JP4020871B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
「パワーデバイス・パワーICハンドブック」(電気学会 高性能高機能パワーデバイス・パワーIC調査専門委員会編; コロナ社1996年出版)
決定されるが、例えば耐圧1800Vで不純物濃度は1×1016cm-3、厚さは14μmである。SiC基板1の不純物濃度は、例えば1×1019cm-3である。SiC基板1のn型不純物としては、例えば窒素、リン、砒素が用いられる。
本実施例のJFETにおいては、ゲート電極17の周辺部で電界集中が起こりやすいので、ゲート電極17周辺部に第1のp型層19を設けている。第1のp型層19が設けられている部分は、ゲート電極17の端部に対向する第2の半導体層13の表面部分に形成されていればよい。その他の構造は実施例1の構造と同一なので説明を省略する。
実施例1のJFETの構造では、ゲート電極27に負のバイアスが印加された場合、ドレイン電極28に高電圧が印加されると、ショットキー障壁に高電界が発生するため、電子がショットキー障壁をトンネルし、ゲート電極27、ドレイン電極28間にリーク電流が発生する。そこでショットキー障壁に高電界が発生しないように、図12に示すような、第2のp型層30をショットキー障壁に接触するように障壁下に設けて電界を緩和するような構造をとってもよい。その他の構造は実施例1の構造と同一なので説明を省略する。
型層領域は電流経路とならない。そのため順方向の損失が大きくなる傾向がある。一方、図13に示すように第2の半導体層33表面近傍にp型イオン(ホウ素、アルミニウムイオン等)のエネルギーを高エネルギーに限ったり、イオン注入後にエピ成長をするなどしてゲート電極から離れた領域にP型領域を選択的に形成すると、順方向電圧が印加された場合、ゲートのショットキー電極全体に電流が流れるため、P型領域形成によるオン電圧の劣化を抑制できるという利点がある。その他の構造は実施例1の構造と同一なので説明を省略する。
2 … 第1の半導体層
3 … 第2の半導体層
4 … 第1の半導体領域
5 … 第2の半導体領域
6 … ソース電極
7 … ゲート電極
8 … ドレイン電極
Claims (7)
- 第1導電型の半導体基板上に形成される第1導電型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に形成された、第1導電型の不純物濃度が第1の半導体層より高い第2の半導体層と、
前記第1の半導体層と前記第2の半導体層の境界に選択的に埋め込まれた第2導電型の第1の半導体領域と、
前記第2の半導体層表面に選択的に形成された第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第2の半導体層上に選択的に形成され、第1の半導体領域、第2の半導体領域とオーミック接触をなすソース電極と、
前記第2の半導体層上に選択的に形成され、前記第2の半導体層とショットキー接触をなすゲート電極と、
前記半導体基板の裏面に形成され、前記半導体基板とオーミック接触をなすドレイン電極を具備し、
前記半導体基板、前記第1、2の半導体層、及び前記第1、2の半導体領域が炭化珪素からなることを特徴とする半導体装置。 - 前記第2の半導体層と前記ゲート電極とで構成されるショットキー障壁の高さが1.1eVより小さいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記ゲート電極が前記第1の半導体領域と対向する面に選択的に形成された炭化珪素からなる第2導電型の第3の半導体領域と接触していることを特徴とする請求項1、2に記載の半導体装置。
- 前記ゲート電極の周辺部に選択的に形成された炭化珪素からなる第2導電型の第4の半導体領域が形成されていることを特徴とする請求項1、2に記載の半導体装置。
- 前記ゲート電極の直下に選択的に炭化珪素からなる第2導電型の第5の半導体領域がゲート電極と接触するように形成されていることを特徴とする請求項1、2、3、4に記載の半導体装置。
- 前記ゲート電極の直下にゲート電極と離れて埋め込まれた炭化珪素からなる第2導電型の第6の半導体領域が形成されていることを特徴とする請求項1、2、3、4に記載の半導体装置。
- 第1導電型の半導体基板上に形成された第1導電型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に形成され、表面にゲート形成予定領域を有する、第1導電型の不純物濃度が第1の半導体層より高い第2の半導体層と、
前記第1の半導体層と前記第2の半導体層の境界に選択的に埋め込まれた第2導電型の第1の半導体領域と、
前記第2の半導体層表面に選択的に形成された第1導電型の第2の半導体領域と、
前記第2の半導体層上に選択的に形成され、前記第1の半導体領域、前記第2の半導体領域と電気的に接続するソース電極と、
前記ゲート電極形成予定領域に形成された、第2導電型の第3の半導体領域と、
前記ゲート電極形成予定領域に形成され、前記第2の半導体層、及び前記第3の半導体領域に接するゲート電極と、
前記半導体基板の裏面に形成され、前記半導体基板と電気的に接続するドレイン電極を具備し、
前記半導体基板、前記第1、2の半導体層、及び前記第1乃至3の半導体領域が炭化珪素からなることを特徴とする半導体装置。
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