(57)【要約】      （修正有）【課題】確実なノーマリオフ動作とリーク電流の少ないショットキダイオードを提供する。【解決手段】基板31表面にバッファ層32とUID-GaN層33とUID-AlGaN層34とが順次積層され、UID-GaN層とUID-AlGaN層との界面のUID-GaN層側に2DEG層35が発生するエピタキシャル基板と、UID-AlGaN層の表面に形成されたオーミックアノード電極39とオーミックカソード電極40と、オーミックアノード電極とオーミックカソード電極との間のオーミックアノード電極の側面に隣接して形成されたショットキアノードリセス36を少なくとも覆う熱CVDSiNショットキアノード絶縁膜37と、絶縁膜の表面のショットキアノードリセス内に形成されたショットキアノード電極41とを少なくとも備え、オーミックアノード電極とショットキアノード電極とが接続されている。【選択図】図３
2011210779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面にバッファ層とＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層とＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層とが順次積層され、前記ＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層と前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層との界面の前記ＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層側に２次元電子ガス層が発生するエピタキシャル基板と、
前記エピタキシャル基板の前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層の表面に形成されたオーミックアノード電極とオーミックカソード電極と、
前記オーミックアノード電極と前記オーミックカソード電極との間の前記オーミックアノード電極の側面に隣接して形成されたショットキアノードリセスを少なくとも覆い、前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層に前記２次元電子ガス層のキャリアピーク密度よりも高いキャリア密度のキャリアが発生するＳｉＮショットキアノード絶縁膜と、
前記ＳｉＮショットキアノード絶縁膜の表面の前記ショットキアノードリセス内に形成されたショットキアノード電極と
を少なくとも備え、
前記オーミックアノード電極と前記ショットキアノード電極とが接続されている
ことを特徴とするショットキダイオード。
【請求項２】
前記ＳｉＮショットキアノード絶縁膜は、熱ＣＶＤ法により形成されたＳｉＮ膜であることを特徴とする請求項２に記載のショットキダイオード。
【請求項３】
基板表面にバッファ層とＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層とＡｌＧａＮ電子供給層とが順次エピタキシャル成長されたエピタキシャル基板の前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層の表面にショットキアノードリセスがドライエッチングにより形成されるショットキアノードリセス形成工程と、
前記ショットキアノードリセスを少なくとも覆うＳｉＮショットキアノード絶縁膜が成膜されるショットキアノード絶縁膜成膜工程と、
前記ショットキアノードリセスの両側の前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層の表面にオーミックアノード電極とオーミックカソード電極とが、前記オーミックアノード電極の側面を前記ショットキアノードリセスに隣接させて形成されるオーミック電極形成工程と、
前記ＳｉＮショットキアノード絶縁膜の表面の前記ショットキアノードリセス内にショットキアノード電極が形成されるショトキ電極形成工程と、
前記オーミックアノード電極と前記ショットキアノード電極とが接続される接続工程と
を少なくとも備えることを特徴とするショットキダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記ＳｉＮショットキアノード絶縁膜を成膜させる成膜方法は、熱ＣＶＤ法であることを特徴とする請求項３に記載のショットキダイオードの製造方法。
【請求項５】
基板表面にバッファ層とＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層とＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層とが順次積層され、前記ＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層と前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層との界面の前記ＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層側に２次元電子ガス層が発生するエピタキシャル基板と、
前記エピタキシャル基板の前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層の表面に形成されたオーミックアノード電極とオーミックカソード電極と、
前記オーミックアノード電極と前記オーミックカソード電極との間の前記オーミックアノード電極の側面に隣接して形成されたショットキアノードリセスの表面に形成されたショットキアノード電極と
を少なくとも備え、
前記オーミックアノード電極と前記ショットキアノード電極とが接続されていることを特徴とするショットキダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ接合構造を有するエピタキシャル基板を用いたショットキダイオードおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ接合構造を有するショットキダイオードについては、例えば、非特許文献１に開示されている技術がある。図６を参照して、この開示技術のショットキダイオードの構造と製造方法について説明する。
【０００３】
ＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ接合構造を有するショットキダイオードを作製するために、図６（ａ）に示すエピタキシャル基板５００を用意する。このエピタキシャル基板５００は、ＳｉＣ、Ｓｉ、サファイアなどの基板５１の表面に有機金属化学気相成長（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ）法または分子線エピタキシ（Molecular Beam Epitaxy：ＭＢＥ）法を用いて、順次積層されたバッファ層５２、Un-Intentionally Doped （以後、ＵＩＤと略称する。）−ＧａＮ電子走行層（以後、ＵＩＤ−ＧａＮ層と略称する。）５３、および、ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層（以後、ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層と略称する。）５４を備えて構成される。
【０００４】
このような構成にすることで、エピタキシャル基板５００のＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層５４とＵＩＤ−ＧａＮ層５３とのヘテロ界面のＵＩＤ−ＧａＮ層５３側に、２次元的なエネルギバンドの谷が生成され、これに沿って電子が走行する２次元電子ガス（Two Dimensional Electron Gas（以後、２ＤＥＧと略称する。））層５５が形成される。
【０００５】
そして、図６（ｂ）に示すように、エピタキシャル基板５００の基板５１と反対側のＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層５４の表面側からイオン注入法により素子分離のためのアイソレーション領域５６を形成して素子領域を区画形成した後、ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層５４の表面に素子領域とアイソレーション領域５６とを含み間隔を設けてオーミックアノード電極５７とオーミックカソード電極５８とを形成する。ついで、オーミックアノード電極５７とオーミックカソード電極５８との間のオーミックアノード電極５７側のＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層５４表面から、ショットキアノード電極形成予定部にフッ素（Ｆ）プラズマ処理によりフッ素（Ｆ）プラズマ照射部５９を形成する。
【０００６】
そして、図６（ｃ）に示すように、このフッ素（Ｆ）プラズマ照射部５９の表面にオーミックアノード電極５７と同電位に接続されたショットキアノード電極６０を形成することで、ＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ構造を有するショットキダイオード５５０が作製される。
【０００７】
このＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ接合構造を有するショットキダイオード５５０は、オーミックアノード電極５７とＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層５４とのオーミック接合と、ショットキアノード電極６０とフッ素（Ｆ）プラズマ照射部５９とのショットキ接合とを組み合わせた構成にすることで、０Ｖから電流が立ち上がる整流特性を有するショットキダイオードとなる。
【０００８】
このショットキ接合は、フッ素（Ｆ）プラズマ照射部５９の深さによって、フッ素（Ｆ）プラズマ照射部５９の直下の２ＤＥＧ層５５に発生するキャリアを制御することで、０Ｖ以上のターンオン電圧においてノーマリオフ動作するショットキ接合である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】高谷  他、「フッ素系プラズマ処理を用いたＡｌＧａＮ／ＧａＮ電界効果ダイオード」：２００８年第６９回応用物理学会講演予稿集４ａ−Ｐ１４−１４.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
背景技術のショットキダイオード５５０は、特に、ショットキ接合においては、フッ素（Ｆ）プラズマ照射部５９の深さによって、フッ素（Ｆ）プラズマ照射部５９の直下の２ＤＥＧ層５５に発生するキャリアを制御することで、０Ｖ以上のターンオン電圧においてノーマリオフ動作させる。
しかしながら、このショットキ接合において、ＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ構造の２ＤＥＧ層５５のノーマリオフ動作を制御するときに、ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層５４内に形成されたフッ素（Ｆ）プラズマ照射部５９の照射されたフッ素（Ｆ）プラズマイオンが可動イオンとなることで高温動作時において不安定になるという問題があった。また、リーク電流の発生や場合によってはノーマリオフ動作しない等の問題があった。
【００１１】
本発明は、前記問題点を解決するために創案されたものであり、確実なノーマリオフ動作とリーク電流の少ないショットキ接合とを有するショットキダイオードおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明のショットキダイオードは、基板表面にバッファ層とＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層とＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層とが順次積層され、前記ＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層と前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層との界面の前記ＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層側に２次元電子ガス層が発生するエピタキシャル基板と、前記エピタキシャル基板の前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層の表面に形成されたオーミックアノード電極とオーミックカソード電極と、前記オーミックアノード電極と前記オーミックカソード電極との間の前記オーミックアノード電極の側面に隣接して形成されたショットキアノードリセスを少なくとも覆い、前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層に前記２次元電子ガス層のキャリアピーク密度よりも高いキャリア密度のキャリアが発生するＳｉＮショットキアノード絶縁膜と、前記ＳｉＮショットキアノード絶縁膜の表面の前記ショットキアノードリセス内に形成されたショットキアノード電極とを少なくとも備え、前記オーミックアノード電極と前記ショットキアノード電極とが接続されていることを特徴とする。
【００１３】
そして、前記ＳｉＮショットキアノード絶縁膜は、熱ＣＶＤ法により形成されたＳｉＮ膜であることが好適である。
【００１４】
このような構成にすることで、フッ素（Ｆ）プラズマ照射部等を介さずに、ショットキ接合を、ショットキアノード電極とショットキアノードリセス上のＳｉＮショットキアノード絶縁膜とが直接接続されたＭＩＳ構造とすることができ、リーク電流の少ない確実なノーマリオフ動作が可能となる。さらに、熱ＣＶＤ法により形成されたＳｉＮショットキアノード絶縁膜を設けることで、ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層に２次元電子ガス層のキャリアピーク密度よりも高いキャリア密度のキャリアを発生させることができるため、高耐圧電圧を有するＭＩＳ構成のショットキダイオードとすることができる。
【００１５】
また、前記目的を達成するために、本発明のショットキダイオードの製造方法は、基板表面にバッファ層とＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層とＡｌＧａＮ電子供給層とが順次エピタキシャル成長されたエピタキシャル基板の前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層の表面にショットキアノードリセスがドライエッチングにより形成されるショットキアノードリセス形成工程と、前記ショットキアノードリセスを少なくとも覆うＳｉＮショットキアノード絶縁膜が成膜されるショットキアノード絶縁膜成膜工程と、前記ショットキアノードリセスの両側の前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層の表面にオーミックアノード電極とオーミックカソード電極とが、前記オーミックアノード電極の側面を前記ショットキアノードリセスに隣接させて形成されるオーミック電極形成工程と、前記ＳｉＮショットキアノード絶縁膜の表面の前記ショットキアノードリセス内にショットキアノード電極を形成させるショトキ電極形成工程と、前記オーミックアノード電極と前記ショットキアノード電極とが接続される接続工程とを少なくとも備える。
【００１６】
そして、前記ＳｉＮショットキアノード絶縁膜の成膜方法は、熱ＣＶＤ法を用いることが好適である。
【００１７】
このような製造方法によれば、フッ素（Ｆ）プラズマ照射部等を介さずに、ショットキアノード電極とショットキアノードリセス上のＳｉＮショットキアノード絶縁膜とが直接接続されたリーク電流の少ない確実なノーマリオフ動作が可能なＭＩＳ構造のショットキダイードを製造することができる。さらに、熱ＣＶＤ法により形成されたＳｉＮショットキアノード絶縁膜を熱ＣＶＤ法により形成することで、高耐圧電圧を有するＭＩＳ構成のショットキダイオードを製造することができる。
【００１８】
また、前記目的を達成するために、本発明の他のショットキダイオードは、基板表面にバッファ層とＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層とＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層とが順次積層され、前記ＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層と前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層との界面の前記ＵＩＤ−ＧａＮ電子走行層側に２次元電子ガス層が発生するエピタキシャル基板と、前記エピタキシャル基板の前記ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ電子供給層の表面に形成されたオーミックアノード電極とオーミックカソード電極と、前記オーミックアノード電極と前記オーミックカソード電極との間の前記オーミックアノード電極の側面に隣接して形成されたショットキアノードリセスの表面に形成されたショットキアノード電極とを少なくとも備え、前記オーミックアノード電極と前記ショットキアノード電極とが接続されていることを特徴とする。
【００１９】
このような構成にすることで、フッ素（Ｆ）プラズマ照射部等を介さずに、ショットキ接合を、ショットキアノード電極とショットキアノードリセスとが直接接続されたＭＥＳ構造とすることができ、リーク電流の少ない確実なノーマリオフ動作が可能なＭＥＳ構造のショットキダイオードとすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、確実なノーマリオフ動作とリーク電流の少ないショットキ接合とを有するショットキダイオードおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態のショットキダイオードの構成および製造工程を説明するための断面工程図である。
【図２】第２の実施形態のショットキダイオードの構成および製造工程を説明するための断面工程図である。
【図３】図２に続く第２の実施形態のショットキダイオードの構成および製造工程を説明するための断面工程図である。
【図４】第２の実施形態における熱ＣＶＤＳｉＮ膜／ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層界面のキャリア密度分布とＰＥ−ＣＶＤＳｉＮ膜／ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層界面のキャリア密度分布とを説明するための図である。
【図５】第２の実施形態における熱ＣＶＤＳｉＮ膜／ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層界面のコンダクションバンドシミュレーション結果を説明するための図である。
【図６】背景技術のショットキダイオードの構成および製造工程を説明するための断面工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の第１の実施形態および第２の実施形態のショットキダイオードおよびその製造方法について図１乃至図５を参照して説明する。
【００２３】
（第1の実施形態）
本実施形態のショットキダイオードは、ショットキ接合の形態として、ショットキアノードリセスにショットキアノード電極が埋め込まれた形態のノーマリオフ動作を得るためのＭＥＳ（Metal Semiconductor）型のショットキダイオードである。
【００２４】
図１（ａ）乃至図１（ｃ）を参照して、本実施形態のショットキダイオード１５０を説明する。
エピタキシャル基板１００は、図１（ａ）に示すように、ＳｉＣ、Ｓｉ、サファイアなどの基板１１の表面に、ＭＯＣＶＤ法により、１０００℃程度の温度で、バッファ層１２、ＵＩＤ−ＧａＮ層１３、ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層１４を順次エピタキシャル成長して積層したものである。
【００２５】
次に、エピタキシャル基板１００のＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層１４の表面から、例えばＡｒイオンのイオン注入を行い、素子分離のためのアイソレーション領域１６を形成した後、Ｔｉ／Ａｌを周知のフォトリソグラフィとリフトオフ法とを用いて、オーミックアノード電極１７およびオーミックカソード電極１８を形成する（図１（ｂ））。
【００２６】
つぎに、オーミックアノード電極１７とオーミックカソード電極１８との間のオーミックアノード電極１７側のＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層１４の表面から基板側に向かって、ショットキアノードリセス１９を形成する。このとき誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング法（Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching：ＩＣＰ−ＲＩＥ）等のドライエッチングによってショットキアノードリセス１９が形成される。具体的には、２ＤＥＧ層１５から５ｎｍ程度表面側までＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層１４をエッチングすることで、ノーマリオフ動作、すなわち、ショットキアノード電極２０への印加電圧が０Ｖ以上でショットキアノード電極２０直下にキャリアが発生する深さまでエッチングすることで、ショットキアノードリセス１９が形成される（図１（ｂ））。
【００２７】
つぎに、ショットキアノード電極２０としてＮｉ／Ａｕを周知のフォトリソグラフィとリフトオフ法とを用いてショットキアノードリセス１９の内部表面に形成することで、ショットキアノード電極２０とショットキアノードリセス１９表面とがショットキ接合となる。そして、このショットキアノード電極２０とオーミックアノード電極１７とを接続することにより、ショットキアノードリセス１９表面とオーミックアノード電極１７とが同電位となり、ショットキアノード電極２０をアノード電極とし、オーミックカソード電極１８をカソード電極としたＭＥＳ構造のショットキダイオード１５０が作製される（図１（ｃ））。
【００２８】
なお、図示しないが、ショットキアノード電極２０とオーミックアノード電極１７とをアイソレーション領域１６外部まで引き出して接続したアノード配線を別途設け、カソード電極としてのオーミックカソード電極１８とすることで、ショットキダイオードを構成することもできる。
【００２９】
本実施形態のショットキダイオードによれば、ショットキアノードリセス１９の深さによって正確にオーミックアノード、カソード間電流の立ち上がり電圧を制御することができる。
また、フッ素（Ｆ）プラズマ照射部等を介さずに、ショットキ接合をショットキアノード電極２０とショットキアノードリセス１９とが直接接続されたＭＥＳ構造とすることができ、リーク電流の少ない確実なノーマリオフ動作が可能なＭＥＳ構造のショットキダイオード１５０とすることができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のショットキダイオードは、ショットキ接合の形態として、第１の実施形態のショットキアノードリセス構造と、さらに熱ＣＶＤ成長ＳｉＮ絶縁膜とを備えたＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）型のショットキダイオードである。
【００３１】
図２および図３を参照して、本実施形態のショットキダイオード３５０の構成および動作を説明する。前記第１の実施形態と特に異なる点を中心に説明する。
【００３２】
エピタキシャル基板３００は、図２（ａ）に示すように、ＳｉＣ、Ｓｉ、サファイアなどの基板３１の表面に、ＭＯＣＶＤ法により、１０００℃程度の温度で、バッファ層３２、ＵＩＤ−ＧａＮ層３３、ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層３４を順次エピタキシャル成長して積層したものである。
【００３３】
つぎに、エピタキシャル基板３００のＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層３４の表面のショットキアノード形成部分にショットキアノードリセス３６を形成する。このショットキアノードリセス３６の形成方法は、前記のＩＣＰ−ＲＩＥ等のドライエッチング法を用いて形成し、２ＤＥＧ層３５から５ｎｍ〜９ｎｍ程度表面側までＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層３４をエッチングして、ノーマリオフ動作が得られる深さまでＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層３４をリセスエッチングすることで、ショットキアノードリセス３６が形成される（図２（ｂ））。
【００３４】
ついで、図２（ｃ）に示すように、熱ＣＶＤ法によって成膜した熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７を、ショットキアノードリセス３６を含むＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層３４の全表面に成膜した後、Ａｒイオンのイオン注入法により素子分離のためのアイソレーション領域３８を形成する。
【００３５】
熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７は、常圧においてチャンバ（反応装置）内を、水素（Ｈ２）および窒素（Ｎ２）雰囲気中で、エピタキシャル基板３００を７００℃乃至８００℃の温度で加熱した後、適当な時間後に、反応ガスとして、窒素（Ｎ２）ベース０．７重量％のシラン（ＳｉＨ４）ガスを１００ｓｃｃｍ、および、１００％のアンモニア（ＮＨ３）ガスを６ｓｌｍの流量で反応させることにより成膜される。
【００３６】
そして、図３に示すように、オーミックアノード電極３９およびオーミックカソード電極４０として、Ｔｉ／Ａｌが形成箇所の熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７を除去したＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層３４の表面に、周知のフォトリソグラフィとリフトオフ法により形成される。そして、ショットキアノード電極４１として、Ｎｉ／Ａｕがショットキアノードリセス３６上のＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７の表面に、周知のフォトリソグラフィとリフトオフ法により形成される。このショットキアノード電極４１とオーミックアノード電極３９とを接続することにより、ショットキアノードリセス３６上のＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７の表面とオーミックアノード電極３９とが同電位となり、ショットキアノード電極４１をアノード電極とし、オーミックカソード電極４０をカソード電極としたＭＩＳ構造のショットキダイオード３５０が作製される。
【００３７】
本実施形態のショットキダイオード３５０においては、熱ＣＶＤ法により成膜した熱ＣＶＤＳｉＮ膜ショットキアノード絶縁膜３７をショットキアノード電極４１の直下のショットキアノードリセス３６の表面に設けることによって、熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７とショットキアノードリセス３６のＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層３４との界面に高濃度のキャリアが発生する。
【００３８】
図４にＣ−Ｖ測定結果から計算した、ＡｌＧａＮ層３４の膜厚が６ｎｍを有する表面に、本実施形態の熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７として、膜厚１０ｎｍの熱ＣＶＤ−ＳｉＮ膜を成膜した際のキャリア密度プロファイルを実線で示す。また、比較として、ＰＥ−ＣＶＤＳｉＮ膜を形成した場合のキャリア密度プロファイルも点線で示した。
【００３９】
なお、ＰＥ−ＣＶＤＳｉＮ膜の成膜条件としては、例えば、圧力９００ｍＴｏｒｒ、基板温度３００℃、ＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）出力４５Ｗ、反応ガス流量として、窒素（Ｎ２）ベース０．７重量％のシラン（ＳｉＨ４）ガスを３１ｓｃｃｍ、１００％のアンモニア（ＮＨ３）ガスを５．５ｓｃｃｍ、そして、キャリアガスとして窒素（Ｎ２）ガスを１５００ｓｃｃｍとした。
【００４０】
図４に示すように、本実施形態による熱ＣＶＤ法により成膜したＳｉＮ膜を有するキャリア密度プロファイルは、２ＤＥＧのキャリア密度ピーク（約５×１０１９ｃｍ−３）に加えて熱ＣＶＤ−ＳｉＮ膜／ＡｌＧａＮ層界面に高濃度のキャリア密度ピーク（約２×１０２１ｃｍ−３）が存在することがわかる。一方、ＰＥ−ＣＶＤＳｉＮ膜を形成した場合のキャリア密度プロファイルは、２ＤＥＧピークよりも浅い領域にはキャリアの存在が認められなかった。
【００４１】
図４の結果は、本実施形態における熱ＣＶＤ法により成膜した熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７の有効性を特徴付ける点である。
【００４２】
次に、ＳｉＮ膜／ＡｌＧａＮ層の界面に高濃度の界面電荷を配置した際のコンダクションバンド構造のシミュレーション結果を図５に示す。図５において、点線は、本実施形態における熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７を想定して、ＳｉＮ膜／ＡｌＧａＮ層の界面に１×１０１３ｃｍ−２のシートキャリア密度の界面電荷を配置した場合のバンドシミュレーション結果を示した。また、実線は、前記比較として記載したＰＥ−ＣＶＤＳｉＮ膜を想定して、ＳｉＮ／ＡｌＧａＮ層界面に界面電荷が無い場合のバンドシミュレーション結果を示す。横軸は、ＳｉＮ膜表面からＡｌＧａＮ層方向の深さ（単位：ｎｍ）示し、縦軸は、コンダクションバンドのポテンシャルエネルギ（単位：Ｖ）を示す。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態における熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７を想定したＳｉＮ／ＡｌＧａＮ層界面に１×１０１３ｃｍ−２のシートキャリア密度の界面電荷を配置した場合には、コンダクションバンドが高エネルギ側に持ち上がり三角ポテンシャルの底Ｖ１がポテンシャル値０Ｖのフェルミエネルギよりも高くなりノーマリオフ状態となることがわかる。
一方、ＳｉＮ／ＡｌＧａＮ層界面に界面電荷が無い場合には、三角ポテンシャルの底Ｖ２がポテンシャル値０Ｖのフェルミエネルギよりも低くなりノーマリオン状態となることがわかる。
【００４４】
本実施形態のショットキダイオードによれば、第１の実施形態のショットキダイオード１５０におけるショットキアノードリセス１９の効果に加えて、熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７を設けたＭＩＳ型のショットキダイオード３５０とすることで、ショットキ接合となるショットキアノード電極４１、熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜３７、および、ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層３４内のショットキアノードリセス１９間の逆方向リーク電流を抑制することができ、さらに高耐圧化が可能なショットキダイオード３５０とすることが可能となる。
【００４５】
（変形例）
前記第１の実施形態および第２の実施形態の構成は、ＧａＡｓ等の他の半導体に用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１１、３１、５１    基板
１２、３２、５２    バッファ層
１３、３３、５３    ＵＩＤ−ＧａＮ層
１４、３４、５４    ＵＩＤ−ＡｌＧａＮ層
１５、３５、５５    ２ＤＥＧ層
１６、３８、５６    アイソレーション領域
１７、３９、５７    オーミックアノード電極
１８、４０、５８    オーミックカソード電極
１９、３６    ショットキアノードリセス
５９    フッ素（Ｆ）プラズマ照射部
３７    熱ＣＶＤＳｉＮショットキアノード絶縁膜
２０、４１、６０    ショットキアノード電極
１００、３００、５００    エピタキシャル基板
１５０、３５０、５５０    ショットキダイオード
【図１】
2011210779.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011210779.tif 000006
【図５】
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【図６】
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