[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明提供在具有碳化硅器件的半导体装置中，能够抑制耐压变动且实现终端结构的低面积化的技术。为了解决上述课题，本发明中，在具有碳化硅器件的半导体装置中，在结终端部设置p型的第一区域、以及比第一区域更靠近外周侧而设置的p型的第二区域，在第一区域设置第一浓度梯度，在第二区域设置比第一浓度梯度大的第二浓度梯度。

技术领域

本发明涉及半导体装置及其制造方法、电力变换装置、三相电动机系统、汽车以及有轨车辆。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，有日本专利第5122810号公报(专利文献1)。该公报中记载了用于碳化硅器件的边缘终端结构，该边缘终端结构具有碳化硅层中的多个同心圆的浮置保护环，该浮置保护环配置成与碳化硅基半导体结隔开。

此外，第73次应用物理学会学术讲演会讲演预稿集(非专利文献1)中，记载了将双区JTE(Junction Termination Extension：结终端部、结终端延长部、边缘终端部)和空间调制型JTE组合的JTE结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5122810号公报

非专利文献

非专利文献1:第73次应用物理学会学术讲演会讲演预稿集第15-282页

发明内容

发明所要解决的课题

具有碳化硅器件的半导体装置中，在碳化硅与为了保护其表面而形成的绝缘膜的界面存在正电荷，该正电荷有可能因高电场的施加而引起半导体装置的耐压变动。然而，通过采用所述非专利文献1中所记载的JTE结构，从而即使在碳化硅与绝缘膜的界面存在的正电荷的量为1×10¹²～1×10¹³cm^-2程度，也能够抑制半导体装置的耐压变动。

然而，在所述非专利文献1中所记载的JTE结构中，需要宽度为250μm 以上的JTE。因此，在采用了所述非专利文献1中所记载的JTE结构的半导体装置中，相对于芯片尺寸，无法获取有源区的面积，或若获取有源区的面积，则芯片尺寸变大，成本变高。而且，对使用了该半导体装置的电力变换装置和使用了该电力变换装置的三相电动机系统的小型化不利，或难以实现低成本化。进而，对使用该三相电动机系统的汽车以及有轨车辆的轻型化不利，或难以实现低成本化。

因此，本发明提供在具有碳化硅器件的半导体装置中，能够抑制耐压变动且实现终端结构的低面积化的技术。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本发明中，在具有碳化硅器件的半导体装置中，在结终端部设置p型的第一区域、以及在比第一区域更靠近外周侧而设置的p型的第二区域，在第一区域设置第一浓度梯度，在第二区域设置大于第一浓度梯度的第二浓度梯度。

发明效果

根据本发明，在具有碳化硅器件的半导体装置中，能够抑制耐压变动且实现终端结构的低面积化。

通过以下实施方式的说明来明确除上述以外的课题、构成和效果。

附图说明

图1为表示在碳化硅pn二极管的周围设置有具有一定的浓度梯度的JTE 的半导体装置的主要部分截面图。

图2为表示在沿图1的A-A线的截面中p型杂质(铝(Al))的浓度分布的示意图。

图3为表示在碳化硅pn二极管的周围设置有具有一定的浓度梯度的JTE 的半导体装置的耐压与向JTE的高浓度区域离子注入的p型杂质的注入量的关系的图表。

图4为表示JTE的浓度梯度的定义的说明图。