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公開番号2021192413
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211216
出願番号2020098785
出願日20200605
発明の名称半導体装置
出願人株式会社FLOSFIA
代理人
主分類H01L 29/872 20060101AFI20211119BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】整流接合界面の端部での電界集中を抑制した構造を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】本発明の実施態様の一つとして、半導体装置が、第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面と、前記第1面と前記第2面との間に位置する側面と、前記側面の少なくとも一部に設けられた傾斜面と、前記傾斜面に隣接する位置にある第1領域と、前記第1領域よりも前記傾斜面から平面視で離れた位置にある第2領域とを含む半導体膜で、前記第1領域の転位密度が前記第2領域の転位密度よりも低く、さらに、整流接合界面を有する半導体膜を有する。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項1】
第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面と、前記第1面と前記第2面との間に位置する側面と、前記側面の少なくとも一部に設けられた傾斜面と、前記傾斜面に隣接する位置にある第1領域と、前記第1領域よりも前記傾斜面から平面視で離れた位置にある第2領域とを含む半導体膜で、前記第1領域の転位密度が前記第2領域の転位密度よりも低く、さらに、整流接合界面を有する半導体膜を備える、半導体装置。
続きを表示(約 650 文字)【請求項2】
前記整流接合界面において、第1の半導体層としての前記半導体膜と接合された第2の半導体層をさらに有し、前記第1の半導体層が第1の電気導電型を有し、前記第2の半導体層が前記第1の電気導電型と異なる第2の電気導電型を有する、請求項1記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第1の半導体層の不純物濃度が、前記第2の半導体層の不純物濃度よりも低い、請求項2記載の半導体装置。
【請求項4】
前記整流接合界面において、前記半導体膜と接合されたショットキー電極をさらに有する、請求項1記載の半導体装置。
【請求項5】
前記整流接合界面の端部が前記傾斜面に隣設している請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第1領域が、横方向成長した結晶を含む請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項7】
前記半導体膜が、ガリウムを少なくとも含む請求項1〜6のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項8】
前記半導体膜が、結晶性金属酸化物を主成分として含む請求項1〜7のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項9】
前記半導体膜が結晶性酸化ガリウムまたは酸化ガリウムの混晶を含む、請求項1〜8のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項10】
前記半導体膜がコランダム構造を有する、請求項1〜9のいずれかに記載の半導体装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は半導体装置に関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
半導体装置の整流接合(ショットキー接合またはpn接合)に逆方向電圧を印加すると、ある電圧(耐圧)を超えた場合に絶縁破壊が生じる。この絶縁破壊が生じる電圧が、半導体の内部とpn接合および/またはショットキー接合が終端する表面とで異なり、一般には半導体内部の絶縁破壊電圧に達する前に、半導体の接合終端部で絶縁破壊が生じてしまう。半導体装置の耐圧が、その接合終端部での絶縁破壊電圧となることで、半導体装置に印加可能な逆方向電圧の最大値が低くなり、低耐圧の半導体装置となる問題があった。また、接合終端部で生じる絶縁破壊は不安定であり、半導体装置の特性に悪影響を与えるという問題もあった。そのため、接合終端部の絶縁破壊強度を向上させるために、半導体の接合端部を露出させ、その表面の形状を斜めに加工することが知られている。例えば、特許文献1は、半導体ウェハのエッジ部を砥石面に押し当てて研削することによりベベル加工を実施している。また、特許文献2は、pn接合表面をベベル構造に加工する工程は技術的にも難しく歩留まりが悪くなる問題があることから、ベベル構造を施す場所を限定的にしている。また、特許文献3は、サンドブラストなどで溝を形成した後に、溝内にフッ酸及び硝酸を含むエッチング液を噴射してベベル構造を形成している。しかしながら、研削のように半導体の一部を除去してベベル構造を設ける方法を用いる場合、工程が複雑になる問題があった。また、ベベル構造の形成に酸を用いてエッチングを施しても、表面が荒れるなどの課題があった。また、これらの方法では、所望の構造や角度を有するベベル構造を作成することが困難であった。
【0003】
なお、半導体としては、例えば、炭化珪素(Silicon Carbide)や、窒化ガリウム(Gallium Nitride)、窒化インジウム(Gallium Indium)、窒化アルミニウム(Gallium Alminium)およびそれらの混晶を含めた窒化ガリウム窒化物半導体が知られており、青色LEDやパワー半導体等の様々な半導体装置に用いられている。近年、新しい半導体として、酸化ガリウム(Ga



)が注目されている。
【0004】
高耐圧、低損失および高耐熱を実現できる次世代のスイッチング素子として、バンドギャップの大きな酸化ガリウム(Ga



)を用いた半導体装置が注目されており、インバータなどの電力用半導体装置への適用が期待されている。また、広いバンドギャップからLEDやセンサー等の受発光装置としての幅広い応用も期待されている。特に、酸化ガリウムの中でもコランダム構造を有するα―Ga



等は、インジウムやアルミニウムをそれぞれ、あるいは組み合わせて混晶することによりバンドギャップ制御することが可能であり、InAlGaO系半導体として極めて魅力的な材料系統を構成している。ここでInAlGaO系半導体とはIn

Al

Ga



(0≦X≦2、0≦Y≦2、0≦Z≦2、X+Y+Z=1.5〜2.5)を示し(特許文献4等)、酸化ガリウムを内包する同一材料系統として俯瞰することができる。
【0005】
また、特許文献5に、酸化ガリウム(Ga



)の単結晶を有するアバランシェフォトダイオードが記載され、前記アバランシェフォトダイオードがGa



の単結晶と誘電体層の積層構造体が、側面が逆テーパ状に傾斜したメサ形状を有している。しかしながら、そのようなメサ形状を得るための製法は開示されていない。
【0006】
一方で、酸化ガリウム(Ga



)は、最安定相がβガリア構造であるので、特殊な成膜法を用いなければ、準安定相であるコランダム構造の結晶膜を成膜することが困難である。また、コランダム構造の結晶膜に限らず、成膜レートや結晶品質の向上、クラックや異常成長の抑制、ツイン抑制、反りによる基板の割れ等においてもまだまだ課題が数多く存在している。
【0007】
上記のような半導体材料で、ベベル構造を有する半導体装置が検討されて来たが、研削などによる半導体の一部除去によるベベル構造の形成の難しさ、また工程も複雑になるなどの課題があり、ベベル構造の角度や形状を所望のものとすることが困難であり、工業的に有利に利用できるレベルには至っていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
特許2588326号
特許公告昭57(1982)−23435号
特許公告平5(1993)−43288号
国際公開第2014/050793号公報
特開2017−220550
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の態様の一つとして、整流接合界面の端部での電界集中を抑制した構造を有する半導体装置を提供することを目的の1つとする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面と、前記第1面と前記第2面との間に位置する側面と、前記側面の少なくとも一部に設けられた傾斜面と、前記傾斜面に隣接する位置にある第1領域と、前記第1領域よりも前記傾斜面から平面視で離れた位置にある第2領域とを含む半導体膜で、前記第1領域の転位密度が前記第2領域の転位密度よりも低く、さらに、整流接合界面を有する半導体膜を備える半導体装置が整流接合界面の端部での電界集中を効果的に抑制できることを見出した。
(【0011】以降は省略されています)

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