JP7492438B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る半導体装置110は、第1電極51、第2電極52、第3電極53、半導体部材10、第1導電部材61、及び、第1絶縁部材41を含む。
図2(a)及び図2(b)においては、第1半導体領域11におけるn形の不純物濃度C1は、5.0×1016/cm3である。図3(a)及び図3(b)においては、不純物濃度C1は、4.5×1016/cm3である。図4(a)及び図4(b)においては、不純物濃度C1は、4.0×1016/cm3である。図2(a)、図2(b)、図3(a)、図3(b)、図4(a)及び図4(b)において、横軸は、第1比の第2比に対する比RR1である。比RR1は、(L1/d1)/(L2/d2)である。図2(a)、図3(a)及び図4(a)の縦軸は、耐圧Vbである。図2(b)、図3(b)及び図4(b)の縦軸は、オン抵抗RonAである。
図5(a)及び図5(b)において、横軸は、距離df1の第1距離d1に対する比RF1である。比RF1は、df1/d1である。図5(a)の縦軸は、耐圧Vbである。図5(b)の縦軸は、オン抵抗RonAである。これらの図には、比RR1は、1.17の場合と、2.5の場合と、が示されている。
図6は、第2実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図6に示すように、実施形態に係る半導体装置111においては、第1導電部材61は、第1~第3部分61a~61cに加えて、さらに別の部分を含む。半導体装置111におけるこれ以外の構成は、半導体装置110における構成と同様で良い。
Claims (20)
- 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、前記第1半導体領域は、第1部分領域と第2部分領域と、を含み、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1半導体領域は前記第1電極と電気的に接続され、前記第3半導体領域は前記第2電極と電気的に接続された、前記半導体部材と、
第3電極であって、前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域から前記第3電極への方向は前記第1方向に沿う、前記第3電極と、
前記第2部分領域と前記第3電極との間に設けられた第1導電部材であって、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続されることが可能であり、前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1導電部材は、第1端部と第1他端部とを含み、前記第1端部は、前記第1他端部と前記第3電極との間にあり、前記第1導電部材は、第1部分と第2部分と第3部分とを含み、前記第2部分は、前記第3部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第2部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第1端部を含み、前記第2部分は、前記第1部分及び前記第3部分と接し、前記第1部分の前記第2方向に沿う第1幅は、前記第3部分の前記第2方向に沿う第3幅よりも広く、前記第2部分の前記第2方向に沿う第2幅は、前記第1幅と前記第3幅との間であり、前記第1部分は、前記第1方向に沿う第1長さを有し、前記第2部分は、前記第1方向に沿う第2長さを有し、第1比の第2比に対する比は、2.5以上であり、前記第1比は、前記第1部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第1距離に対する前記第1長さの比であり、前記第2比は、前記第2部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第2距離に対する前記第2長さの比である、前記第1導電部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記第3電極と前記半導体部材との間、前記第1導電部材と前記半導体部材との間、及び、前記第1導電部材と前記第3電極との間にある、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第1部分領域は、第1位置と、第2位置とを含み、
前記第1端部から前記第1位置への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第1他端部から前記第2位置への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第1位置における前記第1導電形の第1不純物濃度は、前記第2位置における前記第1導電形の第2不純物濃度の0.8倍以上1.2倍以下であり、
前記第1不純物濃度は、4.2×10 16 /cm 3 以上5.6×10 16 /cm 3 以下である、半導体装置。 - 前記第1比の前記第2比に対する前記比は、8以下である、請求項1記載の半導体装置。
- 前記第1幅は、前記第3電極の前記第2方向に沿う幅よりも狭い、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記第1長さは、前記第1導電部材の前記第1方向に沿う長さの0.1倍以上0.3倍以下である、請求項1~3のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、前記第1半導体領域は、第1部分領域と第2部分領域と、を含み、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1半導体領域は前記第1電極と電気的に接続され、前記第3半導体領域は前記第2電極と電気的に接続された、前記半導体部材と、
第3電極であって、前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域から前記第3電極への方向は前記第1方向に沿う、前記第3電極と、
前記第2部分領域と前記第3電極との間に設けられた第1導電部材であって、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続されることが可能であり、前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1導電部材は、第1端部と第1他端部とを含み、前記第1端部は、前記第1他端部と前記第3電極との間にあり、前記第1導電部材は、第1部分と第2部分と第3部分とを含み、前記第2部分は、前記第3部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第2部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第1端部を含み、前記第2部分は、前記第1部分及び前記第3部分と接し、前記第1部分の前記第2方向に沿う第1幅は、前記第3部分の前記第2方向に沿う第3幅よりも広く、前記第2部分の前記第2方向に沿う第2幅は、前記第1幅と前記第3幅との間であり、前記第1部分は、前記第1方向に沿う第1長さを有し、前記第2部分は、前記第1方向に沿う第2長さを有し、第1比の第2比に対する比は、2.5以上であり、前記第1比は、前記第1部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第1距離に対する前記第1長さの比であり、前記第2比は、前記第2部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第2距離に対する前記第2長さの比である、前記第1導電部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記第3電極と前記半導体部材との間、前記第1導電部材と前記半導体部材との間、及び、前記第1導電部材と前記第3電極との間にある、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第1長さは、前記第1導電部材の前記第1方向に沿う長さの0.1倍以上0.3倍以下である、半導体装置。 - 前記第2長さは、前記第1導電部材の前記第1方向に沿う前記長さの0.1倍以上0.2倍以下である、請求項4または5に記載の半導体装置。
- 前記第1距離は、前記第2距離よりも短く、
前記第1長さは、前記第2長さよりも長い、請求項1~6のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、前記第1半導体領域は、第1部分領域と第2部分領域と、を含み、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1半導体領域は前記第1電極と電気的に接続され、前記第3半導体領域は前記第2電極と電気的に接続された、前記半導体部材と、
第3電極であって、前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域から前記第3電極への方向は前記第1方向に沿う、前記第3電極と、
前記第2部分領域と前記第3電極との間に設けられた第1導電部材であって、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続されることが可能であり、前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1導電部材は、第1端部と第1他端部とを含み、前記第1端部は、前記第1他端部と前記第3電極との間にあり、前記第1導電部材は、第1部分と第2部分と第3部分とを含み、前記第2部分は、前記第3部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第2部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第1端部を含み、前記第2部分は、前記第1部分及び前記第3部分と接し、前記第1部分の前記第2方向に沿う第1幅は、前記第3部分の前記第2方向に沿う第3幅よりも広く、前記第2部分の前記第2方向に沿う第2幅は、前記第1幅と前記第3幅との間であり、前記第1部分は、前記第1方向に沿う第1長さを有し、前記第2部分は、前記第1方向に沿う第2長さを有し、第1比の第2比に対する比は、2.5以上であり、前記第1比は、前記第1部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第1距離に対する前記第1長さの比であり、前記第2比は、前記第2部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第2距離に対する前記第2長さの比である、前記第1導電部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記第3電極と前記半導体部材との間、前記第1導電部材と前記半導体部材との間、及び、前記第1導電部材と前記第3電極との間にある、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第1距離は、前記第2距離よりも短く、
前記第1長さは、前記第2長さよりも長い、半導体装置。 - 前記第1距離は、前記第3電極と前記第2半導体領域との間の前記第2方向に沿う距離の1.1倍以上3.2倍以下である、請求項1~8のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、前記第1半導体領域は、第1部分領域と第2部分領域と、を含み、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1半導体領域は前記第1電極と電気的に接続され、前記第3半導体領域は前記第2電極と電気的に接続された、前記半導体部材と、
第3電極であって、前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域から前記第3電極への方向は前記第1方向に沿う、前記第3電極と、
前記第2部分領域と前記第3電極との間に設けられた第1導電部材であって、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続されることが可能であり、前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1導電部材は、第1端部と第1他端部とを含み、前記第1端部は、前記第1他端部と前記第3電極との間にあり、前記第1導電部材は、第1部分と第2部分と第3部分とを含み、前記第2部分は、前記第3部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第2部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第1端部を含み、前記第2部分は、前記第1部分及び前記第3部分と接し、前記第1部分の前記第2方向に沿う第1幅は、前記第3部分の前記第2方向に沿う第3幅よりも広く、前記第2部分の前記第2方向に沿う第2幅は、前記第1幅と前記第3幅との間であり、前記第1部分は、前記第1方向に沿う第1長さを有し、前記第2部分は、前記第1方向に沿う第2長さを有し、第1比の第2比に対する比は、2.5以上であり、前記第1比は、前記第1部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第1距離に対する前記第1長さの比であり、前記第2比は、前記第2部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第2距離に対する前記第2長さの比である、前記第1導電部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記第3電極と前記半導体部材との間、前記第1導電部材と前記半導体部材との間、及び、前記第1導電部材と前記第3電極との間にある、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第1端部と前記第3電極との間の前記第1方向に沿う距離の、前記第1距離に対する比は、2以上である、半導体装置。 - 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、前記第1半導体領域は、第1部分領域と第2部分領域と、を含み、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1半導体領域は前記第1電極と電気的に接続され、前記第3半導体領域は前記第2電極と電気的に接続された、前記半導体部材と、
第3電極であって、前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域から前記第3電極への方向は前記第1方向に沿う、前記第3電極と、
前記第2部分領域と前記第3電極との間に設けられた第1導電部材であって、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続されることが可能であり、前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1導電部材は、第1端部と第1他端部とを含み、前記第1端部は、前記第1他端部と前記第3電極との間にあり、前記第1導電部材は、第1部分と第2部分と第3部分とを含み、前記第2部分は、前記第3部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第2部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第1端部を含み、前記第2部分は、前記第1部分及び前記第3部分と接し、前記第1部分の前記第2方向に沿う第1幅は、前記第3部分の前記第2方向に沿う第3幅よりも広く、前記第2部分の前記第2方向に沿う第2幅は、前記第1幅と前記第3幅との間であり、前記第1部分は、前記第1方向に沿う第1長さを有し、前記第2部分は、前記第1方向に沿う第2長さを有し、第1比の第2比に対する比は、2.5以上であり、前記第1比は、前記第1部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第1距離に対する前記第1長さの比であり、前記第2比は、前記第2部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第2距離に対する前記第2長さの比である、前記第1導電部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記第3電極と前記半導体部材との間、前記第1導電部材と前記半導体部材との間、及び、前記第1導電部材と前記第3電極との間にある、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第1部分領域は、第1位置と、第2位置とを含み、
前記第1端部から前記第1位置への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第1他端部から前記第2位置への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第1端部と前記第3電極との間の前記第1方向に沿う距離は、前記第1位置と前記第2半導体領域との間の前記第1方向に沿う距離よりも短い、半導体装置。 - 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、前記第1半導体領域は、第1部分領域と第2部分領域と、を含み、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1半導体領域は前記第1電極と電気的に接続され、前記第3半導体領域は前記第2電極と電気的に接続された、前記半導体部材と、
第3電極であって、前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域から前記第3電極への方向は前記第1方向に沿う、前記第3電極と、
前記第2部分領域と前記第3電極との間に設けられた第1導電部材であって、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続されることが可能であり、前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1導電部材は、第1端部と第1他端部とを含み、前記第1端部は、前記第1他端部と前記第3電極との間にあり、前記第1導電部材は、第1部分と第2部分と第3部分とを含み、前記第2部分は、前記第3部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第2部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第1端部を含み、前記第2部分は、前記第1部分及び前記第3部分と接し、前記第1部分の前記第2方向に沿う第1幅は、前記第3部分の前記第2方向に沿う第3幅よりも広く、前記第2部分の前記第2方向に沿う第2幅は、前記第1幅と前記第3幅との間であり、前記第1部分は、前記第1方向に沿う第1長さを有し、前記第2部分は、前記第1方向に沿う第2長さを有し、第1比の第2比に対する比は、2.5以上であり、前記第1比は、前記第1部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第1距離に対する前記第1長さの比であり、前記第2比は、前記第2部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第2距離に対する前記第2長さの比である、前記第1導電部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記第3電極と前記半導体部材との間、前記第1導電部材と前記半導体部材との間、及び、前記第1導電部材と前記第3電極との間にある、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第1距離は、前記第1端部と前記第2半導体領域との間の前記第1方向に沿う距離の0.1倍以上0.5倍以下である、半導体装置。 - 前記第3電極は、第2端部と第2他端部とを含み、
前記第2他端部は、前記第1方向において前記第1導電部材と前記第2端部との間にあり、
前記第1電極と前記第2他端部との間の前記第1方向に沿う距離は、前記第1電極と前記第2半導体領域との間の前記第1方向に沿う距離よりも短く、
前記第1電極と前記第2端部との間の前記第1方向に沿う距離は、前記第1電極と前記第3半導体領域との間の前記第1方向に沿う距離よりも長い、請求項1~12のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1長さは、前記第2長さの1.1倍以上2.4倍以下である、請求項1~13のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、前記第1半導体領域は、第1部分領域と第2部分領域と、を含み、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1半導体領域は前記第1電極と電気的に接続され、前記第3半導体領域は前記第2電極と電気的に接続された、前記半導体部材と、
第3電極であって、前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域から前記第3電極への方向は前記第1方向に沿う、前記第3電極と、
前記第2部分領域と前記第3電極との間に設けられた第1導電部材であって、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続されることが可能であり、前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1導電部材は、第1端部と第1他端部とを含み、前記第1端部は、前記第1他端部と前記第3電極との間にあり、前記第1導電部材は、第1部分と第2部分と第3部分とを含み、前記第2部分は、前記第3部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第2部分と前記第3電極との間にあり、前記第1部分は、前記第1端部を含み、前記第2部分は、前記第1部分及び前記第3部分と接し、前記第1部分の前記第2方向に沿う第1幅は、前記第3部分の前記第2方向に沿う第3幅よりも広く、前記第2部分の前記第2方向に沿う第2幅は、前記第1幅と前記第3幅との間であり、前記第1部分は、前記第1方向に沿う第1長さを有し、前記第2部分は、前記第1方向に沿う第2長さを有し、第1比の第2比に対する比は、2.5以上であり、前記第1比は、前記第1部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第1距離に対する前記第1長さの比であり、前記第2比は、前記第2部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第2距離に対する前記第2長さの比である、前記第1導電部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記第3電極と前記半導体部材との間、前記第1導電部材と前記半導体部材との間、及び、前記第1導電部材と前記第3電極との間にある、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第1距離は、前記第2距離の0.4倍以上0.6倍以下である、半導体装置。 - 前記第3部分は、前記第1方向に沿う第3長さを有し、
前記第2比の第3比に対する比は、0.2以上であり、
前記第3比は、前記第3部分と前記第1部分領域との間の前記第2方向に沿う第3距離に対する前記第3長さの比である、請求項1~15のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第2比の前記第3比に対する前記比は、前記第1比の前記第2比に対する前記比の0.25倍以上3倍以下である、請求項16に記載の半導体装置。
- 前記第3半導体領域における前記第1導電形のキャリア濃度は、前記第1半導体領域における前記第1導電形のキャリア濃度よりも高い、請求項1~17のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記半導体部材は、前記第1導電形の第4半導体領域をさらに含み、
前記第4半導体領域は、前記第1電極と前記第1半導体領域との間に設けられ、
前記第4半導体領域における前記第1導電形のキャリア濃度は、前記第1半導体領域における前記第1導電形の前記キャリア濃度よりも高い、請求項18記載の半導体装置。 - 前記第1導電部材は、第4部分をさらに含み、
前記第4部分は、前記第1方向において前記第1電極と前記第3部分との間にあり、
前記第4部分の前記第2方向に沿う第4幅は、前記第3幅よりも狭い、請求項1~19のいずれか1つに記載の半導体装置。
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