特許 7487131 半導体装置

(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】2024-05-10

(45)【発行日】2024-05-20

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/107 20060101AFI20240513BHJP

【ＦＩ】

H01L31/10 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021044542

(22)【出願日】2021-03-18

(65)【公開番号】P2022143820

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】千石 光洋

(72)【発明者】

【氏名】松本 展

(72)【発明者】

【氏名】国分 弘一

【審査官】丸橋 凌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１４９９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３３１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４０１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９９５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６６４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１０８７９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０８４３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／２０３２２２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３１／０８－３１／１１９

Ｈ０１Ｌ ２７／１４－２７／１４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電形の第１半導体領域と、
前記第１半導体領域の上に設けられ、前記第１半導体領域よりも高い第１導電形の不純物濃度を有する第１導電形の第２半導体領域と、
前記第２半導体領域の上に設けられた第２導電形の第３半導体領域と、
を含む素子部と、
前記第１半導体領域から前記第２半導体領域に向かう第１方向と交差する第１面に沿って、前記第１半導体領域、前記第２半導体領域、及び前記第３半導体領域のそれぞれの周りに設けられた第１絶縁部と、
前記第１面に沿って前記第１絶縁部の周りに設けられ、前記第１半導体領域よりも高い第１導電形の不純物濃度を有する第１導電形の第４半導体領域と、
前記第３半導体領域と電気的に接続されたクエンチ部と、
を備えた半導体装置。

【請求項2】

前記第１面に沿って前記第１絶縁部の一部の周りに設けられた第１導電形の第５半導体領域をさらに備え、
前記第４半導体領域は、前記第５半導体領域の上に設けられ、
前記第４半導体領域における第１導電形の不純物濃度は、前記第５半導体領域における第１導電形の不純物濃度よりも高い、請求項１記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第４半導体領域は、前記第２半導体領域よりも下方に位置する、請求項１又は２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第４半導体領域の上に設けられた第６半導体領域をさらに備え、
前記第６半導体領域における第１導電形の不純物濃度は、前記第４半導体領域における第１導電形の不純物濃度よりも低い、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項5】

第１導電形の第１半導体領域と、
前記第１半導体領域の上に設けられ、前記第１半導体領域よりも高い第１導電形の不純物濃度を有する第１導電形の第２半導体領域と、
前記第２半導体領域の上に設けられた第２導電形の第３半導体領域と、
を含む素子部と、
前記第１半導体領域から前記第２半導体領域に向かう第１方向と交差する第１面に沿って前記素子部の周りに設けられた第１絶縁部と、
前記第１面に沿って前記第１絶縁部の周りに設けられ、前記第１半導体領域よりも高い第１導電形の不純物濃度を有する第１導電形の第４半導体領域と、
前記第４半導体領域の上に設けられ、前記第４半導体領域における第１導電形の不純物濃度よりも低い第１導電形の不純物濃度を有する第６半導体領域と、
前記第３半導体領域と電気的に接続されたクエンチ部と、
を備えた半導体装置。

【請求項6】

前記第１方向における前記第４半導体領域の長さは、前記素子部から前記第４半導体領域に向かう方向における前記第４半導体領域の長さよりも短い、請求項１～５のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項7】

前記第４半導体領域の上に設けられた第２絶縁部をさらに備え、
前記クエンチ部は、前記第２絶縁部の上に設けられた、請求項１～６のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項8】

複数の前記素子部が、前記第１方向に交差する第２方向と、前記第１方向及び前記第２方向に沿う面と交差する第３方向と、に沿って設けられ、
複数の前記第１絶縁部が、前記第１面に沿って複数の前記素子部の周りに設けられ、
前記第４半導体領域は、複数の前記素子部のうち隣り合う前記素子部同士の間に設けられた、請求項１～７のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項9】

前記素子部は、ガイガーモードで動作される請求項１～８のいずれか１つに記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光を検出する半導体装置がある。半導体装置の光検出効率は、高いことが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－８４３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、光検出効率を向上可能な半導体装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る半導体装置は、素子部と、第１絶縁部と、第１導電形の第４半導体領域と、クエンチ部と、を備える。前記素子部は、第１導電形の第１半導体領域と、前記第１半導体領域の上に設けられ、前記第１半導体領域よりも高い第１導電形の不純物濃度を有する第１導電形の第２半導体領域と、前記第２半導体領域の上に設けられた第２導電形の第３半導体領域と、を含む。前記第１絶縁部は、前記第１半導体領域から前記第２半導体領域に向かう第１方向と交差する第１面に沿って前記素子部の周りに設けられている。前記第４半導体領域は、前記第１面に沿って前記第１絶縁部の周りに設けられ、前記第１半導体領域よりも高い第１導電形の不純物濃度を有する。前記クエンチ部は、前記第３半導体領域と電気的に接続されている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態に係る半導体装置を表す模式的平面図である。

【図2】図１のＡ１－Ａ２断面図である。

【図3】図２のＢ１－Ｂ２断面図である。

【図4】参考例に係る半導体装置を表す断面図である。

【図5】参考例及び実施形態に係る半導体装置の特性を示す模式図である。

【図6】参考例に係る別の半導体装置を表す断面図である。

【図7】実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。

【図8】実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。

【図9】実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。

【図10】実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
以下の説明及び図面において、ｎ^＋、ｎ及びｐ^＋、ｐ、ｐ^－の表記は、各不純物濃度の相対的な高低を表す。すなわち、「＋」が付されている表記は、「＋」及び「－」のいずれも付されていない表記よりも不純物濃度が相対的に高く、「－」が付されている表記は、いずれも付されていない表記よりも不純物濃度が相対的に低いことを示す。これらの表記は、それぞれの領域にｐ形不純物とｎ形不純物の両方が含まれている場合には、それらの不純物が補償しあった後の正味の不純物濃度の相対的な高低を表す。
以下で説明する各実施形態について、各半導体領域のｐ形とｎ形を反転させて各実施形態を実施してもよい。

【0008】

図１は、実施形態に係る半導体装置を表す模式的平面図である。図２は、図１のＡ１－Ａ２断面図である。
図１及び図２に表したように、第１実施形態に係る半導体装置１００は、ｐ^＋形（第１導電形）半導体層１、素子部１０、ｐ形半導体領域１４（第４半導体領域）、ｐ^－形半導体領域１５（第５半導体領域）、半導体領域１６（第６半導体領域）、第１絶縁部２１、第２絶縁部２２、クエンチ部３０、配線３５、及び絶縁層４０を含む。図１では、絶縁層４０が省略されている。また、コンタクトプラグが破線で表されている。

【0009】

図２に表したように、素子部１０は、ｐ^－形半導体領域１１（第１半導体領域）、ｐ^＋形半導体領域１２（第２半導体領域）、及びｎ^＋形（第２導電形）半導体領域１３（第３半導体領域）を含む。

【0010】

ここでは、ｐ^－形半導体領域１１からｐ^＋形半導体領域１２に向かう方向をＺ方向（第１方向）とする。Ｚ方向と交差する一方向をＸ方向（第２方向）とする。Ｘ－Ｚ面と交差する一方向をＹ方向（第３方向）とする。例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、相互に直交する。また、説明のために、ｐ^－形半導体領域１１からｐ^＋形半導体領域１２に向かう方向を「上」と言い、その反対方向を「下」と言う。これらの方向は、ｐ^－形半導体領域１１とｐ^＋形半導体領域１２との相対的な位置関係に基づき、重力の方向とは無関係である。

【0011】

ｐ^＋形半導体層１は、半導体装置１００の下面に設けられている。素子部１０のｐ^－形半導体領域１１は、ｐ^＋形半導体層１の上に設けられ、ｐ^＋形半導体層１と電気的に接続されている。ｐ^－形半導体領域１１におけるｐ形不純物濃度は、ｐ^＋形半導体層１におけるｐ形不純物濃度よりも低い。

【0012】

ｐ^＋形半導体領域１２は、ｐ^－形半導体領域１１の上に設けられている。ｐ^＋形半導体領域１２におけるｐ形不純物濃度は、ｐ^－形半導体領域１１におけるｐ形不純物濃度よりも高い。ｐ^＋形半導体領域１２には、ｐ^＋形半導体層１及びｐ^－形半導体領域１１を介して電圧が印加される。

【0013】

ｎ^＋形半導体領域１３は、ｐ^＋形半導体領域１２の上に設けられ、ｐ^＋形半導体領域１２に接する。ｐ^＋形半導体領域１２とｎ^＋形半導体領域１３との間で、ｐｎ接合が形成されている。例えば、ｐｎ接合面は、Ｚ方向に垂直なＸ－Ｙ面（第１面）に沿って広がっている。

【0014】

第１絶縁部２１は、Ｘ－Ｙ面に沿って素子部１０の周りに設けられている。例えば、第１絶縁部２１は、ｐ^－形半導体領域１１、ｐ^＋形半導体領域１２、及びｎ^＋形半導体領域１３に接する。第１絶縁部２１の下端は、ｐ^＋形半導体領域１２の下端よりも下方に位置する。好ましくは、第１絶縁部２１は、ｐ^－形半導体領域１１に広がる空乏層よりも下方まで延びている。

【0015】

ｐ形半導体領域１４、ｐ^－形半導体領域１５、及び半導体領域１６は、Ｘ－Ｙ面に沿って第１絶縁部２１の周りに設けられている。ｐ形半導体領域１４は、ｐ^－形半導体領域１５の上に設けられている。半導体領域１６は、ｐ形半導体領域１４の上に設けられている。ｐ形半導体領域１４は、ｐ^＋形半導体領域１２よりも下方に位置する。半導体領域１６は、Ｘ－Ｙ面に沿って、ｐ^＋形半導体領域１２及びｎ^＋形半導体領域１３の周りに位置する。

【0016】

ｐ^－形半導体領域１５におけるｐ形不純物濃度は、ｐ形半導体領域１４におけるｐ形不純物濃度よりも低い。半導体領域１６は、ｐ形でも良いし、ｎ形でも良い。半導体領域１６におけるｐ形不純物濃度が、ｐ形半導体領域１４におけるｐ形不純物濃度よりも低ければ、半導体領域１６の導電形及び不純物濃度は、任意である。ｐ形半導体領域１４及びｐ^－形半導体領域１５は、ｐ^＋形半導体層１と電気的に接続されている。

【0017】

図１及び図２に示すように、素子部１０は、Ｘ方向及びＹ方向において複数設けられている。複数の第１絶縁部２１が、それぞれ、Ｘ－Ｙ面に沿って複数の素子部１０の周りに設けられている。１つの第２絶縁部２２が、複数の第１絶縁部２１の上に設けられている。

【0018】

図３は、図２のＢ１－Ｂ２断面図である。
複数の第１絶縁部２１は、互いに離れている。図３に示すように、ｐ形半導体領域１４は、Ｘ方向又はＹ方向において隣り合う第１絶縁部２１同士の間に設けられている。ｐ^－形半導体領域１５及び半導体領域１６も、ｐ形半導体領域１４と同様に、隣り合う第１絶縁部２１同士の間に設けられている。

【0019】

クエンチ部３０は、素子部１０よりも上方に設けられ、ｎ^＋形半導体領域１３と電気的に接続されている。クエンチ部３０は、図１及び図２に示すように、第２絶縁部２２の上に設けられることが好ましい。これにより、素子部１０に向けて進む光が、クエンチ部３０によって遮られることを抑制できる。

【0020】

例えば図１に示すように、ｎ^＋形半導体領域１３は、コンタクトプラグ３０ａ、配線３０ｂ、コンタクトプラグ３０ｃ、クエンチ部３０、及びコンタクトプラグ３０ｄを介して、配線３５と電気的に接続される。配線３５は、複数のｎ^＋形半導体領域１３と電気的に接続されている。

【0021】

絶縁層４０は、素子部１０、第１絶縁部２１、及び第２絶縁部２２の上に設けられている。上述した各コンタクトプラグや、各配線、クエンチ部３０は、絶縁層４０中に設けられている。絶縁層４０は、Ｚ方向に積層された複数の絶縁膜を含んでも良い。

【0022】

半導体装置１００の動作を説明する。
素子部１０に光が入射すると、素子部１０で電荷が生成される。例えば、ｐ^＋形半導体領域１２とｎ^＋形半導体領域１３との間には、降伏電圧を超える逆電圧が印加される。素子部１０は、ガイガーモードで動作する。素子部１０で発生した電荷によりアバランシェ降伏が生じ、多量の電荷が生成される。電荷は、ｎ^＋形半導体領域１３及びクエンチ部３０を通って配線３５へ流れ、半導体装置１００の外部に取り出される。

【0023】

クエンチ部３０の電気抵抗は、コンタクトプラグ３０ａ、３０ｃ、３０ｄ、及び配線３０ｂのそれぞれの電気抵抗よりも大きい。クエンチ部３０の電気抵抗は、好ましくは１０ｋΩより大きく１０ＭΩより小さい。クエンチ部３０は、素子部１０に光が入射し、アバランシェ降伏が発生した際に、アバランシェ降伏の継続を抑制するために設けられる。アバランシェ降伏が発生し、電子がｎ^＋形半導体領域１３およびクエンチ部３０へ流れ込むと、電子がクエンチ部３０によってせき止められることで、ｎ^＋形半導体領域１３の電位が低下する。ｎ^＋形半導体領域１３の電位の低下により、ｐ^＋形半導体領域１２とｎ^＋形半導体領域１３との間の電位差が小さくなり、アバランシェ降伏が停止する。これにより、素子部１０は、入射した光を再度検出可能となる。

【0024】

上述したように、大きな電圧降下を生じさせる抵抗体が、クエンチ部３０として設けられても良い。抵抗体に代えて、アクティブクエンチ方式を適用した、トランジスタを含むクエンチ部３０が設けられても良い。

【0025】

各要素の材料の一例を説明する。
ｐ^＋形半導体層１ ｐ^－形半導体領域１１、ｐ^＋形半導体領域１２、ｎ^＋形半導体領域１３、ｐ形半導体領域１４、ｐ^－形半導体領域１５、及び半導体領域１６は、シリコン、炭化シリコン、ガリウムヒ素、窒化ガリウムなどの半導体材料を含む。半導体材料としてシリコンが用いられるとき、リン、ヒ素、又はアンチモンがｎ形不純物として用いられる。ボロンがｐ形不純物として用いられる。

【0026】

第１絶縁部２１、第２絶縁部２２、及び絶縁層４０は、絶縁材料を含む。素子部１０同士の間の二次光子によるクロストークを低減するために、絶縁部２０に含まれる絶縁材料の屈折率は、素子部１０に含まれる半導体材料の屈折率よりも低いことが好ましい。例えば、第１絶縁部２１、第２絶縁部２２、及び絶縁層４０は、酸化シリコンを含む。

【0027】

抵抗体としてのクエンチ部３０は、ポリシリコンを含む。クエンチ部３０には、ｎ形不純物又はｐ形不純物が添加されていても良い。各コンタクトプラグ及び各配線は、金属材料を含む。金属材料は、チタン、タングステン、銅、及びアルミニウムからなる群より選択された少なくとも１つである。

【0028】

実施形態の利点を説明する。
図４は、参考例に係る半導体装置を表す断面図である。
図４に示す、参考例に係る半導体装置１００ｒ１では、ｐ形半導体領域１４が設けられていない。第１絶縁部２１の周りには、ｐ^－形半導体領域１９ａが設けられている。

【0029】

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、参考例及び実施形態に係る半導体装置の特性を示す模式図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）において、実線は、電界ＥＦの向きを示す。破線は、等電位面ＥＰを示す。半導体装置１００及び１００ｒ１では、ｐ^－形半導体領域１１に比べて不純物濃度の高い、ｐ^＋形半導体領域１２及びｎ^＋形半導体領域１３が設けられている。この場合、これらのｐｎ接合面外周の下では、図５（ａ）に示すように、等電位面ＥＰが下方に向けて凸状に膨らむ。電界ＥＦの向きが、素子部１０のＸ－Ｙ面の中心に向けて湾曲する。

【0030】

図５（ａ）及び図５（ｂ）に、有感領域ＳＲの幅の一例を示す。幅は、Ｚ方向と交差する一方向の長さである。有感領域ＳＲに存在する電荷は、電界ＥＦに沿って移動し、アバランシェ降伏を発生させる。図５（ａ）に示すように、電界ＥＦが素子部１０の中心に向けて湾曲すると、有感領域ＳＲの幅は、素子部１０の幅よりも狭まる。

【0031】

この課題について、実施形態に係る半導体装置１００では、第１絶縁部２１の周りにｐ形半導体領域１４が設けられている。ｐ形半導体領域１４が設けられると、図５（ｂ）に示すように、第１絶縁部２１外周での空乏層の広がりが抑制される。これにより、電界ＥＦの素子部１０中心に向けた湾曲を抑制できる。この結果、有感領域ＳＲを、半導体装置１００ｒ１に比べて広くできる。半導体装置１００の光検出効率が向上する。

【0032】

図６は、参考例に係る別の半導体装置を表す断面図である。
有感領域ＳＲを広げるために、図６に示す半導体装置１００ｒ２のように、ｐ形半導体領域１９ｂを素子部１０内に設けることも考えられる。しかし、この場合、ｐ形半導体領域１９ｂによって空乏層の広がりが抑制される。これにより、素子部１０における接合容量が増大する。接合容量が増大するほど、アバランシェ降伏が発生した際に、二次光子が発生し易くなる。二次光子の増加は、クロストークノイズを増大させる可能性がある。

【0033】

実施形態に係る半導体装置１００では、第１絶縁部２１が、素子部１０とｐ形半導体領域１４との間に設けられている。これにより、ｐ形半導体領域１４を設けることによる接合容量の増大を抑制できる。この結果、二次光子の増加を抑制し、クロストークノイズの増大を抑制できる。実施形態によれば、クロストークの増加を抑制しつつ、光検出効率を向上できる。

【0034】

例えば、図５（ｂ）に示すように、Ｚ方向におけるｐ形半導体領域１４の長さＬ１は、素子部１０から第１絶縁部２１に向かう方向におけるｐ形半導体領域１４の長さＬ２よりも、短い。

【0035】

ｐ形半導体領域１４と第１絶縁部２１下端との間のＺ方向における距離Ｄ２は、ｐ形半導体領域１４と素子部１０の上面との間のＺ方向における距離Ｄ１よりも、短いことが好ましい。図５（ａ）に示すように、電界ＥＦは、深い位置で、素子部１０中心に向けて湾曲する。距離Ｄ２が距離Ｄ１よりも短いことで、より深い位置で、第１絶縁部２１外周での空乏層の広がりを抑制できる。これにより、電界ＥＦの素子部１０中心に向けた湾曲を、効果的に抑制できる。この結果、半導体装置１００の光検出効率をさらに向上できる。

【0036】

ｐ形半導体領域１４とｐ^－形半導体領域１５との間の境界は、以下の方法により特定できる。ｐ形半導体領域１４における最大のｐ形不純物濃度（第１濃度）を測定する。ｐ形半導体領域１４から離れた位置におけるｐ^－形半導体領域１５のｐ形不純物濃度（第２濃度）を測定する。ｐ形半導体領域１４とｐ^－形半導体領域１５との間において、第１濃度と第２濃度の中間のｐ形不純物濃度を有する位置を特定する。その位置が、ｐ形半導体領域１４とｐ^－形半導体領域１５との間の境界に対応する。

【0037】

ｐ形半導体領域１４と半導体領域１６との間の境界は、以下の方法により特定できる。半導体領域１６がｎ形の場合、ｐ形半導体領域１４と半導体領域１６との間のｐｎ接合面の位置が、ｐ形半導体領域１４と半導体領域１６との間の境界に対応する。半導体領域１６がｐ形の場合、ｐ形半導体領域１４における最大のｐ形不純物濃度（第１濃度）を測定する。ｐ形半導体領域１４から離れた位置における半導体領域１６のｐ形不純物濃度（第２濃度）を測定する。ｐ形半導体領域１４と半導体領域１６との間において、第１濃度と第２濃度の中間のｐ形不純物濃度を有する位置を特定する。その位置が、ｐ形半導体領域１４と半導体領域１６との間の境界に対応する。

【0038】

図７～図１０は、実施形態の変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
図７に示す半導体装置１１０は、ｐ^－形半導体領域１５が設けられていない点で、半導体装置１００と異なる。例えば、ｐ形半導体領域１４の下端は、第１絶縁部２１の下端と、Ｘ方向又はＹ方向において並んでいる。

【0039】

図８に示す半導体装置１２０は、半導体領域１６が設けられていない点で、半導体装置１００と異なる。例えば、ｐ形半導体領域１４は、第２絶縁部２２と接する。ｐ形半導体領域１４の一部は、Ｘ－Ｙ面に沿ってｐ^＋形半導体領域１２の周りに位置する。

【0040】

図９に示す半導体装置１３０のように、ｐ^－形半導体領域１５及び半導体領域１６が設けられていなくても良い。第１絶縁部２１同士の間には、ｐ形半導体領域１４が充填されている。

【0041】

半導体装置１１０～１３０によれば、半導体装置１００と同様に、クロストークの増加を抑制しつつ、光検出効率を向上できる。

【0042】

また、図７に示す半導体装置１１０によれば、半導体装置１００に比べて、より深い位置で、より広い範囲に亘って、空乏層の広がりを抑制できる。

【0043】

半導体装置１００によれば、半導体装置１１０及び１３０に比べて、ｐ形半導体領域１４のＺ方向における長さが短いため、ｐ形半導体領域１４の形成が容易である。

【0044】

図１０に示す半導体装置１４０のように、ｐ^＋形半導体領域１２及びｎ^＋形半導体領域１３は、第１絶縁部２１から離れていても良い。半導体装置１４０では、ｐ^＋形半導体領域１２と第１絶縁部２１との間、及びｎ^＋形半導体領域１３と第１絶縁部２１との間に、ｎ形半導体領域１７が設けられている。

【0045】

ｎ形半導体領域１７は、Ｘ－Ｙ面に沿ってｐ^＋形半導体領域１２及びｎ^＋形半導体領域１３の周りに位置する。例えば、ｎ形半導体領域１７の下端は、ｐ^＋形半導体領域１２の下端よりも上方に位置する。ｎ形半導体領域１７におけるｎ形不純物濃度は、ｎ^＋形半導体領域１３におけるｎ形不純物濃度よりも低い。

【0046】

ｎ形半導体領域１７が設けられる場合、ｎ^＋形半導体領域１３の外周下部における電界強度を低減できる。このため、素子部１０における局所的な電界強度の上昇を抑制できる。これにより、例えば、エッジブレークダウンの発生を抑制し、半導体装置１４０の動作をより安定化できる。

【0047】

以上で説明した変形例は、適宜組み合わせることができる。例えば、半導体装置１１０～１３０のいずれかに、ｎ形半導体領域１７が設けられても良い。

【0048】

以上で説明した各実施形態における、各半導体領域の間の不純物濃度の相対的な高低については、例えば、ＳＣＭ（走査型静電容量顕微鏡）を用いて確認することが可能である。なお、各半導体領域におけるキャリア濃度は、各半導体領域において活性化している不純物濃度と等しいとみなせる。従って、各半導体領域の間のキャリア濃度の相対的な高低についても、ＳＣＭを用いて確認することができる。また、各半導体領域における不純物濃度については、例えば、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）により測定することが可能である。

【0049】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0050】

１：ｐ^＋形半導体層、 １０：素子部、 １１：ｐ^－形半導体領域、 １２：ｐ^＋形半導体領域、 １３：ｎ^＋形半導体領域、 １４：ｐ形半導体領域、 １５：ｐ^－形半導体領域、 １６：半導体領域、 １７：ｎ形半導体領域、 １９ａ：ｐ^－形半導体領域、 １９ｂ：ｐ形半導体領域、 ２１：第１絶縁部、 ２２：第２絶縁部、 ３０：クエンチ部、 ３０ａ：コンタクトプラグ、 ３０ｂ：配線、 ３０ｃ：コンタクトプラグ、 ３０ｄ：コンタクトプラグ、 ３５：配線、 ４０：絶縁層、 １００，１００ｒ１，１００ｒ２，１１０～１４０：半導体装置、 Ｄ１，Ｄ２：距離、 ＥＦ：電界、 ＥＰ：等電位面、 ＳＲ：有感領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】