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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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