[发明专利]半导体装置

说明书

本申请以日本专利申请2013-189798号（申请日：2013年9月12日）为基础申请并享受其优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。

技术领域

实施方式一般涉及半导体装置。

背景技术

作为用于逆变器等电力转换装置的半导体装置，有MOS（Metal-Oxide-Semiconductor：金属氧化物半导体）晶体管、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管）、二极管等。二极管与IGBT反向并联连接而用于回流。因此，将这种情况下的二极管称为FWD（Free Wheeling Diode：续流二极管）。在电力转换装置的特性改善中，MOS晶体管、IGBT的特性改善，以及FWD的特性、例如通态电阻的改善是很重要的。

发明内容

本发明的实施方式提供一种低通态电阻的半导体装置。

实施方式的半导体装置具备：第一电极；第二电极；第一导电型的第一半导体层，设置于上述第一电极与上述第二电极之间，具有硅碳化物；第一导电型的第二半导体层，设置于上述第一半导体层与上述第二电极之间，杂质浓度比上述第一半导体层低，具有硅碳化物；第二导电型的第三半导体层，设置于上述第二半导体层与上述第二电极之间，具有硅碳化物；以及多个绝缘层，设置于上述第三半导体层与上述第二电极之间。

附图说明

图1A是实施方式涉及的半导体装置的示意性剖视图，图1B是实施方式涉及的半导体装置的示意性俯视图。

图2是参考例1涉及的半导体装置的示意性剖视图。

图3是参考例2涉及的半导体装置的示意性剖视图。

图4是表示实施方式涉及的半导体装置的作用效果的示意性剖视图。

图5是实施方式涉及的半导体装置的变形例的示意性剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同部件赋予相同符号，对于已作过说明的部件，适当省略其说明。

图1A是实施方式涉及的半导体装置的示意性剖视图，图1B是实施方式涉及的半导体装置的示意性俯视图。

图1A表示了图1B的X-Y线的位置处的截面。

半导体装置1是应用于高电压的整流设备的PiN结构的二极管。半导体装置1具备：阴极电极10（第一电极）、阳极电极11（第二电极）、n⁺型的半导体层20（第一半导体层）、n^-型的半导体层25（第二半导体层）、p⁺型的半导体层30（第三半导体层）、以及多个绝缘层40。

此处，作为n⁺、n^-型（第一导电型）的杂质元素，例如能够列举P（磷）、砷（As）、N（氮）等。作为p⁺型（第二导电型）的杂质元素，能够列举硼（B）、Ga（镓）、Al（铝）等。

在半导体装置1中，在阴极电极10与阳极电极11之间，分别设置有半导体层20、25、30。例如，高浓度的半导体层20设置于阴极电极10与低浓度的半导体层25之间。半导体层25设置于半导体层20与高浓度的半导体层30之间。半导体层25的杂质浓度比半导体层20的杂质浓度低。半导体层30设置于半导体层25与阳极电极11之间。半导体层30是在半导体层25中离子注入p型的杂质元素而形成的。

此外，在半导体层30与阳极电极11之间设置有多个绝缘层40。多个绝缘层40分别在Y方向上隔着规定的间隔而配置。即，与半导体层30相接的阳极电极11被绝缘层40分隔成小区间。多个绝缘层40分别在X方向上延伸。多个绝缘层40的Y方向上的间距，例如为2μm。

此外，在多个绝缘层40各自之间设置有从阳极电极11延伸的延伸部11a。延伸部11a与半导体层30相接。延伸部11a为阳极电极11的一部分。

在半导体装置1中，半导体层30的厚度与在半导体层30内流动的电子的扩散长度相同、或比该扩散长度薄。例如，半导体层30的厚度为1μm以下，例如为0.5μm。此外，在导通时，与阴极电极10相比，对阳极电极11施加更高的电压。

半导体层20、25的材料及半导体层30的材料具有硅碳化物（SiC）、硅（Si）等。在实施方式中，作为半导体装置1的作用，对半导体层20、25的材料及半导体层30的材料为硅碳化物（SiC）的情况下的例子进行说明。