[发明专利]基于氮化物的半导体器件

说明书

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.第119部分，本申请要求于2010年12月9日提交的名称为“Nitride Based Semiconductor Device”的韩国专利申请第10-2010-0125287号的权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及基于氮化物的半导体器件，更具体地，涉及能够在低导通电压下执行正向操作并提高反向操作时的耐受电压的基于氮化物的半导体器件。

背景技术

在半导体器件中，肖特基二极管是使用肖特基接触(其为金属与半导体的结)的器件。作为肖特基二极管，存在使用二维电子气(2DEG)作为电流移动沟道的基于氮化物的半导体器件。基于氮化物的半导体器件具有诸如蓝宝石基板的基底、设置在基底上的外延生长层以及设置在外延生长层上的肖特基电极和欧姆电极。通常，肖特基电极用作阳极，而欧姆电极用作阴极。

然而，具有上述结构的基于氮化物的半导体肖特基二极管具有满足低导通电压和低关断电流与提高反向操作时的耐受电压之间的折衷关系。因此，在通常的基于氮化物的半导体器件中，实现在提高反向操作时的耐受电压的同时降低正向导通电压的技术是十分困难的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够以低导通电压进行操作的基于氮化物的半导体器件。

本发明的另一目的是提供一种能够提高反向操作时的耐受电压的基于氮化物的半导体器件。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种基于氮化物的半导体器件，其包括：基底；半导体层，设置在基底上；以及电极结构，设置在半导体层上，其中，电极结构包括：第一欧姆电极，与半导体层欧姆接触；第二欧姆电极，与半导体层欧姆接触，并且与第一欧姆电极分隔开；以及肖特基电极单元，与半导体层肖特基接触，并且覆盖第二欧姆电极。

肖特基电极单元可具有延伸为比第二欧姆电极的与第一欧姆电极相对的侧面更接近第一欧姆电极的延伸部，以与半导体层形成肖特基接触。

设置多个延伸部，并且多个延伸部被设置为沿第二欧姆电极的与第一欧姆电极相对的侧面以预定间隔彼此分隔开。

延伸部与第一欧姆电极相对，第二欧姆电极的侧面可具有凹凸结构，并且延伸部可被设置为具有凹凸结构的凸部。

延伸部可覆盖第二欧姆电极的与第一欧姆电极相对的侧面，使得第二欧姆电极的侧面被局部地暴露。

第一欧姆电极可被用作基于氮化物的半导体器件的阴极结构，第二欧姆电极和肖特基电极可被用作基于氮化物的半导体器件的阳极结构。

基底可以是硅基板、碳化硅基板、蓝宝石基板中的至少一种。

半导体层可以包括：下部氮化物层，使用基底作为籽晶层，并且生长在基底上；以及上部氮化物层，使用下部氮化物层作为籽晶层而形成在下部氮化物层上，并且具有比下部氮化物层宽的能量带隙；其中，在下部氮化物层与上部氮化物层之间产生二维电子气(2DEG)。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种基于氮化物的半导体器件，其包括：基底；半导体层，设置在基底上；以及电极结构，设置在半导体层上，其中，电极结构包括：阴极结构，与半导体层欧姆接触；以及阳极结构，具有与半导体层肖特基接触的肖特基电极以及与半导体层欧姆接触的欧姆电极；以及延伸部，延伸为比欧姆电极更接近阴极结构，肖特基电极包括延伸为比欧姆电极更接近阴极结构的延伸部。

欧姆电极可降低阳极结构的导通电压。

可设置多个延伸部，并且多个延伸部可被设置为沿欧姆电极的与阴极结构相对的侧面以预定间隔彼此分隔开。

延伸部可覆盖欧姆电极的与阴极结构相对的侧面，使得欧姆电极的与阴极结构相对的侧面被局部地暴露。

附图说明

图1是示出根据本发明示例性实施方式的基于氮化物的半导体器件的平面图；

图2是沿图1中的线I-I’的截面图；

图3是沿图1中的线II-II’的截面图；

图4A至图4D是用于解释根据本发明的示例性实施方式的基于氮化物的半导体器件的详细操作过程的示图；

图5是示出根据本发明示例性实施方式的基于氮化物的半导体器件的变形例的平面图；

图6是沿图5中的线III-III’的截面图；

图7是示出根据本发明示例性实施方式的基于氮化物的半导体器件的另一变形例的平面图；

图8是沿图7中的线IV-IV’的截面图；

图9是示出根据本发明示例性实施方式的基于氮化物的半导体器件的另一变形例的平面图；