JP5037476B2 - 半導体装置 - Google Patents
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本発明の実施の形態1による半導体装置の断面図を図1に示す。n型半導体基板(第1導電型の半導体基板)1上に、層厚3〜30μmのn型ドリフト層(第1導電型のドリフト層)2、層厚0.3〜1.0μmでn型ドリフト層2よりもn型不純物が高濃度にドーピングされたn型第1半導体層(第1導電型の第1半導体層)3、層厚0.3〜1.0μmでn型ドリフト層2およびn型第1半導体層3よりもn型不純物が低濃度にドーピングされたn型第2半導体層(第1導電型の第2半導体層)4、が順次エピタキシャル成長によって形成されている。なお、以下、n型第1半導体層3とn型第2半導体層4を併せてn型半導体層(第1導電型の半導体層)と称する。
N3<N1<N2 (1)
の関係を有する。このような構成では、ゲート電極8直下のデプレッション領域に相当するn型第2半導体層4の不純物濃度はn型ドリフト層2より低濃度であるため、ゲート電圧印加の際に空乏領域が層厚方向に深く伸長する結果、素子耐圧は従来の素子構造に比べて格段に向上する。一方、n型ドリフト層2とn型第2半導体層4との間に設けられたn型第1半導体層3の不純物濃度はn型ドリフト層2より高濃度であるため、かかる領域の抵抗が従来に比べて減少する結果、オン抵抗の実効的な低減が実現できる。
本発明の実施の形態2による半導体装置の断面図を図2に示す。実施の形態1の半導体装置との構造上の相違は、実施の形態1の素子構造ではn型第1半導体層3とn型第2半導体層4の2つで構成されていた半導体層が、単一のn型半導体層4aとなっている点である。n型半導体層4aの不純物濃度Nsはn型ドリフト層2の不純物濃度N1よりも低不純物濃度のドーピングに設定されている。すなわち、
Ns<N1 (2)
の関係が成立する。
本発明の実施の形態3による半導体装置の断面図を図3に示す。実施の形態2の半導体装置との構造上の相違は、実施の形態2のn型半導体層4aに代えてn型ドリフト層2より不純物濃度の高いn型半導体層3aを設け、MOSFET部の周辺部分のn型半導体層3a上にさらにn型第3半導体層(第1導電型の第3半導体層)13を形成し、また、ガードリング領域12aがn型第3半導体層13を貫通してn型半導体層3a中にその一端をベース領域5に接するように形成されている点にある。なお、n型第3半導体層13の不純物濃度はn型ドリフト層2およびn型半導体層3aよりも低濃度に設定されている。
本発明の実施の形態4による半導体装置の断面図を図4に示す。実施の形態4の半導体装置では実施の形態1で示したMOSFET部に隣接して、n型第2半導体層4上にベース領域5とも接続された形でアノード電極14が形成され、ドレーン電極11をカソード電極としたショットキダイオード領域がオンチップ化されている。かかる素子構造では、ショットキダイオード領域でもアノード電極14は低不純物濃度化されたn型第2半導体層4と接している結果、ショットキダイオードの逆方向リーク電流を低減することができる。
Claims (4)
- 第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1導電型のドリフト層と、
前記ドリフト層上に形成され、前記ドリフト層より不純物濃度が高い第1導電型の半導体層と、
前記半導体層中に設けられ所定の間隔で離間した複数の第2導電型のベース領域と、
前記各ベース領域内にそれぞれ選択的に形成された第1導電型のソース領域と、
前記各ソース領域の一部の表面上にそれぞれ設けられたソース電極と、
前記ソース領域と前記ベース領域と前記半導体層とからなる表面にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記半導体層上における前記複数のベース領域を取り囲む周囲部分に形成され、前記半導体層より不純物濃度が低い第1導電型の低不純物濃度半導体層と、
前記周囲部分における前記低不純物濃度半導体層および前記半導体層の一部に形成され、一端を前記ベース領域に接しながら前記複数のベース領域を取り囲む第2導電型のガードリング領域と、を備えることを特徴とする半導体装置。 - 前記低不純物濃度半導体層の不純物濃度は、前記ドリフト層より低いことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記ガードリング領域は、前記低不純物濃度半導体層を貫通するように形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記ガードリング領域は、前記ベース領域よりも底が浅い位置になるように形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
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