(57)【要約】  半導体装置が、第１導電型にドープされたワイドバンドギャップ半導体材料からなる第１層（１）と、その上に形成され、第１層との界面で半導体装置が逆バイアス状態における電流を阻止する接合を形成する第２層（３）とを含む。半導体装置は、第２層の横の境界（６）に関して接合の終端を横方向に拡張する拡張手段を含む。この拡張手段は、接合（１５）を横方向に囲みように並置された複数のリング（１６−２１）を含み、接合から横方向に見た場合に、第１層の導電型と反対の第２導電型の半導体材料からなるリング（１６−１８）と、半絶縁性材料からなるリング（１９−２１）とが交互に配置される。
2009502040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝導帯と価電子帯との間のエネルギギャップが２．２ｅＶより大きく、ｎ又はｐの第１導電型にドープされた半導体材料からなる第１層（１）と、その上に形成され、第１層との界面で半導体装置が逆バイアス状態における電流を阻止する接合（１５、２４）を形成する第２層（３、２３）とを含み、更に、接合の終端を延ばす拡張する拡張手段を含み、これにより第１層中の電界を、第２層の横の境界（６）に対して横方向に分布させる半導体装置であって、
拡張手段は、接合を横方向に囲むように並置され、接合から横方向に見た場合に第１層の導電型と反対の第２導電型の半導体材料からなるリング（１６〜１８、１６’〜１８’）と、半絶縁性材料からなるリング（１９〜２１、１９’〜２１’）とが交互になるように配置された複数のリングを含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
第２層（３）は、第１層の半導体材料に対してショットキバリアを有する金属から形成され、ショットキ接合（１５）の形態のブロッキング接合を形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
第２層（２３）は第１層と同じであるが、第２導電型にドープされた半導体材料から形成され、ｐｎ接合（２４）の形態のブロッキング接合を形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
半導体材料の最も内側のリング（１６、１６’）は、第２層（３、２３）の横の境界（６）に対して横方向に間隔を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体材料の最も内側のリング（１６’）は、第２金属層（３）と接触していることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
半導体材料からなるそれぞれのリング（１６〜１８）は、第１層（１）中に、その中に第２導電型のドーパントが注入され、第１層に対してこのリングの導電型を部分的に変えたリングにより形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
半導体材料からなるそれぞれのリング（１６’〜１８’）は、第１層（１）の上にエピタキシャル成長された、その中に第２導電型のドーパントを含む半導体材料のリングにより形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
半絶縁性材料からなるそれぞれのリング（１９〜２１）は、第１層（１）中に、その中に注入されて電気的に不活性なままのドーパントを有するリングにより形成され、このリングは半絶縁性となる抵抗率を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
半絶縁材料からなるそれぞれのリング（１９’〜２１’）は、第１層（１）の上に成長された、半絶縁性材料のリングにより形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
それぞれのリング（１９〜２１、１９’〜２１’）は、半導体材料が高ドープされている場合、例えばＳｉＣのような、低ドープ材料の半絶縁性材料から形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１１】
半絶縁性材料のそれぞれのリング（１９〜２１、１９’〜２１’）は、室温で１０〜１０３Ω×ｃｍの抵抗率を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１２】
半絶縁性材料は、アモルファスＳｉＣ、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）、およびＳＩＰＯＳ（半絶縁性他結晶シリコン）の１つであることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
第１層（１）の半導体材料は、ＳｉＣ、ＧａＮのような３Ｂナイトライド族、およびダイアモンドの１つであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１４】
第１層（１）の半導体材料はＳｉＣまたは３Ｂナイトライド族であり、第１層がｎ型であり、半導体材料からなるそれぞれのリング（１６〜１８、１６’〜１８’）が第１層と同じ半導体材料からなり、５×１０１５〜１０１８ｃｍ−３のドーピング濃度を有することを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
第１層（１）の半導体材料はダイアモンドであり、第１層がｐ型であり、半導体材料からなるそれぞれのリング（１６〜１８、１６’〜１８’）がＬｉのようなｎ型ドーパントでドープされたダイアモンドからなることを特徴とする請求項２または１３に記載の半導体装置。
【請求項１６】
半導体材料からなる２つの連続したリング（１６、１７、または１６’、１７’）の横方向の間隔が、５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１７】
請求項６および８にかかる半導体装置の拡張手段を作製する方法であって、
第１層の上にマスクを形成する工程と、
それを通って同心円のリングを形成するようにマスクをパターニングする工程と、
マスクのリングを通して第１層に第２導電型のドーパントを注入し、第１層の導電型に対してそれらのリングの導電型を部分的に変える工程と、
マスクを除去する工程と、
第１層を高温に加熱して第１層に形成されたリングをアニールし、注入されたドーパントを電気的に活性化する工程と、
第１層の上にマスクを形成する工程と、
注入を通して形成されたリングの間の表面を覆うマスクを通してリングを形成するために、マスクをパターニングする工程と、
半絶縁性にする抵抗率を有するリングを第１層中に形成するために、マスク中のリングを通してドーパントを注入する工程と、
マスクを除去する工程とを含むことを特徴とする作製方法。
【請求項１８】
請求項７および８にかかる半導体装置の拡張手段を作製する方法であって、
第２導電型のドーパントを有する半導体材料の層を第１層の上にエピタキシャル成長させる工程と、
層の上にマスクを形成する工程と、
層の上に同心円のマスクのリングを残すようにマスクをパターニングする工程と、
マスクに覆われたリングを除いて、エピタキシャル成長された層をエッチングする工程と、
最も外部のリングの外側の領域をマスクで覆う工程と、
半絶縁性にする抵抗率を有するリングを第１層中に形成するために、マスクで覆われていない第１領域にドーパントを注入する工程と、
マスクを除去する工程とを含むことを特徴とする作製方法。
【請求項１９】
請求項６および９にかかる半導体装置の拡張手段を作製する方法であって、
半絶縁性材料からなる層を第１層の上に成長させる工程と、
層の上にマスクを形成する工程と、
層の上に同心円のマスクのリングを残すようにマスクをパターニングする工程と、
マスクに覆われたリングを除いて層をエッチングする工程と、
最も外部のリングの外側の領域をマスクで覆う工程と、
マスクのリングを通して第１層に第２導電型のドーパントを注入し、第１層の導電型に対してそれらのリングの導電型を部分的に変える工程と、
マスクを除去する工程と、
注入により形成されたリングをアニールし、注入されたドーパントを電気的に活性化する工程とを含むことを特徴とする作製方法。
【請求項２０】
請求項７および９にかかる半導体装置の拡張手段を作製する方法であって、
第２導電型のドーパントを有する半導体材料の層を第１層の上にエピタキシャル成長させる工程と、
エピタキシャル成長させた層の上にマスクを形成し、この層の上に同心円のマスクのリングを残すようにマスクをパターニングする工程と、
マスクのリングの間のリング領域にエピタキシャル成長された層をエッチングし、第１層の上に半導体材料からなるリングを形成する工程と、
マスクを除去する工程と、
第１層と半導体材料からなるリングの上に、半絶縁性材料からなる層をエピタキシャル成長させる工程と、
半絶縁性材料からなる層の上にマスクを形成し、それによりパターニングして半導体材料からなるリングを覆う工程と、
リングの下の半絶縁性材料からなる層をマスクを用いてエッチングする工程と、
マスクを除去する工程とを含むことを特徴とする作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野および背景技術】
【０００１】
本発明は、２．２ｅＶより大きな伝導帯と価電子帯との間のエネルギギャップを有し、ｎ又はｐの第１導電型にドープされた半導体材料の第１層と、その上に配置され、第１層との間の界面において装置が逆バイアス状態での電流を阻止する接合を形成する第２層とを含む半導体装置に関する。この半導体装置は更に接合の終端を拡張する拡張手段を含み、これにより、第２層の横の境界に対して横方向に、第１層中で電界を分散させる。
【０００２】
このように、本発明は、ＳｉＣ、３族Ｂ−ナイトライドやダイヤモンドのような、伝導帯と価電子帯との間の大きなエネルギギャップを有する材料に関する。それらの材料は、一般に、例えばＳｉより大きな絶縁破壊電圧電界を有し、ＳｉＣの場合、Ｓｉより５倍以上大きい。このため、これらの材料から形成された装置は、高温で動作可能である。
【０００３】
しかしながら、そのような半導体材料の特性を使用するために、ブロッキング接合の横方向の端部において、電界が集中するという問題を解決することが重要である。これは、拡張手段が必要な理由である。そのような拡張手段のない場合に、端部における絶縁破壊電圧（ブレイクダウン電圧）は、いくつかのケースでは第２層の下部の接合における絶縁破壊電圧の１０〜２０％まで低く、装置に印加しうる最大電圧の限界を規定する。このように、それらの拡張手段は、半導体材料の優れた特性を十分に得るのに非常に重要である。
【０００４】
この電界が集中するという問題が、高ドープされたｎ型基板層２の上に配置された第１ｎ型ドリフト層１を有するショットキダイオードを示す図１に表されている。第２層は、第１層の半導体材料に対してショットキバリアを有し、ショットキ接合の形態のブロック接合を形成する金属３から形成される。更に、図には、パッシベーション層４が示されている。ショットキ接合の横の端部６でどのように電界が集中するかが示されている。接合の下での空乏層の拡張が、点線７で示されている。
【０００５】
ショットキ接合をここに示すが、本発明は、ブロック接合としてｐｎ接合を有するタイプの半導体装置にも適用可能であることを指摘する。
【０００６】
また、この適用の図に示された異なった層の相対的な寸法は、本発明と解決すべき問題を明確に記載するために選択され、実際とは異なっていることを指摘する。
【０００７】
拡張手段を実現するための、既に知られた１つの方法が図２に示される。図２は、図１の装置の左側を示す。いわゆる接合終端拡張（junction termination extension）は、接合を横方向に囲み、第１層の導電型と反対の第２導電型に、リング８からリング１０に向かってドーピング濃度が減少するようにドープされた、連続したリング８〜１０により得られる。
【０００８】
これは、空乏領域の境界７が、更に、端部６を超えて横方向に、リング８〜１０に近づくように延びることを意味する。なぜなら、それらのリングの電位は端部６から横方向に離れる方向に低下するからである。しかしながら、このタイプの拡張手段は、正確に制御されたリングのドーピングを必要とする。なぜならば、そうでなければ、隣接するリングの間の遷移において電界が高くなりすぎ、装置の絶縁破壊電圧を低くするからである。更に、例えば湿気によってパッシベーション層中で電荷が形成され、更に絶縁破壊電圧を低下させる。
【０００９】
他の公知のタイプの拡張手段が図３に示され、これは、端部６に関して横方向に配置され、図７に点線で示されたように空乏領域を好適に延ばすために横方向に次第に電位が低くなると考えられる、いわゆるフローティング電界リング１１、１２からなる。この解決策の問題は、電界濃度が、装置の絶縁破壊電圧を低下させることである。
【００１０】
第３の公知のタイプの拡張手段が図４に示され、これは、接合の横の端部６に対して横方向に配置された、ＳＩＰＯＳ（半絶縁性多結晶シリコン）のような半絶縁性材料の層１３からなる。半絶縁性材料は、半抵抗（semi-resistive）とも呼ばれ、装置の逆バイアス状態において、そこを通って第２層（金属）３に流れるリーク電流を生じ、空乏領域は、図２および３にかかる解決策と同じ程度に遠くまで延びる。しかしながら、そのような半絶縁性材料の抵抗率は高い温度依存性を示し、温度の上昇とともにリーク電流も増加する。半導体材料がＳｉの場合、これは深刻ではない。なぜなら、そのような装置の考え得る動作温度は比較的低く、ドリフト層１中において１２０℃より高くない領域となる。しかしながら、伝導帯と価電子帯との間のエネルギギャップが２．２ｅＶを超えるような半導体材料、例えばＳｉＣの場合、２００℃またはそれ以上の領域の動作温度が予想される。そのような場合、半絶縁性材料の層１３を通るリーク電流がかなり増加し、このタイプの装置にこの解決策が適さないこととなる。
【発明の開示】
【００１１】
本発明の目的は、導入部で記載したタイプの半導体装置において、そのような公知の装置に関連する、接合の終端が延びるという問題を少なくとも部分的に解決した半導体装置を提供することにある。
【００１２】
本発明のこの目的は、接合を横方向に囲むように並置され、接合から横方向に見た場合に第１層の導電型と反対の第２導電型の半導体材料からなるリングと、半絶縁性材料からなるリングとが交互になるように配置された複数のリングを有する拡張手段を備えた半導体装置を提供することにより達成される。
【００１３】
フローティングフィールドリングと、その間に配置された半絶縁性リングとを組み合わせる方法は、上述の方法のエッチングの欠点を低減するとともに、それらのエッチングの長所から恩恵を受ける。このように、半絶縁性リングは、フローティングフィールドリング、即ち第２導電型にドープされた半導体材料のリング、の端部で形成される電界集中を低減するリーク電流を形成するために使用される。半絶縁性材料の２つの連続したリングの間の半導体材料リングの位置は、そこを通るリーク電流が中断されることを意味し、それらのワイドギャップ材料の動作可能な温度にまで温度が上昇した場合にも、リーク電流を許容可能なレベルに保つことができる。
【００１４】
本発明の具体例によれば、第２層は第１層の半導体材料に対してショットキバリアを有する金属から形成され、ショットキ接合の形態のブロッキング接合を形成する。ショットキバリア接合は、通常、ｐｎ接合より低いブレイクダウン電圧を有し、拡張手段のこの改良された特徴は、より高い阻止電圧および／または（例えば、高いスイッチング周波数の結果の）より高い温度に適用可能な魅力的な代替え品として、ショットキ接合を有する半導体装置を用いることを可能とする。
【００１５】
本発明の他の具体例では、第２層は第１層と同じであるが、第２導電型にドープされた半導体材料から形成され、ｐｎ接合の形態のブロッキング接合を形成する。拡張手段のこの改良された特徴の長所は、ブロッキング接合としてｐｎ接合を有する半導体装置と同等に使用できることである。
【００１６】
本発明の他の具体例では、半導体材料の最も内側のリングは、第２層の横の境界に対して横方向に間隔を設けられる。これは、第２層の境界と、最も内側の半導体材料リングとの間で電圧降下が起こり、横の境界での電界集中が低減できることを意味する。
【００１７】
本発明の他の具体例では、第２層は、第１層の半導体材料に対してショットキバリアを有する金属から形成され、半導体材料の最も内側のリングは、第２金属層と接触している。そのような設計は、装置の順方向の導通状態において拡張手段の大きな特徴をもたらす。なぜならば、この最も内側のリングと第１層との間に形成されたｐｎ接合を通って、サージの場合に、電流のための追加のチャネルが形成され、これによりショットキ接合の電流−電圧特性がｐｎ接合のそれと結合されるからである。
【００１８】
半導体材料からなるそれぞれのリングは、第１層中にあり、その中に注入された第２導電型のドーパントを有し、第１層の導電型に対してこのリングの導電型を部分的に変えたリングにより形成される。または、半導体材料からなるそれぞれのリングは、第１層の上にエピタキシャル成長され、その中に第２導電型のドーパントを含む半導体材料のリングにより形成される。
【００１９】
半絶縁性材料からなるそれぞれのリングは、第１層中にあり、その中に注入されて電気的に不活性なままのドーパントを有するリングにより形成され、このリングは半絶縁性となる抵抗率を有する。または、半絶縁材料からなるそれぞれのリングは、第１層の上に成長された、半絶縁性材料のリングにより形成される。
【００２０】
ドープされた半導体材料と絶縁性材料とが交互になるように、連続したリングを形成した場合、理想的な場合、即ち、装置が逆阻止状態の時に、リングフィールドと呼ばれるリングが加えられた電圧を均等に分ける場合に、全てのフィールドリングの外側の端部においてアバランシェブレイクダウンが同時に起きるように半導体材料からなる２つの連続したリングの横方向の間隔を選択することが重要である。もし、例えば、４つのフィールドリングがそのように配置され、２ｋＶが装置の逆導通方向に加えられた場合、第２導電型にドープされた半導体材料からなる連続したリングのそれぞれの組の間に、５００Ｖの電位差が生じなければならない。更に、２つの連続したリングの間の距離を選択する場合、逆ブロッキング方向に装置に加えようとする電圧を考慮しなければならず、電圧の値が増加した場合に、その間に配置される半絶縁性リングの横方向の幅が増加し、これにより所定の抵抗率において後者のリングの抵抗が増加するようにこの距離も増加させなければならない。これは、半絶縁性材料からなるこのリングを通るリーク電流が、許容できるレベルに保たれることを意味する。
【００２１】
半導体材料からなる２つの連続したリングの横方向の間隔は、好適には、５〜５０μｍである。
【００２２】
本発明の他の具体例では、半絶縁性材料からなるそれぞれのリングは、室温において、１０〜１０３Ω×ｃｍの抵抗率を有し、この結果、このタイプの半導体蔵置逆ブロッキング状態において、そこを適当なリーク電流が流れるようになる。
【００２３】
本発明の他の具体例では、半絶縁性材料は、アモルファスＳｉＣ、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）、およびＳＩＰＯＳ（半絶縁性他結晶シリコン）の１つである。これらの材料は、ワイドバンドギャップ半導体材料の特性を用いた半導体装置中の半絶縁性材料として使用するのに、非常に適している。
【００２４】
本発明の他の具体例では、第１層の半導体材料は、ＳｉＣ、またはＧａＮのような３Ｂ−ナイトライド族、おおよびダイアモンドの１つである。それらの半導体材料は、逆ブロッキング状態で高い電圧を与えることができ、および／または高い周波数および／または高い温度で動作する半導体装置に使用可能な優れた特性を有するものと知られている。
【００２５】
本発明の他の具体例では、第１層の半導体材料はＳｉＣまたは３Ｂ−ナイトライド族であり、第１層がｎ型であり、半導体材料からなるそれぞれのリングが第１層と同じ半導体材料からなり、５×１０１５〜１０１８ｃｍ−３のドーピング濃度を有する。いわゆるフィールドリングのドーピング濃度は、これらが満たすべき課題に適用するように調整される。
【００２６】
本発明の他の具体例では、第１層の半導体材料はダイアモンドであり、この半導体装置の接合が、ダイアモンド中でｎ型を得るより容易なｐ型層である第１層とショットキ接合しており、半導体材料からなるそれぞれのリングはＬｉのようなｎ型ドーパントでドープされたダイアモンドからなる。これまでのダイアモンドは、低いエネルギレベルのドーパントでｎ型にのみドープされるものであることは問題ない。なぜなら、いわゆるフィールドリングは、装置の順方向伝導状態では電流の経路を形成しないためである。
【００２７】
本発明は、また、添付の方法クレームに見られる、本発明にかかる半導体装置の拡張手段を作製する方法に関するものでもある。それらの方法は、当業者にとってよく知られた工程を含み、更なる説明は必要ないであろう。
【００２８】
本発明の有利な特徴と同様に更なる利点は、以下の記載および他の従属クレームから明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図５は、本発明が適用される装置の、非限定的な例による記載であり、ＳｉＣからなる２つの半導体層を有するショットキダイオード、即ち、ｎ型の高ドープ基板層２とｎ型の第１低ドープドリフト層１とを有するショットキダイオードが記載されている。使用されるドナーは、例えばＮ型またはＰ型である。装置はまた、基板層の隣に配置されるオーミック金属コンタクト１４と、装置の活性領域中の第１層１の上に適用された第２層とを有する。第２層は、第１層の半導体材料、即ちＳｉＣに対してショットキバリアを有する金属により形成され、第１層１と第２層３との間の界面においてショットキ接合を形成する。第２層に使用される典型的なショットキ金属は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｕ、およびＰｔである。
【００３０】
ショットキダイオードは、ショットキ接合の終端を拡張する拡張手段を有し、これにより第２領域３の横方向の境界６に対して、第１層中の電界を横方向に分散させ、図１に示すようなそこでの電界の集中を防止する。図５は、この拡張領域の原理を説明するためにのみ使用され、その構成要素の数と同様にその構成要素の相互の比率は、実際には、適用予定の装置によって全く異なる。そしてこの留意点は、図５〜１０のすべてにあてはまる。拡張手段は、接合１５を囲んで横方向に並置され、接合から横方向に見た場合に、第１層の導電型と反対の第２導電型、即ちｐ型の半導体材料のリング１６〜１８と、半絶縁性材料のリング１９〜２１とが交互に配置されている。いわゆるフィールドリング１６〜１８は、ＢまたはＡｌのようなｐ型ドーパントを第１層に注入し、第１層の導電型に対してそれらのリングの導電型を部分的に変え、続いてそれらのリングをアニールして注入されたドーパントを電気的に活性化することにより形成される。半絶縁性材料のリング１９〜２１は、それらのリングの第１層に電気的に活性化することなしにドーパントを注入することにより形成され、これによりこれらのリングは半絶縁性となる抵抗率を有するようになる。
【００３１】
装置の逆阻止状態での拡張手段の形成の機能が、阻止状態の装置中の空乏領域の境界を非常に単純化された方法で表した点線７により、模式的に示されている。連続したフィールドリング１６と１７、１７と１８の間の電圧は、境界６とフィールドリング１６との間と同様に、この方向では阻止状態で好適にはおおよそ等しくなる。連続したフィールドリングの間の半絶縁性材料の層のおかげで、フィールドリング１６〜１８の端部における電界濃度を通ってリーク電流が流れるのを防止できる。フィールドリングは、このようにして形成された半絶縁性材料の連続したリングの間を通るリーク電流を確実に遮ることができる。
【００３２】
図６は、図５に関して説明した拡張手段の他の形態であり、半導体材料のリング１６’〜１８’は、第１層１の表面上にｐ型ドーパントとともにＳｉＣをエピタキシャル成長することにより形成される。リング１６’〜１８’を形成するためにエピタキシャル成長した層をエッチングし、一方、注入中にリング１６’〜１８’の上を図示されていないマスクで覆った後、図５の具体例のように、イオン注入により、どうのように半絶縁性材料のリング１９〜２１が得られるかが、非常に模式的に示されている。このように、以下の図と同様に、この図は、どのように拡張手段が形成されたかを、その異なった工程を詳しく示すことなく説明するために用いられる。
【００３３】
図７は、拡張手段の他の形態を示す。ここでは、半絶縁材料のリング１９’〜２１’が、半絶縁材料の層を第１層１の上に成長することにより形成される。リング１６〜１８は、ここでは代わりに注入により形成され、注入されたドーパントを電気的に活性化するためにアニールが行われることが異なっている。
【００３４】
図８は、半絶縁性材料のリング１９’〜２１’と同様に、ｐ型ドープされたＳｉＣのリング１６’〜１８’が、第１層の上に連続して成長することにより、どのように形成されるかを示す。この場合、ｐ型ドープされたＳｉＣ層は、最初、第１層１の上にエピタキシャル成長され、続いてリング１６’〜１８’を形成するためにエッチングされる。その上で、半絶縁性材料がその上に成長される。その後に、マスクが形成され、リング１６’〜１８’に到達するまでエッチングが行われ、半絶縁性材料のリング１９’〜２１’が形成される。
【００３５】
図９は、図６と同じタイプの拡張領域を有する半導体装置を示す。しかしながら、最も内部のフィールドリング１６’は、ここでは金属層３に接触するように配置され、順導通状態において装置の動作に影響を与える。この場合、このリング１６’と、装置の活性領域のショットキ接合１５に平行な第１層との界面において、ｐｎ接合２２はが形成される。これは、サージが形成された場合、装置を通る電流のために、追加のチャネルが形成されることを意味する。このように、装置を横切って加えられる順方向電圧にｐｎ接合依存する電流と重なる、装置を横切って加えられる順方向電圧にショットキ依存する電流を有する接合１５が存在する。即ち、非常に急峻に拡がるが、高い電圧レベルから開始する。
【００３６】
図１０は、第２層２３が高ドープのｐ型層により形成されることにより、ｐｎ接合２４の形状のブロッキング接合をその活性領域に有する装置を示す。拡張領域は、図５に示す原理に従って形成されるが、フィールドリング１６〜１８の幅は第２層２３の横方向の端部から離れる方向に減少し、並置されたそのようなリングの間の距離もこの方向に減少することが示されている。
【００３７】
上述の代替えの中からの、拡張手段の形態の選択は、装置の使用意図、装置の半導体材料、装置特にこの拡張領域を作製するための技術の開発、および／または他の考慮による。
【００３８】
本発明は、勿論、上述の具体例に限定されるものではなく、それらの可能な如何なる変形も、添付した請求の範囲で規定された発明の基本的なアイデアから離れることなく、当業者にとって明らかである。
【００３９】
本発明は、ショットキダイオードやｐｎダイオードのみならず、装置の逆バイアス状態において接合阻止電流を有し、接合の横方向の端部において電界の集中を避けなければならない、全てのタイプの半導体装置に適用できることに留意すべきである。
【００４０】
更に、説明中で用いられた「...の上に」は、勿論、広く解釈され、このタイプの装置が上下逆になり、第１層が第２層の上に配置される場合や、装置が、添付図面の位置に対していかなる他の任意の角度に回転された場合にも用いられる。
【００４１】
リングは、少なくとも２つ、即ち１つのフィールドリングと１つの半絶縁性リングであり、正確な上限は無い。しかしながら、１２以上は現実的ではない。
【００４２】
半絶縁性、即ち半抵抗性の材料からなるリングは、半導体材料が高ドープの場合には、例えば低ドープＳｉＣのような低ドープの材料から形成される。そのようなリングは、例えば、低ドープの半絶縁性ＳｉＣの薄いキャップ層をエピタキシャル成長させ、続いて例えば図７の例に記載されたようにｐ型リングを形成して、作製される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
添付の図面について、例として参照された本発明の好ましい具体例の特定に記載は以下の通りである。
【００４４】
【図１】ショットキ接合の横方向の端部において電界が集中する現象を示すために使用された公知のショットキダイオードの概略図である。
【図２】ショットキ接合の主担を横方向に延ばすための異なった公知の技術の原理を示す、図１の半導体装置の概略図である。
【図３】ショットキ接合の主担を横方向に延ばすための異なった公知の技術の原理を示す、図１の半導体装置の概略図である。
【図４】ショットキ接合の主担を横方向に延ばすための異なった公知の技術の原理を示す、図１の半導体装置の概略図である。
【図５】本発明の第１の具体例にかかる半導体装置を示す、図２〜４に類似した概略図である。
【図６】本発明の第２の具体例にかかる半導体装置の拡張手段を主に示す拡大図である。
【図７】それぞれが交互に設けられた拡張手段を有する、本発明の第３および第４にかかる半導体装置の、図６に対応する拡大図である。
【図８】それぞれが交互に設けられた拡張手段を有する、本発明の第３および第４にかかる半導体装置の、図６に対応する拡大図である。
【図９】本発明の第５の具体例にかかる装置の、図６に対応する拡大図である。
【図１０】本発明の第６の具体例にかかる装置の、図６に対応する拡大図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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