[發明專利]具有結勢壘肖特基二極管的碳化硅半導體裝置

有效

• 申請號: 201380048022.9
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN104641469B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 上東秀幸;內藤正美;森野友生
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L29/47
• 分類號: H01L29/47;H01L21/265;H01L29/06;H01L29/872
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 高迪

相關申請的交叉引用

本申請基于2012年9月18日申請的日本申請號2012－204595號，此處引用其記載內容。

技術領域

本申請涉及具有對肖特基勢壘二極管(SBD)添加了PN二極管而成的結勢壘肖特基二極管(JBS)的碳化硅(SiC)半導體裝置。

背景技術

在專利文獻1中，提出了具有對SBD進一步添加了PN二極管而成的JBS的SiC半導體裝置。具體而言，在由SiC構成的n^-型外延層的表面上形成肖特基電極從而構成SBD，在n^-型外延層的表層部形成p型層且使肖特基電極與p型層的表面接觸從而構成PN二極管。并且，通過設為這樣的結構，利用由構成PN二極管的PN結部形成的耗盡層來抑制反方向漏電流，能夠得到高耐壓。

但是，發生了以下問題：n^-型外延層中存在的層疊缺陷等各種缺陷與肖特基電極接觸從而形成了電流通路，反方向漏電流變大，對設備成品率造成影響。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009－16603號公報(對應于美國專利號7,851,882)

發明內容

本申請的目的在于，提供通過減少缺陷與肖特基電極的接觸所導致的電流通路，實現反方向漏電流的抑制，從而能夠實現設備成品率提高的SiC半導體裝置。

本申請的一個方式所涉及的SiC半導體裝置具備具有基板、漂移層、絕緣膜、肖特基勢壘二極管和多個第二導電型層的結勢壘肖特基二極管。

所述基板具有主表面以及反面，由具有偏離(off)角的第一導電型的碳化硅構成。所述漂移層在所述基板的所述主表面上形成，由被設為雜質濃度比所述基板低的第一導電型的碳化硅構成。所述絕緣膜被配置在所述漂移層之上，在所述漂移層中的單元部具有開口部。

所述肖特基勢壘二極管具備肖特基電極和歐姆電極。所述肖特基電極形成于所述單元部，以穿過所述絕緣膜的開口部與所述漂移層的表面進行肖特基接觸的方式形成。所述歐姆電極形成于所述基板的反面。所述多個第二導電型層在所述肖特基電極之中與所述漂移層相接的區域的下方以在所述漂移層的表面上與所述肖特基電極連接的方式形成，且相互分離地配置。

由所述多個第二導電型層和所述漂移層構成PN二極管。所述多個第二導電型層僅在與棒狀的層疊缺陷平行的方向上形成為條紋狀。

在所述SiC半導體裝置中，將多個第二導電型層布局為條紋狀，且將各第二導電型層的長度方向設為與棒狀的層疊缺陷平行的方向。因此，能夠成為使得形成于漂移層的層疊缺陷等缺陷的全部或大多進入各第二導電型層內的狀態。由此，能夠減少結晶缺陷與肖特基電極的接觸所導致的電流通路，實現反方向漏電流的抑制，能夠提高設備成品率。

本申請的其他方式所涉及的SiC半導體裝置具備具有基板、漂移層、絕緣膜、肖特基勢壘二極管和多個第二導電型層的結勢壘肖特基二極管。

所述基板具有主表面以及反面，由具有偏離角的第一導電型的碳化硅構成。所述漂移層在所述基板的所述主表面上形成，由設為雜質濃度比所述基板低的第一導電型的碳化硅構成。所述絕緣膜被配置在所述漂移層之上，在所述漂移層中的單元部具有開口部。

所述肖特基勢壘二極管具備肖特基電極和歐姆電極。所述肖特基電極形成于所述單元部，以穿過所述絕緣膜的開口部與所述漂移層的表面進行肖特基接觸的方式形成。所述歐姆電極形成于所述基板的反面。所述多個第二導電型層在所述肖特基電極之中與所述漂移層相接的區域的下方以在所述漂移層的表面上與所述肖特基電極連接的方式形成，且相互分離地配置。

由所述多個第二導電型層和所述漂移層構成PN二極管。所述多個第二導電型層僅在與棒狀的層疊缺陷垂直的方向上形成為條紋狀。在將所述基板的偏離角設為θ，將所述漂移層的厚度設為d時，所述多個第二導電型層各自的寬度被設為d/tanθ以上。

在所述SiC半導體裝置中，使得各第二導電型層的寬度成為d/tanθ以上。從而，在偏離方向上延伸的層疊缺陷被包含于第二導電型層內的可能性會變高，至少層疊缺陷的一部分被包含于第二導電型層內的可能性變得更高。由此，能夠減少結晶缺陷與肖特基電極的接觸所導致的電流通路，實現反方向漏電流的抑制，能夠提高設備成品率。

附圖說明

本申請的上述目的以及其他目的、特征或優點通過一邊參照下述附圖一邊進行下述的詳細記述而變得更為明確。其附圖如下：

圖1是本申請的第一實施方式所涉及的具備SBD的SiC半導體裝置的剖面圖。