JP5358141B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device can improve a reverse surge voltage resistance. <P>SOLUTION: The semiconductor device includes: a semiconductor layer 1 comprising a semiconductor material including a first conductive type impurity; a semiconductor layer 2 formed on the semiconductor 1 and comprising the semiconductor material including the first conductive type impurity having the concentration lower than that of the semiconductor layer 1; a semiconductor region 4 formed on the surface of the semiconductor layer 2 and comprising the semiconductor material including a second conductive type impurity; an electrode layer 6 formed on the semiconductor layer 2 and the semiconductor region 4; a semiconductor layer 3 formed in the inside of the semiconductor layer 1 or the semiconductor layer 2 so as to overlap only part of the electrode layer 6 by planar view from vertical direction to the surface of the semiconductor layer 2 and comprising the semiconductor material including the second conductive type impurity; and a semiconductor region 5 formed on the surface of the semiconductor region 4 under the electrode layer 6 and comprising the semiconductor material including the first conductive type impurity. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、逆方向サージ耐量の向上を図った半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device with improved reverse surge resistance.

ショットキーバリアダイオード等の半導体装置において、半導体装置の安定動作を実現するため、各種電気特性の向上が課題となっている。そのような電気特性の一つに耐圧が挙げられる。従来より、耐圧の向上を図った様々な半導体装置が開示されている。例えば、特許文献１には、等電位リングまたはフィールドプレートの構造を改善することにより、耐圧を向上することができる半導体装置が記載されている。また、特許文献２には、ガードリングの構造を改善することにより、耐圧を向上することができる半導体装置が記載されている。
特許第２８５２５５７号公報 特開平１−３０５５６４号公報 In a semiconductor device such as a Schottky barrier diode, improvement of various electrical characteristics has been an issue in order to realize a stable operation of the semiconductor device. One of such electrical characteristics is a breakdown voltage. Conventionally, various semiconductor devices with improved breakdown voltage have been disclosed. For example, Patent Document 1 describes a semiconductor device that can improve breakdown voltage by improving the structure of an equipotential ring or a field plate. Further, Patent Document 2 describes a semiconductor device that can improve the breakdown voltage by improving the structure of the guard ring.
Japanese Patent No. 2852557 JP-A-1-305564

半導体装置においては、耐圧の向上の他に、逆方向に瞬間的に印加するサージ電圧に対する耐性を示す逆方向サージ耐量の向上も課題となっている。この逆方向サージ耐量が低いと、逆方向サージによる過大な電流が流れ、その電流に伴う発熱により、半導体装置の劣化や破壊を引き起こすという問題があった。   In the semiconductor device, in addition to the improvement of the withstand voltage, the improvement of the reverse surge withstand capability that shows the resistance against the surge voltage instantaneously applied in the reverse direction is also a problem. When the reverse surge withstand capability is low, an excessive current flows due to the reverse surge, and there is a problem that the heat generated by the current causes deterioration or destruction of the semiconductor device.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、逆方向サージ耐量を向上することができる半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving reverse surge resistance.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、第１導電型の不純物を含む半導体材料からなる第１の半導体層と、前記第１の半導体層上に形成され、前記第１の半導体層よりも低濃度の第１導電型の不純物を含む半導体材料からなる第２の半導体層と、前記第２の半導体層の表面に形成され、第２導電型の不純物を含む半導体材料からなる第１の半導体領域と、前記第２の半導体層および前記第１の半導体領域上に形成された電極層と、前記第２の半導体層の表面に垂直な方向から平面的に見た場合に前記電極層の一部のみと重なりを有するように、前記第１の半導体層または前記第２の半導体層の内部に形成され、第２導電型の不純物を含む半導体材料からなる第３の半導体層と、前記電極層下の前記第１の半導体領域の表面に形成され、第１導電型の不純物を含む半導体材料からなる第２の半導体領域と、を備え、前記第２の半導体層の表面に垂直な方向から平面的に見た場合に、前記第３の半導体層と前記第２の半導体領域が重なりを有することを特徴とする半導体装置である。 The present invention has been made to solve the above problems, and is formed on a first semiconductor layer made of a semiconductor material containing a first conductivity type impurity, the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer. A second semiconductor layer made of a semiconductor material containing an impurity of the first conductivity type having a lower concentration than the semiconductor layer, and a semiconductor material formed on the surface of the second semiconductor layer and containing an impurity of the second conductivity type A first semiconductor region, an electrode layer formed on the second semiconductor layer and the first semiconductor region, and a plan view from a direction perpendicular to the surface of the second semiconductor layer. A third semiconductor layer made of a semiconductor material containing an impurity of the second conductivity type, which is formed inside the first semiconductor layer or the second semiconductor layer so as to overlap with only a part of the electrode layer. And on the surface of the first semiconductor region under the electrode layer Made is, a second semiconductor region made of a semiconductor material containing an impurity of a first conductivity type, provided with a, when viewed in plan from a direction perpendicular to a surface of said second semiconductor layer, the third A semiconductor device is characterized in that a semiconductor layer and the second semiconductor region overlap each other.

上記の半導体装置において、第２の半導体層、第３の半導体層、第１の半導体領域、第２の半導体領域によってサイリスタ構造が形成されており、逆方向サージの印加時には、サージ電圧がサイリスタ構造の耐圧に到達した時点でサージ電流の増加と共に電圧が低下する、いわゆる点弧動作が行われる。これによって、ジュール損失の発生を抑圧し、逆方向サージ耐量を向上することができる。   In the above semiconductor device, a thyristor structure is formed by the second semiconductor layer, the third semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor region, and when a reverse surge is applied, a surge voltage is generated by the thyristor structure. When the withstand voltage is reached, a so-called ignition operation is performed in which the voltage decreases as the surge current increases. Thereby, generation | occurrence | production of a Joule loss can be suppressed and a reverse surge tolerance can be improved.

上記の半導体装置によれば、第３の半導体層と第２の半導体領域が重なりを有していない場合よりも第３の半導体層と第２の半導体領域の距離が近くなり、サイリスタ構造が点弧動作をより確実に行うことができる。   According to the above semiconductor device, the distance between the third semiconductor layer and the second semiconductor region is closer than in the case where the third semiconductor layer and the second semiconductor region do not overlap, and the thyristor structure is pointed. Arc operation can be performed more reliably.

また、本発明の半導体装置において、前記第２の半導体層の表面に平行な方向における前記第２の半導体領域の端部と前記電極層の端部の位置が一致することを特徴とする。   In the semiconductor device of the present invention, the position of the end of the second semiconductor region and the end of the electrode layer in a direction parallel to the surface of the second semiconductor layer are the same.

上記の半導体装置によれば、第２の半導体領域の端部の電界強度がより大きくなり、第２の半導体領域の端部において、インパクトイオン化により電子・正孔が生じ易くなる。これによって、サイリスタ構造が点弧動作をより確実に行うことができる。   According to the semiconductor device described above, the electric field strength at the end of the second semiconductor region is increased, and electrons and holes are easily generated by impact ionization at the end of the second semiconductor region. As a result, the thyristor structure can perform the ignition operation more reliably.

また、本発明の半導体装置において、前記第２の半導体領域の端部と前記電極層の端部が、前記第２の半導体層の表面に垂直な方向に離間していることを特徴とする。   In the semiconductor device of the present invention, an end portion of the second semiconductor region and an end portion of the electrode layer are separated in a direction perpendicular to the surface of the second semiconductor layer.

電極層と第２の半導体領域の接触面積が増加すると、第１の半導体領域と第２の半導体領域で構成されるダイオード構造に流れる電流が半導体装置の特性に影響を与える。上記の半導体装置によれば、電極層と第２の半導体領域の接触面積の増加が抑えられるので、ダイオード構造に流れる電流が半導体装置の特性に与える影響を小さくしつつ、サイリスタ構造が点弧動作をより確実に行うことができる。   When the contact area between the electrode layer and the second semiconductor region is increased, the current flowing through the diode structure including the first semiconductor region and the second semiconductor region affects the characteristics of the semiconductor device. According to the semiconductor device described above, since the increase in the contact area between the electrode layer and the second semiconductor region can be suppressed, the thyristor structure is ignited while reducing the influence of the current flowing through the diode structure on the characteristics of the semiconductor device. Can be performed more reliably.

また、本発明の半導体装置において、前記半導体材料が炭化珪素であることを特徴とする。   In the semiconductor device of the present invention, the semiconductor material is silicon carbide.

本発明によれば、逆方向サージ耐量を向上することができるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to improve the reverse surge resistance.

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態によるＳｉＣ（炭化珪素）ショットキーバリアダイオードの断面構造を示している。図１に示すＳｉＣショットキーバリアダイオード１０は、半導体層１（第１の半導体層）と、半導体層２（第２の半導体層）と、半導体層３（第３の半導体層）と、半導体領域４（第１の半導体領域）と、半導体領域５（第２の半導体領域）と、電極層６とを備えている。図９に示す従来のＳｉＣショットキーバリアダイオード１００と比較すると、半導体層３と半導体領域５が追加されていることが特徴である。なお、図示していないが、図１に示す構造の右端を基準として左右対称な構造が右側に続いている。図１以降の図において、図１に示す要素と同一の要素には同一の符号を付与するものとする。 (First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of the SiC (silicon carbide) Schottky barrier diode according to the present embodiment. An SiC Schottky barrier diode 10 shown in FIG. 1 includes a semiconductor layer 1 (first semiconductor layer), a semiconductor layer 2 (second semiconductor layer), a semiconductor layer 3 (third semiconductor layer), and a semiconductor region. 4 (first semiconductor region), a semiconductor region 5 (second semiconductor region), and an electrode layer 6. Compared to the conventional SiC Schottky barrier diode 100 shown in FIG. 9, the semiconductor layer 3 and the semiconductor region 5 are added. Although not shown, a symmetrical structure continues on the right side with respect to the right end of the structure shown in FIG. In the drawings after FIG. 1, the same elements as those shown in FIG.

半導体層１は高濃度のＮ型不純物を含むＳｉＣで構成されている。半導体層１上には、半導体層１よりも低濃度のＮ型不純物を含むＳｉＣで構成された半導体層２が形成されている。半導体層２の内部において、半導体層１と半導体層２の境界部分には、Ｐ型不純物を含むＳｉＣで構成された半導体層３が形成されている。図１では、半導体層２側に半導体層３が形成されているが、半導体層１側に半導体層３が形成されていてもよい。   The semiconductor layer 1 is made of SiC containing a high concentration N-type impurity. On the semiconductor layer 1, a semiconductor layer 2 made of SiC containing an N-type impurity at a lower concentration than the semiconductor layer 1 is formed. Inside the semiconductor layer 2, a semiconductor layer 3 made of SiC containing P-type impurities is formed at the boundary between the semiconductor layer 1 and the semiconductor layer 2. In FIG. 1, the semiconductor layer 3 is formed on the semiconductor layer 2 side, but the semiconductor layer 3 may be formed on the semiconductor layer 1 side.

半導体層２の表面には、Ｐ型不純物を含むＳｉＣで構成された半導体領域４が形成されている。この半導体領域４は、いわゆるガードリングとして機能する。半導体領域４の表面には、Ｎ型不純物を含むＳｉＣで構成された半導体領域５が形成されている。半導体層２および半導体領域４，５上には、例えばＴｉ（チタン）などで構成された電極層６が形成されている。電極層６は単層構造でもよいし、複数層からなる構造でもよい。半導体層２と電極層６の間にはショットキー接合が形成されている。   A semiconductor region 4 made of SiC containing a P-type impurity is formed on the surface of the semiconductor layer 2. The semiconductor region 4 functions as a so-called guard ring. A semiconductor region 5 made of SiC containing N-type impurities is formed on the surface of the semiconductor region 4. An electrode layer 6 made of, for example, Ti (titanium) is formed on the semiconductor layer 2 and the semiconductor regions 4 and 5. The electrode layer 6 may have a single layer structure or a structure composed of a plurality of layers. A Schottky junction is formed between the semiconductor layer 2 and the electrode layer 6.

ＳｉＣショットキーバリアダイオード１０は、例えば上下をＣｕ（銅）などの金属プレートで挟んだ状態で金属プレートに電圧を印加することによって動作する。ＳｉＣショットキーバリアダイオード１０に逆方向サージが印加された場合、半導体層１側が電極層６側よりも高電位となる。半導体層２，３と半導体領域４，５によってサイリスタ構造が形成されているため、逆方向サージの印加時には、サージ電圧がサイリスタ構造の耐圧に到達した時点でサージ電流の増加と共に電圧が低下する、いわゆる点弧動作が行われる。これによって、ジュール損失の発生を抑圧し、逆方向サージ耐量を向上することができる。   The SiC Schottky barrier diode 10 operates by applying a voltage to a metal plate with the upper and lower sides sandwiched between metal plates such as Cu (copper), for example. When a reverse surge is applied to the SiC Schottky barrier diode 10, the semiconductor layer 1 side has a higher potential than the electrode layer 6 side. Since the thyristor structure is formed by the semiconductor layers 2 and 3 and the semiconductor regions 4 and 5, when reverse surge is applied, the voltage decreases as the surge current increases when the surge voltage reaches the withstand voltage of the thyristor structure. A so-called ignition operation is performed. Thereby, generation | occurrence | production of a Joule loss can be suppressed and a reverse surge tolerance can be improved.

図２は、図１に示したＳｉＣショットキーバリアダイオード１０と、図９に示したＳｉＣショットキーバリアダイオード１００における逆方向電圧に対する電流特性を示している。図２（ａ）はＳｉＣショットキーバリアダイオード１０の特性を示し、図２（ｂ）はＳｉＣショットキーバリアダイオード１００の特性を示している。   FIG. 2 shows current characteristics with respect to the reverse voltage in the SiC Schottky barrier diode 10 shown in FIG. 1 and the SiC Schottky barrier diode 100 shown in FIG. FIG. 2A shows the characteristics of the SiC Schottky barrier diode 10, and FIG. 2B shows the characteristics of the SiC Schottky barrier diode 100.

図２（ｂ）に示すように、ＳｉＣショットキーバリアダイオード１００では、逆方向電圧Ｖが電圧Ｖ３を超えるまではほとんど電流Ｉが流れないが、逆方向電圧Ｖが電圧Ｖ３を超えると急激に電流Ｉが増加する。一方、図２（ａ）に示すように、ＳｉＣショットキーバリアダイオード１０では、逆方向電圧Ｖが電圧Ｖ２を超えるまではほとんど電流Ｉが流れないが、逆方向電圧Ｖが電圧Ｖ２を超えると、サイリスタ構造の点弧動作により、逆方向電圧Ｖが電圧Ｖ１まで低下する。この後、逆方向電圧Ｖが電圧Ｖ１から増加すると電流Ｉが急激に増加する。 As shown in FIG. 2 (b) rapidly, the SiC Schottky barrier diode 100, but the reverse voltage V is hardly flows current I to greater than voltage V 3, when the reverse voltage V exceeds the voltage V 3 Current I increases. On the other hand, as shown in FIG. 2 (a), the SiC Schottky barrier diode 10, but the reverse voltage V is almost current I does not flow to greater than the voltage V 2, the reverse voltage V exceeds the voltage V 2 Then, the reverse voltage V is reduced to the voltage V 1 by the ignition operation of the thyristor structure. Thereafter, a reverse voltage V is the current I that increasing the voltages V 1 rapidly increases.

したがって、ＳｉＣショットキーバリアダイオード１０，１００に同じ逆方向サージが印加された場合でも、ＳｉＣショットキーバリアダイオード１０は領域２００で動作し、ＳｉＣショットキーバリアダイオード１００は領域２１０で動作する。領域２００ではジュール損失が領域２１０でのジュール損失よりも大幅に小さくなるため、ＳｉＣショットキーバリアダイオード１０はＳｉＣショットキーバリアダイオード１００よりもジュール損失の発生を抑圧し、逆方向サージ耐量を向上することができる。   Therefore, even when the same reverse surge is applied to SiC Schottky barrier diodes 10 and 100, SiC Schottky barrier diode 10 operates in region 200, and SiC Schottky barrier diode 100 operates in region 210. Since the Joule loss in the region 200 is significantly smaller than the Joule loss in the region 210, the SiC Schottky barrier diode 10 suppresses the generation of Joule loss and improves the reverse surge withstand capability than the SiC Schottky barrier diode 100. be able to.

次に、半導体層３と半導体領域５の位置について説明する。半導体層２の表面に垂直な方向から平面的に見た場合に、図３に示すＳｉＣショットキーバリアダイオード１１のように半導体層３と半導体領域５が重なりを有していない場合よりも、図１に示すＳｉＣショットキーバリアダイオード１０のように半導体層３と半導体領域５が重なりを有している場合の方が、半導体層３と半導体領域５の距離が近くなり、サイリスタ構造の点弧動作がより確実になる。このため、半導体層２の表面に垂直な方向から平面的に見た場合に、半導体層３と半導体領域５が重なりを有することが好ましい。   Next, the positions of the semiconductor layer 3 and the semiconductor region 5 will be described. When viewed in a plan view from a direction perpendicular to the surface of the semiconductor layer 2, the semiconductor layer 3 and the semiconductor region 5 do not overlap as in the SiC Schottky barrier diode 11 shown in FIG. In the case where the semiconductor layer 3 and the semiconductor region 5 are overlapped as in the SiC Schottky barrier diode 10 shown in FIG. 1, the distance between the semiconductor layer 3 and the semiconductor region 5 is closer, and the thyristor structure is ignited. Is more certain. For this reason, it is preferable that the semiconductor layer 3 and the semiconductor region 5 have an overlap when seen in a plan view from a direction perpendicular to the surface of the semiconductor layer 2.

また、順方向電圧の印加時には電極層６、半導体層２、および半導体層１を通る経路で電流が流れるため、図４に示すＳｉＣショットキーバリアダイオード１２のように半導体層３の端部３ａが右方向に大きく伸びている（すなわち半導体層３と電極層６の重なりが大きくなる）と、順方向動作時の電流の経路が制限されてしまう。したがって、半導体層３の端部が右方向に大きく伸びすぎないようにすることが好ましい。   Further, when a forward voltage is applied, a current flows through a path that passes through the electrode layer 6, the semiconductor layer 2, and the semiconductor layer 1, so that the end portion 3a of the semiconductor layer 3 becomes like the SiC Schottky barrier diode 12 shown in FIG. If it extends greatly in the right direction (that is, the overlap between the semiconductor layer 3 and the electrode layer 6 increases), the current path during forward operation is limited. Therefore, it is preferable to prevent the end portion of the semiconductor layer 3 from extending too much in the right direction.

次に、図５および図６を参照しながら、本実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの製造方法を説明する。以下の製造方法は一例であり、これに限定する必要はない。まず、半導体層１を構成する基体を用意し（図５（ａ））、エピタキシャル成長により半導体層１の主面１ａ上に半導体層２，３を形成する（図５（ｂ））。続いて、イオン注入により半導体層２の表面２ａにＰ型不純物を注入し、アニールを行うことによって半導体領域４を形成する（図５（ｃ））。   Next, the manufacturing method of the SiC Schottky barrier diode according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The following manufacturing method is an example, and it is not necessary to limit to this. First, a substrate constituting the semiconductor layer 1 is prepared (FIG. 5A), and semiconductor layers 2 and 3 are formed on the main surface 1a of the semiconductor layer 1 by epitaxial growth (FIG. 5B). Subsequently, a P-type impurity is implanted into the surface 2a of the semiconductor layer 2 by ion implantation, and annealing is performed to form the semiconductor region 4 (FIG. 5C).

さらに、イオン注入により半導体領域４の表面４ａにＮ型不純物を注入し、アニールを行うことによって半導体領域５を形成する（図６（ａ））。続いて、半導体層２および半導体領域４，５上に電極層６を形成する（図６（ｂ））。   Further, N-type impurities are implanted into the surface 4a of the semiconductor region 4 by ion implantation, and annealing is performed to form the semiconductor region 5 (FIG. 6A). Subsequently, the electrode layer 6 is formed on the semiconductor layer 2 and the semiconductor regions 4 and 5 (FIG. 6B).

上述したように、本実施形態のＳｉＣショットキーバリアダイオードによれば、ジュール損失の発生を抑圧し、逆方向サージ耐量を向上することができる。   As described above, according to the SiC Schottky barrier diode of this embodiment, it is possible to suppress the generation of Joule loss and improve the reverse surge withstand capability.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図７は、本実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの断面構造を示している。図７に示すＳｉＣショットキーバリアダイオード２０は、半導体層１，２，３と、半導体領域４，５と、電極層７とを備えている。図１に示したＳｉＣショットキーバリアダイオード１０と比較すると、電極層７の構造が電極層６の構造と異なることが特徴である。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 shows a cross-sectional structure of the SiC Schottky barrier diode according to the present embodiment. The SiC Schottky barrier diode 20 shown in FIG. 7 includes semiconductor layers 1, 2, 3, semiconductor regions 4, 5, and an electrode layer 7. Compared with the SiC Schottky barrier diode 10 shown in FIG. 1, the structure of the electrode layer 7 is different from the structure of the electrode layer 6.

電極層７は、半導体層２の表面に平行な方向における半導体領域５の端部５ａと電極層７の端部７ａの位置が一致するように形成されている。半導体領域５の端部５ａと電極層７の端部７ａの位置が近いほど、半導体領域５の端部５ａの電界強度が大きくなり、半導体領域５の端部５ａでインパクトイオン化により電子・正孔が生じ易くなる。これによって、半導体層２，３と半導体領域４，５で構成されるサイリスタ構造がより確実に点弧動作を行うことができる。   The electrode layer 7 is formed so that the positions of the end 5 a of the semiconductor region 5 and the end 7 a of the electrode layer 7 in the direction parallel to the surface of the semiconductor layer 2 coincide. The closer the end portion 5a of the semiconductor region 5 and the end portion 7a of the electrode layer 7 are, the greater the electric field strength of the end portion 5a of the semiconductor region 5 is. Is likely to occur. Thereby, the thyristor structure constituted by the semiconductor layers 2 and 3 and the semiconductor regions 4 and 5 can perform the ignition operation more reliably.

また、電極層７は、端部７ａの付近において、電極層７と半導体領域５が半導体層２の表面に垂直な方向に離間する（非接触となる）ように形成されている。電極層７と半導体領域５の接触面積が増加すると、半導体領域４，５で構成されるダイオード構造に流れる電流がＳｉＣショットキーバリアダイオード２０の特性に影響を与える。しかし、本実施形態では、電極層７の端部７ａの付近において、電極層７と半導体領域５が離間しているので、電極層７と半導体領域５の接触面積の増加が抑えられる。これによって、半導体領域４，５が形成するダイオード構造に流れる電流がＳｉＣショットキーバリアダイオード２０の特性に影響を与えないようにしつつ、サイリスタ構造による点弧動作をより確実にすることができる。   Further, the electrode layer 7 is formed in the vicinity of the end portion 7 a so that the electrode layer 7 and the semiconductor region 5 are separated (not in contact) in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor layer 2. When the contact area between the electrode layer 7 and the semiconductor region 5 increases, the current flowing through the diode structure formed of the semiconductor regions 4 and 5 affects the characteristics of the SiC Schottky barrier diode 20. However, in this embodiment, since the electrode layer 7 and the semiconductor region 5 are separated in the vicinity of the end portion 7a of the electrode layer 7, an increase in the contact area between the electrode layer 7 and the semiconductor region 5 can be suppressed. Thereby, the ignition operation by the thyristor structure can be further ensured while preventing the current flowing through the diode structure formed by the semiconductor regions 4 and 5 from affecting the characteristics of the SiC Schottky barrier diode 20.

なお、図８に示すＳｉＣショットキーバリアダイオード２１のように、電極層７を第１の電極層７０と第２の電極層７１で構成してもよい。また、電極層７と半導体領域５が離間している部分では、電極層７と半導体領域５の間に、樹脂膜、酸化膜、窒化膜等の絶縁膜を形成してもよい。   Note that the electrode layer 7 may be composed of a first electrode layer 70 and a second electrode layer 71 as in the SiC Schottky barrier diode 21 shown in FIG. Further, an insulating film such as a resin film, an oxide film, or a nitride film may be formed between the electrode layer 7 and the semiconductor region 5 in a portion where the electrode layer 7 and the semiconductor region 5 are separated from each other.

上述したように、本実施形態のＳｉＣショットキーバリアダイオードによれば、第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、半導体層２，３と半導体領域４，５で構成されるサイリスタ構造がより確実に点弧動作を行うことができる。このため、製造上のばらつきがあっても、より安定した逆方向サージ耐量を実現することができる。   As described above, according to the SiC Schottky barrier diode of this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the thyristor structure including the semiconductor layers 2 and 3 and the semiconductor regions 4 and 5 can be obtained. An ignition operation can be performed more reliably. For this reason, even if there are manufacturing variations, a more stable reverse surge withstand capability can be realized.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記では本発明をＳｉＣショットキーバリアダイオードに適用した例を説明したが、本発明をＳｉショットキーバリアダイオードに適用してもよい。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention. . For example, although the example in which the present invention is applied to a SiC Schottky barrier diode has been described above, the present invention may be applied to a Si Schottky barrier diode.

本発明の第１の実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの断面構造を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a SiC Schottky barrier diode according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの動作を説明するための参考図である。It is a reference diagram for explaining the operation of the SiC Schottky barrier diode according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの断面構造を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross section for demonstrating the cross-section of the SiC Schottky barrier diode by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの断面構造を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross section for demonstrating the cross-section of the SiC Schottky barrier diode by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの製造方法を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross section for demonstrating the manufacturing method of the SiC Schottky barrier diode by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの製造方法を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross section for demonstrating the manufacturing method of the SiC Schottky barrier diode by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの断面構造を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the cross-section of the SiC Schottky barrier diode by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態によるＳｉＣショットキーバリアダイオードの断面構造を説明するための模式断面図である。It is a schematic cross section for demonstrating the cross-section of the SiC Schottky barrier diode by the 2nd Embodiment of this invention. 従来のＳｉＣショットキーバリアダイオードの断面構造を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the cross-section of the conventional SiC Schottky barrier diode.

符号の説明Explanation of symbols

１，２，３・・・半導体層、４，５・・・半導体領域、６，７・・・電極層、１０，１１，１２，２０，２１，１００・・・ＳｉＣショットキーバリアダイオード   1, 2, 3 ... Semiconductor layer, 4, 5 ... Semiconductor region, 6, 7 ... Electrode layer 10, 11, 12, 20, 21, 100 ... SiC Schottky barrier diode

Claims (4)

第１導電型の不純物を含む半導体材料からなる第１の半導体層と、
前記第１の半導体層上に形成され、前記第１の半導体層よりも低濃度の第１導電型の不純物を含む半導体材料からなる第２の半導体層と、
前記第２の半導体層の表面に形成され、第２導電型の不純物を含む半導体材料からなる第１の半導体領域と、
前記第２の半導体層および前記第１の半導体領域上に形成された電極層と、
前記第２の半導体層の表面に垂直な方向から平面的に見た場合に前記電極層の一部のみと重なりを有するように、前記第１の半導体層または前記第２の半導体層の内部に形成され、第２導電型の不純物を含む半導体材料からなる第３の半導体層と、
前記電極層下の前記第１の半導体領域の表面に形成され、第１導電型の不純物を含む半導体材料からなる第２の半導体領域と、
を備え、
前記第２の半導体層の表面に垂直な方向から平面的に見た場合に、前記第３の半導体層と前記第２の半導体領域が重なりを有することを特徴とする半導体装置。 A first semiconductor layer made of a semiconductor material containing an impurity of the first conductivity type;
A second semiconductor layer formed on the first semiconductor layer and made of a semiconductor material containing impurities of a first conductivity type at a lower concentration than the first semiconductor layer;
A first semiconductor region formed on a surface of the second semiconductor layer and made of a semiconductor material containing impurities of a second conductivity type;
An electrode layer formed on the second semiconductor layer and the first semiconductor region;
Inside the first semiconductor layer or the second semiconductor layer so as to overlap with only a part of the electrode layer when viewed in a plane from a direction perpendicular to the surface of the second semiconductor layer. A third semiconductor layer formed and made of a semiconductor material containing impurities of the second conductivity type;
A second semiconductor region formed on a surface of the first semiconductor region under the electrode layer and made of a semiconductor material containing an impurity of a first conductivity type;
Equipped with a,
The semiconductor device, wherein the third semiconductor layer and the second semiconductor region overlap when viewed in a plan view from a direction perpendicular to the surface of the second semiconductor layer . 前記第２の半導体層の表面に平行な方向における前記第２の半導体領域の端部と前記電極層の端部の位置が一致することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an end portion of the second semiconductor region and an end portion of the electrode layer in a direction parallel to the surface of the second semiconductor layer coincide with each other. 前記第２の半導体領域の端部と前記電極層の端部が、前記第２の半導体層の表面に垂直
な方向に離間していることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。 It said end portions of said electrode layer of the second semiconductor region, the semiconductor device according to claim 2, characterized in that at a distance from each other in a direction perpendicular to a surface of the second semiconductor layer. 前記半導体材料が炭化珪素であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記
載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the semiconductor material is silicon carbide.
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