JP4375439B2 - ジャンクションバリアショットキーダイオードを備えた炭化珪素半導体装置 - Google Patents
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Description
また、複数の第2導電型層(8)がリサーフ層(6)よりも深く形成されることにより、複数の第2導電型層(8)の下方位置において電界集中を受けることになり、PNダイオード部の広い範囲でサージ電流を流せるようにできる。このため、高いサージ耐圧を得ることが可能となる。
本発明の第1実施形態について説明する。図1に、本実施形態にかかるJBSを備えたSiC半導体装置の断面図を示す。また、図2に、図1に示すSiC半導体装置の上面レイアウト図を示す。図1は、図2のA−A断面に相当する断面図である。以下、これらを参照して、本実施形態のSiC半導体装置について説明する。
本発明の第2実施形態について説明する。図4は、本実施形態にかかるJBSを備えたSiC半導体装置の断面図である。本実施形態は、p型層8の形状を第1実施形態に対して変更したものであり、その他に関しては、第1実施形態と同様である。
本発明の第3実施形態について説明する。図6は、本実施形態にかかるJBSを備えたSiC半導体装置の断面図である。本実施形態は、p型層8の深さを第1、第2実施形態に対して変更したものであり、その他に関しては、第1、第2実施形態と同様である。
本発明の第4実施形態について説明する。図7は、本実施形態にかかるJBSを備えたSiC半導体装置の上面レイアウト図である。この図のB−B断面が図1、図4および図5に相当する。本実施形態のSiC半導体装置は、第1〜第3実施形態に対してJBSおよび終端構造のレイアウト構成を変更したものであり、その他に関しては第1〜第3実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
上記各実施形態では、各図においてp型層8の数の一例を示したが、これに限るものではない。また、第3実施形態において、p型リサーフ層6の内側の端部の形状やp型層8の形状として、角を丸めた正方形を例に挙げて説明したが、その他の角を丸めた正多角形としても構わない。また、p型層8の対称性を高めるために、円形もしくは角を丸めた正方向にてp型層8を形成する場合について説明したが、p型層8が複数個の円形や六角形に分断し、ショットキー電極4のうちn-型ドリフト層2と接触する領域の中心部を中心として各p型層8を対照的に配置すると共に、中心部のp型層8が最も径方向の幅が広く、中心部のp型層8から遠ざかるに連れてp型層8の径方向の幅が狭くなるような構造としても構わない。
Claims (7)
- 主表面(1a)および裏面(1b)を有し、第1導電型の炭化珪素からなる基板(1)と、
前記基板(1)の前記主表面(1a)上に形成され、前記基板(1)よりも低不純物濃度とされた第1導電型の炭化珪素からなるドリフト層(2)と、
前記ドリフト層(2)の上に配置され、該ドリフト層(2)におけるセル部に開口部(3a)が形成された絶縁膜(3)と、
前記セル部に形成され、前記絶縁膜(3)の開口部(3a)を通じて、前記ドリフト層(2)の表面とショットキー接触するように形成されたショットキー電極(4)と、前記基板(1)の裏面(1b)に形成されたオーミック電極(5)とを備えてなるショットキーバリアダイオード(10)と、
前記セル部の外周領域に形成され、前記ドリフト層(2)の表層部において、前記セル部を囲むように形成された第2導電型のリサーフ層(6)を含む終端構造と、
前記リサーフ層(6)の内側となる前記ショットキー電極(4)のうち前記ドリフト層(2)と接する領域の下方に、前記ドリフト層(2)の表面において前記ショットキー電極(4)と接続されるように形成され、かつ、互いに離間して配置された複数の第2導電型層(8)とを備え、
前記複数の第2導電型層(8)と前記ドリフト層(2)とによりPNダイオードが構成され、
前記複数の第2導電型層(8)は、前記リサーフ層(6)よりも深く形成されており、かつ、前記ショットキー電極(4)のうち前記ドリフト層(2)と接する領域の中心部側に配置されるものの方が外周部側に配置されるものと比べて、前記中心部を中心とした径方向の寸法が大きくされていることを特徴とするジャンクションバリアショットキーダイオードを備えた炭化珪素半導体装置。 - 前記複数の第2導電型層(8)は、前記ショットキー電極(4)のうち前記ドリフト層(2)と接する領域の中心部に近づくに連れて、前記中心部を中心とした径方向の寸法が大きくされていることを特徴とする請求項1に記載のジャンクションバリアショットキーダイオードを備えた炭化珪素半導体装置。
- 前記複数の第2導電型層(8)は、前記ショットキー電極(4)のうち前記ドリフト層(2)と接する領域の中心部に配置されたものの方が該中心部よりも外側に配置されたものよりも深く形成されていることを特徴とする請求項1に記載のジャンクションバリアショットキーダイオードを備えた炭化珪素半導体装置。
- 前記複数の第2導電型層(8)は、少なくとも前記ショットキー電極(4)のうち前記ドリフト層(2)と接する領域の中心部において、深さが均一とされていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のジャンクションバリアショットキーダイオードを備えた炭化珪素半導体装置。
- 前記複数の第2導電型層(8)は、前記ショットキー電極(4)のうち前記ドリフト層(2)と接する領域の中心に位置する中心部(8a)と、該中心部(8a)を中心として囲むように配置されていると共に該中心部(8a)を中心として点対称とされた複数の環状部(8b〜8d)とを有し、前記複数の環状部(8b〜8d)の最も前記中心部(8a)の外周側に配置されるものを外周部(8d)とすると、前記中心部(8a)を中心として径方向に切断した断面において、前記複数の環状部(8b〜8d)のうち前記中心部(8a)と前記外周部(8d)の間に位置する内周部(8b、8c)が、前記中心部(8a)と前記外周部(8d)の間で対称となる形状とされていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のジャンクションバリアショットキーダイオードを備えた炭化珪素半導体装置。
- 前記複数の第2導電型層(8)は、前記中心部(8a)を中心とした同心円状に並べられていることを特徴とする請求項5に記載のジャンクションバリアショットキーダイオードを備えた炭化珪素半導体装置。
- 前記複数の第2導電型層(8)は、前記中心部(8a)が角を丸めた正多角形で構成されていると共に、前記環状部(8b〜8d)も前記中心部(8a)と同じ角を丸めた正多角形とされていることを特徴とする請求項5に記載のジャンクションバリアショットキーダイオードを備えた炭化珪素半導体装置。
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