(57)【要約】【課題】耐圧特性及びリーク特性に優れる、Ｇａ２Ｏ３系のショットキーバリアダイオードを提供する。【解決手段】一実施の形態として、ｎ型の第１のＧａ２Ｏ３系単結晶からなる第１の層１０と、ｎ型の第２のＧａ２Ｏ３系単結晶からなり、第１の層１０よりも実効ドナー濃度が低い第２の層１１と、開口部１２ａを有する絶縁層１２と、絶縁層１２の開口部１２ａ内で第２の層１１にショットキー接触し、かつ絶縁層１２の開口部１２ａ周辺の領域に乗り上げたフィールドプレート１３ａを有するアノード電極１３と、カソード電極１４と、を有し、第２の層１１の実効ドナー濃度が１．４×１０１６ｃｍ−３以下であり、フィールドプレート１３ａの長さが１０μｍ以上であり、６００Ｖ以上の耐圧を有する、ショットキーバリアダイオードを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型の第１のＧａ２Ｏ３系単結晶からなる第１の層と、
ｎ型の第２のＧａ２Ｏ３系単結晶からなり、前記第１の層よりも実効ドナー濃度が低い、前記第１の層に積層された第２の層と、
前記第２の層の前記第１の層と反対側の面上に形成された、開口部を有する絶縁層と、
前記絶縁層の前記開口部内で前記第２の層にショットキー接触し、かつ前記絶縁層の前記開口部周辺の領域に乗り上げたフィールドプレートを有するアノード電極と、
前記第１の層の前記第２の層と反対側の面上に形成されたカソード電極と、
を有し、
前記第２の層の実効ドナー濃度が１．４×１０１６ｃｍ−３以下であり、
前記フィールドプレートの長さが１０μｍ以上であり、
６００Ｖ以上の耐圧を有する、
ショットキーバリアダイオード。
【請求項２】
前記フィールドプレートの長さが５０μｍ以下である、
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】
前記フィールドプレートの長さが２０μｍ以上である、
請求項１又は２に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項４】
前記第１の層の主面の面方位が（００１）である、
請求項１〜３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショットキーバリアダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィールドプレート構造を有するＧａ２Ｏ３系のショットキーバリアダイオードが知られている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１に記載のショットキーバリアダイオードにおいては、フィールドプレート効果によって電界集中による逆方向耐圧の低下が抑えられる。
【０００４】
また、特許文献２に記載のショットキーバリアダイオードにおいては、Ｇａ２Ｏ３層の表面が結晶層と非結晶層の積層体からなるパッシベーション膜により覆われており、半導体表面のリーク電流が抑えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０２０８１号公報
【特許文献２】特開２０１５−２３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のショットキーバリアダイオードは、耐圧特性に優れるものの、リーク電流を抑制するための特別な構造を有さないため、リーク特性に優れているとはいえない。
【０００７】
また、特許文献２に記載のショットキーバリアダイオードは、デバイス表面を流れる横方向のリーク特性には優れるものの、一般的に結晶化したＡｌ２Ｏ３膜は膜中のリーク電流が大きいため、デバイスの縦方向のリーク特性に優れているとはいえない。また、フィールドプレートの寸法と耐圧の関係についてはなんら触れられていない。
【０００８】
このため、本発明の目的の１つは、耐圧特性及びリーク特性の両者ともに優れる、Ｇａ２Ｏ３系のショットキーバリアダイオードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［４］のショットキーバリアダイオードを提供する。
【００１０】
［１］ｎ型の第１のＧａ２Ｏ３系単結晶からなる第１の層と、ｎ型の第２のＧａ２Ｏ３系単結晶からなり、前記第１の層よりも実効ドナー濃度が低い、前記第１の層に積層された第２の層と、前記第２の層の前記第１の層と反対側の面上に形成された、開口部を有する絶縁層と、前記絶縁層の前記開口部内で前記第２の層にショットキー接触し、かつ前記絶縁層の前記開口部周辺の領域に乗り上げたフィールドプレートを有するアノード電極と、前記第１の層の前記第２の層と反対側の面上に形成されたカソード電極と、を有し、前記第２の層の実効ドナー濃度が１．４×１０１６ｃｍ−３以下であり、前記フィールドプレートの長さが１０μｍ以上であり、耐圧６００Ｖ以上を有する、ショットキーバリアダイオード。
【００１１】
［２］前記フィールドプレートの長さが５０μｍ以下である、前記［１］に記載のショットキーバリアダイオード。
【００１２】
［３］前記フィールドプレートの長さが２０μｍ以上である、前記［１］又は［２］に記載のショットキーバリアダイオード。
【００１３】
［４］前記第１の層の主面の面方位が（００１）である、前記［１］〜［３］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。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐圧特性及びリーク特性に優れる、Ｇａ２Ｏ３系のショットキーバリアダイオードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態に係るショットキーバリアダイオードの垂直断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、熱電界放出理論を用いて計算した、逆方向電流−電圧特性の実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）依存性を示す。
【図３】図３（ａ）は、フィールドプレート１３ａの長さＬと、アノード電極１３近傍の電界強度のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。図３（ｂ）は、シミュレーションに係るショットキーバリアダイオードの構造の概略図である。
【図４】図４は、比較試料の垂直断面図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各ショットキーバリアダイオード試料の室温下での順方向の電流−電圧特性を示す線形グラフである。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各ショットキーバリアダイオード試料の室温下での順方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。
【図７】図７は、フィールドプレート長さＬの異なる３種の試料Ａと、比較試料の逆方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。
【図８】図８は、フィールドプレート長さＬの異なる３種の試料Ｂの逆方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。
【図９】図９は、フィールドプレート長さＬの異なる２種の試料Ｃの逆方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔実施の形態〕
（高耐圧ショットキーバリアダイオードの構成）
図１は、実施の形態に係るショットキーバリアダイオード１の垂直断面図である。ショットキーバリアダイオード１は、縦型のショットキーバリアダイオードであり、第１の層１０と、第１の層１０に積層された第２の層１１と、第２の層１１の第１の層１０と反対側の面上に形成された、開口部１２ａを有する絶縁層１２と、絶縁層１２の開口部１２ａ内で第２の層１１にショットキー接触し、かつ絶縁層１２の開口部１２ａ周辺の領域に乗り上げたフィールドプレート１３ａを有するアノード電極１３と、第１の層１０の第２の層１１と反対側の面上に形成されたカソード電極１４と、を有する。
【００１７】
第１の層１０は、ドナーとしてのＳｉ、Ｓｎ等のIV族元素を含むｎ型のＧａ２Ｏ３系単結晶からなる。第１の層１０の実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）は、例えば、１×１０１８以上かつ１．０×１０２０ｃｍ−３以下である。第１の層１０の厚さは、例えば、５０〜６００μｍである。ここで、Ｎｄ−Ｎａとは、ドナー濃度Ｎｄとアクセプター濃度Ｎａの差であり、実効的に機能するドナーの濃度に相当する。
【００１８】
ここで、Ｇａ２Ｏ３系単結晶とは、Ｇａ２Ｏ３単結晶、又は、Ａｌ、Ｉｎ等の元素が添加されたＧａ２Ｏ３単結晶をいう。例えば、Ａｌ及びＩｎが添加されたＧａ２Ｏ３単結晶である（ＧａｘＡｌｙＩｎ（１−ｘ−ｙ））２Ｏ３（０＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ≦１）単結晶であってもよい。Ａｌを添加した場合にはバンドギャップが広がり、Ｉｎを添加した場合にはバンドギャップが狭くなる。なお、上記のＧａ２Ｏ３単結晶は、例えば、β型の結晶構造を有する。
【００１９】
第２の層１１は、ドナー不純物としてのＳｉ、Ｓｎ等のIV族元素を含むｎ型のＧａ２Ｏ３系単結晶からなる。なお、Ｓｎはエピタキシャル成長の過程において偏析しやすいことが知られているため、Ｓｎをドナー不純物として用いた場合、第２の層１１の電気特性の面内均一性を悪化させ、製造歩留まりを低下させるおそれがある。よって、Ｓｉを第２の層１１のドナー不純物として用いることがより好ましい。第２の層１１の実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）は、第１の層１０の実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）よりも低い。
【００２０】
ショットキーバリアダイオード１の、アノード電極１３と第２の層１１のショットキー界面逆方向リーク特性は、第２の層１１の実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）と、第２の層１１とアノード電極１３のバリアハイトによって主に決まる。
【００２１】
図２（ａ）、（ｂ）に、熱電界放出理論を用いて計算した、逆方向電流−電圧特性の実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）依存性を示す。Ｇａ２Ｏ３結晶の比誘電率を１０、電子の有効質量を０．２８、バリアハイトは１．１５ｅＶ、アノード電極の直径を２００μｍとして計算した。一般的なショットキーバリアダイオードにおける許容逆方向リーク電流は１０−６Ａ以下とされ、その電流に達した時の逆方向電圧が耐圧と定義されている。
【００２２】
図２（ａ）のシミュレーション結果によれば、実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）が５．０×１０１６ｃｍ−３以下の場合に１７０Ｖ程度の耐圧が得られ、２．０×１０１６ｃｍ−３以下の場合に４２０Ｖ程度の耐圧が得られ、１．４×１０１６ｃｍ−３以下の場合に６００Ｖ程度の耐圧が得られ、８．５×１０１５ｃｍ−３以下の場合に１０００Ｖ程度の耐圧が得られる。このため、第２の層１１の実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）は、６００Ｖ程度の耐圧が得られる１．４×１０１６ｃｍ−３以下であることが好ましく、１０００Ｖ程度の耐圧が得られる８．５×１０１５ｃｍ−３以下であることがより好ましい。
【００２３】
さらに、図２（ｂ）のシミュレーション結果によれば、実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）が７．２×１０１５ｃｍ−３以下の場合に１２００Ｖ程度の耐圧が得られ、２．９×１０１５ｃｍ−３以下の場合に３０００Ｖ程度の耐圧が得られ、１．４×１０１５ｃｍ−３以下の場合に６０００Ｖ程度の耐圧が得られる。
【００２４】
また、第２の層１１は、濃度５×１０１６ｃｍ−３以下のＣｌを含む。これは、Ｇａ２Ｏ３系単結晶膜がＣｌ含有ガスを用いるＨＶＰＥ法により形成されることに起因する。通常、ＨＶＰＥ法以外の方法によりＧａ２Ｏ３系単結晶膜を形成する場合には、Ｃｌ含有ガスを用いないため、Ｇａ２Ｏ３系単結晶膜中にＣｌが含まれることはなく、少なくとも、１×１０１６ｃｍ−３以上のＣｌが含まれることはない。
【００２５】
第２の層１１の厚さは、例えば、以下のパンチスルー構造における耐圧と必要膜厚の関係を表す式１から決まる。ＶＢＲは絶縁破壊耐圧、Ｅｃは第２の層１１の絶縁破壊電界強度、Ｗは第２の層１１の厚さ、ｑは電気素量、ＮＤは第２の層１１のドナー濃度、εsは第２の層１１の誘電率である。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
Ｇａ２Ｏ３結晶の絶縁破壊電界強度を８ＭＶ／ｃｍ、比誘電率を１０とした場合、６００Ｖの耐圧を得るために必要な第２の層１１の厚さは０．８μｍ以上となる。同様に、１０００Ｖの耐圧を得るためには１．３μｍ以上、１２００Ｖの耐圧を得るためには１．６μｍ以上、３０００Ｖの耐圧を得るためには３．８μｍ以上、６０００Ｖの耐圧を得るためには７．６μｍ以上の第２の層１１の厚さが必要となる。なお、第２の層１１は、その厚さの増加に伴って厚さ方向の電気抵抗が増加するため、要求される耐圧特性が得られる範囲でなるべく薄くすることが好ましい。
【００２８】
ショットキーバリアダイオード１の耐圧は第２の層１１及び第１の層１０の主面の面方位にほとんど依存しないため、第２の層１１及び第１の層１０の主面の面方位は特に限定されないが、例えば、結晶成長速度等の観点から、（００１）、（０１０）、（１１０）、（２１０）、（３１０）、（６１０）、（９１０）、（１０１）、（１０２）、（２０１）、（４０１）、（−１０１）、（−２０１）、（−１０２）又は（−４０１）とされる。
【００２９】
絶縁層１２は、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる層である。第２の層１１の上面は絶縁層１２に覆われ、一部が絶縁層１２の開口部１２ａ内で露出している。絶縁層１２の厚さは、例えば、５０〜１０００ｎｍであり、第２の層１１の厚さによって最適値が決まる。開口部１２ａの平面形状は、例えば、円形である。開口部１２ａの直径Ｄは、例えば、２００μｍである。
【００３０】
アノード電極１３は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ等の金属からなる。アノード電極１３と第２の層１１のショットキー界面の逆方向リーク電流は、アノード電極１３と第２の層１１との界面のバリアハイトが高いほど小さくなる。よって、リーク電流の低減のためには、最もバリアハイトが高くなるＰｔを用いることが好ましい。Ａｕを用いた場合、Ｐｔよりはややリーク電流が多くなり、Ｎｉを用いた場合はさらに大きくなる。一方、バリアハイトが高い金属をアノード電極１３に用いた場合、順方向の立ち上がり電圧が上昇するため、順方向損失が増加する。Ｐｔをアノード電極１３に用いた場合、他の３種の材料より順方向損失が大きくなり、Ｎｉを用いた場合最も小さくなる。アノード電極１３は、異なる金属膜を積層した多層構造、例えば、Ｐｔ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｌ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｌ、又はＰｔ／Ｔｉ／ＡｕおよびＰｄ／Ｔｉ／Ａｕを有してもよい。
【００３１】
アノード電極１３は、フィールドプレート１３ａを有するため、第２の層１１に接触する部分とフィールドプレート１３ａにエッジが存在する。このため、フィールドプレート１３ａを含まない場合と比較して、エッジへの電界集中を緩和することができる。
【００３２】
図３（ａ）は、フィールドプレート１３ａの長さＬと、アノード電極１３近傍の電界強度のシミュレーション結果の一例を示すグラフである。このシミュレーションでは、アノード電極１３とカソード電極１４間に１０００Ｖを印加したときの、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における電界強度Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を計算した。
【００３３】
図３（ｂ）に示されるように、位置Ｐ１はアノード電極１３の底部の端部の位置、位置Ｐ２は第２の層１１の表面のフィールドプレート１３ａ端部の直下の位置、位置Ｐ３はフィールドプレート１３ａの底部の端部の位置である。
【００３４】
また、絶縁膜１２を、厚さＴが０．３μｍであるＳｉＯ２膜とした。また、第２の層１１を、厚さ１０μｍ、実効ドナー濃度１×１０１６ｃｍ−３のＧａ２Ｏ３膜とした。また、第１の層１０を、厚さ２μｍ、実効ドナー濃度１×１０１９ｃｍ−３のＧａ２Ｏ３膜とした。
【００３５】
図３（ａ）に示されるように、フィールドプレート１３ａの長さＬが１０μｍ以下の条件では、Ｌが長くなるにつれて位置Ｐ１における電界強度Ｅ１が小さくなり、１０μｍ以上で飽和する。よって、フィールドプレート１３ａの長さＬは１０μｍ以上であればよい。
【００３６】
なお、フィールドプレート１３ａの長さＬが大きくなると、素子のサイズが大きくなり、素子製造コストの増加につながるため、１０μｍ以上の範囲で可能な限り短い方が好ましく、５０μｍ以下であることが好ましい。一方、デバイス製造歩留まりの点からは、１０μｍからある程度の寸法公差を持たせた方がよいため、２０μｍ以上であることが好ましい。
【００３７】
カソード電極１４は、第１の層１０とオーミック接触する。
【００３８】
カソード電極１４は、Ｔｉ等の金属からなる。カソード電極１４は、異なる金属膜を積層した多層構造、例えば、Ｔｉ／Ａｕ又はＴｉ／Ａｌ、を有してもよい。カソード電極１４と第１の層１０を確実にオーミック接触させるため、カソード電極１４の第１の層１０と接触する層がＴｉからなることが好ましい。
【００３９】
ショットキーバリアダイオード１においては、アノード電極１３とカソード電極１４との間に順方向の電圧（アノード電極１３側が正電位）を印加することにより、第２の層１１から見たアノード電極１３と第２の層１１との界面のエネルギー障壁が低下し、アノード電極１３からカソード電極１４へ電流が流れる。一方、アノード電極１３とカソード電極１４との間に逆方向の電圧（アノード電極１３側が負電位）を印加したときは、ショットキー障壁により、電流は流れない。
【００４０】
ショットキーバリアダイオード１は、優れた耐圧特性及びリーク特性を有する。ショットキーバリアダイオード１の耐圧特性及びリーク特性は、第２の層１１の厚さ及び実効ドナー濃度（Ｎｄ−Ｎａ）、第２の層１１とアノード電極１３との界面のバリアハイト、並びにフィールドプレート１３ａの長さ及び厚さの影響を受ける。
【００４１】
ショットキーバリアダイオード１の典型的な構成においては、第１の層１０はＧａ２Ｏ３系基板であり、第２の層１１は第１の層１０上にエピタキシャル成長したＧａ２Ｏ３系単結晶膜である。なお、第１の層１０がＧａ２Ｏ３系基板である場合、ＨＶＰＥ法により形成されることはないため、Ｃｌを実質的に含まない。
【００４２】
また、ショットキーバリアダイオード１の他の構成として、第１の層１０及び第２の層１１がともにエピタキシャル膜である構成を取り得る。この場合、例えば、第１の層１０及び第２の層１１は、Ｇａ２Ｏ３系単結晶からなる下地基板上にエピタキシャル成長した後に、その下地基板から分離されることにより、形成される。この場合、第１の層１０の厚さは、例えば、０．１〜５０μｍとなる。
【００４３】
（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、耐圧特性及びリーク特性に優れたショットキーバリアダイオード１を提供することができる。
【実施例】
【００４４】
以下に、上記実施の形態に係るショットキーバリアダイオード１の一形態の評価結果を述べる。本実施例においては、第１の層１０としての、主面の面方位が（００１）であるＧａ２Ｏ３基板上に、第２の層１１としてのＧａ２Ｏ３単結晶膜をエピタキシャル成長させた。
【００４５】
まず、ＥＦＧ（Edge Defined Film Fed Growth）法を用いてＳｎドープＧａ２Ｏ３単結晶を育成し、スライス、研磨加工を施して、（００１）面を主面とするＧａ２Ｏ３基板を作製した。Ｇａ２Ｏ３基板の厚さは、およそ６００μｍとした。
【００４６】
次に、ＨＶＰＥ法を用いて、１０００℃の成長温度で、ＳｉがドープされたＧａ２Ｏ３単結晶膜をＧａ２Ｏ３基板上に成長させた。
【００４７】
このとき、原料ガスであるＧａＣｌガスとＯ２ガスを、Ｎ２ガスをキャリアガスとして供給した。ＧａＣｌガスは、高純度ＧａとＣｌ２ガスの８５０℃での反応により発生させた。そして、Ｇａ２Ｏ３単結晶膜が成長する間、ＳｉＣｌ４ガスをｎ型ドーパントガスとして供給した。Ｇａ２Ｏ３単結晶膜の成長レートは１０μｍ／ｈ、成長時間は１時間とした。
【００４８】
次に、成長したＧａ２Ｏ３単結晶膜の表面にＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理を施し、平坦化した。その結果、厚さ７〜８μｍ程度の平坦なＧａ２Ｏ３単結晶膜が得られた。
【００４９】
次に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により、Ｇａ２Ｏ３単結晶膜上にＳｉＯ２を堆積させ、絶縁層１２としてのＳｉＯ２膜を形成した。堆積温度は３５０℃とした。
【００５０】
次に、緩衝ＨＦ溶液を用いて開口部１２ａとしての直径２００μｍの円形の開口部をＳｉＯ２膜に形成した。
【００５１】
次に、Ｇａ２Ｏ３基板の裏面にＢＣｌ３反応性イオンエッチングを施した後、カソード電極１４としてのＴｉ／Ａｕの積層体を蒸着により形成した。ここで、Ｔｉ膜の厚さを２０ｎｍ、Ａｕ膜の厚さを２３０ｎｍとした。
【００５２】
最後に、フォトリソグラフィーによるフォトレジストパターンの形成、Ｐｔ／Ｔｉ／Ａｕの積層体の蒸着による形成、及びリフトオフを行い、アノード電極１３としてのＰｔ／Ｔｉ／Ａｕ電極を形成した。ここで、Ｐｔ膜の厚さを１５ｎｍ、Ｔｉ膜の厚さを５ｎｍ、Ａｕ膜の厚さを２５０ｎｍとした。
【００５３】
以上の工程により、図１に示されるショットキーバリアダイオード１と同様の構造を有する３種のショットキーバリアダイオード（試料Ａ、試料Ｂ、試料Ｃとする）を作製した。
【００５４】
また、上記の工程からＳｉＯ２膜を形成する工程を省いて、ＳｉＯ２膜を含まないショットキーバリアダイオードを比較試料として作製した。
【００５５】
図４は、比較試料の垂直断面図である。上述のように、比較試料２は絶縁層を含まず、アノード電極２３はフィールドプレートを含まない。
【００５６】
以下の表１に、各試料における第１の層１０中のＳｎ濃度、第２の層１１中のＳｉ濃度を示す。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
図５（ａ）は、フィールドプレート長さＬの異なる３種の試料Ａと、比較試料の室温下での順方向の電流−電圧特性を示す線形グラフである。図５（ａ）によれば、２０ｍＡ〜４０ｍＡの範囲の近似直線の傾きから求まる特性オン抵抗は、４．２ｍΩ・ｃｍ２程度である。
【００５９】
図５（ｂ）は、フィールドプレート長さＬの異なる３種の試料Ｂの室温下での順方向の電流−電圧特性を示す線形グラフである。図５（ｂ）によれば、２０ｍＡ〜４０ｍＡの範囲の近似直線の傾きから求まる特性オン抵抗は、４．９ｍΩ・ｃｍ２程度である。  
【００６０】
図５（ｃ）は、フィールドプレート長さＬの異なる４種の試料Ｃの室温下での順方向の電流−電圧特性を示す線形グラフである。図５（ｃ）によれば、２０ｍＡ〜４０ｍＡの範囲の近似直線の傾きから求まる特性オン抵抗は、２．８ｍΩ・ｃｍ２程度である。  
【００６１】
図６（ａ）は、フィールドプレート長さＬの異なる３種の試料Ａと、比較試料の室温下での順方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。
【００６２】
図６（ｂ）は、フィールドプレート長さＬの異なる３種の試料Ｂの室温下での順方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。
【００６３】
図６（ｃ）は、フィールドプレート長さＬの異なる４種の試料Ｃの室温下での順方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。
【００６４】
図６（ａ）〜（ｃ）中の点線の傾きは、ショットキーバリアダイオードの理想係数ｎが１（理想値）である場合の、立ち上がり電圧より低電圧側でのＩ−Ｖ特性の傾きを表す。図６（ａ）〜（ｃ）によれば、試料Ａ、試料Ｂ、試料Ｃのいずれも、フィールドプレート長さＬに依らず、ショットキーの理想係数がほぼ１であり、理想的なショットキーコンタクトが形成されていることが確認された。
【００６５】
図７は、フィールドプレート長さＬの異なる３種の試料Ａと、比較試料の逆方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。図７によれば、フィールドプレートを含む試料Ａは、フィールドプレートを含まない比較試料と比べて、逆方向リーク電流が大幅に減少し、耐圧が増加している。例えば、フィールドプレート長さＬが１０、８０μｍである試料Ａの電流が１０−６Ａとなるときの逆方向電圧は−６００Ｖである。
【００６６】
図８は、フィールドプレート長さＬの異なる３種の試料Ｂの逆方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。図８によれば、試料Ｂは、試料Ａよりも耐圧が大きい。例えば、フィールドプレート長さＬが２０μｍである試料Ｂの電流が１０−６Ａとなるときの逆方向電圧は−８７０Ｖである。また、このときの絶縁破壊電圧（電極焼失電圧）は−９２０Ｖであった。
【００６７】
図９は、フィールドプレート長さＬの異なる２種の試料Ｃの逆方向の電流−電圧特性を示す片対数グラフである。図９によれば、例えば、フィールドプレート長さＬが１０μｍである試料Ｃの電流が１０−６Ａとなるときの逆方向電圧は−４００Ｖである。
【００６８】
なお、上記の評価においては、第１の層１０として、Ｇａ２Ｏ３基板を用いたが、Ｇａ２Ｏ３基板の代わりに他のＧａ２Ｏ３系基板を用いた場合であっても、同様の評価結果が得られる。また、第２の層１１として、Ｇａ２Ｏ３単結晶膜の代わりに他のＧａ２Ｏ３系単結晶膜を形成した場合であっても、同様の評価結果が得られる。
【００６９】
また、上記の評価においては、第２の層１１の厚さを７〜８μｍとしたが、上述の式１に従って、適宜必要な耐圧に応じて調整することができる。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態、実施例を説明したが、本発明は、上記実施の形態、実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００７１】
また、上記に記載した実施の形態、実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態、実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００７２】
１…ショットキーバリアダイオード１０…第１の層、１１…第２の層、１２…絶縁層、１２ａ…開口部、１３…アノード電極、１３ａ…フィールドプレート、１４…カソード電極
【図１】
2017045969.tif 000005
【図２】
2017045969.tif 000006
【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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