特許 7479157 ダイオード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-25

(45)【発行日】2024-05-08

(54)【発明の名称】ダイオード

(51)【国際特許分類】

   H01L 29/872 20060101AFI20240426BHJP

   H01L 29/06 20060101ALI20240426BHJP

   H01L 29/41 20060101ALI20240426BHJP

   H01L 29/47 20060101ALI20240426BHJP

【ＦＩ】

H01L29/86 301F

H01L29/86 301D

H01L29/86 301E

H01L29/06 301F

H01L29/06 301V

H01L29/06 301G

H01L29/44 Y

H01L29/48 F

H01L29/48 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020013984

(22)【出願日】2020-01-30

(65)【公開番号】P2021120989

(43)【公開日】2021-08-19

【審査請求日】2022-07-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆司

(72)【発明者】

【氏名】永岡 達司

(72)【発明者】

【氏名】市川 周平

【審査官】恩田 和彦

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０３９５６３８８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０３３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７３０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０４５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３６１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５０２２７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２９／８７２

Ｈ０１Ｌ ２９／０６

Ｈ０１Ｌ ２９／４１

Ｈ０１Ｌ ２９／４７

Ｈ０１Ｌ ２１／３２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体層と、
前記半導体層の表面に配置される表面電極と、
前記半導体層の表面から裏面に向かって延びる複数のトレンチと、
前記複数のトレンチの内壁面を覆う絶縁膜と、
前記トレンチに充填されるとともに、前記表面電極に接触する導電部と、
前記半導体層の裏面に配置される裏面電極と、を備え、
前記複数のトレンチのうちの隣り合う２個のトレンチでは、前記半導体層の前記裏面側に位置する裏面側端部近傍における間隔が、前記半導体層の前記表面側に位置する表面端における間隔よりも小さく、
前記複数のトレンチのうちの少なくとも一部のトレンチの前記裏面側端の前記半導体層の前記裏面側に位置する前記半導体層は、前記半導体層の他の部分よりも不純物濃度が低い低濃度領域を有する、ダイオード。

【請求項2】

前記表面電極は、金属電極であり、
前記表面電極と前記半導体層とは、ショットキー接触している、請求項１に記載のダイオード。

【請求項3】

前記複数のトレンチよりも前記半導体層の外周側において前記複数のトレンチを一巡しており、前記半導体層の前記表面から前記裏面に向かって延びる終端側トレンチと、
前記終端側トレンチに充填される絶縁層と、をさらに備え、
前記表面電極と前記絶縁層とは、互いに接触することによって、フィールドプレート構造を構成している、請求項１または２に記載のダイオード。

【請求項4】

前記複数のトレンチのうちの隣り合う２個のトレンチの間隔は、前記表面端から前記裏面端に向かって徐々に小さくなる、請求項１から３のいずれか一項に記載のダイオード。

【請求項5】

前記複数のトレンチのうち、前記ダイオードの終端側に配置される２個以上の端側トレンチの前記表面端の間隔は、前記複数のトレンチのうち、前記端側トレンチよりも前記ダイオードの中央側に配置される２個以上の中央側トレンチの前記表面端の間隔よりも小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載のダイオード。

【請求項6】

ダイオードであって、
半導体層と、
前記半導体層の表面に配置される表面電極と、
前記半導体層の表面から裏面に向かって延びる複数のトレンチと、
前記複数のトレンチの内壁面を覆う絶縁膜と、
前記トレンチに充填されるとともに、前記表面電極に接触する導電部と、
前記半導体層の裏面に配置される裏面電極と、を備え、
前記複数のトレンチのうちの隣り合う２個のトレンチでは、前記半導体層の前記裏面側に位置する裏面側端部近傍における間隔が、前記半導体層の前記表面側に位置する表面端における間隔よりも小さく、
前記複数のトレンチのうち、前記ダイオードの終端側に配置される２個以上の端側トレンチの前記表面端の間隔は、前記複数のトレンチのうち、前記端側トレンチよりも前記ダイオードの中央側に配置される２個以上の中央側トレンチの前記表面端の間隔よりも小さい、ダイオード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、ダイオードに関する。本明細書は、特に、半導体層の表面にトレンチを有するダイオードに関する技術を開示する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、トレンチＭＯＳ型ショットキーバリアダイオードが開示されている。ショットキーバリアダイオードは、半導体基板と、エピタキシャル層と、ショットキーメタルと、電極メタルと、を備える。エピタキシャル層は、半導体基板の表面上に配置されている。エピタキシャル層の表面には、複数の内側トレンチが形成されている。ショットキーメタルは、内側トレンチの内壁面を含むエピタキシャル層に対向するように形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１５３７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ダイオードの信頼性を確保するために、逆方向電圧が印加されている間の耐圧性能が求められる。本明細書は、逆方向電圧が印加されている間の耐圧を向上させる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書に開示の技術は、ダイオードに関する。ダイオードは、半導体層と、前記半導体層の表面に配置される表面電極と、前記半導体層の表面から裏面に向かって延びる複数のトレンチと、前記複数のトレンチの内壁面を覆う絶縁膜と、前記トレンチに充填されるとともに、前記表面電極に接触する導電部と、前記半導体層の裏面に配置される裏面電極と、を備え、前記複数のトレンチのうちの隣り合う２個のトレンチでは、前記半導体層の前記裏面側に位置する裏面側端部近傍における間隔が、前記半導体層の前記表面側に位置する表面端における間隔よりも小さくてもよい。

【0006】

この構成では、逆方向電圧が印加されている間、トレンチ周辺に空乏層が発生する。隣り合う２個のトレンチでは、半導体層の裏面側に位置する裏面側端部近傍における間隔が比較的に小さい。このため、裏面側端部近傍では、隣り合う２個のトレンチのそれぞれから延びる空乏層が連結され得る。この結果、逆方向電圧の印加時の耐圧を向上させることができる。一方、隣り合う２個のトレンチでは、半導体層の表面側に位置する表面端における間隔は比較的に大きい。このため、隣り合う２個のトレンチの間隔が、半導体層の裏面側に位置する裏面側端部近傍における間隔で一定に形成されている場合と比較して、表面電極と半導体層との接触面積が広い。これにより、順方向電圧が印加されている場合のオン抵抗が高くなることを抑制することができる。

【0007】

前記表面電極は、金属電極であってもよい。前記表面電極と前記半導体層とは、ショットキー接触していてもよい。この構成によれば、ショットキーバリアダイオードにおいて、逆方向電圧が印加されている間の耐圧を向上させることができる。

【0008】

前記複数のトレンチのうちの少なくとも一部のトレンチの前記裏面側端の前記半導体層の前記裏面側に位置する前記半導体層は、前記半導体層の他の部分よりも不純物濃度が低い低濃度領域を有していてもよい。この構成によれば、電界集中が発生するトレンチの裏面側端近傍の不純物濃度を低くすることによって、空乏層を広がり易くすることができる。これにより、逆方向電圧の印加時の耐圧を向上させることができる。

【0009】

ダイオードは、前記複数のトレンチよりも前記半導体層の外周側において前記複数のトレンチを一巡しており、前記半導体層の前記表面から前記裏面に向かって延びる終端側トレンチと、前記終端側トレンチに充填される絶縁層と、をさらに備えていてもよい。前記表面電極と前記絶縁層とは、互いに接触することによって、フィールドプレート構造を構成していてもよい。この構成によれば、ダイオードの終端部に配置される絶縁層を終端側トレンチに埋め込むことができる。これにより、ダイオードの表面を平坦化することができる。この結果、ダイオードが搭載される装置を小型化することができる。

【0010】

前記複数のトレンチのうちの隣り合う２個のトレンチの間隔は、前記表面端から前記裏面端に向かって徐々に小さくなっていてもよい。この構成によれば、隣り合う２個のトレンチの半導体層の表面側に位置する表面端における間隔が大きく裏面側端における間隔が小さい構造を容易に形成することができる。

【0011】

前記複数のトレンチのうち、前記ダイオードの終端側に配置される２個以上の端側トレンチの前記表面端の間隔は、前記複数のトレンチのうち、前記端側トレンチよりも前記ダイオードの中央側に配置される２個以上の中央側トレンチの前記表面端の間隔よりも小さくてもよい。この構成によれば、ダイオードに逆方向電圧が印加されている場合において、中央側トレンチが配置されている領域の耐圧を、端側トレンチが配置されている領域の耐圧よりも低くすることができる。この結果、Ｌ負荷スイッチングのオフ動作実行時にダイオードに逆方向電圧が印加される場合、端側トレンチが配置されている領域よりも中央側トレンチが配置されている領域において電界強度が高くなり、中央側トレンチが配置されている領域で電流が流れやすくなる。この結果、電流がダイオードの終端部付近に集中することを緩和することができる。これにより、Ｌ負荷スイッチング時のアバランシェ破壊に対する耐性を向上させることができる。

【0012】

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施例のダイオードの要部断面図である。

【図2】第１実施例のトレンチの側壁の傾斜角θと耐圧との関係を示すグラフである。

【図3】変形例のダイオードの要部断面図である。

【図4】第２実施例のダイオードの平面図である。

【図5】図４のV-V断面の断面図である。

【図6】変形例のダイオードの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１～図２を参照して実施例のダイオード１００を説明する。図１にダイオード１００の要部断面図を示す。ダイオード１００は、トレンチＭＯＳ領域を有する縦型のショットキーダイオードであり、いわゆるトレンチＭＯＳ型ショットキーバリアダイオードである。

【0015】

ダイオード１００は、半導体層１２と、アノード電極３０と、カソード電極１０と、絶縁膜２１、３１と、絶縁層２２と、導電部３２と、を備える。半導体層１２は、基板１４と、基板１４の表面にエピタキシャル成長によって堆積されるエピタキシャル層１６と、を備える。

【0016】

基板１４とエピタキシャル層１６とは、ｎ型不純物を含む酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）を材料としている。ｎ型不純物の例としては、シリコン（Ｓｉ）が挙げられる。基板１４の不純物濃度は、エピタキシャル層１６の不純物濃度よりも高い。基板１４の不純物濃度は、例えば５×１０^１８ｃｍ^－３であり、エピタキシャル層１６の不純物濃度は、例えば２×１０^１６ｃｍ^－３である。

【0017】

基板１４の裏面側（図１の下面側）には、カソード電極１０が配置されている。カソード電極１０は、基板１４とオーミック接触する金属（例えば、ニッケル（Ｎｉ）シリサイド、コバルト（Ｃｏ）シリサイド）で形成されている。

【0018】

エピタキシャル層１６の表面（図１の上面）には、中央部に複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃが配置されている。なお、図１では、３本のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃが配置されているが、トレンチの本数は、これに限定されない。複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、エピタキシャル層１６の表面からエピタキシャル層１６を掘り下げることによって形成されている。複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、ドライエッチングによって形成される。

【0019】

複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃのそれぞれでは、半導体層１２の表面から裏面側に向かって（図１の上側から下方に向かって）、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの側面が傾斜することによって、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの幅が徐々に広がっている。この結果、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃのうち、隣り合うトレンチ（例えば、トレンチ１８ａとトレンチ１８ｂ）において、半導体層１２の裏面側の端における間隔Ｌ２は、半導体層１２の表面側の端における間隔Ｌ１よりも小さい。また、隣り合うトレンチ（例えば、トレンチ１８ａとトレンチ１８ｂ）の間隔は、半導体層１２の表面側の端で最も大きい。

【0020】

また、エピタキシャル層１６の表面（図１の上面）には、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃよりも、ダイオード１００の終端側に、終端側トレンチ２０が配置されている。終端側トレンチ２０は、半導体層１２の外周に沿って、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの外側を一巡して囲んでいる。終端側トレンチ２０は、エピタキシャル層１６の表面からエピタキシャル層１６を掘り下げることによって形成されている。終端側トレンチ２０は、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃと同様に、ドライエッチングによって形成される。

【0021】

終端側トレンチ２０は、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃと同様に、半導体層１２の表面から裏面側に向かって（図１の上側から下方に向かって）、側面が傾斜することによって、幅が徐々に広がっている。複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃと終端側トレンチ２０とは、反応性ドライエッチングにおいて、イオンのエピタキシャル層１６の表面に対して傾斜して入射させることによって形成される。複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及び終端側トレンチ２０が形成されることによって、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及び終端側トレンチ２０の間の半導体層１２には、メサ部１２ａが形成される。

【0022】

複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃのそれぞれの底面（即ち図１の下面）に接するエピタキシャル層１６には、ｎ型不純物濃度が周りよりも低い低濃度領域４０が配置されている。低濃度領域４０は、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃと略等しい幅を有している。低濃度領域４０の高さ（即ち図１の上下方向の長さ）は、例えば、エピタキシャル層１６の高さの０．０１倍～０．２倍である。終端側トレンチ２０の底面（即ち図１の下面）に接するエピタキシャル層１６にも、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの底面に接するエピタキシャル層１６と同様に、ｎ型不純物濃度が周りよりも低い低濃度領域４０が配置されている。

【0023】

複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃのそれぞれの底面及び側面には、絶縁膜３１が配置されている。同様に、終端側トレンチ２０の底面及び側面には、絶縁膜２１が配置されている。絶縁膜２１、３１は、エピタキシャル層１６の表面に、例えば酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）等の絶縁材料を堆積させ、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及び終端側トレンチ２０以外のエピタキシャル層１６の表面に堆積された酸化ハフニウムを、化学機械研磨によって除去することによって形成される。

【0024】

終端側トレンチ２０には、絶縁膜２１を介して、絶縁層２２が充填されている。絶縁層２２は、絶縁膜２１、３１が堆積された後、終端側トレンチ２０内のみに酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）をさらに堆積させることによって形成される。絶縁層２２の表面は、エピタキシャル層１６、即ち半導体層１２の表面と一致している。

【0025】

複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃには、絶縁膜３１を介して、導電部３２が充填されている。導電部３２は、例えば、チタン（Ｔｉ）等の導電材料を、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃに堆積することによって形成される。これにより、導電部３２は、絶縁膜３１を挟んで、エピタキシャル層１６、即ち、半導体層１２と対向して配置されている。

【0026】

導電部３２の上端、即ち、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの上端には、アノード電極３０が配置されている。アノード電極３０は、半導体層１２の表面に平板上に形成されている。アノード電極３０は、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの上端において、導電部３２と接触している。アノード電極３０は、導電部３２と一体的に形成されている。即ち、アノード電極３０は、導電部３２に連続して導電材料を堆積することによって形成されている。アノード電極３０は、メタル電極であり、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及び終端側トレンチ２０との間に挟まれる半導体層１２、即ち、半導体層１２のメサ部１２ａの表面において、半導体層１２とショットキー接触している。

【0027】

アノード電極３０が絶縁層２２の表面に接触することによって、フィールドプレート構造が構成されている。

【0028】

ダイオード１００では、逆方向電圧が印加されている間、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの底面及び側面に隣接する半導体層１２に空乏層が発生する。隣り合う２個のトレンチ（即ち、トレンチ１８ａとトレンチ１８ｂ、トレンチ１８ｂとトレンチ１８ｃ）では、半導体層１２の裏面側（図１の下端）において、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの間隔Ｌ２が比較的に狭い。このため、隣り合う２個のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃのそれぞれから延びる空乏層が互いに連結される。この結果、逆方向電圧の印加時に、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの下端部における空乏層の広がりによって、耐圧を向上させることができる。

【0029】

また、隣り合う２個のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃでは、半導体層１２の表面側の端における間隔Ｌ１は比較的に大きい。即ち、間隔Ｌ２を小さくしつつ、ショットキー接触する部分の間隔Ｌ１を小さくせずに済む。これにより、順方向電圧が印加されている場合のオン抵抗が高くなることを抑制することができる。

【0030】

ダイオード１００では、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの下端近傍に、低濃度領域４０を配置することによって、逆方向電圧が印加されている間に、空乏層を広がり易くすることができる。これにより、逆方向電圧の印加時の耐圧を向上させることができる。

【0031】

ダイオード１００では、絶縁層２２が終端側トレンチ２０に埋め込まれている。これにより、フィールドプレート構造を配置するための絶縁層を、半導体層１２の表面上に配置せずに済む。これにより、ダイオード１００の表面を平坦化することができる。この結果、ダイオード１００の表面の凸形状を考慮せずに、ダイオード１００が搭載される装置を設計することができる。これにより、ダイオード１００を搭載する装置を小型化することができる。

【0032】

複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの側面は、半導体層１２の表面の垂直方向に対して傾斜することによって、隣り合う２個のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの間隔が、半導体層１２の表面１２ｂ側から裏面１２ｃ側に向かって、線形的に広がっている。この構成によれば、隣り合う２個のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの表面１２ｂ側に位置する表面端における間隔Ｌ１が大きく裏面１２ｃ側に位置する裏面端における間隔Ｌ２が小さい構造を容易に形成することができる。

【0033】

図２は、間隔Ｌ１が一定である場合において、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの側面の底面（即ち、半導体層１２の表面１２ｂ）に対する傾斜角θとダイオード１００の耐圧との関係を示すグラフである。図２では、横軸が傾斜角θを表し、縦軸が耐圧を表す。ダイオード１００では、傾斜角θが小さいほど、即ち、間隔Ｌ２が小さいほど、耐圧が上昇する。

【0034】

（第２実施例）
図４、図５を参照して、本実施例のダイオード２００について第１実施例と異なる点を説明する。本実施例では、隣り合う２個のトレンチ１８の間隔が、第１実施例の隣り合うトレンチ１８の間隔と異なる。なお、第１実施例と同様の構成は、同様の符号を付している。なお、図面上では、トレンチ１８の本数は異なるが、第１実施例及び第２実施例では、トレンチ１８の本数に制限はない。そのため、本実施例では、トレンチ１８の本数の相違点については、説明を省略する。

【0035】

トレンチ１８は、端側トレンチ１８ａと、中央側トレンチ１８ｂと、に分類される。図４に示すように、端側トレンチ１８ａは、複数のトレンチ１８ａ、１８ｂのうち、ダイオード２００の端縁側に配置されているトレンチである。本実施例では、端側トレンチ１８ａは、複数のトレンチ１８のうち、複数のトレンチ１８の延伸方向（即ち図４の上下方向）に垂直な方向（即ち図４の左右方向）の両端のそれぞれに配置されている３個のトレンチである。なお、端側トレンチ１８ａの個数は、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。

【0036】

一方、中央側トレンチ１８ｂは、複数のトレンチ１８のうち、端側トレンチ１８ａ以外のトレンチであり、ダイオード１００の両端に配置された端側トレンチ１８ａの間に配置される複数のトレンチである。中央側トレンチ１８ｂが配置されている領域を中央領域２００ｂと呼び、端側トレンチ１８ａが配置されている領域を端部領域２００ａと呼ぶ。中央領域２００ｂは、２個の端部領域２００ａの間に挟まれている。

【0037】

複数のトレンチ１８は、互いに同一形状を有する。隣り合う２個の中央側トレンチ１８ｂの表面１２ｂ側の間隔Ｌ１は、隣り合う２個の端側トレンチ１８ａの表面１２ｂ側の間隔Ｌ３よりも大きい。例えば、間隔Ｌ１は、間隔Ｌ２の２倍である。なお、複数の中央側トレンチ１８ｂでは、２個の中央側トレンチ１８ｂの間隔Ｌ１は、同一である。同様に、複数の端側トレンチ１８ａでは、２個の端側トレンチ１８ａの間隔Ｌ３は、同一である。また、同様に、隣り合う２個の中央側トレンチ１８ｂの表面１２ｂと反対側の間隔Ｌ２は、隣り合う２個の端側トレンチ１８ａの表面１２ｂと反対側の間隔Ｌ４よりも大きい。また、複数のトレンチ１８の長手方向（図４の上下方向）における端縁から終端側トレンチ２０までの間隔Ｌ５は、複数のトレンチ１８において等しく、また、間隔Ｌ３に等しい。

【0038】

ダイオード２００でも、ダイオード１００と同様の効果を奏することができる。

【0039】

また、ダイオード２００では、逆方向電圧が印加されている場合、トレンチ１８ａ、１８ｂの間隔が小さいほど、隣り合うトレンチ１８ａ、１８ｂの周辺に発生する空乏層が広がり易い。即ち、中央側トレンチ１８ｂの間隔よりも端側トレンチ１８ａの間隔の方が小さい。このため、端部領域２００ａの方が、中央領域２００ｂよりも空乏層が広がり易い。これにより、中央領域２００ｂの耐圧を、端部領域２００ａの耐圧よりも低くすることができる。この結果、Ｌ負荷スイッチングのオフ動作実行時にダイオード２００に逆方向電圧が印加される場合、端部領域２００ａよりも中央領域２００ｂにおいて電界強度が高くなり、中央領域２００ｂで電流が流れやすくなる。このため、電流がダイオード２００の端部領域２００ａ付近に集中することを緩和することができる。これにより、ダイオード２００において、Ｌ負荷スイッチング時のアバランシェ破壊に対する耐性を向上させることができる。

【0040】

なお、第２実施例の変形例では、図６に示すように、ダイオード３００の端部領域３００ａでは、隣り合う２個の端側トレンチ１８ａの表面１２ｂ側の間隔Ｌ３は、ダイオード２００の終端側に近づくのに従って、徐々に小さくなっていてもよい。隣り合う２個の端側トレンチ１８ａの表面１２ｂと反対側の間隔も同様に、ダイオード２００の終端側に近づくのに従って、徐々に小さくなっていてもよい。なお、中央領域３００ａは、中央領域２００ａと同様の複数の中央側トレンチ１８ｂを備えていてもよい。あるいは、中央領域３００ａは、互いに間隔が異なる複数の中央側トレンチ１８ｂを備えていてもよい。なお、複数のトレンチ１８の長手方向（図４の上下方向）における端縁から終端側トレンチ２２までの間隔Ｌ５は、第２実施例の間隔Ｌ３、Ｌ５と同一であってもよいし、本変形例の複数の間隔Ｌ３のうちのいずれかの間隔Ｌ３であってもよい。

【0041】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【0042】

（１）上記した実施例では、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの側面が底面の垂直方向に対して傾斜することによって、間隔Ｌ１を小さくすることなく間隔Ｌ２が小さくされている。しかしながら、トレンチの形状は、トレンチ１８ａ等の形状に限定されない。例えば、図３に示すように、トレンチ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃは、半導体層１２の表面１２ｂから裏面１２ｃ側に向かって、一定の幅が維持され、裏面１２ｃ側の端部において、幅が拡大している形状を有していてもよい。この構成では、裏面１２ｃ側の近傍の隣り合う２個のトレンチ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃの間隔Ｌ３は、間隔Ｌ１よりも小さい。この構成では、隣り合う２個のトレンチ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃの間隔が最も小さい位置は、トレンチ２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃの裏面１２ｃ側の端よりも若干表面１２ｂ側にであってもよい。この場合、終端側トレンチ２０は、実施例と同様であってもよい。あるいは、終端側トレンチ２０の側面が底面に対して垂直方向に配置されていてもよいし、トレンチ２１８ａ等と同様の構成を有していていもよい。

【0043】

（２）上記した実施例では、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの側面は、平面形状を有している。しかしながら、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの側面は、例えば円弧状に湾曲していてもよい。これにより、間隔Ｌ１から間隔Ｌ２まで、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの間隔が徐々に小さくなっていてもよい。

【0044】

（３）上記の技術は、酸化ガリウム以外の例えばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）等のワイドギャップ半導体にも適用可能である。また、ダイオード１００は、ショットキーダイオード以外に、ＰＮダイオードにも適用可能である。

【0045】

（４）上記した各実施例では、終端側トレンチ２０では、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃと同様に、側面が底面に対して垂直方向から傾斜している。しかしながら、終端側トレンチ２０の側面は、底面に対して垂直方向に配置されていてもよいし、トレンチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの側面の傾斜角θと異なる傾斜角で底面に対して傾斜していてもよい。

【0046】

（５）上記した各実施例及び変形例（１）では、低濃度領域４０は、終端側トレンチ２０の下方にも配置されている。しかしながら、終端側トレンチ２０の下方には、低濃度領域４０が配置されていなくてもよい。この場合、終端側トレンチ２０の下方の半導体層１２は、その他の半導体層１２と同等の不純物濃度を有していてもよい。

【0047】

（６）上記した各実施例では、ダイオード１００の終端部には、終端側トレンチ２０が配置され、終端側トレンチ２０に絶縁層２２が埋め込まれている。アノード電極３０は、絶縁層２２の表面に接触することによって、フィールドプレート構造が構成されている。しかしながら、ダイオード１００の終端部には、トレンチが配置されていなくてもよい。この場合、ダイオード１００の終端部は、半導体層１２の表面１２ｂと同一の平面形状を有していてもよい。さらに、ダイオード１００の終端部の平面上に、絶縁膜が配置されていてもよい。絶縁膜は、絶縁膜３１と連結していてもよい。アノード電極３０が絶縁膜と接触することによって、フィールドプレート構造が構成されていてもよい。

【0048】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0049】

１０：カソード電極、１２：半導体層、１２ａ：メサ部、１２ｂ：表面、１２ｃ：裏面、１４：基板、１６：エピタキシャル層、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ：トレンチ、２０：終端側トレンチ、２１：絶縁膜、２２：絶縁層、３０：アノード電極、３１：絶縁膜、３２：導電部、４０：低濃度領域、１００：ダイオード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】