JP2015220437A - 炭化珪素半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電界緩和領域およびその近傍の電極によって耐圧を高めることを可能にする炭化珪素半導体装置を提供する。【解決手段】炭化珪素半導体装置１は、炭化珪素層１０と、炭化珪素層１０に形成された半導体素子部７を含む素子領域ＩＲと、ＪＴＥ領域２（第１の電界緩和領域）と、第１の主面１０ａ上に配置され、かつＪＴＥ領域２を覆う絶縁膜１５ｂ，７０と、ＪＴＥ領域２に電気的に接続されたパッド電極６５とを備える。パッド電極６５は、素子領域ＩＲからＪＴＥ領域２へと向かう周縁方向（Ｘ）に、素子領域ＩＲ側のＪＴＥ領域２の端部から延在する延在部６５ａを含む。延在部６５ａは、絶縁膜１５ｂ，７０を介在して、少なくともＪＴＥ領域２の一部に被さる。【選択図】図１

Description

本発明は、炭化珪素半導体装置に関し、特に電界集中を緩和するための炭化珪素半導体装置の構造に関する。

従来、半導体装置を構成する材料として珪素が広く使用されてきた。近年、半導体装置を構成する材料として、炭化珪素の採用が進められつつある。

炭化珪素は、珪素のバンドギャップよりも大きいバンドギャップを有するワイドバンドギャップ半導体である。半導体装置を構成する材料に炭化珪素を採用することによって、半導体装置の高耐圧化および低損失化を図ることができるとともに、高温環境下で半導体装置を使用できる。

半導体装置の高耐圧化を達成するために、半導体装置の材料に加えて、半導体装置の構造について検討が進められている。一例として、炭化珪素半導体装置において、素子領域の外周を囲む外周構造（終端構造とも呼ばれる）が検討されている。炭化珪素半導体装置に高電圧が印加されたときに、外周構造は電界集中を緩和する機能を果たす。電界集中を緩和することによって、炭化珪素半導体装置の耐圧を高くすることができる。

これまでに、炭化珪素半導体装置の有する外周構造に関するさまざまな提案が、文献によって説明されている。たとえば特許文献１は、リサーフ（ＲＥＳＵＲＦ；Reduced Surface Field）層と、２つのガードリング層とを備えた高耐圧半導体装置を開示する。２つのガードリング層のうちの一方は、リサーフ層の内部に形成されて、高い不純物濃度を有する。他方のガードリング層は、リサーフ層よりも外側に配置されて、リサーフ層の不純物濃度と同程度の不純物濃度を有する。

たとえば特許文献２は、リサーフ層と、電界緩和層とを備えた炭化珪素半導体装置を開示する。電界緩和層は、リサーフ層から離間して、リサーフ層の内周側に配置される。

たとえば非特許文献１は、炭化珪素半導体装置の１つとしてショットキーバリアダイオードを開示する。このショットキーバリアダイオードは、終端構造を有する。たとえば終端構造は、ＪＴＥ（Junction Termination Extension）およびリサーフ領域を有する。さらに、非特許文献１は、ＪＴＥ領域の不純物濃度とショットキーバリアダイオードの耐圧との間の関係を開示する。

たとえば非特許文献２および非特許文献３は、上記のＪＴＥ領域の構造および濃度を提案する。

特開２００３−１０１０３９号公報 特開２００８−２７０４１２号公報

松波弘之、大谷昇、木本恒暢、中村孝著、「半導体ＳｉＣ技術と応用」、第２版、日刊工業新聞社、２０１１年９月３０日、ｐ．３４１およびｐ．３５３ Hiroki Niwa, Gan Feng, Jun Suda, and Tsunenobu Kimoto "Breakdown Characteristics of 12-20kV-class 4H-SiC PiN Diodes with Improved Junction Termination Structures", Proceedings of the 2012 24th International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs, 3-7 June 2012, Bruges, Belgium, p381-384 Hiroki Niwa, Jun Suda, and Tsunenobu Kimoto "21.7 kV 4H-SiC PiN Diode with a Space-Modulated Junction Termination Extension ", The Japan Society of Applied Physics, Applied Physics Express 5 (2012) 64001, 64001-1-64001-3

上に挙げられた文献は、炭化珪素半導体装置の内部の構造、あるいは、不純物領域の濃度が、炭化珪素半導体装置の耐圧に及ぼす影響について説明する。しかしながら、これらの文献は、炭化珪素半導体基板の表面あるいは、炭化珪素半導体基板の上方に配置された電極が炭化珪素半導体基板の耐圧に与える影響を説明していない。電極に与えられる電位が、炭化珪素半導体装置に生じる電界に影響を及ぼすことが起こり得る。したがって、炭化珪素半導体装置の耐圧を高めるためには、終端領域（電界緩和領域）の構造だけでなく、その終端構造の近傍に配置された電極の構造も検討する必要がある。

本発明の目的は、電界緩和領域およびその近傍の電極によって耐圧を高めることを可能にする炭化珪素半導体装置を提供することである。

本発明の一態様に係る炭化珪素半導体装置は、第１の主面と、第１の主面の反対側に位置する第２の主面とを有し、かつ、第１の導電型を有する炭化珪素層と、炭化珪素層に形成された半導体素子部を含む素子領域と、第１の導電型と異なる第２の導電型を有し、炭化珪素層の第１の主面に接し、かつ、平面視において素子領域を囲むように、炭化珪素層の内部に配置された第１の電界緩和領域と、第１の主面上に配置され、かつ第１の電界緩和領域を覆う絶縁膜と、第１の電界緩和領域に電気的に接続された電極とを備える。電極は、素子領域から第１の電界緩和領域へと向かう周縁方向に、素子領域側の第１の電界緩和領域の端部から延在する延在部を含む。延在部は、絶縁膜を介在して、少なくとも第１の電界緩和領域の一部に被さる。

上記によれば、電界緩和領域およびその近傍の電極によって耐圧を高めることを可能にする炭化珪素半導体装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の構造を概略的に示す断面模式図である。 本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置のＪＴＥ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）領域およびガードリング領域の構造を概略的に示す平面模式図である。 本発明の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の電極構造を変更した構成を示した図である。 図１および図３に示された構造によって得られる、ＪＴＥ領域の不純物濃度（ドーズ量）と炭化珪素半導体装置の耐圧との間の関係を例示した図である。 図３に示した炭化珪素半導体装置におけるＪＴＥ領域のドーズ量と、電界強度との関係を示した図である。 本発明の第２の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を概略的に示す断面模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を概略的に示す断面模式図である。 本発明の第５の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を概略的に示す断面模式図である。 本発明の第６の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を概略的に示す断面模式図である。

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。なお、本明細書において「電気的に接続」とは、２つの要素の直接の接続によって、それら２つの要素の間の電気的伝導が生じる場合に限定されず、２つの要素の間の電気的伝導が、それら２つの要素の間に配置される別の要素を介在して生じる場合を含む。

（１）本発明の一態様に係る炭化珪素半導体装置は、第１の主面（１０ａ）と、第１の主面（１０ａ）の反対側に位置する第２の主面（１０ｂ）とを有し、かつ、第１の導電型を有する炭化珪素層（１０）と、炭化珪素層（１０）に形成された半導体素子部（７）を含む素子領域（ＩＲ）と、第１の導電型と異なる第２の導電型を有し、炭化珪素層（１０）の第１の主面（１０ａ）に接し、かつ、平面視において素子領域（ＩＲ）を囲むように、炭化珪素層（１０）の内部に配置された第１の電界緩和領域（２）と、第１の主面上（１０ａ）に配置され、かつ第１の電界緩和領域（２）を覆う絶縁膜（１５ｂ，７０）と、第１の電界緩和領域（２）に電気的に接続された電極（６５）とを備える。電極（６５）は、素子領域（ＩＲ）から第１の電界緩和領域（２）へと向かう周縁方向（Ｘ）に、素子領域（ＩＲ）側の第１の電界緩和領域（２）の端部（５）から延在する延在部（６５ａ）を含む。延在部（６５ａ）は、絶縁膜（１５ｂ，７０）を介在して、少なくとも第１の電界緩和領域（２）の一部に被さる。

上記構成によれば、高耐圧化に適した電極構造を有する炭化珪素半導体装置を提供することができる。電極は、素子領域から第１の電界緩和領域へと向かう周縁方向に、素子領域側の第１の電界緩和領域の端部から延在する延在部を含む。延在部は、絶縁膜を介して第１の電界緩和領域の少なくとも一部に被せられる。これにより、第１の電界緩和領域によって電界集中を緩和する効果がより高められる。したがって、炭化珪素半導体装置の高耐圧化を実現することができる。なお、「平面視」との用語は、炭化珪素層の第１の主面から見た視野を意味する。

（２）好ましくは、炭化珪素半導体装置は、第２の電界緩和領域（３）をさらに備える。第２の電界緩和領域（３）は、平面視において第１の電界緩和領域（２）を囲むように、炭化珪素層（１０）の内部に配置され、かつ第２の導電型を有する。

上記構成によれば、第１の電界緩和領域に加えて第２の電界緩和領域により、炭化珪素半導体装置における電界集中を緩和することができる。したがって、炭化珪素半導体装置の耐圧をより高めることができる。

（３）好ましくは、絶縁膜（１５ｂ，７０）は、第１の電界緩和領域（２）および第２の電界緩和領域（３）を覆うように炭化珪素層（１０）の第１の主面（１０ａ）に配置される。電極（６５）の延在部（６５ａ）は、絶縁膜（１５ｂ，７０）を介在して、第１の電界緩和領域（２）と、第２の電界緩和領域（３）の少なくとも一部とに被さるように、第１の電界緩和領域（２）の端部（５）から延在する。

上記構成によれば、第１の電界緩和領域および第２の電界緩和領域により電界集中を緩和させる効果を高めることができる。したがって炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

（４）好ましくは、周縁方向（Ｘ）に沿った、第１の電界緩和領域（２）の端部（５）からの延在部の幅（ｗ１）は、５μｍ以上である。

上記構成によれば、第１の電界緩和領域において電界集中を緩和させる効果を高めることができる。したがって炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

（５）好ましくは、周縁方向（Ｘ）に沿った、第１の電界緩和領域（２）の幅（ｗ１）は、１５μｍ以上かつ５０μｍ以下である。

上記構成によれば、第１の電界緩和領域において電界集中を緩和させる効果がより高められる。したがって炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

（６）好ましくは、第１の電界緩和領域（２）に含まれる不純物のドーズ量は、１×１０¹³ｃｍ^-2以上かつ２×１０¹³ｃｍ^-2以下の範囲内にある。

上記構成によれば、第１の電界緩和領域において電界集中を緩和させる効果がより高められる。したがって炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

（７）好ましくは、第１の電界緩和領域（２）の不純物濃度は、周縁方向（Ｘ）に沿って段階的に変化する。

上記構成によれば、第１の電界緩和領域における電界集中をより効果的に緩和することが可能となる。したがって炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

（８）好ましくは、第２の電界緩和領域（３）は、互いに離れて配置された複数の領域（３ａ〜３ｉ）を含む。複数の領域（３ａ〜３ｉ）のうち、第１の電界緩和領域（２）に最も近い第１の領域（３ａ）の少なくとも一部に、絶縁膜（３１５ｂ，７０）を介して延在部（６５ａ）が被せられる。

上記構成によれば、第１の電界緩和領域および第２の電界緩和領域によって電界集中を緩和する効果がより高められる。したがって、炭化珪素半導体装置の高耐圧化を実現することができる。

（９）好ましくは、周縁方向（Ｘ）に沿った複数の領域（３ａ〜３ｉ）の各々の幅（ｗ２〜ｗ１０）、および複数の領域（３ａ〜３ｉ）の各々の不純物濃度のうちの少なくとも一方が、複数の領域（３ａ〜３ｉ）の間で段階的に変化する。

上記構成によれば、電界集中を緩和する効果がより高められる。したがって炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

（１０）好ましくは、半導体素子部（７）は、トランジスタ素子を含む。トランジスタ素子は、ボディ領域（１３）を含む。ボディ領域（１３）は、第２の導電型を有し、炭化珪素層（１０）の内部に配置され、第１の電界緩和領域（２）に電気的に接続される。第１の電界緩和領域（２）の不純物濃度は、ボディ領域（１３）の不純物濃度よりも低い。

上記構成によれば、第１の電界緩和領域（２）の不純物濃度は、ボディ領域（１３）の不純物濃度よりも低いため、ボディ領域よりも第１の電界緩和領域のほうが、空乏層が広がりやすい。したがって、第１の電界緩和領域において電界集中を緩和することが可能となる。さらに、電極を、ボディ領域と第１の電界緩和領域との境界を跨ぐように配置することができる。これによりボディ領域における電界集中を緩和することも可能になる。

（１１）好ましくは、電極は、炭化珪素層（１０）とショットキー接合されるショットキー電極（６６）を含む。

上記構成によれば、炭化珪素半導体装置がショットキーバリアダイオードである態様において、ショットキーバリアダイオードの高耐圧化を実現することができる。

（１２）好ましくは、半導体素子部（７）は、第２導電型不純物領域（１９）を含む。第２導電型不純物領域（１９）は、炭化珪素層（１０）の内部に配置されて、第２の導電型を有し、炭化珪素層（１０）とともにダイオードを構成する。電極は、第２導電型不純物領域（１９）に電気的に接続されたダイオード電極（６７）を含む。第１の電界緩和領域（２）の不純物濃度は、第２導電型不純物領域（１９）の不純物濃度よりも低い。

上記構成によれば、炭化珪素半導体装置がＰＮ接合ダイオードである態様において、ＰＮ接合ダイオードの高耐圧化を実現することができる。

[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。また、本明細書中の結晶学的記載においては、個別方位を［］、集合方位を＜＞、個別面を（）、集合面を｛｝でそれぞれ示している。また、負の指数については、結晶学上、”−”（バー）を数字の上に付けることになっているが、本明細書中では、数字の前に負の符号を付けている。また角度の記載には、全方位角を３６０度とする系を用いている。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の構造を概略的に示す断面模式図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置のＪＴＥ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）領域およびガードリング領域の構造を概略的に示す平面模式図である。

図１および図２を参照して、まず本発明の一実施の形態に係る炭化珪素半導体装置としてのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）の構成について説明する。

図１および図２を参照して、炭化珪素半導体装置１は、素子領域ＩＲと、終端領域ＯＲとを有する。終端領域ＯＲは、素子領域ＩＲの外側に配置されて、素子領域ＩＲを囲む。終端領域ＯＲは、炭化珪素半導体装置１における電界集中を緩和するための領域である。

炭化珪素半導体装置１の詳細な構成を以下に説明する。炭化珪素半導体装置１は、炭化珪素層１０と、絶縁膜１５と、ゲート電極２７と、ソース電極１６と、ドレイン電極２０と、層間絶縁膜７０と、層間絶縁膜７１と、パッド電極６５と、裏面保護電極５０とを含む。

炭化珪素層１０は、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶炭化珪素からなり、第１の主面１０ａと、第２の主面１０ｂとを有している。第２の主面１０ｂは、第１の主面１０ａとは反対側に位置する。炭化珪素層１０の導電型（第１の導電型）は、ｎ型である。

炭化珪素層１０は、ｎ⁺基板１１と、ドリフト層１２とを有する。ｎ⁺基板１１は、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶炭化珪素からなる。ｎ⁺基板１１は、たとえばＮ（窒素）などの不純物（ドナー）を高濃度で含む。ｎ⁺基板１１の不純物濃度は、たとえば１．０×１０¹⁸ｃｍ^-3程度である。

ドリフト層１２は、たとえばポリタイプ４Ｈの六方晶炭化珪素からなるエピタキシャル層である。たとえばドリフト層１２の厚みは５μｍ程度以上３５μｍ程度以下である。なお、「厚み」あるいは「深さ」との用語は、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに垂直な方向の長さを意味する。

ドリフト層１２の不純物濃度は、ｎ⁺基板１１の不純物濃度よりも低い。ドリフト層１２の不純物濃度はたとえば１．０×１０¹⁵ｃｍ^-3程度以上１．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度以下である。ドリフト層１２に含まれる不純物は、たとえば窒素である。

この実施の形態では、炭化珪素層１０は、２つの層によって構成される。ただし、炭化珪素層１０は、単一の層により実現されていてもよい。あるいは、炭化珪素層１０は、３つ以上の層によって構成されていてもよい。

素子領域ＩＲは、炭化珪素層１０に形成された半導体素子部７を含む。より詳細には、素子領域ＩＲは、ボディ領域１３と、ソース領域１４と、ｐ⁺領域１８とを含む。終端領域ＯＲは、ＪＴＥ領域２と、ガードリング領域３と、フィールドストップ領域４とを含む。ボディ領域１３、ソース領域１４、ｐ⁺領域１８、ＪＴＥ領域２、ガードリング領域３、およびフィールドストップ領域４は、炭化珪素層１０の内部に配置される。

ＪＴＥ領域２は、炭化珪素半導体装置１における電界集中を緩和するための第１の電界緩和領域である。図１に示されるように、平面視において、ＪＴＥ領域２は、ボディ領域１３の外側に配置されて、ボディ領域１３を囲むように炭化珪素層１０の内部に配置される。「平面視」との用語は、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａから見た視野を意味する。

ＪＴＥ領域２は、ボディ領域１３と接する。ＪＴＥ領域２とボディ領域１３との境界５が、素子領域ＩＲと終端領域ＯＲとの境界に相当する。

ＪＴＥ領域２は、第１の導電型と異なる第２の導電型を有する。この実施の形態では、ＪＴＥ領域２は、ｐ型を有する。ＪＴＥ領域２に含まれる不純物（アクセプタ）は、たとえばＡｌ（アルミニウム）、Ｂ（ホウ素）などである。ＪＴＥ領域２に含まれる不純物のドーズ量は、１×１０¹³ｃｍ^-2以上である。好ましくは、ＪＴＥ領域２に含まれる不純物のドーズ量は、１×１０¹³ｃｍ^-2以上かつ２×１０¹³ｃｍ^-2以下の範囲にある。ドーズ量は、たとえば、ＪＴＥ領域２の深さ方向に沿ってＪＴＥ領域２のｐ型不純物濃度を積分することにより求めることができる。

図２に示された方向Ｘは、炭化珪素層１０第１の主面１０ａにおける中央部（素子領域ＩＲ）から、第１の主面１０ａにおける周縁部（終端領域ＯＲ）へと向かう方向を表す。この明細書において、方向Ｘは「周縁方向」とも呼ばれる。

この明細書では、周縁方向に沿う長さ、すなわち方向Ｘに沿う長さを「幅」と呼ぶ。第１の実施の形態において、ＪＴＥ領域２の幅ｗ１は、１５μｍ以上かつ５０μｍ以下である。第１の主面１０ａを基準としたＪＴＥ領域２の厚みは、たとえば０．３μｍ以上０．８μｍ程度以下である。

ガードリング領域３は、炭化珪素半導体装置１における電界集中を緩和するための第２の電界緩和領域である。具体的には、ガードリング領域３は、アルミニウムあるいはホウ素などの不純物を含むｐ型の領域である。ガードリング領域３に含まれる不純物のドーズ量は、たとえば１×１０¹³ｃｍ^-2以上である。ガードリング領域３に含まれる不純物のドーズ量を、ＪＴＥ領域２に含まれる不純物のドーズ量と同じ程度（たとえばＪＴＥ領域２に含まれる不純物のドーズ量を基準にして±５％の範囲内）としてもよい。

ＪＴＥ領域２に加えてガードリング領域３によって、炭化珪素半導体装置１の電界集中を緩和することができる。したがって炭化珪素半導体装置１の耐圧を、より高めることが可能になる。このような理由により、ガードリング領域３を炭化珪素半導体装置１に設けることが好ましい。しかしながら、たとえば炭化珪素半導体装置１にとって必要な耐圧をＪＴＥ領域２によって達成できる場合には、ガードリング領域３が、本発明の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１に設けられていなくてもよい。

ガードリング領域３は、複数のガードリング部３ａ〜３ｉを有していてもよい。図２に示されるように、平面視において、複数のガードリング部３ａ〜３ｉの各々は、環形状を有し、互いに隙間を隔てて配置される。一実施形態では、ガードリング部の数は９である。しかし、ガードリング部の数は特に限定されるものではない。さらに、図１に示された構成では、各ガードリング部は、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに接している。しかし各ガードリング部は、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａから離されるように炭化珪素層１０（ドリフト層１２）の内部に配置されていてもよい。

フィールドストップ領域４は、平面視においてガードリング領域３よりも外側に配置され、かつガードリング領域３を囲む。「外側」とは、炭化珪素層１０の端部１０ｃの側に対応する。フィールドストップ領域４は、ガードリング領域３と離間して設けられている。フィールドストップ領域４は、ｎ型の導電型を有する。フィールドストップ領域４の不純物濃度は、ドリフト層１２の不純物濃度よりも高い。フィールドストップ領域４は、たとえばＰ（リン）などの不純物を含む。

ボディ領域１３は、ｐ型を有する領域である。ボディ領域１３に含まれる不純物（アクセプタ）は、たとえばアルミニウム、ホウ素などである。一実施形態では、ボディ領域１３は、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに接するように炭化珪素層１０の内部に配置される。

ボディ領域１３の不純物濃度は、ＪＴＥ領域２の不純物濃度よりも高い。言い換えると、ＪＴＥ領域２の不純物濃度は、ボディ領域１３の不純物濃度よりも低い。たとえば、第１の主面１０ａ近傍のボディ領域１３の不純物濃度は、１×１０¹⁶ｃｍ^-3程度以上５×１０¹⁷ｃｍ^-3程度以下である。ボディ領域１３の深部における不純物濃度は、たとえば１×１０¹⁸ｃｍ^-3程度である。炭化珪素層１０の第１の主面１０ａを基準としたボディ領域１３の厚みは、たとえば０．５μｍ程度以上１．０μｍ程度以下である。

ソース領域１４は、ｎ型を有する領域である。ソース領域１４は、ボディ領域１３の内部に配置されて、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに接する。ソース領域１４は、ボディ領域１３によって、ドリフト層１２から隔てられる。

ソース領域１４は、たとえばＰ（リン）などの不純物を含む。ソース領域１４の不純物濃度は、ドリフト層１２の不純物濃度よりも高い。たとえばソース領域１４の不純物濃度は、１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度以上１×１０²⁰ｃｍ^-3程度以下である。

ｐ⁺領域１８（コンタクト領域）は、ｐ型の領域であり、たとえばアルミニウムあるいはホウ素などの不純物を含む。ｐ⁺領域１８は、ボディ領域１３の内部に配置されるとともに、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに接する。図１に示すように、ｐ⁺領域１８は、ソース領域１４と接してもよい。ｐ⁺領域１８の不純物濃度は、ボディ領域１３の不純物濃度よりも高い。たとえばｐ⁺領域１８の不純物濃度は、２×１０¹⁹ｃｍ^-3程度以上５×１０²⁰ｃｍ^-3程度以下である。

絶縁膜１５は、ゲート絶縁膜１５ａと、絶縁膜１５ｂとを含む。この実施形態において、絶縁膜１５（ゲート絶縁膜１５ａおよび絶縁膜１５ｂ）は、二酸化珪素膜であり、たとえば熱酸化膜である。第１の主面１０ａを基準としたゲート絶縁膜１５ａおよび絶縁膜１５ｂの厚みは、たとえば５０ｎｍ程度である。

ゲート絶縁膜１５ａは、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａにおいて、ボディ領域１３に形成されたチャネル領域ＣＨと対向する位置に設けられる。ゲート絶縁膜１５ａは、一方のソース領域１４の上部表面から他方のソース領域１４の上部表面にまで延在するように、ボディ領域１３、ソース領域１４およびドリフト層１２に接する。絶縁膜１５ｂは、ＪＴＥ領域２に接するように、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａ上に配置される。

ゲート電極２７は、ゲート絶縁膜１５ａ上に配置される。ゲート電極２７は、一方のソース領域１４上から他方のソース領域１４上にまで延在して、それら２つのソース領域の間に位置するドリフト層１２の部分、および、２つのチャネル領域ＣＨに対向する。ゲート電極２７は、たとえば不純物の添加されたポリシリコン、あるいはアルミニウムなどの導電体からなる。

ソース電極１６は、ソース領域１４およびｐ⁺領域１８と接して、ソース領域１４およびｐ⁺領域１８に電気的に接続される。好ましくは、ソース電極１６はソース領域１４およびｐ⁺領域１８とオーミック接合している。一実施形態では、ソース電極１６は、ニッケルおよびシリコンを有する材料からなる。ソース電極１６は、チタン、アルミニウムおよびシリコンを有する材料からなっていてもよい。

絶縁膜７０は、絶縁膜１５ｂに接するように配置される。層間絶縁膜７１は、ゲート絶縁膜１５ａ上に配置されて、ゲート電極２７を覆う。絶縁膜７０および層間絶縁膜７１の各々は、たとえば二酸化珪素膜である。たとえば堆積酸化膜が絶縁膜７０および層間絶縁膜７１の各々に適用される。

絶縁膜７０の厚みおよび絶縁膜１５ｂの厚みの合計は、たとえば０．０５μｍ程度以上かつ２．０μｍ程度以下であってもよい。したがって、図１に示した構成から、絶縁膜７０が省略されてもよい。あるいは、絶縁膜７０上に、追加の絶縁膜（たとえば窒化珪素膜）が設けられてもよい。

ドレイン電極２０は、炭化珪素層１０の第２の主面１０ｂに接して、ｎ⁺基板１１と電気的に接続される。ドレイン電極２０は、たとえば上記ソース電極１６と同様の構成を有していてもよい。あるいは、ドレイン電極２０は、ニッケルなど、ｎ⁺基板１１とオーミック接合可能な他の材料からなっていてもよい。

裏面保護電極５０は、ドレイン電極２０に接する。したがって裏面保護電極５０は、ドレイン電極２０に電気的に接続される。裏面保護電極５０は、たとえばチタン、ニッケル、銀あるいはそれらの合金からなる。

パッド電極６５は、絶縁膜７０および層間絶縁膜７１に被せられるとともにソース電極１６に接する。したがって、パッド電極６５は、ソース電極１６を介して、ソース領域１４およびｐ⁺領域１８に電気的に接続される。パッド電極６５はたとえばアルミニウムからなってもよい。

パッド電極６５は、延在部６５ａを有する。延在部６５ａは、絶縁膜７０および絶縁膜１５ｂを介在して、ＪＴＥ領域２の少なくとも一部に被せられる。延在部６５ａは、素子領域ＩＲ側のＪＴＥ領域２の端部、すなわち境界５から延在する。言い換えると、パッド電極６５の一部は、ＪＴＥ領域２とボディ領域１３との境界を跨ぐように、絶縁膜（絶縁膜７０および絶縁膜１５ｂ）上に配置されている。

炭化珪素半導体装置１の使用時に、炭化珪素層１０の電圧がボディ領域１３の電圧よりも高くなり得る。この場合、炭化珪素層１０とボディ領域１３との接合面から空乏層が広がる。ＪＴＥ領域２は、ボディ領域１３と接することによりボディ領域１３に電気的に接続されている。したがって炭化珪素層１０とＪＴＥ領域２との接合面からも空乏層が広がる。

炭化珪素層１０とＪＴＥ領域２との接合面から広がる空乏層によって、電界集中を緩和することができる。さらに、延在部６５ａが絶縁膜１５ｂ，７０を介してＪＴＥ領域２に被せられる。

延在部６５ａは、パッド電極６５の一部である。パッド電極６５は、ソース電極１６を介してボディ領域１３に電気的に接続される。さらに、ＪＴＥ領域２はボディ領域１３に電気的に接続される。したがってＪＴＥ領域２に印加される電圧は、延在部６５ａの電圧とほぼ同じ程度である。延在部６５ａの電圧によって、ＪＴＥ領域２による電界集中の緩和の効果がより高められる。したがって、炭化珪素半導体装置１の耐圧を高めることができる。

延在部６５ａの幅ｗ１１は、ボディ領域１３側に位置するＪＴＥ領域２の端部を基準とした延在部６５ａのＸ方向（周縁方向）の長さと定義される。ボディ領域１３側に位置するＪＴＥ領域２の端部とは、上述の境界５に対応する。

幅ｗ１１は、電界集中を緩和する効果を高めることを可能にする適切な値を有する。幅ｗ１１が５μｍ未満である場合には、延在部６５ａによって、電界集中を緩和させる効果が弱くなる。したがって、幅ｗ１１は５μｍ以上であることが好ましい。

この実施の形態では、ＪＴＥ領域２の幅ｗ１は、１５μｍ以上かつ５０μｍ以下である。幅ｗ１が１５μｍ未満である場合には、炭化珪素半導体装置１のサイズを小さくすることが可能である。しかしＪＴＥ領域２において、電界集中を緩和する効果が弱くなりやすい。一方で、ＪＴＥ領域２の幅ｗ１が５０μｍを超えた場合、ＪＴＥ領域２において電界集中を緩和する効果を十分に発揮させることが可能である。しかしながら炭化珪素半導体装置１のサイズが大きくなる。炭化珪素半導体装置１のサイズの増大をできるだけ抑えながら、炭化珪素半導体装置１の耐圧を十分に高くする観点から、ＪＴＥ領域２の幅ｗ１は、１５μｍ以上かつ５０μｍ以下とされることが好ましい。

ＪＴＥ領域２に含まれる不純物のドーズ量は、１×１０¹³ｃｍ^-2以上かつ２×１０¹³ｃｍ^-2以下の範囲にあることが好ましい。ＪＴＥ領域２に対する不純物のドーズ量が１×１０¹³ｃｍ^-2未満であると、ＪＴＥ領域２の内部での電界が、延在部６５ａに与えられる電圧による影響を受けやすくなることが考えられる。したがって、たとえば炭化珪素半導体装置１の耐圧が十分に高くならないことが考えられる。

一方、ＪＴＥ領域２に対する不純物のドーズ量が２×１０¹³ｃｍ^-2を超えた場合、ＪＴＥ領域２による電界集中の緩和が弱くなりやすい。たとえば延在部６５ａによって電界集中の緩和が高められたとしても、炭化珪素半導体装置１の耐圧が十分に高くならないことが考えられる。延在部６５ａおよびＪＴＥ領域２の両方によって電界集中を緩和する観点から、ＪＴＥ領域２に対する不純物のドーズ量は、１×１０¹³ｃｍ^-2以上かつ２×１０¹³ｃｍ^-2以下の範囲にあることが好ましい。

ガードリング領域３において、９本のガードリング部３ａ〜３ｉの各々の幅ｗ２〜ｗ１０はたとえば５μｍである。ＪＴＥ領域２とガードリング領域３との間隔ｄ１はたとえば２μｍ程度以上５μｍ程度以下である。隣り合う２つのガードリング部の間隔ｄ２は、たとえば２μｍ程度以上５μｍ程度以下である。たとえば、ＪＴＥ領域２の端部（ＪＴＥ領域２とボディ領域１３との境界）から、最も外側に位置するガードリング部（図２に示す構成では、ガードリング部３ｉ）の端部までの幅ｗｔは、２０μｍ程度以上かつ２００μｍ程度以下である。

延在部６５ａによる電界集中の緩和の効果について、さらに詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１の電極構造を変更した構成を示した図である。図３を参照して、パッド電極６５は、ＪＴＥ領域２に被さる延在部を有していない。図３に示す構成と図１に示す構成とを比較するために、図３において、幅ｗ１１が示される。図３に示した構成においては、幅ｗ１１を負の値と考えることができる。

図４は、図１および図３に示された構造によって得られる、ＪＴＥ領域２の不純物濃度（ドーズ量）と炭化珪素半導体装置の耐圧との間の関係を例示した図である。図４を参照して、幅ｗ１１＝−８．５μｍ（図３の構成）の場合、１．０×１０¹³／ｃｍ^-2以上２．０×１０¹³／ｃｍ^-2の不純物濃度（ドーズ量）の範囲に対して、炭化珪素半導体装置の耐圧は、約１２００Ｖから約２０００Ｖまで変化する。これに対して、幅ｗ１１＝５μｍ〜２５μｍ（図１の構成）の場合、１．０×１０¹³／ｃｍ^-2以上２．０×１０¹³／ｃｍ^-2以下の不純物濃度（ドーズ量）の範囲に対して、炭化珪素半導体装置の耐圧は、約１７５０Ｖから約２０００Ｖまでの範囲内で変化する。図４に示されるように、本発明の第１の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置１は、延在部６５ａによって、炭化珪素半導体装置１の耐圧に対するＪＴＥ領域２の不純物濃度（ドーズ量）の変動の影響を小さくすることを可能にする。

図５は、図３に示した炭化珪素半導体装置におけるＪＴＥ領域２のドーズ量と、電界強度との関係を示した図である。図３および図５を参照して、電界ＥＡは、ＪＴＥ領域２と接するボディ領域１３の端部（ＪＴＥ領域２と接する）における電界である。電界ＥＢは、ＪＴＥ領域２の端部（ボディ領域１３とは反対側）における電界である。電界Ｅ９は、ガードリング部３ｉの端部における電界である。ＪＴＥ領域２のドーズ量が１．０×１０¹³／ｃｍ^-2以上かつ１．４×１０¹³／ｃｍ^-2以下の範囲において、電界ＥＡが電界ＥＢおよび電界Ｅ９よりも高い。

ボディ領域１３は高い不純物濃度を有しているため、ＪＴＥ領域２のドーズ量が低い場合、ボディ領域１３の端部において電界集中が生じやすい。図３に示される構成では、パッド電極６５は、電界集中の緩和に寄与する延在部を有していない。したがって、ボディ領域１３の端部における電界集中により、耐圧が低下しやすいと考えられる。

図４および図５に示されるように、ｗ１１≦０という条件において、炭化珪素半導体装置の耐圧を高めるためには、ＪＴＥ領域２のドーズ量を好適な範囲内に精度よく制御することが求められる。しかし、炭化珪素半導体装置１の製造において、ドーズ量には、ばらつきが生じる。このため、炭化珪素半導体装置１の製造において、ＪＴＥ領域２の最適なドーズ量を常に達成することは難しい。

しかしながら本発明の第１の実施の形態によれば、パッド電極６５の延在部６５ａにより、ＪＴＥ領域２のドーズ量が変動する場合においても、炭化珪素半導体装置１の耐圧の変動を小さくすることができる。したがって、高い耐圧を有する炭化珪素半導体装置を高い歩留りで製造することが可能となる。特にＪＴＥ領域２のドーズ量が低い場合には、ボディ領域１３の端部（境界５近傍の端部）において、電界集中が発生しやすい。しかし、延在部６５ａによって、パッド電極６５は、境界５を跨ぐように絶縁膜７０上に配置される。これにより、ボディ領域１３の端部における電界集中を緩和することが可能になる。したがって、ＪＴＥ領域２のドーズ量が低い場合にも、炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

＜第２の実施の形態＞
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を概略的に示す断面模式図である。図６を参照して、延在部６５ａは、絶縁膜７０および絶縁膜１５ｂを介在して、ＪＴＥ領域２と、ガードリング領域３の少なくとも一部とに被さるように、ＪＴＥ領域２の端部（境界５）から延在する。

延在部６５ａは、絶縁膜７０および絶縁膜１５ｂを介在して、ガードリング部３ａに被さる。ガードリング部３ａは、複数のガードリング部のうちのＪＴＥ領域２に最も近い領域に対応する。

延在部６５ａは、ガードリング部３ａの全体に被さってもよい。あるいは、延在部６５ａは、ガードリング部３ａの一部に被さっていてもよい。Ｘ方向に沿って延在していれば、延在部６５ａは、ガードリング部３ａだけでなく、他のガードリング（たとえばガードリング部３ｂ）にも被さっていてもよい。

なお、ＪＴＥ領域２の幅ｗ１、ＪＴＥ領域２のドーズ量、ガードリング領域３のドーズ量の条件に関しては、実施の形態１での対応する条件と同じとすることができる。したがって、これらの条件に関する詳細な説明は繰り返さない。

第２の実施の形態によれば、ガードリング部３ａにおける電界集中を延在部６５ａによって緩和することが可能となる。したがって、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

＜第３の実施の形態＞
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を概略的に示す断面模式図である。図７を参照して、ＪＴＥ領域２は、３つの領域２ａ，２ｂ，２ｃを有する。

一実施形態では、領域２ａ，２ｂ，２ｃの間では、不純物濃度が段階的に異なる。たとえば領域２ａの不純物濃度が最も高く、領域２ｃの不純物濃度が最も低く、領域２ｂの不純物濃度が、領域２ａの不純物濃度と領域２ｃの不純物濃度との間にあってもよい。

さらに、領域２ａ，２ｂ，２ｃの間では、不純物濃度に加えてＸ方向の幅が段階的に異なっていてもよい。幅について、たとえば領域２ａの幅が最も大きく、領域２ｃの幅が最も小さく、領域２ｂの幅が、領域２ａの幅と領域２ｃの幅との間にあってもよい。逆に、領域２ａの幅が最も小さくてもよく、領域２ｃの幅が最も大きくてもよく、領域２ｂの幅が、領域２ａの幅と領域２ｃの幅との間にあってもよい。

延在部６５ａは、少なくとも領域２ａの一部に被さっていればよい。したがって、図７に示されるように、延在部６５ａは、領域２ａ，２ｂの両方に被さっていてもよい。あるいは、延在部６５ａは、領域２ａのみに被さっていてもよい。あるいは、延在部６５ａは、領域２ａ，２ｂ，２ｃのすべてに被さっていてもよい。

さらに、実施の形態２と同様に、延在部６５ａは、ＪＴＥ領域２だけでなく、ガードリング領域３の少なくとも一部にも被さっていてもよい。

ＪＴＥ領域２の幅ｗ１、ＪＴＥ領域２のドーズ量、ガードリング領域３のドーズ量の条件に関しては、実施の形態１での対応する条件と同じとすることができる。領域２ａ，２ｂ，２ｃの不純物濃度（ドーズ量）は、１．０×１０¹³／ｃｍ^-2以上２．０×１０¹³／ｃｍ^-2以下の範囲内で、適切に選択することができる。

第３の実施の形態によれば、ＪＴＥ領域２の不純物の濃度分布を調整することができるので、ＪＴＥ領域２によって電界集中を緩和する効果がより高められる。したがって第３の実施の形態によれば、炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

＜第４の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置の断面は、たとえば図１に示した断面模式図と同様である。したがって、図１を参照しつつ第４の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を説明する。

第４の実施の形態において、ガードリング領域３は幅および不純物濃度の少なくとも一方が段階的に変化するように形成された複数のガードリング部３ａ〜３ｉを有する。たとえば、ガードリング部３ａ〜３ｉは、ＪＴＥ領域２から離れるほど（境界５から炭化珪素層１０の端部１０ｃに向かうにつれて）不純物濃度が小さくなるように形成されていてもよい。あるいは、ガードリング部３ａ〜３ｉは、ＪＴＥ領域２から離れるほど幅が小さくなるように形成されていてもよい。

ＪＴＥ領域２の幅ｗ１、ＪＴＥ領域２のドーズ量は、実施の形態１での対応する条件と同じとすることができる。たとえばガードリング部３ａ〜３ｉのドーズ量は、１．０×１０¹³／ｃｍ^-2以上２．０×１０¹³／ｃｍ^-2以下の範囲内で適切に選択することができる。

第４の実施の形態によれば、複数のガードリング部３ａ〜３ｉによって電界集中を緩和する効果がより高められる。したがって炭化珪素半導体装置の耐圧を高めることができる。

＜第５の実施の形態＞
第１から第４の実施の形態によれば、半導体素子部７は、縦型ＭＯＳＦＥＴを含む。しかしながら、半導体素子部７は、ダイオードを含んでいてもよい。

図８は、本発明の第５の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を概略的に示す断面模式図である。図８を参照して、半導体素子部７は、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を含む。具体的には、半導体素子部７は、ショットキー電極６６およびｐ型領域１９を備える。ドレイン電極２０は、ｎ⁺基板１１にオーミック接合されるオーミック電極２１に置き換えられる。

ｐ型領域１９は、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに接するように、炭化珪素層１０（より特定的には、ドリフト層１２）の内部に配置される。ショットキー電極６６は、炭化珪素層１０（ドリフト層１２）にショットキー接合される。さらにショットキー電極６６は、ｐ型領域１９に電気的に接続される。ショットキー電極６６は、たとえばチタン（Ｔｉ）からなる。ショットキー電極６６として、チタン以外にもたとえばニッケル（Ｎｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍｏ)およびタングステン（Ｗ）などが用いられてもよい。すなわち、ショットキー電極６６は、チタン、モリブデン、ニッケル、金およびタングステンからなる群より選択される少なくとも一つの元素を含んでいてもよい。

パッド電極６５は、ショットキー電極６６上に配置されて、ショットキー電極６６に電気的に接続される。パッド電極６５は延在部６５ａを有する。

実施の形態１〜４に係る炭化珪素半導体装置と同様に、パッド電極６５の延在部６５ａが、絶縁膜１５ｂおよび絶縁膜７０を介してＪＴＥ領域２に被せられる。ショットキー電極６６の一部も絶縁膜１５ｂおよび絶縁膜７０を介してＪＴＥ領域２に被せられてもよい。

ＪＴＥ領域２に被せられるショットキー電極６６の一部の幅は、延在部６５ａの幅ｗ１１と同じでもよく、異なっていてもよい。さらに、実施の形態２と同様に、延在部６５ａは、絶縁膜１５ｂ，７０を介して、ＪＴＥ領域２およびガードリング部３ａに被さっていてもよい。

ＪＴＥ領域２の幅ｗ１、ＪＴＥ領域２のドーズ量、およびガードリング部３ａ〜３ｉのドーズ量は、実施の形態１での対応する条件と同じとすることができる。あるいは、第３の実施の形態と同じく、第５の実施の形態において、ＪＴＥ領域２は、段階的に幅または不純物濃度が異なる複数の領域を含んでいてもよい。あるいは、第４の実施の形態と同じく、第５の実施の形態において、ガードリング領域３は段階的に幅または不純物濃度が異なるように形成された複数のガードリング部３ａ〜３ｉを有していてもよい。

第５の実施の形態によれば、炭化珪素半導体装置がショットキーバリアダイオードである場合、そのダイオードの高耐圧化を実現することができる。

＜第６の実施の形態＞
図９は、本発明の第６の実施の形態に係る炭化珪素半導体装置を概略的に示す断面模式図である。図９を参照して、半導体素子部７は、ＰＮ接合ダイオードを含む。具体的には、半導体素子部７は、コンタクト電極６７およびｐ型領域１９を備える。

ｐ型領域１９は、第２導電型不純物領域であり、アルミニウムまたはボロンを不純物（アクセプタ）として含む領域である。ｐ型領域１９は、炭化珪素層１０の第１の主面１０ａに接するように、炭化珪素層１０（より特定的には、ドリフト層１２）の内部に配置される。ｐ型領域１９と、ドリフト層１２とによってＰＮ接合が形成される。

コンタクト電極６７は、ｐ型領域１９に電気的に接続される。コンタクト電極６７は、ｐ型領域１９に対してオーミック接合されることが好ましい。

実施の形態１〜４に係る炭化珪素半導体装置と同様に、パッド電極６５の延在部６５ａが、絶縁膜１５ｂおよび絶縁膜７０を介してＪＴＥ領域２に被せられる。実施の形態１〜４のいずれかに係る炭化珪素半導体装置と同じように、延在部６５ａのＸ方向の幅ｗ１１を定めることができる。

ＪＴＥ領域２の幅ｗ１、ＪＴＥ領域２のドーズ量、およびガードリング部３ａ〜３ｉのドーズ量は、実施の形態１での対応する条件と同じとすることができる。あるいは、第３の実施の形態と同じく、第５の実施の形態において、ＪＴＥ領域２は、段階的に幅または不純物濃度が異なる複数の領域を含んでいてもよい。あるいは、第４の実施の形態と同じく、第６の実施の形態において、ガードリング領域３は段階的に幅または不純物濃度が異なるように形成された複数のガードリング部３ａ〜３ｉを有していてもよい。

第６の実施の形態によれば、炭化珪素半導体装置がＰＮ接合ダイオードである場合、そのダイオードの高耐圧化を実現することができる。

図２に示されるように、ＪＴＥ領域２は、素子領域ＩＲを囲む。延在部６５ａは、ＪＴＥ領域２の少なくとも一部に被せられる。したがって、延在部６５ａは、平面視において、素子領域ＩＲを囲むように配置されてもよい。あるいは、延在部６５ａは、平面視において、ＪＴＥ領域２の一部にのみ被せられてもよい。たとえば平面視においてＪＴＥ領域２のコーナー部のみに延在部６５ａが被せられいてもよい。

実施の形態１〜４に係る炭化珪素半導体装置は、半導体素子部にプレーナゲート型のＭＯＳＦＥＴを含む。しかしながらＭＯＳＦＥＴの構造はプレーナゲート型に限定されない。半導体素子部にトレンチゲート型ＭＯＳＦＥＴが含まれていてもよい。

トレンチは、ボディ領域１３上の部分において、所定の結晶面を有してもよい。「所定の結晶面」は、面方位｛０−３３−８｝を有する第１の面を含む面でもよい。所定の結晶面は、その第１の面を微視的に含み、さらに、面方位｛０−１１−１｝を有する第２の面を微視的に含んでもよい。さらに好ましくは、第１の面および第２の面は、面方位｛０−１１−２｝を有する複合面を含んでもよい。上記「所定の結晶面」を、｛０００−１｝面に対して、巨視的に６２°±１０°のオフ角を有する面と定義することも可能である。「巨視的」とは、原子間隔程度の寸法を有する微細構造を無視することを意味する。このように巨視的なオフ角の測定としては、たとえば、一般的なＸ線回折を用いた方法を用い得る。

さらに、半導体素子部にトランジスタが含まれる実施の形態において、トランジスタはＭＯＳＦＥＴに限定されない。半導体素子部に含まれるトランジスタは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であってもよい。さらに、トランジスタはゲート電極およびゲート絶縁膜を有するものと限定されない。したがって、半導体素子部に含まれるトランジスタが、バイポーラ接合トランジスタであってもよい。

さらに上記の各実施の形態では、炭化珪素層の導電型（第１の導電型）はｎ型であり、ボディ領域１３、ＪＴＥ領域２、およびガードリング領域３の導電型（第２の導電型）はｐ型である。ｐ型の領域をｎ型の炭化珪素層に形成することによって、炭化珪素半導体装置の製造しやすさを向上することができる。しかしながら第１の導電型がｐ型であり、かつ第２の導電型がｎ型であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 炭化珪素半導体装置
２ ＪＴＥ領域
２ａ，２ｂ，２ｃ 領域（ＪＴＥ領域）
３ ガードリング領域
３ａ，３ｂ，３ｉ ガードリング部
４ フィールドストップ領域
５ 境界
７ 半導体素子部
１０ 炭化珪素層
１０ａ 第１の主面
１０ｂ 第２の主面
１０ｃ 端部（炭化珪素層）
１１ ｎ⁺基板
１２ ドリフト層
１３ ボディ領域
１４ ソース領域
１５，１５ｂ，７０ 絶縁膜
１５ａ ゲート絶縁膜
１６ ソース電極
１８ ｐ⁺領域
１９ ｐ型領域
２０ ドレイン電極
２１ オーミック電極
２７ ゲート電極
５０ 裏面保護電極
６５ パッド電極
６５ａ 延在部（パッド電極）
６６ ショットキー電極
６７ コンタクト電極
７１ 層間絶縁膜
ＣＨ チャネル領域
Ｅ９，ＥＡ，ＥＢ 電界
ＩＲ 素子領域
ＯＲ 終端領域
Ｘ 方向

Claims (12)

1. 第１の主面と、前記第１の主面の反対側に位置する第２の主面とを有し、かつ、第１の導電型を有する炭化珪素層と、
   前記炭化珪素層に形成された半導体素子部を含む素子領域と、
   前記第１の導電型と異なる第２の導電型を有し、前記炭化珪素層の前記第１の主面に接し、かつ、平面視において前記素子領域を囲むように、前記炭化珪素層の内部に配置された第１の電界緩和領域と、
   前記第１の主面上に配置され、かつ前記第１の電界緩和領域を覆う絶縁膜と、
   前記第１の電界緩和領域に電気的に接続された電極とを備え、
   前記電極は、
   前記素子領域から前記第１の電界緩和領域へと向かう周縁方向に、前記素子領域側の前記第１の電界緩和領域の端部から延在する延在部を含み、
   前記延在部は、前記絶縁膜を介在して、少なくとも前記第１の電界緩和領域の一部に被さる、炭化珪素半導体装置。
2. 前記炭化珪素半導体装置は、
   前記平面視において前記第１の電界緩和領域を囲むように、前記炭化珪素層の内部に配置され、かつ前記第２の導電型を有する第２の電界緩和領域をさらに備える、請求項１に記載の炭化珪素半導体装置。
3. 前記絶縁膜は、前記第１の電界緩和領域および前記第２の電界緩和領域を覆うように前記炭化珪素層の前記第１の主面に配置され、
   前記電極の前記延在部は、前記絶縁膜を介在して、前記第１の電界緩和領域と、前記第２の電界緩和領域の少なくとも一部とに被さるように、前記第１の電界緩和領域の前記端部から延在する、請求項２に記載の炭化珪素半導体装置。
4. 前記周縁方向に沿った、前記第１の電界緩和領域の前記端部からの前記延在部の幅は、５μｍ以上である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。
5. 前記周縁方向に沿った、前記第１の電界緩和領域の幅は、１５μｍ以上かつ５０μｍ以下である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。
6. 前記第１の電界緩和領域に含まれる不純物のドーズ量は、１×１０¹³ｃｍ^-2以上かつ２×１０¹³ｃｍ^-2以下の範囲内にある、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。
7. 前記第１の電界緩和領域の不純物濃度は、前記周縁方向に沿って段階的に変化する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。
8. 前記第２の電界緩和領域は、互いに離れて配置された複数の領域を含み、
   前記複数の領域のうち、前記第１の電界緩和領域に最も近い第１の領域の少なくとも一部に、前記絶縁膜を介して前記延在部が被せられる、請求項２〜請求項７のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。
9. 前記周縁方向に沿った前記複数の領域の各々の幅、および前記複数の領域の各々の不純物濃度のうちの少なくとも一方が、前記複数の領域の間で段階的に変化する、請求項８に記載の炭化珪素半導体装置。
10. 前記半導体素子部は、トランジスタ素子を含み、
    前記トランジスタ素子は、
    前記第２の導電型を有し、前記炭化珪素層の内部に配置され、前記第１の電界緩和領域に電気的に接続されたボディ領域を含み、
    前記第１の電界緩和領域の不純物濃度は、前記ボディ領域の不純物濃度よりも低い、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。
11. 前記電極は、
    前記炭化珪素層とショットキー接合されるショットキー電極を含む、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。
12. 前記半導体素子部は、
    前記炭化珪素層の内部に配置されて、前記第２の導電型を有し、前記炭化珪素層とともにダイオードを構成する第２導電型不純物領域を含み、
    前記電極は、
    前記第２導電型不純物領域に電気的に接続されたダイオード電極を含み、
    前記第１の電界緩和領域の不純物濃度は、前記第２導電型不純物領域の不純物濃度よりも低い、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の炭化珪素半導体装置。

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