JP7447038B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1及び図2は、第1実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る半導体装置110は、第1電極51、第2電極52、第3電極53、第1導電部材61、半導体部材10及び第1絶縁部材41を含む。
図3は、第1実施形態に係る半導体装置を例示するグラフ図である。
図3は、半導体装置110における第1元素(例えばプロトン)の濃度を例示している。図3の横軸は、Z軸方向に沿う位置pZである。位置pZは、深さに対応する。縦軸は、第1元素の濃度C1(対数表示)である。
図4(a)の横軸は、Z軸方向における位置pZである。位置pZが小さいときが、図1において、Z軸方向における上側に対応する。
第1~第3構成CF1~CF3においては、第1絶縁部材41における第1元素の濃度は、Z軸方向に沿って一定であり、1.0x1016cm-3である。第1~第3構成CF1~CF3において、第1半導体領域11における第1導電形のキャリア濃度を変更することで、オン抵抗RonAが制御できる。第1構成CF1においては、オン抵抗RonAが24mΩcm2になるように、第1半導体領域11における第1導電形のキャリア濃度が設定される。第2構成CF2においては、オン抵抗RonAが25mΩcm2になるように、第1半導体領域11における第1導電形のキャリア濃度が設定される。第3構成CF3においては、オン抵抗RonAが26mΩcm2になるように、第1半導体領域11における第1導電形のキャリア濃度が設定される。
図5は、半導体装置における電位のプロファイルを例示している。図5の横軸は、Z軸方向に沿う位置pZである。縦軸は、電位PE1である。
図6は、第2実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図6に示すように、実施形態に係る半導体装置111も、第1電極51、第2電極52、第3電極53、第1導電部材61、半導体部材10及び第1絶縁部材41を含む。半導体装置111においては、第1導電部材61は、第3電極53と電気的に接続される。または、第1導電部材61は、第3電極53と電気的に接続されることが可能である。半導体装置111におけるこれ以外の構成は、半導体装置110の構成と同様でよい。
Claims (20)
- 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
第3電極と、
第1導電部材であって、前記第1導電部材は、第1導電部材端部及び第1導電部材他端部を含み、前記第1導電部材端部は、前記第1方向において前記第1電極と前記第1導電部材他端部との間にあり、前記第1導電部材端部の前記第1方向における位置は、前記第1電極の前記第1方向における位置と、前記第3電極の前記第1方向における位置との間にあり、前記第1導電部材は、前記第2電極及び前記第3電極の一方と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記一方と電気的に接続されることが可能である、前記第1導電部材と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、
前記第1半導体領域は、第1部分領域及び第2部分領域を含み、
前記第1部分領域は、前記第1方向において、前記第1電極と前記第2電極との間にあり、
前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、
前記第3半導体領域は、前記第2電極と電気的に接続され、
前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、
前記第3電極の別の一部から前記第1部分領域の一部への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第2部分領域から前記第1導電部材への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記半導体部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記半導体部材と前記第3電極との間、及び、前記半導体部材と前記第1導電部材との間にあり、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、シリコン、酸素及び第1元素を含み、前記第1元素は、水素、ヘリウム、アルゴン及びカーボンよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、前記第1絶縁部材は、第1位置、第2位置及び第3位置を含み、前記第1導電部材端部から前記第1位置への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1位置は、前記第1方向において前記第1電極と前記第2位置との間にあり、前記第3位置は、前記第1方向において前記第1位置と前記第2位置との間にあり、前記第3位置における前記第1元素の第3濃度は、前記第1位置における前記第1元素の第1濃度よりも高く、前記第2位置における前記第1元素の第2濃度よりも高い、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第3濃度は、前記第1絶縁部材における前記第1元素の濃度の最高であり、
前記第1位置と前記第3位置との間の前記第1方向に沿う第1距離は、前記第2部分領域と前記第1導電部材端部との間の前記第1方向に沿う距離の0倍を超え3倍以下である、半導体装置。 - 前記第1濃度は、前記第2濃度よりも高い、請求項1記載の半導体装置。
- 前記第1位置と前記第3位置との間の前記第1方向に沿う第1距離は、0μmを超え1.2μm以下である、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
第3電極と、
第1導電部材であって、前記第1導電部材は、第1導電部材端部及び第1導電部材他端部を含み、前記第1導電部材端部は、前記第1方向において前記第1電極と前記第1導電部材他端部との間にあり、前記第1導電部材端部の前記第1方向における位置は、前記第1電極の前記第1方向における位置と、前記第3電極の前記第1方向における位置との間にあり、前記第1導電部材は、前記第2電極及び前記第3電極の一方と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記一方と電気的に接続されることが可能である、前記第1導電部材と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、
前記第1半導体領域は、第1部分領域及び第2部分領域を含み、
前記第1部分領域は、前記第1方向において、前記第1電極と前記第2電極との間にあり、
前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、
前記第3半導体領域は、前記第2電極と電気的に接続され、
前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、
前記第3電極の別の一部から前記第1部分領域の一部への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第2部分領域から前記第1導電部材への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記半導体部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、前記半導体部材と前記第3電極との間、及び、前記半導体部材と前記第1導電部材との間にあり、前記第1絶縁部材の少なくとも一部は、シリコン、酸素及び第1元素を含み、前記第1元素は、水素、ヘリウム、アルゴン及びカーボンよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、前記第1絶縁部材は、第1位置、第2位置及び第3位置を含み、前記第1導電部材端部から前記第1位置への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1位置は、前記第1方向において前記第1電極と前記第2位置との間にあり、前記第3位置は、前記第1方向において前記第1位置と前記第2位置との間にあり、前記第3位置における前記第1元素の第3濃度は、前記第1位置における前記第1元素の第1濃度よりも高く、前記第2位置における前記第1元素の第2濃度よりも高い、前記第1絶縁部材と、
を備え、
前記第3濃度は、前記第1絶縁部材における前記第1元素の濃度の最高であり、
前記第1位置と前記第3位置との間の前記第1方向に沿う第1距離は、0μmを超え1.2μm以下である、半導体装置。 - 前記第1濃度は、前記第2濃度よりも高い、請求項4記載の半導体装置。
- 前記第2位置と前記第1導電部材他端部との間の前記第1方向に沿う第2距離は、前記第2部分領域と前記第1導電部材端部との間の前記第1方向に沿う距離と同じであり、
前記第1濃度は、前記第2濃度の2倍以上100倍以下である、請求項3記載の半導体装置。 - 前記第3濃度は、前記第1濃度の1倍を超え10倍以下である、請求項1~6のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第1絶縁部材は、第4位置をさらに含み、
前記第4位置は、前記第1方向において、前記第1電極と前記第1位置との間にあり、
前記第4位置における前記第1元素の第4濃度は、前記第1濃度よりも低い、請求項1~7のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第2部分領域の少なくとも一部は、前記第1元素を含み、
前記第2部分領域の前記少なくとも一部における前記第1元素の濃度は、前記第4濃度よりも低い、請求項8記載の半導体装置。 - 第1電極と、
第2電極であって、前記第1電極から前記第2電極への方向は、第1方向に沿う、前記第2電極と、
第3電極と、
第1導電部材であって、前記第1導電部材は、第1導電部材端部及び第1導電部材他端部を含み、前記第1導電部材端部は、前記第1方向において前記第1電極と前記第1導電部材他端部との間にあり、前記第1導電部材端部の前記第1方向における位置は、前記第1電極の前記第1方向における位置と、前記第3電極の前記第1方向における位置との間にあり、前記第1導電部材は、前記第2電極及び前記第3電極の一方と電気的に接続された、または、前記第1導電部材は、前記一方と電気的に接続されることが可能である、前記第1導電部材と、
半導体部材であって、前記半導体部材は、第1導電形の第1半導体領域と、第2導電形の第2半導体領域と、前記第1導電形の第3半導体領域と、を含み、
前記第1半導体領域は、第1部分領域及び第2部分領域を含み、
前記第1部分領域は、前記第1方向において、前記第1電極と前記第2電極との間にあり、
前記第2半導体領域は、前記第1方向において前記第1部分領域と前記第3半導体領域との間にあり、
前記第3半導体領域は、前記第2電極と電気的に接続され、
前記第3電極の一部から前記第2半導体領域への第2方向は、前記第1方向と交差し、
前記第3電極の別の一部から前記第1部分領域の一部への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第2部分領域から前記第1導電部材への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第1導電部材から前記第1部分領域への方向は、前記第2方向に沿う、前記半導体部材と、
第1絶縁部材であって、前記第1絶縁部材は、第1位置、第2位置及び第3位置を含み、前記第1導電部材端部から前記第1位置への方向は、前記第2方向に沿い、前記第1位置は、前記第1方向において前記第1電極と前記第2位置との間にあり、前記第3位置は、前記第1方向において前記第1位置と前記第2位置との間にあり、前記第3位置における第3電位は、前記第1位置における第1電位よりも高く、前記第2位置における第2電位よりも高い、前記第1絶縁部材と、
を備えた半導体装置。 - 前記第1電位は、前記第2電位よりも高い、請求項10記載の半導体装置。
- 前記第3電位は、前記第1絶縁部材における電位の最高である、請求項10または11に記載の半導体装置。
- 前記第1位置と前記第3位置との間の前記第1方向に沿う第1距離は、前記第2部分領域と前記第1導電部材端部との間の前記第1方向に沿う距離の0倍を超え3倍以下である、請求項12記載の半導体装置。
- 前記第1位置と前記第3位置との間の前記第1方向に沿う第1距離は、0μmを超え1.2μm以下である、請求項12記載の半導体装置。
- 前記第3半導体領域における前記第1導電形の不純物濃度は、前記第1半導体領域における前記第1導電形のキャリア濃度よりも高い、請求項1~14のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第3電極は、第3電極端部及び第3電極他端部を含み、
前記第3電極端部は、前記第1方向において前記第1電極と前記第3電極他端部との間にあり、
前記第1導電部材端部の前記第1方向における前記位置は、前記第1電極の前記第1方向における前記位置と、前記第3電極端部の前記第1方向における位置との間にある、請求項1~15のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1導電部材他端部の前記第1方向における前記位置は、前記第1電極の前記第1方向における前記位置と、前記第3電極他端部の前記第1方向における位置との間にある、請求項16記載の半導体装置。
- 前記第1導電部材他端部の前記第1方向における前記位置は、前記第3電極端部の前記第1方向における前記位置と、前記第3電極他端部の前記第1方向における位置との間にある、請求項16または17に記載の半導体装置。
- 前記半導体部材は、前記第1導電形の第4半導体領域をさらに含み、
前記第4半導体領域は、前記第1方向において前記第1電極と前記第1半導体領域との間に設けられ、
前記第4半導体領域は、前記第1電極と電気的に接続された、請求項1~18のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記半導体部材は、前記第2導電形の第5半導体領域をさらに含み、
前記第5半導体領域は、前記第2半導体領域と前記第2電極との間に設けられ、
前記第5半導体領域における前記第2導電形のキャリア濃度は、前記第2半導体領域における前記第2導電形のキャリア濃度よりも高い、請求項1~19のいずれか1つに記載の半導体装置。
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