[发明专利]半导体装置

说明书

半导体装置(100)具备：n型的漂移层(1)，形成于具有偏角的半导体基板(4)上；多个p型柱区域(2)，形成于漂移层(1)内；以及表面电极(5)，形成于包括p型柱区域(2)的漂移层(1)之上。在包括p型柱区域(2)的漂移层(1)的表层部，以包围有源区域的方式，形成有多个作为p型的半导体区域的耐压保持构造(3)。多个p型柱区域(2)分别为向半导体基板(4)的偏角的方向延伸的线状。多个耐压保持构造(3)在俯视时分别为包括与p型柱区域(2)平行地延伸的边和与p型柱区域(2)正交的边的框状。

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别涉及具有被称为超结结构的构造的半导体装置。

背景技术

纵型的半导体装置的电阻很大程度上依赖于被称为“漂移层”的传导层的部分的电阻。漂移层的电阻由其杂质浓度决定，如果增高杂质浓度，就能够降低导通电阻。但是，漂移层的杂质浓度无法提高到由半导体装置所要求的耐压确定的界限以上。即，在半导体装置的电阻与耐压之间存在折衷的关系。

作为改善该折衷的方法之一，已知在漂移层交替地形成有剖面为长方形的p型柱层和n型柱层的构造。这样的漂移层的构造被称为“超结结构”。

在具有由单一的导电类型的层构成的以往的漂移层的半导体装置中，在逆偏置时，耗尽层从漂移层的表面起在纵向上扩展，从而保持高电压。另一方面，在具有超结结构的半导体装置中，耗尽层从p型柱层与n型柱层之间的pn结起在横向上扩展，从而保持高电压。因此，在具有超结结构的半导体装置中，只要使p型柱层与n型柱层的杂质的量成为相同的程度，则即使使漂移层的杂质浓度变得非常高，也能够维持高的耐压性能。另外，由于电流可以经由杂质浓度非常高的n型柱层流过，所以能够实现比材料界限还低的导通电阻。

在半导体装置中，在能动地使电流流过的有源区域的外侧，主要设置用于确保半导体装置的外周部的耐压的末端区域。例如在下述专利文献1中公开了如下构造：在具有超结结构的半导体装置中设置有包围有源区域的四周的形状的p型柱层以及n型柱层交替地配置的末端区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-269720号公报

发明内容

例如，已知使用由碳化硅(SiC)构成的半导体基板来形成的半导体装置等为了保持漂移层的结晶构造而使半导体基板具有偏角的半导体装置。偏角是指设于半导体基板的主面与特定的结晶面之间的角度，例如在为{0001}面SiC基板的情况下，是指SiC基板的主面与{0001}面所成的角。在具有偏角的半导体基板上的外延生长中，从原子面的阶差处产生横向的生长。该横向的生长被称为“台阶流动生长”，将其生长的方向称为“台阶流动方向”。也就是说，台阶流动方向与偏角的方向一致。

详细内容将在后面叙述，当在具有偏角的半导体基板上通过外延生长来形成超结结构的情况下，难以形成向除了偏角的方向(台阶流动方向)以外的方向延伸的p型柱层以及n型柱层。因此，在使用具有偏角的基板来形成的半导体装置中，难以如专利文献1那样使包围有源区域的四周的形状的p型柱层以及n型柱层形成于末端区域。

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供对于使用具有偏角的半导体基板来形成且具有超结结构的半导体装置适宜的末端区域的构造。

本发明的半导体装置，具备：半导体基板，具有偏角；第1导电类型的漂移层，形成于所述半导体基板上；第2导电类型的多个柱区域，形成于所述漂移层内；表面电极，形成于包括所述多个柱区域的所述漂移层之上；以及第2导电类型的多个耐压保持构造，以包围有源区域的方式形成于包括所述多个柱区域的所述漂移层的表层部，所述多个柱区域分别为向所述偏角的方向延伸的线状，所述多个耐压保持构造在俯视时分别为包括与所述柱区域平行地延伸的边和与所述柱区域(2)正交的边的框状。

根据本发明的半导体装置，能够在半导体装置的各边以及角部抑制末端区域的局部性电场集中，在保持高耐压的同时实现低电阻化。