[发明专利]半导体器件

说明书

将在向背面电极施加额定电压V[V]时从阱区域向半导体层的外周方向扩展的耗尽层的前端的、半导体层的表面处的位置设为x，将位置x和表面电极的外周端的外周方向的距离设为W₁，将位置x和场绝缘膜的外周端的外周方向的距离设为W₂，将场绝缘膜的膜厚设为t[μm]，以使位置x处的场绝缘膜中的电场W₂V/t(W₁+W₂)成为3MV/cm以下的方式规定终端部的布局。

技术领域

本发明涉及碳化硅半导体器件等半导体器件。

背景技术

近年来，作为能够实现高耐压并且低损耗的下一代半导体器件，使用碳化硅(SiC)的半导体器件(以下称为“碳化硅半导体器件”)得到瞩目。相比于以往的半导体器件中所使用的硅(Si)，SiC的绝缘击穿电场强度约为10倍，所以关于碳化硅半导体器件，特别期待向高耐压的功率用半导体器件展开。

已知在碳化硅半导体器件中，为了进一步提高耐压，通过在n型的碳化硅半导体层内的所谓终端区域(终端部(terminal part))设置p型的保护环区域(终端阱区域)，利用由碳化硅半导体层和保护环区域的PN结形成的耗尽层来缓和被施加反向电压时的电场(例如专利文献1)。另外，在专利文献1记载的由SiC构成的肖特基势垒二极管(SiC-SBD、SiC-Schottky Barrier Diode)中，形成为在终端区域中的碳化硅半导体层上设置层间绝缘膜(场绝缘膜)，使表面电极的外周端延伸到层间绝缘膜上。而且，以覆盖表面电极的一部分以及层间绝缘膜的方式，形成有聚酰亚胺作为保护膜。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2013-211503号公报

发明内容

然而，在这样的半导体器件中，有时利用树脂对形成有聚酰亚胺等保护膜的结构进行密封。在该树脂是凝胶时，特别是在湿度高的状态下使用的情况下，有时凝胶、聚酰亚胺包含水分而形成从半导体芯片的外周部至层间绝缘膜(场绝缘膜)之上的表面电极的端部为止的泄漏路径。在这样的情况下，有时在层间绝缘膜(场绝缘膜)的下部的特别是保护环区域的外周附近与层间绝缘膜(场绝缘膜)的上部之间产生大的电位差，层间绝缘膜(场绝缘膜)发生绝缘击穿，而半导体芯片的品质变差。

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种半导体器件，即使在湿度高的状态下使用用凝胶来密封的半导体芯片的情况下，半导体芯片的品质也不会变差。

本发明所涉及的半导体器件的特征在于，具备：半导体基板；第1导电类型的半导体层，形成于半导体基板上；场绝缘膜，形成于半导体层的表面上；表面电极，以比场绝缘膜靠内周侧并延伸到场绝缘膜上的方式形成于半导体层的表面上；第2导电类型的阱区域，与表面电极连接而形成于半导体层的表层部，比表面电极的外周端更向外周侧延伸；表面保护膜，以覆盖表面电极的外周端及场绝缘膜的外周端的方式形成于表面电极及场绝缘膜上，所述表面保护膜由绝缘材料构成；密封凝胶，形成于半导体层及表面保护膜上的半导体层的外周部；以及背面电极，形成于半导体基板的背面，将在向背面电极施加额定电压V[V]时从阱区域向半导体层的外周方向扩展的耗尽层的前端的位置设为x，将位置x和表面电极的外周端的外周方向的距离设为W₁，将位置x和场绝缘膜的外周端的外周方向的距离设为W₂，场绝缘膜的膜厚t[μm]是t≥W₂V/300(W₁+W₂)。

根据本发明所涉及的半导体器件，即使在由于密封凝胶、表面保护膜吸收水分而在场绝缘膜的表面形成泄漏路径的情况下，也能够将对场绝缘膜等绝缘膜施加的电场抑制为一定的值以下，抑制半导体器件成为元件击穿。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的实施方式1中的半导体器件的终端部的剖面图。