[发明专利]具有结势垒肖特基二极管的碳化硅半导体装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2012年9月18日申请的日本申请号2012－204595号，此处引用其记载内容。

技术领域

本申请涉及具有对肖特基势垒二极管(SBD)添加了PN二极管而成的结势垒肖特基二极管(JBS)的碳化硅(SiC)半导体装置。

背景技术

在专利文献1中，提出了具有对SBD进一步添加了PN二极管而成的JBS的SiC半导体装置。具体而言，在由SiC构成的n^-型外延层的表面上形成肖特基电极从而构成SBD，在n^-型外延层的表层部形成p型层且使肖特基电极与p型层的表面接触从而构成PN二极管。并且，通过设为这样的结构，利用由构成PN二极管的PN结部形成的耗尽层来抑制反方向漏电流，能够得到高耐压。

但是，发生了以下问题：n^-型外延层中存在的层叠缺陷等各种缺陷与肖特基电极接触从而形成了电流通路，反方向漏电流变大，对设备成品率造成影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－16603号公报(对应于美国专利号7,851,882)

发明内容

本申请的目的在于，提供通过减少缺陷与肖特基电极的接触所导致的电流通路，实现反方向漏电流的抑制，从而能够实现设备成品率提高的SiC半导体装置。

本申请的一个方式所涉及的SiC半导体装置具备具有基板、漂移层、绝缘膜、肖特基势垒二极管和多个第二导电型层的结势垒肖特基二极管。

所述基板具有主表面以及反面，由具有偏离(off)角的第一导电型的碳化硅构成。所述漂移层在所述基板的所述主表面上形成，由被设为杂质浓度比所述基板低的第一导电型的碳化硅构成。所述绝缘膜被配置在所述漂移层之上，在所述漂移层中的单元部具有开口部。

所述肖特基势垒二极管具备肖特基电极和欧姆电极。所述肖特基电极形成于所述单元部，以穿过所述绝缘膜的开口部与所述漂移层的表面进行肖特基接触的方式形成。所述欧姆电极形成于所述基板的反面。所述多个第二导电型层在所述肖特基电极之中与所述漂移层相接的区域的下方以在所述漂移层的表面上与所述肖特基电极连接的方式形成，且相互分离地配置。

由所述多个第二导电型层和所述漂移层构成PN二极管。所述多个第二导电型层仅在与棒状的层叠缺陷平行的方向上形成为条纹状。

在所述SiC半导体装置中，将多个第二导电型层布局为条纹状，且将各第二导电型层的长度方向设为与棒状的层叠缺陷平行的方向。因此，能够成为使得形成于漂移层的层叠缺陷等缺陷的全部或大多进入各第二导电型层内的状态。由此，能够减少结晶缺陷与肖特基电极的接触所导致的电流通路，实现反方向漏电流的抑制，能够提高设备成品率。

本申请的其他方式所涉及的SiC半导体装置具备具有基板、漂移层、绝缘膜、肖特基势垒二极管和多个第二导电型层的结势垒肖特基二极管。

所述基板具有主表面以及反面，由具有偏离角的第一导电型的碳化硅构成。所述漂移层在所述基板的所述主表面上形成，由设为杂质浓度比所述基板低的第一导电型的碳化硅构成。所述绝缘膜被配置在所述漂移层之上，在所述漂移层中的单元部具有开口部。

所述肖特基势垒二极管具备肖特基电极和欧姆电极。所述肖特基电极形成于所述单元部，以穿过所述绝缘膜的开口部与所述漂移层的表面进行肖特基接触的方式形成。所述欧姆电极形成于所述基板的反面。所述多个第二导电型层在所述肖特基电极之中与所述漂移层相接的区域的下方以在所述漂移层的表面上与所述肖特基电极连接的方式形成，且相互分离地配置。

由所述多个第二导电型层和所述漂移层构成PN二极管。所述多个第二导电型层仅在与棒状的层叠缺陷垂直的方向上形成为条纹状。在将所述基板的偏离角设为θ，将所述漂移层的厚度设为d时，所述多个第二导电型层各自的宽度被设为d/tanθ以上。

在所述SiC半导体装置中，使得各第二导电型层的宽度成为d/tanθ以上。从而，在偏离方向上延伸的层叠缺陷被包含于第二导电型层内的可能性会变高，至少层叠缺陷的一部分被包含于第二导电型层内的可能性变得更高。由此，能够减少结晶缺陷与肖特基电极的接触所导致的电流通路，实现反方向漏电流的抑制，能够提高设备成品率。

附图说明

本申请的上述目的以及其他目的、特征或优点通过一边参照下述附图一边进行下述的详细记述而变得更为明确。其附图如下：

图1是本申请的第一实施方式所涉及的具备SBD的SiC半导体装置的剖面图。