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公開番号2024136056
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023047012
出願日2023-03-23
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 29/78 20060101AFI20240927BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】スイッチング損失を低減可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る半導体装置は、第1電極と、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、第2導電形の第3半導体領域と、第2電極と、を備える。第3半導体領域は、第2半導体領域の上に設けられ、第2半導体領域よりも高い第2導電形の不純物濃度を有する。第2電極は、第3半導体領域の上に設けられている。第2電極は、第1部分と、第2部分と、を含む。第1部分は、第2半導体領域中に設けられている。第2部分は、第1部分の上に位置する。第2部分は、第1電極から第1半導体領域に向かう第1方向に垂直な第2方向において、第3半導体領域と接する。第1部分の第2方向における長さは、第2部分の第2方向における長さよりも長い。
【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電極の上に設けられた第１導電形の第１半導体領域と、
前記第１半導体領域の上に設けられた第２導電形の第２半導体領域と、
前記第２半導体領域の上に設けられ、前記第２半導体領域よりも高い第２導電形の不純物濃度を有する、第２導電形の第３半導体領域と、
前記第３半導体領域の上に設けられた第２電極であって、
前記第２半導体領域中に設けられた第１部分と、
前記第１部分の上に位置し、前記第１電極から前記第１半導体領域に向かう第１方向に垂直な第２方向において前記第３半導体領域と接する第２部分と、
を含み、前記第１部分の前記第２方向における長さが前記第２部分の前記第２方向における長さよりも長い、前記第２電極と、
を備えた、半導体装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
第１電極と、
前記第１電極の上に設けられた第１導電形の第１半導体領域と、
前記第１半導体領域の上に設けられた第２導電形の第２半導体領域と、
前記第２半導体領域の上に設けられた第２電極であって、
前記第２半導体領域中に設けられた第１部分と、
前記第１部分の上に位置する第２部分と、
を含み、前記第１電極から前記第１半導体領域に向かう第１方向に垂直な第２方向における前記第１部分の長さが前記第２方向における前記第２部分の長さよりも長く、前記第１部分と前記第２半導体領域との間にショットキー接合が形成された、前記第２電極と、
を備えた、半導体装置。
【請求項３】
第１電極と、
前記第１電極の上に設けられた第１導電形の第１半導体領域と、
前記第１半導体領域の上に設けられ、１．０×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以上１．０×１０
１８
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下の第２導電形の不純物濃度を有する第２半導体領域と、
前記第２半導体領域の上に設けられた第２電極であって、
前記第２半導体領域と接する第１部分と、
前記第１部分の上に位置する第２部分と、
を含み、前記第１電極から前記第１半導体領域に向かう第１方向に垂直な第２方向における前記第１部分の長さが前記第２方向における前記第２部分の長さよりも長い、前記第２電極と、
を備えた、半導体装置。
【請求項４】
前記第２方向において、絶縁層を介して前記第２半導体領域と対面する導電部をさらに備え、
前記導電部は、前記第２電極と電気的に接続されている、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１電極の一部と前記第１半導体領域の一部との間に設けられた第２導電形の第４半導体領域と、
前記第１半導体領域の前記一部の上に設けられた第２導電形の第５半導体領域と、
前記第５半導体領域の上に設けられた第１導電形の第６半導体領域と、
前記第２方向において、ゲート絶縁層を介して前記第５半導体領域と対面するゲート電極と、をさらに備えた、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２電極は、前記第１部分と前記第２部分との間に位置する第３部分をさらに含み、
前記第３部分は、前記第１方向において前記第２半導体領域と接し、
前記第２方向における前記第３部分の長さは、前記第２方向における前記第２部分の長さと同じである、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１部分はボイドを含む、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ダイオード、Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistor（ＲＣ－ＩＧＢＴ）などの半導体装置は、電力変換等の用途に用いられる。これらの半導体装置について、スイッチング損失は小さいことが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１３４１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、スイッチング損失を低減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、第１導電形の第１半導体領域と、第２導電形の第２半導体領域と、第２導電形の第３半導体領域と、第２電極と、を備える。前記第１半導体領域は、前記第１電極の上に設けられている。前記第２半導体領域は、前記第１半導体領域の上に設けられている。前記第３半導体領域は、前記第２半導体領域の上に設けられ、前記第２半導体領域よりも高い第２導電形の不純物濃度を有する。前記第２電極は、前記第３半導体領域の上に設けられている。前記第２電極は、第１部分と、第２部分と、を含む。前記第１部分は、前記第２半導体領域中に設けられている。前記第２部分は、前記第１部分の上に位置する。前記第２部分は、前記第１電極から前記第１半導体領域に向かう第１方向に垂直な第２方向において、前記第３半導体領域と接する。前記第１部分の前記第２方向における長さは、前記第２部分の前記第２方向における長さよりも長い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の一部を示す斜視断面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図４は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図５は、第１実施形態の変形例に係る半導体装置の一部を示す斜視断面図である。
図６は、第１実施形態の変形例に係る半導体装置の一部を示す斜視断面図である。
図７は、第１実施形態の変形例に係る半導体装置の一部を示す斜視断面図である。
図８は、第１実施形態の変形例に係る半導体装置の一部を示す斜視断面図である。
図９は、第２実施形態に係る半導体装置の平面図である。
図１０は、図９の部分Ａの拡大平面図である。
図１１は、図１０のＢ１－Ｂ２断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
以下の説明において、ｎ
＋
、ｎ、ｎ
－
及びｐ
＋
、ｐの表記は、各導電形における不純物濃度の相対的な高低を表す。すなわち、ｎ
＋
はｎよりもｎ形の不純物濃度が相対的に高く、ｎ
－
はｎよりもｎ形の不純物濃度が相対的に低いことを示す。また、ｐ
＋
はｐよりもｐ形の不純物濃度が相対的に高く、ｐ
－
はｐよりもｐ形の不純物濃度が相対的に低いことを示す。各半導体領域のｐ形とｎ形を反転させて各実施形態を実施してもよい。
【０００９】
また、実施形態の説明では、ＸＹＺ直交座標系を用いる。第１電極から第１半導体領域に向かう方向をＺ方向（第１方向）とする。Ｚ方向に対して垂直であり、相互に直交する２方向をＸ方向（第２方向）及びＹ方向（第３方向）とする。また、説明のために、第１電極から第１半導体領域に向かう方向を「上」と言い、その反対方向を「下」と言う。これらの方向は、第１電極と第１半導体領域との相対的な位置関係に基づき、重力の方向とは無関係である。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の一部を示す斜視断面図である。
第１実施形態に係る半導体装置は、ダイオードである。第１実施形態に係る半導体装置１００は、図１に示すように、ｎ
－
形カソード領域１０１（第１半導体領域の一例）、ｐ形アノード領域１０２（第２半導体領域の一例）、ｐ
＋
形アノード領域１０３（第３半導体領域の一例）、ｎ
＋
形カソード領域１０４、カソード電極１１１（第１電極の一例）、及びアノード電極１１２（第２電極の一例）を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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