JP2008124217A - ショットキーバリアダイオード - Google Patents

Abstract

【課題】オン抵抗が低くチップサイズが小さいショットキーバリアダイオードを提供すること。
【解決手段】本発明は、Ｓｉ基板１４上にＡｌＮバッファ層１３を介して設けられたＧａＮドリフト層１２表面にショットキー電極１１を備えたショットキーバリアダイオード１０において、Ｓｉ基板１４の裏面からＡｌＮバッファ層１３を貫通してＧａＮドリフト層１２に到達するビアを設け、ビアを介してＧａＮドリフト層１２に接触するオーミック電極１５をＳｉ基板１４の裏面に形成することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、窒化物半導体層表面を備えたショットキーバリアダイオードに関する。

ショットキーバリアダイオードは、スイッチング電源として広く用いられているため、高耐圧と低いオン抵抗が要求されている。従来のシリコン（Ｓｉ）系材料を用いたショットキーバリアダイオードにおいては、高耐圧を実現するため、逆バイアスにおいて空乏層が広がるドリフト層の厚さを厚くするとともにキャリア濃度を低くする必要があるのに対し、オン抵抗の低減を実現するため、順バイアスにおいては電子が走行するドリフト層の厚さを薄くし、かつ、キャリア濃度を高くする必要があった。このため、Ｓｉ系材料を用いたショットキーバリアダイオードにおいては、高耐圧と低いオン抵抗との双方を実現することは困難であった。

そこで、窒化ガリウム（ＧａＮ）半導体は、絶縁膜破壊耐圧が高く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、近年、高耐圧と低いオン抵抗との双方を実現できるショットキーバリアダイオードとして、ＧａＮ半導体を用いたショットキーバリアダイオードが注目されている。

このようなＧａＮ系半導体を用いたショットキーバリアダイオードとして、図８に示すショットキーバリアダイオード１１０が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。ショットキーバリアダイオード１１０は、Ｓｉ基板１０４上に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）によって形成されたバッファ層１０３と、ＧａＮ半導体によって形成されたＧａＮドリフト層１０２と、ショットキー（アノード）電極１０１とを備え、Ｓｉ基板１０４の裏面に、オーミック（カソード）電極１０５を備える。ショットキーバリアダイオード１１０においては、逆バイアスが印加された場合には、空乏層がＧａＮドリフト層１０２の中を広がっていくため、高耐圧を実現可能である。また、順バイアスが印加された場合には、電子は、オーミック電極からＧａＮドリフト層１０２を通過しショットキー電極が流れる。

また、ＧａＮ半導体を用いたショットキーバリアダイオードとして、図９に示すショットキーバリアダイオード２１０が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。ショットキーバリアダイオード２１０は、Ｓｉ基板２０２上に、ＡｌＮによって形成されたバッファ層２０３と、ＧａＮ半導体によって形成された第１の半導体層２０４と、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）によって形成された第２の半導体層２０５と、ショットキー電極２０６とを有し、Ｓｉ基板２０２の裏面に、裏面電極２０１を備える。さらに、ショットキーバリアダイオード２１０は、ショットキー電極２０６と同じＳｉ基板２０２表面上には、第２の半導体層２０５、第１の半導体層２０４およびバッファ層２０３を貫通してＳｉ基板２０２に達するビア２０８上に形成されたオーミック電極２０７を有する。

ショットキーバリアダイオード２１０においては、順バイアスが印加された場合には、第１の半導体層２０４と第２の半導体層２０５との界面に形成された２次元ガスによって、ショットキー電極２０６からオーミック電極２０７に電流が流れる。そして、オーミック電極２０７からビア２０８およびＳｉ基板２０２を介して裏面電極２０１に電流が流れる。また、ショットキー電極２０６と裏面電極２０１との間に逆バイアスが印加された場合には、ショットキー電極２０６の下方向の第１の半導体層２０４と第２の半導体層２０５とにおいて空乏層が広がるため、ショットキー電極２０６と裏面電極２０１との間に電流が流れないため、耐電圧を実現できる。

特開２００３−６０２１２号公報 特開２００６−１５６４５７号公報

しかしながら、従来におけるショットキーバリアダイオード１１０においては、Ｓｉ基板とＧａＮの格子定数差や熱膨張係数差による歪みを緩和するため、ＡｌＮを含むバッファ層１０３が設けられている。しかしながら、ＡｌＮは、多数の欠陥を含み、さらに高抵抗であるため、図８に示す縦方向に十分な電流を流すことができず、ショットキーバリアダイオード１１０のオン抵抗を低くすることができないという問題があった。

また、従来におけるショットキーバリアダイオード２１０においては、ショットキー電極２０６およびオーミック電極２０７の双方がＳｉ基板２０２の同じ面上に形成されているため、オーミック電極２０７領域に対応してチップサイズが大きくなるという問題があった。さらに、ショットキーバリアダイオード２１０においては、ショットキー電極２０６とオーミック電極２０７との距離で耐圧が決まる。このため、ショットキーバリアダイオード２１０においては、高耐圧であるショットキーバリアダイオードを得るためにショットキー電極２０６とオーミック電極２０７との距離を広くする必要があり、チップサイズがさらに大きくなるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オン抵抗が低くチップサイズが小さいショットキーバリアダイオードを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるショットキーバリアダイオードは、基板上にバッファ層を介して設けられた窒化物半導体層表面に第１の電極を備えたショットキーバリアダイオードにおいて、前記基板の裏面から前記バッファ層を貫通して前記窒化物半導体層に到達するビアを設け、前記ビアを介して前記窒化物半導体層に接触する第２の電極を前記基板の裏面に形成することを特徴とする。

また、この発明にかかるショットキーバリアダイオードは、前記ビアは、前記第１の電極直下に設けられることを特徴とする。

また、この発明にかかるショットキーバリアダイオードは、前記窒化物半導体層は、選択成長によって形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかるショットキーバリアダイオードは、前記第２の電極表面に金属膜を形成し、該金属膜で前記ビアを埋め込むことを特徴とする。

また、この発明にかかるショットキーバリアダイオードは、前記第１の電極がショットキー電極である場合、前記第２の電極は、オーミック電極であり、または、前記第１の電極がオーミック電極である場合、前記第２の電極は、ショットキー電極であることを特徴とする。

また、この発明にかかるショットキーバリアダイオードは、前記窒化物半導体層は、ＧａＮを用いて形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかるショットキーバリアダイオードは、前記ＧａＮを用いて形成される窒化物半導体層は、ｎ型不純物としてＳｉを含むことを特徴とする。

また、この発明にかかるショットキーバリアダイオードは、前記基板は、Ｓｉ基板であることを特徴とする。

本発明は、基板の裏面からバッファ層を貫通して窒化物半導体層に到達するビアを設け、ビアを介して窒化物半導体層に接触する第２の電極を基板の裏面に形成することによって、高抵抗であるバッファ層を介することなく、基板上にバッファ層を介して設けられた窒化物半導体層表面に第１の電極と第２の電極との間を電気的に接続できるため、オン抵抗が低くチップサイズが小さいショットキーバリアダイオードを実現することが可能になる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各層の厚みと幅との関係、各層の比率などは、現実のものとは異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオードの断面図である。図１に示すように、実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０は、Ｓｉ基板１４上に、ＡｌＮによって形成されるＡｌＮバッファ層１３と、ＡｌＮバッファ層１３を介して設けられるとともにＧａＮによって形成されるＧａＮドリフト層１２とが順次設けられている。ＧａＮドリフト層１２は、たとえば５００ｎｍの膜厚を有し、ｎ型不純物として１×１０¹⁶ｃｍ^-3の添加量のＳｉが添加されている。ショットキーバリアダイオード１０は、Ｓｉ基板１４の一方の面であるＧａＮドリフト層１２表面にショットキーバリア接触するショットキー電極１１とを備える。ショットキー電極１１は、たとえば、ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）を含む金属材料によって形成される。

ショットキーバリアダイオード１０おいては、ショットキー電極１１の直下に、Ｓｉ基板１４の裏面からＡｌＮバッファ層１３を貫通してＧａＮドリフト層１２に到達するビアを設け、このビアを介してＧａＮドリフト層１２に接触するオーミック電極１５がＳｉ基板１４の裏面に形成されている。オーミック電極１５は、たとえば、チタン（Ｔｉ）およびＡｕを含む金属材料によって形成される。ショットキーバリアダイオード１０においては、ビアを埋め込むようにオーミック電極１５表面に形成されためっき層１６を有する。めっき層１６は、熱伝導度の高い金属、たとえば銅によってめっきされることによって、ビアを完全に埋め込んでいる。

つぎに、ショットキーバリアダイオード１０の特性について説明する。図２は、ショットキーバリアダイオード１０に順方向に印加された電圧とショットキーバリアダイオード１０における順方向電流との関係を示す図である。曲線ｌ１は、本実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０に対応し、曲線ｌ２は、図８に示す従来のショットキーバリアダイオード１１０に対応する。

図２のｌ２に示すように、従来のショットキーバリアダイオード１１０においては、１Ｖの電圧を印加した場合であっても、ほとんど順方向電流が流れず、高いオン抵抗を示していたため、所望の順方向電流を流すためには印加電圧を上げる必要があった。

これに対し、図２のｌ１に示すように、本実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０においては、０．５Ｖ程度の電圧を印加した程度で順方向電流が流れ始める。さらに、ショットキーバリアダイオード１０においては、１Ｖの電圧を印加した場合には、２０ｍＡ以上の大きな順方向電流を流すことができ、従来のショットキーバリアダイオード１１０に比べ、１０倍以上の順方向電流を得ることが可能である。

このように、実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０においては、Ｓｉ基板１４の裏面からＡｌＮバッファ層１３を貫通してＧａＮドリフト層１２に到達するビア上にオーミック電極１５を形成する。このため、ショットキーバリアダイオード１０においては、ショットキー電極１１とオーミック電極１５とは、多数の欠陥を含み高抵抗であるＡｌＮバッファ層１３を介することなく電気的に接続できるため、図１に示す縦方向に十分な電流を流すことが可能になり、従来と比して、オン抵抗を低くすることができる。特に、ショットキーバリアダイオード１０においては、ショットキー電極１１の直下にビアを設けオーミック電極１５を形成することによって、ＧａＮドリフト層１２における電子の通過経路を短くできるため、順方向電流を上げることができ、オン抵抗を低くすることができる。

また、ショットキーバリアダイオード１０においては、逆バイアスが印加された場合には、従来技術にかかるショットキーバリアダイオード１１０と同様に、空乏層がＧａＮドリフト層１２の中を広がることができるため、高耐圧を保持することも可能である。

また、ショットキーバリアダイオード１０は、従来技術にかかるショットキーバリアダイオード２１０のようにオーミック電極をショットキー電極１１と同じ面上に形成する必要もないため、小さなチップサイズを維持することが可能である。

さらに、本実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０においては、めっき層１６を形成してビアを熱伝導性の高い金属で埋め込むため、ショットキーバリアダイオードにおける放熱性を向上することが可能になり、さらに良好な特性を有するショットキーバリアダイオードを実現することが可能になる。

つぎに、実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０の製造方法について説明する。図３は、図１に示すショットキーバリアダイオード１０の製造方法を説明する図である。なお、本実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０は、従来のＳｉ基板を用いた半導体素子製造技術をそのまま使用することが可能である。

まず、図３（１）に示すように、Ｓｉ基板１４上に、たとえば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いることによって、ＡｌＮによって形成されるＡｌＮバッファ層１３、および、ＧａＮ半導体によって形成されるＧａＮドリフト層１２を順次積層する。ＡｌＮバッファ層１３の積層においては、原料ガスとしてトリメチルアルミニウムを用い、ＧａＮドリフト層１２の積層においては、原料ガスとしてトリメチルガリウムおよびアンモニアを用いる。また、ＧａＮドリフト層１２へのｎ型不純物としてＳｉを添加するために、シランガスを用いる。そして、ＧａＮドリフト層１２上にＮｉ／Ａｕを含む金属材料をスパッタによって蒸着した後、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程を経ることによって、ショットキー電極１１を形成する。

その後、Ｓｉ基板１４のショットキー電極１１側に保護膜を形成した後、Ｓｉ基板１４の裏面に対する機械研磨によって、Ｓｉ基板１４を約１００μｍまで研磨する。そして、図３（２）に示すように、フォトリソグラフィー工程および硫化フッ素プラズマを用いたドライエッチング工程をＳｉ基板１４の裏面に対して行なうことによって、ショットキー電極１１直下にビア１７を形成する。このビア１７は、Ｓｉ基板１４、ＡｌＮバッファ層１３を貫通し、ＧａＮドリフト層１２に達する深さを有する。なお、ビア１７は、ＧａＮドリフト層１２とＡｌＮバッファ層１３との界面状態の影響を受けることを避けるため、ＡｌＮバッファ層１３とＧａＮドリフト層１２との界面よりＧａＮドリフト層１２側まで掘り下げた方がよい。

つぎに、Ｓｉ基板１４の裏面上に、Ｔｉ／Ａｕを含む金属材料をスパッタによって蒸着した後、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程を経ることによって、オーミック電極１５を形成する。そして、銅などの熱伝導性の高い金属でビア１７を完全に埋め込み、めっき層１６を形成することによって、ショットキーバリアダイオード１０を製造することができる。なお、ショットキー電極１１およびオーミック電極１５は、直径１００μｍの円盤形状を有するため、チップ面積が小さく、小型の電源素子の作成に有用である。上記実施形態では、ＡｌＮバッファ層１３のみを示したが、適宜バッファ層の構造は変えてよい。例えば、ＡｌＮ層とＧａＮ層を交互に積層したバッファ層を設けてもよく、そのようなバッファ層の構成では、少なくとも絶縁性であるＡｌＮ層を貫通するようにビア１７を設ければよい。

（実施の形態２）
つぎに、実施の形態について説明する。図４は、実施の形態２にかかるショットキーバリアダイオードの断面図である。図４に示すように、実施の形態２にかかるショットキーバリアダイオード２０においては、ＧａＮによって形成されるＧａＮドリフト層２２の厚膜化のため、ＧａＮドリフト層２２は、選択成長によって形成される。

ショットキーバリアダイオード２０においては、Ｓｉ基板１４上に碁盤目状に形成された選択成長マスク２７以外の領域に、図１に示すＡｌＮバッファ層１３と同様に機能するＡｌＮバッファ層２３および図１に示すＧａＮドリフト層１２と同様に機能するＧａＮドリフト層２２が形成される。選択成長マスク２７は、たとえば、１０μｍ間隔で１辺が４０μｍの正方形の開口部が配列するように形成される。このため、Ｓｉ基板１４上部から見た場合、選択成長マスク２７における各開口部から露出するＳｉ基板１４上に、正方形状のＡｌＮバッファ層２３およびＧａＮドリフト層２２がそれぞれ成長する。

ショットキーバリアダイオード２０においては、各ＧａＮドリフト層２２上に、それぞれショットキー電極１１が設けられている。そして、ショットキーバリアダイオード２０においては、複数のショットキー電極１１と接続する上部配線電極２９が設けられている。そして、各ショットキー電極１１直下には、Ｓｉ基板１４の裏面からＡｌＮバッファ層２３を貫通してＧａＮドリフト層２２に到達するビアを設け、このビアを介してＧａＮドリフト層２２に接触するオーミック電極１５が形成されるとともに、ビアを埋め込むようにオーミック電極１５表面に形成されためっき層１６を有する。

ところで、実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０のように、Ａｌバッファ層およびＧａＮドリフト層をＳｉ基板１４上に一様に形成した場合には、膜面積が大きくなり膜全体が歪むため、Ａｌバッファ層およびＧａＮドリフト層にクラックが発生してしまう。このため、Ａｌバッファ層およびＧａＮドリフト層をＳｉ基板１４上に一様に形成した場合には、ＧａＮドリフト層の膜厚は、０．５μｍ程度までしか厚くすることができず、ＧａＮドリフト層の厚膜化によるショットキーバリアダイオードの高耐圧化を図ることが難しい場合があった。

これに対し、ショットキーバリアダイオード２０においては、選択成長マスク２７を設けて選択成長マスク２７以外の領域にＡｌＮバッファ層２３およびＧａＮドリフト層２２を選択的に成長しており、Ｓｉ基板１４上にＡｌＮバッファ層２３およびＧａＮドリフト層２２を一様に形成していない。このため、ショットキーバリアダイオード２０においては、ＡｌＮバッファ層２３およびＧａＮドリフト層２２の膜面積を小さくすることができ、膜面積が大きいために発生していたクラックの発生を回避することが可能になる。

この結果、ショットキーバリアダイオード２０においては、ショットキーバリアダイオード１０と比して、ＧａＮドリフト層２２の厚さを厚くすることができ、ＧａＮドリフト層の厚膜化によるショットキーバリアダイオードの高耐圧化を実現することが可能になる。具体的には、ショットキーバリアダイオード２０においては、ＧａＮドリフト層２２を、実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオード１０における０．５μｍの膜厚から、５μｍの膜厚まで厚くすることが可能になる。この結果、ショットキーバリアダイオード２０においては、逆バイアス印加時の耐圧を、ショットキーバリアダイオード１０における１００Ｖ程度から５００Ｖ以上にまで高くすることができる。

また、実施の形態２においては、複数のショットキー電極１１を上部配線電極２９によって接続することによって、複数個のショットキーバリアダイオード２０を結合可能である。このため、実施の形態２においては、上部配線電極２９によって結合したショットキーバリアダイオードの個数に応じて、順方向電流の増大を制御することが可能である。また、上部配線電極２９によって結合したショットキーバリアダイオードの個数を増減することによって、所望のチップサイズのショットキーバリアダイオードを得ることが可能であるため、小型の電源素子の作成にさらに有用である。

また、実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、Ｓｉ基板１４の裏面からＡｌＮバッファ層２３を貫通してＧａＮドリフト層２２に到達するビア上にオーミック電極１５を形成するため、ビアを設けずにシリコン基板に直接形成する従来技術にかかるショットキーバリアダイオードと比して、順方向電流を１０倍以上に増加させることが可能である。

つぎに、実施の形態２にかかるショットキーバリアダイオード２０の製造方法について説明する。図５は、図４に示すショットキーバリアダイオード２０の製造方法を説明する図である。

まず、Ｓｉ基板１４上に、プラズマ化学気相成長法（ＰＣＶＤ）を用いて、１００ｎｍの膜厚のＳｉＮ膜またはＳｉＯ₂膜を形成する。誘電体エッチング工程においては、ＳｉＮ膜に対しては、ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥエッチングを行ない、ＳｉＯ₂膜に対しては、緩衝フッ酸エッチングを行なう。そして、図５（１）に示すように、フォトリソグラフィー工程および誘電体エッチング工程を経ることによって、１０μｍ間隔で１辺が４０μｍの正方形の開口部を有する選択成長マスク２７を形成する。

つぎに、図５（２）に示すように、図３（１）に示す場合と同様に、ＡｌＮによって形成されるＡｌＮバッファ層２３、および、ＧａＮ半導体によって形成されるＧａＮドリフト層２２を順次積層する。この場合、５μｍの膜厚のＧａＮドリフト層２３の膜厚が形成される。また、ＧａＮドリフト層２２には、ｎ型不純物として１×１０¹⁶ｃｍ^-3の添加量のＳｉが添加されている。そして、ＧａＮドリフト層２２上に、Ｎｉ／Ａｕを含む金属材料をスパッタによって蒸着した後、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程を経ることによって、たとえば２０μｍ角の大きさを有するショットキー電極１１を形成する。

つぎに、ＰＣＶＤによって、ＳｉＯ₂によって形成される絶縁膜を堆積し、ＧａＮドリフト層２２を絶縁膜内に埋め込み、化学的機械研磨（ＣＭＰ）処理を行なって絶縁膜表面を平坦化することによって、各ＧａＮドリフト層２２間に埋込み絶縁膜２８が埋め込まれる。その後、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程を経ることによって、ショットキー電極１１上の絶縁膜のみを除去し、図５（３）に示すように、ショットキー電極１１上およびＧａＮドリフト層２２上に真空蒸着法を用いてＡｌである上部電極２９を形成する。この結果、隣接した複数のショットキー電極１１が上部電極２９によって接続されるため、複数のショットキーバリアダイオードが電気的に結合することになる。

そして、実施の形態１と同様に、図５（４）に示すように、Ｓｉ基板１４のショットキー電極１１側に保護膜を形成した後、Ｓｉ基板１４の裏面に対する機械研磨によって、Ｓｉ基板１４を約１００μｍまで研磨し、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程をＳｉ基板１４の裏面に対して行なうことによって、各ショットキー電極１１直下にそれぞれビア１７を形成する。このビア１７は、Ｓｉ基板１４、ＡｌＮバッファ層１３を貫通し、ＧａＮドリフト層１２に達する深さを有する。なお、ビア１７は、実施の形態１と同様に、ＡｌＮバッファ層１３とＧａＮドリフト層１２との界面よりＧａＮドリフト層１２側まで掘り下げた方がよい。

そして、図５（５）に示すように、実施の形態１と同様に、Ｓｉ基板１４の裏面上に、オーミック電極１５を形成後、銅などの熱伝導性の高い金属でビア１７を完全に埋め込み、めっき層１６を形成することによって、ショットキーバリアダイオード２０を製造することができる。

（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３について説明する。図６は、実施の形態３にかかるショットキーバリアダイオードの断面図である。図６に示すように、実施の形態３にかかるショットキーバリアダイオード３０は、図１に示すショットキーバリアダイオード１０と電極配置が逆である。すなわち、Ｓｉ基板１４裏面上にショットキー電極３１が形成されており、ＧａＮドリフト層１２上にオーミック電極３５が形成されている。

ところで、ショットキーバリアダイオードの発熱は、主として、ショットキーバリア接触を行なうショットキー電極側で生じる。実施の形態３においては、発熱するショットキー電極３１を、放熱性が良好であるＳｉ基板１４の裏面側に設けることによって、ショットキーバリアダイオードの放熱性を改善することができ、温度特性向上を実現することができる。

つぎに、実施の形態３にかかるショットキーバリアダイオード３０の製造方法について説明する。図７は、図６に示すショットキーバリアダイオード３０の製造方法を説明する図である。図７（１）に示すように、実施の形態１と同様に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ＡｌＮバッファ層１３およびＧａＮドリフト層１２を順次積層する。そして、ＧａＮドリフト層１２上にＮｉ／Ａｕを含む金属材料をスパッタによって蒸着した後、フォトリソグラフィー工程およびエッチング工程を経ることによって、オーミック電極３５を形成する。

そして、図７（２）に示すように、実施の形態１と同様に、Ｓｉ基板１４のオーミック電極３５側に保護膜を形成した後、Ｓｉ基板１４の裏面を研磨し、フォトリソグラフィー工程およびドライエッチング工程をＳｉ基板１４の裏面に対して行なうことによって、オーミック電極３５直下にビア１７を形成する。

そして、図７（３）に示すように、Ｓｉ基板１４の裏面上に、ショットキー電極３１を形成後、銅などの熱伝導性の高い金属でビア１７を完全に埋め込み、めっき層１６を形成することによって、ショットキーバリアダイオード３０を製造することができる。

なお、本実施の形態１〜３においては、Ｓｉ基板を用いた場合について説明したが、これに限らず、サファイア基板またはＳｉＣ基板を使用してもよい。また、本実施の形態１〜３においては、バッファ層は、ＡｌＮバッファ層１３，２３である場合について説明したが、これに限らず、ＡｌＮおよびＧａＮの多層膜であってもよい。

実施の形態１にかかるショットキーバリアダイオードの断面図である。 図１に示すショットキーバリアダイオードに順方向に印加された電圧とショットキーバリアダイオードにおける順方向電流との関係を示す図である。 図１に示すショットキーバリアダイオードの製造方法を説明する図である。 実施の形態２にかかるショットキーバリアダイオードの断面図である。 図４に示すショットキーバリアダイオードの製造方法を説明する図である。 実施の形態３にかかるショットキーバリアダイオードの断面図である。 図６に示すショットキーバリアダイオードの製造方法を説明する図である。 従来技術にかかるショットキーバリアダイオードの断面図である。 従来技術にかかるショットキーバリアダイオードの断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０，１１０，２１０ ショットキーバリアダイオード
１１，３１，１０１，２０６ ショットキー電極
１２，２２，１０２ ＧａＮドリフト層
１３，２３ ＡｌＮバッファ層
１４，１０４，２０２ Ｓｉ基板
１５，３５，１０５，２０７ オーミック電極
１６ めっき層
２７ 選択成長マスク
２８ 埋込み絶縁膜
２９ 上部配線電極
１０３，２０３ バッファ層
２０１ 裏面電極
２０４ 第１の半導体層
２０５ 第２の半導体層
２０８ ビア

Claims (8)

1. 基板上にバッファ層を介して設けられた窒化物半導体層表面に第１の電極を備えたショットキーバリアダイオードにおいて、
   前記基板の裏面から前記バッファ層を貫通して前記窒化物半導体層に到達するビアを設け、前記ビアを介して前記窒化物半導体層に接触する第２の電極を前記基板の裏面に形成することを特徴とするショットキーバリアダイオード。
2. 前記ビアは、前記第１の電極直下に設けられ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。
3. 前記窒化物半導体層は、選択成長によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のショットキーバリアダイオード。
4. 前記第２の電極表面に金属膜を形成し、該金属膜で前記ビアを埋め込むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のショットキーバリアダイオード。
5. 前記第１の電極がショットキー電極である場合、前記第２の電極は、オーミック電極であり、または、前記第１の電極がオーミック電極である場合、前記第２の電極は、ショットキー電極であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のショットキーバリアダイオード。
6. 前記窒化物半導体層は、ＧａＮを用いて形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のショットキーバリアダイオード。
7. 前記ＧａＮを用いて形成される窒化物半導体層は、ｎ型不純物としてＳｉを含むことを特徴とする請求項６に記載のショットキーバリアダイオード。
8. 前記基板は、Ｓｉ基板であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のショットキーバリアダイオード。

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