JP2012174895A - High breakdown voltage semiconductor device - Google Patents

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Yoshiyuki Watabe
善之 渡部
Fumihiro Honma
史浩 本間
Yusuke Maeyama
雄介 前山
Makiko Noma
真樹子 野間
Kenichiro Ueno
研一郎 植野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high breakdown voltage semiconductor device in which lowering of breakdown voltage can be minimized when compared with a conventional high breakdown voltage semiconductor device.SOLUTION: A high breakdown voltage semiconductor device 100 comprises an n-type semiconductor layer 110 composed of silicon carbide, a barrier metal layer 128, a second electrode layer 130, a p-type resurf layer 116, a p-type edge termination layer 120, a p-type first guard ring layer 122 formed at a position surrounding the periphery of the edge termination layer 120 while spaced apart therefrom in the resurf layer 116, and a p-type second guard ring layer 118 formed at a position surrounding the periphery of the resurf layer 116 while spaced apart therefrom on the surface of the semiconductor layer 110. The interval of the innermost peripheral first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 is in the range of 3-5 μm.

Description

本発明は、高耐圧半導体装置に関し、特に炭化珪素からなる高耐圧半導体装置に関する。   The present invention relates to a high voltage semiconductor device, and more particularly to a high voltage semiconductor device made of silicon carbide.

従来、炭化珪素からなる高耐圧半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。図11は、従来の高耐圧半導体装置900を説明するために示す図である。図11(a)は従来の高耐圧半導体装置900の平面図であり、図11(b)は図11(a)におけるA−A断面図である。   Conventionally, a high voltage semiconductor device made of silicon carbide is known (for example, see Patent Document 1). FIG. 11 is a diagram for explaining a conventional high voltage semiconductor device 900. FIG. 11A is a plan view of a conventional high voltage semiconductor device 900, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

従来の高耐圧半導体装置900は、図11に示すように、炭化珪素からなる第1導電型(n型)の半導体層910(n型炭化珪素単結晶基板912及びn型炭化珪素エピタキシャル層914)と、半導体層910の表面上の一部に形成され、バリアメタルからなる第1電極層928と、半導体層910の裏面に形成された第2電極層930と、半導体層910の表面に形成された第2導電型(p型)のリサーフ層916と、リサーフ層916の内部に形成され、第1電極層928のうち半導体層910の表面と接する部分の端部と重なる位置に配置された第2導電型(p型)のエッジターミネーション層920と、リサーフ層916の内部における、エッジターミネーション層920の周囲を離間して囲む位置に形成され、エッジターミネーション層920と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上の第2導電型(p型)の第1ガードリング層922と、半導体層910の表面における、リサーフ層916の周囲を離間して囲む位置に形成され、リサーフ層916と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上の第2導電型(p型)の第2ガードリング層918とを備える。なお、図11中、符号924は、半導体層910の表面の一部(第1電極層928の外側)に形成された絶縁層を示す。 As shown in FIG. 11, a conventional high voltage semiconductor device 900 includes a first conductivity type (n-type) semiconductor layer 910 (n + type silicon carbide single crystal substrate 912 and n type silicon carbide epitaxial layer made of silicon carbide. 914), a first electrode layer 928 formed of a barrier metal on part of the surface of the semiconductor layer 910, a second electrode layer 930 formed on the back surface of the semiconductor layer 910, and a surface of the semiconductor layer 910 The formed second conductivity type (p type) RESURF layer 916 and the RESURF layer 916 are disposed inside the RESURF layer 916 and overlap with the end portion of the first electrode layer 928 in contact with the surface of the semiconductor layer 910. The edge termination layer 920 of the second conductivity type (p + type) is formed, and the edge of the edge termination layer 920 is formed inside the RESURF layer 916 so as to surround the edge termination layer 920. One or two or more second-conductivity-type (p + -type) first guard ring layers 922 having the same impurity concentration as the termination layer 920 are separated from the surface of the semiconductor layer 910 around the resurf layer 916. And a second guard ring layer 918 of one or more second conductivity type (p type) having an impurity concentration similar to that of the RESURF layer 916. Note that in FIG. 11, reference numeral 924 denotes an insulating layer formed on part of the surface of the semiconductor layer 910 (outside the first electrode layer 928).

従来の高耐圧半導体装置900によれば、リサーフ層916の不純物濃度のばらつきや、マスクずれなどによる第2ガードリング層918の幅や間隔のばらつきがあっても、耐圧の低下を防ぐことができる。   According to the conventional high withstand voltage semiconductor device 900, it is possible to prevent a decrease in withstand voltage even if there are variations in the impurity concentration of the RESURF layer 916 and variations in the width and interval of the second guard ring layer 918 due to mask displacement or the like. .

特開2003−101039号公報JP 2003-101039 A

しかしながら、炭化珪素半導体は、エピタキシャル成長や不純物の活性化率の制御が難しく、現在の技術では半導体層やリサーフ層の不純物濃度を精度良く作り込むのが困難であるため、従来の高耐圧半導体装置900をもってしても耐圧の低下を十分に抑制することはできないという問題がある。   However, silicon carbide semiconductors are difficult to control epitaxial growth and impurity activation rates, and it is difficult to accurately produce impurity concentrations in semiconductor layers and RESURF layers with current technology. However, there is a problem that the decrease in breakdown voltage cannot be sufficiently suppressed.

そこで、本発明は、従来の高耐圧半導体装置900の場合よりも耐圧の低下を抑制することが可能な高耐圧半導体装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a high voltage semiconductor device capable of suppressing a decrease in breakdown voltage compared to the conventional high voltage semiconductor device 900.

[1]本発明の高耐圧半導体装置は、炭化珪素からなる第1導電型の半導体層と、前記半導体層の表面上の一部に形成された第1電極層と、前記半導体層の裏面に形成された第2電極層と、前記半導体層の表面に形成された第2導電型のリサーフ層と、前記リサーフ層の内部に形成され、前記第1電極層のうち前記半導体層の表面と接する部分の端部と重なる位置に配置された第2導電型のエッジターミネーション層と、前記リサーフ層の内部における、前記エッジターミネーション層の周囲を離間して囲む位置に形成され、前記エッジターミネーション層と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上の第2導電型の第1ガードリング層と、前記半導体層の表面における、前記リサーフ層の周囲を離間して囲む位置に形成され、前記リサーフ層と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上の第2導電型の第2ガードリング層とを備える高耐圧半導体装置であって、前記1又は2以上の第1ガードリング層のうち最内周の第1ガードリング層と前記エッジターミネーション層との間隔が3μm〜5μmの範囲内にあることを特徴とする。 [1] A high breakdown voltage semiconductor device of the present invention includes a first conductivity type semiconductor layer made of silicon carbide, a first electrode layer formed on a part of the surface of the semiconductor layer, and a back surface of the semiconductor layer. The formed second electrode layer, the second conductivity type resurf layer formed on the surface of the semiconductor layer, and formed inside the resurf layer, in contact with the surface of the semiconductor layer of the first electrode layer An edge termination layer of a second conductivity type disposed at a position overlapping with an end of the portion; and formed in a position surrounding the periphery of the edge termination layer in the RESURF layer so as to be spaced apart from the edge termination layer. A first guard ring layer of one or more second conductivity types having a certain impurity concentration and a surface of the semiconductor layer that surrounds the resurf layer so as to surround the resurf layer; A high-breakdown-voltage semiconductor device comprising one or two or more second-conductivity-type second guard ring layers having the same impurity concentration as the innermost circumference of the one or two or more first guard-ring layers The distance between the first guard ring layer and the edge termination layer is in the range of 3 μm to 5 μm.

[2]本発明の高耐圧半導体装置においては、前記第1電極層は、前記半導体層との間でショットキー接合を形成するバリアメタルからなることが好ましい。 [2] In the high voltage semiconductor device of the present invention, the first electrode layer is preferably made of a barrier metal that forms a Schottky junction with the semiconductor layer.

[3]本発明の高耐圧半導体装置においては、前記エッジターミネーション層と前記第1電極層との間に形成され、前記エッジターミネーション層との間でオーミック接合を形成するオーミック層をさらに備えることが好ましい。 [3] The high breakdown voltage semiconductor device of the present invention may further include an ohmic layer formed between the edge termination layer and the first electrode layer and forming an ohmic junction with the edge termination layer. preferable.

[4]本発明の高耐圧半導体装置においては、前記半導体層の表面に形成され、前記第2ガードリング層の周囲を離間して囲むように配置された第1導電型のチャネルストッパ層と、前記チャネルストッパ層上に形成され、前記第2電極層と電気的に接続された第3電極層とをさらに備えることが好ましい。 [4] In the high breakdown voltage semiconductor device of the present invention, a channel stopper layer of a first conductivity type formed on the surface of the semiconductor layer and disposed so as to surround the second guard ring layer in a spaced manner; It is preferable to further include a third electrode layer formed on the channel stopper layer and electrically connected to the second electrode layer.

[5]本発明の高耐圧半導体装置においては、前記第1電極層は、前記半導体層との間に絶縁層を介して設けられたフィールドプレート領域を有することが好ましい。 [5] In the high breakdown voltage semiconductor device of the present invention, it is preferable that the first electrode layer has a field plate region provided with an insulating layer between the first electrode layer and the semiconductor layer.

[6]本発明の高耐圧半導体装置においては、前記フィールドプレート領域は、前記エッジターミネーション層の外側まで延在していることが好ましい。 [6] In the high voltage semiconductor device of the present invention, it is preferable that the field plate region extends to the outside of the edge termination layer.

[7]本発明の高耐圧半導体装置においては、前記フィールドプレート領域は、前記リサーフ層の外側まで延在していることが好ましい。 [7] In the high voltage semiconductor device of the present invention, it is preferable that the field plate region extends to the outside of the RESURF layer.

本発明の高耐圧半導体装置によれば、最内周の第1ガードリング層とエッジターミネーション層との間隔が3μm〜5μmの範囲内にあるため、後述する図6に示すように、リサーフ層における不純物濃度が設計値から低い方にずれた場合であっても、最内周の第1ガードリング層とエッジターミネーション層との間隔が3μm未満の場合又は5μmを超える場合と比較して、耐圧の低下を抑制することが可能となる。このため、本発明の高耐圧半導体装置は、従来の高耐圧半導体装置900の場合よりも耐圧の低下を抑制することが可能な高耐圧半導体装置となる。   According to the high breakdown voltage semiconductor device of the present invention, since the distance between the innermost first guard ring layer and the edge termination layer is in the range of 3 μm to 5 μm, as shown in FIG. Even when the impurity concentration deviates from the design value, the breakdown voltage is lower than when the distance between the innermost first guard ring layer and the edge termination layer is less than 3 μm or more than 5 μm. It is possible to suppress the decrease. For this reason, the high breakdown voltage semiconductor device of the present invention is a high breakdown voltage semiconductor device capable of suppressing a decrease in breakdown voltage as compared with the conventional high breakdown voltage semiconductor device 900.

実施形態1に係る高耐圧半導体装置100を説明するために示す図である。1 is a diagram for explaining a high voltage semiconductor device 100 according to a first embodiment. 実施形態1に係る高耐圧半導体装置100を製造する方法を説明するために示す図である。6 is a view for explaining a method of manufacturing the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment. FIG. 実施形態1に係る高耐圧半導体装置100を製造する方法を説明するために示す図である。6 is a view for explaining a method of manufacturing the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment. FIG. 実施形態1に係る高耐圧半導体装置100を製造する方法を説明するために示す図である。6 is a view for explaining a method of manufacturing the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment. FIG. 試験例に係る高耐圧半導体装置100aの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high voltage | pressure-resistant semiconductor device 100a which concerns on a test example. 試験例に係る高耐圧半導体装置100aの耐圧を示すグラフである。It is a graph which shows the proof pressure of the high voltage | pressure-resistant semiconductor device 100a which concerns on a test example. 実施形態2に係る高耐圧半導体装置102を説明するために示す図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a high voltage semiconductor device 102 according to a second embodiment. 変形例1に係る高耐圧半導体装置104を説明するために示す図である。FIG. 10 is a view for explaining a high breakdown voltage semiconductor device 104 according to a first modification. 変形例2に係る高耐圧半導体装置106を説明するために示す図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a high breakdown voltage semiconductor device 106 according to Modification 2. 変形例3に係る高耐圧半導体装置108を説明するために示す図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a high breakdown voltage semiconductor device 108 according to Modification 3. 変形例4に係る高耐圧半導体装置200を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to explain the high voltage semiconductor device 200 concerning modification 4. 従来の高耐圧半導体装置900を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the conventional high voltage semiconductor device 900.

以下、本発明の高耐圧半導体装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。   Hereinafter, a high voltage semiconductor device of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.

[実施形態1]
1.実施形態1に係る高耐圧半導体装置1の構成
図1は、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100を説明するために示す図である。図1(a)は高耐圧半導体装置100の平面図であり、図1(b)は図1(a)におけるA−A断面図である。なお、図1(a)においては、絶縁層124は図示を省略している。また、バリアメタル層128は半透明に表している。
[Embodiment 1]
1. Configuration of High Voltage Semiconductor Device 1 According to Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram for explaining a high voltage semiconductor device 100 according to Embodiment 1. FIG. FIG. 1A is a plan view of the high voltage semiconductor device 100, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In FIG. 1A, the insulating layer 124 is not shown. Further, the barrier metal layer 128 is translucent.

実施形態1に係る高耐圧半導体装置100は、図1に示すように、n型の炭化珪素からなる半導体層110(n型炭化珪素単結晶基板112及びn型炭化珪素エピタキシャル層114)と、半導体層110の表面上の一部に形成され、半導体層110との間でショットキー接合を形成するバリアメタル層(第1電極層)128と、半導体層110の裏面に形成された第2電極層130と、半導体層110の表面に形成されたp型のリサーフ層116と、リサーフ層116の内部に形成され、バリアメタル層128のうち半導体層110の表面と接する部分の端部と重なる位置に配置されたp型のエッジターミネーション層120と、リサーフ層116の内部における、エッジターミネーション層120の周囲を離間して囲む位置に形成され、エッジターミネーション層120と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上のp型の第1ガードリング層122と、半導体層110の表面における、リサーフ層116の周囲を離間して囲む位置に形成され、リサーフ層116と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上のp型の第2ガードリング層118とを備える。 As shown in FIG. 1, a high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment includes a semiconductor layer 110 (n + type silicon carbide single crystal substrate 112 and n type silicon carbide epitaxial layer 114) made of n - type silicon carbide, A barrier metal layer (first electrode layer) 128 formed on a part of the surface of the semiconductor layer 110 and forming a Schottky junction with the semiconductor layer 110; and a second layer formed on the back surface of the semiconductor layer 110. The electrode layer 130, the p-type RESURF layer 116 formed on the surface of the semiconductor layer 110, the inside of the RESURF layer 116, and the end portion of the barrier metal layer 128 that is in contact with the surface of the semiconductor layer 110. a p + -type edge termination layer 120 disposed at the position, shape the inside of the RESURF layer 116, surrounding and spaced from the periphery of the edge termination layer 120 located Is a first guard ring layer 122 of one or more p + type having an impurity concentration substantially equal to that of the edge termination layer 120, the surface of the semiconductor layer 110, a position enclosing spaced apart around the RESURF layer 116 One or two or more p-type second guard ring layers 118 that are formed and have the same impurity concentration as the RESURF layer 116 are provided.

そして、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100においては、1又は2以上の第1ガードリング層122のうち最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔が3μm〜5μmの範囲内にある。実施形態1に係る高耐圧半導体装置100は、ショットキーバリアダイオードである。   In the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment, the distance between the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 among the one or two or more first guard ring layers 122 is 3 μm to 5 μm. It is in the range. The high breakdown voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment is a Schottky barrier diode.

半導体層110におけるn型炭化珪素単結晶基板112としては、n型不純物濃度が5×1017cm−3〜5×1019cm−3(例えば1×1019cm−3)、厚さが30μm〜400μm(例えば300μm)のものを用いることができる。また、n型炭化珪素単結晶基板112の結晶多形としては例えば4Hのものを用いることができる。また、n型炭化珪素エピタキシャル層114としては、n型不純物濃度が1×1015cm−3〜1×1018cm−3(例えば1×1016cm−3)、厚さが3μm〜20μm(例えば10μm)のものを用いることができる。 The n + -type silicon carbide single crystal substrate 112 in the semiconductor layer 110 has an n-type impurity concentration of 5 × 10 17 cm −3 to 5 × 10 19 cm −3 (for example, 1 × 10 19 cm −3 ) and a thickness of The thing of 30 micrometers-400 micrometers (for example, 300 micrometers) can be used. Moreover, as the crystal polymorph of the n + type silicon carbide single crystal substrate 112, for example, 4H can be used. The n type silicon carbide epitaxial layer 114 has an n type impurity concentration of 1 × 10 15 cm −3 to 1 × 10 18 cm −3 (for example, 1 × 10 16 cm −3 ) and a thickness of 3 μm to 20 μm. (For example, 10 μm) can be used.

バリアメタル層128としては、n型炭化珪素エピタキシャル層114との間でショットキー接合を形成する金属(例えば、チタン。)からなるバリアメタル層を用いることができる。バリアメタル層128をそのままアノード電極として用いてもよいし、バリアメタル層128とオーミック接続可能な金属膜(例えば、チタン及びアルミニウムが積層された積層膜又はニッケル膜。)をアノード電極として用いてもよい。 As barrier metal layer 128, a barrier metal layer made of a metal (eg, titanium) that forms a Schottky junction with n type silicon carbide epitaxial layer 114 can be used. The barrier metal layer 128 may be used as an anode electrode as it is, or a metal film (for example, a laminated film or nickel film in which titanium and aluminum are laminated) that can be ohmic-connected to the barrier metal layer 128 may be used as an anode electrode. Good.

第2電極層130としては、例えば、チタン、ニッケル及び銀が積層された積層膜からなるもの、ニッケル、チタン、ニッケル及び銀が積層された積層膜からなるものなどを用いることができる。第2電極層130はカソード電極となる。   As the second electrode layer 130, for example, a layered film in which titanium, nickel, and silver are stacked, a layered film in which nickel, titanium, nickel, and silver are stacked, or the like can be used. The second electrode layer 130 becomes a cathode electrode.

リサーフ層116及び第2ガードリング層118は、同程度のp型不純物濃度(例えば、1×1017cm−3〜1×1018cm−3程度。)を有する。リサーフ層116及び第2ガードリング層118の不純物濃度、幅、深さ等を最適化することにより、理想耐圧に近い耐圧を得ることができる。 The RESURF layer 116 and the second guard ring layer 118 have the same p-type impurity concentration (for example, about 1 × 10 17 cm −3 to 1 × 10 18 cm −3 ). By optimizing the impurity concentration, width, depth, etc. of the RESURF layer 116 and the second guard ring layer 118, a breakdown voltage close to the ideal breakdown voltage can be obtained.

エッジターミネーション層120及び第1ガードリング層122は、同程度のp型不純物濃度(例えば、1×1018cm−3〜1×1019cm−3程度。)を有する。 The edge termination layer 120 and the first guard ring layer 122 have the same p-type impurity concentration (for example, about 1 × 10 18 cm −3 to 1 × 10 19 cm −3 ).

バリアメタル層128は、半導体層110との間に絶縁層124を介して設けられたフィールドプレート領域を有する。当該フィールドプレート領域は、エッジターミネーション層120の外側まで延在している。   Barrier metal layer 128 has a field plate region provided between semiconductor layer 110 and insulating layer 124. The field plate region extends to the outside of the edge termination layer 120.

2.実施形態1に係る高耐圧半導体装置100を製造する方法
図2〜図4は、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100を製造する方法を説明するために示す図である。図2(a)〜図2(c)、図3(a)〜図3(c)及び図4(a)〜図4(c)は各工程図である。
2. Method for Manufacturing High-Voltage Semiconductor Device 100 According to Embodiment 1 FIGS. 2 to 4 are views for explaining a method for manufacturing the high-voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment. 2A to FIG. 2C, FIG. 3A to FIG. 3C, and FIG. 4A to FIG. 4C are process diagrams.

実施形態1に係る高耐圧半導体装置1は、図2〜図4に示すように、以下の工程(S1)〜工程(S8)を行うことによって製造することができる。   The high voltage semiconductor device 1 according to the first embodiment can be manufactured by performing the following steps (S1) to (S8) as shown in FIGS.

(S1)半導体層を準備する工程
型炭化珪素単結晶基板112(厚さ:300μm、不純物濃度:1×1019cm−3)の上面にn型炭化珪素エピタキシャル層114(厚さ:10μm、不純物濃度:1×1016cm−3)が形成された半導体層110を準備する(図2(a)参照。)。
(S1) Step of Preparing a Semiconductor Layer An n type silicon carbide epitaxial layer 114 (thickness: on the upper surface of an n + type silicon carbide single crystal substrate 112 (thickness: 300 μm, impurity concentration: 1 × 10 19 cm −3 ) A semiconductor layer 110 having 10 μm and an impurity concentration of 1 × 10 16 cm −3 is prepared (see FIG. 2A).

(S2)第1のp型不純物イオン打ち込み工程
まず、半導体層110の表面を清浄化した後、半導体層110の表面に、リサーフ層116及び第2ガードリング層118に対応する部分に開口を有するマスクM1を形成する。その後、当該マスクM1を介して、n型炭化珪素エピタキシャル層114の所定部位にp型不純物イオン(例えば、アルミニウムイオン。)を、多段階に分けて、比較的高エネルギー量でかつ比較的少量打ち込んで、p型不純物イオン打ち込み領域115,117を形成する(図2(b)参照。)。その後、マスクM1を除去する。なお、第1のp型不純物イオン打ち込み工程においては、マスクM1の開口に薄いシリコン酸化膜などが存在する条件下で不純物イオンの打ち込みを行ってもよい。
(S2) First p-type impurity ion implantation step First, after the surface of the semiconductor layer 110 is cleaned, an opening is formed on the surface of the semiconductor layer 110 at a portion corresponding to the RESURF layer 116 and the second guard ring layer 118. A mask M1 is formed. Thereafter, a p-type impurity ion (for example, aluminum ion) is divided into a predetermined portion of the n -type silicon carbide epitaxial layer 114 through the mask M1 in a plurality of stages, with a relatively high energy amount and a relatively small amount. Implantation is performed to form p-type impurity ion implantation regions 115 and 117 (see FIG. 2B). Thereafter, the mask M1 is removed. In the first p-type impurity ion implantation step, impurity ions may be implanted under conditions where a thin silicon oxide film or the like is present in the opening of the mask M1.

(S3)第2のp型不純物イオン打ち込み工程
次に、半導体層110の表面に、エッジターミネーション層120及び第1ガードリング層122に対応する部分に開口を有するマスクM2を形成する。このとき、最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔が3μm〜5μmの範囲内となるように形成する。その後、当該マスクM2を介してn型炭化珪素エピタキシャル層114の所定部位にp型不純物イオン(例えば、アルミニウムイオン。)を、多段階に分けて、第1のp型不純物イオン打ち込み工程におけるよりも低エネルギー量でかつ多量打ち込んで、p型不純物イオン打ち込み領域119,121を形成する(図2(c)参照。)。その後、マスクM2を除去する。なお、第2の不純物イオン打ち込み工程おいては、マスクM2の開口に薄いシリコン酸化膜などが存在する条件下で不純物イオンの打ち込みを行ってもよい。
(S3) Second p-type impurity ion implantation step Next, a mask M2 having openings in portions corresponding to the edge termination layer 120 and the first guard ring layer 122 is formed on the surface of the semiconductor layer 110. At this time, the gap between the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 is formed in a range of 3 μm to 5 μm. Thereafter, p-type impurity ions (for example, aluminum ions) are applied to a predetermined portion of the n -type silicon carbide epitaxial layer 114 through the mask M2 in multiple stages, in the first p-type impurity ion implantation step. Also, a low energy amount and a large amount are implanted to form p-type impurity ion implantation regions 119 and 121 (see FIG. 2C). Thereafter, the mask M2 is removed. In the second impurity ion implantation step, impurity ions may be implanted under conditions where a thin silicon oxide film or the like is present in the opening of the mask M2.

(S4)不純物活性化工程
次に、半導体層110の表面に保護レジスト層(図示せず。)を形成した後、当該保護レジスト層を炭化してグラファイトマスクM3を形成する(図3(a)参照。)。その後、半導体層110を1600℃以上の温度に加熱することによりp型不純物の活性化を行って、リサーフ層116及び第2ガードリング層118並びにエッジターミネーション層120及び第1ガードリング層122を形成する(図3(b)参照。)。その後、グラファイトマスクM3を除去する。
(S4) Impurity Activation Step Next, after forming a protective resist layer (not shown) on the surface of the semiconductor layer 110, the protective resist layer is carbonized to form a graphite mask M3 (FIG. 3A). reference.). Thereafter, the semiconductor layer 110 is heated to a temperature of 1600 ° C. or higher to activate p-type impurities, and the RESURF layer 116, the second guard ring layer 118, the edge termination layer 120, and the first guard ring layer 122 are formed. (See FIG. 3B.) Thereafter, the graphite mask M3 is removed.

(S5)絶縁層形成工程
次に、半導体層110の表面に、図示しないマスクM4を用いて絶縁膜124を形成する。その後、マスクM4を除去する(図3(c)参照。)。
(S5) Insulating Layer Formation Step Next, an insulating film 124 is formed on the surface of the semiconductor layer 110 using a mask M4 (not shown). Thereafter, the mask M4 is removed (see FIG. 3C).

(S6)裏面オーミック層形成工程
次に、半導体層110の裏面に、金属層(例えば、ニッケル層)を形成した後、半導体層110を1000℃以上の温度に加熱することにより裏面オーミック層130aを形成する(図4(a)参照。)。
(S6) Backside ohmic layer forming step Next, after forming a metal layer (for example, nickel layer) on the backside of the semiconductor layer 110, the backside ohmic layer 130a is formed by heating the semiconductor layer 110 to a temperature of 1000 ° C. or higher. It is formed (see FIG. 4A).

(S7)バリアメタル層形成工程
次に、図示しないマスクM5を用いて、半導体層110の表面の一部及び絶縁層124の表面にチタン層を形成した後、半導体層110を500℃の温度に加熱することによりバリアメタル層128を形成する。その後、マスクM5を除去する(図4(b)参照。)。
(S7) Barrier Metal Layer Formation Step Next, a titanium layer is formed on part of the surface of the semiconductor layer 110 and the surface of the insulating layer 124 using a mask M5 (not shown), and then the semiconductor layer 110 is brought to a temperature of 500 ° C. The barrier metal layer 128 is formed by heating. Thereafter, the mask M5 is removed (see FIG. 4B).

(S8)第2電極層形成工程
次に、裏面オーミック層130aの表面にチタン、ニッケル及び銀が積層された積層膜130bを形成することにより第2電極層130を形成する(図4(c)参照。)。
(S8) Second Electrode Layer Formation Step Next, the second electrode layer 130 is formed by forming a laminated film 130b in which titanium, nickel, and silver are laminated on the surface of the back ohmic layer 130a (FIG. 4C). reference.).

以上の工程を行うことによって、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100を製造することができる。   By performing the above steps, the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment can be manufactured.

3.実施形態1に係る高耐圧半導体装置100の効果
実施形態1に係る高耐圧半導体装置100によれば、後述する図6に示すように、最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔dが3μm〜5μmの範囲内にあるため、リサーフ層116における不純物濃度が設計値から低い方にずれた場合であっても、最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔dが3μm未満の場合又は5μmを超える場合と比較して、耐圧の低下を抑制することが可能となる。このため、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100は、従来の高耐圧半導体装置900の場合よりも耐圧の低下を抑制することが可能な高耐圧半導体装置となる。
3. Advantageous Effects of High Voltage Semiconductor Device 100 According to Embodiment 1 According to the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 6 described later, the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 are provided. Is within the range of 3 μm to 5 μm, so even if the impurity concentration in the RESURF layer 116 deviates from the design value, the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer Compared with the case where the distance d to 120 is less than 3 μm or more than 5 μm, it is possible to suppress a decrease in the withstand voltage. Therefore, the high withstand voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment is a high withstand voltage semiconductor device that can suppress a decrease in withstand voltage compared to the conventional high withstand voltage semiconductor device 900.

また、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100によれば、バリアメタル層128におけるフィールドプレート領域が、エッジターミネーション層120の外側まで延在しているため、リサーフ層116における不純物濃度が設計値から低い方にずれた場合であっても、絶縁層124に負荷をかけることなく、不純物濃度のばらつきによる耐圧の低下をより一層抑制することが可能となる。   Further, according to the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment, since the field plate region in the barrier metal layer 128 extends to the outside of the edge termination layer 120, the impurity concentration in the RESURF layer 116 is less than the design value. Even when it is shifted to a lower side, it is possible to further suppress a decrease in breakdown voltage due to variation in impurity concentration without applying a load to the insulating layer 124.

[試験例]
試験例は、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100(最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔dが3μm〜5μmの範囲内にある高耐圧半導体装置)においては、リサーフ層116における不純物濃度が設計値から低い方にずれた場合であっても、最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔dが3μm未満の場合又は5μmを超える場合と比較して、耐圧の低下を抑制することが可能となることを示すための試験例である。
[Test example]
The test example is the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment (high voltage semiconductor device in which the distance d between the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 is in the range of 3 μm to 5 μm). Even when the impurity concentration in the RESURF layer 116 deviates from the design value, the distance d between the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 is less than 3 μm or more than 5 μm. This is a test example for showing that it is possible to suppress a decrease in breakdown voltage compared to the case.

図5は、試験例に係る高耐圧半導体装置100aの構造を示す図である。図6は、試験例に係る高耐圧半導体装置100aの耐圧を示すグラフである。   FIG. 5 is a diagram showing the structure of the high voltage semiconductor device 100a according to the test example. FIG. 6 is a graph showing the breakdown voltage of the high breakdown voltage semiconductor device 100a according to the test example.

試験例においては、リサーフ層116の濃度が設計値の場合(3.5×1017cm−3)と、リサーフ層116の濃度が設計値から低い方にずれた場合(2.5×1017cm−3)とで、最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔dを1μm、3μm、5μm及び7μmに変化させたときにどの程度の耐圧が得られるかについて、デバイス作製及び耐圧測定を行った。その結果、最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔dが3μm〜5μmの範囲内にある場合には、リサーフ層116の濃度が設計値から低い方にずれた場合(2.5×1017cm−3)であっても、図6に示すように、最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔dが3μm未満の場合(例えば1μmの場合)又は5μmを超える場合(例えば7μmの場合)と比較して、耐圧の低下を抑制することが可能となることがわかった(耐圧低下量:400V→200V)。 In the test example, when the concentration of the RESURF layer 116 is a design value (3.5 × 10 17 cm −3 ) and when the concentration of the RESURF layer 116 is shifted to a lower value from the design value (2.5 × 10 17 cm −3 ), how much withstand voltage can be obtained when the distance d between the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 is changed to 1 μm, 3 μm, 5 μm, and 7 μm. Device fabrication and breakdown voltage measurement were performed. As a result, when the distance d between the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 is in the range of 3 μm to 5 μm, the concentration of the RESURF layer 116 deviates from the design value. Even when (2.5 × 10 17 cm −3 ), as shown in FIG. 6, when the distance d between the innermost first guard ring layer 122 and the edge termination layer 120 is less than 3 μm (for example, 1 μm). It was found that the decrease in the breakdown voltage can be suppressed as compared with the case of exceeding 5 μm (for example, 7 μm) (withstand voltage decrease amount: 400 V → 200 V).

[実施形態2]
図7は、実施形態2に係る高耐圧半導体装置102を説明するために示す図である。
実施形態2に係る高耐圧半導体装置102は、基本的には実施形態1に係る高耐圧半導体装置100と同様の構成を有するが、図7に示すように、エッジターミネーション層120とバリアメタル層128との間に形成され、エッジターミネーション層120との間でオーミック接合を形成するオーミック層126をさらに備える点で実施形態1に係る高耐圧半導体装置100の場合とは異なる。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a view for explaining the high voltage semiconductor device 102 according to the second embodiment.
The high withstand voltage semiconductor device 102 according to the second embodiment basically has the same configuration as that of the high withstand voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment, but as shown in FIG. 7, the edge termination layer 120 and the barrier metal layer 128. The high-voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment is different from the high-voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment in that an ohmic layer 126 that forms an ohmic junction with the edge termination layer 120 is further provided.

このように、実施形態2に係る高耐圧半導体装置102は、上記したオーミック層126をさらに備える点で実施形態1に係る高耐圧半導体装置100の場合とは異なるが、最内周の第1ガードリング層122とエッジターミネーション層120との間隔dが3μm〜5μmの範囲内にあるため、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100の場合と同様に、従来の高耐圧半導体装置900の場合よりも耐圧の低下を抑制することが可能な高耐圧半導体装置となる。   As described above, the high breakdown voltage semiconductor device 102 according to the second embodiment is different from the high breakdown voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment in that it further includes the ohmic layer 126 described above. Since the distance d between the ring layer 122 and the edge termination layer 120 is in the range of 3 μm to 5 μm, as in the case of the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment, compared to the case of the conventional high voltage semiconductor device 900. A high breakdown voltage semiconductor device capable of suppressing a decrease in breakdown voltage is obtained.

また、実施形態2に係る高耐圧半導体装置102は、エッジターミネーション層120とバリアメタル層128との間に形成され、エッジターミネーション層120との間でオーミック接合を形成するオーミック層126をさらに備えるため、エッジターミネーション層120の電位を確実にバリアメタル層120と同じ電位にすることが可能となり、耐圧の低下をより一層抑制することが可能な高耐圧半導体装置となる。   The high voltage semiconductor device 102 according to the second embodiment further includes an ohmic layer 126 that is formed between the edge termination layer 120 and the barrier metal layer 128 and forms an ohmic junction with the edge termination layer 120. Thus, the potential of the edge termination layer 120 can be reliably set to the same potential as that of the barrier metal layer 120, so that a high breakdown voltage semiconductor device capable of further suppressing a decrease in breakdown voltage is obtained.

なお、実施形態2に係る高耐圧半導体装置102は、エッジターミネーション層120とバリアメタル層128との間に形成され、エッジターミネーション層120との間でオーミック接合を形成するオーミック層126をさらに備える点以外は、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。   The high voltage semiconductor device 102 according to the second embodiment further includes an ohmic layer 126 that is formed between the edge termination layer 120 and the barrier metal layer 128 and forms an ohmic junction with the edge termination layer 120. Except for the above, since the configuration is the same as that of the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment, the corresponding effect among the effects of the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment is directly provided.

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment. The present invention can be carried out in various modes without departing from the spirit thereof, and for example, the following modifications are possible.

(1)図8は、変形例1に係る高耐圧半導体装置104を説明するために示す図である。変形例1に係る高耐圧半導体装置104は、半導体層110の表面に形成され、第2ガードリング層118の周囲を離間して囲むように配置されたn型のチャネルストッパ層132と、チャネルストッパ層132上に形成され、第2電極130と電気的に接続された第3電極134とをさらに備える。このような構成を有する高耐圧半導体装置104においても、実施形態1に係る高耐圧半導体装置100と同様の効果を有する。 (1) FIG. 8 is a view for explaining the high breakdown voltage semiconductor device 104 according to the first modification. The high breakdown voltage semiconductor device 104 according to the first modification includes an n + -type channel stopper layer 132 formed on the surface of the semiconductor layer 110 and arranged so as to surround and surround the second guard ring layer 118. A third electrode 134 formed on the stopper layer 132 and electrically connected to the second electrode 130 is further provided. The high voltage semiconductor device 104 having such a configuration also has the same effect as the high voltage semiconductor device 100 according to the first embodiment.

(2)実施形態1においては、2本の第1ガードリング層122を備える高耐圧半導体装置100を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図9は、変形例2に係る高耐圧半導体装置106を説明するために示す図である。図9に示すように、1本の第1ガードリング層122を備える高耐圧半導体装置106に本発明を適用することもできる。 (2) In the first embodiment, the present invention has been described by taking the high voltage semiconductor device 100 including the two first guard ring layers 122 as an example, but the present invention is not limited to this. FIG. 9 is a diagram for explaining the high breakdown voltage semiconductor device 106 according to the second modification. As shown in FIG. 9, the present invention can also be applied to the high breakdown voltage semiconductor device 106 including one first guard ring layer 122.

(3)実施形態1においては、バリアメタル層128におけるフィールドプレート領域がエッジターミネーション層120の外側まで延在している高耐圧半導体装置100を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図10は、変形例3に係る高耐圧半導体装置108を説明するために示す図である。図10に示すように、バリアメタル層128におけるフィールドプレート領域がリサーフ層116の外側まで延在している高耐圧半導体装置108に本発明を適用することもできる。この場合には、リサーフ層116における不純物濃度が設計値から高い方にずれた場合であっても、不純物濃度のばらつきによる耐圧の低下をより一層抑制することが可能となる。 (3) In the first embodiment, the present invention has been described by taking the high voltage semiconductor device 100 in which the field plate region in the barrier metal layer 128 extends to the outside of the edge termination layer 120 as an example. It is not limited. FIG. 10 is a diagram for explaining the high breakdown voltage semiconductor device 108 according to the third modification. As shown in FIG. 10, the present invention can also be applied to a high voltage semiconductor device 108 in which the field plate region in the barrier metal layer 128 extends to the outside of the RESURF layer 116. In this case, even when the impurity concentration in the RESURF layer 116 deviates from the designed value, it is possible to further suppress the decrease in breakdown voltage due to the variation in impurity concentration.

(4)実施形態1においては、p型不純物イオンとして、アルミニウムイオンを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。p型不純物イオンとして、ボロンイオンを用いてもよい。 (4) In Embodiment 1, aluminum ions are used as p-type impurity ions, but the present invention is not limited to this. Boron ions may be used as the p-type impurity ions.

(5)実施形態1においては、半導体層110の表面に保護レジスト層を形成した後、当該保護レジスト層を炭化して半導体層110の表面にグラファイトマスクM3を形成した状態で不純物活性化工程を行ったが、本発明はこれに限定されるものではない。半導体層110の表面及び裏面に保護レジスト層を形成した後、当該保護レジスト層を炭化して半導体層110の表面及び裏面にグラファイトマスクを形成した状態で不純物活性化工程を行ってもよい。 (5) In the first embodiment, after forming a protective resist layer on the surface of the semiconductor layer 110, the impurity activation step is performed in a state where the protective resist layer is carbonized to form a graphite mask M3 on the surface of the semiconductor layer 110. Although performed, the present invention is not limited to this. After forming a protective resist layer on the front and back surfaces of the semiconductor layer 110, the impurity activation process may be performed in a state where the protective resist layer is carbonized and a graphite mask is formed on the front and back surfaces of the semiconductor layer 110.

(6)実施形態1においては、ショットキーバリアダイオードからなる高耐圧半導体装置100を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図11は、変形例4に係る高耐圧半導体装置200を説明するために示す図である。図11に示すように、pnダイオードからなる高耐圧半導体装置200に本発明を適用することもできる。また、パワーMOSFET、IGBT、サイリスタその他の高耐圧半導体装置に本発明を適用することもできる。 (6) In the first embodiment, the present invention has been described by taking the high voltage semiconductor device 100 made of a Schottky barrier diode as an example, but the present invention is not limited to this. FIG. 11 is a diagram for explaining a high-voltage semiconductor device 200 according to the fourth modification. As shown in FIG. 11, the present invention can also be applied to a high voltage semiconductor device 200 made of a pn diode. The present invention can also be applied to power MOSFETs, IGBTs, thyristors and other high voltage semiconductor devices.

100,102,104,106,108,200,900…高耐圧半導体装置、110,910…半導体層、112,912…n型炭化珪素単結晶基板、114,914…n型炭化珪素エピタキシャル層、115,117,119,121…p型不純物打ち込み領域、116,916…リサーフ層、118,918…第2ガードリング層、120,920…エッジターミネーション層、122,922…第1ガードリング層、124,924…絶縁層、126…オーミック層、128,928…バリアメタル層、130,930…第2電極層、130a…裏面オーミック層、130b…積層膜、132,932…チャネルストッパ、134,934…第3電極層、136…p型拡散層、138…アノード電極、M1,M2…マスク、M3…グラファイトマスク 100, 102, 104, 106, 108, 200, 900 ... high breakdown voltage semiconductor device, 110, 910 ... semiconductor layer, 112, 912 ... n + type silicon carbide single crystal substrate, 114, 914 ... n - type silicon carbide epitaxial layer 115, 117, 119, 121 ... p-type impurity implantation region, 116, 916 ... RESURF layer, 118, 918 ... second guard ring layer, 120, 920 ... edge termination layer, 122, 922 ... first guard ring layer, 124, 924 ... insulating layer, 126 ... ohmic layer, 128, 928 ... barrier metal layer, 130, 930 ... second electrode layer, 130a ... back ohmic layer, 130b ... laminated film, 132, 932 ... channel stopper, 134, 934 ... third electrode layer, 136 ... p + -type diffusion layer, 138 ... anode electrode, M1, M2 ... mask M3 ... graphite mask

従来、炭化珪素からなる高耐圧半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。図12は、従来の高耐圧半導体装置900を説明するために示す図である。図12(a)は従来の高耐圧半導体装置900の平面図であり、図12(b)は図12(a)におけるA−A断面図である。   Conventionally, a high voltage semiconductor device made of silicon carbide is known (for example, see Patent Document 1). FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional high voltage semiconductor device 900. 12A is a plan view of a conventional high voltage semiconductor device 900, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 12A.

従来の高耐圧半導体装置900は、図12に示すように、炭化珪素からなる第1導電型(n型)の半導体層910(n型炭化珪素単結晶基板912及びn型炭化珪素エピタキシャル層914)と、半導体層910の表面上の一部に形成され、バリアメタルからなる第1電極層928と、半導体層910の裏面に形成された第2電極層930と、半導体層910の表面に形成された第2導電型(p型)のリサーフ層916と、リサーフ層916の内部に形成され、第1電極層928のうち半導体層910の表面と接する部分の端部と重なる位置に配置された第2導電型(p型)のエッジターミネーション層920と、リサーフ層916の内部における、エッジターミネーション層920の周囲を離間して囲む位置に形成され、エッジターミネーション層920と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上の第2導電型(p型)の第1ガードリング層922と、半導体層910の表面における、リサーフ層916の周囲を離間して囲む位置に形成され、リサーフ層916と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上の第2導電型(p型)の第2ガードリング層918とを備える。なお、図12中、符号924は、半導体層910の表面の一部(第1電極層928の外側)に形成された絶縁層を示す。 As shown in FIG. 12, a conventional high breakdown voltage semiconductor device 900 includes a first conductivity type (n-type) semiconductor layer 910 (n + type silicon carbide single crystal substrate 912 and n type silicon carbide epitaxial layer made of silicon carbide. 914), a first electrode layer 928 formed of a barrier metal on part of the surface of the semiconductor layer 910, a second electrode layer 930 formed on the back surface of the semiconductor layer 910, and a surface of the semiconductor layer 910 The formed second conductivity type (p type) RESURF layer 916 and the RESURF layer 916 are disposed inside the RESURF layer 916 and overlap with the end portion of the first electrode layer 928 in contact with the surface of the semiconductor layer 910. The edge termination layer 920 of the second conductivity type (p + type) is formed, and the edge of the edge termination layer 920 is formed inside the RESURF layer 916 so as to surround the edge termination layer 920. One or two or more second-conductivity-type (p + -type) first guard ring layers 922 having the same impurity concentration as the termination layer 920 are separated from the surface of the semiconductor layer 910 around the resurf layer 916. And a second guard ring layer 918 of one or more second conductivity type (p type) having an impurity concentration similar to that of the RESURF layer 916. Note that in FIG. 12, reference numeral 924 denotes an insulating layer formed on part of the surface of the semiconductor layer 910 (outside the first electrode layer 928).

Claims (7)

炭化珪素からなる第1導電型の半導体層と、
前記半導体層の表面上の一部に形成された第1電極層と、
前記半導体層の裏面に形成された第2電極層と、
前記半導体層の表面に形成された第2導電型のリサーフ層と、
前記リサーフ層の内部に形成され、前記第1電極層のうち前記半導体層の表面と接する部分の端部と重なる位置に配置された第2導電型のエッジターミネーション層と、
前記リサーフ層の内部における、前記エッジターミネーション層の周囲を離間して囲む位置に形成され、前記エッジターミネーション層と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上の第2導電型の第1ガードリング層と、
前記半導体層の表面における、前記リサーフ層の周囲を離間して囲む位置に形成され、前記リサーフ層と同程度の不純物濃度を有する1又は2以上の第2導電型の第2ガードリング層とを備える高耐圧半導体装置であって、
前記1又は2以上の第1ガードリング層のうち最内周の第1ガードリング層と前記エッジターミネーション層との間隔が3μm〜5μmの範囲内にあることを特徴とする高耐圧半導体装置。
A first conductivity type semiconductor layer made of silicon carbide;
A first electrode layer formed on a part of the surface of the semiconductor layer;
A second electrode layer formed on the back surface of the semiconductor layer;
A second conductivity type RESURF layer formed on the surface of the semiconductor layer;
An edge termination layer of a second conductivity type formed in the RESURF layer and disposed at a position overlapping with an end portion of the first electrode layer in contact with the surface of the semiconductor layer;
A first guard ring layer of one or more second conductivity types formed at a position surrounding the edge termination layer in the RESURF layer so as to be spaced apart and having the same impurity concentration as the edge termination layer. When,
One or more second-conductivity-type second guard ring layers formed at positions on the surface of the semiconductor layer so as to surround and surround the RESURF layer and having the same impurity concentration as the RESURF layer. A high voltage semiconductor device comprising:
A high breakdown voltage semiconductor device, wherein a distance between an innermost first guard ring layer of the one or more first guard ring layers and the edge termination layer is in a range of 3 μm to 5 μm.
請求項1に記載の高耐圧半導体装置において、
前記第1電極層は、前記半導体層との間でショットキー接合を形成するバリアメタルからなることを特徴とする高耐圧半導体装置。
The high voltage semiconductor device according to claim 1,
The high withstand voltage semiconductor device, wherein the first electrode layer is made of a barrier metal that forms a Schottky junction with the semiconductor layer.
請求項2に記載の高耐圧半導体装置において、
前記エッジターミネーション層と前記第1電極層との間に形成され、前記エッジターミネーション層との間でオーミック接合を形成するオーミック層をさらに備えることを特徴とする高耐圧半導体装置。
The high voltage semiconductor device according to claim 2,
A high breakdown voltage semiconductor device, further comprising an ohmic layer formed between the edge termination layer and the first electrode layer and forming an ohmic junction with the edge termination layer.
請求項1又は2に記載の高耐圧半導体装置において、
前記半導体層の表面に形成され、前記第2ガードリング層の周囲を離間して囲むように配置された第1導電型のチャネルストッパ層と、
前記チャネルストッパ層上に形成され、前記第2電極と電気的に接続された第3電極とをさらに備えることを特徴とする高耐圧半導体装置。
In the high voltage semiconductor device according to claim 1 or 2,
A channel stopper layer of a first conductivity type formed on the surface of the semiconductor layer and disposed so as to surround and surround the second guard ring layer;
A high breakdown voltage semiconductor device, further comprising a third electrode formed on the channel stopper layer and electrically connected to the second electrode.
請求項1〜4のいずれかに記載の高耐圧半導体装置において、
前記第1電極層は、前記半導体層との間に絶縁層を介して設けられたフィールドプレート領域を有することを特徴とする高耐圧半導体装置。
In the high voltage semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
The high-voltage semiconductor device according to claim 1, wherein the first electrode layer has a field plate region provided with an insulating layer between the first electrode layer and the semiconductor layer.
請求項5に記載の高耐圧半導体装置において、
前記フィールドプレート領域は、前記エッジターミネーション層の外側まで延在していることを特徴とする高耐圧半導体装置。
The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 5,
The high withstand voltage semiconductor device according to claim 1, wherein the field plate region extends to the outside of the edge termination layer.
請求項5に記載の高耐圧半導体装置において、
前記フィールドプレート領域は、前記リサーフ層の外側まで延在していることを特徴とする高耐圧半導体装置。
The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 5,
The high breakdown voltage semiconductor device, wherein the field plate region extends to the outside of the RESURF layer.
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