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公開番号2025098572
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214798
出願日2023-12-20
発明の名称半導体装置
出願人ルネサスエレクトロニクス株式会社
代理人個人
主分類H10D 8/60 20250101AFI20250625BHJP()
要約【課題】リーク電流をさらに抑制することが可能となる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板と、半導体基板内に形成された第1半導体領域と、平面視において第1半導体領域を囲む第2半導体領域と、第1半導体領域上に形成された第1導電層と、第1導電層上に形成された第1電極と、第1導電層を介して第1電極と接続されたカソード領域と、第1半導体領域と接する第2導電層と、第2導電層上に形成された第2電極と、半導体基板の上面に沿う方向において第1半導体領域のうち第1導電層と接している領域とカソード領域との間に配置され、第2導電層の下面と接する第1領域と、を備え、第1領域の深さは、カソード領域の深さよりも大きく、半導体基板、第2半導体領域、第1領域は、それぞれ第1導電型を有し、第1半導体領域、カソード領域は、それぞれ第1導電型とは反対の第2導電型を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上面を有する半導体基板と、
前記半導体基板内に形成された第１半導体領域と、
前記半導体基板内に形成され、かつ平面視において前記第１半導体領域を囲む第２半導体領域と、
前記第１半導体領域上に形成された第１導電層と、
前記第１導電層上に形成された第１電極と、
前記第１半導体領域内に形成され、前記第１導電層を介して前記第１電極と接続されたカソード領域と、
前記第１半導体領域上に形成され、前記第１半導体領域と接する第２導電層と、
前記第２導電層上に形成された第２電極と、
前記第１半導体領域内に形成され、前記半導体基板の前記上面に沿う方向において前記第１半導体領域のうち前記第２導電層と接している領域と前記カソード領域との間に配置され、前記第２導電層の下面と接する第１領域と、を備え、
前記半導体基板の前記上面を基準面とした時、前記第１領域の深さは、前記カソード領域の深さよりも大きく、
前記半導体基板、前記第２半導体領域、前記第１領域は、それぞれ第１導電型を有し、
前記第１半導体領域、前記カソード領域は、それぞれ前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する、
半導体装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１領域は、第１部分と第２部分とを有し、
前記半導体基板の前記上面を基準面とした時、前記第２部分の深さは、前記カソード領域の深さおよび前記第１部分の深さよりも大きく、
前記第１部分は、前記半導体基板の前記上面に沿う方向において、前記第２部分を前記カソード領域から離隔させるオフセット領域を有し、
前記オフセット領域は、前記カソード領域と前記第２部分との間に配置されており、
前記第２部分の不純物濃度は、前記第１部分の不純物濃度よりも高い、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１半導体領域および前記第２導電層は、ショットキーバリアダイオードを構成する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１半導体領域は、
前記第２導電型を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層の下に位置する前記第１導電型を有する第２半導体層と、を備え、
前記ショットキーバリアダイオードの電流パスは、前記第１半導体層内に形成され、かつ前記第１領域によって狭められる、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
平面視における前記第２部分の形状は、縞状又はドット状であり、
平面視における前記第２部分の形状が前記ドット状である場合において、前記第１部分の形状は、円形状、楕円形状、三角形状、正方形状、長方形状、台形状、五角形以上の多角形状のいずれかである、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
平面視における前記第２部分の形状が前記ドット状である場合において、複数の前記第２部分が千鳥状又は直線状のパターンを形成する、
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
平面視における前記第１部分の形状は、縞状又は断続的なパターンを有する、
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項８】
さらに、前記半導体基板内に形成され、前記第１半導体領域及び前記第２半導体領域の下に配置され、前記第２導電型を有する埋込領域と、
前記半導体基板内に形成され、平面視において前記第１半導体領域及び前記第２半導体領域を囲み、前記第２導電型を有する第３半導体領域と、を備え、
前記第３半導体領域は、前記埋込領域と接続されている、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
さらに、前記第３半導体領域上に形成された第３導電層と、
前記第３導電層上に形成された第３電極と、
前記第３半導体領域内に形成され、前記第３導電層を介して前記第３電極と接続された第２領域と、を備え、
前記第２領域の不純物濃度は、前記第３半導体領域の不純物濃度よりも高く、
前記第２電極および前記第３電極は配線を介して互いに接続されている、
請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
さらに、前記第１電極と前記第１導電層との間に金属シリサイド層を有する、
請求項９に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関し、特にショットキーバリアダイオードを備える半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ：Ｓｃｈｏｔｔｋｙｂａｒｒｉｅｒｄｉｏｄｅ）は、金属と半導体の接合によって生じるショットキー障壁を利用した整流素子である。ショットキーバリアダイオードは、ＰＮ接合を利用するダイオードと比較して低い順方向電圧特性を有し、速いスイッチング速度を有する。一方で、ショットキーバリアダイオードのリーク電流は、ＰＮ接合を利用するダイオードのリーク電流よりも大きいという課題がある。
【０００３】
特許文献１には、第１導電型を有する半導体領域と、アノード電極と、アノード電極の周縁に沿って形成された第２導電型を有するガードリングと、ガードリングの周囲にアノード電極を分離する分離絶縁膜と、アノード電極用マスクとを含むＳＢＤが開示されている。このような構成とすることにより、ＳＢＤの逆方向のリーク電流を低減させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－３１０５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ショットキーバリアダイオードの逆バイアス状態において、ショットキー電極の角部に電界が集中するだけでなく、ショットキー電極の直下まで電界が達する場合がある。このような電界の発生は、トンネリングのリーク電流の原因となる。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示において、半導体装置は、上面を有する半導体基板と、前記半導体基板内に形成された第１半導体領域と、前記半導体基板内に形成され、かつ平面視において前記第１半導体領域を囲む第２半導体領域と、前記第１半導体領域上に形成された第１導電層と、前記第１導電層上に形成された第１電極と、前記第１半導体領域内に形成され、前記第１導電層を介して前記第１電極と接続されたカソード領域と、前記第１半導体領域上に形成され、前記第１半導体領域と接する第２導電層と、前記第２導電層上に形成された第２電極と、前記第１半導体領域内に形成され、前記半導体基板の前記上面に沿う方向において前記第１半導体領域のうち前記第２導電層と接している領域と前記カソード領域との間に配置され、前記第２導電層の下面と接する第１領域と、を備える。前記半導体基板の前記上面を基準面とした時、前記第１領域の深さは、前記カソード領域の深さよりも大きい。前記半導体基板、前記第２半導体領域、前記第１領域は、それぞれ第１導電型を有する。前記第１半導体領域、前記カソード領域は、それぞれ前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示により、リーク電流をさらに抑制することが可能となる半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施の形態１の半導体装置の断面図である。
図２は、実施の形態１の半導体装置の断面図である。
図３は、実施の形態１の半導体装置の断面図である。
図４は、実施の形態１の半導体装置のポテンシャル分布を示す図である。
図５は、実施の形態１の半導体装置の駆動電圧とリーク電流を示す図である。
図６は、実施の形態１の半導体装置の斜視図及び平面図である。
図７は、実施の形態１の半導体装置のリーク電流と駆動電圧を示す図である。
図８は、実施の形態１の半導体装置の平面図である。
図９は、実施の形態２の半導体装置の断面図である。
図１０は、実施の形態２の半導体装置及び比較例の平面図である。
図１１は、実施の形態２の半導体装置の電気特性である。
図１２は、実施の形態２の半導体装置の断面図である。
図１３は、実施の形態２の半導体装置の電気特性を示す図である。
図１４は、実施の形態２の半導体装置の電気特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。明細書および図面において、同一の構成要件または対応する構成要件には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。また、各実施の形態の少なくとも一部は、互いに任意に組み合わされてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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