[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 201380014865.7
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN104205346B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 櫛田知義;榊裕之;大森雅登
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社;學校法人豐田學園
• 主分類號: H01L29/92
• 分類號: H01L29/92;H01L29/15;H01L29/20;B82Y10/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 顧晉偉,董文國

1.一種半導體裝置，包括：

層疊結構，其中交替地層疊有至少一個窄帶隙層和至少一個寬帶隙層，所述至少一個窄帶隙層由與沿第一方向或與所述第一方向相反的方向與所述窄帶隙層相鄰的層的材料相比具有較窄的帶隙的材料形成，所述至少一個寬帶隙層由與沿所述第一方向或與所述第一方向相反的方向與所述寬帶隙層相鄰的層的材料相比具有較寬的帶隙的材料形成，所述層疊結構包括至少一個雙接合結構，所述雙接合結構具有第一接合部和第二接合部，在所述第一接合部處所述寬帶隙層和所述窄帶隙層沿所述第一方向依次層疊并彼此接合，在所述第二接合部處所述窄帶隙層和所述寬帶隙層沿所述第一方向依次層疊并彼此接合，并且所述至少一個雙接合結構中的每一個均包括至少一個由具有負固定電荷的第一區和具有正固定電荷的第二區構成的對；

第一導電型的第一電極半導體層，所述第一電極半導體層沿與所述第一方向相交的第二方向延伸并且接合至所述層疊結構中的每一個窄帶隙層和所述層疊結構中的每一個寬帶隙層；以及

第二導電型的第二電極半導體層，所述第二電極半導體層沿與所述第一方向相交的第三方向延伸并且接合至所述層疊結構中的每一個窄帶隙層和所述層疊結構中的每一個寬帶隙層，其中

所述第一區沿所述第一方向較靠近所述第一接合部而較不靠近所述寬帶隙層的中心位置，并且

所述第二區沿所述第一方向較靠近所述第二接合部而較不靠近所述寬帶隙層的中心位置。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中

由所述負固定電荷誘導的空穴的濃度與由所述正固定電荷誘導的電子的濃度之間的差為如下濃度差：所述濃度差使得當在所述第一電極半導體層和所述第二電極半導體層之間施加電壓時只有空穴或只有電子缺失。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中

所述半導體裝置為電能存儲半導體裝置。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的半導體裝置，其中：

所述第一區通過將所述負固定電荷摻雜到在所述第一接合部處接合的所述寬帶隙層中來形成；以及

所述第二區通過將所述正固定電荷摻雜到在所述第二接合部處接合的所述寬帶隙層中來形成。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的半導體裝置，其中：

所述第一區的所述負固定電荷和所述第二區的所述正固定電荷包括通過自發極化和壓電極化中至少之一產生的極化電荷。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的半導體裝置，其中：

所述第一區的所述負固定電荷和所述第二區的所述正固定電荷包括被摻雜的固定電荷和通過自發極化和壓電極化中至少之一產生的極化電荷兩者。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的半導體裝置，還包括：

第三區，所述第三區設置在設置于所述至少一個雙接合結構中之一中的所述第一區與所述第二區之間，或者所述第三區設置在設置于所述至少一個雙接合結構中的兩個相互相鄰的雙接合結構中之一中的所述第一區與設置在所述至少一個雙接合結構中的所述兩個相互相鄰的雙接合結構中另一個中的所述第二區之間，與所述第一區和所述第二區相比所述第三區具有較低濃度的所述正固定電荷或所述負固定電荷。

8.根據權利要求7所述的半導體裝置，其中

所述第三區具有：具有負固定電荷的區和具有正固定電荷的區，并且

所述具有負固定電荷的區較靠近所述第二區而較不靠近所述具有正固定電荷的區。

9.根據權利要求7或8所述的半導體裝置，其中

所述第三區設置在設置于所述至少一個雙接合結構中之一中的所述層中的具有最低耐受電壓的層中。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的半導體裝置，其中

所述第一電極半導體層通過將第一導電型雜質摻雜到所述層疊結構中的每一個層中來形成。

11.根據權利要求1至10中任一項所述的半導體裝置，其中

所述第二電極半導體層通過將第二導電型雜質摻雜到所述層疊結構中的每一個層中來形成。

12.根據權利要求1至9中任一項所述的半導體裝置，其中

所述第一電極半導體層或所述第二電極半導體層由與包括在所述層疊結構中的所述層中的具有最窄帶隙的層相同的材料形成，并且形成為單個半導體層。