JP5926893B2 - 炭化珪素ダイオード - Google Patents
炭化珪素ダイオード Download PDFInfo
- Publication number
- JP5926893B2 JP5926893B2 JP2011098412A JP2011098412A JP5926893B2 JP 5926893 B2 JP5926893 B2 JP 5926893B2 JP 2011098412 A JP2011098412 A JP 2011098412A JP 2011098412 A JP2011098412 A JP 2011098412A JP 5926893 B2 JP5926893 B2 JP 5926893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- regions
- drift layer
- silicon carbide
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims description 84
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 78
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 52
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 51
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 50
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 10
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 20
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 5
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/872—Schottky diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
本発明の実施の形態1によるSiCからなるJBSダイオードについて、図1〜図5を用いて具体的に説明する。図1は、本実施の形態1によるJBSダイオードチップのアノード電極を透視した全体平面図、図2は、本実施の形態1によるJBSダイオードのアクティブ領域を(11−20)面に射影した要部断面図(図1のA−A′線に沿った要部断面図)、図3は、本実施の形態1によるJBSダイオードの終端領域を(11−20)面に射影した要部断面図(図1のB−B′線に沿った要部断面図)、図4は、本実施の形態1によるJBSダイオードのアクティブ領域の要部平面図(アノード電極を透視して示すp領域およびドリフト層の要部平面図)、図5は、本実施の形態1によるJBSダイオードの変形例のアクティブ領域の要部平面図(アノード電極を透視して示すp領域およびドリフト層の要部平面図)である。
本発明の実施の形態2によるSiCからなるJBSダイオードについて、図9を用いて具体的に説明する。図9は、本実施の形態2によるJBSダイオードのアクティブ領域の要部平面図(アノード電極を透視して示すp領域およびドリフト層の要部平面図)である。
本発明の実施の形態3によるSiCからなるJBSダイオードについて具体的に説明する。
本発明の実施の形態4によるSiCからなるJBSダイオードについて、図10を用いて具体的に説明する。図10は、本実施の形態4によるJBSダイオードのアクティブ領域を(11−20)面に射影した要部断面図である。
2 n型のドリフト層(n−ドリフト層、n−型ドリフト層)
4 アノード電極
5 カソード電極
6 p型の第1領域(第1p領域)
7 p型の第2領域(第2p領域)
8 電流拡散層
10,20 イオン注入用マスク材
11,21 Al(アルミニウム)
30 ガードリング
31 フローティングガードリング
32 パッシベーション膜
51 n型の基板(n+基板、n+型基板)
52 n型のドリフト層(n−ドリフト層、n−型ドリフト層)
53 p型の領域(p領域)
54 アノード電極
55 カソード電極
Claims (18)
- n型のSiCからなる基板と、
前記基板の表面上に形成され、n型で、かつ前記基板よりも不純物濃度の低いSiCからなるドリフト層と、
アクティブ領域の前記ドリフト層内の表面側に形成され、n型と異なるp型のSiCからなる複数の第1領域と、
前記アクティブ領域の前記ドリフト層内の表面側に形成され、p型のSiCからなり、前記第1領域とは分離された複数の第2領域と、
前記ドリフト層の表面上に形成され、前記ドリフト層の表面にショットキー接触し、かつ前記第1領域にオーミック接触し、かつ前記第2領域にオーミック接触しないアノード電極と、
前記基板の裏面上に形成されたカソード電極と、
を含み、
前記アクティブ領域を(11−20)面に射影したときに、前記複数の第1領域は、<1−100>方向に正孔の拡散長の2倍よりも広い間隔を置いて配置され、
<1−100>方向に配置された前記第1領域と前記第1領域との間に、前記第2領域が配置されていることを特徴とする炭化珪素ダイオード。 - 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の<1−100>方向の間隔は20μmより広いことを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の<1−100>方向の間隔は40μm以上であることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の<1−100>方向の間隔は80μm以上であることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の<1−100>方向の間隔は200μm以上であることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の不純物濃度は1×1020cm-3程度であり、前記複数の第2領域の不純物濃度は1×1019cm-3以下であることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第2領域は、前記アノード電極とショットキー接触していることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、さらに、
前記アクティブ領域の周囲の前記ドリフト層内の表面側に形成され、p型のSiCからなるガードリングと、
を含み、
前記ガードリングは前記アノード電極とショットキー接触しており、かつ前記ガードリングは前記複数の第1領域とは分離されていることを特徴とする炭化珪素ダイオード。 - 請求項8記載の炭化珪素ダイオードにおいて、さらに、
前記ガードリングの外側の前記ドリフト層内の表面側に形成され、p型のSiCからなるフローティングガードリングと、
を含み、
前記フローティングガードリングは前記アノード電極および前記ガードリングと接触していないことを特徴とする炭化珪素ダイオード。 - 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の平面形状は、<11−20>方向に延びるストライプ状であることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の平面形状は、<11−20>方向に配置された複数の島状であることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の<1−100>方向に沿った幅は10μm以下であることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記複数の第1領域の前記ドリフト層の表面からの深さは0.3〜1.0μm、前記複数の第2領域の前記ドリフト層の表面からの深さは0.3〜1.0μmであることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、<1−100>方向に配置された前記第1領域と前記第1領域との間に、<1−100>方向に沿って複数の前記第2領域が配置されていることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- 請求項1記載の炭化珪素ダイオードにおいて、前記アクティブ領域の平面面積に対する前記複数の第1領域の総平面面積の割合が5%以上であることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
- n型のSiCからなる基板と、
前記基板の表面上に形成され、n型で、かつ前記基板よりも不純物濃度の低いSiCからなるドリフト層と、
前記ドリフト層の表面上に形成され、n型で、かつ前記ドリフト層よりも不純物濃度の高いSiCからなる電流拡散層と、
アクティブ領域の前記電流拡散層内の表面側に形成され、n型と異なるp型のSiCからなる複数の第1領域と、
前記アクティブ領域の前記電流拡散層内の表面側に形成され、p型のSiCからなり、前記第1領域とは分離された複数の第2領域と、
前記電流拡散層の表面上に形成され、前記電流拡散層の表面にショットキー接触し、かつ前記第1領域にオーミック接触し、かつ前記第2領域にオーミック接触しないアノード電極と、
前記基板の裏面上に形成されたカソード電極と、
を含み、
前記アクティブ領域を(11−20)面に射影したときに、前記複数の第1領域は、<1−100>方向に正孔の拡散長の2倍よりも広い間隔を置いて配置され、
<1−100>方向に配置された前記第1領域と前記第1領域との間に、前記第2領域が配置されていることを特徴とする炭化珪素ダイオード。 - n型のSiCからなる基板と、
前記基板の表面上に形成され、n型で、かつ前記基板よりも不純物濃度の低いSiCからなるドリフト層と、
アクティブ領域の前記ドリフト層内の表面側に形成され、n型と異なるp型のSiCからなる複数の第1領域と、
前記アクティブ領域の前記ドリフト層内の表面側に形成され、p型のSiCからなり、前記第1領域とは分離された複数の第2領域と、
前記ドリフト層の表面上に形成され、前記ドリフト層の表面にショットキー接触し、かつ前記第1領域にオーミック接触し、かつ前記第2領域にオーミック接触しないアノード電極と、
前記基板の裏面上に形成されたカソード電極と、
を含み、
前記第1領域の不純物濃度は、前記第2領域の不純物濃度よりも高く、
前記アクティブ領域を(11−20)面に射影したときに、前記複数の第1領域は、<1−100>方向に20μmよりも広い間隔を置いて配置され、
<1−100>方向に配置された前記第1領域と前記第1領域との間に、前記第2領域が配置されていることを特徴とする炭化珪素ダイオード。 - n型のSiCからなる基板と、
前記基板の表面上に形成され、n型で、かつ前記基板よりも不純物濃度の低いSiCからなるドリフト層と、
前記ドリフト層の表面上に形成され、n型で、かつ前記ドリフト層よりも不純物濃度の高いSiCからなる電流拡散層と、
アクティブ領域の前記電流拡散層内の表面側に形成され、n型と異なるp型のSiCからなる複数の第1領域と、
前記アクティブ領域の前記電流拡散層内の表面側に形成され、p型のSiCからなり、前記第1領域とは分離された複数の第2領域と、
前記電流拡散層の表面上に形成され、前記電流拡散層の表面にショットキー接触し、かつ前記第1領域にオーミック接触し、かつ前記第2領域にオーミック接触しないアノード電極と、
前記基板の裏面上に形成されたカソード電極と、
を含み、
前記第1領域の不純物濃度は、前記第2領域の不純物濃度よりも高く、
前記アクティブ領域を(11−20)面に射影したときに、前記複数の第1領域は、<1−100>方向に20μmよりも広い間隔を置いて配置され、
<1−100>方向に配置された前記第1領域と前記第1領域との間に、前記第2領域が配置されていることを特徴とする炭化珪素ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011098412A JP5926893B2 (ja) | 2011-04-26 | 2011-04-26 | 炭化珪素ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011098412A JP5926893B2 (ja) | 2011-04-26 | 2011-04-26 | 炭化珪素ダイオード |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012231019A JP2012231019A (ja) | 2012-11-22 |
JP5926893B2 true JP5926893B2 (ja) | 2016-05-25 |
Family
ID=47432343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011098412A Active JP5926893B2 (ja) | 2011-04-26 | 2011-04-26 | 炭化珪素ダイオード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5926893B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5811977B2 (ja) * | 2012-09-18 | 2015-11-11 | 株式会社デンソー | 炭化珪素半導体装置 |
US9318624B2 (en) * | 2012-11-27 | 2016-04-19 | Cree, Inc. | Schottky structure employing central implants between junction barrier elements |
JP2014130913A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその駆動方法 |
JP6168806B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2017-07-26 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP6376729B2 (ja) * | 2013-05-21 | 2018-08-22 | ローム株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
CN104282732B (zh) | 2013-07-01 | 2017-06-27 | 株式会社东芝 | 半导体装置 |
JP2015032627A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
JP5940500B2 (ja) | 2013-09-11 | 2016-06-29 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
WO2016002058A1 (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置およびその製造方法、パワーモジュール、並びに電力変換装置 |
US9773924B2 (en) | 2015-04-22 | 2017-09-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Semiconductor device having barrier region and edge termination region enclosing barrier region |
JP6632910B2 (ja) * | 2016-02-24 | 2020-01-22 | 株式会社日立製作所 | パワー半導体素子およびそれを用いるパワー半導体モジュール |
KR101846879B1 (ko) | 2016-07-05 | 2018-04-09 | 현대자동차 주식회사 | 쇼트키 배리어 다이오드 및 그 제조 방법 |
EP3555925B1 (en) * | 2016-12-15 | 2022-01-12 | Griffith University | Silicon carbide schottky diodes |
CN107946352B (zh) * | 2017-09-20 | 2023-10-24 | 重庆中科渝芯电子有限公司 | 一种欧姆接触和肖特基接触超级势垒整流器及其制作方法 |
JP7139286B2 (ja) * | 2019-05-29 | 2022-09-20 | 株式会社 日立パワーデバイス | 半導体装置 |
CN110581180A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-17 | 瑞能半导体科技股份有限公司 | 半导体器件及其制造方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4872158B2 (ja) * | 2001-03-05 | 2012-02-08 | 住友電気工業株式会社 | ショットキーダイオード、pn接合ダイオード、pin接合ダイオード、および製造方法 |
US8901699B2 (en) * | 2005-05-11 | 2014-12-02 | Cree, Inc. | Silicon carbide junction barrier Schottky diodes with suppressed minority carrier injection |
JP4939839B2 (ja) * | 2006-05-30 | 2012-05-30 | 株式会社東芝 | 半導体整流素子 |
JP2009094433A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-04-30 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 炭化珪素装置 |
US8232558B2 (en) * | 2008-05-21 | 2012-07-31 | Cree, Inc. | Junction barrier Schottky diodes with current surge capability |
JP5713546B2 (ja) * | 2008-09-08 | 2015-05-07 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
JP5518402B2 (ja) * | 2009-08-31 | 2014-06-11 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置 |
JP5172916B2 (ja) * | 2010-09-08 | 2013-03-27 | 株式会社東芝 | 半導体整流装置 |
-
2011
- 2011-04-26 JP JP2011098412A patent/JP5926893B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012231019A (ja) | 2012-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5926893B2 (ja) | 炭化珪素ダイオード | |
JP5811977B2 (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
JP5940235B1 (ja) | 半導体装置 | |
US8227811B2 (en) | Semiconductor rectifying device | |
JP4929882B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP6037664B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP5550589B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5225549B2 (ja) | 半導体素子 | |
WO2013145545A1 (ja) | 半導体装置 | |
JP6641488B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4282972B2 (ja) | 高耐圧ダイオード | |
JP5943819B2 (ja) | 半導体素子、半導体装置 | |
JP2018032794A (ja) | 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法 | |
JP5106604B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
US10872974B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2017168561A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP6237336B2 (ja) | ワイドバンドギャップ半導体装置 | |
JP6932998B2 (ja) | 炭化ケイ素mosfet及びその製造方法 | |
JP2007294919A (ja) | 半導体素子 | |
JP7257912B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2012094889A (ja) | 半導体装置 | |
JP6758987B2 (ja) | 半導体装置 | |
WO2018186313A1 (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
JP6200107B1 (ja) | ワイドギャップ型半導体装置 | |
JP3879697B2 (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20131206 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150203 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160425 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5926893 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |