[发明专利]半导体装置

说明书

本说明书所公开的技术能够通过对电导率调制的水平进行调整，从而在恢复动作时抑制载流子的局部集中。半导体装置具有：第1导电型的半导体层(101)；第1导电型的第1杂质层(10、10a至10g)，其在半导体层的背面局部地扩散，且杂质浓度比半导体层的杂质浓度高；以及第2导电型的多个第2杂质层(12、13)，它们在半导体层的表面局部地扩散，第1杂质层在俯视观察时，在第2杂质层彼此之间形成于不与第2杂质层重叠的位置，在半导体层的表面处的第2杂质层彼此之间仅存在半导体层。

技术领域

本说明书所公开的技术涉及半导体装置，特别地涉及在功率半导体装置中使用的PIN二极管。

背景技术

现有的PIN二极管具有：作为阴极层(cathode)的n+型层；n-型层，其形成于n+型层之上；作为阳极(anode)层的p-型层，其局部地形成于n-型层的表层；以及p型层，其相互分离地形成于n-型层的表层，且是在俯视观察时分别将p-型层包围而形成的。

根据上述结构，能够由p-型层和n+型层提高电导率调制(modulation)的水平(level)，实现低接通电阻(低Vf)。还公开了如下构造，即，为了对电导率调制的水平进行调整，使作为阳极层的p-型层的杂质浓度和作为阴极层的n+型层的杂质浓度在深度方向上大致恒定(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利第5309360号公报

发明内容

近年来，就主要在功率半导体装置中使用的PIN二极管而言，通过将半导体基板薄化，从而改善了正向电压(Vf)与恢复损耗的折衷关系(trade-off)。但是，由于半导体基板形成得非常薄，因此接通状态下的电导率调制的水平非常高，有时在恢复动作时载流子局部地集中而引起破坏。即，存在安全工作区(SOA：safe operating area)劣化的问题。

另外，为了对特性进行调整而设为低恢复损耗规格、即高正向电压(Vf)规格，需要通过电子束照射等进行寿命控制(life time control)。

本说明书所公开的技术用于解决如上所述的问题，涉及一种半导体装置，该半导体装置无需电子束照射等，也能够通过对电导率调制的水平进行调整，从而在恢复动作时抑制载流子的局部集中。

本说明书所公开的技术的一个方式涉及的半导体装置具有：第1导电型的半导体层；第1导电型的第1杂质层，其在所述半导体层的背面局部地扩散，且杂质浓度比所述半导体层的杂质浓度高；以及第2导电型的多个第2杂质层，它们在所述半导体层的表面局部地扩散，所述第1杂质层在俯视观察时，在所述第2杂质层彼此之间形成于不与所述第2杂质层重叠的位置，在所述半导体层的表面处的所述第2杂质层彼此之间仅存在所述半导体层。

本说明书所公开的技术的其他方式涉及的半导体装置具有：第1导电型的半导体层；第1导电型的第1杂质层，其在所述半导体层的背面局部地扩散，且杂质浓度比所述半导体层的杂质浓度高；以及第2导电型的多个第2杂质层，它们在所述半导体层的表面局部地扩散，所述第1杂质层在俯视观察时，在所述第2杂质层彼此之间形成于不与所述第2杂质层重叠的位置，在所述半导体层的表面处的所述第2杂质层彼此之间仅存在所述半导体层，所述第1杂质层仅在单元区域的所述半导体层的背面局部地扩散，该半导体装置还具有：第2导电型的第3杂质层，其在所述半导体层的背面扩散；以及第1导电型的第4杂质层，其在所述半导体层的背面扩散，所述第4杂质层的杂质浓度比所述第1杂质层的杂质浓度低，所述第1杂质层在所述第4杂质层之上局部地扩散，所述第3杂质层在所述第4杂质层之上局部地扩散。

发明的效果