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公開番号2024043740
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022148898
出願日2022-09-20
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人iX
主分類H01L 29/872 20060101AFI20240326BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】サージ電流に対する耐性を向上可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、第1電極と、前記第1電極上に配置された第1導電型の第1半導体層と、前記第1半導体層上の一部に配置された第2導電型の第2半導体層と、前記第1半導体層上及び前記第2半導体層上に配置され、前記第1半導体層とショットキー接合する金属層と、前記金属層上に配置された第2電極と、前記第2電極の上面に接続されたボンディング部材と、前記第2半導体層と前記金属層との間に配置され、前記金属層の材料とは異なる材料からなり、前記ボンディング部材の直下域における面積割合が前記直下域を除く領域における面積割合よりも高い導電部材と、を備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極上に配置された第１導電型の第１半導体層と、
前記第１半導体層上の一部に配置された第２導電型の第２半導体層と、
前記第１半導体層上及び前記第２半導体層上に配置され、前記第１半導体層とショットキー接合する金属層と、
前記金属層上に配置された第２電極と、
前記第２電極の上面に接続されたボンディング部材と、
前記第２半導体層と前記金属層との間に配置され、前記金属層の材料とは異なる材料からなり、前記ボンディング部材の直下域における面積割合が前記直下域を除く領域における面積割合よりも高い導電部材と、
を備えた半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記導電部材は複数配置されており、
前記ボンディング部材の直下域における前記導電部材の配置密度は、前記直下域を除く領域における前記導電部材の配置密度よりも高い請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記導電部材は複数配置されており、
前記ボンディング部材の直下域に配置された前記導電部材は、前記直下域を除く領域に配置された前記導電部材よりも大きい請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ボンディング部材の直下域に配置され、前記第２半導体層及び前記導電部材に接したと絶縁部材をさらに備えた請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁部材の形状は前記導電部材を囲む環状である請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１半導体層上の他の一部に配置された第２導電型の複数の第３半導体層をさらに備えた請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記複数の第３半導体層は、第１方向に延びるストライプ状である請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
第１電極と、
前記第１電極上に配置された第１導電型の第１半導体層と、
複数の第１領域において、前記第１半導体層上に配置された第２導電型の第２半導体層と、
前記第１半導体層上及び前記第２半導体層上に配置され、第２領域において前記第１半導体層とショットキー接合する金属層と、
前記金属層上に配置された第２電極と、
前記第２電極の上面に接続されたボンディング部材と、
を備え、
前記ボンディング部材の直下域における前記第１領域の面積割合は、前記ボンディング部材の直下域を除く領域における前記第１領域の面積割合よりも高い半導体装置。
【請求項９】
前記第１領域において前記第２半導体層と前記金属層との間に配置された導電部材をさらに備えた請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
第１電極と、
前記第１電極上に配置された第１導電型の第１半導体層と、
前記第１半導体層上の一部に配置された第２導電型の第２半導体層と、
前記第１半導体層上及び前記第２半導体層上に配置され、前記第１半導体層とショットキー接合する金属層と、
前記金属層上に配置された第２電極と、
前記第２半導体層と前記金属層との間に配置され、前記金属層の材料とは異なる材料からなり、セル領域の中央領域における面積割合が前記セル領域の周辺領域における面積割合よりも高い導電部材と、
を備えた半導体装置。
（【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】
実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ワイドギャップ半導体である炭化シリコン（ＳｉＣ）を用いたショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）が開発されている。ＳＢＤにおいては、サージ電流に対する耐性を高めるために、ＳＢＤの内部にｐｎ接合ダイオードを設ける技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１９７４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、サージ電流に対する耐性を向上可能な半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置は、第１電極と、前記第１電極上に配置された第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層上の一部に配置された第２導電型の第２半導体層と、前記第１半導体層上及び前記第２半導体層上に配置され、前記第１半導体層とショットキー接合する金属層と、前記金属層上に配置された第２電極と、前記第２電極の上面に接続されたボンディング部材と、前記第２半導体層と前記金属層との間に配置され、前記金属層の材料とは異なる材料からなり、前記ボンディング部材の直下域における面積割合が前記直下域を除く領域における面積割合よりも高い導電部材と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置を示す上面図である。
図２は、図１に示すＡ－Ａ’線による断面図である。
図３は、図２の領域Ｂを示す一部拡大断面図である。
図４（ａ）は、第１の実施形態に係る半導体装置に順方向のサージ電流が印加された場合を示す図であり、図４（ｂ）は逆方向のサージ電流が印加された場合を示す図である。
図５は、比較例に係る半導体装置を示す上面図である。
図６（ａ）は、比較例に係る半導体装置に順方向のサージ電流が印加された場合を示す図であり、図６（ｂ）は逆方向のサージ電流が印加された場合を示す図である。
図７は、第２の実施形態に係る半導体装置を示す上面図である。
図８（ａ）は、第２の実施形態に係る半導体装置に順方向のサージ電流が印加された場合を示す図であり、図８（ｂ）は逆方向のサージ電流が印加された場合を示す図である。
図９は、第３の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る半導体装置を示す上面図である。
図２は、図１に示すＡ－Ａ’線による断面図である。
図３は、図２の領域Ｂを示す一部拡大断面図である。
【０００８】
なお、各図は模式的又は概念的なものであり、図を見やすくするために、適宜強調及び簡略化されている。例えば、図１においては、金属層２２及びアノード電極２３を省略し、ボンディング部材３１の外縁を二点鎖線で示している。また、図を見やすくするために、ストライプｐ型層１７を実際よりも太く且つ少なく描いている。また、同じ構成要素であっても、図間において寸法比や数が整合しているとは限らない。例えば、図１と図２の間で、ストライプｐ型層１７や導電部材２１の数は整合していない。後述する他の図についても同様である。
【０００９】
図１～図３に示すように、本実施形態に係る半導体装置１においては、カソード電極１１と、導電型がｎ
＋
型の半導体基板１２と、ｎ
－
型のドリフト層１３と、複数のｎ
＋
型のｎ
＋
型層１４と、複数のｐ型のｐ型層１５と、複数のｐ
＋
型のｐ
＋
型層１６と、複数のｐ型のストライプｐ型層１７と、複数の導電部材２１と、金属層２２と、アノード電極２３と、リサーフ層２６と、絶縁層２７と、保護膜２８と、ボンディング部材３１と、が設けられている。
【００１０】
なお、「ｎ
＋
型」は「ｎ型」よりもキャリア濃度が高いことを表し、「ｎ
－
型」は「ｎ型」よりもキャリア濃度が低いことを表す。ｐ型についても同様である。「キャリア濃度」とは、ドナー又はアクセプタとして機能する実効的な不純物濃度をいう。
（【００１１】以降は省略されています）

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