JP7754783B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、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。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、既出の図に関して前述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。
図1は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る半導体装置110は、第1電極51、第2電極52、第1導電部材61、半導体部材10M及び絶縁部材40を含む。
図2は、図1のA1-A2線に対応する断面図である。図2においては、第1電極51などの一部の要素が省略されている。
図3は、第2実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図3は、図1のA1-A2線に対応する断面図である。図3においては、第1電極51などの一部の要素が省略されている。
図4は、図1のA1-A2線に対応する断面図である。図4においては、第1電極51などの一部の要素が省略されている。
図5は、図1のA1-A2線に対応する断面図である。図5においては、第1電極51などの一部の要素が省略されている。
図6は、第3実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図7(a)及び図7(b)は、第3実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図7(a)は、図6のB1-B2線に対応する断面図である。図7(b)は、図6のC1-C2線に対応する断面図である。
図8は、半導体装置の特性を例示するグラフである。
図8は、第1素子10Aの特性を例示している。図8の横軸は、順方向電圧Vfである。縦軸は、規格化したリカバリ損失Err1である。図8には、第1構成CF1、第2構成CF2、第3構成CF3及び第4構成CF4の特性が例示されている。
(構成1)
第1面を含む第1電極と、
第1導電領域及び第1導電部を含む第2電極であって、前記第1導電部は、前記第1導電領域と電気的に接続された、前記第2電極と、
前記第1面と前記第1導電領域との間に設けられた第1導電部材と、
前記第1面と前記第2電極との間に設けられた半導体部材であって、前記半導体部材は、
第1導電形の第1半導体領域であって、前記第1半導体領域は、第1部分領域と、第2部分領域と、第3部分領域と、を含み、前記第1部分領域は、前記第1面に対して垂直な第1方向において、前記第1面と前記第1導電部材との間にあり、前記第1部分領域から前記第2部分領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第3部分領域との間にあり、前記第1導電部材から前記第3部分領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記第1半導体領域と、
第2導電形の第2半導体領域であって、前記第1導電部材の一部と前記第1導電部との間に前記第2半導体領域の一部がある、前記第2半導体領域と、
前記第2導電形の第3半導体領域であって、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第3部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1導電部材の別の一部から前記第3半導体領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第3半導体領域における前記第2導電形の第3キャリア濃度は、前記第2半導体領域における前記第2導電形の第2キャリア濃度よりも高い、前記第3半導体領域と、
前記第1導電形の第4半導体領域であって、前記第4半導体領域は、前記第1面と前記第1部分領域との間、及び、前記第1面と前記第2部分領域との間にある、前記第4半導体領域と、
前記第1導電形の第5半導体領域であって、前記第5半導体領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域の少なくとも一部と、前記第1導電部の少なくとも一部と、の間にある、前記第5半導体領域と、
を含む、前記半導体部材と、
第1絶縁領域を含む絶縁部材であって、前記第1絶縁領域は、前記半導体部材と前記第1導電部材との間に設けられた、前記絶縁部材と、
を備えた半導体装置。
前記第1面と前記第1導電部との間の前記第1方向に沿う第1距離は、前記第1面と前記第3半導体領域との間の前記第1方向に沿う第2距離よりも短い、構成1に記載の半導体装置。
前記第5半導体領域は、前記第2半導体領域の前記少なくとも一部と接する、構成1または2に記載の半導体装置。
前記第2半導体領域は、第1半導体部分、及び、第2半導体部分を含み、
前記第1半導体部分から前記第2半導体部分への第3方向は、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差し、
前記第5半導体領域は、前記第1方向において、前記第1半導体部分と前記第1導電部との間にあり、
前記第2半導体部分は、前記第1導電部と接した、構成1または2に記載の半導体装置。
前記半導体部材は、セル部分と、前記セル部分の外の終端部分と、前記セル部分と前記終端部分との間のセル端部分と、を含み、
前記第1半導体部分は、前記セル部分に設けられ、
前記第2半導体部分は、前記セル端部分に設けられた、構成4に記載の半導体装置。
複数の前記第2半導体部分が設けられ、
前記複数の第2半導体部分の1つから前記複数の第2半導体部分の別の1つへの方向は、前記第3方向に沿う、構成5に記載の半導体装置。
前記半導体部材は、セル部分と、前記セル部分の外の終端部分と、前記セル部分と前記終端部分との間のセル端部分と、を含み、
前記第1半導体部分は、前記セル端部分に設けられ、
前記第2半導体部分は、前記セル部分に設けられた、構成4に記載の半導体装置。
複数の前記第2半導体部分が設けられ、
前記複数の第2半導体部分の1つから前記複数の第2半導体部分の別の1つへの方向は、前記第3方向に沿う、構成7に記載の半導体装置。
複数の前記第1半導体部分が設けられ、
前記複数の第1半導体部分の1つから前記複数の第1半導体部分の別の1つへの方向は、前記第3方向に沿い、
前記第2半導体部分は、前記複数の第1半導体部分の前記1つと、前記複数の第1半導体部分の前記別の1つと、の間にある、構成4に記載の半導体装置。
複数の前記第5半導体領域が設けられ、
前記複数の第5半導体領域の1つから前記複数の第5半導体領域の別の1つへの方向は、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する第3方向に沿う、構成1または2に記載の半導体装置。
複数の前記第1導電部が設けられ、
前記複数の第1導電部の1つから前記複数の第1導電部の別の1つへの方向は、前記第2方向に沿い、
前記第5半導体領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域と、前記複数の第1導電部の前記1つとの間にあり、
前記複数の第1導電部の前記別の1つの少なくとも一部は、前記第2半導体領域と接した、構成1または2に記載の半導体装置。
前記半導体部材は、第1セル部分と、前記第1セル部分の外の第2セル部分と、を含み、
前記複数の第1導電部の前記1つは、前記第1セル部分に設けられ、
前記複数の第1導電部の前記別の1つは、前記第2セル部分に設けられた、構成11に記載の半導体装置。
前記第1導電部は、前記第5半導体領域とショットキー接触した、構成1~12のいずれか1つに記載の半導体装置。
前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続された、または、
前記第1導電部材は、前記第2電極と電気的に接続されることが可能である、構成1~13のいずれか1つに記載の半導体装置。
第3電極をさらに備え、
前記第2電極は、第2導電領域及び第2導電部を含み、
前記第2導電部は、前記第2導電領域と電気的に接続され、
前記第1導電領域から前記第2導電領域への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第3電極は、前記第1面と前記第2導電領域との間にあり、
前記半導体部材は、前記第2導電形の第6半導体領域と、前記第1導電形の第7半導体領域と、前記第2導電形の第8半導体領域と、をさらに含み、
前記第1半導体領域は、第4部分領域と、第5部分領域と、第6部分領域と、を含み、前記第4部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第3電極との間にあり、前記第4部分領域から前記第5部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第5部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第6部分領域との間にあり、前記第3電極から前記第6部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第2方向において、前記第3電極の一部と前記第2導電部との間に前記第6半導体領域の一部があり、
前記第6半導体領域は、前記第1方向において前記第6部分領域と前記第7半導体領域との間にあり、
前記第3電極の別の一部と前記第2導電部との間に前記第7半導体領域があり、
前記第8半導体領域は、前記第1面と前記第4部分領域との間、及び、前記第1面と前記第5部分領域との間にあり、
前記絶縁部材は、第2絶縁領域をさらに含み、
前記第2絶縁領域は、前記半導体部材と前記第3電極との間に設けられた、構成1~12のいずれか1つに記載の半導体装置。
前記半導体部材は、前記第2導電形の第9半導体領域をさらに含み、
前記第9半導体領域は、前記第6半導体領域と前記第2導電部との間に設けられ、
前記第9半導体領域における前記第2導電形の第9キャリア濃度は、前記第6半導体領域における前記第2導電形の第6キャリア濃度よりも高い、構成15に記載の半導体装置。
前記第1導電部は、前記第5半導体領域とショットキー接触した、構成15または16に記載の半導体装置。
前記第2導電部は、前記第1導電部に含まれる材料とは異なる材料を含む、構成15~17のいずれか1つに記載の半導体装置。
前記第1導電部は、Pt、V、Ti、TiN及びNiよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、
前記第2導電部は、Al、W及びTaよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成15~17のいずれか1つに記載の半導体装置。
前記第5半導体領域における前記第1導電形の第5キャリア濃度は、前記第1半導体領域における前記第1導電形の第1キャリア濃度よりも高い、構成1~19のいずれか1つに記載の半導体装置。
Claims (12)
- 第1面を含む第1電極と、
第1導電領域及び第1導電部を含む第2電極であって、前記第1導電部は、前記第1導電領域と電気的に接続された、前記第2電極と、
前記第1面と前記第1導電領域との間に設けられた第1導電部材と、
前記第1面と前記第2電極との間に設けられた半導体部材であって、前記半導体部材は、
第1導電形の第1半導体領域であって、前記第1半導体領域は、第1部分領域と、第2部分領域と、第3部分領域と、を含み、前記第1部分領域は、前記第1面に対して垂直な第1方向において、前記第1面と前記第1導電部材との間にあり、前記第1部分領域から前記第2部分領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第3部分領域との間にあり、前記第1導電部材から前記第3部分領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記第1半導体領域と、
第2導電形の第2半導体領域であって、前記第1導電部材の一部と前記第1導電部との間に前記第2半導体領域の一部がある、前記第2半導体領域と、
前記第2導電形の第3半導体領域であって、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第3部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1導電部材の別の一部から前記第3半導体領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第3半導体領域における前記第2導電形の第3キャリア濃度は、前記第2半導体領域における前記第2導電形の第2キャリア濃度よりも高い、前記第3半導体領域と、
前記第1導電形の第4半導体領域であって、前記第4半導体領域は、前記第1面と前記第1部分領域との間、及び、前記第1面と前記第2部分領域との間にある、前記第4半導体領域と、
前記第1導電形の第5半導体領域であって、前記第5半導体領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域の少なくとも一部と、前記第1導電部の少なくとも一部と、の間にある、前記第5半導体領域と、
を含む、前記半導体部材と、
第1絶縁領域を含む絶縁部材であって、前記第1絶縁領域は、前記半導体部材と前記第1導電部材との間に設けられた、前記絶縁部材と、
を備え、
前記第2半導体領域は、第1半導体部分、及び、第2半導体部分を含み、
前記第1半導体部分から前記第2半導体部分への第3方向は、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差し、
前記第5半導体領域は、前記第1方向において、前記第1半導体部分と前記第1導電部との間にあり、
前記第2半導体部分は、前記第1導電部と接した、半導体装置。 - 前記半導体部材は、セル部分と、前記セル部分の外の終端部分と、前記セル部分と前記終端部分との間のセル端部分と、を含み、
前記第1半導体部分は、前記セル部分に設けられ、
前記第2半導体部分は、前記セル端部分に設けられた、請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第5半導体領域と前記第1絶縁領域とは離間しており、
前記第4半導体領域は、前記第1電極と直接接する、請求項1または2に記載の半導体装置。 - 第1面を含む第1電極と、
第1導電領域及び第1導電部を含む第2電極であって、前記第1導電部は、前記第1導電領域と電気的に接続された、前記第2電極と、
前記第1面と前記第1導電領域との間に設けられた第1導電部材と、
前記第1面と前記第2電極との間に設けられた半導体部材であって、前記半導体部材は、
第1導電形の第1半導体領域であって、前記第1半導体領域は、第1部分領域と、第2部分領域と、第3部分領域と、を含み、前記第1部分領域は、前記第1面に対して垂直な第1方向において、前記第1面と前記第1導電部材との間にあり、前記第1部分領域から前記第2部分領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第3部分領域との間にあり、前記第1導電部材から前記第3部分領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記第1半導体領域と、
第2導電形の第2半導体領域であって、前記第1導電部材の一部と前記第1導電部との間に前記第2半導体領域の一部がある、前記第2半導体領域と、
前記第2導電形の第3半導体領域であって、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第3部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1導電部材の別の一部から前記第3半導体領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第3半導体領域における前記第2導電形の第3キャリア濃度は、前記第2半導体領域における前記第2導電形の第2キャリア濃度よりも高い、前記第3半導体領域と、
前記第1導電形の第4半導体領域であって、前記第4半導体領域は、前記第1面と前記第1部分領域との間、及び、前記第1面と前記第2部分領域との間にある、前記第4半導体領域と、
前記第1導電形の第5半導体領域であって、前記第5半導体領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域の少なくとも一部と、前記第1導電部の少なくとも一部と、の間にある、前記第5半導体領域と、
を含む、前記半導体部材と、
第1絶縁領域を含む絶縁部材であって、前記第1絶縁領域は、前記半導体部材と前記第1導電部材との間に設けられた、前記絶縁部材と、
を備え、
第3電極をさらに備え、
前記第2電極は、第2導電領域及び第2導電部を含み、
前記第2導電部は、前記第2導電領域と電気的に接続され、
前記第1導電領域から前記第2導電領域への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第3電極は、前記第1面と前記第2導電領域との間にあり、
前記半導体部材は、前記第2導電形の第6半導体領域と、前記第1導電形の第7半導体領域と、前記第2導電形の第8半導体領域と、をさらに含み、
前記第1半導体領域は、第4部分領域と、第5部分領域と、第6部分領域と、を含み、前記第4部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第3電極との間にあり、前記第4部分領域から前記第5部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第5部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第6部分領域との間にあり、前記第3電極から前記第6部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第2方向において、前記第3電極の一部と前記第2導電部との間に前記第6半導体領域の一部があり、
前記第6半導体領域は、前記第1方向において前記第6部分領域と前記第7半導体領域との間にあり、
前記第3電極の別の一部と前記第2導電部との間に前記第7半導体領域があり、
前記第8半導体領域は、前記第1面と前記第4部分領域との間、及び、前記第1面と前記第5部分領域との間にあり、
前記絶縁部材は、第2絶縁領域をさらに含み、
前記第2絶縁領域は、前記半導体部材と前記第3電極との間に設けられ、
前記第2導電部は、前記第1導電部に含まれる材料とは異なる材料を含む、半導体装置。 - 第1面を含む第1電極と、
第1導電領域及び第1導電部を含む第2電極であって、前記第1導電部は、前記第1導電領域と電気的に接続された、前記第2電極と、
前記第1面と前記第1導電領域との間に設けられた第1導電部材と、
前記第1面と前記第2電極との間に設けられた半導体部材であって、前記半導体部材は、
第1導電形の第1半導体領域であって、前記第1半導体領域は、第1部分領域と、第2部分領域と、第3部分領域と、を含み、前記第1部分領域は、前記第1面に対して垂直な第1方向において、前記第1面と前記第1導電部材との間にあり、前記第1部分領域から前記第2部分領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、前記第2部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第3部分領域との間にあり、前記第1導電部材から前記第3部分領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記第1半導体領域と、
第2導電形の第2半導体領域であって、前記第1導電部材の一部と前記第1導電部との間に前記第2半導体領域の一部がある、前記第2半導体領域と、
前記第2導電形の第3半導体領域であって、前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第3部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、前記第1導電部材の別の一部から前記第3半導体領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第3半導体領域における前記第2導電形の第3キャリア濃度は、前記第2半導体領域における前記第2導電形の第2キャリア濃度よりも高い、前記第3半導体領域と、
前記第1導電形の第4半導体領域であって、前記第4半導体領域は、前記第1面と前記第1部分領域との間、及び、前記第1面と前記第2部分領域との間にある、前記第4半導体領域と、
前記第1導電形の第5半導体領域であって、前記第5半導体領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域の少なくとも一部と、前記第1導電部の少なくとも一部と、の間にある、前記第5半導体領域と、
を含む、前記半導体部材と、
第1絶縁領域を含む絶縁部材であって、前記第1絶縁領域は、前記半導体部材と前記第1導電部材との間に設けられた、前記絶縁部材と、
を備え、
前記第5半導体領域と前記第1絶縁領域とは離間しており、
前記第4半導体領域は、前記第1電極と直接接する、半導体装置。 - 前記第5半導体領域は、前記第2半導体領域の前記少なくとも一部と接する、請求項5に記載の半導体装置。
- 複数の前記第1導電部が設けられ、
前記複数の第1導電部の1つから前記複数の第1導電部の別の1つへの方向は、前記第2方向に沿い、
前記第5半導体領域は、前記第1方向において、前記第2半導体領域と、前記複数の第1導電部の前記1つとの間にあり、
前記複数の第1導電部の前記別の1つの少なくとも一部は、前記第2半導体領域と接した、請求項5に記載の半導体装置。 - 前記半導体部材は、第1セル部分と、前記第1セル部分の外の第2セル部分と、を含み、
前記複数の第1導電部の前記1つは、前記第1セル部分に設けられ、
前記複数の第1導電部の前記別の1つは、前記第2セル部分に設けられた、請求項7に記載の半導体装置。 - 前記第1導電部は、前記第5半導体領域とショットキー接触した、請求項5に記載の半導体装置。
- 第3電極をさらに備え、
前記第2電極は、第2導電領域及び第2導電部を含み、
前記第2導電部は、前記第2導電領域と電気的に接続され、
前記第1導電領域から前記第2導電領域への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第3電極は、前記第1面と前記第2導電領域との間にあり、
前記半導体部材は、前記第2導電形の第6半導体領域と、前記第1導電形の第7半導体領域と、前記第2導電形の第8半導体領域と、をさらに含み、
前記第1半導体領域は、第4部分領域と、第5部分領域と、第6部分領域と、を含み、前記第4部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第3電極との間にあり、前記第4部分領域から前記第5部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、前記第5部分領域は、前記第1方向において、前記第1面と前記第6部分領域との間にあり、前記第3電極から前記第6部分領域への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第2方向において、前記第3電極の一部と前記第2導電部との間に前記第6半導体領域の一部があり、
前記第6半導体領域は、前記第1方向において前記第6部分領域と前記第7半導体領域との間にあり、
前記第3電極の別の一部と前記第2導電部との間に前記第7半導体領域があり、
前記第8半導体領域は、前記第1面と前記第4部分領域との間、及び、前記第1面と前記第5部分領域との間にあり、
前記絶縁部材は、第2絶縁領域をさらに含み、
前記第2絶縁領域は、前記半導体部材と前記第3電極との間に設けられた、請求項5~9のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記半導体部材は、前記第2導電形の第9半導体領域をさらに含み、
前記第9半導体領域は、前記第6半導体領域と前記第2導電部との間に設けられ、
前記第9半導体領域における前記第2導電形の第9キャリア濃度は、前記第6半導体領域における前記第2導電形の第6キャリア濃度よりも高い、請求項10に記載の半導体装置。 - 前記第2導電部は、前記第1導電部に含まれる材料とは異なる材料を含む、請求項10に記載の半導体装置。
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