[發明專利]半導體裝置

在審

• 申請號: 201410063274.5
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN104465792A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 森塚宏平
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/868;H01L29/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 徐冰冰;劉杰

本申請以日本專利申請2013-189798號（申請日：2013年9月12日）為基礎申請并享受其優先權。本申請通過參照該基礎申請而包含基礎申請的全部內容。

技術領域

實施方式一般涉及半導體裝置。

背景技術

作為用于逆變器等電力轉換裝置的半導體裝置，有MOS（Metal-Oxide-Semiconductor：金屬氧化物半導體）晶體管、IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor：絕緣柵雙極型晶體管）、二極管等。二極管與IGBT反向并聯連接而用于回流。因此，將這種情況下的二極管稱為FWD（Free?Wheeling?Diode：續流二極管）。在電力轉換裝置的特性改善中，MOS晶體管、IGBT的特性改善，以及FWD的特性、例如通態電阻的改善是很重要的。

發明內容

本發明的實施方式提供一種低通態電阻的半導體裝置。

實施方式的半導體裝置具備：第一電極；第二電極；第一導電型的第一半導體層，設置于上述第一電極與上述第二電極之間，具有硅碳化物；第一導電型的第二半導體層，設置于上述第一半導體層與上述第二電極之間，雜質濃度比上述第一半導體層低，具有硅碳化物；第二導電型的第三半導體層，設置于上述第二半導體層與上述第二電極之間，具有硅碳化物；以及多個絕緣層，設置于上述第三半導體層與上述第二電極之間。

附圖說明

圖1A是實施方式涉及的半導體裝置的示意性剖視圖，圖1B是實施方式涉及的半導體裝置的示意性俯視圖。

圖2是參考例1涉及的半導體裝置的示意性剖視圖。

圖3是參考例2涉及的半導體裝置的示意性剖視圖。

圖4是表示實施方式涉及的半導體裝置的作用效果的示意性剖視圖。

圖5是實施方式涉及的半導體裝置的變形例的示意性剖視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對實施方式進行說明。在以下的說明中，對相同部件賦予相同符號，對于已作過說明的部件，適當省略其說明。

圖1A是實施方式涉及的半導體裝置的示意性剖視圖，圖1B是實施方式涉及的半導體裝置的示意性俯視圖。

圖1A表示了圖1B的X-Y線的位置處的截面。

半導體裝置1是應用于高電壓的整流設備的PiN結構的二極管。半導體裝置1具備：陰極電極10（第一電極）、陽極電極11（第二電極）、n⁺型的半導體層20（第一半導體層）、n^-型的半導體層25（第二半導體層）、p⁺型的半導體層30（第三半導體層）、以及多個絕緣層40。

此處，作為n⁺、n^-型（第一導電型）的雜質元素，例如能夠列舉P（磷）、砷（As）、N（氮）等。作為p⁺型（第二導電型）的雜質元素，能夠列舉硼（B）、Ga（鎵）、Al（鋁）等。

在半導體裝置1中，在陰極電極10與陽極電極11之間，分別設置有半導體層20、25、30。例如，高濃度的半導體層20設置于陰極電極10與低濃度的半導體層25之間。半導體層25設置于半導體層20與高濃度的半導體層30之間。半導體層25的雜質濃度比半導體層20的雜質濃度低。半導體層30設置于半導體層25與陽極電極11之間。半導體層30是在半導體層25中離子注入p型的雜質元素而形成的。

此外，在半導體層30與陽極電極11之間設置有多個絕緣層40。多個絕緣層40分別在Y方向上隔著規定的間隔而配置。即，與半導體層30相接的陽極電極11被絕緣層40分隔成小區間。多個絕緣層40分別在X方向上延伸。多個絕緣層40的Y方向上的間距，例如為2μm。

此外，在多個絕緣層40各自之間設置有從陽極電極11延伸的延伸部11a。延伸部11a與半導體層30相接。延伸部11a為陽極電極11的一部分。

在半導體裝置1中，半導體層30的厚度與在半導體層30內流動的電子的擴散長度相同、或比該擴散長度薄。例如，半導體層30的厚度為1μm以下，例如為0.5μm。此外，在導通時，與陰極電極10相比，對陽極電極11施加更高的電壓。

半導體層20、25的材料及半導體層30的材料具有硅碳化物（SiC）、硅（Si）等。在實施方式中，作為半導體裝置1的作用，對半導體層20、25的材料及半導體層30的材料為硅碳化物（SiC）的情況下的例子進行說明。