窒化物半導体装置
【課題】ドレイン配線電極に起因する電流コラプス現象への影響が抑制され、且つ耐圧が向上された窒化物半導体装置を提供する。
【解決手段】窒化物半導体からなるデバイス層と、デバイス層上に互いに離間して配置されたソース電極及びドレイン電極と、ソース電極とドレイン電極間でデバイス層上に配置されたゲート電極と、デバイス層上に配置された層間絶縁膜と、ドレイン電極とゲート電極間において層間絶縁膜を介してデバイス層と対向して配置され、ドレイン電極と電気的に接続されたドレイン配線電極と、ゲート電極とドレイン電極間においてデバイス層上に層間絶縁膜を介してデバイス層と対向して配置されたドレイン電極に比べて低電位側のフィールドプレートとを備え、ドレイン配線電極下方の層間絶縁膜の膜厚が、フィールドプレート下方の層間絶縁膜の膜厚よりも厚い。
【解決手段】窒化物半導体からなるデバイス層と、デバイス層上に互いに離間して配置されたソース電極及びドレイン電極と、ソース電極とドレイン電極間でデバイス層上に配置されたゲート電極と、デバイス層上に配置された層間絶縁膜と、ドレイン電極とゲート電極間において層間絶縁膜を介してデバイス層と対向して配置され、ドレイン電極と電気的に接続されたドレイン配線電極と、ゲート電極とドレイン電極間においてデバイス層上に層間絶縁膜を介してデバイス層と対向して配置されたドレイン電極に比べて低電位側のフィールドプレートとを備え、ドレイン配線電極下方の層間絶縁膜の膜厚が、フィールドプレート下方の層間絶縁膜の膜厚よりも厚い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドレイン配線電極を有する窒化物半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高耐圧パワーデバイス等に、窒化物半導体を用いた窒化物半導体装置が使用されている。代表的な窒化物半導体は、ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表され、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等である。
【０００３】
窒化物半導体装置のドレイン電極とソース電極間に電圧を印加した場合に発生するバイアス電界は、ゲート電極のドレイン電極側の端部（以下において、「ドレイン側端部」という。）に集中する。ゲート電極のドレイン側端部におけるバイアス電界の集中を緩和することにより、窒化物半導体装置の耐圧を向上できる。例えば、フィールドプレートを配置することによって、ゲート電極のドレイン側端部における電界集中を緩和する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７８１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フィールドプレートは、層間絶縁膜を挟んで窒化物半導体からなるデバイス層と対向して配置され、例えばソース電極、ゲート電極或いはドレイン電極と電気的に接続される。しかし、ドレイン電極に電流を供給するドレイン配線電極には大電流が流れるので、ドレイン配線電極を幅広又は厚膜化する必要がある。しかし、ドレイン電極−ゲート電極間耐量を考慮すると、ドレイン電極はドレイン配線電極ほど幅広く形成することができない。このため、断面的又は平面的に見て、ドレイン配線電極がドレイン電極よりも外側に張り出してしまう。これまで、ドレイン配線電極がドレイン電極よりも張り出している場合における電流コラプス現象について十分には検討されてこなかった。
【０００６】
本発明は、ドレイン配線電極に起因する電流コラプス現象への影響が抑制され、且つ耐圧が向上された窒化物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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、（イ）窒化物半導体からなるデバイス層と、（ロ）デバイス層上に互いに離間して配置されたソース電極及びドレイン電極と、（ハ）ソース電極とドレイン電極間でデバイス層上に配置されたゲート電極と、（ニ）デバイス層上に配置された層間絶縁膜と、（ホ）ドレイン電極とゲート電極間において層間絶縁膜を介してデバイス層と対向して配置され、ドレイン電極と電気的に接続されたドレイン配線電極と、（ヘ）ゲート電極とドレイン電極間においてデバイス層上に層間絶縁膜を介してデバイス層と対向して配置された、ドレイン電極に比べて低電位側のフィールドプレートとを備え、ドレイン配線電極下方の層間絶縁膜の膜厚がフィールドプレート下方の層間絶縁膜の膜厚よりも厚い窒化物半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ドレイン配線電極に起因する電流コラプス現象への影響が抑制され、且つ耐圧が向上された窒化物半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体装置の構造を示す模式的な平面図である。
【図３】ドレイン配線電極下方の層間絶縁膜の膜厚と電流コラプス現象との関係を示すグラフである。
【図４】フィールドプレート下方の層間絶縁膜の膜厚とゲートリーク電流との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体装置の構造を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の第１乃至第３の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の長さの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面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ことはもちろんである。
【００１１】
又、以下に示す第１乃至第３の実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体装置１は、図１に示すように、窒化物半導体からなるデバイス層２０と、デバイス層２０上に互いに離間して配置されたソース電極３及びドレイン電極４と、ソース電極３とドレイン電極４間でデバイス層２０上に配置されたゲート電極５と、デバイス層２０上に配置された層間絶縁膜７０と、ドレイン電極４とゲート電極５間において層間絶縁膜７０を介してデバイス層２０と対向して配置され、ドレイン電極４と電気的に接続されたドレイン配線電極８と、ゲート電極５とドレイン電極４間においてデバイス層２０上に層間絶縁膜７０を介してデバイス層２０と対向して配置された、ドレイン電極４に比べて低電位側のフィールドプレート９とを備える。窒化物半導体装置１では、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１は、フィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２よりも厚い。
【００１３】
更に、窒化物半導体装置１は、ドレイン電極４とゲート電極５間でデバイス層２０上に配置された補助電極６を備える。そして、フィールドプレート９は、補助電極６の上部のドレイン側端部に連接している。接続配線１００によって、補助電極６はソース電極３と電気的に接続されている。
【００１４】
補助電極６によって、ゲート電極５のドレイン側端部の空乏層の曲率が制御されて、ゲート電極５のドレイン側端部に集中するバイアス電界の集中が緩和される。更に、フィールドプレート９により、補助電極６のドレイン側端部の空乏層の曲率が制御されて、補助電極６のドレイン側端部に集中するバイアス電界の集中が緩和される。なお、ドレイン電極４の上方に配置されたドレイン配線電極８は、平面的に見てドレイン電極４よりもゲート電極５側に張り出して層間絶縁膜７０を介してデバイス層２０と直接に対向する部分を有する。しかし、ドレイン配線電極８とデバイス層２０間の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１は、フィールドプレート９とデバイス層２０間での層間絶縁膜７０である第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２よりも十分に厚い。このため、ドレイン配線電極８はフィールドプレートとして機能せず、更に、ドレイン電極４近傍で電流コラプス現象を生じさせない。
【００１５】
補助電極６とソース電極３とを電気的に接続する接続配線１００は、図１に示すように、層間絶縁膜７０上にあって、フィールドプレート９の上方を通過した後にドレイン電極４側に延伸してもよい。平面的に見て接続配線１００のドレイン電極４側への延伸部分１０１は層間絶縁膜７０を介してデバイス層２０と対向しているが、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１がフィールドプレート９下方の第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２よりも十分に厚いので、この対向している部分はフィールドプレートとして機能しない。なお、接続配線１００の一部は、ソース電極３に電流を供給するソース配線電極の一部を兼ねてもよい。
【００１６】
なお、補助電極６は、ソース電極３の電位がドレイン電極４の電位よりも高い場合にダイオードとして機能し、ソース電極３からドレイン電極４に電流が流されるように構成することもできる。例えば、補助電極６とデバイス層２０との間にショットキー接合が形成される。
【００１７】
また、補助電極６をソース電極３と電気的に接続することにより、窒化物半導体装置１のミラー容量を低減できる。これは、等価的にみて、補助電極６をゲート電極とするＦＥＴとゲート電極５をゲート電極とするＦＥＴとをカスコード接続した構造となるためである。つまり、補助電極６がゲート電極５とドレイン電極４間に配置されていることにより、ゲート電極５とドレイン電極４間の容量が低減される。これにより、窒化物半導体装置１の高周波動作が可能になる。
【００１８】
図１に示した窒化物半導体装置１では、基板１０上にバッファ層１１が配置され、バッファ層１１上にデバイス層２０が配置されている。つまり、デバイス層２０が、キャリア供給層２２、及びキャリア供給層２２とヘテロ接合を形成するキャリア走行層２１を積層した構造を有する。即ち、窒化物半導体装置１は窒化物半導体を用いた高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）である。バンドギャップエネルギーが互いに異なる窒化物半導体からなるキャリア走行層２１とキャリア供給層２２間の界面にヘテロ接合面が形成され、ヘテロ接合面近傍のキャリア走行層２１に電流通路（チャネル）としての二次元キャリアガス層２３が形成される。
【００１９】
図２に、窒化物半導体装置１のドレイン配線電極８と接続配線１００の略平面図を示す。なお、ドレイン配線電極８の下方に配置されたドレイン電極４を破線で示している。図１は、図２のＩ−Ｉ方向に沿った断面図である。
【００２０】
以下に、図３を参照して、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１が電流コラプス現象に与える影響について説明する。図３は、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を変化させた場合のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとオン抵抗比の関係を示す。オン抵抗比は、Ｖｄｓ＝０Ｖでのオン抵抗ＲＰｏｎ＿０に対するオン抵抗ＲＰｏｎの比である。図３において、特性Ａ１、Ａ２は、膜厚Ｔ１がそれぞれ０．５μｍ、１．０μｍの場合の特性である。
【００２１】
図３から、膜厚Ｔ１が厚いほど、オン抵抗が小さいことがわかる。つまり、電流コラプス現象を緩和するためには、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を厚くすることが有効である。
【００２２】
次に、図４を参照して、フィールドプレート９下方の第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２が耐圧に与える影響について説明する。図４は、第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を変化させた場合のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとゲートリーク電流比の関係を示す。ゲートリーク電流比は、Ｖｄｓ＝０Ｖでのゲートリーク電流Ｉｇ＿０に対するゲートリーク電流Ｉｇの比である。図４において、特性Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、膜厚Ｔ２がそれぞれ７００ｎｍ、５００ｎｍ、３５０ｎｍの場合の特性である。
【００２３】
図４から、膜厚Ｔ２が薄いほど、ゲートリーク電流が小さいことがわかる。つまり、窒化物半導体装置１の耐圧を向上させるためには、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１に比べて低電位側のフィールドプレート９下方の第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を薄くすることが有効である。
【００２４】
上記のように、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を薄くすると、電流コラプス現象が悪化し、オン抵抗の増大などをまねく。一方、第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を厚くするとフィールドプレートによる効果が低下し、耐圧が低下する。
【００２５】
しかしながら、図１に示した窒化物半導体装置１では、ドレイン電極４に接続されたフィールドプレートがなく、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１が、フィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２よりも厚い。つまり、ドレイン電極４−ゲート電極５間において高電位側にフィールドプレートを設けず、低電位側にフィールドプレートを設けるように、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を厚くし、第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を薄くする。その結果、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を厚くすることによってドレイン配線電極８に起因する電流コラプス現象の悪化を抑制する一方で、第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を薄くすることによって、フィールドプレート９による電界集中を緩和する効果が低下することが抑制される。
【００２６】
電流コラプス現象の悪化を抑制するために、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１は、例えば５００ｎｍ〜１μｍ程度であることが好ましく、より好ましくは１μｍ以上である。しかし、膜厚Ｔ１を厚くしすぎると、ドレイン配線電極８とドレイン電極４を接続する貫通電極を、ボイドなどがないように良好に形成することができない。このため、膜厚Ｔ１は２μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
一方、ドレイン電極４に比べて低電位側のフィールドプレート９による電界集中を緩和する効果が低下することを抑制するために、フィールドプレート９下方の第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２は、例えば５００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。
【００２８】
以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体装置１においては、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１をフィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２よりも厚くすることにより、ドレイン配線電極８を比較的幅広又は厚膜としても、ゲート電極５のドレイン側端部でのバイアス電界集中が緩和され、且つ動作時のオン抵抗の増大が抑制される。つまり、図１に示した窒化物半導体装置１によれば、ドレイン配線電極８を比較的幅広又は厚膜としても、フィールドプレートに起因する電流コラプス現象の悪化が抑制され、且つ耐圧が向上された窒化物半導体装置を提供できる。
【００２９】
以下に、窒化物半導体装置１の具体的な構成例を示す。
【００３０】
基板１０には、シリコン（Ｓｉ）基板、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）基板、ＧａＮ基板等の半導体基板や、サファイア基板、セラミック基板等の絶縁体基板を採用可能である。例えば、基板１０に大口径化が容易なシリコン基板を採用することにより、窒化物半導体装置１の製造コストを低減できる。
【００３１】
バッファ層１１は、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法等のエピタキシャル成長法で形成できる。図１では、バッファ層１１を１つの層として図示しているが、バッファ層１１を複数の層で形成してもよい。例えば、バッファ層１１を窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる第１のサブレイヤー（第１の副層）とＧａＮからなる第２のサブレイヤー（第２の副層）とを交互に積層した多層構造バッファとしてもよい。なお、バッファ層１１はＨＥＭＴの動作に直接には関係しないため、バッファ層１１を省いてもよい。
【００３２】
バッファ層１１上に配置されたキャリア走行層２１は、例えば不純物が添加されていないノンドープＧａＮを、ＭＯＣＶＤ法等によりエピタキシャル成長させて形成する。ここでノンドープとは、不純物が意図的に添加されていないことを意味する。
【００３３】
キャリア走行層２１上に配置されたキャリア供給層２２は、キャリア走行層２１よりもバンドギャップが大きく、且つキャリア走行層２１より格子定数の小さい窒化物半導体からなる。キャリア供給層２２としてアンドープのＡｌxＧａ1-xＮが採用可能である。
【００３４】
キャリア供給層２２は、ＭＯＣＶＤ法等によるエピタキシャル成長によってキャリア走行層２１上に形成される。キャリア供給層２２とキャリア走行層２１は格子定数が異なるため、格子歪みによるピエゾ分極が生じる。このピエゾ分極とキャリア供給層２２の結晶が有する自発分極により、ヘテロ接合付近のキャリア走行層２１に高密度のキャリアが生じ、電流通路（チャネル）としての二次元キャリアガス層２３が形成される。
【００３５】
デバイス層２０上に、ソース電極３及びドレイン電極４が形成される。ソース電極３及びドレイン電極４は、デバイス層２０と低抵抗接触（オーミック接触）可能な金属により形成される。例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などがソース電極３及びドレイン電極４に採用可能である。或いはＴｉとＡｌの積層体として、ソース電極３及びドレイン電極４は形成される。
【００３６】
ソース電極３及びドレイン電極４が形成された後、デバイス層２０上に第１の層間絶縁膜７１が形成される。第１の層間絶縁膜７１は、例えば、膜厚が１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の窒化シリコン（ＳｉＮ）膜などである。第１の層間絶縁膜７１の膜厚が膜厚Ｔ１である。
【００３７】
第１の層間絶縁膜７１に開口部が形成され、この開口部を埋め込むようにしてゲート電極５及び補助電極６が形成される。このとき、第１の層間絶縁膜７１に形成された開口部の面積よりも大きいようにゲート電極５及び補助電極６を構成する金属膜をパターニングすることによって、ゲート電極５に連接するドレイン側端部５１と、補助電極６に連接するフィールドプレート９を形成できる。ゲート電極５や補助電極６には、例えばニッケル金（ＮｉＡｕ）などが採用可能である。このように、補助電極６は、ゲート電極５と同様の構造を採用可能である。なお、ゲート電極５と補助電極６を異なる工程でそれぞれ形成してもよい。
【００３８】
ゲート電極５や補助電極６、フィールドプレート９を埋めるようにして、第１の層間絶縁膜７１上に第２の層間絶縁膜７２が形成される。第２の層間絶縁膜７２には、第１の層間絶縁膜７１よりも厚く、膜厚が５００ｎｍ〜１５００ｎｍ程度のシリコン酸化（ＳｉＯｘ）、ＳｉＮ膜、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）膜などを採用可能である。なお、第１の層間絶縁膜７１と第２の層間絶縁膜７２の膜厚の合計が、膜厚Ｔ２である。
【００３９】
フォトリソグラフィ技術などを用いて、第１の層間絶縁膜７１と第２の層間絶縁膜７２が積層された層間絶縁膜７０の所定の位置、即ち、ソース電極３、ドレイン電極４及び補助電極６がそれぞれ配置された位置に、開口部を選択的に形成する。ソース電極３及び補助電極６の上方に形成された開口部を埋め込むようにして、ソース電極３と補助電極６とを接続する接続配線１００が形成される。また、ドレイン電極４の上方に形成された開口部を埋め込むようにして、ドレイン電極４に接続するドレイン配線電極８が形成される。接続配線１００及びドレイン配線電極８には、Ａｕめっき或いはＡｌなどを採用可能である。
【００４０】
例えば上記のようにして、第１の実施形態に係る窒化物半導体装置１を製造できる。ただし、上記に述べた製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
【００４１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体装置１は、図５に示すように、補助電極６を備えないことが図１と異なる点である。図５に示した窒化物半導体装置１では、フィールドプレート９はゲート電極５の上部のドレイン側端部に連接している。つまり、フィールドプレート９はゲート電極５に電気的に接続される。その他の構成については、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００４２】
第２の実施形態に係る窒化物半導体装置１においても、ゲート電極５に連接するフィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２を、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１よりも薄くすることにより、第１の実施形態と同様にドレイン配線電極８を幅広にしても電流コラプス現象が抑制され、且つ耐圧が向上する。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【００４３】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体装置１は、図６に示すように、補助電極６を備えず、ソース電極３と電気的に接続されたフィールドプレート９がゲート電極５とドレイン電極４との間に配置されていることが図１と異なる点である。その他の構成については、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００４４】
図６に示した窒化物半導体装置１のドレイン電極４に比べて低電位側のフィールドプレート９は、膜厚Ｔ２の第１の層間絶縁膜７１を介してデバイス層２０と対向して配置され、補助電極６とは異なりデバイス層２０とは接していない。ソース電極３とフィールドプレート９とは、層間絶縁膜７０上に配置された接続配線１００によって接続されている。なお、図６に示したフィールドプレート９は、ゲートフィールドプレートとして機能するドレイン側端部５１と同様に、例えばゲート電極５を形成する工程において、第１の層間絶縁膜７１上に形成される。
【００４５】
第３の実施形態に係る窒化物半導体装置１においても、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１を、フィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２よりも厚くすることにより、電流コラプス現象が抑制され、且つ耐圧が向上する。
【００４６】
なお、フィールドプレート９をソース電極３と電気的に接続することにより、窒化物半導体装置１のミラー容量が低減される。つまり、ソース電極３と同電位のフィールドプレート９がゲート電極５とドレイン電極４間に配置されることにより、ゲート電極５とドレイン電極４間の容量が低減される。これにより、窒化物半導体装置１の高周波動作が可能になる。
【００４７】
他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【００４８】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は第１乃至第３の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４９】
例えば、第１乃至第３の実施形態では窒化物半導体装置１がＨＥＭＴである例を示したが、窒化物半導体装置１が窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの他の構造のトランジスタであってもよい。
【００５０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１…窒化物半導体装置
３…ソース電極
４…ドレイン電極
５…ゲート電極
６…補助電極
８…ドレイン配線電極
９…フィールドプレート
１０…基板
１１…バッファ層
２０…デバイス層
２１…キャリア走行層
２２…キャリア供給層
２３…二次元キャリアガス層
７０…層間絶縁膜
７１…第１の層間絶縁膜
７２…第２の層間絶縁膜
１００…接続配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドレイン配線電極を有する窒化物半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高耐圧パワーデバイス等に、窒化物半導体を用いた窒化物半導体装置が使用されている。代表的な窒化物半導体は、ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表され、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等である。
【０００３】
窒化物半導体装置のドレイン電極とソース電極間に電圧を印加した場合に発生するバイアス電界は、ゲート電極のドレイン電極側の端部（以下において、「ドレイン側端部」という。）に集中する。ゲート電極のドレイン側端部におけるバイアス電界の集中を緩和することにより、窒化物半導体装置の耐圧を向上できる。例えば、フィールドプレートを配置することによって、ゲート電極のドレイン側端部における電界集中を緩和する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７８１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フィールドプレートは、層間絶縁膜を挟んで窒化物半導体からなるデバイス層と対向して配置され、例えばソース電極、ゲート電極或いはドレイン電極と電気的に接続される。しかし、ドレイン電極に電流を供給するドレイン配線電極には大電流が流れるので、ドレイン配線電極を幅広又は厚膜化する必要がある。しかし、ドレイン電極−ゲート電極間耐量を考慮すると、ドレイン電極はドレイン配線電極ほど幅広く形成することができない。このため、断面的又は平面的に見て、ドレイン配線電極がドレイン電極よりも外側に張り出してしまう。これまで、ドレイン配線電極がドレイン電極よりも張り出している場合における電流コラプス現象について十分には検討されてこなかった。
【０００６】
本発明は、ドレイン配線電極に起因する電流コラプス現象への影響が抑制され、且つ耐圧が向上された窒化物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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、（イ）窒化物半導体からなるデバイス層と、（ロ）デバイス層上に互いに離間して配置されたソース電極及びドレイン電極と、（ハ）ソース電極とドレイン電極間でデバイス層上に配置されたゲート電極と、（ニ）デバイス層上に配置された層間絶縁膜と、（ホ）ドレイン電極とゲート電極間において層間絶縁膜を介してデバイス層と対向して配置され、ドレイン電極と電気的に接続されたドレイン配線電極と、（ヘ）ゲート電極とドレイン電極間においてデバイス層上に層間絶縁膜を介してデバイス層と対向して配置された、ドレイン電極に比べて低電位側のフィールドプレートとを備え、ドレイン配線電極下方の層間絶縁膜の膜厚がフィールドプレート下方の層間絶縁膜の膜厚よりも厚い窒化物半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ドレイン配線電極に起因する電流コラプス現象への影響が抑制され、且つ耐圧が向上された窒化物半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体装置の構造を示す模式的な平面図である。
【図３】ドレイン配線電極下方の層間絶縁膜の膜厚と電流コラプス現象との関係を示すグラフである。
【図４】フィールドプレート下方の層間絶縁膜の膜厚とゲートリーク電流との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体装置の構造を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の第１乃至第３の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の長さの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面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ことはもちろんである。
【００１１】
又、以下に示す第１乃至第３の実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体装置１は、図１に示すように、窒化物半導体からなるデバイス層２０と、デバイス層２０上に互いに離間して配置されたソース電極３及びドレイン電極４と、ソース電極３とドレイン電極４間でデバイス層２０上に配置されたゲート電極５と、デバイス層２０上に配置された層間絶縁膜７０と、ドレイン電極４とゲート電極５間において層間絶縁膜７０を介してデバイス層２０と対向して配置され、ドレイン電極４と電気的に接続されたドレイン配線電極８と、ゲート電極５とドレイン電極４間においてデバイス層２０上に層間絶縁膜７０を介してデバイス層２０と対向して配置された、ドレイン電極４に比べて低電位側のフィールドプレート９とを備える。窒化物半導体装置１では、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１は、フィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２よりも厚い。
【００１３】
更に、窒化物半導体装置１は、ドレイン電極４とゲート電極５間でデバイス層２０上に配置された補助電極６を備える。そして、フィールドプレート９は、補助電極６の上部のドレイン側端部に連接している。接続配線１００によって、補助電極６はソース電極３と電気的に接続されている。
【００１４】
補助電極６によって、ゲート電極５のドレイン側端部の空乏層の曲率が制御されて、ゲート電極５のドレイン側端部に集中するバイアス電界の集中が緩和される。更に、フィールドプレート９により、補助電極６のドレイン側端部の空乏層の曲率が制御されて、補助電極６のドレイン側端部に集中するバイアス電界の集中が緩和される。なお、ドレイン電極４の上方に配置されたドレイン配線電極８は、平面的に見てドレイン電極４よりもゲート電極５側に張り出して層間絶縁膜７０を介してデバイス層２０と直接に対向する部分を有する。しかし、ドレイン配線電極８とデバイス層２０間の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１は、フィールドプレート９とデバイス層２０間での層間絶縁膜７０である第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２よりも十分に厚い。このため、ドレイン配線電極８はフィールドプレートとして機能せず、更に、ドレイン電極４近傍で電流コラプス現象を生じさせない。
【００１５】
補助電極６とソース電極３とを電気的に接続する接続配線１００は、図１に示すように、層間絶縁膜７０上にあって、フィールドプレート９の上方を通過した後にドレイン電極４側に延伸してもよい。平面的に見て接続配線１００のドレイン電極４側への延伸部分１０１は層間絶縁膜７０を介してデバイス層２０と対向しているが、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１がフィールドプレート９下方の第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２よりも十分に厚いので、この対向している部分はフィールドプレートとして機能しない。なお、接続配線１００の一部は、ソース電極３に電流を供給するソース配線電極の一部を兼ねてもよい。
【００１６】
なお、補助電極６は、ソース電極３の電位がドレイン電極４の電位よりも高い場合にダイオードとして機能し、ソース電極３からドレイン電極４に電流が流されるように構成することもできる。例えば、補助電極６とデバイス層２０との間にショットキー接合が形成される。
【００１７】
また、補助電極６をソース電極３と電気的に接続することにより、窒化物半導体装置１のミラー容量を低減できる。これは、等価的にみて、補助電極６をゲート電極とするＦＥＴとゲート電極５をゲート電極とするＦＥＴとをカスコード接続した構造となるためである。つまり、補助電極６がゲート電極５とドレイン電極４間に配置されていることにより、ゲート電極５とドレイン電極４間の容量が低減される。これにより、窒化物半導体装置１の高周波動作が可能になる。
【００１８】
図１に示した窒化物半導体装置１では、基板１０上にバッファ層１１が配置され、バッファ層１１上にデバイス層２０が配置されている。つまり、デバイス層２０が、キャリア供給層２２、及びキャリア供給層２２とヘテロ接合を形成するキャリア走行層２１を積層した構造を有する。即ち、窒化物半導体装置１は窒化物半導体を用いた高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）である。バンドギャップエネルギーが互いに異なる窒化物半導体からなるキャリア走行層２１とキャリア供給層２２間の界面にヘテロ接合面が形成され、ヘテロ接合面近傍のキャリア走行層２１に電流通路（チャネル）としての二次元キャリアガス層２３が形成される。
【００１９】
図２に、窒化物半導体装置１のドレイン配線電極８と接続配線１００の略平面図を示す。なお、ドレイン配線電極８の下方に配置されたドレイン電極４を破線で示している。図１は、図２のＩ−Ｉ方向に沿った断面図である。
【００２０】
以下に、図３を参照して、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１が電流コラプス現象に与える影響について説明する。図３は、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を変化させた場合のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとオン抵抗比の関係を示す。オン抵抗比は、Ｖｄｓ＝０Ｖでのオン抵抗ＲＰｏｎ＿０に対するオン抵抗ＲＰｏｎの比である。図３において、特性Ａ１、Ａ２は、膜厚Ｔ１がそれぞれ０．５μｍ、１．０μｍの場合の特性である。
【００２１】
図３から、膜厚Ｔ１が厚いほど、オン抵抗が小さいことがわかる。つまり、電流コラプス現象を緩和するためには、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を厚くすることが有効である。
【００２２】
次に、図４を参照して、フィールドプレート９下方の第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２が耐圧に与える影響について説明する。図４は、第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を変化させた場合のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓとゲートリーク電流比の関係を示す。ゲートリーク電流比は、Ｖｄｓ＝０Ｖでのゲートリーク電流Ｉｇ＿０に対するゲートリーク電流Ｉｇの比である。図４において、特性Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、膜厚Ｔ２がそれぞれ７００ｎｍ、５００ｎｍ、３５０ｎｍの場合の特性である。
【００２３】
図４から、膜厚Ｔ２が薄いほど、ゲートリーク電流が小さいことがわかる。つまり、窒化物半導体装置１の耐圧を向上させるためには、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１に比べて低電位側のフィールドプレート９下方の第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を薄くすることが有効である。
【００２４】
上記のように、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を薄くすると、電流コラプス現象が悪化し、オン抵抗の増大などをまねく。一方、第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を厚くするとフィールドプレートによる効果が低下し、耐圧が低下する。
【００２５】
しかしながら、図１に示した窒化物半導体装置１では、ドレイン電極４に接続されたフィールドプレートがなく、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１が、フィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２よりも厚い。つまり、ドレイン電極４−ゲート電極５間において高電位側にフィールドプレートを設けず、低電位側にフィールドプレートを設けるように、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を厚くし、第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を薄くする。その結果、層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１を厚くすることによってドレイン配線電極８に起因する電流コラプス現象の悪化を抑制する一方で、第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２を薄くすることによって、フィールドプレート９による電界集中を緩和する効果が低下することが抑制される。
【００２６】
電流コラプス現象の悪化を抑制するために、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜７０の膜厚Ｔ１は、例えば５００ｎｍ〜１μｍ程度であることが好ましく、より好ましくは１μｍ以上である。しかし、膜厚Ｔ１を厚くしすぎると、ドレイン配線電極８とドレイン電極４を接続する貫通電極を、ボイドなどがないように良好に形成することができない。このため、膜厚Ｔ１は２μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
一方、ドレイン電極４に比べて低電位側のフィールドプレート９による電界集中を緩和する効果が低下することを抑制するために、フィールドプレート９下方の第１の層間絶縁膜７１の膜厚Ｔ２は、例えば５００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。
【００２８】
以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体装置１においては、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１をフィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２よりも厚くすることにより、ドレイン配線電極８を比較的幅広又は厚膜としても、ゲート電極５のドレイン側端部でのバイアス電界集中が緩和され、且つ動作時のオン抵抗の増大が抑制される。つまり、図１に示した窒化物半導体装置１によれば、ドレイン配線電極８を比較的幅広又は厚膜としても、フィールドプレートに起因する電流コラプス現象の悪化が抑制され、且つ耐圧が向上された窒化物半導体装置を提供できる。
【００２９】
以下に、窒化物半導体装置１の具体的な構成例を示す。
【００３０】
基板１０には、シリコン（Ｓｉ）基板、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）基板、ＧａＮ基板等の半導体基板や、サファイア基板、セラミック基板等の絶縁体基板を採用可能である。例えば、基板１０に大口径化が容易なシリコン基板を採用することにより、窒化物半導体装置１の製造コストを低減できる。
【００３１】
バッファ層１１は、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法等のエピタキシャル成長法で形成できる。図１では、バッファ層１１を１つの層として図示しているが、バッファ層１１を複数の層で形成してもよい。例えば、バッファ層１１を窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる第１のサブレイヤー（第１の副層）とＧａＮからなる第２のサブレイヤー（第２の副層）とを交互に積層した多層構造バッファとしてもよい。なお、バッファ層１１はＨＥＭＴの動作に直接には関係しないため、バッファ層１１を省いてもよい。
【００３２】
バッファ層１１上に配置されたキャリア走行層２１は、例えば不純物が添加されていないノンドープＧａＮを、ＭＯＣＶＤ法等によりエピタキシャル成長させて形成する。ここでノンドープとは、不純物が意図的に添加されていないことを意味する。
【００３３】
キャリア走行層２１上に配置されたキャリア供給層２２は、キャリア走行層２１よりもバンドギャップが大きく、且つキャリア走行層２１より格子定数の小さい窒化物半導体からなる。キャリア供給層２２としてアンドープのＡｌxＧａ1-xＮが採用可能である。
【００３４】
キャリア供給層２２は、ＭＯＣＶＤ法等によるエピタキシャル成長によってキャリア走行層２１上に形成される。キャリア供給層２２とキャリア走行層２１は格子定数が異なるため、格子歪みによるピエゾ分極が生じる。このピエゾ分極とキャリア供給層２２の結晶が有する自発分極により、ヘテロ接合付近のキャリア走行層２１に高密度のキャリアが生じ、電流通路（チャネル）としての二次元キャリアガス層２３が形成される。
【００３５】
デバイス層２０上に、ソース電極３及びドレイン電極４が形成される。ソース電極３及びドレイン電極４は、デバイス層２０と低抵抗接触（オーミック接触）可能な金属により形成される。例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などがソース電極３及びドレイン電極４に採用可能である。或いはＴｉとＡｌの積層体として、ソース電極３及びドレイン電極４は形成される。
【００３６】
ソース電極３及びドレイン電極４が形成された後、デバイス層２０上に第１の層間絶縁膜７１が形成される。第１の層間絶縁膜７１は、例えば、膜厚が１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の窒化シリコン（ＳｉＮ）膜などである。第１の層間絶縁膜７１の膜厚が膜厚Ｔ１である。
【００３７】
第１の層間絶縁膜７１に開口部が形成され、この開口部を埋め込むようにしてゲート電極５及び補助電極６が形成される。このとき、第１の層間絶縁膜７１に形成された開口部の面積よりも大きいようにゲート電極５及び補助電極６を構成する金属膜をパターニングすることによって、ゲート電極５に連接するドレイン側端部５１と、補助電極６に連接するフィールドプレート９を形成できる。ゲート電極５や補助電極６には、例えばニッケル金（ＮｉＡｕ）などが採用可能である。このように、補助電極６は、ゲート電極５と同様の構造を採用可能である。なお、ゲート電極５と補助電極６を異なる工程でそれぞれ形成してもよい。
【００３８】
ゲート電極５や補助電極６、フィールドプレート９を埋めるようにして、第１の層間絶縁膜７１上に第２の層間絶縁膜７２が形成される。第２の層間絶縁膜７２には、第１の層間絶縁膜７１よりも厚く、膜厚が５００ｎｍ〜１５００ｎｍ程度のシリコン酸化（ＳｉＯｘ）、ＳｉＮ膜、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）膜などを採用可能である。なお、第１の層間絶縁膜７１と第２の層間絶縁膜７２の膜厚の合計が、膜厚Ｔ２である。
【００３９】
フォトリソグラフィ技術などを用いて、第１の層間絶縁膜７１と第２の層間絶縁膜７２が積層された層間絶縁膜７０の所定の位置、即ち、ソース電極３、ドレイン電極４及び補助電極６がそれぞれ配置された位置に、開口部を選択的に形成する。ソース電極３及び補助電極６の上方に形成された開口部を埋め込むようにして、ソース電極３と補助電極６とを接続する接続配線１００が形成される。また、ドレイン電極４の上方に形成された開口部を埋め込むようにして、ドレイン電極４に接続するドレイン配線電極８が形成される。接続配線１００及びドレイン配線電極８には、Ａｕめっき或いはＡｌなどを採用可能である。
【００４０】
例えば上記のようにして、第１の実施形態に係る窒化物半導体装置１を製造できる。ただし、上記に述べた製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。
【００４１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体装置１は、図５に示すように、補助電極６を備えないことが図１と異なる点である。図５に示した窒化物半導体装置１では、フィールドプレート９はゲート電極５の上部のドレイン側端部に連接している。つまり、フィールドプレート９はゲート電極５に電気的に接続される。その他の構成については、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００４２】
第２の実施形態に係る窒化物半導体装置１においても、ゲート電極５に連接するフィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２を、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１よりも薄くすることにより、第１の実施形態と同様にドレイン配線電極８を幅広にしても電流コラプス現象が抑制され、且つ耐圧が向上する。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【００４３】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体装置１は、図６に示すように、補助電極６を備えず、ソース電極３と電気的に接続されたフィールドプレート９がゲート電極５とドレイン電極４との間に配置されていることが図１と異なる点である。その他の構成については、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００４４】
図６に示した窒化物半導体装置１のドレイン電極４に比べて低電位側のフィールドプレート９は、膜厚Ｔ２の第１の層間絶縁膜７１を介してデバイス層２０と対向して配置され、補助電極６とは異なりデバイス層２０とは接していない。ソース電極３とフィールドプレート９とは、層間絶縁膜７０上に配置された接続配線１００によって接続されている。なお、図６に示したフィールドプレート９は、ゲートフィールドプレートとして機能するドレイン側端部５１と同様に、例えばゲート電極５を形成する工程において、第１の層間絶縁膜７１上に形成される。
【００４５】
第３の実施形態に係る窒化物半導体装置１においても、ドレイン配線電極８下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ１を、フィールドプレート９下方の層間絶縁膜の膜厚Ｔ２よりも厚くすることにより、電流コラプス現象が抑制され、且つ耐圧が向上する。
【００４６】
なお、フィールドプレート９をソース電極３と電気的に接続することにより、窒化物半導体装置１のミラー容量が低減される。つまり、ソース電極３と同電位のフィールドプレート９がゲート電極５とドレイン電極４間に配置されることにより、ゲート電極５とドレイン電極４間の容量が低減される。これにより、窒化物半導体装置１の高周波動作が可能になる。
【００４７】
他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【００４８】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は第１乃至第３の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４９】
例えば、第１乃至第３の実施形態では窒化物半導体装置１がＨＥＭＴである例を示したが、窒化物半導体装置１が窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの他の構造のトランジスタであってもよい。
【００５０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１…窒化物半導体装置
３…ソース電極
４…ドレイン電極
５…ゲート電極
６…補助電極
８…ドレイン配線電極
９…フィールドプレート
１０…基板
１１…バッファ層
２０…デバイス層
２１…キャリア走行層
２２…キャリア供給層
２３…二次元キャリアガス層
７０…層間絶縁膜
７１…第１の層間絶縁膜
７２…第２の層間絶縁膜
１００…接続配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体からなるデバイス層と、
前記デバイス層上に互いに離間して配置されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極間で前記デバイス層上に配置されたゲート電極と、
前記デバイス層上に配置された層間絶縁膜と、
前記ドレイン電極と前記ゲート電極間において前記層間絶縁膜を介して前記デバイス層と対向して配置され、前記ドレイン電極と電気的に接続されたドレイン配線電極と、
前記ゲート電極と前記ドレイン電極間において前記デバイス層上に前記層間絶縁膜を介して前記デバイス層と対向して配置された、前記ドレイン電極に比べて低電位側のフィールドプレートと
を備え、前記ドレイン配線電極下方の前記層間絶縁膜の膜厚が、前記フィールドプレート下方の前記層間絶縁膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする窒化物半導体装置。
【請求項２】
平面的に見て前記ドレイン配線電極が前記ドレイン電極よりも幅が広いことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記ドレイン電極と前記ゲート電極間で前記デバイス層上に配置された補助電極を更に備え、
前記フィールドプレートが前記補助電極の上部のドレイン側端部に連接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記補助電極が前記ソース電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記フィールドプレートが前記ソース電極又は前記ゲート電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１】
窒化物半導体からなるデバイス層と、
前記デバイス層上に互いに離間して配置されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極間で前記デバイス層上に配置されたゲート電極と、
前記デバイス層上に配置された層間絶縁膜と、
前記ドレイン電極と前記ゲート電極間において前記層間絶縁膜を介して前記デバイス層と対向して配置され、前記ドレイン電極と電気的に接続されたドレイン配線電極と、
前記ゲート電極と前記ドレイン電極間において前記デバイス層上に前記層間絶縁膜を介して前記デバイス層と対向して配置された、前記ドレイン電極に比べて低電位側のフィールドプレートと
を備え、前記ドレイン配線電極下方の前記層間絶縁膜の膜厚が、前記フィールドプレート下方の前記層間絶縁膜の膜厚よりも厚いことを特徴とする窒化物半導体装置。
【請求項２】
平面的に見て前記ドレイン配線電極が前記ドレイン電極よりも幅が広いことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記ドレイン電極と前記ゲート電極間で前記デバイス層上に配置された補助電極を更に備え、
前記フィールドプレートが前記補助電極の上部のドレイン側端部に連接していることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記補助電極が前記ソース電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記フィールドプレートが前記ソース電極又は前記ゲート電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６２４９４（Ｐ２０１３−６２４９４Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７６８２６（Ｐ２０１２−１７６８２６）
【出願日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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