特許 6787908 大きな結合パッド及び低下した接触抵抗を有するＧａＮベースのショットキーダイオード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6787908

(24)【登録日】2020年11月2日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】大きな結合パッド及び低下した接触抵抗を有するＧａＮベースのショットキーダイオード

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/872 20060101AFI20201109BHJP

   H01L 29/47 20060101ALI20201109BHJP

   H01L 29/41 20060101ALI20201109BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20201109BHJP

【ＦＩ】

   H01L29/86 301F

   H01L29/86 301D

   H01L29/48 D

   H01L29/44 P

   H01L21/28 301B

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-543957(P2017-543957)

(86)(22)【出願日】2015年2月20日

(65)【公表番号】特表2018-511933(P2018-511933A)

(43)【公表日】2018年4月26日

(86)【国際出願番号】US2015016752

(87)【国際公開番号】WO2016133527

(87)【国際公開日】20160825

【審査請求日】2018年1月26日

(31)【優先権主張番号】14/627,013

(32)【優先日】2015年2月20日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】508121463

【氏名又は名称】ヴィシェイ ジェネラル セミコンダクター，エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＶＩＳＨＡＹ ＧＥＮＥＲＡＬ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ，ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】イ−イン・リン

【審査官】 杉山 芳弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２９４９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９０１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０４７０１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００６−５０５９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２０８８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２９／４１

Ｈ０１Ｌ ２９／４７

Ｈ０１Ｌ ２９／８７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板；
前記基板上に配される第１の活性層；
前記第１の活性層上に配される第２の活性層であって、前記第１の活性層と前記第２の活性層との間に２次元電子ガス層が生じるように、前記第１の活性層より大きいバンドギャップを有する、第２の活性層；
前記第２の活性層との間にショットキー接合を作る第１の電極であって、第１の電極パッドと、前記第１の電極パッドに電気的に接触する第１の一連の電極フィンガーと、を含む、第１の電極；及び
前記第１の活性層との間にオーミック接合を作る第２の電極であって、第２の電極パッドと、前記第２の電極パッドに電気的に接触する第２の一連の電極フィンガーと、を含み、前記第１及び第２の一連の電極フィンガーが、インターデジタルパターンを形成し、前記第１の電極パッドが、前記第１及び第２の一連の電極フィンガー上に位置し、前記第２の電極パッドが、前記第１の電極パッドによって囲われる、第２の電極；
を備える、半導体デバイス。

【請求項2】

前記第１の電極パッドと前記第２の一連の電極フィンガーとの間に位置する誘電体層をさらに備える、請求項１に記載の半導体デバイス。

【請求項3】

前記第２の電極パッドが、前記第２の一連の電極フィンガーの遠端上に接触して位置する、請求項１に記載の半導体デバイス。

【請求項4】

前記第１及び第２の一連の電極フィンガーが各々、互いに離隔する第１及び第２の電極部分を含み、
前記第１及び第２の一連の電極フィンガーの前記第１の電極部分が、第１のインターデジタルパターンを形成し、
前記第１及び第２の一連の電極フィンガーの前記第２の電極部分が、前記第１のインターデジタルパターンから空間的に離れた第２のインターデジタルパターンを形成する、請求項１に記載の半導体デバイス。

【請求項5】

前記第１の活性層が、ＩＩＩ族窒化物半導体材料を含む、請求項１に記載の半導体デバイス。

【請求項6】

前記第１の活性層が、ＧａＮを含む、請求項５に記載の半導体デバイス。

【請求項7】

前記第２の活性層が、ＩＩＩ族窒化物半導体材料を含む、請求項１に記載の半導体デバイス。

【請求項8】

前記第２の活性層が、Ａｌ_ＸＧａ_１−ＸＮを含み、０＜Ｘ＜１である、請求項７に記載の半導体デバイス。

【請求項9】

前記第２の活性層が、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ及びＡｌＩｎＧａＮからなる群から選択される、請求項８に記載の半導体デバイス。

【請求項10】

前記第１の一連の電極フィンガーにおける少なくとも１つのフィンガーが、全固体状の長方形状である、請求項１に記載の半導体デバイス。

【請求項11】

前記第１の一連の電極フィンガーの各々が、環状六角形状である、請求項１に記載の半導体デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ショットキーダイオードは、半導体層に接触する金属によって形成される半導体デバイスである。金属及び半導体層の間の接合は、半導体層に完全に形成されたｐ−ｎ接合と比較して改善されたダイオードスイッチング性能を有する整流接合を形成する。従って、ショットキーダイオードは、ｐ−ｎ接合ダイオードと比較して低いターンオン電圧及び速いスイッチング速度を有する。ショットキーダイオードは、スイッチモード電源（ＳＭＰＳ）等の、スイッチング損失がエネルギー損失の主要源である用途において理想的である。

【背景技術】

【0002】

窒化物ベースの化合物半導体材料で作られる電子デバイスが知られている。このような電子デバイスは、ＩＩＩ族窒化物ベースの材料で作られるＩＩＩ−窒化物半導体デバイスとしても知られる。窒化物ベースの化合物半導体デバイスは、それらの幅広いバンドギャップ及びより高い降伏電圧特性において望ましく、それは、高電圧及び高温の用途を与える。特に、高い降伏電圧及び低いオン抵抗を有するＩＩＩ−Ｖ窒化ガリウム（ＧａＮ）化合物半導体ショットキーダイオードが開示されている。スイッチモード電源の効率は、ＩＩＩ−窒化物半導体ショットキーバリアダイオードの使用を通じて改善され得る。

【0003】

ＩＩＩ−窒化物ベースの半導体デバイスは、ＡｌＧａＮ及びＧａＮ等の２つの異なるＩＩＩ−窒化物のヘテロ界面において二次元電子ガスを生成することによって電子移動度を最小化することができる。二次元電子ガスは、ＩＩＩ−窒化物結晶構造の非理想的な性質から生じるひずみ誘起による圧電分極電荷及び自発分極電荷を補償すると考えられている。二次元電子ガスは、より狭いバンドギャップのＩＩＩ−窒化物（例えば、ＧａＮ）がより大きいバンドギャップのＩＩＩ−窒化物（例えば、ＡｌＧａＮ）に接合するヘテロ接合のバンド曲り領域に量子閉じ込めされる。そのため、ショットキーダイオードにおいて、電子は、アノード電極及びカソード電極の間の閉じ込められたチャネルに沿って流れる。電荷密度は、Ａｌ組成、ＡｌＧａＮ層の厚さ、固有の結晶極性等のヘテロ構造パラメータによって決定される。ＩＩＩ−窒化物パワーデバイスにおいて、電力密度は、印加されたゲート電圧に応答し、エネルギーバンドギャップの電荷に従って局所的に低減され得る。従って、ＩＩＩ−窒化物パワーデバイスのスイッチング速度は、非常に速いものであり得る。

【0004】

図１は、ＧａＮベースのショットキーダイオードの例を示す。ダイオード１００は、基板１０、バッファ層２０、バッファ層２０上に形成されるＧａＮ層３０、及びＧａＮ層３０上に形成されるＡｌＧａＮ層４０を含む。二次元導電チャネルは、ＧａＮ層３０及びＡｌＧａＮ層４０の間の界面に生じる。アノード６０及びカソード７０は、デバイスの電気接点として機能する。アノード６０は、ＡｌＧａＮ層４０上に形成され、それとの間にショットキー界面を作る。カソード７０は、ＡｌＧａＮ層４０上に形成され、それとの間にオーミック接触を作る。

【0005】

図１に示される単純なショットキーダイオード構成に関する１つの問題は、その導電長が不十分であるために高電流用途において現実的ではないことである。高電流レベルにおいて動作するために、デバイス全体の寸法は、実質的に増加されなければならない。これは、ＡｌＧａＮ／ＧａＮショットキーダイオードの順方向電流が総ショットキーゲート長に比例するためである。そのため、例えば、２０ｍＡ／ｍｍのＧａＮ ＳＢＤにおいて１Ａの電流を流すために、ショットキーゲート長は、５００ｍｍでなければならず、それは、パワーデバイスのデザインを単に現実的ではないものとする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

総ショットキーゲート長を増加する１つの共通の手法は、フィンガー形状の電極を形成することである。この手法において、カソードのオーミック接触部は、ショットキー接触部のフィンガー形状の電極とインターデジタルである。接触部のこの交互のパターンは、電極の長さを増加するためにあらゆる所望の回数だけ繰り返され得る。ショットキー電極は全て、アノード結合パッドに電気的に接続され、オーミック接触部は全て、カソード結合パッドに電気的に接続される。結合パッドは、デバイスに対するワイヤーボンド接続を作るために使用される。しかしながら、結合パッドのサイズが十分に大きくない場合、多層の薄いワイヤは、流れる大きな電流に耐えるために使用されなければならない。接触抵抗の増加に加えて、多層の薄いワイヤの使用は、材料コスト及び組立時間を増加させる。一方で、厚いワイヤを収容するために結合パッドのサイズが増加される場合、ダイのサイズは、増加されなければならず、単一のダイのコストは、対応する量だけ増加する。特にフリップチップ及び半田接合パッケージにおいて、このようなレイアウトは、チップの全領域の不十分な使用をもたらす。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一側面によれば、半導体デバイスは、基板、第１及び第２の活性層、並びに第１及び第２の電極を含む。第１の活性層は、基板上に配される。第２の活性層は、第１の活性層上に配される。第２の活性層は、第１の活性層と第２の活性層との間に２次元電子ガス層が生じるように、第１の活性層より大きいバンドギャップを有する。第１の電極は、第２の活性層との間にショットキー接合を作る。第１の電極は、第１の電極パッドと、第１の電極パッドに電気的に接触する第１の一連のフィンガーと、を含む。第２の電極は、第１の活性層との間にオーミック接合を作る。第２の電極は、第２の電極パッドと、第２の電極パッドに電気的に接触する第２の一連のフィンガーと、を含む。第１及び第２の一連の電極フィンガーは、インターデジタルパターンを形成する。第１の電極パッドは、第１及び第２の一連の電極フィンガー上に位置する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ＧａＮベースのショットキーダイオードの例を示す。

【図2】インターデジタル電極を採用するＧａＮベースのショットキーダイオードの平面図を示す。

【図3】アノードパッドが電極のインターデジタル部分上に配されたＧａＮベースのショットキーダイオードの平面図を示す。

【図4】ＧａＮベースのショットキーダイオードの部分断面図である。

【図5a】カソードパッドが中心に位置するＧａＮベースのショットキーダイオードの平面図を示す。

【図5b】下層のフィンガー電極が見えるようにアノードが除去されたＧａＮベースのショットキーダイオードの平面図を示す。

【図6】Ｉ−Ｉ線に沿って切断された、図５に示されるダイオードの断面図である。

【図7】ＩＩ−ＩＩ線に沿って切断された、図５に示されるダイオードの断面図である。

【図8】円形状のショットキー電極を採用するＧａＮベースのショットキーダイオードの平面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に示されるように、ＩＩＩ−窒化物ベースのダイオード等の、横型パワーダイオードにおける熱分布及び導電抵抗を改善することができるレイアウトが提供される。このレイアウトは、第２の結合パッド（例えば、カソード）を囲う第１の結合パッド（例えば、アノード）を含み、２つのパッドは、異なる極性である。全ての電極（ショットキー及びオーミック）は、第１のパッド領域の下に埋め込まれ得るが、第１の極性（ショットキー）の電極のみが、第１のパッドの上部に接続される。第２の極性（オーミック）の電極は、第２のパッド領域まで延長し、第２のパッドの上部に接続される。２つのタイプの電極は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ_Ｘ又はＡｌ_２Ｏ_３等の誘電体材料によって分離される。このデザインは、導電通路を短くすることによる電気的ストレス及び熱分布を緩和することができ、加えて、このデザインは、追加の結合パッド領域を必要としない。このレイアウトは、ワイヤーボンド、フリップチップ、及び半田接合パッケージに完全に適合し得る。

【0010】

インターデジタル電極を採用するＧａＮベースのショットキーダイオード１００の平面図が図２に示される。ショットキーダイオード１００は、互いに交互に延長するアノード電極１２２及びカソード電極１２４のインターデジタル部分を有する。誘電体１２６は、アノード電極１２２及びカソード電極１２４のインターデジタルパターンの間に蛇行形状で形成される。アノード電極１２２のインターデジタル部分は、アノードパッド１３０に電気的に接続され、カソード電極１２４のインターデジタル部分は、カソード結合パッド１４０に電気的に接続される。アノードパッド１３０及びカソードパッド１４０は、電極１２２及び１２４のインターデジタル部分の対向する側に配される。

【0011】

既に言及されたように、アノードパッド１３０及びカソードパッド１４０等の結合パッドが、厚いワイヤを収容できるように十分に大きい場合、ダイオードのサイズ及び費用は、比較的大きくなる。この問題を解決するために、一実施形態によれば、アノードパッドは、図１のように側部からずらして配置する代わりに、側部電極１２２及び１２４のインターデジタル部分上に配される。このように、アノードパッドからのキャリアは、アノード電極のインターデジタル部分に直接的に同時に注入される。カソードパッド及びカソード電極のインターデジタル部分の両方を含むオーミック領域は、キャリアがアノード電極のインターデジタル部分の注入されるのと同時にキャリアがオーミック層に注入されないように、誘電体材料によって不動態化され、アノードパッドから分離される。

【0012】

アノードパッド２３０が電極のインターデジタル部分上に配される実施形態の一例が図３に示される。明確性のために、この例では、電極のインターデジタル部分は、覆っているアノードパッド２３０を通して視認可能である。矢印で示されるように、注入されたキャリアは、アノード電極のインターデジタル部分２２２からＡｌＧａＮ障壁層を通って流れる。キャリアは、次いで、カソード電極のインターデジタル部分２２４まで２次元チャネルを横断する。キャリアは、次いで、矢印で示されるように、カソードパッド２４０までカソード電極のインターデジタル部分２２４を通って流れる。

【0013】

図３に示されるレイアウトに関する１つの問題は、カソードパッドの配置を変えることなくアノードパッドがカソード電極のインターデジタル部分の上部に配されるか、アノード端部の遠端（カソードに最も近い）が、最も高い電気的ストレスを経ることである。これは、多くの用途で低減される必要がある、相対的に高い抵抗をもたらす。

【0014】

この抵抗は、図４に示されるＧａＮベースのショットキーダイオードの部分断面図を参照して見積もられ得る。ダイオード３００は、ＧａＮ層３３０、及びＧａＮ層３３０に形成されるＡｌＧａＮ層３４０を含む。ＧａＮ層３３０及びＡｌＧａＮ層３４０の間の界面に二次元導電チャネルが生じる。アノード３６０及びカソード３７０は、デバイスにおける電気接点として機能する。ゲートとして図４に示されるアノード３６０は、ＡｌＧａＮ層３４０に形成され、それとの間にショットキー界面を作る。ドレインとして図４に示されるカソード３７０は、ＧａＮ層３３０に形成され、それとの間にオーミック接触を作る。

【0015】

この抵抗を見積もるために、デバイスに順方向バイアスが掛かっているとき、キャリア輸送通路の小断片は、図４に示される。解析を単純化するために、接触抵抗が単にＲ_Ｃ（金属及び半導体の間）であると仮定し、金属抵抗（小さい）及びゲートの接触抵抗（キャリアが熱放射／トンネリングによってゲートを横断するので）を無視する。このような構成における総抵抗は、以下の数式で表される。

【0016】

【数1】

【0017】

ここで、Ｒ_ｓｈは、２ＤＥＧチャネルのシート抵抗であり、Ｗは、接触幅であり、Ｌｇｄは、ドレイン長さであり、Ｌｔは、転送長であり、それは、電子（又は正孔）が、接点に流れる前に接点の下の半導体領域内を移動する平均距離である。

【0018】

図３を再び参照し、キャリアが最も短い経路を移動すると仮定すると、キャリアがショットキー障壁を横切ると、キャリアは、カソード電極のインターデジタル部分２２４まで流れ、カソードパッドまで移動する。オーミック領域において最も長い距離を移動するこれらのキャリアは、最も高い抵抗を受ける。すなわち、最も高い抵抗を受けるキャリアは、図３のデバイスの最も左側からカソード電極のインターデジタル部分２２４に注入されるキャリアである。さらに、カソードパッド２４０に最も近いアノードパッド２３０の端部は、最も大きい電気的ストレス及び最も高い熱エネルギーに耐える。

【0019】

抵抗及び電気的ストレスに関する上述の問題の両方は、オーミック領域におけるキャリア通路を短くすることによって改善され得る。アノードパッド領域に横たわるカソード電極のインターデジタル部分の抵抗は、キャリアが横断するキャリア通路長ｌ（ｘ）に比例し、総導電領域Ａ、すなわち、アノードパッドに横たわるカソード電極のインターデジタル部分の領域とオーミック金属の厚さｔとの積に反比例する。総抵抗は、並行にあるカソード電極の各インターデジタル部分の抵抗の積分である。単純化するために、総抵抗、Ｒ_{ｔｏｔａｌ}は、ｌ（ｘ）ｔ／Ａに比例する。

【0020】

一実施形態において、カソードパッドがダイの中心に位置し、アノードパッドによって囲われるように、オーミック領域におけるキャリア通路は、図３に示されるようなレイアウト構成を修正することによって低減される。このように、オーミック領域におけるキャリアが移動する距離は低減され得、電気的ストレスは、カソードの周囲において均等に分布され得る。このような構成５００の一例が図５ａ及び図５ｂに示される。図５ａは、アノードパッド５１０及びカソードパッド５２０の両方を示し、図５ｂは、電極の下層のインターデジタル部分５５０が視認できるようにアノードパッドが除去された構成を示す。

【0021】

示されるように、アノードパッド５１０に横たわる電極のインターデジタル部分は、中心に位置するカソードパッド５２０の第１の側部に位置する第１の複数のアノード電極フィンガー５５０、及びカソードパッド５２０の第２の側部に位置する第２の複数のアノード電極フィンガー５５５を含み、カソードパッドの第１及び第２の側部は、互いに対向する。さらに、第１及び第２の複数のアノード電極フィンガーは互いに並行である。同様に、第１の複数のカソード電極フィンガー５６０は、カソードパッド５２０の第１の側部に位置し、第２の複数のカソード電極フィンガーは、カソードパッド５２０の第２の側部に位置する。第１の複数のアノード電極フィンガーは、第１の複数のカソード電極フィンガーに組み合わされ、第２の複数のアノード電極フィンガーは、第２の複数のカソード電極フィンガーに組み合わされる。第１及び第２の複数の電極フィンガーの組み合わされたフィンガーの間に誘電体が形成される。

【0022】

図６は、Ｉ−Ｉ線に沿って切断された図５に示されるダイオード６００の断面図である。ダイオード６００は、第１の活性層６１５及び第２の活性層６２０を含み、それらは、この例では、それぞれＧａＮ及びＡｌＧａＮで形成される。第１及び第２の活性層は、基板６１０に形成される。図６はまた、アノードパッド６４０に接触して下に位置するショットキーアノードフィンガー６３０の１つを示す。隣接するオーミックカソードフィンガー６２５も見ることができ、それは、アノードパッド６４０の下に位置する。オーミックカソードフィンガー６２５は、誘電体層６４５によってショットキーアノードフィンガー６３０及びアノードパッド６４０から電気的に分離される。

【0023】

図７は、ＩＩ−ＩＩ線に沿って切断された図５に示されるダイオード６００の断面図であり、それは、互いに一体になるオーミックカソードフィンガーの遠端に電気的に接触し、その上に位置するカソードパッド６５０を示す。

【0024】

ダイオード６００は、種々の材料系で作られ得る。例えば、ダイオード６００は、ＩＩＩ族窒化物ベースの材料系を用いて作られる。ＩＩＩ族窒化物には、窒素と、通常はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）である周期律表のＩＩＩ族の元素との間で形成される半導体化合物が含まれる。この群には、ＡｌＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮ等の三元化合物及び四元化合物も含まれる。例示目的において、以下に記載されるダイオードは、ＧａＮ及びＡｌＧａＮで形成されるが、他のＩＩＩ族窒化物も同様に使用され得る。

【0025】

基板６１０は、サファイア、シリコン又はシリコンカーバイド等の種々の材料で形成され得る。製造のための種々の技術は、基板６１０及び第１の活性層６１５の間に配される１つ又はそれ以上の材料の層が採用され得る。例えば、ある場合には、バッファ層（示されない）が基板６１０上に形成され得る。バッファ層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）で形成され得、非ＧａＮ基板からＧａＮベースの活性構造までの界面をもたらす。バッファ層は、活性デバイス層の欠陥濃度を減少させ得る。バッファ層は、基板６１０の一部と見なされ得、それによって、バッファ層に形成されるような残りの層は、構造体のデバイス層と見なされ得る。

【0026】

上記の例において、第１の活性層６１５は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含む。他の例において、周期律表のＩＩＩ族の他の元素の窒化物を含む種々の半導体材料が第１の活性層６１５を含み得る。

【0027】

上記の例において第２の活性層６２０は、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）を含む。他の例において、窒化アルミニウムインジウム（ＡｌＩｎＮ）及び窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）等の種々のＩＩＩ族窒化物半導体材料は、第２の活性層６２０を含み得る。第２の活性層６２０の材料は、非化学両論化合物であり得る。このような材料において、元素の比は、通常の整数によって容易に表されない。例えば、第２の活性層６２０は、Ａｌ_ＸＧａ_１−ＸＮ等のＩＩＩ族窒化物半導体材料の非化学両論化合物であり得、ここで、０＜Ｘ＜１である。

【0028】

材料間のバンドギャップの差異のために第２の活性層６２０から第１の活性層６１５まで電荷が移動すると、高い電荷の高い移動度の電子の平坦な領域が、第１及び第２の活性層６１５及び６２０の間の界面において第１の活性層６１５に形成される。ＩＩＩ族窒化物ヘテロ構造の分極効果に起因する、量子井戸に閉じ込められた電子が、２つの方向において自由に動くが、第３の方向において強く閉じ込められているので、電荷の領域は、二次元電子ガスと称される場合がある。

【0029】

電子ガスを形成するために第１の活性層６１５まで第２の活性層６２０を横切って移動する電荷の量は、第２の活性層６２０の厚さ及び材料濃度（例えば、Ａｌの百分率組成）に依存し、それは、電子ガス内の電子の量を初期的に決定する。ＡｌＧａＮ層は、ｎ型にドーピングされ得、それによって、ｎ型ドーパントは、第２の活性層６２０内に均一に、又は、その層の一部にのみ含まれ得る。ＡｌＧａＮ層のｎ型のドーパント不純物は、例えばシリコンであり得る。

【0030】

電極６３０及び６２５は、デバイスに配され、活性層に対する電気接続を作る。特に、カソード６２５は、第２の活性層６２０とオーミック接合を作り、あらゆる適切な金属で形成され得る。

【0031】

アノード６３０は、第２の活性層６２０とショットキー接合を作る。アノード６３０は、金属又はメタルガリサイド（metalgallicide）等のショットキー接合を作るためのあらゆる適切な対の材料で形成され得る。適切な金属には、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）及び金（Ａｕ）が含まれ得る。

【0032】

本明細書に記載されたダイオードは、エピタキシャル成長プロセスを用いて組み立てられ得る。例えば、ガリウム、アルミニウム及び／又はインジウム等の半導体の金属構成要素が、基板に近接して配置される金属ターゲットから除去される一方で、ターゲット及び基板の両方が、窒素及び１つ又はそれ以上のドーパントを含む気体雰囲気にある、反応性スパッタリングプロセスが使用され得る。あるいは、基板が、アンモニア等の反応性窒素含有ガス及びドーパント含有ガスに加えて金属の有機化合物を含有する雰囲気に晒される一方で、基板が高い温度、典型的には７００〜１１００℃付近の温度に維持される、金属有機化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）が使用され得る。ガス化合物が分解し、基板の表面に結晶材料の膜の形態のドーピング半導体を形成する。基板及び成長膜は、次いで冷却される。さらなる代替案として、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）又は原子層エピタキシー法等の他のエピタキシャル成長法が使用され得る。採用され得る追加の技術には、制限されることなく、流量変調有機金属気相エピタキシー（ＦＭ−ＯＭＶＰＥ）、有機金属気相エピタキシー（ＯＭＶＰＥ）、ハイドライト気相成長法（ＨＶＰＥ）、及び物理気相堆積（ＰＶＤ）が含まれ得る。半導体製造の分野で知られるような標準的な金属化技術は、電極を形成するために使用され得る。

【0033】

上記実施例及び開示は、例示を目的とするものであり、包括的なものではない。これらの実施例及び詳細な説明によって、当業者に多くの変形又は変更が教示される。例えば、カソードパッドが長方形である必要はない。むしろ、それは、制限されることなく、円形又は卵形を含む多様な代替的な形状を有し得る。さらに、以上に示されるように、ショットキー電極が長方形状又はストリップ形状である必要はない。むしろ、それは、環状六角形又は鋭角を含まない他の形状を含む多様な代替的な形状を有し得る。これらのショットキー電極は、互いの間に等しい距離を置いてカソードの周囲に均一に分布され得る。あるいは、ショットキー電極は、電流集中を避けるためにカソードの端部の周囲に緩く配置され得る。ショットキー電極は、最短のキャリア輸送経路を実現するための方向に位置合わせされ得る。アノードパッド８２０を囲う円形のショットキー電極８１０を有するデバイス８００の例は、図８に示される。

【0034】

以上の変更及び変形は、添付の特許請求の範囲に範囲内に含まれものである。当業者は、本明細書に開示された特定の実施形態と等価な実施形態を認識し得、その等価物は、添付の特許請求の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0035】

１０ 基板
２０ バッファ層
３０ ＧａＮ層
４０ ＡｌＧａＮ層
６０ アノード
７０ カソード
１００ ダイオード
１２２ アノード電極
１２４ カソード電極
１２６ 誘電体
１３０ アノードパッド
１４０ カソードパッド
２２２ インターデジタル部分
２２４ インターデジタル部分
２３０ アノードパッド
２４０ カソードパッド
３００ ダイオード
３３０ ＧａＮ層
３４０ ＡｌＧａＮ層
３６０ アノード
３７０ カソード
５１０ アノードパッド
５２０ カソードパッド
５５０ アノード電極フィンガー
５５５ アノード電極フィンガー
５６０ カソード電極フィンガー
６１０ 基板
６１５ 第１の活性層
６２０ 第２の活性層
６２５ 電極
６３０ 電極
６４０ アノードパッド
６４５ 誘電体層
６５０ カソードパッド
８００ デバイス
８１０ ショットキー電極
８２０ アノードパッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】