(57)【要約】  炭化ケイ素半導体デバイス用のエッジ終端構造は、少なくとも炭化ケイ素ベース接合を部分的に取り囲んで、炭化ケイ素層中において、所定間隔で配置された複数の同心円のフローティングガードリング（３４）を有すると共に、フローティングガードリング上に設けられた絶縁層、及びフローティングガードリング同士の間でかつ炭化ケイ素層の表面の近くに設けられた炭化ケイ素表面電荷補償領域（３８）を有する。炭化ケイ素層上に窒化ケイ素層（５６）が設けられ、窒化ケイ素層上に有機保護層（６６）が設けられる。酸化膜層が窒化ケイ素層と炭化ケイ素層の表面との間に存在してもよい。エッジ終端構造の形成・製造方法も又、開示されている。
2009524217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化ケイ素半導体デバイスのためのエッジ終端構造であって、
炭化ケイ素ベースの半導体接合を少なくとも部分的に取り囲み、炭化ケイ素層中において間隔をもって配置された複数の同心円のフローティングガードリングと、
前記フローティングガードリング間で、前記炭化ケイ素層の表面に隣接する炭化ケイ素表面電荷補償領域と、
前記炭化ケイ素層上の窒化ケイ素層と、
前記窒化ケイ素上の有機保護層と
を備えることを特徴とするエッジ終端構造。
【請求項２】
前記炭化ケイ素層と前記窒化ケイ素層との間の前記炭化ケイ素層の表面上の酸化物層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項３】
前記窒化ケイ素層は、約５００Åから約１μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項４】
前記有機保護層は、ポリイミドを含むことを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項５】
前記有機保護層は、前記窒化ケイ素層よりも高い水分含量を有することを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項６】
前記フローティングガードリングは、前記炭化ケイ素中に第１の深さで延び、前記表面電荷補償領域は、前記炭化ケイ素層中に第２の深さで延び、前記第２の深さは、前記第１の深さより小さいことを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項７】
前記表面電荷補償領域は、前記フローティングガードリングより低濃度にドーピングされていることを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項８】
前記表面電荷補償領域は、前記フローティングガードリングのうちの隣接するフローティングガードリング間に完全に延びていることを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項９】
前記表面電荷補償領域は、前記フローティングガードリングのうちの隣接するフローティングガードリング間に延びているが、２つの隣接するフローティングガードリング間に完全には延びていないことを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項１０】
前記表面電荷補償領域は、前記炭化ケイ素上の第２の炭化ケイ素層を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項１１】
前記表面電荷補償領域は、前記酸化物層に隣接する前記表面電荷補償領域の表面が、前記酸化物層の表面電荷によって部分的に空乏化し、逆バイアスが前記デバイスに印加された場合には完全に空乏化するようなドーパント濃度を有することを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項１２】
前記表面電荷補償領域は、約１×１０12から約７×１０12ｃｍ-2のドーズ電荷を有することを特徴とする請求項１に記載のエッジ終端構造。
【請求項１３】
炭化ケイ素半導体デバイスのためのエッジ終端構造であって、
炭化ケイ素ベースの半導体接合の少なくとも一部分を取り囲み、炭化ケイ素層中において間隔をもって配置された複数の同心円のフローティングガードリングと、
前記フローティングガードリング間で、前記炭化ケイ素層の表面に隣接する炭化ケイ素表面電荷補償領域と、
前記炭化ケイ素層上の水分障壁層と、
前記水分障壁層上の環境保護層とを備え、前記水分障壁層及び前記環境保護層は、異なる物質を含むことを特徴とするエッジ終端構造。
【請求項１４】
前記炭化ケイ素層と前記水分障壁層との間の表面パッシベーション層をさらに備え、前記表面パッシベーション層及び前記水分障壁層は、異なる物質を含むことを特徴とする請求項１３に記載のエッジ終端構造。
【請求項１５】
前記表面パッシベーション層は、酸化物を含むことを特徴とする請求項１４に記載のエッジ終端構造。
【請求項１６】
前記酸化物は、熱酸化物を含むことを特徴とする請求項１５に記載のエッジ終端構造。
【請求項１７】
前記水分障壁層は、窒化ケイ素を含むことを特徴とする請求項１３に記載のエッジ終端構造。
【請求項１８】
前記環境保護層は、ポリイミドを含むことを特徴とする請求項１３に記載のエッジ終端構造。
【請求項１９】
炭化ケイ素半導体デバイスのためのエッジ終端構造であって、
炭化ケイ素ベースの半導体接合の少なくとも一部分を取り囲み、炭化ケイ素層の表面において間隔をもって配置された複数の同心円のフローティングガードリングと、
前記炭化ケイ素層の前記表面上の保護層と、
前記炭化ケイ素層の前記表面における前記フローティングガードリングの間の炭化ケイ素表面電荷補償領域とを備え、
前記炭化ケイ素層の前記表面は、前記デバイスが３５０時間、窒素下で、続いて１６８時間、空気中で、１０ｋＨｚにおいて０Ｖから６００Ｖの間でサイクルされた逆バイアス電圧にさらされる場合に、実質的に陽極酸化しないことを特徴とするエッジ終端構造。
【請求項２０】
炭化ケイ素半導体デバイスのためのエッジ終端構造の製造方法であって、
炭化ケイ素ベースの半導体接合の少なくとも一部分を取り囲み、炭化ケイ素層の表面において間隔をもって配置された複数の同心円のフローティングガードリングを形成すること、
前記炭化ケイ素層の前記表面において前記フローティングガードリングの間に炭化ケイ素表面電荷補償領域を形成すること、
前記フローティングガードリング上に窒化ケイ素層を形成すること、および、
前記窒化ケイ素層上に有機保護層を形成すること
を含むことを特徴とするエッジ終端構造の製造方法。
【請求項２１】
前記窒化ケイ素層を形成することの前に、前記炭化ケイ素層上に酸化物層を形成することを特徴とする請求項２０に記載のエッジ終端構造の製造方法。
【請求項２２】
前記窒化ケイ素層は、約５００Åから約１μｍの厚さを有することを特徴とする請求項２０に記載のエッジ終端構造の製造方法。
【請求項２３】
前記有機保護層は、ポリイミドを含むことを特徴とする請求項２０に記載のエッジ終端構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロニクスデバイスに関し、より詳細には、炭化ケイ素デバイスのためのエッジ終端に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、米国特許出願第１１／２６８，７８９（発明の名称「ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＦＬＯＡＴＩＮＧ  ＧＵＡＲＤ  ＲＩＮＧ  ＥＤＧＥ  ＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＣＡＲＢＩＤＥ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＮＧ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＣＡＲＢＩＤＥ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ  ＳＡＭＥ」出願日２００５年１１月８日）の一部継続出願である。これは、米国特許出願番号第１０／７３１，８６０（出願日２００３年１２月９日）であり、米国仮特許出願番号第６０／４４０，１９３（発明の名称「ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＦＬＯＴＩＮＧ  ＧＵＲＤ  ＲＩＮＧ  ＥＤＧＥ  ＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＣＡＲＢＩＤＥ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＯＦ  ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＮＧ  ＳＩＬＩＣＯＮ  ＣＡＲＢＩＤＥ  ＤＥＶＩＣＥＳＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ  ＳＡＭＥ」出願日２００３年１月１５日）の優先権を主張する。上記米国特許出願及び仮特許出願の開示内容は、本願明細書に全て組込まれるものとする。
【０００３】
例えば、約６００Ｖから約２．５ｋＶの間の電圧を取り扱うことができる高電圧炭化ケイ素（ＳｉＣ）ショットキーダイオードは、同様な定格電圧で製造されたシリコンＰＩＮダイオードと競合することが予想される。かかるダイオードは、その活性面積に応じて約１００アンペア以上もの電流を取り扱うことができる。高電圧ショットキーダイオードは、特に電力の調整、配電及び制御の分野においていくつかの重要な用途を有する。
【０００４】
かかる用途におけるＳｉＣショットキーダイオードの重要な特性は、そのスイッチング速度である。シリコンベースのＰＩＮデバイスは、一般的に比較的低速な（不十分な）スイッチング速度を示す。シリコンＰＩＮダイオードは、その電圧定格によっては、約２０ｋＨｚの最大スイッチング速度を有することもある。対照的に、炭化ケイ素ベースのデバイスは、理論的にはシリコンよりずっと高速な、例えば約１００倍を超える良好なスイッチング速度で動作できる。炭化ケイ素デバイスは、シリコンデバイスに比べてより高い電流密度を取り扱うことが可能なこともある。
【０００５】
従来のＳｉＣショットキーダイオード構造は、その上にドリフト領域として機能するｎ-エピタキシャル層が形成されるｎ型ＳｉＣ基板を有する。このデバイスは、典型的にはｎ-層上に直接形成されたショットキーコンタクトを含む。このショットキーコンタクトを取り囲んで、一般的にイオン注入によって形成されるｐ型ＪＴＥ（ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ；接合終端延長）領域が存在する。注入物は、アルミニウム、ホウ素、又は他の適切な任意のｐ型ドーパントとすることができる。ＪＴＥ領域の目的は、エッジ部で集中する電界を低下させ、又は防止することにあり、空乏領域（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  ｒｅｇｉｏｎ）を減らし、又はデバイスの表面と相互作用しないようにすることにある。表面効果が、空乏領域を不均一に広がらせることもあり、デバイスのブレークダウン電圧に悪影響を及ぼすこともある。他の終端技術には、表面効果によってさらに強い影響を受けることもあるガードリング（ｇｕａｒｄ  ｒｉｎｇ）及びフローティングフィールドリング（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｆｉｅｌｄ  ｒｉｎｇ）が含まれる。チャネルストップ領域を、窒素やリンなどのｎ型ドーパントの注入によって形成して、空乏領域がデバイスのエッジに伸びないようにすることもできる。
【０００６】
ＳｉＣショットキーダイオードの従来の終端については、非特許文献１に説明されている。ＳｉＣショットキーバリアダイオードのためのｐ型エピタキシガードリング終端については、非特許文献２に説明されている。さらに、終端技術については、“ＳｉＣ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  ＡＰＮ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ａ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ  Ｅｄｇｅ”という名称の特許文献１に説明されている。
【０００７】
前記で簡潔に説明したように、接合終端延長（ＪＴＥ）、ＭＦＧＲ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｇｕａｒｄ  ｒｉｎｇ；多重フローティングガードリング）及びＦＰ（ｆｉｅｌｄ  ｐｌａｔｅ；フィールドプレート）は、高電圧炭化ケイ素デバイス中における一般的に使用される終端スキームである。ＪＴＥは、非常に効果的なエッジ終端であるが、活性ドーピング濃度と接合深さの積を厳格に制御する必要もある。さらに、フォトリソグラフィステップ及び注入ステップが追加される結果として、追加の製造コストがかかってしまうこともある。
【０００８】
ＦＰは、デバイスのエッジ終端についての従来の技術でもあり、費用対効果が良いこともある。従来のＦＰデバイスにおいては、高電界が、金属フィールドプレート下の酸化物層によって維持・支持される。この技術は、シリコンデバイスについてうまく機能し、ここでは、半導体中の最高電界は比較的低くなっている。しかし、ＳｉＣデバイスにおいては、ブロッキング状態（ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｓｔａｔｅ）における電界は、非常に高い（約２ＭＶ／ｃｍ）こともあり、酸化膜と半導体の境界面（ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）において２．５倍になる。これにより、非常に高い酸化膜電界が引き起こされ、長期信頼性問題がもたらされる。したがって、ＦＰは、ＳｉＣデバイス中で使用するのには適していないこともある。
【０００９】
ＪＴＥに追加した多重フローティングガードリングが、ＪＴＥの注入ドーズ変動に対する感受性を低下させる技術として提案されている。Ｋｉｎｏｓｈｉｔａらは、かかる技術が注入ドーズ変動に対する感受性を低下させたことを報告している（例えば、非特許文献３参照）。しかし、ガードリングが、ＪＴＥの内部エッジにもＪＴＥの外側にも追加されるので、終端のために利用される面積は、ＪＴＥだけの面積のほぼ３倍にまで増大された。
【００１０】
ＭＦＧＲは、ＪＴＥに比べて少ない製造ステップを使用することができるので、エッジ終端の費用対効果の良い方法にもなり得る。しかし、ＭＦＧＲは、酸化膜と半導体の境界面における表面電荷の影響を非常に受けやすいこともある。図１Ａ乃至Ｄは、理想的なＭＦＧＲ終端の理想的な電界プロファイルを示す図である。図１Ａは、従来のＭＦＧＲデバイスを示しており、ｐ型ＳｉＣガードリングの同士の間隔は、説明を簡単にするために一定として示している。ブロッキング状態において、空乏領域は、主要接合（ｍａｉｎ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ）から出発して横方向にも垂直方向にも広がる。この空乏領域が、第１のガードリング（Ｇｕａｒｄ  Ｒｉｎｇ；ＧＲ）まで連通した後に、第１のガードリングの電位は、主要接合の電位に固定される。この時、ガードリングの連通側は、少量の正孔をｎ領域に注入する。失われた電荷は、ガードリングの外側エッジからのｎ電荷の空乏化によって置き換えられる。この連通及び電荷注入は、空乏領域が最後のガードリングに到達するまで継続される。ガードリングの間の空乏化したｎ電荷量は、（一定間隔のＭＦＧＲでは）同じなので、各ガードリングのｘフィールドのピークは、図１Ｂに示すように、すべてのガードリングについて同じである。しかし、図１Ｃに示すように、ｎ電荷の空乏化の量がすべてのガードリングについて異なるので、ピークｙフィールドは、すべてのガードリングについて異なっている。最高のｙフィールド値が主要接合の位置に存在し、後続のガードリングは、ｙフィールドのレベルを低下させている。ｘフィールドとｙフィールドのベクトルの和が、図１Ｄに示され、これは、（図１Ａ中において丸で囲まれた）主要接合の下部コーナーにおいて最高の電界を示す。したがって、等間隔のＭＦＧＲ終端が使用される場合に、ブレークダウンは、主要接合の丸で囲まれた下部エッジにおいて生じることが予想される。各フローティングガードリングが、同じ電界を維持することが望ましい場合には、ガードリングの間の間隔を変化させることもできる。主要接合と最も内側のガードリングの間の間隔を最小にし、最も外側のガードリングにおける間隔を最大にすることができる。
【００１１】
ＭＦＧＲ終端スキームに伴う１つのクリティカルな可能性のある課題は、ＭＦＧＲ終端スキームが酸化膜と半導体の境界面における電荷の影響を非常に受けやすいことである。ＭＯＳトランジスタのＭＯＳ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；金属酸化膜半導体）ゲート領域における正味の電荷は、非常に低く（小さく）なる可能性がある。しかし、フィールド酸化膜は、一般的に熱成長ゲート酸化膜に比べるとしばしば低品質になることがあり、プラズマ処理ステップは、より高密度（高い）の酸化膜電荷をもたらすこともある。大量の正電荷が、酸化膜と半導体の境界面に存在する場合に、低濃度ドープのｎ層の表面は、ｎ+領域へと変化し、このｎ+領域がこれらの等電位線を圧縮させる。これにより、酸化膜と半導体の境界面において非常に高い・強い電界がもたらされ、したがって、フローティングガードリングの有効性が低下し、この高い・強い電界により、デバイスについてのブロッキング電圧の低下がもたらされ得る。さらに、この電荷は、たいていは正電荷であるが、酸化膜と半導体の境界面に向かって、又は境界面から遠ざかるように移動する可能性があり、経時（ｔｉｍｅ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）ブレークダウン電圧のウォークアウト（ｗａｌｋ  ｏｕｔ）、すなわち、ブレークダウンウォークアウトを引き起こす。ブレークダウンウォークアウトは、ブレークダウン電圧が、第一の値から出発し、時間とバイアスと共に増大する現象のことを意味する。フィールド酸化膜は、一般的に堆積させられるので、この問題は炭化ケイ素デバイスにおいてはさらに大きくなることさえあり得る。堆積酸化膜は、一般的に熱成長層の特性に比べて劣った特性を有し、炭化ケイ素デバイス中における酸化膜‐半導体境界面は、シリコンデバイスの電荷密度に比べて非常に高い電荷密度を有する。
【００１２】
各ガードリング上にオフセットフィールドプレート（Ｏｆｆｓｅｔ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐｌａｔｅ）を配置することが提案されている（非特許文献４参照）。かかる構造が、図２に示されている。図２に示すように、ｎ型半導体層１０は、その中に形成された主要接合１２と、一連のフローティングガードリング１４を有する。酸化膜１６が、半導体層１０上に設けられ、開口部がこの酸化膜層１６中に設けられている。オフセットフィールドプレート１８が、この開口部中に設けられて、フローティングガードリング１４に接触し、酸化膜層１６上に延在している。
【００１３】
Ｙｉｌｍａｚらは、各ガードリングが維持・支持する電圧を均一に分布させることができ、境界面の近くの等電位線を広げることによって寄生電荷に対する感度を低下させることができることを実証した。シリコンデバイス中のドリフト層のドーピング濃度は、一般的に低く、ガードリングは、ガードリング同士の間にかなり大きな間隔を有することができるので、この技術は、シリコンデバイスにおいては比較的簡単に適用することができる。しかし、炭化ケイ素デバイスにおいては、ドリフト層中のドーピング濃度は、同じブロッキング能力を持つシリコンデバイスのドーピング濃度に比べて１００倍以上になる可能性があり、各ガードリングが維持する電界は、シリコンデバイスの電界の１０倍以上にもなり得る。したがって、ガードリングは、シリコンデバイスに比べてずっと近づけて配置する必要があることもあり、必要となり得るフィールド酸化膜厚は、シリコンデバイス中で使用される膜厚に比べてずっと厚くなることもある。このオフセットフィールドプレートフローティングガードリング構造は、別々に各ガードリングに接触する各フィールドプレートを有し、ガードリングのエッジは、次のガードリングのエッジとオーバーラップすべきではないので、炭化ケイ素デバイスでは、フォトリソグラフィなどの従来の製造技術を用いてかかる要件を達成することは難しいこともある。このような要件を満たすためには、各ガードリングは拡大する必要があり得るが、ガードリングの位置合わせ許容範囲は、０．２５μｍより小さくすべきである。かかる位置合わせ要件は、たとえ不可能でないとしても、ＳｉＣでは従来のコンタクト露光装置を用いて達成することは困難なこともある。必要となり得る酸化膜の厚みのために、ステップカバー（ｓｔｅｐ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）が、このオフセットフィールドプレート‐フローティングガードリング構造に伴う別の問題になることもある。さらに、酸化膜が電界又は電圧を維持・支持しているので、フィールドプレート設計においては、酸化膜の品質が、容認できる結果を達成する際に重要なこともある。炭化ケイ素デバイス中の酸化膜は、一般的にシリコンデバイス中で使用可能な（存在する）酸化膜に比べて低品質を有する。したがって、このオフセットフィールドプレート‐フローティングガードリング構造は、炭化ケイ素デバイスでは、実用的でないこともある。
【００１４】
従来のガードリングベースＳｉＣショットキーデバイスは、さらに炭化ケイ素の表面の陽極酸化にさらされ、陽極酸化は、リバースブロッキング状態（ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｓｔａｔｅ）中でガードリングを通して大きな電流フローを伴うこともあり得る。陽極酸化プロセスにおいて、炭化ケイ素表面上のポリイミド保護層内に含有された酸素は、酸化ケイ素を形成する高電界によって生じる電流の存在下で炭化ケイ素基板と反応し得る。炭化ケイ素表面の陽極酸化は、炭化ケイ素表面上に粗悪な品質の酸化物層をもたらし、酸化物層は、エッジ終端の有効性を減少させる可能性がある。
【特許文献１】国際公開第９７／０８７５４号パンフレット
【非特許文献１】Ｓｉｎｇｈ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｐｌａｎａｒ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  ４Ｈ−ＳｉＣ  Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｄｉｏｄｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｌｏｗ  Ｌｅａｋａｇｅ  Ａｎｄ  Ｈｉｇｈ  Ｙｉｅｌｄｓ，“ＩＳＰＳＤ‘９７，ｐｐ．１５７−１６
【非特許文献２】Ｕｅｎｏ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｈｅ  Ｇｕａｒｄ−Ｒｉｎｇ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｉｃ  Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｏｄｅ，”ＩＥＥＥ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ，１９９５，ｐｐ．３３１−３３２
【非特許文献３】Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｇｕａｒｄ  Ｒｉｎｇ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  ＲＥＳＵＲＦ：Ａ  Ｎｅｗ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｓｔａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ  Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ｆｏｒ  ＳｉＣ  Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，”Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  ＩＳＰＳＤ  ‘０２，ｐｐ．２５３−２５６
【非特許文献４】Ｙｉｌｍａｚ，“Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｂｌｏｃｋｉｎｇ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ，”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．３，Ｊｕｌｙ  １９９１，ｐｐ．１６６６−１６７５
【非特許文献５】Ａｐｐｅｌｓ  ｅｔ  ａｌ．，”Ｈｉｇｈ−ｖｏｌｔａｇｅ  ｔｈｉｎ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｖｉｃｅｓ  （ＲＥＳＵＲＦ  ｄｅｖｉｃｅｓ），”ＩＥＤＭ  Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇ．，１９７９，ｐｐ．２３８−２４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述したような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体デバイスについての改善されたエッジ終端を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態では、炭化ケイ素ベースの接合を少なくとも部分的に囲む炭化ケイ素層において、間隔をおいて設けられた、複数の同心円のフローティングガードリングを有する炭化ケイ素半導体デバイスのためのエッジ終端構造を提供する。絶縁層がフローティングガードリング上に設けられ、炭化ケイ素表面電荷補償領域が、フローリングガードリング間に設けられ、絶縁層に近接している。窒化ケイ素層は、炭化ケイ素層上に設けられ、有機保護層は、窒化ケイ素層上に設けられる。
【００１７】
エッジ終端構造は、さらに、炭化ケイ素層と窒化ケイ素層との間に酸化物層を含んでも良い。窒化ケイ素層は、約５００Åから約１μｍの厚さを有する。
【００１８】
有機保護層は、ポリイミドを含有し、窒化ケイ素層よりも高い水分含量を有してもよい。
【００１９】
フローティングガードリングは、炭化ケイ素層中に第一の深さで延び、表面電荷補償領域は、炭化ケイ素層中に第二の深さだけ延びることができる。第２の深さは、第１の深さより短い。表面電荷補償領域は、ガードリングより低濃度にドーピングされ得る。
【００２０】
いくつかの実施形態において、表面電荷補償領域は、フローティングガードリングのうちの隣接するフローティングガードリング間で完全に延びる（フローティングガードリング間をつなぐように延びる）ことがきる。他の実施形態においては、表面電荷補償領域は、フローティングガードリングのうち隣接するフローティングガードリング間で延びるが、隣接するフローティングガードリング同士の間では完全に延びない（フローティングガードリング間をつなぐように延びない）こともある。
【００２１】
表面電荷補償領域は、炭化ケイ素層上に第２の炭化ケイ素層を含んでもよい。表面電荷補償領域は、酸化膜層に近接した表面電荷補償領域の表面が、酸化膜層の表面電荷によって部分的に空乏化し、逆バイアスがデバイスに印加された場合には、完全に空乏化するようなドーパント濃度を有することができる。
【００２２】
表面電荷補償領域は、約１×１０12から約７×１０12ｃｍ-2のドーズ電荷を有することができる。
【００２３】
本発明のさらなる実施形態によると、炭化ケイ素半導体デバイス用のエッジ終端構造は、炭化ケイ素ベース接合を少なくとも部分的に囲み、炭化ケイ素層中に間隔をおいて設けられた複数の同心円のフローティングガードリングと、フローティングガードリング上に設けられた絶縁層と、フローティングガードリングと近接した絶縁層の間に設けられた炭化ケイ素表面電荷補償領域とを含む。絶縁層は炭化ケイ素層上に水分障壁部を設けることができ、水分障壁部上に環境保護層を設けることができる。
【００２４】
エッジ終端構造は、さらに、炭化ケイ素層と水分障壁層の間に表面パッシベーション層を設けることができる。表面パッシベーション層は、熱酸化物のような酸化物を有することができる。水分障壁層は、窒化ケイ素を有することができる。環境保護層は、ポリイミドを有することができる。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態によると、炭化ケイ素半導体デバイスのためのエッジ終端構造は、炭化ケイ素ベース接合を少なくとも部分的に囲む炭化ケイ素中で、間隔をもって配置された複数の同心円のフローティングガードリングを有し、炭化ケイ素層の表面上に保護層が設けられ、炭化ケイ素表面電荷補償領域が、フローティングガードリング間および炭化ケイ素層の表面上に設けられている。炭化ケイ素半導体デバイスは、このデバイスが、３５０時間、窒素下で、続いて、１６８時間、空気下で、１０ｋＨｚにおいて、０Ｖから６００Ｖの間の逆バイアス電圧にさらされる場合に、実質的に陽極酸化しない表面を含有する。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態によると、炭化ケイ素半導体デバイスのエッジ終端構造の製造方法は、少なくとも一部が炭化ケイ素ベース半導体接合を囲み、炭化ケイ素層の表面において間隔をおいて設置された複数の同心円のフローティングガードリングを形成するステップと、炭化ケイ素層表面においてフローティングガードリング同士の間に炭化ケイ素表面電荷補償領域を形成するステップと、炭化ケイ素層表面に窒化ケイ素層を形成するステップと、窒化ケイ素層に有機保護層を形成するステップを有する。
【００２７】
前記方法は、さらに、炭化ケイ素層と窒化ケイ素層との間に酸化層を形成するステップを有してもよい。窒化ケイ素層は、約５００Åから約１μｍの厚さを有してもよい。有機保護層は、ポリイミドを含有し得る。
【００２８】
本発明の利点及び／又は特徴、並びにこれらが実現される方法については、本発明の以下の詳細な説明を、好ましい例示の実施形態を示す添付図面と併せ考察することにより、さらに簡単に明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態を、以下に、本発明の実施形態が示されている添付図面を参照し、より詳細に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態・態様で実施することができ、ここに説明する実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。この開示は、完全及び十分に当業者に対して本発明の範囲を伝える。同様の番号は、全体を通して同様の要素を示している。
【００３０】
第一、第二などの用語が、様々な要素を表現するために本明細書で使われているが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素を他の要素と区別するためにのみ使われる。例えば、第一の要素は、第二の要素と称されてもよく、同様に、第二の要素は、本発明の範囲内において、第一の要素と称されてもよい。本明細書で使用されているように、「および／また」という用語は、１つ以上の関連し記載された項目の任意及び全ての組み合わせを含む。
【００３１】
本明細書で使われる用語は、特定の実施形態の説明のためだけに用いられるものであり、本発明の限定を意図するものではない。本明細書で使われるように、文脈から明らかに別のものであると示されていない限り、単数形「ａ」「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、同様に複数形を含有することを意図する。本明細書で「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」（〜から成る）「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ／ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、規定された特徴、正数、ステップ、操作、要素、及び／又は成分の存在を明確に述べるが、それに関しての一つ以上の他の特徴、正数、ステップ、操作、要素、及び／又は群を排除しない。
【００３２】
他の定義がない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野における当業者によって普通に用いられるのと同じ意味を有する。本明細書で使われる用語は、明細書及び従来技術の文脈でそれらの意味と矛盾しない意味を有するように解釈されるべきであり、明確に定義されていなければ、理想的な又は非常に形式的な意味に解釈するべきではない。
【００３３】
添付の図面に示すように、層又は領域のサイズは、図示の目的のために誇張されており、一般的な構造又は本発明を例示するために用いられている。さらに、本発明の様々な態様は、基板又は他の層上に形成される層に関して説明されている。当業者には理解されるように、別の層又は基板上に形成される層については、追加の層が介在しうる。この明細書では、介在する層なしに別の層又は基板上に形成される層は、基板上に「直接」形成される層又は基板上に「直接」形成されている層を意味している。
【００３４】
下記により詳細に記載されているように、本発明の実施形態では、Ｐ−Ｎデバイス、ショットキーデバイス、ＰｉＮデバイス、又は同じような他の半導体デバイスなどの半導体デバイスの改善されたエッジ終端を提供することができる。本発明の特定の実施形態は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）デバイスについてのエッジ終端を提供している。例えば、本発明の実施形態は、ＳｉＣショットキーダイオード、接合バリアショットキー（ＪＢＳ）ダイオード、ＰｉＮダイオード、サイリスタ、トランジスタその他のＳｉＣデバイスのためのエッジ終端として利用することができる。本発明の実施形態は、酸化膜と半導体の表面電荷に対する多重フローティングガードリング終端の感度を低下させることができる。特定の実施形態においては、薄いｐ型層などの表面電荷補償層が、多重フローティングガードリングに追加して設けられる。表面電荷補償層を利用して、この炭化ケイ素デバイス中の酸化膜と半導体の境界面における電荷の影響を少なくとも部分的に中和する。
【００３５】
図３は、本発明の特定の実施形態を示す炭化ケイ素半導体デバイス２０の断面図である。図３に示すように、低濃度にドーピングしたｎ型炭化ケイ素層などの炭化ケイ素層３０は、その中に、例えば、ｐ型炭化ケイ素の主要接合３２、及びｐ型炭化ケイ素フローティングガードリングなどの複数のフローティングガードリング３４を備えている。炭化ケイ素層３０は、ｎ+４Ｈ−ＳｉＣ基板上に成長し得る。酸化物層などの絶縁層２６は、炭化ケイ素層３０上に設けられる。この絶縁層２６は、堆積させられた酸化膜又は成長された酸化膜からなってもよく、当業者に知られている技術を利用して製造することができる。本発明の特定の実施形態においては、この絶縁層２６はＳｉＯ2などの酸化物、Ｓｉ3Ｎ4などの窒化物、酸化物‐窒化物‐酸化物構造及び／又は窒化酸化物、あるいはポリイミド層などの有機膜とすることができる。
【００３６】
さらに図３に示されるように、ｐ型炭化ケイ素などの炭化ケイ素の薄い領域が、間隔をおいて配置されたフローティングガードリング３４同士の間に設けられて、等電位線を拡散させて、この表面電界を低下させ、したがって、表面電荷補償領域又は表面電荷補償層３６を形成する。図３に示すように、表面電荷補償領域３６のそれぞれは、２つの隣接したフローティングガードリング３４のうち第１のフローティングガードリングに近接し接触しており、これら２つの隣接したフローティングガードリング３４のうちのこの第１のフローティングガードリングから第２のフローティングガードリングに向かって延びることができる。或いは、炭化ケイ素の２つ以上の薄い領域を、隣接するフローティングガードリング３４同士の間に設けることができ、これら２つ以上の薄い領域は、フローティングガードリング３４のそれぞれ一方から他方に向かって延びることができる。本発明の他の実施形態においては、表面電荷補償領域３６は、サイズ、ドーピング、形状、又は隣接するフローティングガードリング３４に対する位置が同じである必要はない。表面電荷補償領域３６は、例えば、ｐ型炭化ケイ素層として設けることができる。
【００３７】
ｐ型炭化ケイ素表面電荷補償領域がｎ型炭化ケイ素層３０中に設けられる、図３に示す構造では、表面電荷補償領域又は表面電荷補償層３６のドーズ電荷（密度×深さ＝ドーズ）は、約１×１０12から約1×１０13ｃｍ-2のはずである。酸化膜と半導体の境界面は、約１×１０12ｃｍ-2から約２×１０12ｃｍ-2の正電荷を有することが予想される。表面電荷補償領域３６の表面は、一般的にこの正の表面電荷によって空乏化することになり、表面電荷補償領域３６中の空乏領域内の負電荷は、この酸化物境界面電荷から発生するＥフィールド線を終端し、この正の境界面電荷の悪影響を中和（相殺）することになる。さらに、表面電荷補償領域３６における電荷量は十分に小さく、その結果、これらの領域は、（このデバイスのブロッキング電圧より小さい）低電圧において完全に空乏化することができ、これは、フローティングガードリングが適切に機能するために必要となることもある。したがって、表面電荷補償領域３６により、この多重フローティングガード終端では、酸化膜電荷の変化に対する感度を下げるか、まったく感じなくさせる。したがって、本発明の実施形態による表面電荷補償領域３６の動作は、ＲＥＳＵＲＦ原理（例えば、非特許文献５参照）を利用したＪＴＥ終端とは非常に異なるように機能することができる。その理由は、本明細書中で説明している表面電荷補償領域３６の機能が、酸化物の電荷に対して補償する一方、従来のＪＴＥにおいてはｐ層を使用して、ドリフト層の空乏領域中の電荷を垂直方向に終端し、その結果、横方向の電界が低下及び／又は最少化されるからである。
【００３８】
図３に示された構造は、酸化物電荷を補償するのに有効であるが、炭化ケイ素デバイス中に設けられるフローティングガードリング間の小さな間隔により、フォトリソグラフィのために必要となり得る厳しい位置合わせ許容範囲のためにかかるデバイスの製造が困難になってしまうこともある。したがって、図４に示すように、炭化ケイ素デバイスにおいては、すべてのガードリングを接続する１つのパターンにすべての表面電荷補償ｐ層を統合することがより実用的になり得る。したがって、図４に示すように、炭化ケイ素デバイス２０’は、隣接するフローティングガードリング３４同士の間に設けられた表面電荷補償層３８を有するように構成されている。炭化ケイ素デバイス２０’においては、表面電荷補償層３８は、ｐ型炭化ケイ素層として示されている。ｐ型炭化ケイ素層３８は、約１×１０12から約１×１０13ｃｍ-2の総電荷を有することができ、これは図３に示す総電荷と同じである。ｐ型炭化ケイ素層３８中のこの電荷は、正の酸化物電荷を中和することになり、したがって、このデバイスが、酸化物と半導体の表面電荷から影響を受けないようになる。
【００３９】
表面電荷補償領域３６／表面電荷補償層３８は、いくつかの実施形態においては、約０．１μｍから約２μｍの厚さを有することができる。さらに、表面電荷補償領域３６が隣接フローティングガードリングを接続しない本発明の実施形態においては、約０．１μｍから約２μｍのギャップを設けることができる。
【００４０】
本発明の特定の実施形態においては、フローティングガードリング３４は、同じ間隔で配置されても良く、異なる間隔又は同じ間隔と異なる間隔の組合せで配置されても良い。さらに、フローティングガードリング３４は、炭化ケイ素層中に約０．１μｍから約２μｍ延びることができる。いくつかのケースにおいては、ガードリング３４は、炭化ケイ素層中に約０．１μｍから約１μｍ延びることができる。ガードリング３４は、約０．１μｍから約１０μｍの間隔を有することができる。さらに、本発明のいくつかの実施形態においては、約１個から約１００個のガードリング３４を設けることができる。フローティングガードリング３４は、デバイスの主要接合から約２μｍから約１ｍｍの深さに延びることができる。フローティングガードリング３４は、約１×１０18ｃｍ-3から約１×１０20ｃｍ-3のドーパント濃度を有することができる。いくつかの実施形態において、フローティングガードリング３４は、約１×１０19ｃｍ-3から約１×１０20ｃｍ-3のドーパント濃度を有することができる。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態によるデバイスの製造では、ｐ型層３８又はｐ型領域３６は、ガードリング３４の形成前又は形成後に形成することができる。かかる領域３６又は層３８は、例えば、イオン注入、又は当業者に知られている他の技術によって設けることができる。或いは、ｐ型層及び／又はｐ型領域はＳｉＣのエピタキシャル成長層又はＳｉＣの堆積層としてもよく、層３０上に形成される。所定領域では、所望の表面電荷補償領域及び／又は所望の層を設けるためにパターン化処理されてもよい。この場合、ガードリングは、ＳｉＣ層の形成前又はＳｉＣ層の形成後に形成されてもよい。注入されたｐ型ドーパントは、１３００℃又はそれより高い温度でアニーリングすることによって活性化されてもよい。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態による終端部の動作（operation）が、図５Ａ及び図５Ｂに示されている。小さな逆バイアスが印加された場合に、表面電荷補償層（ＳＣＣＬ）３８のニュートラルな部分（すなわち、層３８の、酸化物電荷によって空乏化していない部分）は、空乏化し始め、図５Ａに示すように空乏領域５０を形成する。ＳＣＣＬ３８は完全には空乏化しないので、すべてのフローティングガードリングは、この時点では、電気的に接続されており、ＳＣＣＬ３８の、最も外側のフローティングガードリングから外に延びる部分は、図５Ａに示すように、この空乏領域を広げることにより、早期のブレークダウンを防止する。高い逆バイアスの電荷を印加すると、ＳＳＣＬ３８は完全に空乏化し、フローティングガードリングは電気的に隔離されるようになる。しかし、フローティングガードリングは、依然としてキャパシタンス（図５Ａに示されているＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４を参照）によって互いに結合されている。デバイスに印加される電圧は、フローティングガードリング間のキャパシタンスに応じて分割される。
【００４３】
例えば、図５Ａにおいて、Ｖ１が主要接合３２と第１のガードリング３４の間の電圧であり、Ｖ２が第１のガードリング３４と第２のガードリング３４の間の電圧であり、Ｖ３が第２のガードリングと第３のガードリングの間の電圧であり、Ｖ４が第３のフローティングガードリングとｎ層３０の間の電圧であるとすると、Ｖ１＝（（１／Ｃ１）／（１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃ３＋１／Ｃ４））×合計電圧（Ｔｏｔａｌ  Ｖｏｌｔａｇｅ）となり、式中でこの合計電圧は、Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４である。各ガードリングの電位は、キャパシタンス比と印加された逆バイアス電圧によって決定され、この場合に、電位は、各フローティングガードリング下の、垂直方向の空乏層の幅（大きさ）を決定する。各ガードリングの電位は、フローティングガードリングが、主要接合に近づくにつれて増大する。この結果、図５Ｂに示すように、滑らかに広がった空乏領域５０’が得られる。
【００４４】
本発明の開示を考慮すれば当業者に理解されるように、本発明の実施形態は、Ｐ−Ｎ主要接合に関して説明されているが、本発明の実施形態によるエッジ終端技術は、ショットキー接合など、他のデバイスタイプ及び／又は接合タイプに利用することもできる。
【００４５】
図６Ａ乃至図６Ｊを参照して、本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を以下に説明する。図６Ａに示すように、炭化ケイ素層３０には、その中に接合３２と、所定の間隔をおいた同心円フローティングガードリング３４が形成されている。かかる領域は、例えば、イオン注入によって炭化ケイ素基板及び／又はエピタキシャル層中に形成することができる。
【００４６】
図６Ｂに示すように、炭化ケイ素層上にマスク層１００を形成し、パターン形成することができ、これらは、接合３２及びガードリング３４領域に対応したものにする。マスク層１００は、従来のマスク材料からなることもでき、また、例えば、当業者に知られている従来のフォトリソグラフィ技術又は他の技術を使用してパターン形成することができる。マスク層１００は、接合３２及びガードリング３４に隣接した窓（ウィンドウ）を形成する。窓（ウィンドウ）は、隣接したガードリング同士の間で部分的又は完全に延びることができ、及び／又はガードリング３４及び接合３２の間で部分的又は完全に延びることができる。
【００４７】
図６Ｃは、マスク層１００をイオン注入マスクとして使用したイオン注入を用いた、表面電荷補償領域３６の形成を示している。形成後、マスク層１００は除去され（図６Ｄ）、その後、絶縁層２６が形成される（図６Ｅ）。絶縁層２６は、例えば、熱酸化及び／又は酸化物を堆積させることによって形成される。
【００４８】
図６Ｆは、本発明のさらなる実施形態による、エッジ終端構造の製造方法を示している。図６Ｆに示すように、炭化ケイ素層３０の上に、薄い炭化ケイ素層１２０が形成されている。炭化ケイ素層１２０は、注入層及び／又はエピタキシャル層でもよく、またその表面電荷補償領域及び／又は表面電荷補償層に関して前述したような厚さ及びドーピングレベルを有することもできる。
【００４９】
図６Ｇは、マスク層１４０の形成及びパターン形成を示す図である。マスク層１４０は、従来のマスキング技術を利用して形成することができ、表面電荷補償領域に対応している。マスク中の窓（ウィンドウ）は、接合３２及び／又はガードリング３４に対応する。マスク層１４０をイオン注入マスクとして利用して、イオンが炭化ケイ素層３０中に注入されて、接合３２及び／又はガードリング３４が設けられる（図６Ｈ）。次いで、マスク層１４０を除去し（図６Ｉ）、絶縁層２６を形成する（図６Ｊ）。絶縁層２６は、例えば、熱酸化及び／又は酸化膜を堆積させることによって形成される。
【００５０】
本発明の実施形態は、特定の製造工程、特定のマスクパターンなどに関して説明してきたが、本発明の開示を考慮すれば当業者には理解されるように、本発明の教示から得られることを維持しつつ、他の工程、工程シーケンス、マスクパターンなどを利用することもできる。例えば、ガードリング及び表面電荷補償領域の注入の異なるシーケンスを使用することもできる。さらに、このデバイスの特定の製造工程が、製造するデバイスに依存することもある。したがって、例えば、トランジスタの製造は、ダイオードの製造とは異なる製造ステップを有することもある。したがって、本発明の実施形態は、特定の製造工程だけに限定されるものとして解釈すべきではなく、本明細書中で説明するようなエッジ終端構造を提供する構造工程を包含することもできる。
【００５１】
（実施例）
以下の実施例は、本発明の特定の実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定する実施形態として解釈すべきではない。
【００５２】
１．５８ｍｍ2の活性面積を有するショットキーダイオードが、本発明の実施形態による接合終端技術を利用して製造された。様々な接合終端構成が、以下の表１において示されている。表１において、これらのデバイスは、ガードリング（ＧＲ）数と、接合終端延長部（ＪＴＥ）が存在したかどうかと、存在した場合にはそのＪＴＥがどこに配置されていたかと、電荷補償層（ｐ層）がそのデバイス中に存在したかどうかによって識別される。表１の１ゾーンＪＴＥは、１つのドーピングレベルＪＴＥを有するデバイスを意味している。これらのデバイスの様々な物理特性及び電気特性もまた、表１に示されている。表１において、ＢＶは、ブレークダウン電圧を意味し、製造された６枚のウェハのうちの１枚のウェハ上のデバイスについての平均（ＡＶＥ）及び最大（ＭＡＸ）のブレークダウン電圧が示されている。
【００５３】
【表１】
2009524217.tif 000003
【００５４】
６枚のウェハは、ウェハ１については約７．１ｅ１５、ウェハ２については約７．７ｅ１５、ウェハ３については約６．２５ｅ１５、ウェハ４については約６．３ｅ１５、ウェハ５については約５．３ｅ１５、及びウェハ６については約５．５ｅ１５のドーピング濃度で製造した。ｐ層デバイスの注入はすべて、フォトレジストマスクを用いて室温で実施した。しかし、他の注入温度も利用することが可能であった。ホウ素が、すべてのデバイスについてのドーパントとして使用された。図７Ａ乃至図１２Ｈは、表１に示した６つのウェハについての様々な終端タイプを有するデバイスについての分布プロットである。表１を参照すると、低濃度にドーピングされたｐ層が、電荷補償層のない同様なガードリングデバイスと比較して改善されていることがわかる。
【００５５】
図７Ａ乃至図１２Ｈは、表１のデバイス間におけるブレークダウン電圧分布を示している。図７Ａ、図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ及び図１２Ａは、６つの別々のウェハ上に設けられた４重ガードリング終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布図である。図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ及び図１２Ｂは、６つの別々のウェハ上に設けられた６重ガードリング終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布図である。図７Ｃ、図８Ｃ、図９Ｃ、図１０Ｃ、図１１Ｃ及び図１２Ｃは、６つの別々のウェハ上に設けられた８重ガードリング終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布図である。図７Ｄ、図８Ｄ、図９Ｄ、図１０Ｄ、図１１Ｄ及び図１２Ｄは、６枚の別々のウェハ上に設けられた、最後のガードリングにＪＴＥを有する８重ガードリング終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットである。図７Ｅ、図８Ｅ、図９Ｅ、図１０Ｅ、図１１Ｅ及び図１２Ｅは、非特許文献３中で説明された終端構造と同様の、６つの別々のウェハ上に設けられた、ガードリング及びＪＴＥの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布図である。図７Ｆ、図８Ｆ、図９Ｆ、図１０Ｆ、図１１Ｆ及び図１２Ｆは、６つの別々のウェハ上に設けられた、電荷補償を伴う１．７５μｍガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布図である。図７Ｇ、図８Ｇ、図９Ｇ、図１０Ｇ、図１１Ｇ及び図１２Ｇは、６つの別々のウェハ上に設けられた、電荷補償層を伴う２．０μｍガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットである。図７Ｈ、図８Ｈ、図９Ｈ、図１０Ｈ、図１１Ｈ及び図１２Ｈは、６枚の別々のウェハ上に設けられたＪＴＥ終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布図である。
【００５６】
上述したように、従来のガードリングベースのＳｉＣショットキーデバイスは、炭化ケイ素の表面の陽極酸化にさらされ、陽極酸化は、リバースブロッキング状態（ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｓｔａｔｅ）中においてガードリングを通っている大きな電流フローを伴うこともある。従来のＳｉＣショットキーダイオードにおいて、ポリイミドなどの有機保護層は、ＳｉＣ基板の表面上に形成され、エッジ終端構造を有するＳｉＣデバイスに対する環境保護層及び／又は物理保護層を設けることができる。しかし残念なことに、ポリイミド保護層は、大量の水分を含有し、かつ／又は吸収することがある。
【００５７】
陽極酸化プロセスにおいて、炭化ケイ素表面上のポリイミド層内で水分に含まれている酸素は、酸化ケイ素がもたらす高電界によって生じる電流の存在下で炭化ケイ素基板と反応し、酸化ケイ素を形成する。炭化ケイ素表面の陽極酸化は、炭化ケイ素表面上に粗悪な品質の酸化物層をもたらし、この酸化物層は、エッジ終端の有効性を減ずる可能性がある。図１３は、デバイスの断面の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像であり、炭化ケイ素ショットキーデバイス表面での陽極酸化の例を示している。図１３に示すように、小さなボイド（ｖｏｉｄ）４３及び固体材料４５は、ガードリングに近接した炭化ケイ素層３０の表面で形成される。固体材料のエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）解析は、固体材料がケイ素（silicon）および酸素を含むことを示し、そのことから、炭化ケイ素表面の陽極酸化を強く示唆している。
【００５８】
本発明の一部の実施形態は、ＳｉＣデバイスにおけるピーク表面段階を減弱し得るエッジ終端構造を提供する。ピーク表面電界を弱めると、陽極酸化が減少する。しかし、減少した表面電界を用いても、炭化ケイ素デバイス表面には、いくらかの陽極酸化が存在しており、この陽極酸化は、デバイス性能に悪影響を及ぼし得る。
【００５９】
陽極酸化の発生を減少させるためには、有機保護層中に含有された、及び／又は吸収された水分が炭化ケイ素中のケイ素と反応しないようにする、及び／又はできる限り避けるために炭化ケイ素表面上に水分障壁層を設けることが望ましい。例えば、図１４に示すように、本発明のいくつかの実施形態では、デバイス構造５０は、炭化ケイ素層３０（例えば、低濃度ドープのｎ型炭化ケイ素層であり、その上にｎ型炭化ケイ素層３０を有するショットキー接合を形成するショットキーコンタクト５２を有している。）と、複数のフローティングガードリング３４（例えば、ショットキー接合を囲むｐ型炭化ケイ素フローティングガードリングである。）とから成る。ＪＢＳグリッド（図示せず）は、ショットキーコンタクト５２の真下に設けられる。ｐ型炭化ケイ素のような炭化ケイ素の薄い領域３８が、間隔をおいて配置されたフローティングガードリング３４の間に設けられ、表面領域を減じるために等電位線を拡散させ、したがって、前記で詳細に論じられたように表面電荷領域又は表面電荷補償層３６が設けられる。ｐ型炭化ケイ素の薄い領域３８は、図１５に示すように完全に、隣接するガードリング３４の間まで延びることができる。また、例えば図３に関して論じられているように、炭化ケイ素の薄い領域３８は、隣接するガードリング３４の間で部分的にしか伸びないこともある。
【００６０】
有機保護層６６は、ポリイミドを含有し、デバイス構造５０の上に形成され得る。有機保護層６６は、ショットキーコンタクト５２に至るまで、及び／又は部分的にショットキーコンタクト５２上に延びることができ、有機保護層は、フローティングガードリング３４及びｐ型炭化ケイ素領域３８を含有するエッジ終端構造を横切って延びることができる。加えて、水分障壁（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）５６は、炭化ケイ素層３０と保護層６６との間に設けられる。水分障壁（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）５６は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）の薄層を含むことができ、水分障壁（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）５６は、例えば、反応性スパッタ及び／又はプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって形成することができる。水分障壁（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）５６は、有機保護層６６の水分がガードリング３４の近くに到達することを減少する、及び／又はできるだけ回避することができる。その間、ガードリング３４は、高電圧を維持し、高電圧中では、リーク電流が流れる。したがって、炭化ケイ素層３０の表面の陽極酸化は、減少及び／又は抑制される。１つ以上の保護層は、例えば、２００６年１月１０日に出願された、同時係属中の本出願の米国特許出願第 号、“Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ  Ｒｐｂｕｓｔ  Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃａｒｂａｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”に記述されているように形成され得る。なお、この米国特許出願の開示内容は、本明細書に組み込まれるものとする。
【００６１】
窒化ケイ素水分障壁層５６は、約５００Åから約１μｍの厚さを有する。特定の実施形態において、このＳｉＮ水分障壁層５６は、ショットキーコンタクト５２を有する炭化ケイ素層３０の表面の全体を覆って堆積される。ポリイミド保護層６６は、従来のフォトリソグラフィ技術を使ってこの窒化ケイ素層５６上に堆積及びパターン形成され、窒化ケイ素層５６は、パターン形成されたポリイミド保護層６６をエッチングマスクとして用いて選択的にエッチングされ得る。
【００６２】
図１５は、本発明のさらなる実施形態を示している。図１５に示すように、デバイス構造６０は、図１４に示したデバイス構造５０に類似している。すなわち、デバイス構造６０は、低濃度ドープのｎ型炭化ケイ素層３０と、複数のフローティングガードリング３４とを有する。低濃度ドープのｎ型炭化ケイ素層３０は、その上にショットキー接合を形成するショットキーコンタクト５２を有し、複数のガードリング３４は、ショットキー接合を取り囲むＳｉＣ層３０中において、例えば、ｐ型炭化ケイ素フローティングガードリングである。ｐ型炭化ケイ素の薄い領域３８は、所定間隔をもって設けられたフローティングガードリング３４同士の間に設けられ、有機保護層６６は、デバイス構造６０の表面に形成される。水分障壁層５６は、有機保護層６６と炭化ケイ素３０との間に設けられる。
【００６３】
さらに、デバイス構造６０は、炭化ケイ素層３０と水分障壁層５６との間に表面パッシベーション層（ｓｕｒｆａｃｅ  ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）５８を有する。表面パッシベーション層５８は、例えば、熱酸化物のような高品質の酸化物層を含むことができ、熱酸化物層は、水分障壁層５６の形成前に形成される。パッシベーション層５８は、炭化ケイ素層３０の表面の高品質表面パッシベーションを提供し、例えば、炭化ケイ素層３０における又は隣接の界面状態密度（界面準位密度）を小さくする。熱酸化物パッシベーション層５８は、約５ｎｍから１００ｎｍの厚さを有することができる。
【００６４】
図１６Ａは、隣接したガードリング同士の間に薄いｐ型炭化ケイ素領域３８を含まない従来のＳｉＣショットキーダイオードのエッジ終端構造の平面写真（plan view photograph）を示している。図１６Ａに示されたデバイスは、ポリイミド保護層を有し、環境試験が施され、試験中、デバイスの陽極は接地されており、ダイオードの陰極における電圧サイクルは、５１８時間、１０ｋＨｚの周波数で０Ｖから６００Ｖで行われた。テストの始めの３５０時間、デバイスは、不活性窒素（Ｎ2）雰囲気中で電圧サイクル（ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｙｃｌｅｄ）された。試験の残りの１６８時間、雰囲気は空気であり、大量の水分を含有していた。この写真は、電圧サイクルした後のガードリング付近における顕著な陽極酸化を示している。
【００６５】
図１６Ｂは、隣接したガードリング３４同士の間に薄いｐ型炭化ケイ素領域３８を有するＳｉＣショットキーダイオードのエッジ終端構造の平面写真を示しており、このエッジ終端構造は、水分障壁層を有していない。図１６Ｂのデバイスは、窒素中で３５０時間、空気中で１６８時間、１００Ｖ／６００Ｖのサイクルが施された。電圧サイクル後、図１６Ｂのデバイスはいくらかの陽極酸化を示しているが、図１６Ａに示されたデバイスより少なく、陽極酸化は、ガードリング３４中の減少されたピーク電荷領域に起因している。
【００６６】
図１６Ｃは、隣接したガードリング３４同士の間に薄いｐ型炭化ケイ素領域３８を有するＳｉＣショットキーダイオードのエッジ終端構造の平面写真であり、このエッジ終端構造は、炭化ケイ素層３０の表面上に水分障壁層５６を有している。図１６Ｃに示されたデバイスも、窒素中で３５０時間及び空気中で１６８時間、１００Ｖ／６００Ｖのサイクルが施された。試験後、図１６Ｃに示されたデバイスの陽極酸化は、著しく減少した。２００倍の倍率で光学顕微鏡を用いて陽極酸化の検出を行ったが、その兆候は検出されなかった。
【００６７】
ショットキーダイオードは、本発明の典型的な実施形態として記載されているが、例えばＰＩＮダイオード、サイリスタ、ＪＦＥＴなどの高リバースブロッキング電圧を維持・支持する他のタイプのデバイス構造も、本発明の実施形態によるエッジ終端構造を使用することができる。
【００６８】
図面及び明細書において、本発明の典型的な好ましい実施形態が開示されている。特定の用語が使用されているが、これらの用語は、一般的な記述的な意味で使用されているにすぎず、限定するものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記述されている。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】従来のＭＦＧＲ構造及びその理想的な電界プロファイルを示す図である。
【図１Ｂ】従来のＭＦＧＲ構造及びその理想的な電界プロファイルを示す図である。
【図１Ｃ】従来のＭＦＧＲ構造及びその理想的な電界プロファイルを示す図である。
【図１Ｄ】従来のＭＦＧＲ構造及びその理想的な電界プロファイルを示す図である。
【図２】オフセットフィールドプレートを有するＭＦＧＲ構造を示す図である。
【図３】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるエッジ終端構造の断面図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の可能な動作を示す断面図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の可能な動作を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｄ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｅ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｆ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｇ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｈ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｉ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図６Ｊ】本発明の実施形態によるエッジ終端構造の製造方法を示す断面図である。
【図７Ａ】ウェハ上に設けられた、４重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図７Ｂ】ウェハ上に設けられた、６重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図７Ｃ】ウェハ上に設けられた、８重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図７Ｄ】ウェハ上に設けられた最後のガードリング終端構造においてＪＴＥを備えた８重ガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図７Ｅ】非特許文献３で説明された終端構造と同様の、ウェハ上に設けられた、ガードリング及びＪＴＥの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図７Ｆ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、１．７５μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図７Ｇ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、２．０μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図７Ｈ】ウェハ上に設けられた、ＪＴＥ終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図８Ａ】ウェハ上に設けられた、４重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図８Ｂ】ウェハ上に設けられた、６重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図８Ｃ】ウェハ上に設けられた、８重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図８Ｄ】ウェハ上に設けられた最後のガードリング終端構造においてＪＴＥを備えた８重ガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図８Ｅ】非特許文献３で説明された終端構造と同様の、ウェハ上に設けられた、ガードリング及びＪＴＥの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図８Ｆ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、１．７５μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図８Ｇ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、２．０μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図８Ｈ】ウェハ上に設けられた、ＪＴＥ終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図９Ａ】ウェハ上に設けられた、４重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図９Ｂ】ウェハ上に設けられた、６重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図９Ｃ】ウェハ上に設けられた、８重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図９Ｄ】ウェハ上に設けられた最後のガードリング終端構造においてＪＴＥを備えた８重ガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図９Ｅ】非特許文献３で説明された終端構造と同様の、ウェハ上に設けられた、ガードリング及びＪＴＥの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図９Ｆ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、１．７５μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図９Ｇ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、２．０μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図９Ｈ】ウェハ上に設けられた、ＪＴＥ終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１０Ａ】ウェハ上に設けられた、４重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１０Ｂ】ウェハ上に設けられた、６重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１０Ｃ】ウェハ上に設けられた、８重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１０Ｄ】ウェハ上に設けられた最後のガードリング終端構造においてＪＴＥを備えた８重ガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１０Ｅ】非特許文献３で説明された終端構造と同様の、ウェハ上に設けられた、ガードリング及びＪＴＥの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１０Ｆ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、１．７５μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１０Ｇ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、２．０μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１０Ｈ】ウェハ上に設けられた、ＪＴＥ終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１１Ａ】ウェハ上に設けられた、４重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１１Ｂ】ウェハ上に設けられた、６重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１１Ｃ】ウェハ上に設けられた、８重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１１Ｄ】ウェハ上に設けられた最後のガードリング終端構造においてＪＴＥを備えた８重ガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１１Ｅ】非特許文献３で説明された終端構造と同様の、ウェハ上に設けられた、ガードリング及びＪＴＥの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１１Ｆ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、１．７５μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１１Ｇ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、２．０μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１１Ｈ】ウェハ上に設けられた、ＪＴＥ終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１２Ａ】ウェハ上に設けられた、４重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１２Ｂ】ウェハ上に設けられた、６重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１２Ｃ】ウェハ上に設けられた、８重ガードリングの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１２Ｄ】ウェハ上に設けられた最後のガードリング終端構造においてＪＴＥを備えた８重ガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１２Ｅ】非特許文献３で説明された終端構造と同様の、ウェハ上に設けられた、ガードリング及びＪＴＥの終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１２Ｆ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、１．７５μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１２Ｇ】ウェハ上に電荷補償層終端構造が設けられた、２．０μｍガードリングを有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１２Ｈ】ウェハ上に設けられた、ＪＴＥ終端構造を有するショットキーデバイスについてのブレークダウン電圧の分布プロットを示す図である。
【図１３】炭化ケイ素表面の陽極酸化を示す４Ｈ−ＳｉＣショットキーダイオードの断面ＴＥＭ解析図である。
【図１４】本発明の実施形態によるエッジ終端を有するＳｉＣショットキーダイオードの断面図である。
【図１５】本発明のさらなる実施形態によるエッジ終端を有するＳｉＣショットキーダイオードの断面図である。
【図１６Ａ】顕著な陽極酸化を示す従来のＳｉＣショットキーダイオードのエッジ終端構造の平面写真を示す図である。
【図１６Ｂ】減少した陽極酸化を示している本発明の実施形態によるＳｉＣショットキーダイオードのエッジ終端構造を示す平面写真を示す図である。
【図１６Ｃ】著しく減少した陽極酸化を示している本発明のさらなる実施形態によるＳｉＣショットキーダイオードのエッジ終端構造の平面写真を示す図である。
【図１Ａ】
2009524217.tif 000004
【図１Ｂ】
2009524217.tif 000005
【図１Ｃ】
2009524217.tif 000006
【図１Ｄ】
2009524217.tif 000007
【図２】
2009524217.tif 000008
【図３】
2009524217.tif 000009
【図４】
2009524217.tif 000010
【図５Ａ】
2009524217.tif 000011
【図５Ｂ】
2009524217.tif 000012
【図６Ａ】
2009524217.tif 000013
【図６Ｂ】
2009524217.tif 000014
【図６Ｃ】
2009524217.tif 000015
【図６Ｄ】
2009524217.tif 000016
【図６Ｅ】
2009524217.tif 000017
【図６Ｆ】
2009524217.tif 000018
【図６Ｇ】
2009524217.tif 000019
【図６Ｈ】
2009524217.tif 000020
【図６Ｉ】
2009524217.tif 000021
【図６Ｊ】
2009524217.tif 000022
【図７Ａ】
2009524217.tif 000023
【図７Ｂ】
2009524217.tif 000024
【図７Ｃ】
2009524217.tif 000025
【図７Ｄ】
2009524217.tif 000026
【図７Ｅ】
2009524217.tif 000027
【図７Ｆ】
2009524217.tif 000028
【図７Ｇ】
2009524217.tif 000029
【図７Ｈ】
2009524217.tif 000030
【図８Ａ】
2009524217.tif 000031
【図８Ｂ】
2009524217.tif 000032
【図８Ｃ】
2009524217.tif 000033
【図８Ｄ】
2009524217.tif 000034
【図８Ｅ】
2009524217.tif 000035
【図８Ｆ】
2009524217.tif 000036
【図８Ｇ】
2009524217.tif 000037
【図８Ｈ】
2009524217.tif 000038
【図９Ａ】
2009524217.tif 000039
【図９Ｂ】
2009524217.tif 000040
【図９Ｃ】
2009524217.tif 000041
【図９Ｄ】
2009524217.tif 000042
【図９Ｅ】
2009524217.tif 000043
【図９Ｆ】
2009524217.tif 000044
【図９Ｇ】
2009524217.tif 000045
【図９Ｈ】
2009524217.tif 000046
【図１０Ａ】
2009524217.tif 000047
【図１０Ｂ】
2009524217.tif 000048
【図１０Ｃ】
2009524217.tif 000049
【図１０Ｄ】
2009524217.tif 000050
【図１０Ｅ】
2009524217.tif 000051
【図１０Ｆ】
2009524217.tif 000052
【図１０Ｇ】
2009524217.tif 000053
【図１０Ｈ】
2009524217.tif 000054
【図１１Ａ】
2009524217.tif 000055
【図１１Ｂ】
2009524217.tif 000056
【図１１Ｃ】
2009524217.tif 000057
【図１１Ｄ】
2009524217.tif 000058
【図１１Ｅ】
2009524217.tif 000059
【図１１Ｆ】
2009524217.tif 000060
【図１１Ｇ】
2009524217.tif 000061
【図１１Ｈ】
2009524217.tif 000062
【図１２Ａ】
2009524217.tif 000063
【図１２Ｂ】
2009524217.tif 000064
【図１２Ｃ】
2009524217.tif 000065
【図１２Ｄ】
2009524217.tif 000066
【図１２Ｅ】
2009524217.tif 000067
【図１２Ｆ】
2009524217.tif 000068
【図１２Ｇ】
2009524217.tif 000069
【図１２Ｈ】
2009524217.tif 000070
【図１３】
2009524217.tif 000071
【図１４】
2009524217.tif 000072
【図１５】
2009524217.tif 000073
【図１６Ａ】
2009524217.tif 000074
【図１６Ｂ】
2009524217.tif 000075
【図１６Ｃ】
2009524217.tif 000076
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月16日(2009.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
有機保護層６６は、ポリイミドを含有し、デバイス構造５０の上に形成され得る。有機保護層６６は、ショットキーコンタクト５２に至るまで、及び／又は部分的にショットキーコンタクト５２上に延びることができ、有機保護層は、フローティングガードリング３４及びｐ型炭化ケイ素領域３８を含有するエッジ終端構造を横切って延びることができる。加えて、水分障壁（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）５６は、炭化ケイ素層３０と保護層６６との間に設けられる。水分障壁（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）５６は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）の薄層を含むことができ、水分障壁（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）５６は、例えば、反応性スパッタ及び／又はプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）によって形成することができる。水分障壁（ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ｂａｒｒｉｅｒ）５６は、有機保護層６６の水分がガードリング３４の近くに到達することを減少する、及び／又はできるだけ回避することができる。その間、ガードリング３４は、高電圧を維持し、高電圧中では、リーク電流が流れる。したがって、炭化ケイ素層３０の表面の陽極酸化は、減少及び／又は抑制される。１つ以上の保護層は、例えば、２００６年１月１０日に出願された、同時係属中の本出願の米国特許出願第１１／３２８，５５０号、“Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ  Ｒｐｂｕｓｔ  Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃａｒｂａｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ”に記述されているように形成され得る。なお、この米国特許出願の開示内容は、本明細書に組み込まれるものとする。
【国際調査報告】
2009524217.tif 000077
2009524217.tif 000078
2009524217.tif 000079