[发明专利]氧化物半导体装置及其制造方法

说明书

目的在于提供可抑制氧化物半导体装置的特性劣化的技术。氧化物半导体装置具备：n型氧化镓外延层、p型氧化物半导体层和氧化物层。p型氧化物半导体层在n型氧化镓外延层的上方配设，具有与镓不同的元素作为主成分，具有p型的导电性。氧化物层在n型氧化镓外延层与p型氧化物半导体层之间配设，氧化物层的材料为与氧化镓不同的材料并且为与p型氧化物半导体层的材料至少一部分不同的材料。

技术领域

本发明涉及氧化物半导体装置及其制造方法。

背景技术

电力电子学(power electronics、简称电力电子学)是迅速且高效率地进行电的直流、交流或频率等的转换等的技术。电力电子学是在以往的电力工学的基础上，将近年来的以半导体为基础的电子工学和控制工学融合而成的技术。这样的电力电子学如今可以说几乎必然应用于动力用、产业用、运输用甚至家庭用等用电的地方。

近年来，不仅在日本而且在世界范围，电能在总能量消耗中所占的比率，即电力化率都呈上升趋势。作为其背景，近年来，在电的利用方面可列举出开发便利性和节能性优异的设备，电的利用率提高。担负着这些的基础的技术便是电力电子学技术。

电力电子学技术也可以说是无论成为转换对象的电的状态(例如频率、电流或电压的大小等)如何，都将输入转换为适于利用的设备的电的状态的技术。电力电子学技术的基本要素是整流部和逆变器。而且，成为它们的基础的是半导体、以及应用了半导体的二极管或晶体管等半导体元件。

在目前的电力电子学领域中，作为半导体整流元件的二极管在以电气设备为首的各种用途中利用。而且，二极管已应用于宽范围的频带。

近年来，在高耐压且大容量的用途中，已开发并实用化能够以低损耗且高频率工作的开关元件。另外，用于半导体元件的材料也向宽带隙材料转移，谋求元件的高耐压化。作为谋求高耐压化的代表性的元件，有肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode、即SBD)、或pn二极管(PND)等，这些二极管广泛地用于各种用途。

作为在半导体层中利用氧化镓的元件，开发了专利文献1中所例示的沟槽MOS型SBD。一般地，对使用击穿强度大的半导体材料的SBD施加反向电压时，阳极与半导体材料层之间的漏电流变大。而根据专利文献1的沟槽MOS型SBD，将在阳极端施加的电场分散、缓和，可使元件的反向耐压提高。

另外，根据专利文献2中所例示的技术，利用从终端结构与漂移层的界面即pn结部产生的耗尽层，使电场集中缓和。由此，能够减小半导体装置的正向电压和反向漏电流，能够简单地进行整流操作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-199869号公报

专利文献2：日本特表2013-522876号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1中所例示的使用Ga₂O₃的半导体装置具有沟槽结构和MOS结构。根据这样的结构，能够期待电场缓和效果带来的反向电压耐性的提高，但由于为MOS结构，因此存在不能期待pn结构以上的耐压的问题。

另外，对于专利文献2中所例示的使用SiC的半导体装置而言，作为用于半导体层的材料，没有设想氧化物。其中，在由异种氧化物半导体之间构成异质pn结的氧化物半导体装置中，由于pn结界面处的化学变化(氧化还原反应)，p型半导体的导电性失活，有时氧化物半导体装置的特性劣化。特别是由于后退火、或者电流引起的热的影响，该现象变得显著。

因此，本发明鉴于上述的问题而完成，目的在于提供可抑制氧化物半导体装置的特性劣化的技术。

用于解决课题的手段