(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基体と、
前記半導体基体の第１主面の表面に形成され、複数の第１コーナー部及び複数の第１辺部を有する第２導電型の第１半導体領域と、
前記第１主面の表面に、平面的に見て前記第１半導体領域と重なる領域を含むように形成され、平面的に見て前記第１半導体領域を囲むように形成された複数の第２コーナー部及び複数の第２辺部を有し、前記第１半導体領域よりも不純物濃度が低い第２導電型の表面半導体領域と、
前記第１主面の表面上に、平面的に見て前記第１半導体領域が形成されている領域から前記表面半導体領域よりも外側の領域にわたって形成された絶縁膜と、
平面的に見て前記第１半導体領域と重なる領域に形成された第１半導体領域側電極と、
平面的に見て前記表面半導体領域と重なる領域に前記絶縁膜を介して形成された、複数のフィールドプレートコーナー部及び複数のフィールドプレート辺部を有するフィールドプレートとを備え、
前記第２コーナー部を平面的に見たときにおける前記第１半導体領域の外縁から前記表面半導体領域の外縁までの前記表面半導体領域の合計長さをＬ１とし、前記第２辺部を平面的に見たときにおける前記第１半導体領域の外縁から前記表面半導体領域の外縁までの前記表面半導体領域の合計長さをＬ２とし、
前記フィールドプレートコーナー部を平面的に見たときにおける前記第１半導体領域側電極の外縁から前記フィールドプレートの外縁までの長さをＦＰ１とし、前記フィールドプレート辺部を平面的に見たときにおける前記第１半導体領域側電極の外縁から前記フィールドプレートの外縁までの長さをＦＰ２とするとき、
（１）前記表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件、及び、（２）前記フィールドプレートの少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件のうち少なくともいずれかの条件を満たし、前記第２辺部の耐圧が前記第２コーナー部の耐圧よりも低いことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たし、
前記第２辺部の外縁において、平面的に見て内側に凹んだ凹部を有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】
少なくとも、平面的に見て前記第２辺部の外縁とは離隔した位置にある第１領域には、前記表面半導体領域が形成されていないことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記凹部は、平面的に見て前記凹部の底の部分が、隣接する前記第２コーナー部の間において一方の前記第２コーナー部から他方の前記第２コーナー部に向かう方向であるｘ方向に沿う直線になっており、
前記凹部の形状は、平面的に見て前記第１半導体領域側が狭いテーパー形状であり、
前記第１領域の形状は、平面的に見て前記ｘ方向に沿う方向に延びる短冊形状であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たし、
少なくとも、平面的に見て前記第２辺部の外縁とは離隔した位置にある第１領域には、前記表面半導体領域が形成されていないことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１領域の少なくとも一部には、前記表面半導体領域よりも電気抵抗が大きい高抵抗領域が形成されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１領域は、平面的に見て前記フィールドプレートと重なる位置にあることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
平面的に見て前記第２コーナー部の外縁とは離隔した位置にある第２領域には、前記表面半導体領域が形成されていないことを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１領域と前記第２領域とは連続していることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記フィールドプレートの少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件も満たし、
少なくとも、平面的に見て前記第２辺部の外縁とは離隔した位置にある第１領域には、前記表面半導体領域が形成されていないことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第１領域の少なくとも一部には、前記表面半導体領域よりも電気抵抗が大きい高抵抗領域が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、周辺領域にガードリングが形成された半導体装置（ガードリング構造の半導体装置）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。【０００３】
図２７に示す半導体装置９００は、従来の半導体装置を例示するものである。
従来の半導体装置９００は、いわゆる半導体チップである。
半導体装置９００は、図２７に示すように、ｎ型の半導体基体９１０と、半導体基体９１０の第１主面の表面に形成されたｐ型の第１半導体領域９２０と、第１主面の表面に、平面的に見て第１半導体領域９２０を囲むように形成された複数のガードリング９３０と、第１主面の表面上に、平面的に見て第１半導体領域９２０が形成されている領域からガードリング９３０よりも外側の領域にわたって形成された絶縁膜９４０と、平面的に見て第１半導体領域９２０と重なる領域に形成された第１半導体領域側電極９５２と、平面的に見て第１半導体領域側電極９５２と重なる領域からガードリング９３０と重なる領域にわたって絶縁膜９４０を介して形成されたフィールドプレート９５４とを備える。第１半導体領域側電極９５２及びフィールドプレート９５４は、第１電極９５０を構成する。
なお、半導体装置９００は、上記した構成要素の他に、第２電極９６０、チャネルストップ電極９７０、保護絶縁層９８０、チャネルストッパ９９０も備える。【０００４】
従来の半導体装置９００によれば、周辺領域にガードリング９３０が形成されているため、逆バイアス時に第１半導体領域９２０と半導体基体９１０との間のｐｎ接合から広がる空乏層を周辺領域に広げることができ、かつ、空乏層の曲率を小さくすることができ、その結果、半導体装置９００の耐圧を高くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１７３１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の半導体装置９００のようなガードリング構造の半導体装置においては、ある程度高い耐圧を得るためには、ガードリング９３０の本数を増やす必要がある。このため、ガードリング構造の半導体装置には、ガードリングの本数を増やすことによって周辺領域の面積が広くなってしまい、小型化することが難しいという問題がある。【０００７】
また、従来の半導体装置９００においては、逆バイアス時には、ガードリング９３０のコーナー部における耐圧がガードリング９３０の辺部における耐圧よりも小さくなることがある。例えば、従来の半導体装置９００におけるコーナー部の所定の点（特に、コーナー部の曲率が一定である場合には、コーナー部と当該コーナー部を挟む２つの辺部との境界から最も遠い位置にある点。従来の半導体装置９００のように、平面視したときにコーナー部が中心角９０°の円弧形状からなる場合には、４５°の位置にある点。）では、チャージバランスの関係上、最も空乏層が伸びにくくなる。このため、コーナー部、特に上記したコーナー部の所定の点付近において先にアバランシェ降伏が生じ、コーナー部の電流密度が高くなることから、結果として装置全体としての破壊耐量が低くなってしまうという問題もある。【０００８】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］本発明の半導体装置は、第１導電型の半導体基体と、前記半導体基体の第１主面の表面に形成され、複数の第１コーナー部及び複数の第１辺部を有する第２導電型の第１半導体領域と、前記第１主面の表面に、平面的に見て前記第１半導体領域と重なる領域を含むように形成され、平面的に見て前記第１半導体領域を囲むように形成された複数の第２コーナー部及び複数の第２辺部を有し、前記第１半導体領域よりも不純物濃度が低い第２導電型の表面半導体領域と、前記第１主面の表面上に、平面的に見て前記第１半導体領域が形成されている領域から前記表面半導体領域よりも外側の領域にわたって形成された絶縁膜と、平面的に見て前記第１半導体領域と重なる領域に形成された第１半導体領域側電極と、平面的に見て前記表面半導体領域と重なる領域に前記絶縁膜を介して形成された、複数のフィールドプレートコーナー部及び複数のフィールドプレート辺部を有するフィールドプレートとを備え、前記第２コーナー部を平面的に見たときにおける前記第１半導体領域の外縁から前記表面半導体領域の外縁までの前記表面半導体領域の合計長さをＬ１とし、前記第２辺部を平面的に見たときにおける前記第１半導体領域の外縁から前記表面半導体領域の外縁までの前記表面半導体領域の合計長さをＬ２とし、前記フィールドプレートコーナー部を平面的に見たときにおける前記第１半導体領域側電極の外縁から前記フィールドプレートの外縁までの長さをＦＰ１とし、前記フィールドプレート辺部を平面的に見たときにおける前記第１半導体領域側電極の外縁から前記フィールドプレートの外縁までの長さをＦＰ２とするとき、（１）前記表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件、及び、（２）前記フィールドプレートの少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件のうち少なくともいずれかの条件を満たし、前記第２辺部の耐圧が前記第２コーナー部の耐圧よりも低いことを特徴とする。【００１０】
［２］上記［１］に記載の半導体装置においては、前記表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たし、前記第２辺部の外縁において、平面的に見て内側に凹んだ凹部を有することが好ましい。【００１１】
［３］上記［２］に記載の半導体装置においては、少なくとも、平面的に見て前記第２辺部の外縁とは離隔した位置にある第１領域には、前記表面半導体領域が形成されていないことが好ましい。【００１２】
［４］上記［３］に記載の半導体装置においては、前記凹部は、平面的に見て前記凹部の底の部分が、隣接する前記第２コーナー部の間において一方の前記第２コーナー部から他方の前記第２コーナー部に向かう方向であるｘ方向に沿う直線になっており、前記凹部の形状は、平面的に見て前記第１半導体領域側が狭いテーパー形状であり、前記第１領域の形状は、平面的に見て前記ｘ方向に沿う方向に延びる短冊形状であることが好ましい。【００１３】
［５］上記［１］に記載の半導体装置においては、前記表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たし、少なくとも、平面的に見て前記第２辺部の外縁とは離隔した位置にある第１領域には、前記表面半導体領域が形成されていないことが好ましい。【００１４】
［６］上記［３］〜［５］のいずれかに記載の半導体装置においては、前記第１領域の少なくとも一部には、前記表面半導体領域よりも電気抵抗が大きい高抵抗領域が形成されていることが好ましい。【００１５】
［７］上記［３］〜［６］のいずれかに記載の半導体装置においては、前記第１領域は、平面的に見て前記フィールドプレートと重なる位置にあることが好ましい。【００１６】
［８］上記［３］〜［７］のいずれかに記載の半導体装置においては、平面的に見て前記第２コーナー部の外縁とは離隔した位置にある第２領域には、前記表面半導体領域が形成されていないことが好ましい。【００１７】
［９］上記［８］に記載の半導体装置においては、前記第１領域と前記第２領域とは連続していることが好ましい。【００１８】
［１０］上記［１］に記載の半導体装置においては、前記フィールドプレートの少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件を満たすことが好ましい。【００１９】
［１１］上記［１０］に記載の半導体装置においては、前記表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件も満たし、少なくとも、平面的に見て前記第２辺部の外縁とは離隔した位置にある第１領域には、前記表面半導体領域が形成されていないことが好ましい。【００２０】
［１２］上記［１１］に記載の半導体装置においては、前記第１領域の少なくとも一部には、前記表面半導体領域よりも電気抵抗が大きい高抵抗領域が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体装置によれば、ガードリングではなく表面半導体領域を備えるため、逆バイアス時において半導体基体と表面半導体領域との両方を空乏層化できることから、ガードリングのように本数を増やさなくても所望の耐圧を得ることができ、その結果、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができる。【００２２】
また、本発明の半導体装置によれば、周辺領域に表面半導体領域が形成されているため、逆バイアス時に最初に表面半導体領域と半導体基体との間のｐｎ接合から空乏層が広がり、更に表面半導体領域が完全空乏層化することで、半導体装置の耐圧を高くすることができる。そして、（１）表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件、及び、（２）フィールドプレートの少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件のうち少なくともいずれかの条件を満たし、第２辺部の耐圧が第２コーナー部の耐圧よりも低いため、第２辺部における耐圧を意図的に小さくし、逆バイアス時に表面半導体領域の第２コーナー部よりも先に第２辺部でアバランシェ降伏を生じさせることで、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる。【００２３】
このため、本発明の半導体装置は、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる半導体装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係る半導体装置１００を説明するための図である。図１（ａ）は半導体装置１００の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。本明細書において「平面図」とは、半導体装置を半導体基体の第１主面側から見た図のことをいう。各図面における平面図では、主に表面半導体領域１３０の形状を図示するために、絶縁膜１４０、第１半導体領域側電極１５２、保護絶縁層１８０については図示せず、フィールドプレート１５４については外縁のみを他の線よりも太い線で図示する。なお、フィールドプレート１５４の内縁（第１半導体領域側電極１５２との境界）は、平面的に見て第１半導体領域１２０の外縁と重なる位置にある。また、各図面における「平面図」では、第１半導体領域１２０及び表面半導体領域１３０の外縁にある領域の厚みが減少していく部分（いわゆるサイド拡散に係る部分）については図示していない。図１以下の各図面のうち半導体装置の構成を示す図面は模式図であり、図示した構成要素等の大きさは、必ずしも現実の構成要素の大きさに対応するものではない。
【図２】耐圧と不純物総和との関係を説明するためのグラフである。図２のグラフの縦軸は第２辺部の耐圧を表し、横軸は表面半導体領域の不純物総和を表す。図２のグラフにおいては縦軸も横軸も正方向ほど数値が大きくなり、これは後述する各グラフにおいても同様である。なお、図２のグラフは、適切と考えられる条件で行ったシミュレーションを元に縦軸と横軸との関係を模式的に表すもの（おおよその傾向を示すもの）である。このため、縦軸及び横軸には具体的な数値を付していない。また、グラフに示した結果は現実の半導体装置から得られる結果と必ずしも一致するものではない。これらについても、後述する各グラフにおいても同様である。
【図３】耐圧とＬ１又はＬ２の長さとの関係を説明するためのグラフである。図３のグラフの縦軸は第２コーナー部又は第２辺部の耐圧を表し、横軸はＬ１又はＬ２の長さを表す。図３において符号ａで示すのはＬ１についてのグラフであり、符号ｂで示すのはＬ２についてのグラフである。
【図４】実施形態２に係る半導体装置１０１を説明するための図である。図４（ａ）は半導体装置１０１の平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。
【図５】耐圧と第１領域の幅との関係を説明するためのグラフである。図５のグラフの縦軸は第２辺部の耐圧を表し、横軸は第１領域の幅を表す。図５のグラフにおいて破線で区分される領域のうち、符号ｃで示す領域は第１領域が存在しない場合よりも第２辺部の耐圧が下がる領域であり、符号ｄで示す領域は第１領域が存在しない場合よりも第２辺部の耐圧が上がる領域である。
【図６】第１領域が存在しない場合における電界強度と基準点からの距離との関係を説明するためのグラフである。図６の縦軸はアバランシェ電流が流れる際における電界強度を表し、横軸は基準点からの距離を表す。図６のグラフにおいて符号ｐ１，ｐ２で示すのは電界強度のピークである。なお、「基準点」とは、第１半導体領域が形成されている領域に設定した任意の点である。
【図７】第１領域が存在する場合における電界強度と基準点からの距離との関係を説明するためのグラフである。図７の縦軸はアバランシェ電流が流れる際における電界強度を表し、横軸は基準点からの距離を表す。図７のグラフにおいて符号ｐ１，ｐ２，ｐ３で示すのは電界強度のピークである。なお、図７において符号ｐ１，ｐ２で示す点と図６において符号ｐ１，ｐ２で示す点とは基準点からの距離が同じ点である。図７における基準点は、図６における基準点と同じ位置にある。
【図８】実施形態３に係る半導体装置１０２を説明するための図である。図８（ａ）は半導体装置１０２の平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。
【図９】図８（ａ）のＣ３で示す部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図１０】実施形態４に係る半導体装置１０３を説明するための図である。図１０（ａ）は、半導体装置のＣ２−Ｃ２断面図（図８（ｃ）等）に相当する断面図（以下、単に断面図という場合において同様。）であり、図１０（ｂ）は図９に示す部分に相当する部分拡大図である。
【図１１】耐圧と表面不純物濃度との関係を説明するために示す図である。図１１のグラフの縦軸は第２辺部の耐圧を表し、横軸は高抵抗領域の表面不純物濃度を表す。図１１において符号ｅで示すのは第２辺部に第１領域が存在しない場合のグラフであり、符号ｆで示すのは第２辺部に第１領域及び高抵抗領域が存在する場合のグラフである。なお、第１領域が存在しない場合には高抵抗領域の表面不純物濃度も想定し得ず、耐圧が変化しないため、符号ｅで示すグラフは表面不純物濃度に依存しない直線としている。
【図１２】実施形態５に係る半導体装置１０４を説明するための図である。図１２（ａ）は半導体装置１０４の平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。
【図１３】耐圧とＦＰ１又はＦＰ２の長さとの関係を説明するためのグラフである。図１３のグラフの縦軸は第２コーナー部又は第２辺部の耐圧を表し、横軸はＦＰ１又はＦＰ２の長さを表す。図１３において符号ｇで示すのはＦＰ１に関するグラフであり、符号ｈで示すのはＦＰ２に関するグラフである。
【図１４】実施形態６に係る半導体装置１０５を説明するための図である。図１４（ａ）は半導体装置１０５の平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図１４（ｃ）は図１４（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。
【図１５】耐圧と第１領域又は第２領域の幅との関係を説明するための図である。図１５のグラフの縦軸は耐圧を表し、横軸は第１領域又は第２領域の幅を表す。図１５において符号ｉで示すのは第２コーナー部に関するグラフであり、符号ｊで示すのは第２辺部に関するグラフである。
【図１６】変形例１に係る半導体装置１０６を説明するための図である。図１６（ａ）は半導体装置１０６の平面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図１６（ｃ）は図１６（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。
【図１７】変形例２に係る半導体装置１０７を説明するための図である。図１７（ａ）は半導体装置１０７の平面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図１７（ｃ）は図１７（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。
【図１８】変形例３に係る半導体装置１０６ａを説明するための図である。図１８（ａ）は半導体装置１０６ａの平面図であり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図１８（ｃ）は図１８（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。
【図１９】変形例４に係る半導体装置１０７ａを説明するための図である。図１９（ａ）は半導体装置１０７ａの平面図であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＣ１−Ｃ１断面図であり、図１９（ｃ）は図１９（ａ）のＣ２−Ｃ２断面図である。
【図２０】変形例５に係る半導体装置１０８の平面図である。
【図２１】変形例６に係る半導体装置１０２ａの断面図である。
【図２２】変形例７に係る半導体装置１０２ｂの断面図である。
【図２３】変形例８に係る半導体装置１０２ｃの断面図である。
【図２４】変形例９に係る半導体装置１０２ｄの断面図である。
【図２５】変形例１０に係る半導体装置１０４ａの平面図である。
【図２６】変形例１１に係る半導体装置１０４ｂの平面図である。
【図２７】従来の半導体装置９００を説明するための図である。図２７（ａ）は半導体装置９００の平面図であり、図２７（ｂ）は図２７（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図２７（ａ）では、主にガードリング９３０の形状を図示するために、絶縁膜９４０、第１半導体領域側電極９５２、保護絶縁層９８０については図示せず、フィールドプレート９５４については外縁のみを他の線よりも太い線で図示する。
【００２５】
以下、本発明の半導体装置について、図に示す実施形態に基づいて説明する。以下に説明する各実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、各実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。各実施形態においては、基本的な構成及び特徴が同じ構成要素（形状等が完全に同一ではない構成要素を含む。）については、同じ符号を使用し、説明を省略することがある。【００２６】
［実施形態１］
実施形態１に係る半導体装置１００は、いわゆる半導体チップである。
半導体装置１００は、図１に示すように、第１導電型（実施形態１においてはｎ型）の半導体基体１１０と、半導体基体１１０の第１主面の表面に形成され、複数の第１コーナー部１２１及び複数の第１辺部１２２を有する第２導電型（実施形態１においてはｐ型）の第１半導体領域１２０と、第１主面の表面に、平面的に見て第１半導体領域１２０と重なる領域を含むように形成され、平面的に見て第１半導体領域１２０を囲むように形成された複数の第２コーナー部１３１及び複数の第２辺部１３２を有し、第１半導体領域１２０よりも不純物濃度が低い第２導電型の表面半導体領域１３０と、第１主面の表面上に、平面的に見て第１半導体領域１２０が形成されている領域から表面半導体領域１３０よりも外側の領域にわたって形成された絶縁膜１４０と、平面的に見て第１半導体領域１２０と重なる領域に形成された第１半導体領域側電極１５２と、平面的に見て表面半導体領域１３０と重なる領域に絶縁膜１４０を介して形成された、複数のフィールドプレートコーナー部１５５及び複数のフィールドプレート辺部１５６を有するフィールドプレート１５４とを備える。第１半導体領域側電極１５２及びフィールドプレート１５４は連続しており、第１電極１５０を構成する。
また、半導体装置１００は、上記した構成要素の他に第２電極１６０、チャネルストップ電極１７０、保護絶縁層１８０、チャネルストッパ１９０も備える。【００２７】
本明細書において「第１辺部」とは、第１半導体領域の外縁部のうち、外縁が直線となっている部分のことをいう。
本明細書において「第１コーナー部」とは、第１半導体領域の外縁部のうち、ある第１辺部と他の第１辺部とを角度を変えて接続する部分のことをいう。第１コーナー部は第１半導体領域の角の部分に相当する。【００２８】
本明細書において「第２辺部」とは、表面半導体領域のうち第１辺部に対応する部分のことをいう。第２辺部は、表面半導体領域のうち、平面的に見たときに、第１辺部外縁の直線に対して、垂直かつ外向きの方向側に存在する部分ともいえる。
本明細書において「第２コーナー部」とは、表面半導体領域のうち第１コーナー部に対応する部分のことをいう。第２コーナー部は、表面半導体領域のうち、平面的に見たときに、ある第２辺部と他の第２辺部とを角度を変えて接続する部分ともいえる。【００２９】
本明細書において「半導体領域の外縁」とは、半導体領域の深さ（厚み）が一定である部分の外縁のことをいう。つまり、半導体領域の外縁には、いわゆるサイド拡散は含まれない。
本明細書において「外縁」とは、構成要素の外端のことをいい、「外縁部」とは、外縁を含む部分のことをいう。【００３０】
半導体基体１１０は、ｎ＋型半導体領域１１２と、ｎ＋型半導体領域１１２の第１電極１５０側にあるｎ型半導体領域１１４とを有する。ｎ型半導体領域１１４と表面半導体領域１３０との間にはｐｎ接合が形成されている。
ｎ＋型半導体領域１１２の表面不純物濃度は、例えば、１×１０２０ｃｍ−３以上とすることができる。また、ｎ＋型半導体領域１１２の裏面（第２電極１６０側）からの深さ（ｎ＋型半導体領域１１２の厚み）は、５〜９０μｍとすることができる。
ｎ型半導体領域１１４のウェーハ比抵抗は、例えば、６０〜７０Ω・ｃｍとすることができる。また、ｎ型半導体領域１１４のウェーハｉ層厚は、例えば、９０〜１５０μｍとすることができる。【００３１】
第１半導体領域１２０は、複数の第１コーナー部１２１と複数の第１辺部１２２とを交互に配置して囲まれている領域であることが好ましい。実施形態１における第１半導体領域１２０は、４つの第１コーナー部１２１と４つの第１辺部１２２とを有し、略四角形（略正方形）形状からなる。
第１半導体領域１２０の表面不純物濃度は、例えば、１×１０１６〜５×１０１９ｃｍ−３とすることができる。また、第１半導体領域１２０の深さは、例えば、１〜４μｍとすることができる。【００３２】
表面半導体領域１３０は、複数の第２コーナー部１３１と複数の第２辺部１３２とを交互に配置して囲まれている領域であることが好ましい。実施形態１における表面半導体領域１３０は、４つの第２コーナー部１３１と４つの第２辺部１３２とを有し、略四角形（略正方形）形状からなる。
表面半導体領域１３０の不純物総和は、例えば、５×１０１１〜１２×１０１１ｃｍ−２とすることができる。また、表面半導体領域１３０の深さは、例えば、３〜６μｍとすることができる。【００３３】
ここで、耐圧と表面半導体領域の不純物総和との関係を簡単に説明する。
「不純物総和」とは、表面から深さ方向に濃度分布を積分した値のことをいう。
図２に示すように、表面半導体領域の不純物総和を調整する（増減させる）ことにより、実用的には数百Ｖの範囲で耐圧を調整する（増減させる）ことが可能である。
なお、不純物総和はドーズ量（不純物を打ち込んだ量）とも関連する値ではあるが、耐圧とドーズ量との間では必ずしも適切な相関関係が得られない場合がある。これは、主に熱処理時に不純物量が変化してしまうことに起因する。【００３４】
第２コーナー部１３１は、図１に示すように、平面視したときにＲ面取りされた（ある第２辺部１３２の外縁と他の第２辺部１３２の外縁とを滑らかに接続する）平面形状を有する。
第２コーナー部１３１の外縁は、円弧形状からなる。【００３５】
半導体装置１００は、第２コーナー部１３１を平面的に見たときにおける第１半導体領域１２０の外縁から表面半導体領域１３０の外縁までの表面半導体領域１３０の合計長さをＬ１とし、第２辺部１３２を平面的に見たときにおける第１半導体領域１２０の外縁から表面半導体領域１３０の外縁までの表面半導体領域１３０の合計長さをＬ２とするとき、表面半導体領域１３０の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たす（図１（ｂ），（ｃ）参照。）。また、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低い。【００３６】
本明細書において「表面半導体領域の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２である」という条件を満たすには、最も大きい値を取るＬ１を下回るＬ２が表面半導体領域の中に１ヶ所でも存在すればよく、第２コーナー部及び第２辺部の全域にわたってＬ１＞Ｌ２である必要はない。
本明細書において「第２辺部の耐圧が第２コーナー部の耐圧よりも低い」とは、第２辺部の全ての部分の耐圧が第２コーナー部の耐圧よりも低いことをいうものではなく、第２辺部の少なくとも一部の耐圧が、第２コーナー部のうち最も耐圧が低い部分の耐圧よりも低いことをいう。
実施形態１における表面半導体領域１３０のＬ１は、例えば、３００μｍとすることができ、Ｌ２は、１８０μｍとすることができる。【００３７】
本明細書において「表面半導体領域の合計長さ」とは、表面半導体領域を一次元的に見たときにおける表面半導体領域が形成されている長さのことをいう。つまり、表面半導体領域の合計長さには、表面半導体領域が形成されていない領域（後述する第１領域や第２領域）がある場合には、当該領域の分の長さ（当該領域の幅）は含まれない（例えば、後述する実施形態２及び図４（ｃ）参照。）。また、表面半導体領域の合計長さには、いわゆるサイド拡散の部分は含まれない。
なお、実施形態１においては、第２コーナー部１３１及び第２辺部１３２の両方において、表面半導体領域１３０は内側から外側にかけて連続している（図１（ｂ），（ｃ）参照。）。【００３８】
半導体装置１００は、第２辺部１３２の外縁において、平面的に見て内側に凹んだ凹部１３４を有する。なお、図１（ａ）においては、符号１３５で凹部１３４の底を示している。
凹部１３４の形状は、第１半導体領域１２０側（底１３５側）が狭いテーパー形状である。
本明細書において「第２辺部の外縁において、平面的に見て内側に凹んだ凹部を有する」とは、凹部が第２辺部に収まっている、つまり、凹部の端（第２辺部の外縁が凹みはじめる点）が第２コーナー部に入っていないことをいう。【００３９】
なお、第２辺部１３２における第２コーナー部１３１付近（凹部１３４の底１３５の端部よりも第２コーナー部１３１側の部分）の外縁は、第２コーナー部１３１の外縁の末端から他の第２コーナー部１３１の方向へ向かう第１の直線部分と、第１の直線部分から凹部１３４の底１３５へ向かう（凹部１３４のテーパー形状を構成する）第２の直線部分とからなる。
このため、第２コーナー部１３１付近においては、第２辺部１３２の幅が徐々に狭くなる。【００４０】
ここで、耐圧とＬ１及びＬ２の長さとの関係について簡単に説明する。表面半導体領域が連続している場合（後述する第１領域のような表面半導体領域が形成されていない領域がない場合）には、図３に示すように、Ｌ１やＬ２の長さが長くなるほど耐圧が高くなる。また、Ｌ１の長さとＬ２の長さとが同じ場合には、第２コーナー部の耐圧よりも第２辺部の耐圧の方が高くなる。
このため、第２辺部の耐圧を第２コーナー部の耐圧よりも低くし、装置全体としての破壊耐量を高くするためには、Ｌ２の長さをＬ１の長さと比較して十分に短くする必要がある。
例えば、図３のグラフで説明すると、Ｌ１をグラフａの線分の右端となる長さに設定し、Ｌ２をグラフｂの線分の左端となる長さに設定することで、耐圧の差にある程度の余裕（例えば、グラフａの線分の右端に対応する耐圧が１９００Ｖであり、グラフｂの左端に対応する耐圧が１８００Ｖであるとすると、１００Ｖの余裕）を持たせることができ、Ｌ２の長さをＬ１の長さと比較して十分に短くしたといえる。【００４１】
フィールドプレート１５４は、複数のフィールドプレートコーナー部１５５と複数のフィールドプレート辺部１５６とを交互に配置して囲まれている領域であることが好ましい。実施形態１におけるフィールドプレート１５４は、４つのフィールドプレートコーナー部１５５と４つのフィールドプレート辺部１５６とを有し、略四角形（略正方形）形状からなる。【００４２】
実施形態１におけるフィールドプレート１５４においては、フィールドプレートコーナー部１５５を平面的に見たときにおける第１半導体領域側電極１５２の外縁からフィールドプレート１５４の外縁までの長さをＦＰ１（符号を図示せず。）とし、フィールドプレート辺部１５６を平面的に見たときにおける第１半導体領域側電極１５２の外縁からフィールドプレート１５４の外縁までの長さをＦＰ２（符号を図示せず。）とするとき、ＦＰ１＝ＦＰ２である。
実施形態１におけるＦＰ１及びＦＰ２は、例えば、６０μｍとすることができる。【００４３】
本明細書において「フィールドプレート辺部」とは、フィールドプレートのうち第１辺部に対応する部分のことをいう。
本明細書において「フィールドプレートコーナー部」とは、フィールドプレートのうち第１コーナー部に対応する部分のことをいう。「フィールドプレートコーナー部」は、フィールドプレートのうち、平面的に見たときに、あるフィールドプレート辺部と他のフィールドプレート辺部とを接続する部分ともいえる。【００４４】
以下、実施形態１に係る半導体装置１００の効果を説明する。【００４５】
実施形態１に係る半導体装置１００によれば、ガードリングではなく表面半導体領域１３０を備えるため、ガードリング構造の半導体装置よりも半導体装置を小型化することができる。【００４６】
また、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、周辺領域に表面半導体領域１３０が形成されているため、逆バイアス時に最初に表面半導体領域１３０と半導体基体１１０との間のｐｎ接合から空乏層が広がり、更に表面半導体領域１３０が完全空乏層化することで、半導体装置１００の耐圧を高くすることができる。そして、（１）表面半導体領域１３０の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件、及び、（２）フィールドプレートの少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件のうち少なくともいずれかの条件（実施形態１においては（１）の条件）を満たし、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低いため、第２辺部１３２における耐圧を意図的に小さくし、逆バイアス時に表面半導体領域１３０の第２コーナー部１３１よりも先に第２辺部１３２でアバランシェ降伏を生じさせることで、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる。【００４７】
このため、実施形態１に係る半導体装置１００は、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる半導体装置となる。【００４８】
また、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、第２辺部１３２の外縁において、平面的に見て内側に凹んだ凹部１３４を有するため、表面半導体領域１３０の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を無理なく満たすことが可能となる。【００４９】
また、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、凹部１３４が第２辺部１３２に収まっているため、第２コーナー部１３１の耐圧が低下してしまうことを防止することが可能となる。【００５０】
［実施形態２］
実施形態２に係る半導体装置１０１は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するが、表面半導体領域が形成されていない第１領域が存在する点で実施形態１に係る半導体装置１００とは異なる。すなわち、実施形態２に係る半導体装置１０１においては、図４に示すように、少なくとも、平面的に見て第２辺部１３２の外縁とは離隔した位置にある第１領域１３６には、表面半導体領域１３０が形成されていない。【００５１】
なお、先に説明したように、「表面半導体領域の合計長さ」には、表面半導体領域が形成されていない領域がある場合には、当該領域の長さ（幅）は含まれない。実施形態２においては、第１領域１３６が存在する都合上、第２辺部１３２においては内側の表面半導体領域１３０と外側の表面半導体領域１３０とに別れている場所がある（図４（ｃ）参照。）。この場合、Ｌ２の長さは、内側の表面半導体領域１３０の長さ（図４（ｃ）の符号Ｌ２−１参照。）と外側の表面半導体領域１３０の長さ（図４（ｃ）の符号Ｌ２−２参照。）との合計となる。【００５２】
実施形態２においては、第１領域１３６は、第２コーナー部１３１と第２辺部１３２との境界よりも第２コーナー部１３１側には侵入していない。
第１領域１３６は、平面的に見てフィールドプレート１５４と重なる位置にある。第１領域１３６は、フィールドプレート１５４の下方（第２電極１６０側）に存在する、又は、フィールドプレート１５４に絶縁膜１４０を介して覆われている、ということもできる。
なお、実施形態２に係る半導体装置１０１においては、実施形態１における凹部１３４に相当する部分は存在しない。
第１領域１３６には、高抵抗領域（後述する実施形態４参照。）が形成されていてもよい。【００５３】
ここで、耐圧と第１領域の幅との関係を簡単に説明する。「第１領域の幅」とは、隣接する第２コーナー部の間において一方の第２コーナー部から他方の第２コーナー部に向かう方向をｘ方向とするとき、平面的に見てｘ方向とは垂直な方向に沿う長さ（第１領域の第１半導体領域側の辺から当該辺と対向する辺までの長さ）のことをいう（後述する図９の符号Ｂ参照。）。第１領域の幅には、いわゆるサイド拡散の部分は含まれない。【００５４】
第１領域がｘ方向に沿って十分に長く延びているとするとき、第１領域の幅が比較的狭い場合には、第１領域が存在しない場合と比較して第２辺部の耐圧が低くなる（図５の符号ｃで示す領域参照。）。しかし、第１領域の幅がある程度広くなると、第１領域が存在しない場合と比較して、第２辺部の耐圧が高くなる場合がある（図５の符号ｄで示す領域参照。）。このため、実施形態２においては、第１領域１３６の幅は、第２コーナー部１３１の耐圧よりも第２辺部１３２の耐圧が低くなるように設定する（第１領域１３６の幅を適切なものとする）必要がある。【００５５】
また、電界強度と第１領域との関係について簡単に説明する。
アバランシェ電流が流れるときにおいて、第１領域が存在しない場合には、電界強度のピークは表面半導体領域の外縁付近（図６の符号ｐ１参照。）及びフィールドプレート（フィールドプレート辺部）の端部付近（図６の符号ｐ２参照。）の２点に現れる。一方、第１領域が存在する場合には、上記した２点に加えて、第１領域付近にも電界強度のピークが現れる（図７の符号ｐ３参照。）。このため、第１領域が存在することにより電界強度のピークを分散させることが可能となり、その結果、半導体装置全体としての破壊耐量を高くすることが可能となる。【００５６】
以下、実施形態２に係る半導体装置１０１の効果を説明する。【００５７】
このように、実施形態２に係る半導体装置１０１は、表面半導体領域が形成されていない第１領域が存在する点で実施形態１に係る半導体装置１００とは異なるが、ガードリングではなく表面半導体領域１３０を備え、表面半導体領域１３０の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たし、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低いため、実施形態１に係る半導体装置１００と同様に、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる半導体装置となる。【００５８】
また、実施形態２に係る半導体装置１０１によれば、アバランシェ電流が流れる際に電界強度のピークを分散させることが可能であること、及び、表面半導体領域１３０の内側というブレークダウンが起こり難い位置に第１領域１３６が形成されていることから、装置全体としての破壊耐量を一層高くすることが可能となる。【００５９】
また、実施形態２に係る半導体装置１０１によれば、第１領域１３６は、平面的に見てフィールドプレート１５４と重なる位置にあるため、耐圧のばらつきを少なくし、耐圧の観点から安定した構造とすることが可能となる。【００６０】
また、実施形態２に係る半導体装置１０１によれば、第１領域１３６は第２コーナー部１３１側には侵入していないため、第２コーナー部１３１の耐圧が低下してしまうことを防止することが可能となる。【００６１】
実施形態２に係る半導体装置１０１は、表面半導体領域が形成されていない第１領域が存在する点以外の点については実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１００が有する効果のうち該当する効果も有する。【００６２】
［実施形態３］
実施形態３に係る半導体装置１０２は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するが、表面半導体領域が形成されていない第１領域が存在する点で実施形態１に係る半導体装置１００とは異なる。すなわち、実施形態３に係る半導体装置１０２においては、図８及び図９に示すように、平面的に見て第２辺部１３２の外縁とは離隔した位置にある第１領域１３６には、表面半導体領域１３０が形成されていない。【００６３】
凹部１３４は、平面的に見て凹部１３４の底１３５の部分が、隣接する第２コーナー部１３１の間において一方の第２コーナー部１３１から他方の第２コーナー部１３１に向かう方向であるｘ方向（図９参照。）に沿う直線になっている。
凹部１３４の形状は、第１半導体領域１２０側が狭いテーパー形状である。当該テーパー形状の勾配は、例えば、４５°である。
本明細書において凹部に関する「テーパー形状の勾配」とは、ｘ方向と垂直な直線と凹部のテーパー部分に沿う直線とを交差させたときのなす角度のうち小さい方の角度のことをいう。
第１領域１３６の形状は、平面的に見てｘ方向に沿う方向に延びる短冊形状である。【００６４】
ここで、実施形態３における第１領域１３６の大きさについて説明する。
第１領域１３６の端部から第２辺部１３２と第２コーナー部１３１との境界までの、平面的に見てｘ方向に沿う長さをＡとし、第１領域１３６の、平面的に見てｘ方向とは垂直な方向に沿う長さ（第１領域１３６の幅）をＢとする（図９参照。）。【００６５】
耐圧と第１領域の幅との関係のグラフ（図５参照。）において、Ｂが比較的小さく（第１領域１３６の幅が比較的狭く）、第２辺部１３２の耐圧が低くなる場合（図５の符号ｃで示す領域参照。）には、Ａは０以上の適切な値（第２辺部１３２と第２コーナー部１３１との境界よりも第２コーナー部１３１側に侵入せず、かつ、第１領域１３６が消滅しないような値）であればよい。
また、Ｂが比較的大きく（第１領域１３６の幅が比較的広く）、第２辺部１３２の耐圧が高くなる場合（図５の符号ｄで示す領域参照。）であっても、Ａは０以上の適切な値であればよい。
なお、Ｂ（第１領域１３６の幅）は、半導体装置のサイズや耐圧の関係から決定することができ、例えば、１５μｍ程度とすることができる。【００６６】
このように、実施形態３に係る半導体装置１０２は、表面半導体領域が形成されていない第１領域が存在する点で実施形態１に係る半導体装置１００とは異なるが、ガードリングではなく表面半導体領域１３０を備え、表面半導体領域１３０の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たし、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低いため、実施形態１に係る半導体装置１００と同様に、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる半導体装置となる。【００６７】
また、実施形態３に係る半導体装置１０２によれば、平面的に見て第２辺部１３２の外縁とは離隔した位置にある第１領域１３６には、表面半導体領域１３０が形成されていないため、アバランシェ電流が流れる際に電界強度のピークを分散させることが可能であること、及び、表面半導体領域１３０の内側というブレークダウンが起こり難い位置に第１領域１３６が形成されていることから、装置全体としての破壊耐量を一層高くすることが可能となる。【００６８】
また、実施形態３に係る半導体装置１０２によれば、凹部１３４は平面的に見て凹部１３４の底１３５の部分がｘ方向に沿う直線になっており、凹部１３４の形状は平面的に見て第１半導体領域１２０側が狭いテーパー形状であり、第１領域１３６の形状は平面的に見てｘ方向に沿う方向に延びる短冊形状であるため、凹部１３４と第１領域１３６とを並存させ、装置全体としての破壊耐量をより一層高くすることが可能となる。【００６９】
また、実施形態３に係る半導体装置１０２によれば、第１領域１３６は、第２コーナー部１３１側には侵入していないため、第２コーナー部１３１の耐圧が低下してしまうことを防止することが可能となる。【００７０】
実施形態３に係る半導体装置１０２は、表面半導体領域が形成されていない第１領域が存在する点以外の点については実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１００が有する効果のうち該当する効果も有する。【００７１】
［実施形態４］
実施形態４に係る半導体装置１０３は、基本的には実施形態３に係る半導体装置１０２と同様の構成を有するが、高抵抗領域が形成されている点で実施形態３に係る半導体装置１０２とは異なる。すなわち、実施形態４に係る半導体装置１０３においては、図１０に示すように、第１領域１３６の少なくとも一部には、表面半導体領域１３０よりも電気抵抗が大きい高抵抗領域１３８が形成されている。高抵抗領域１３８は、後述するように第２辺部１３２の耐圧を低くすることが可能である。【００７２】
実施形態４においては、第１領域１３６のうち、第１領域１３６の第２コーナー部１３１側の端部を除く領域に高抵抗領域１３８が形成されている。これは、第２コーナー部１３１の耐圧より第２辺部１３２の耐圧を低くするためである。
高抵抗領域１３８は、例えば、第１領域１３６に対応する位置にｐ型の不純物（例えば、ホウ素）を導入し、その後アニール（熱処理）を行うことにより形成することができる。【００７３】
ここで、耐圧と高抵抗領域の表面不純物濃度との関係を簡単に説明する。
「表面不純物濃度」とは、高抵抗領域の表面における不純物の濃度のことをいう。
基本的には、高抵抗領域の表面不純物濃度が増加するに従い、第２辺部の耐圧が減少する傾向にある（図１１の符号ｆで示すグラフ参照。）。
このため、例えば、第２辺部に第１領域が存在することにより、そのままでは第２辺部の耐圧が高くなってしまう場合（図５の符号ｄで示す領域参照。）であっても、表面不純物濃度が適切な値である高抵抗領域を形成することで、第２辺部の耐圧を第２辺部に第１領域が存在しない場合よりも低くすることが可能である（図１１の符号ｅで示すグラフと符号ｆで示すグラフとが交わる点より右側の領域参照。）。【００７４】
なお、第２辺部に第１領域が存在することにより、第２辺部に第１領域が存在しない場合よりも第２辺部の耐圧が低くなる場合（図５の符号ｃで示す領域参照。）であっても、耐圧を調整するために高抵抗領域を形成してもよい。
不純物総和の観点からは、高抵抗領域の不純物総和は、例えば、表面半導体領域の不純物総和に対して１／１０程度とすることができる。【００７５】
このように、実施形態４に係る半導体装置１０３は、高抵抗領域が形成されている点で実施形態３に係る半導体装置１０２とは異なるが、ガードリングではなく表面半導体領域１３０を備え、表面半導体領域１３０の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たし、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低いため、実施形態３に係る半導体装置１０２と同様に、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも装置全体として破壊耐量を高くすることができる半導体装置となる。【００７６】
また、実施形態４に係る半導体装置１０３によれば、第１領域１３６の少なくとも一部には、高抵抗領域１３８が形成されているため、高抵抗領域１３８の位置若しくは不純物総和及び表面不純物濃度を調整することにより、第２辺部１３２の、隣接する第２コーナー部１３１の間において一方の第２コーナー部１３１から他方の第２コーナー部１３１に向かう方向（ｘ方向）の耐圧分布を均一に近づけることが可能となる。【００７７】
実施形態４に係る半導体装置１０３は、高抵抗領域が形成されている点以外の点については実施形態３に係る半導体装置１０２と同様の構成を有するため、実施形態３に係る半導体装置１０２が有する効果のうち該当する効果も有する。【００７８】
［実施形態５］
実施形態５に係る半導体装置１０４は、いわゆる半導体チップである。
半導体装置１０４は、図１２に示すように、第１導電型（実施形態５においてはｎ型）の半導体基体１１０と、半導体基体１１０の第１主面の表面に形成され、複数の第１コーナー部１２１及び複数の第１辺部１２２を有する第２導電型（実施形態５においてはｐ型）の第１半導体領域１２０と、第１主面の表面に、平面的に見て第１半導体領域１２０と重なる領域を含むように形成され、平面的に見て第１半導体領域１２０を囲むように形成された複数の第２辺部１３２及び複数の第２コーナー部１３１を有し、第１半導体領域１２０よりも不純物濃度が低い第２導電型の表面半導体領域１３０と、第１主面の表面上に、平面的に見て第１半導体領域１２０が形成されている領域から表面半導体領域１３０よりも外側の領域にわたって形成された絶縁膜１４０と、平面的に見て第１半導体領域１２０と重なる領域に形成された第１半導体領域側電極１５２と、平面的に見て表面半導体領域１３０と重なる領域に絶縁膜１４０を介して形成された、複数のフィールドプレートコーナー部１５５及び複数のフィールドプレート辺部１５６を有するフィールドプレート１５４を備える。第１半導体領域側電極１５２及びフィールドプレート１５４は連続しており、第１電極１５０を構成する。
また、半導体装置１０４は、上記した構成要素の他に第２電極１６０、チャネルストップ電極１７０、保護絶縁層１８０、チャネルストッパ１９０も備える。【００７９】
実施形態５に係る半導体装置１０４の構成要素のうち、実施形態１に係る半導体装置１００の場合とは異なる構成要素についてのみ説明し、他の構成要素については説明を省略する。【００８０】
ここで、フィールドプレートコーナー部１５５を平面的に見たときにおける第１半導体領域側電極１５２の外縁からフィールドプレート１５４の外縁までの長さをＦＰ１とし、フィールドプレート辺部１５６を平面的に見たときにおける第１半導体領域側電極１５２の外縁からフィールドプレート１５４の外縁までの長さをＦＰ２とする。
このとき、フィールドプレート１５４の少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件を満たす（図１２（ｂ），（ｃ）参照。）。また、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低い。【００８１】
本明細書において「フィールドプレートの少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２である」という条件を満たすには、最も大きい値を取るＦＰ１を下回るＦＰ２がフィールドプレートの中に１ヶ所でも存在すればよく、フィールドプレートコーナー部及びフィールドプレート辺部の全域にわたってＦＰ１＞ＦＰ２である必要はない。
なお、実施形態５においては、実施形態１における表面半導体領域１３０の凹部１３４に対応する凹部は存在しない。一方、半導体装置１００は、フィールドプレート辺部１５６の外縁において、平面的に見て内側に凹んだ凹部１５８を有する。【００８２】
ここで、耐圧とＦＰ１又はＦＰ２の長さとの関係について簡単に説明する。図１３に示すように、ＦＰ１の長さ及びＦＰ２の長さが長くなるほど対応する箇所の耐圧が高くなり、ある程度の長さを超えると耐圧が変化しなくなる傾向にある。また、ＦＰ１の長さとＦＰ２の長さとが同じ場合には、第２コーナー部の耐圧よりも第２辺部の耐圧の方が高くなる。
このため、第２辺部の耐圧を第２コーナー部の耐圧よりも低くして装置全体としての破壊耐量を高くするためには、ＦＰ２の長さをＦＰ１の長さと比較して十分に短くする必要がある。
例えば、図１３のグラフで説明すると、定格電圧に対して余裕を持ってＦＰ２の長さを設定し、さらに第２コーナー部１３１の耐圧が第２辺部１３２の耐圧より高くなるように余裕（例えば、グラフｈの線分の左端近くに対応する耐圧が１８５０Ｖであり、グラフｇの線分の右端に対応する耐圧が１９２０Ｖであるとすると、７０Ｖの余裕）を持たせてＦＰ１の長さを設定すると、ＦＰ１の長さをＦＰ２の長さと比較して十分に長くした、つまり、ＦＰ２の長さをＦＰ１の長さと比較して十分に短くしたといえる。【００８３】
以下、実施形態５に係る半導体装置１０４の効果を説明する。【００８４】
実施形態５に係る半導体装置１０４によれば、ガードリングではなく表面半導体領域１３０を備えるため、ガードリング構造の半導体装置よりも半導体装置を小型化することができる。【００８５】
また、実施形態５に係る半導体装置１０４によれば、周辺領域に表面半導体領域１３０が形成されているため、逆バイアス時に最初に表面半導体領域１３０と半導体基体１１０との間のｐｎ接合から空乏層が広がり、更に表面半導体領域１３０が完全空乏層化することで、半導体装置１０４の耐圧を高くすることができる。そして、そして、（１）表面半導体領域１３０の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件、及び、（２）フィールドプレート１５４の少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件のうち少なくともいずれかの条件（実施形態５においては（２）の条件）を満たし、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低いため、第２辺部１３２における耐圧を意図的に小さくし、逆バイアス時に表面半導体領域１３０の第２コーナー部１３１よりも先に第２辺部１３２でアバランシェ降伏を生じさせることで、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる。【００８６】
このため、実施形態５に係る半導体装置１０４は、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも破壊耐量を高くすることができる半導体装置となる。【００８７】
［実施形態６］
実施形態６に係る半導体装置１０５は、基本的には実施形態３に係る半導体装置１０２と同様の構成を有するが、表面半導体領域が形成されていない第２領域が存在する点で実施形態３に係る半導体装置１０２とは異なる。すなわち、実施形態６に係る半導体装置１０５においては、図１４に示すように、平面的に見て第２コーナー部１３１の外縁とは離隔した位置にある第２領域１３７には表面半導体領域１３０が形成されていない。
第２領域１３７は、端部が第２辺部１３２と接している。
なお、実施形態６においては、Ｌ１の長さは、内側の表面半導体領域１３０の長さ（図１４（ｂ）の符号Ｌ１−１参照。）と外側の表面半導体領域１３０の長さ（図１４（ｃ）の符号Ｌ１−２参照。）との合計となる。【００８８】
実施形態６における第１領域１３６と第２領域１３７とは連続している（第１領域１３６の端部と第２領域の１３７の端部とが接している。）。
第１領域１３６の幅と第２領域１３７の幅とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本明細書において「第２領域の幅」とは、第２領域の第１半導体領域側の辺から当該辺と対向する辺までの長さのことをいう。
なお、第１領域１３６には、高抵抗領域（実施形態４参照。）が形成されていてもよい。【００８９】
ここで、耐圧と第１領域又は第２領域の幅との関係について簡単に説明する。図１５に示すように、第２コーナー部に第２領域がある場合には、第２領域の幅が広くなるほど第２コーナー部の耐圧は低下する傾向にある。しかし、第２コーナー部に第２領域が存在する場合であっても、第２領域の幅によっては、第２辺部の耐圧よりも第２コーナー部の耐圧を高くすることができる場合がある。例えば、第１領域の幅と第２領域の幅とが同じである場合、当該幅が図１５の破線よりも左側の領域に対応する長さであれば、第２辺部の耐圧よりも第２コーナー部の耐圧を高くすることができる。
このため、第２領域が存在する場合には、第２コーナー部の耐圧が第２辺部の耐圧を下回らない（第２辺部の耐圧が第２コーナー部の耐圧よりも低くなる）ように第１領域の幅及び第２領域の幅を設定する必要がある。【００９０】
このように、実施形態６に係る半導体装置１０５は、表面半導体領域が形成されていない第２領域が存在する点で実施形態３に係る半導体装置１０２とは異なるが、ガードリングではなく表面半導体領域１３０を備え、表面半導体領域１３０の少なくとも一部においてＬ１＞Ｌ２であるという条件を満たし、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低いため、実施形態３に係る半導体装置１０２と同様に、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも破壊耐量を高くすることができる半導体装置となる。【００９１】
また、実施形態６に係る半導体装置１０５によれば、平面的に見て第２コーナー部１３１の外縁とは離隔した位置にある第２領域１３７には表面半導体領域１３０が形成されていないため、第２辺部１３２だけでなく第２コーナー部１３１の耐圧も調整することが可能となる。【００９２】
また、実施形態６に係る半導体装置１０５によれば、第１領域１３６と第２領域１３７とは連続しているため、表面半導体領域１３０を第１領域１３６及び第２領域１３７の内側と外側とに分割し、半導体装置全体の耐圧を高くすることが可能となる。【００９３】
実施形態６に係る半導体装置１０５は、表面半導体領域が形成されていない第２領域が存在する点以外の点については実施形態３に係る半導体装置１０２と同様の構成を有するため、実施形態３に係る半導体装置１０２が有する効果のうち該当する効果も有する。【００９４】
以上、本発明を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。【００９５】
（１）上記各実施形態において記載した構成要素の数、材質、形状、位置、大きさ、角度等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。【００９６】
（２）上記各実施形態においては、第２コーナー部１３１は平面視したときにＲ面取りされた平面形状を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、変形例１に係る半導体装置１０６（図１６参照。）及び変形例２に係る半導体装置１０７（図１７参照。）のように、第２コーナー部は平面視したときに角面取りされた（ある第２辺部の外縁と他の第２辺部の外縁とを直線で接続する）平面形状を有していてもよい。【００９７】
（３）また、第２コーナー部が平面視したときに角面取りされた平面形状を有する場合には、変形例３に係る半導体装置１０６ａ（図１８参照。）及び変形例４に係る半導体装置１０７ａ（図１９参照。）のように、第２コーナー部が平面視したときにＲ面取りされた平面形状を有する場合と比較して周辺領域を小さくすることも可能となる。この場合、半導体装置全体のサイズ（チップサイズ）の一層の小型化が可能となる。【００９８】
（４）上記実施形態１，３，４，６においては、第２コーナー部１３１付近における第２辺部１３２の外縁は、第２コーナー部１３１の外縁の末端から他の第２コーナー部１３１の方向へ向かう第１の直線部分と、第１の直線部分から凹部１３４の底１３５へ向かう第２の直線部分とからなるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、変形例５に係る半導体装置１０８（図２０参照。）のように、第２コーナー部付近における第２辺部の外縁は、第２コーナー部の外縁の円弧形状と連続する円弧形状からなるものであってもよい。このような構成とすることにより、第２コーナー部の耐圧を安定して確保することが可能となる。なお、「第２コーナー部付近における第２辺部の外縁が第２コーナー部の外縁の円弧形状と連続する円弧形状からなる」という特徴は、上記実施形態３，４，６のような半導体装置にも適用可能である。【００９９】
（５）上記実施形態２〜４，６及び上記変形例２，４において示した第１領域１３６の位置は例示である。第１領域は、変形例６に係る半導体装置１０２ａ（図２１参照。）のように実施形態２〜４，６及び変形例２，４で例示した位置よりも内側にあってもよいし、変形例７に係る半導体装置１０２ｂ（図２２参照。）や変形例８に係る半導体装置１０２ｃ（図２３参照。）のように実施形態２〜４，６及び変形例２，４で例示した位置よりも外側にあってもよい。なお、上記実施形態６において示した第２領域１３７についても、第１領域１３６の場合と同様である。【０１００】
（６）上記各実施形態においては、第１半導体領域１２０の下方（第２電極１６０側）にも表面半導体領域１３０が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。変形例９に係る半導体装置１０２ｄ（図２４参照。）のように、第１半導体領域の下方に表面半導体領域が形成されていない領域があってもよい。【０１０１】
（７）上記実施形態３においては、凹部１３４の形状は平面的に見て第１半導体領域１２０側が狭いテーパー形状であり、当該テーパー形状の勾配は４５°であるが、本発明はこれに限定されるものではない。テーパー形状の勾配は４５°でなくてもよい。【０１０２】
（８）第２辺部の耐圧が第２コーナー部の耐圧よりも低くなる限りにおいて、フィールドプレートの少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件を満たす場合でも、上記実施形態６で示したような第２領域が存在してもよい。【０１０３】
（９）上記実施形態５に係る半導体装置１０４のように、フィールドプレート１５４の少なくとも一部においてＦＰ１＞ＦＰ２であるという条件を満たす場合であっても、変形例１０に係る半導体装置１０４ａ（図２５参照。）や変形例１１に係る半導体装置１０４ｂ（図２６参照。）のように、第１領域（図２５及び図２６の符号１３６参照。）が存在していてもよく、さらに高抵抗領域（図２６の符号１３８参照。）が形成されていてもよい。また、上記のような半導体装置は、第２辺部の外縁において、平面的に見て内側に凹んだ凹部をさらに有していてもよい。【０１０４】
（１０）上記各実施形態においては、第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型としたが、本発明はこれに限定されるものではない。第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型としてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１００，１０１，１０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０３，１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０５，１０６，１０６ａ，１０７，１０７ａ，１０８…半導体装置、１１０…半導体基体、１１２…ｎ＋型半導体領域、１１４…ｎ型半導体領域、１２０…第１半導体領域、１２１…第１コーナー部、１２２…第１辺部、１３０…表面半導体領域、１３１…第２コーナー部、１３２…第２辺部、１３４…（第２辺部の）凹部、１３５…凹部の底、１３６…第１領域、１３７…第２領域、１３８…高抵抗領域、１４０…絶縁膜、１５０…第１電極、１５２…第１半導体領域側電極、１５４…フィールドプレート、１５５…フィールドプレートコーナー部、１５６…フィールドプレート辺部、１５８…（フィールドプレート辺部の）凹部、１６０…第２電極、１７０…チャネルストップ電極、１８０…保護絶縁層、１９０…チャネルストッパ、ｘ…ｘ方向
【要約】
ｎ型の半導体基体１１０と、ｐ型の第１半導体領域１２０と、平面的に見て第１半導体領域１２０を囲むように形成された複数の第２コーナー部１３１及び複数の第２辺部１３２を有し、第１半導体領域１２０より不純物濃度が低いｐ型の表面半導体領域１３０と、平面的に見て表面半導体領域１３０と重なる領域に絶縁膜１４０を介して形成された、複数のフィールドプレートコーナー部１５５及び複数のフィールドプレート辺部１５６を有するフィールドプレート１５４とを備え、（１）少なくとも一部でＬ１＞Ｌ２である、及び、（２）少なくとも一部でＦＰ１＞ＦＰ２である、のうちいずれかの条件を満たし、第２辺部１３２の耐圧が第２コーナー部１３１の耐圧よりも低い半導体装置１００。
本発明の半導体装置によれば、ガードリング構造の半導体装置よりも小型化することができ、かつ、従来の半導体装置よりも装置全体としての破壊耐量を高くすることができる。【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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