[发明专利]半导体装置

说明书

一种半导体装置，其具有半导体衬底、设置在半导体衬底的前表面中的第一沟槽、设置在第一沟槽内部的阳极电极、以及设置在半导体衬底的背表面上的阴极电极。所述半导体衬底具有第一p型区域、第二p型区域和与第一p型区域和第二p型区域接触的主n型区域，并且与第一沟槽的侧表面中的阳极电极形成肖特基接触。半导体衬底满足下述关系，即，当在平面图中观察前表面时，第一沟槽的面积小于主n型区域与在第一沟槽的侧表面中的阳极电极相接触的肖特基界面的面积。

技术领域

本说明书中公开的技术涉及一种半导体装置。

背景技术

日本未审专利申请公开No.2013-115394

(JP 2013-115394 A)公开一种肖特基势垒二极管(在下文中，被称为SBD)。SBD具有半导体衬底，在其前表面中设置有沟槽。在沟槽内部设置阳极电极。阴极电极设置在半导体衬底的背表面上。半导体衬底具有在沟槽的底表面中与阳极电极接触的p型区域，以及在沟槽的侧表面(即，在p型区域上方)与阳极电极肖特基接触的n型区域。n型区域也与阴极电极接触。阳极电极和n型区域的肖特基界面用作SBD。阳极电极被设置在沟槽内部，由此能够进一步加宽阳极电极和n型区域的肖特基界面。因此，SBD具有相对低的导通电阻。在将反向电压(在阴极电极上比在阳极电极上变得更高的电压)被施加到SBD的情况下，耗尽层从p型区域延伸到p型区域周围的n型区域。然后，充分减小施加到p型区域上方的肖特基界面的电压。通过此，更有效地抑制在施加反向电压时在SBD中流动的漏电流。

发明内容

即使在JP 2013-115394 A的SBD中，在施加反向电压时，施加到p型区域上方的肖特基界面的电压可能不会充分降低，并且可能发生漏电流。因此，本说明书提供一种能够更有效地抑制包括SBD的半导体装置中的漏电流的技术。

本公开的一方面涉及一种半导体装置，包括半导体衬底、第一沟槽、阳极电极和阴极电极。第一沟槽设置在半导体衬底的前表面中。阳极电极设置在第一沟槽内部。阴极电极设置在半导体衬底的背表面上。半导体衬底具有第一p型区域、第二p型区域和主n型区域。第一p型区域在第一沟槽的底表面中与阳极电极接触。第二p型区域在第一沟槽的侧表面中与阳极电极接触。主n型区域与第一p型区域和第二p型区域接触，在第一沟槽的侧表面中与阳极电极肖特基接触，将第一p型区域与第二p型区域隔开，并且与阴极电极接触。半导体衬底被配置成满足下述关系，即，当在平面图中观察前表面时，第一沟槽的面积小于主n型区域与第一沟槽的侧表面中的阳极电极接触的肖特基界面的面积。

根据本公开的该方面，除了与第一沟槽的底表面中的阳极电极接触的第一p型区域之外，半导体衬底具有与第一沟槽的侧表面中的阳极电极接触的第二p型区域。第二p型区域是与第一p型区域隔开的p型区域。为此，在阳极电极和阴极电极之间施加反向电压的情况下，耗尽层从第一p型区域延伸到第一沟槽的底表面附近的主n型区域，并且耗尽层从第一p型区域上面的第二p型区域延伸到主n型区域。因为从第二p型区域延伸的耗尽层在第一沟槽的侧表面附近耗尽，所以能够更有效地降低施加到其中主n型区域和阳极电极在第一沟槽的侧表面中彼此接触的肖特基界面的电压。因此，根据本公开的方面，能够更有效地抑制在SBD中发生的漏电流。

在设置与第一沟槽的侧表面中的阳极电极接触的第二p型区域的情况下，主n型区域和阳极电极在第一沟槽的侧表面中彼此接触的肖特基界面变窄。然而，在上述半导体装置中，当在平面图中观察半导体衬底的前表面时第一沟槽的面积小于主n型区域在第一沟槽的侧表面中与阳极电极接触的肖特基界面的面积的关系被满足。在满足上述关系的情况下，与阳极电极被设置在半导体衬底的前表面上同时没有设置第一沟槽的情况相比，能够进一步加宽阳极电极和主n型区域的肖特基界面的面积。也就是说，能够获得充分降低沟槽结构的导通电阻的优点。

如上所述，根据上述半导体装置，能够在施加反向电压时更加有效地抑制漏电流同时获得沟槽结构的优点。

附图说明