JP4742539B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明による半導体装置の第1の実施の形態を示している。図は構造単位セルが2つ対面した形で形成されている半導体装置の断面図である。
図3は本発明による半導体装置の第2の実施の形態を示している。図は構造単位セルが2つ対面した断面図である。本実施の形態においては、炭化珪素を基板材料とした半導体装置を一例として説明する。
ΔEc = χ1−χ2 …(1)
また、図12はシリコンおよび炭化珪素の両者を接触させ、シリコンと炭化珪素のヘテロ接合を形成したエネルギーバンド構造である。シリコンおよび炭化珪素の両者を接触後も、エネルギー障壁ΔEcは接触前と同様に存在するため、シリコン側の接合界面には幅W1の電子の蓄積層が形成され、一方で炭化珪素側の接合界面には幅W2の空乏層が形成されると考えられる。ここで、両接合界面に生じる拡散電位をVD、シリコン側の拡散電位成分をV1、炭化珪素側の拡散電位成分をV2とすると、VDは両者のフェルミ準位のエネルギー差であるから、その関係は式(2)から式(4)のように示される。
VD = (δ1+ΔEc−δ2)/q …(2)
VD = V1+V2 …(3)
W2 =((2×ε0×ε2×V2)/(q×N2))1/2 …(4)
ここでε0は真空中の誘電率、ε2は炭化珪素の比誘電率、N2は炭化珪素のイオン化不純物濃度を表す。なおこれらの式は、バンド不連続のモデルとしてAndersonの電子親和力に基づいており、理想的状態でさらに歪みの効果は考慮していない。
図5は実施の形態1の図1に対応した第3の実施の形態の断面図である。図5に示す実施の形態の特長は、図1では、ソース電極7とベース領域3との間をショットキー接合120で形成していた部分を、第二のヘテロ接合半導体領域11を挿入することによって、第二のヘテロ接合220形成している点である。
Claims (5)
- 第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の一方の主面に形成された第1導電型のドレイン領域と、
前記ドレイン領域の表層に形成された第2導電型のベース領域と、
前記ベース領域の表層を一方の表層と他方の表層に分離するように形成された第1導電型のソース領域と、
前記一方のベース領域の表層と絶縁膜を介して接するゲート電極と、
前記第1導電型の半導体基板とバンドギャップが異なる材料からなり、前記ソース領域と前記他方のベース領域の表層とに接合するヘテロ半導体と、
前記へテロ半導体上に設けられたソース電極と、
前記半導体基板のもう一方の主面と接続するドレイン電極とを有する半導体装置であって、
前記他方のベース領域の表層と前記へテロ半導体との接合は、ヘテロ接合であり、
さらに、前記へテロ半導体は前記他方のベース領域の表層と隣接する前記ドレイン領域とヘテロ接合し、前記へテロ半導体側がアノード、前記ドレイン領域側がカソードに対応するヘテロダイオードを形成していることを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体基体がシリコンよりも広いバンドギャップを有する半導体からなることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記半導体基体が炭化珪素からなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
- 前記ヘテロ半導体は、単結晶シリコン、多結晶シリコンもしくはアモルファスシリコンからなることを特徴とする請求項1乃至請求項3の記載の半導体装置。
- 前記へテロ半導体と前記ゲート電極とが同一の材料であることを特徴とする請求項1乃至請求項4記載の半導体装置。
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