(57)【要約】【課題】縦型ドリフト領域（即ち、ＪＦＥＴ領域）を備えている半導体装置において、耐圧とオン抵抗の間に存在するトレードオフの関係を改善する。【解決手段】半導体装置１は、窒化物半導体層２０の表面上の一部に設けられているヘテロ接合領域４２を備える。ヘテロ接合領域４２は、縦型ドリフト領域２１ｂが窒化物半導体層２０の表面に露出する範囲の少なくとも一部に接触しており、縦型ドリフト領域２１ｂより広いバンドギャップを有する。ヘテロ接合領域４２と縦型ドリフト領域２１ｂの間のヘテロ接合界面に２次元電子ガスが形成され、オン抵抗が下がる。【選択図】図１
2018056297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体層と、
前記窒化物半導体層の一方の主面上の一部に設けられている絶縁ゲート部と、
前記窒化物半導体層の前記主面上の他の一部に設けられているヘテロ接合領域と、を備えており、
前記窒化物半導体層は、
前記主面に露出するＮ型の縦型ドリフト領域と、
前記縦型ドリフト領域に隣接しており、前記主面に露出するＰ型のチャネル領域と、
前記チャネル領域によって前記縦型ドリフト領域から隔てられており、前記主面に露出するＮ型のソース領域と、を有しており、
前記絶縁ゲート部は、前記縦型ドリフト領域と前記ソース領域を隔てている前記チャネル領域に対向しており、
前記ヘテロ接合領域は、前記縦型ドリフト領域が前記主面に露出する範囲の少なくとも一部に接触しており、前記縦型ドリフト領域のバンドギャップより広いバンドギャップを有するＮ型又はＩ型の窒化物半導体である、半導体装置。
【請求項２】
前記ヘテロ接合領域は、前記縦型ドリフト領域が前記窒化物半導体層の前記主面に露出する全範囲に接触する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ヘテロ接合領域上に設けられているＰ型の窒化物半導体の表面被覆領域をさらに備えており、
前記表面被覆領域は、前記絶縁ゲート部のゲート電極に電気的に接続する、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
Ｎ型の窒化物半導体層の一方の主面上に、前記窒化物半導体層のバンドギャプより広いバンドギャプを有するＮ型又はＩ型の窒化物半導体のヘテロ接合層を形成する工程と、
前記ヘテロ接合層の一部をエッチングし、前記窒化物半導体層にヘテロ接合するヘテロ接合領域を形成するとともに、前記ヘテロ接合領域に隣接する位置において前記窒化物半導体層の前記主面を露出させるエッチング工程と、
前記エッチング工程で露出した前記主面に向けてＰ型の不純物を照射し、前記主面に露出するチャネル領域を形成するチャネル領域形成工程と、
前記チャネル領域内において前記主面に露出する前記窒化物半導体層の一部に向けてＮ型の不純物を照射し、前記主面に露出するソース領域を形成するソース領域形成工程と、
前記ヘテロ接合領域と前記ソース領域を隔てている前記チャネル領域に対向する絶縁ゲート部を前記窒化物半導体層の前記主面上に形成する絶縁ゲート部形成工程と、を備える半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９に示した従来の半導体装置１００は、Ｎ型の窒化物半導体基板１１０、窒化物半導体基板１１０上に積層した窒化物半導体層１２０、窒化物半導体基板１１０の裏面を被覆するドレイン電極１３２、窒化物半導体層１２０の表面を被覆するソース電極１３４、及び、窒化物半導体層１２０の表面上の一部に設けられている絶縁ゲート部１３６を備える。窒化物半導体層１２０は、Ｎ型のドリフト領域１２１、Ｐ型のベース領域１２２、Ｐ型のチャネル領域１２３、Ｐ型のコンタクト領域１２４、及び、Ｎ型のソース領域１２５を有する。ドリフト領域１２１は、横型ドリフト領域１２１ａと縦型ドリフト領域１２１ｂで構成されており、その縦型ドリフト領域１２１ｂが窒化物半導体層１２０の表面に露出する。本明細書では、縦型ドリフト領域１２１ｂのことを特にＪＦＥＴ領域ということもある。
【０００３】
ベース領域１２２は、横型ドリフト領域１２１ａとチャネル領域１２３の間に配置されており、Ｐ型不純物を高濃度に含んでおり、オフのときにチャネル領域１２３がパンチスルーするのを抑えるために形成されている。チャネル領域１２３は、縦型ドリフト領域１２１ｂに隣接する位置に配置されており、窒化物半導体層１２０の表面に露出する。コンタクト領域１２４は、窒化物半導体層１２０の表面に露出しており、ソース電極１３４に電気的に接続する。ソース領域１２５は、チャネル領域１２３によって縦型ドリフト領域１２１ｂから隔てられており、窒化物半導体層１２０の表面に露出しており、ソース電極１３４に電気的に接続する。絶縁ゲート部１３６のゲート電極１３６ｂは、縦型ドリフト領域１２１ｂとソース領域１２５を隔てる部分のチャネル領域１２３にゲート絶縁膜１３６ａを介して対向する。絶縁ゲート部１３６のゲート電極１３６ｂは、層間絶縁膜１５２によってソース電極１３４から絶縁分離されている。
【０００４】
この半導体装置１００がオンのときは、ゲート電極１３６ｂの電位によって、縦型ドリフト領域１２１ｂとソース領域１２５を隔てる部分のチャネル領域１２３に反転層が形成され、その反転層を経由してソース領域１２５から縦型ドリフト領域１２１ｂに電子が流入する。縦型ドリフト領域１２１ｂに流入した電子は、縦型ドリフト領域１２１ｂを縦方向に流れてドレイン電極１３２に向かう。これにより、ドレイン電極１３２とソース電極１３４が導通する。
【０００５】
半導体装置１００がオフのときは、ベース領域１２２及びチャネル領域１２３から縦型ドリフト領域１２１ｂ内に空乏層が伸びてくる。半導体装置１００がオフのときに、縦型ドリフト領域１２１ｂは、両側から伸びてくる空乏層が繋がってピンチオフの状態となるように設計されている。縦型ドリフト領域１２１ｂがピンチオフすることで、絶縁ゲート部１３６のゲート絶縁膜１３６ａに加わる電界が緩和され、ゲート絶縁膜１３６ａの絶縁破壊が抑えられ、半導体装置１００の耐圧が向上する。なお、半導体装置１００がオンすると、縦型ドリフト領域１２１ｂとベース領域１２２とチャネル領域１２３の電位がほぼ等しくなり、空乏層が消失する。Ｎ型の縦型ドリフト領域１２１ｂとＰ型のベース領域１２２によってＪＦＥＴ構造が構成され、Ｎ型の縦型ドリフト領域１２１ｂとＰ型のチャネル領域１２３によってＪＦＥＴ構造が構成されている。特許文献１は、縦型ドリフト領域（即ち、ＪＦＥＴ領域）を有する半導体装置の一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−０４１７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体装置１００のオフのときに、縦型ドリフト領域１２１ｂが良好にピンチオフしてゲート絶縁膜１３６ａの絶縁破壊を抑えるためには、縦型ドリフト領域１２１ｂの不純物濃度を薄く設定するのが望ましい。しかしながら、縦型ドリフト領域１２１ｂの不純物濃度が薄いと、縦型ドリフト領域１２１ｂの電気抵抗が高くなり、半導体装置１００のオン抵抗が増加する。
【０００８】
このように、縦型ドリフト領域を有する半導体装置には、耐圧とオン抵抗の間にトレードオフの関係がある。特に、窒化物半導体を用いた半導体装置は、窒化物半導体が有する高絶縁破壊電界という特性を十分に発揮させるために、窒化物半導体層の厚みが比較的薄く設計され、ゲート絶縁膜に高電界が加わるような条件下で使用される。このため、窒化物半導体を用いた半導体装置では特に、上記のトレードオフ関係を改善する技術の開発が強く望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書が開示する半導体装置は、窒化物半導体層、窒化物半導体層の一方の主面上の一部に設けられている絶縁ゲート部、及び、窒化物半導体層の前記主面上の他の一部に設けられているヘテロ接合領域を備える。窒化物半導体層は、Ｎ型の縦型ドリフト領域、Ｐ型のチャネル領域、及び、Ｎ型のソース領域を有する。縦型ドリフト領域は、窒化物半導体層の前記主面に露出する。チャネル領域は、縦型ドリフト領域に隣接しており、窒化物半導体層の前記主面に露出する。ソース領域は、チャネル領域によって縦型ドリフト領域から隔てられており、窒化物半導体層の前記主面に露出する。絶縁ゲート部は、縦型ドリフト領域とソース領域を隔てているチャネル領域に対向する。ヘテロ接合領域は、縦型ドリフト領域が窒化物半導体層の前記主面に露出する範囲の少なくとも一部に接触しており、縦型ドリフト領域のバンドギャップよりも広いバンドギャップを有するＮ型又はＩ型の窒化物半導体である。
【００１０】
上記半導体装置では、縦型ドリフト領域とヘテロ接合領域がヘテロ接合しており、縦型ドリフト領域の表面部に２次元電子ガスが生成する。２次元電子ガスには高密度な電子キャリアが存在するので、縦型ドリフト領域の表面部の電気抵抗が大きく低下する。これにより、半導体装置のオン抵抗が低下する。換言すると、上記半導体装置は、良好にピンチオフするために縦型ドリフト領域の不純物濃度が薄く設定されていても、低いオン抵抗を有することができる。このように、上記半導体装置は、耐圧とオン抵抗の間のトレードオフ関係を改善することができる。
【００１１】
本明細書が開示する半導体装置の製造方法は、ヘテロ接合層の形成工程、エッチング工程、チャネル領域形成工程、ソース領域形成工程、及び、絶縁ゲート部形成工程を備える。ヘテロ接合層の形成工程では、Ｎ型の窒化物半導体層の一方の主面上に、窒化物半導体層のバンドギャプより広いバンドギャプを有するＮ型又はＩ型のヘテロ接合層を形成する。エッチング工程では、ヘテロ接合層の一部をエッチングして窒化物半導体層にヘテロ接合するヘテロ接合領域を形成するとともに、前記ヘテロ接合領域に隣接する位置において前記窒化物半導体層の前記主面を露出させる。チャネル領域形成工程では、エッチング工程で露出した前記主面に向けてＰ型の不純物を照射し、前記主面に露出するチャネル領域を形成する。ソース領域形成工程では、チャネル領域内において前記主面に露出した前記窒化物半導体層の一部に向けてＮ型の不純物を照射し、窒化物半導体層の前記主面に露出するソース領域を形成する。絶縁ゲート部形成工程では、ヘテロ接合領域とソース領域を隔てているチャネル領域に対向する絶縁ゲート部を窒化物半導体層の前記主面上に形成する。
【００１２】
上記半導体装置の製造方法によれば、エッチング工程で残存させたヘテロ接合領域に隣接する位置にチャネル領域を形成することで、残存させたヘテロ接合領域の下方に縦型ドリフト領域を選択的に形成することができる。換言すれば、縦型ドリフト領域の主面上にヘテロ接合領域を選択的に形成することができる。このように、上記半導体装置の製造方法によれば、縦型ドリフト領域とヘテロ接合領域の位置合わせを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図２】半導体装置の一製造過程における半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図３】半導体装置の一製造過程における半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図４】半導体装置の一製造過程における半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図５】半導体装置の一製造過程における半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図６】半導体装置の一製造過程における半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図７】半導体装置の一製造過程における半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図８】変形例の半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図９】従来の半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示されるように、半導体装置１は、Ｎ型の窒化物半導体基板１０、窒化物半導体基板１０上に積層した窒化物半導体層２０、窒化物半導体層２０の表面上の一部に積層したヘテロ接合領域４２、窒化物半導体基板１０の裏面を被覆するドレイン電極３２、窒化物半導体層２０の表面を被覆するソース電極３４、及び、窒化物半導体層２０の表面上の一部に設けられている絶縁ゲート部３６を備える。窒化物半導体層２０は、Ｎ型のドリフト領域２１、Ｐ型のベース領域２２、Ｐ型のチャネル領域２３、Ｐ型のコンタクト領域２４、及び、Ｎ型のソース領域２５を有する。ドリフト領域２１は、横型ドリフト領域２１ａと縦型ドリフト領域２１ｂで構成されており、その縦型ドリフト領域２１ｂが窒化物半導体層２０の表面に露出する。ヘテロ接合領域４２は窒化物半導体層２０の一部ではなく、窒化物半導体層２０の上側の主面の一部に形成されている。
【００１５】
窒化物半導体基板１０は、Ｎ型不純物を高濃度に含む窒化ガリウム（ＧａＮ）を材料とする。窒化物半導体基板１０の裏面全体にドレイン電極３２がオーミック接触している。窒化物半導体基板１０は、窒化物半導体層２０がエピタキシャル成長するための下地基板である。
【００１６】
窒化物半導体層２０は、窒化物半導体基板１０上にエピタキシャル成長して堆積されている。窒化物半導体層２０は、窒化物半導体基板１０よりもＮ型不純物を低濃度に含む窒化ガリウム（ＧａＮ）を材料とする。窒化物半導体層２０には、後述する複数種類の拡散領域が形成されている。
【００１７】
ドリフト領域２１は、窒化物半導体層２０に複数種類の拡散領域を形成した残部として構成されており、横型ドリフト領域２１ａ及び縦型ドリフト領域２１ｂを有する。横型ドリフト領域２１ａは、窒化物半導体基板１０上に配置されている。縦型ドリフト領域２１ｂは、横型ドリフト領域２１ａから縦方向に突出した凸状の形態を有するように、横型ドリフト領域２１ａ上に配置されており、窒化物半導体層２０の表面の一部に露出する。縦型ドリフト領域２１ｂは、窒化物半導体層２０の表面に直交する方向（紙面上下方向）から見たときに、長手方向（紙面奥行方向）に沿って直線状に伸びている。
【００１８】
ベース領域２２は、横型ドリフト領域２１ａとチャネル領域２３の間に配置されているとともに、縦型ドリフト領域２１ｂの両側に配置されている。ベース領域２２は、チャネル領域２３よりもＰ型不純物を高濃度に含んでおり、オフのときにチャネル領域２３がパンチスルーするのを抑えるために形成されている。ベース領域２２は、イオン注入技術を利用して、窒化物半導体層２０の表面に向けてマグネシウムを照射することで形成されている。
【００１９】
チャネル領域２３は、ベース領域２２上に配置されており、縦型ドリフト領域２１ｂの両側に配置されているとともに、窒化物半導体層２０の表面に露出する。チャネル領域２３は、イオン注入技術を利用して、窒化物半導体層２０の表面に向けてマグネシウムを照射することで形成されている。
【００２０】
コンタクト領域２４は、チャネル領域２３上に配置されており、窒化物半導体層２０の表面に露出する。コンタクト領域２４は、Ｐ型不純物を高濃度に含んでおり、ソース電極３４にオーミック接触している。コンタクト領域２４は、イオン注入技術を利用して、窒化物半導体層２０の表面に向けてマグネシウムを照射することで形成されている。
【００２１】
ソース領域２５は、チャネル領域２３上に配置されており、チャネル領域２３によってドリフト領域２１から隔てられているとともに、窒化物半導体層２０の表面に露出する。ソース領域２５は、Ｎ型不純物を高濃度に含んでおり、ソース電極３４にオーミック接触している。ソース領域２５は、イオン注入技術を利用して、窒化物半導体層２０の表面に向けてシリコンを照射することで形成されている。
【００２２】
ヘテロ接合領域４２は、窒化物半導体層２０の表面上の一部に設けられている。正確にいうと、ヘテロ接合領域４２は、縦型ドリフト領域２１ｂが窒化物半導体層２０の表面に露出する全範囲に接触するように設けられている。ヘテロ接合領域４２は、Ｎ型又はＩ型の窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）を材料とする。ヘテロ接合領域４２が窒化アルミニウム（ＡｌＧａＮ）で形成されており、縦型ドリフト領域２１ｂが窒化ガリウム（ＧａＮ）で形成されているので、ヘテロ接合領域４２と縦型ドリフト領域２１ｂがヘテロ接合している。このため、縦型ドリフト領域２１ｂの表面部には２次元電子ガス（２ＤＥＧ）が生成される。なお、ヘテロ接合領域４２の材料は、ＺｎＡｌＧａＮであってもよい。
【００２３】
絶縁ゲート部３６は、窒化物半導体層２０の表面上の一部に設けられており、酸化シリコンのゲート絶縁膜３６ａ及びポリシリコンのゲート電極３６ｂを有する。詳細には、ゲート絶縁膜３６ａは、縦型ドリフト領域２１ｂとソース領域２５を隔てる部分のチャネル領域２３の表面、ヘテロ接合領域４２の側面、及び、ヘテロ接合領域４２の表面の一部を被覆する。ゲート電極３６ｂは、縦型ドリフト領域２１ｂとソース領域２５を隔てる部分のチャネル領域２３にゲート絶縁膜３６ａを介して対向するとともに、ゲート絶縁膜３６ａの開口を介してヘテロ接合領域４２の表面に接触する。なお、ゲート電極３６ｂは、必要に応じて、ヘテロ接合領域４２に接触していなくてもよい。ゲート電極３６ｂは、層間絶縁膜５２によってソース電極３４から絶縁分離されている。
【００２４】
次に、半導体装置１の動作を説明する。使用時には、ドレイン電極３２に正電圧が印加され、ソース電極３４が接地される。ゲート電極３６ｂにゲート閾値よりも高い正電圧が印加されると、縦型ドリフト領域２１ｂとソース領域２５を隔てる部分のチャネル領域２３に反転層が形成され、半導体装置１がターンオンする。このとき、反転層を経由してソース領域２５から縦型ドリフト領域２１ｂに電子が流入する。縦型ドリフト領域２１ｂに流入した電子は、その縦型ドリフト領域２１ｂを縦方向に流れてドレイン電極３２に向かう。これにより、ドレイン電極３２とソース電極３４が導通する。半導体装置１がオンのとき、縦型ドリフト領域２１ｂの表面部に２次元電子ガスが生成する。２次元電子ガスには高密度な電子キャリアが存在するので、縦型ドリフト領域２１ｂの表面部の電気抵抗が大きく低下する。これにより、半導体装置１のオン抵抗が低下する。
【００２５】
ゲート電極３６ｂが接地されると、反転層が消失し、半導体装置１がターンオフする。このとき、縦型ドリフト領域２１ｂ内にベース領域２２及びチャネル領域２３から空乏層が伸びてくる。縦型ドリフト領域２１ｂは、両側から伸びてくる空乏層が繋がってピンチオフの状態となる。縦型ドリフト領域２１ｂがピンチオフすることで、絶縁ゲート部３６のゲート絶縁膜３６ａに加わる電界が緩和され、ゲート絶縁膜３６ａの絶縁破壊が抑えられ、半導体装置１が高い耐圧を有することができる。
【００２６】
半導体装置１では、縦型ドリフト領域２１ｂが良好にピンチオフするために、縦型ドリフト領域２１ｂの不純物濃度が薄い。このような場合、縦型ドリフト領域２１ｂの不純物濃度に基づく電気抵抗が高くなる。しかしながら、半導体装置１では、上記したように、縦型ドリフト領域２１ｂの表面部に電子キャリアの密度が濃い２次元電子ガスが生成されており、これにより、半導体装置１は、低いオン抵抗を有することができる。即ち、半導体装置１は、良好にピンチオフするために縦型ドリフト領域２１ｂの不純物濃度が薄く設定されていても、低いオン抵抗を有することができる。この結果、半導体装置１は、耐圧とオン抵抗の間のトレードオフ関係を改善することができる。
【００２７】
さらに、半導体装置１は、図９に示す従来の半導体装置１００と対比すると分かるように、縦型ドリフト領域２１ｂの表面にゲート絶縁膜３６ａが存在しない。このため、この部分でのゲート絶縁膜３６ａの絶縁破壊という問題がそもそも存在しない。この点においても、半導体装置１は高い耐圧を有することができる。
【００２８】
半導体装置１は、オフのときに負電圧がゲート電極３６ｂに印加されるように駆動されてもよい。この場合、半導体装置１がオフのときに２次元電子ガスを消失させることができ、縦型ドリフト領域２１ｂをより良好にピンチオフさせることができる。
【００２９】
次に、半導体装置１の製造方法を説明する。まず、図２に示されるように、エピタキシャル成長技術を利用して、窒化物半導体基板１０の表面に窒化物半導体層２０を堆積させる。
【００３０】
次に、図３に示されるように、エピタキシャル成長技術を利用して、窒化物半導体層２０の表面にヘテロ接合層１４２を堆積させる。
【００３１】
次に、図４に示されるように、ヘテロ接合層１４２の表面上にマスク５４をパターニングし、ヘテロ接合層１４２の一部をエッチングする。これにより、窒化物半導体層２０の表面上の一部にヘテロ接合領域４２が残存し、そのヘテロ接合領域４２の両側方に位置する窒化物半導体層２０の表面が露出する。
【００３２】
次に、図５に示されるように、マスク５４を残存させた状態で、イオン注入技術を利用して、露出する窒化物半導体層２０の表面に向けてマグネシウムを照射する。イオン注入時の飛程距離及びマグネシウム導入量を調整することで、ベース領域２２及びチャネル領域２３が形成される。このように、ヘテロ接合層１４２をエッチングして窒化物半導体層２０の表面を露出させる工程と、ベース領域２２及びチャネル領域２３を形成する工程で用いるマスク５４を兼用することで、残存させたヘテロ接合領域４２の下方に縦型ドリフト領域２１ｂを選択的に形成することができる。換言すれば、縦型ドリフト領域２１ｂの表面上にヘテロ接合領域４２を選択的に形成することができる。このように、マスク５４を兼用することで、縦型ドリフト領域２１ｂとヘテロ接合領域４２の位置合わせを容易に行うことができる。
【００３３】
次に、図６に示されるように、イオン注入技術を利用して、コンタクト領域２４及びソース領域２５を形成する。例えば、コンタクト領域２４にマグネシウムを照射し、ソース領域２５にシリコンを照射する。次に、図７に示すように、窒化物半導体層２０の表面の一部に絶縁ゲート部３６を形成する。最後に、ドレイン電極３２及びソース電極３４を被膜することで、図１に示す半導体装置１が完成する。
【００３４】
（変形例）
図８に示す変形例の半導体装置２は、表面被覆領域４４をさらに備えることを特徴とする。表面被覆領域４４は、ヘテロ接合領域４２の表面に積層して設けられている。表面被覆領域４４は、Ｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ）を材料とする。ゲート電極３６ｂは、ゲート絶縁膜３６ａの開口を介して表面被覆領域４４の表面にオーミック接触又はショットキー接触する。
【００３５】
半導体装置２がオフのとき、表面被覆領域４４の電位がゲート電極３６ｂの接地電位と略同一となり、表面被覆領域４４とヘテロ接合領域４２の接合面が逆バイアスされ、表面被覆領域４４からヘテロ接合領域４２に向けて空乏層が伸びる。この空乏層によって、縦型ドリフト領域２１ｂの表面部の２次元電子ガスが消失する。上記した半導体装置１では、オフのときに２次元電子ガスを消失させるために、ゲート電極３６ｂに負電圧を印加する必要があった。一方、半導体装置２では、表面被覆領域４４が設けられていることにより、ゲート電極３６ｂを接地したとき、即ち、オフのときに２次元電子ガスを消失させることができる。このため、半導体装置２を駆動する駆動装置が負電圧を生成する必要がないので、簡易な回路構成の駆動装置で半導体装置２を駆動することができる。
【００３６】
以下、本明細書で開示される技術の特徴を整理する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
【００３７】
本明細書が開示する半導体装置は、窒化物半導体層、窒化物半導体層の一方の主面上の一部に設けられている絶縁ゲート部、及び、窒化物半導体層の前記主面上の他の一部に設けられているヘテロ接合領域を備えていてもよい。窒化物半導体層は、Ｎ型のドリフト領域、Ｐ型のチャネル領域、及び、Ｎ型のソース領域を有していてもよい。ドリフト領域は、窒化物半導体層の前記主面に露出する縦型ドリフト領域を有する。チャネル領域は、縦型ドリフト領域を間に置いて配置されており（縦型ドリフト領域の隣接する位置に配置されており）、窒化物半導体層の前記主面に露出する。ソース領域は、チャネル領域によって縦型ドリフト領域から隔てられており、窒化物半導体層の前記主面に露出する。絶縁ゲート部は、縦型ドリフト領域とソース領域を隔てているチャネル領域に対向する。絶縁ゲート部と半導体層の間には、他の層が介在してもよい。ヘテロ接合領域は、縦型ドリフト領域が窒化物半導体層の前記主面に露出する範囲の少なくとも一部に接触しており、縦型ドリフト領域のバンドギャップよりも広いバンドギャップを有するＮ型又はＩ型の窒化物半導体である。
【００３８】
上記半導体装置において、ヘテロ接合領域は、縦型ドリフト領域が窒化物半導体層の前記主面に露出する全範囲に接触してもよい。この場合、縦型ドリフト領域の表面部の広い範囲に２次元電子ガスが生成されるので、半導体装置は、より低いオン抵抗を有することができる。
【００３９】
上記半導体装置は、ヘテロ接合領域上に設けられているＰ型の窒化物半導体の表面被覆領域をさらに備えていてもよい。表面被覆領域は、絶縁ゲート部のゲート電極に電気的に接続する。この半導体装置によると、オフのときに縦型ドリフト領域の表面部の２次元電子ガスを消失させることができる。これにより、縦型ドリフト領域が良好にピンチオフすることができる。
【００４０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４１】
１：半導体装置
１０：窒化物半導体基板
２０：窒化物半導体層
２１：ドリフト領域
２１ａ：横型ドリフト領域
２１ｂ：縦型ドリフト領域
２２：ベース領域
２３：チャネル領域
２４：コンタクト領域
２５：ソース領域
３２：ドレイン電極
３４：ソース電極
３６：絶縁ゲート部
３６ａ：ゲート絶縁膜
３６ｂ：ゲート電極
４２：ヘテロ接合領域
５２：層間絶縁膜
【図１】
2018056297.tif 000003
【図２】
2018056297.tif 000004
【図３】
2018056297.tif 000005
【図４】
2018056297.tif 000006
【図５】
2018056297.tif 000007
【図６】
2018056297.tif 000008
【図７】
2018056297.tif 000009
【図８】
2018056297.tif 000010
【図９】
2018056297.tif 000011