特許6028852IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、半導体装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、スイッチングスピードの高速化に伴う問題として、上述したEMIノイズによる問題が顕在化するという問題の他に、FWDの逆回復時に印加される最大電圧や電流変位率di/dtが安全動作領域(SOA:Safe Operating Area)の範囲を超えてしまい素子破壊に至るという問題がある。この素子破壊に至る原因の一つとして、オン状態のときに非活性領域(エッジ終端構造部など)に広がったキャリアが逆回復時に活性領域のコンタクト(p+アノード層とアノード電極との接合部)を通ってアノード電極に抜けることで、活性領域の外周部に電流集中が生じることが挙げられる。また、素子破壊に至る別の原因として、p+アノード層の端部の曲率に起因してp+アノード層の電界強度が高くなることが挙げられる。この問題は、上述したFWDのソフトリカバリー化では解消することができない。 また、図29に示す特許文献1,2の技術では、フォトリソグラフィにより基板裏面に形成したイオン注入用マスクをマスクとして、基板裏面からイオン注入することにより複数の埋め込みp層106を形成する。このとき、イオン注入用マスクのパターニングの際に、基板おもて面のダイシングラインを基準として基板裏面での位置合わせ(アライメント)を行うこととなる。例えば6インチの直径を有するウェハに形成されるチップでは、チップサイズが1cm×1cm程度であり、エッジ終端構造部110の幅は0.1mm〜1mm程度であるため、活性領域100の幅は9mm〜9.9mm程度となる。このため、活性領域100およびエッジ終端構造部110に細かいパターンで、デザインルールを満たし寸法精度よく複数の埋め込みp層106を形成するには、基板裏面でのアライメント精度が要求される。 基板裏面でのアライメント精度を向上させる方法として、透明なステージにおもて面を下にしてn-半導体基板を載置し、ステージ側からn-半導体基板に赤外線を透過させて基板おもて面のダイシングラインを検出する方法が公知である。しかしながら、この方法では、n-半導体基板のおもて面のダイシングラインをn-半導体基板の裏面から検出するための特別な設備を必要とするため、コストが増大するという問題がある。 この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ソフトリカバリー化を実現するとともに、逆回復耐量の大きい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[発明の詳細な説明]から抜粋

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置は、次の特徴を有する。第1導電型の第1半導体領域の一方の面の表面層に、第2導電型の第2半導体領域が選択的に設けられている。前記第2半導体領域に接する第1電極が設けられている。前記第1半導体領域の他方の面の表面層に、前記第1半導体領域よりも不純物濃度が高い第1導電型の第3半導体領域が設けられている。前記第1半導体領域の・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明にかかる半導体装置によれば、ソフトリカバリー化を実現するとともに、逆回復耐量を大きくすることができるという効果を奏する。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1は、実施の形態1にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図2】図2は、図1の切断線A−A'における不純物濃度分布を示す特性図である。

【図3】図3は、実施の形態1にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図4】図4は、比較例の半導体装置の順方向電圧印加時の動作を示す説明図である。

【図5】図5は、実施の形態1にかかる半導体装置の順方向電圧印加時の動作を示す説明図である。

【図6】図6は、実施の形態2にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図7】図7は、実施の形態3にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図8】図8は、実施の形態4にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図9】図9は、図8のB−B'切断線における不純物濃度分布を示す特性図である。

【図10】図10は、実施の形態4にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図11】図11は、実施の形態5にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図12】図12は、実施の形態6にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図13】図13は、図12の切断線C−C'における不純物濃度分布を示す特性図である。

【図14】図14は、実施の形態7にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図15】図15は、実施の形態7にかかる半導体装置の埋め込みp層の平面パターンの一例を示す平面図である。

【図16】図16は、実施の形態7にかかる半導体装置の埋め込みp層の平面パターンの一例を示す平面図である。

【図17】図17は、実施の形態7にかかる半導体装置の埋め込みp層の平面パターンの一例を示す平面図である。

【図18】図18は、FWDの電圧波形を示す特性図である。

【図19】図19は、実施の形態8にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図20】図20は、実施の形態9にかかる半導体装置の構造を示す断面図である。

【図21】図21は、図20の埋め込みp層の平面パターンの一例を示す平面図である。

【図22】図22は、実施の形態10にかかる半導体装置の構造を示す平面図である。

【図23】図23は、実施例1にかかる半導体装置の過渡的な順方向電圧および逆回復時のサージ電圧と埋め込みp層の面積比率との関係を示す特性図である。

【図24】図24は、実施の形態11にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図25】図25は、実施の形態12にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図26】図26は、実施の形態13にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図27】図27は、実施の形態14にかかる半導体装置の製造方法の概要を示すフローチャートである。

【図28】図28は、実施例2にかかる半導体装置の基板裏面側の不純物濃度分布を示す特性図である。

【図29】図29は、従来のFWDの構造を示す断面図である。

【図30】図30は、ダイオードの順方向導通時における電流−電圧波形を示す特性図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1 n-ドリフト領域   1a n-半導体基板の側面   2 p+アノード層   3 アノード電極   3a アノードコンタクトの端部   4,14 n+カソード層   5,15,15a〜15c nバッファ層   6 埋め込みp層   6a 埋め込みp層の端部   7 カソード電極   9 層間絶縁膜   10 活性領域   11 エッジ終端構造部   14a n+カソード層の端部   16 p-領域   16a p-領域の外周端部   16b p-領域の内周端部  

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