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公開番号2025162420
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-27
出願番号2024065712
出願日2024-04-15
発明の名称炭化珪素半導体装置
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/66 20250101AFI20251020BHJP()
要約【課題】耐圧を向上させる炭化珪素半導体装置を提供する。
【解決手段】炭化珪素半導体装置100は、第1、第2主面1、2を有し、活性領域110と終端領域120を含む炭化珪素基板を備え、炭化珪素基板は、第1導電型の第1半導体領域11、第2導電型の複数の第2半導体領域14及び第2導電型であり平面視環状の第3半導体領域16、第3半導体領域に接する第1半導体領域の第1内縁、第1外縁24Bが終端領域にある環状の第4半導体領域24、第1不純物濃度が第6半導体領域よりも低い第5半導体領域25、第5半導体領域と第2主面との間の第6半導体領域26及び平面視で第1内縁と第1外縁との間の第7半導体領域27を含む。第7半導体領域は、第1主面と2主面の間の上端面27A及び上端面と第2主面の間の下端面27Bを有し、第1主面と上端面は第5半導体領域で分離され、第2半導体領域の一部は第3半導体領域に電気的に接続される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面とを有し、前記第１主面に垂直な平面視で、活性領域と、前記活性領域を囲む終端領域とを有する炭化珪素基板を備え、
前記炭化珪素基板は、
第１導電型を有する第１半導体領域と、
前記第１半導体領域内に設けられ、第２導電型を有する複数の第２半導体領域と、
前記活性領域内に設けられ、前記第２導電型を有し、前記第１主面を構成し、前記平面視で環状の第３半導体領域と、
を有し、
複数の前記第２半導体領域は、前記活性領域および前記終端領域内で前記第１主面に平行な第１軸に沿って並び、
前記終端領域において、
前記第１半導体領域は、前記平面視で、第１内縁が前記第３半導体領域に接し、第１外縁が前記終端領域にある環状の第４半導体領域を有し、
前記第４半導体領域は、
前記第１主面を構成する第５半導体領域と、
前記第５半導体領域と前記第２主面との間の第６半導体領域と、
を有し、
前記第５半導体領域に含まれる前記第１導電型の第１不純物の実効濃度は、前記第６半導体領域に含まれる前記第１不純物の実効濃度よりも低く、
複数の前記第２半導体領域は、前記平面視で前記第１内縁と前記第１外縁との間にある第７半導体領域を含み、
前記第７半導体領域は、
前記第１主面と前記第２主面との間の上端面と、
前記上端面と前記第２主面との間の下端面と、
を有し、
前記第１主面と前記上端面とは前記第５半導体領域により互いに離され、
複数の前記第２半導体領域の一部は、前記第３半導体領域に電気的に接続されている、炭化珪素半導体装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記第６半導体領域における前記第１不純物の実効濃度の最小値は、前記第５半導体領域における前記第１不純物の実効濃度の最大値よりも１×１０
１６
ｃｍ
－３
以上大きい、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項３】
前記第５半導体領域と前記第６半導体領域との界面は、前記上端面よりも前記第１主面から離れ、前記下端面よりも前記第２主面から離れている、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項４】
前記第７半導体領域は、
前記第５半導体領域に接する第８半導体領域と、
前記第６半導体領域に接する第９半導体領域と、
を有し、
前記第８半導体領域に含まれる前記第２導電型の第２不純物の実効濃度は、前記第９半導体領域に含まれる前記第２不純物の実効濃度よりも高い、請求項３に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項５】
前記下端面は、前記第５半導体領域と前記第６半導体領域との界面よりも前記第２主面から離れている、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項６】
前記平面視で、複数の前記第２半導体領域のすべてが前記第１外縁の内側にある、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項７】
前記第１主面を覆う絶縁膜を有し、
前記平面視で、前記第１外縁が前記絶縁膜の第２外縁の内側にある、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項８】
複数の前記第２半導体領域は、前記第１軸に沿って一定のピッチで設けられている、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項９】
複数の前記第２半導体領域は、前記第１主面に平行かつ前記第１軸に垂直な第２軸に沿って延びる、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
【請求項１０】
前記上端面と前記下端面との間の距離は、前記第１半導体領域の厚さの１／２以上である、請求項１または請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、炭化珪素半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、スーパージャンクション構造を備えた半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－２７３３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半導体装置においては、耐圧の更なる向上が困難である。
【０００５】
本開示は、耐圧を向上できる炭化珪素半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の炭化珪素半導体装置は、第１主面と、前記第１主面とは反対の第２主面とを有し、前記第１主面に垂直な平面視で、活性領域と、前記活性領域を囲む終端領域とを有する炭化珪素基板を備え、前記炭化珪素基板は、第１導電型を有する第１半導体領域と、前記第１半導体領域内に設けられ、第２導電型を有する複数の第２半導体領域と、前記活性領域内に設けられ、前記第２導電型を有し、前記第１主面を構成し、前記平面視で環状の第３半導体領域と、を有し、複数の前記第２半導体領域は、前記活性領域および前記終端領域内で前記第１主面に平行な第１軸に沿って並び、前記終端領域において、前記第１半導体領域は、前記平面視で、第１内縁が前記第３半導体領域に接し、第１外縁が前記終端領域にある環状の第４半導体領域を有し、前記第４半導体領域は、前記第１主面を構成する第５半導体領域と、前記第５半導体領域と前記第２主面との間の第６半導体領域と、を有し、前記第５半導体領域に含まれる前記第１導電型の第１不純物の実効濃度は、前記第６半導体領域に含まれる前記第１不純物の実効濃度よりも低く、複数の前記第２半導体領域は、前記平面視で前記第１内縁と前記第１外縁との間にある第７半導体領域を含み、前記第７半導体領域は、前記第１主面と前記第２主面との間の上端面と、前記上端面と前記第２主面との間の下端面と、を有し、前記第１主面と前記上端面とは前記第５半導体領域により互いに離され、複数の前記第２半導体領域の一部は、前記第３半導体領域に電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、耐圧を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置における炭化珪素基板の概要を示す模式図である。
図２は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の活性領域における層間絶縁膜および第１主面の構成を示す図である。
図３は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の活性領域の構成を示す断面図である。
図４は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の活性領域と終端領域との境界の近傍の構成を示す断面図である。
図５は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
図６は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
図７は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
図８は、第１実施形態に係る炭化珪素半導体装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
図９は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置における炭化珪素基板の概要を示す模式図である。
図１０は、第２実施形態に係る炭化珪素半導体装置の活性領域と終端領域との境界の近傍の構成を示す断面図である。
図１１は、第３実施形態に係る炭化珪素半導体装置の活性領域と終端領域との境界の近傍の構成を示す断面図である。
図１２は、第４実施形態に係る炭化珪素半導体装置の活性領域と終端領域との境界の近傍の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施するための形態について、以下に説明する。
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また結晶学上の指数が負であることは、通常、"－"（バー）を数字の上に付すことによって表現されるが、本開示では数字の前に負の符号を付している。また、以下の説明では、ＸＹＺ直交座標系を用いるが、当該座標系は、説明のために定めるものであって、炭化珪素半導体装置の姿勢について限定するものではない。また、ＸＹ面視を平面視といい、任意の点からみて、＋Ｚ方向を上方、上側または上ということがあり、－Ｚ方向を下方、下側または下ということがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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