[发明专利]半导体装置和其制造方法以及电力变换系统

说明书

本发明涉及半导体装置和其制造方法以及电力变换系统。【课题】实现了便宜但能抑制振荡现象的半导体装置。【解决手段】设置形成于硅半导体基板(100)的阳极电极(106)和阴极电极(107)、与阳极电极邻接形成的p型层(102，103)、与阴极电极邻接形成、使V族元素扩散而成的n型层(104)、形成于p型层与n型层之间的n^－型层(101)、形成于n^－型层与n型层之间、含有氧的n缓冲层(105)，从阴极电极的n型层侧的面向着阳极电极的至少30μm的宽度的区域内的氧浓度为1×10¹⁷cm^‑3以上，并且与p型层相接的部位处的n^－层的氧浓度小于3×10¹⁷cm^‑3。

技术领域

本发明涉及半导体装置和其制造方法以及电力变换系统。

背景技术

以往，作为抑制由尾电流的急剧减少引起的振荡现象的技术，有导入深的n缓冲层的技术(例如参照专利文献1)。

另外，以往，作为形成用于抑制由尾电流的急剧减少引起的振荡现象的深的n缓冲层的技术，有将磷(P)用于深的n缓冲层的掺杂剂的技术(例如参照专利文献2)。

另外，以往，作为形成用于抑制由尾电流的急剧减少引起的振荡现象的深的n缓冲层的技术，有形成数层通过质子照射而生成的n缓冲层的技术、在n^－层中央部局部地形成通过质子照射生成的n缓冲层的技术(例如参照专利文献3和专利文献4)。

另外，以往，作为形成用于抑制由尾电流的急剧减少引起的振荡现象的深的n缓冲层的技术，有将硒(Se)用于深的n缓冲层的掺杂剂的技术(例如参照专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-251679号公报

专利文献2：日本特开2014-146721号公报

专利文献3：国际公开第2011/052787号

专利文献4：国际公开第2007/055352号

专利文献5：美国专利申请公开第2012/0248576号说明书

发明内容

发明所要解决的课题

在电力变换装置中与IGBT(绝缘栅双极晶体管；Insulated Gate BipolarTransistor)或MOS(金属氧化物半导体； Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管逆并联连接而作为续流二极管使用的二极管随着装置的驱动频率的增加，更进一步要求开关时的二极管损耗即恢复损耗的降低。

恢复损耗可通过减薄晶片厚度来降低，但存在如下问题：恢复时在开启状态注入的载流子的减少变得快速，与之相伴，尾电流急剧减少，由此发生图8所示那样的数MHz以上的振动数的振荡。

为了抑制该振荡现象，在专利文献1和专利文献2中，公开了导入深的n缓冲层的构成。在该构成中，通过深的n缓冲层，注入载流子在恢复时的减少速度被抑制，使尾电流的减少缓慢，由此可抑制振荡现象。

特别地，在专利文献2中，公开了将磷(P)用作该n缓冲层的掺杂剂。另外，在专利文献3和专利文献4中，公开了以形成了数层通过质子照射生成的n缓冲层的构成、在n^－层中央部局部形成通过质子照射生成的n缓冲层的构成来抑制振荡现象的技术。另外，在专利文献5中，公开应用了使用硒(Se)作为掺杂剂的深的n缓冲层的二极管等的构成。