[发明专利]碳化硅半导体装置

说明书

由于在肖特基电极的外周端处存在的前端尖锐形状的蚀刻残渣，易于在SBD高频开关动作时由于位移电流而在上述残渣部处引起电场集中。本发明的碳化硅半导体装置具有：第1导电型的漂移层(1b)；在漂移层(1b)中形成的第2导电型的保护环区域(2)；以将保护环区域(2)包围的方式形成的场绝缘膜(3)；肖特基电极(4)，其以在保护环区域(2)的内侧将在表面露出的漂移层(1b)和保护环区域(2)覆盖的方式形成，其外周端存在于场绝缘膜(3)上；以及在肖特基电极(4)上形成的表面电极焊盘(5)，表面电极焊盘(5)的外周端越过肖特基电极(4)的外周端而与所述场绝缘膜(3)接触。

技术领域

本发明涉及一种具有肖特基结的碳化硅半导体装置，在所涉及的碳化硅半导体装置中，形成肖特基结的肖特基电极的一部分与保护环等终端区域接触，肖特基电极的外周端存在于绝缘膜上。

背景技术

肖特基势垒二极管(SBD)是单极设备，因此，与通常的双极二极管相比，能够减小开关损耗，但是将硅作为构成材料的SBD在实用上只能得到小于或等于50V程度的耐压，因此，不适合用于高电压的逆变器等。与此相对，将碳化硅作为构成材料的SBD可以容易地得到具有几kV程度的耐压，因此，近几年向功率转换电路的应用受到关注。

作为这种将碳化硅作为构成材料的SBD，例如公开有在专利文献1中记载的设备。在专利文献1公开的SBD中，为了在施加静态的高电压时将在保护环区域与n型的半导体层之间的PN结的周围产生的耗尽层延长，而使肖特基电极越过保护环区域的外周端而形成重叠构造。通过采用这种构造，耗尽层易于在n型的半导体层中延长，从而该SBD保持有较高的电压截止能力。

专利文献1：日本特开2005－286197号公报(图1)

但是，如果使这种SBD进行高频开关动作，则有可能在肖特基电极的外周端附近产生电场集中，引起SBD的耐压恶化。

即，在进行从导通状态向截止状态转换的开关动作时，向SBD施加急剧上升的电压即高dv/dt的电压。此时为了向保护环区域和n型的半导体层之间的PN结充电，与dv/dt的值成正比的位移电流流向SBD的保护环区域。保护环区域具有固有的电阻值，如果与dv/dt的值成正比的位移电流流过，则在此与位移电流成正比的电场在保护环区域内产生。

在现有的SBD中，采用了肖特基电极的重叠构造，但是，在肖特基电极的外周端在通过蚀刻形成时以前端尖锐的形状形成蚀刻残渣。在存在这种前端尖锐的肖特基电极的残渣的状态下，如果进行SBD的高频开关动作，则由于位移电流产生的电场易于在上述残渣部集中，由此，可能导致在肖特基电极的外周端附近的故障。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供即使在高频开关动作中也不会引起耐压恶化的碳化硅半导体装置。

为了解决上述课题，在本发明所涉及的碳化硅半导体装置中，其特征在于，具有：第1导电型的漂移层；保护环区域，其在所述漂移层中从所述漂移层的一侧的表面形成，呈环状，并包含有第2导电型的杂质；场绝缘膜，其在所述一侧的表面上，以将所述保护环区域包围的方式形成；肖特基电极，其以在所述保护环区域的内侧将在所述一侧的表面露出的所述漂移层和所述保护环区域覆盖的方式形成，该肖特基电极的外周端存在于所述场绝缘膜上；以及表面电极焊盘，其形成在所述肖特基电极上，所述表面电极焊盘的外周端越过所述肖特基电极的外周端而与所述场绝缘膜接触。

发明的效果

由于形成为如上述的结构，所以根据本发明所涉及的碳化硅半导体装置，肖特基电极的端部的蚀刻残渣被导电性的表面电极焊盘覆盖，因此，由于位移电流而在保护环区域内产生的电场所形成的等电位面在蚀刻残渣的周围不会发生弯曲，在该部分不可能引起电场集中，作为其结果，实现如下效果，即，得到即使在高频开关动作下可靠性也较高的碳化硅半导体装置。

附图说明