特開 2023-167834 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023167834

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/06 20060101AFI20231116BHJP

   H01L 29/41 20060101ALI20231116BHJP

   H01L 29/78 20060101ALI20231116BHJP

   H01L 29/47 20060101ALI20231116BHJP

   H01L 29/739 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

H01L29/78 652P

H01L29/44 Y

H01L29/78 652H

H01L29/06 301F

H01L29/06 301V

H01L29/06 301G

H01L29/56

H01L29/78 655F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079327

(22)【出願日】2022-05-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 教章

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 博美

(72)【発明者】

【氏名】北田 瑞枝

(72)【発明者】

【氏名】浅田 毅

【テーマコード（参考）】

4M104

【Ｆターム（参考）】

4M104BB01

4M104BB02

4M104CC03

4M104FF10

4M104FF35

4M104GG02

4M104GG03

4M104GG07

4M104GG09

4M104GG18

4M104HH19

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高温環境下でドレイン－ソース間に長時間逆バイアスを与えた場合であっても、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることを防止できる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、第１導電型の半導体層２０と、活性領域における半導体層２０の一方側に形成された活性電極層３０と、活性領域を囲む耐圧領域における半導体層２０に形成され、第２導電型の半導体材料からなる複数の耐圧埋込層２５と、耐圧埋込層２５の一方側に形成され、面内方向に延在した導電膜１１、１２が埋設された層間絶縁層４０と、有する。導電膜１１、１２は、第一導電膜１１と、第一導電膜１１よりも一方側に設けられた第二導電膜１２と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電型の半導体層と、
活性領域における前記半導体層の一方側に形成された活性電極層と、
活性領域を囲む耐圧領域における前記半導体層に形成され、第２導電型の半導体材料からなる複数の耐圧埋込層と、
前記耐圧埋込層の一方側に形成された絶縁膜であって、面内方向に延在した導電膜が埋設された絶縁膜と、
を備え、
前記導電膜は、第一導電膜と、前記第一導電膜よりも一方側に設けられた第二導電膜と、を有する半導体装置。

【請求項2】

前記第一導電膜は、互いに離間した複数の第一導電離間膜を有し、
前記第二導電膜は、互いに離間した複数の第二導電離間膜を有する、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

平面視において前記耐圧埋込層と重複する箇所に前記第二導電離間膜が設けられ、
平面視において前記第二導電離間膜の間に前記第一導電離間膜が設けられる、請求項２の記載の半導体装置。

【請求項4】

複数の耐圧埋込層の各々に対応して前記第二導電離間膜が設けられ、
平面視において前記第二導電離間膜の間の各々に前記第一導電離間膜が設けられる、請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

耐圧領域における前記半導体層の一方側に形成された周辺電極層を備え、
縦断面において、前記活性電極層と前記周辺電極層との間に設けられた前記耐圧埋込層の数と前記第二導電離間膜の数は同数である、請求項４に記載の半導体装置。

【請求項6】

耐圧領域における前記半導体層の一方側に形成された周辺電極層を備え、
平面視において、最も外方に位置する第二導電離間膜の外方側端部と前記周辺電極層とは重複する、請求項２乃至５のいずれか１項に記載の半導体装置。

【請求項7】

平面視において、最も内方に位置する第二導電離間膜の内方側端部と前記活性電極層とは重複する、請求項２乃至５のいずれか１項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、活性領域を囲む耐圧領域を有する半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、スーパージャンクション構造を有する半導体装置が知られている。スーパージャンクション構造を有する半導体装置によれば、活性領域を囲む耐圧領域に複数（例えば数十本）のガードリングが設けられているため、逆バイアス時には空乏層が活性領域から耐圧領域の最外周部まで伸長し、半導体装置の耐圧を高くすることができる。

【0003】

このようなスーパージャンクション構造を有する半導体装置において、特に高温環境下長時間逆バイアスを与えた場合であってもリーク電流が増加したり耐圧が低下したりすることを防止するための半導体装置が特許文献１で提案されている。この特許文献１では、第１導電型の半導体層と、活性領域における半導体層の表面に形成され、第２導電型の半導体材料からなる複数の柱状埋込層と、活性領域における半導体層の表面上に形成された活性電極層と、活性領域を囲む耐圧領域における半導体層の表面に形成され、第２導電型の半導体材料からなる複数の環状柱状埋込層と、耐圧領域及び当該耐圧領域を囲む周辺領域における半導体層の表面上に形成された絶縁層とを備える、スーパージャンクション構造を有する半導体装置であって、周辺領域における半導体層の表面に形成され、第２導電型の半導体材料からなる第２環状柱状埋込層と、周辺領域における絶縁層上に形成された環状導電層とをさらに備える半導体装置が提案されている。

【0004】

しかしながら、高温環境下で長時間逆バイアスを与えた場合、パッケージ樹脂中の可動イオンがパッシベーション膜や層間絶縁膜中を移動し、さらにはスーパージャンクション構造の上部まで移動する事により空乏層の伸びに影響し、表面の電界強度分布が崩れる事でリーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じ得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－１０２０８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、高温環境下で長時間逆バイアスを与えた場合であっても、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることを防止できる半導体装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による半導体装置は、
第１導電型の半導体層と、
活性領域における前記半導体層の一方側に形成された活性電極層と、
活性領域を囲む耐圧領域における前記半導体層に形成され、第２導電型の半導体材料からなる複数の耐圧埋込層と、
前記耐圧埋込層の一方側に形成された絶縁膜であって、面内方向に延在した導電膜が埋設された絶縁膜と、
を備え、
前記導電膜は、第一導電膜と、前記第一導電膜よりも一方側に設けられた第二導電膜と、を有してもよい。

【0008】

本発明による半導体装置において、
前記第一導電膜は、互いに離間した複数の第一導電離間膜を有し、
前記第二導電膜は、互いに離間した複数の第二導電離間膜を有してもよい。

【0009】

本発明による半導体装置において、
平面視において前記耐圧埋込層と重複する箇所に前記第二導電離間膜が設けられ、
平面視において前記第二導電離間膜の間に前記第一導電離間膜が設けられてもよい。

【0010】

本発明による半導体装置において、
複数の耐圧埋込層の各々に対応して前記第二導電離間膜が設けられ、
平面視において前記第二導電離間膜の間の各々に前記第一導電離間膜が設けられてもよい。

【0011】

本発明による半導体装置は、
耐圧領域における前記半導体層の一方側に形成された周辺電極層を備え、
縦断面において、前記活性電極層と前記周辺電極層との間に設けられた前記耐圧埋込層の数と前記第二導電離間膜の数は同数であってもよい。

【0012】

本発明による半導体装置は、
耐圧領域における前記半導体層の一方側に形成された周辺電極層を備え、
平面視において、最も外方に位置する第二導電離間膜の外方側端部と前記周辺電極層とは重複してもよい。

【0013】

本発明による半導体装置において、
平面視において、最も内方に位置する第二導電離間膜の内方側端部と前記活性電極層とは重複してもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明のように耐圧埋込層の一方側に形成された絶縁膜であって、面内方向に延在した導電膜が埋設された絶縁膜であって、第一導電膜と、第一導電膜よりも一方側に設けられた第二導電膜を有する絶縁膜を採用することで、高温環境下で長時間逆バイアスを与えた場合であっても、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施の形態による半導体装置の縦断面図。

【図2】本発明の第１の実施の形態による半導体装置において、耐圧埋込層、第一導電離間膜及び第二導電離間膜の面内での重複を示すための縦断面図。

【図3】本発明の第１の実施の形態による半導体装置において、周辺電極層と第二導電離間膜の面内での重複を示すための縦断面図。

【図4】本発明の第１の実施の形態による半導体装置において、活性電極層と第二導電離間膜の面内での重複を示すための縦断面図。

【図5】本発明の第１の実施の形態による半導体装置において、可動イオンが疑似的なコンデンサによってトラップされる態様を模式的に示した縦断面図。

【図6A】第一導電膜及び第二導電膜を設けなかった場合のＨＴＲＢ試験時の表面電界強度を示したグラフ。

【図6B】第一導電膜及び第二導電膜を設けた場合のＨＴＲＢ試験時の表面電界強度を示したグラフ。

【図7A】本発明の第１の実施の形態において、平面視において環状に設けられた第一導電膜を示した概略平面図。

【図7B】本発明の第１の実施の形態において、平面視において環状に設けられた第二導電膜を示した概略平面図。

【図8】本発明の第１の実施の形態の変形例による半導体装置の縦断面図。

【図9】本発明の第２の実施の形態において、第一導電膜よりも第二導電膜が第二方向において長く延在している態様となっている半導体装置の縦断面図。

【図10】本発明の第２の実施の形態において、第一導電膜と第二導電膜が同程度の長さで第二方向において延在している態様となっている半導体装置の縦断面図。

【図11】本発明の第３の実施の形態による半導体装置の縦断面図。

【図12】１層の導電膜からなる複数の導電離間膜を層間絶縁層に設ける態様を示した縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

第１の実施の形態
《構成》
本実施の形態において、「一方側」は図１の上方側を意味し、「他方側」は図１の下方側を意味する。図１の上下方向を「第一方向」と呼び、左右方向を「第二方向」と呼び、紙面の表裏方向を「第三方向」と呼ぶ。第二方向及び第三方向を含む面内方向を「面内方向」という。第一方向の一方側から見た場合を平面視という。なお、本実施の形態の第二方向は、面内方向のうち、後述するガードリングからなる耐圧埋込層２５の延在する方向に直交する方向を意味している。

【0017】

本実施の形態による半導体装置は、スーパージャンクション構造を有するショットキーバリアダイオードであってもよい。但し、これに限られることはなく、ｐｎダイオード、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスター、ＩＧＢＴ等であってもよい。

【0018】

図１に示すように、半導体装置は、第１導電型の半導体層２０と、活性領域における半導体層２０の一方側に形成された活性電極層３０と、活性領域を囲む耐圧領域における半導体層２０に形成され、第２導電型の半導体材料からなる複数の耐圧埋込層２５と、耐圧埋込層２５の一方側に形成された層間絶縁層４０であって、面内方向に延在した導電膜１１，１２が埋設された層間絶縁層４０と、を有している。導電膜１１，１２は、第一導電膜１１と、第一導電膜１１よりも一方側（半導体装置のおもて面側）に設けられた第二導電膜１２と、を有している。導電膜１１，１２は例えばポリシリコン等からなってもよい。耐圧領域は活性領域の一部又は全体を取り囲んで設けられてもよい。耐圧領域の一部又は全体を取り囲んで周辺領域が設けられてもよい。本実施の形態では、第１導電型としてｎ型を用い、第２導電型としてｐ型を用いて説明するが、これに限られることはなく、第１導電型としてｐ型を用い、第２導電型としてｎ型を用いてもよい。なお活性領域とは活性電極層３０が半導体層２０と接触する領域の他方側（下方側）を意味し、オン状態のときに裏面からおもて面に向かって電流が流れる領域を意味している。図１に示す態様で周辺領域は、周辺電極層６０が半導体層２０と接触する領域の他方側（下方側）を意味している。

【0019】

ｎ型の半導体層２０の裏面側（下方側）には、半導体層２０よりも不純物濃度の大きなｎ⁺型の半導体基板２１が設けられてもよい。ｎ型の半導体層２０はｎ⁺型の半導体基板２１上でエピタキシャル成長することで形成されてもよい。

【0020】

活性領域におけるｎ^-型半導体層２０のおもて面領域には、ｐ型シリコンからなる複数の柱状埋込層１２５が設けられてもよい。活性領域におけるｎ^-型半導体層２０のおもて面に設けられた活性電極層３０は、ソース電極層としてのショットキーバリアメタル層であってもよい。活性領域を囲む耐圧領域におけるｎ^-型半導体層２０のおもて面領域に設けられた耐圧埋込層２５は、ｐ型シリコンからなる複数のガードリング（環状埋込層）であってもよい。ｎ⁺型半導体基板２１の裏面に、ドレイン電極層９０が設けられてもよい。柱状埋込層１２５は、おもて面側にｐ型高濃度オーミック拡散領域（図示せず）を有してもよい。耐圧埋込層２５は、おもて面側にｐ型高濃度拡散領域（図示せず）を有してもよい。

【0021】

活性領域におけるｎ^-型半導体層２０のおもて面領域にはｐ型ボディ領域１６１と、ｐ型ボディ領域１６１のおもて面領域に形成されたｎ⁺型ソース領域１６５及びｐ⁺型コンタクト領域１６７が設けられてもよい。また、活性領域のｎ^-型半導体層２０のおもて面上にはゲート絶縁層１７２と、ゲート絶縁層１７２のおもて面側に設けられたゲート電極層１７０と、ゲート電極層１７０とソース電極層である活性電極層３０との間に設けられた層間絶縁膜１７４が設けられてもよい（図４も参照）。本実施の形態では、ソース電極層である活性電極層３０、ドレイン電極層９０及びゲート電極層１７０が設けられる態様を用いて説明しているが、これに限られることはなく、アノードとカソードを有する半導体装置が用いられてもよい。

【0022】

周辺領域における層間絶縁層４０の一方側には平面視において環状からなる周辺電極層６０が設けられてもよい。周辺電極層６０はｎ^-型半導体層２０のおもて面領域に形成されたｎ型高濃度拡散領域（ｎ⁺⁺拡散領域）６５と連結されてもよい。ｎ型高濃度拡散領域６５の不純物濃度は例えば１×１０¹⁹ｃｍ^-3～５×１０²⁰ｃｍ^-3である。

【0023】

ｎ⁺型半導体基板２１とｎ^-型半導体層２０とで半導体基体が構成される。ｎ^-型半導体層２０の厚さは、例えば６μｍ～７０μｍであり、ｎ^-型半導体層２０の不純物濃度は、例えば５×１０¹³ｃｍ^-3～５×１０¹⁶ｃｍ^-3である。ｎ⁺型半導体基板２１の不純物濃度は例えば１×１０¹⁹ｃｍ^-3～５×１０²⁰ｃｍ^-3である。

【0024】

柱状埋込層１２５は、ｎ^-型半導体層２０における活性領域に形成した第１トレンチ１１６の内部にエピタキシャル成長させて形成したｐ型半導体材料（第２導電型半導体材料）からなってもよい。柱状埋込層１２５の本数は使用目的や構造に合わせて適宜設定することができる。ｐ型半導体材料の不純物濃度は、例えば５×１０¹³ｃｍ^-3～５×１０¹⁶ｃｍ^-3である。

【0025】

柱状埋込層１２５の深さは例えば５μｍ～５０μｍであり、柱状埋込層１２５の幅は例えば０．５μｍ～５μｍである。柱状埋込層１２５は第１間隔で平行に形成されてもよい。第１間隔は例えば１μｍ～１５μｍである。

【0026】

耐圧埋込層２５は、ｎ^-型半導体層２０における耐圧領域に形成した第２トレンチの内部にエピタキシャル成長させて形成したｐ型半導体材料（第２導電型半導体材料）からなってもよい。耐圧埋込層２５の本数は例えば５本～５０本であるが、使用目的や構造に合わせて適宜設定することができる。ｐ型半導体材料の不純物濃度は、例えば２×１０¹⁴ｃｍ^-3～５×１０¹⁶ｃｍ^-3である。

【0027】

耐圧埋込層２５の深さは例えば５μｍ～５０μｍであり、耐圧埋込層２５の幅は例えば０．５μｍ～５μｍである。耐圧埋込層２５は、それぞれ第２間隔で平行に形成されている。第２間隔は、例えば１μｍ～１５μｍである。

【0028】

層間絶縁層４０はシリコン酸化膜からなってもよい。活性電極層３０はｎ^-型半導体層２０とはショットキー接合を形成し、柱状埋込層１２５とはオーミック接合を形成してもよい。活性電極層３０の材料は金属（例えばアルミニウム）であり、活性電極層３０の厚さは例えば５μｍである。周辺電極層６０の材料は金属（例えばアルミニウム）であり、周辺電極層６０の厚さは例えば５μｍである。ドレイン電極層９０は、電極材料である金属（例えばＴｉ－Ｎｉ－Ａｕ等の多層金属膜）を半導体基体の裏面に蒸着して形成してもよい。ドレイン電極層９０である多層金属膜全体の厚さは例えば０．５μｍである。周辺電極層６０はドレイン電極層９０と電気的に接続されており、周辺電極層６０とドレイン電極層９０は同電位となってもよい。

【0029】

第一導電膜１１は、面内方向で互いに離間した複数の第一導電離間膜１を有してもよい。同様に、第二導電膜１２は、面内方向で互いに離間した複数の第二導電離間膜２を有してもよい。

【0030】

耐圧埋込層２５のおもて面側には、耐圧埋込層２５から半導体装置の厚み方向に向かった直線上（第一方向に平行に延びた直線上）に第二導電離間膜２が設けられてもよい（図２の「Ａ」参照）。この場合、平面視において耐圧埋込層２５と重複する箇所に第二導電離間膜２が設けられることになる。第二導電離間膜２の面内方向の間の裏面側には、当該間（第二導電離間膜２の面内方向の間）から半導体装置の厚み方向に向かった直線上（第一方向に平行に延びた直線上）に第一導電離間膜１が設けられてもよい（図２の「Ｂ」参照）。この場合、平面視において第二導電離間膜２の間に第一導電離間膜１が設けられることになる（図７Ａ及び図７Ｂ参照）。

【0031】

複数の耐圧埋込層２５の各々に対応して第二導電離間膜２が設けられてもよい。この場合には、複数の耐圧埋込層２５の各々から半導体装置の厚み方向のおもて面側に向かった直線上（第一方向に平行に延びた直線上）に第二導電離間膜２が設けられることになる。複数の耐圧埋込層２５の各々から半導体装置の厚み方向のおもて面側に向かった直線上（第一方向に平行に延びた直線上）に１つの第二導電離間膜２が設けられる場合には、耐圧埋込層２５の数と第二導電離間膜２の数とは同じ数になる。この際、活性電極層３０の他方側（裏面側、図１の下方側）に位置し、平面視において活性電極層３０によって全体が覆われる耐圧埋込層２５に対応する第二導電離間膜２は設けられておらず、面内方向で活性電極層３０と周辺電極層６０との間に設けられた耐圧埋込層２５の数と第二導電離間膜２の数とは同じ数になってもよい（図１参照）。

【0032】

耐圧埋込層２５が平面視において環状からなる場合には、耐圧埋込層２５に対応して第二導電膜１２も平面視において環状で構成されることになる（図７Ｂ参照）。この場合には、平面視において第二導電離間膜２の間に設けられるようにして、環状の第一導電膜１１が設けられることになる（図７Ａ参照）。図７Ｂでは模式的に第二導電膜１２を示しているが、図７Ｂに示す第二導電膜１２では、複数の第二導電離間膜２が一定距離だけ離間して、配置されることになる（図１参照）。同様に、図７Ａでは模式的に第一導電膜１１を示しているが、図７Ａに示す第一導電膜１１では、複数の第一導電離間膜１が一定距離だけ離間して、配置されることになる（図１参照）

【0033】

耐圧埋込層２５が平面視においてドット形状からなる場合には、耐圧埋込層２５に対応して第二導電離間膜２も平面視においてドット形状からなる。この場合には、第二導電離間膜２に対応して第一導電離間膜１も平面視においてドット形状からなる。但し、設計の容易性等を考慮すると、耐圧埋込層２５を平面視において環状から形成し、図７Ａ及び図７Ｂで示すように、第一導電膜１１及び第二導電膜１２の各々を平面視において環状から形成することが有益である。

【0034】

平面視において第二導電離間膜２の間の各々に第一導電離間膜１が設けられてもよい。この場合には、第二導電離間膜２の間の各々から半導体装置の厚み方向の裏面側に向かった直線上（第一方向に平行に延びた直線上）に第一導電離間膜１が設けられることになる。

【0035】

周辺電極層６０から半導体装置の裏面側に半導体装置の厚み方向の裏面側に向かった直線上（第一方向に平行に延びた直線上）に最も外方に位置する第二導電離間膜２の外方側端部が設けられてもよい（図３の「Ｃ」参照）。この場合には、平面視において、最も外方に位置する第二導電離間膜２の外方側端部と周辺電極層６０とは重複することになる。

【0036】

活性電極層３０から半導体装置の裏面側に半導体装置の厚み方向に向かった直線上（第一方向に平行に延びた直線上）に最も内方に位置する第二導電離間膜２の内方側端部が設けられてもよい（図４の「Ｄ」参照）。この場合には、平面視において、最も内方に位置する第二導電離間膜２の内方側端部と活性電極層３０とは重複することになる。

【0037】

本実施の形態の第一導電膜１１及び第二導電膜１２を埋設した層間絶縁層４０は、例えば以下のようにして形成される。

【0038】

まず、最終的に形成される層間絶縁層４０の厚みの概ね１／３だけ、耐圧埋込層２５がおもて面領域に形成されたｎ^-型半導体層２０に層間絶縁層４０を形成する。その後で、形成された層間絶縁層４０の上に第一導電膜１１を形成する。この際には、例えばポリシリコン等からなる導電膜を形成し、当該導電膜を部分的に除去することで、複数の第一導電離間膜１を形成する。

【0039】

次に、複数の第一導電離間膜１を覆うようにして、最終的に形成される層間絶縁層４０の厚みの概ね２／３まで層間絶縁層４０を形成する。その後で、形成された層間絶縁層４０の上に第二導電膜１２を形成する。この際にも、例えばポリシリコン等からなる導電膜を形成し、当該導電膜を部分的に除去することで、複数の第二導電離間膜２を形成する。

【0040】

次に、複数の第二導電離間膜２を覆うようにして、残りの層間絶縁層４０を形成する。このようにすることで、第一導電膜１１及び第二導電膜１２を埋設した層間絶縁層４０が形成されることになる。

【0041】

本実施の形態では、第一導電膜１１及び第二導電膜１２が層間絶縁層４０内に設けられる態様を用いて説明しているが、このような態様に限られることはなく、半導体装置の厚み方向（第一方向）に３層以上が積層されてもよく、第三導電膜、第四導電膜、・・・、第ｎ導電膜（「ｎ」は３以上の整数である。）が設けられてもよい。

【0042】

《効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による効果の一例について説明する。なお、「効果」で説明するあらゆる態様を、上記構成で採用することができる。

【0043】

耐圧埋込層２５の一方側に形成された層間絶縁層４０であって、面内方向に延在した導電膜１１，１２が埋設された層間絶縁層４０であって、第一導電膜１１と、第一導電膜１１よりも一方側に設けられた第二導電膜１２を有する層間絶縁層４０を採用する場合には、高温環境下でドレイン－ソース間に長時間逆バイアスを与えた場合であっても、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることを防止できる。

【0044】

第一導電膜１１が互いに離間した複数の第一導電離間膜１を有する場合や、第二導電膜１２が互いに離間した複数の第二導電離間膜２を有する場合には、低抵抗の第一導電離間膜１及び第二導電離間膜２と、これら第一導電離間膜１及び第二導電離間膜２に挟まれた層間絶縁層４０によって疑似的なコンデンサを形成することができ（図５参照）、可動イオンを疑似的なコンデンサによって捕獲できる。このため、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることをより効果的に防止できる。図６Ａ及び図６ＢはＨＴＲＢ（高温逆バイアス：High Temperature Reverse Bias）試験時の表面電界強度を示したグラフであり、横軸が活性領域からの面内距離を示し、縦軸が電界強度を示している。本実施の形態の態様によれば、図６Ｂで示すように、可動イオンの影響を受けず、設計通りの電界強度を保持することができる。他方、本実施の形態とは異なり、第一導電膜１１及び第二導電膜１２を設けなかった場合には、図６Ａで示すように、可動イオンにより表面の電界強度が低下し、最外部で電界強度が上昇しＢＤ（ブレークダウン）を引き起こしやすくなる。

【0045】

つまり、図６Ａのように第一導電膜１１及び第二導電膜１２を設けなかった場合には、高温によりパッケージ樹脂の可動イオンが動きやすくなる。その結果、ドレイン－ソース間のバイアスによって可動イオンが周辺構造部表面に集結し、集結した可動イオンが空乏層伸長に影響し、電界強度分布を崩して耐圧低下を引き起こしうる。これに対して、本実施の形態によれば、高温環境下で逆バイアスを与え続けた場合に、可動イオンが層間絶縁層４０中に移動してきても、第一導電膜１１及び第二導電膜１２によって可動イオンをブロックすることができる。また、ブロックをすり抜けようとした可動イオンは第一導電膜１１及び第二導電膜１２と層間絶縁層４０によって形成された容量により捕獲され（図５参照）、周辺構造の半導体層２０と層間絶縁層４０の界面上部近傍に近づけない（図６Ｂ参照）。このため、周辺構造での空乏層の伸びに影響を与えず、リーク電流増加や耐圧変動を起こさない構成とすることができる。

【0046】

発明者らは平面視において耐圧埋込層２５と重複する箇所に、複数の第一導電離間膜１を設け、複数の第一導電離間膜１の間に第二導電離間膜２を設ける態様も実験したが（図８参照）、リーク電流増加や耐圧変動を引き起こさないという観点からは、平面視において耐圧埋込層２５と重複する箇所に、上側（一方側）に位置する複数第二導電離間膜２を設け、複数の第二導電離間膜２の間に下側（他方側）に位置する第一導電離間膜１を設ける態様が好ましいことを確認できた。

【0047】

また、発明者らは平面視において耐圧埋込層２５と重複する箇所に、１層の導電膜１１０からなる複数の導電離間膜１１１を層間絶縁層４０に設ける態様についても実験したが（図１２参照）、リーク電流増加や耐圧変動を引き起こさないという効果に関して、十分なものを得ることができなかった。

【0048】

平面視において耐圧埋込層２５と重複する箇所に第二導電離間膜２が設けられ、平面視において第二導電離間膜２の間に第一導電離間膜１が設けられる場合には、耐圧埋込層２５の一方側に第二導電離間膜２を位置づけつつ、第二導電離間膜２と第一導電離間膜１との間で疑似的なコンデンサを形成することができ、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることをさらに効果的に防止できる点で有益である。

【0049】

複数の耐圧埋込層２５の各々に対応して第二導電離間膜２が設けられ、平面視において第二導電離間膜２の間の各々に第一導電離間膜１が設けられる場合には、複数の耐圧埋込層２５の各々に対応して第二導電離間膜２を設け、かつ当該第二導電離間膜２と当該第二導電離間膜２に対応する第一導電離間膜１との間で疑似的なコンデンサを形成することができ、各耐圧埋込層２５に起因したリーク電流の増加や耐圧低下を防止できる点で有益である。

【0050】

縦断面において、活性電極層３０と周辺電極層６０との間に設けられた耐圧埋込層２５の数と第二導電離間膜２の数が同数であって、第二導電離間膜２の間の各々に第一導電離間膜１が設けられる場合には、耐圧埋込層２５に一対一で対応する第二導電離間膜２を設けることができ、各耐圧埋込層２５に起因したリーク電流の増加や耐圧低下をより効果的に防止できる点で有益である。なお、前述した可動イオンを効果的に捕獲するためには、本態様のように、活性電極層３０と周辺電極層６０との間に設けられた耐圧埋込層２５の数と第二導電離間膜２が数は同数であって、第二導電離間膜２の間の各々に第一導電離間膜１が設けられることが、後述する第２の実施の形態や第３の実施の形態のような対応と比較しても好ましい。

【0051】

平面視において、最も外方に位置する第二導電離間膜２の外方側端部と周辺電極層６０とが重複する場合には（図３参照）、最も外方に位置する第二導電離間膜２を安定した電圧状態とすることができる点で有益である。

【0052】

平面視において、最も内方に位置する第二導電離間膜２の内方側端部と活性電極層３０とが重複する場合には（図４参照）、最も内方に位置する第二導電離間膜２を安定した電圧状態とすることができる点で有益である。

【0053】

第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

【0054】

本実施の形態では、図９で示すように、面内で延在した一つの第一導電膜１１（第一導電離間膜１）が設けられてもよい。同様に面内で延在した一つの第二導電膜１２（第二導電離間膜２）が設けられている。その他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、第１の実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。第１の実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。

【0055】

図９に示す態様では、第一導電膜１１よりも第二導電膜１２が第二方向において長く延在している態様となっている。但し、このような態様に限られることはなく、例えば図１０で示すように、第一導電膜１１と第二導電膜１２が同程度の長さで第二方向において延在してもよい。また、第二導電膜１２よりも第一導電膜１１が第二方向において長く延在してもよい。

【0056】

本実施の形態でも、第一導電膜１１と第二導電膜１２との間で疑似的なコンデンサを形成することができ、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることを防止できる。但し、第一導電膜１１や第二導電膜１２の一箇所に電圧が集中し、耐圧が落ちるリスクがあることは否めない。このため、第１の実施の形態で示すように、第一導電膜１１が互いに離間した複数の第一導電離間膜１を有し、かつ第二導電膜１２が互いに離間した複数の第二導電離間膜２を有する態様を採用する方が有益ではある。

【0057】

第３の実施の形態
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

【0058】

本実施の形態では、図１１で示すように、耐圧埋込層２５と一対一で対応していない態様で第二導電膜１２が設けられ、当該第二導電膜１２に対応して第一導電離間膜１が設けられている。その他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、第１の実施の形態で説明したあらゆる態様を採用することができる。第１の実施の形態で説明した部材については同じ符号を用いて説明する。

【0059】

本実施の形態でも、第一導電膜１１と第二導電膜１２との間で疑似的なコンデンサを形成することができ、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることを防止できる。但し、効果としては、第１の実施の形態で示すように、耐圧埋込層２５に一対一で対応する第二導電離間膜２を設け、かつ第二導電離間膜２の間の各々に第一導電離間膜１が設けられる態様を採用する方が、一つ一つの耐圧埋込層２５に対応して第二導電離間膜２及び第一導電離間膜１を設けることができ、リーク電流の増加や耐圧低下が発生するという問題が生じることをより効果的に防止できる点で有益である。また、第２の実施の形態でも述べた電圧が集中する結果として耐圧が落ちるリスクを低減する観点からも、第１の実施の形態の態様を採用する方が有益ではある。

【0060】

上述した各実施の形態の記載及び図面の開示は、請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した各実施の形態の記載又は図面の開示によって請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。

【符号の説明】

【0061】

１ 第一導電離間膜
２ 第二導電離間膜
１１ 第一導電膜
１２ 第二導電膜
２０ 半導体層
２５ 耐圧埋込層
３０ 活性電極層
４０ 層間絶縁層
６０ 周辺電極層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】