可能である。
【００４９】
なお、本実施形態においては１個づつのＳＢＤを互いに異なる方向に接続する例を示したが、２個以上のＳＢＤを直列に接続して、これを２組用いてリミッタ回路を形成してもよい。この場合ｎ個のＳＢＤを直列に接続すると、リミッタの作動電圧はＳＢＤのオン電圧のｎ倍となる。
【００５０】
（第２の実施形態の一変形例）
以下に、本発明の第２の実施形態の一変形例に係る集積回路について、図を参照して説明する。図８は本変形例の集積回路の等価回路を示している。図９（ａ）及び図９（ｂ）は本変形例の集積回路の構造であり、（ａ）は平面構造を示しており、（ｂ）は（ａ）のIXｂ−IXｂ線における断面構造を示している。図９において図７と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５１】
図８に示すように本変形例の集積回路は、４個のＳＢＤを組み合わせた整流回路であり、２個のＳＢＤを直列に接続したサブ回路が２つ組み合わされている。それぞれのサブ回路の中間ノードに交流電力が入力されると、出力端子から直流電力を出力する２相整流回路である。なお、同様の構成で３相整流回路も実現できる。
【００５２】
図９に示すように、本変形例の集積回路は１枚の基板の上に形成された第１のＳＢＤ２１Ａ、第２のＳＢＤ２１Ｂ、第３のＳＢＤ２１Ｃ及び第４のＳＢＤ２１Ｄによって形成されている。第１のＳＢＤ２１Ａから第４のＳＢＤ２１Ｄの周囲には、各ＳＢＤを囲むように高抵抗領域１５が形成されており、第１のＳＢＤ２１Ａから第４のＳＢＤ２１Ｄはそれぞれ電気的に絶縁されている。
【００５３】
第１のＳＢＤ２１Ａのオーミック電極１７Ａと第３のＳＢＤ２１Ｃのオーミック電極１７Ｃとは配線３１によって互いに接続されており、出力端子４３が形成されている。第２のＳＢＤ２１Ｂのショットキー電極１６Ｂと第４のＳＢＤ２１Ｃのショットキー電極１６Ｄとは配線３４によって互いに接続されており、出力端子４４が形成されている。
【００５４】
第１のＳＢＤ２１Ａのショットキー電極１６Ａと第２のＳＢＤ２１Ｂのオーミック電極１７Ｂとは配線３２により互いに接続され、入力端子４１が形成されている。第３のＳＢＤ２１Ｃのショットキー電極１６Ｃと第４のＳＢＤ２１Ｄのオーミック電極１７Ｄとは配線３３により互いに接続され、入力端子４２が形成されている。
【００５５】
本変形例の集積回路によれば、従来集積化できず４個のＳＢＤにより形成しなければならなかった整流回路を、１個の部品により形成することが可能となるため、占有面積を小さくすることが可能となると共に、組立工程を簡略化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のショットキーバリアダイオード及びそれを用いた集積回路は、ショットキーバリアダイオードの耐圧が低下することを防止できると共に、複数のＳＢＤのそれぞれの電極に異なる電圧を印加することが可能であり、高耐圧のＳＢＤ及び高耐圧のＳＢＤが集積化されたコンパクトな集積回路を実現できるため、窒化物系半導体材料を用いたショットキーバリアダイオード及びそれを用いた集積回路等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るショットキーバリアダイオードの構造を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩａ−Ｉａ線における断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るショットキーバリアダイオードの電流−電圧特性を示すグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るショットキーバリアダイオードの製造工程を工程順に示す断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るショットキーバリアダイオードの構造を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIVａ−IVａ線における断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るショットキーバリアダイオードの構造を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶａ−Ｖａ線における断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る集積回路を示す等価回路図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る集積回路の構造を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIａ−VIIａ線における断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の一変形例に係る集積回路を示す等価回路図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の一変形例に係る集積回路の構造を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIXａ−IXａ線における断面図である。
【図１０】第１の従来例に係るショットキーバリアダイオードの構造を示す断面図である。
【図１１】第２の従来例に係るショットキーバリアダイオードの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１      基板
２      バッファ層
３      第１の半導体層
４      第２の半導体層
５      高抵抗領域
６      ショットキー（アノード）電極
７      オーミック（カソード）電極
８      シリコン膜
１１    基板
１２    バッファ層
１３    第１の半導体層
１４    第２の半導体層
１５    高抵抗領域
１６Ａ  ショットキー（アノード）電極
１６Ｂ  ショットキー（アノード）電極
１６Ｃ  ショットキー（アノード）電極
１６Ｄ  ショットキー（アノード）電極
１７Ａ  オーミック（カソード）電極
１７Ｂ  オーミック（カソード）電極
１７Ｃ  オーミック（カソード）電極
１７Ｄ  オーミック（カソード）電極
２１Ａ  第１のショットキーバリアダイオード
２１Ｂ  第２のショットキーバリアダイオード
２１Ｃ  第３のショットキーバリアダイオード
２１Ｄ  第４のショットキーバリアダイオード
２２    絶縁膜
２４    ビア
３１    配線
３２    配線
３３    配線
３４    配線
４１    入力端子
４２    入力端子
４３    出力端子
４４    出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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