[发明专利]半导体装置

说明书

本申请说明书公开的技术涉及有效地抑制堆垛层错的产生所引起的正向电压的偏移的技术。与本技术相关的半导体装置具备：第2导电类型的第1阱区域(31)；第2导电类型的第2阱区域(32)，在俯视时夹着多个第1阱区域整体而设置，面积比各个第1阱区域大；第2导电类型的第3阱区域(33)，在俯视时夹着第2阱区域而设置，面积比第2阱区域大；以及第1导电类型的分断区域(25)，设置于第2阱区域与第3阱区域之间且上表面与绝缘体接触。

技术领域

本申请说明书公开的技术涉及半导体装置。

背景技术

周知有在使用碳化硅(SiC)构成的pn二极管中持续流过正向 电流时晶体中发生堆垛层错(stacking fault)而正向电压偏移这样的 可靠性上的问题。

这被认为是由于通过pn二极管注入的少量载流子与许多载流子 复合时的复合能而作为面缺陷的堆垛层错以存在于碳化硅半导体基 板的基面位错(basal planedislocation)等为起点扩展的缘故。由于 该堆垛层错阻碍电流的流动，所以流动的电流减少。另外，由于该堆 垛层错使正向电压增加，引起半导体装置的可靠性劣化。

有在使用碳化硅的金属-氧化膜-半导体场效应晶体管 (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，即MOSFET)中 也同样地发生这样的正向电压偏移的报告。MOSFET(SiC-MOSFET) 构造在源极-漏极之间具有寄生pn二极管(体二极管)，在该体二极 管中流过正向电流时，引起与pn二极管同样的可靠性劣化。

另一方面，作为MOSFET等单极型的晶体管的半导体装置能 够将单极型的二极管内置为环流二极管并使用它。例如，在专利文献 1(日本特开2003-017701号公报)或者专利文献2(国际公开第 2014/038110号)中，提出了在MOSFET的单位单元内内置SBD作 为单极型的二极管并利用的方法。

在这样的在活性区域中内置有单极型即仅由许多载流子进行通 电的二极管的单极型晶体管中，将单极型二极管的扩散电位即通电动 作开始的电压设计得低于pn结，从而在实际使用时在体二极管中不 流过正向电流而能够抑制活性区域的特性劣化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-017701号公报

专利文献2：国际公开第2014/038110号

发明内容

然而，即使在活性区域中内置有单极型二极管的单极型晶体管 中，也在终端区域即活性区域以外的区域中存在构造上是不能配置二 极管的部位但形成寄生pn二极管的部位。

作为该例子，说明内置SBD的MOSFET。

在活性区域中的源电极的下方的一部分，形成第1肖特基电极。 另外，第1肖特基电极与活性区域中的第1阱区域之间的分离区域接 触。由此形成SBD。

另一方面，在栅极焊盘附近的区域或者元件终端部附近的区域， 形成与源电极相比更向终端区域侧突出的第2阱区域。

第2阱区域在与漂移层之间形成寄生pn二极管。另外，在形成 第2阱区域的部位，未形成第1肖特基电极。

在环流动作时即在源电极的电位超过漏电极的电位时，在活性区 域，在内置SBD中流过电流。因此，在由第1阱区域和漂移层形成 的pn二极管中不流过正向电流。

在该情况下，SBD电流在漂移层或者半导体基板等造成电压下 降。作为其结果，在源电极与漏电极之间产生超过pn结的扩散电位 的电压。

此时，在第2阱区域中未形成SBD电极，所以由第2阱区域和 漂移层形成的pn二极管被施加源电极的电压和漏电极的电压。于是， 在pn二极管中流过正向电流。