(57)【要約】      （修正有）【課題】リーク電流抑制とコラプス現象改善を両立させた半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１は、窒化物半導体層２と、窒化物半導体層２に形成された活性領域５と、活性領域５を囲み、窒化物半導体層２に形成された外周領域６と、窒化物半導体層２の外周領域６の上面から窒化物半導体層２の深さ方向に配置された溝８とを備え、平面的に見て、溝８は活性領域側５から窒化物半導体層２の外壁７側へと渦巻き状に形成されている。【選択図】図２
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【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に形成された活性領域と、前記活性領域を囲み、前記窒化物半導体層に形成された外周領域と、前記窒化物半導体層の前記外周領域の上面から前記窒化物半導体層の深さ方向に配置された溝とを備え、平面的に見て、前記溝は前記活性領域側から前記窒化物半導体層の外壁側へと渦巻き状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記活性領域側の前記溝の間隔は外壁側の前記溝の間隔よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記活性領域側の前記溝の間隔は外壁側の前記溝の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記窒化物半導体層は第1の窒化物半導体層上に前記第1の窒化物半導体層と格子定数の異なる第２の窒化物半導体層が積層されており、前記第1の窒化物半導体層に２ＤＥＧが生じていることを特徴とする請求項１から請求項３に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特にトレンチを用いて素子分離をおこなう半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の素子構造は、トレンチ（溝）を用いたものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＭＯＳＦＥＴ、ＨＥＭＴ、ＳＢＤの製造工程において、トレンチによりバッファ層を空間的に分断し、素子を分離している構造が開示されている。（図３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７２４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、電流コラプス現象はリーク電流に依存することが評価結果から確認出来ている。トラップされた電子が引き抜かれるような適切な電流リークによりコラプス現象を抑制することができる。
【０００６】
しかしながら、従来技術は、素子を完全にトレンチで分断してしまっている為、適切なリーク電流に制御することができないという課題がある。
【０００７】
従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、リーク電流抑制とコラプス現象改善を両立させた半導体装置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】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明は、以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置は、窒化物半導体層と、窒化物半導体層に形成された活性領域と、活性領域を囲み、窒化物半導体層に形成された外周領域と、窒化物半導体層の前記外周領域の上面から窒化物半導体層の深さ方向に配置された溝とを備え、平面的に見て、溝は活性領域側から窒化物半導体層の外壁側へと渦巻き状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、素子を完全にトレンチで分断しないので、リーク電流抑制とコラプス現象改善を両立させた半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の構造を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図３】従来の半導体装置の構造を示す平面図である。
【図４】本発明の変形例１に係る半導体装置の構造を示す平面拡大図である。
【図５】本発明の変形例２に係る半導体装置の構造を示す平面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載に何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１に係る半導体装置１を説明する。図１は、半導体装置１の構造を示す平面図である。図２は、半導体装置１の構造を示す断面図である。
【００１３】
図１、図２に示すように、半導体装置１は、窒化物半導体層２にアクティブエリアである活性領域５と外周領域６と端部である外壁７から成っている。
【００１４】
活性領域５は、平面的に見て、窒化物半導体層２の中央部に形成されている。
【００１５】
外周領域６は、平面的に見て、窒化物半導体層２の外側部に、活性領域５を囲むように形成されている。
【００１６】
また、窒化物半導体層２は、第1の窒化物半導体層（電子走行層）３上に第1の窒化物半導体層３と格子定数の異なる第２の窒化物半導体層（電子供給層）４が積層されており、第1の窒化物半導体層３に２ＤＥＧ９が生じている。２ＤＥＧ（Ｔｗｏ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｇａｓ）とは、二次元電子ガスであり、半導体中で二次元状に電子が分布する状態である。
【００１７】
溝（トレンチ）８は、窒化物半導体層２の外周領域６の上面から窒化物半導体層２の深さ方向に配置されている。
【００１８】
また、溝８は、平面的に見て、２ＤＥＧ９を分断しないように活性領域５側を始点１０として、始点１０から窒化物半導体層２の外壁８側を終点１１として、終点１１へと渦巻き状に形成されている。
【００１９】
この時、始点１０と終点１１の溝８の開口幅は同じである。
【００２０】
また、溝８の長さは少なくとも、活性領域５を一周以上囲むことが望ましい。また、渦巻き方向は任意である。
【００２１】
次に、上述の実施例１に係る半導体装置１の機能と効果について説明する。
【００２２】
ＭＯＳＦＥＴ、ＨＥＭＴ、ＳＢＤの製造工程において、トレンチの無い半導体装置はダイス面（荒いダイス面）がリークパスとなりリークが大きくなる傾向にある。
【００２３】
また、完全に２ＤＥＧを溝８で分断する構造を持つ半導体装置は、リークは少ないが電流コラプス現象が悪い傾向にある。
【００２４】
一般的に、電流コラプス現象は、リーク電流に依存する（相関がある）ことが確認できている。ここでの電流コラプス現象は、ＧａＮ界面に電子がトラップされることにより、直下の２ＤＥＧの濃度が低下し、ＦＥＴ動作時のオン抵抗が増加してしまう現象である。
【００２５】
通常、溝８を用いて素子分離を行い、活性領域（アクティブエリア）５の側面からのリークを抑制する構造が採用されている。
【００２６】
本発明は、ＧａＮ  ＨＥＭＴ半導体素子において、２ＤＥＧを溝８を用いて完全に活性領域５と活性領域５以外（スクライブライン）を分断しないことを特徴としている。これにより、微量なリークパスを設けることができ、トラップされた電子が引き抜かれ電流コラプス現象を抑制することができる。
【００２７】
また、リークが大きすぎると半導体素子の動作上問題が発生するため、溝８長を長くすることにより抵抗成分を高め、リークを抑制することができる。
【００２８】
上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることが明らかになるはずである。
【００２９】
溝８は、始点終点の開口幅は同じとしたが、変形例１として、始点１０より終点１１の方が溝８の開口幅を大きくしてもよい。すなわち、活性領域５側の溝８の間隔は外壁７側の溝８の間隔よりも広いことになる。これによる効果は実施例１と同様な効果である。（図４参照）
【００３０】
また、変形例２として、始点１０より終点１１の方が溝８の開口幅を小さくしてもよい。すなわち、活性領域５側の溝８の間隔は外壁７側の溝８の間隔よりも狭いことになる。これによる効果は実施例１と同様な効果である。（図５参照）
【００３１】
また、外周領域６には、溝（トレンチ）８が、窒化物半導体層２のみとしたが、窒化物半導体層２の下にシリコン等のベース基板を用いてもよい。このとき、溝８は窒化物半導体層２を貫通してもよい。これにより、ＯＯＯＯＯである。
【符号の説明】
【００３２】
１、半導体装置
２、窒化物半導体層
３、第1の窒化物半導体層（電子走行層）
４、第２の窒化物半導体層（電子供給層）
５、活性領域（アクティブエリア）
６、外周領域
７、外壁
８、溝（トレンチ）
９、２ＤＥＧ
１０、始点
１１、終点
【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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