二极管制造技术

在具有柱区、势垒区、中间区、阴极区的二极管中，对寄生晶体管导通的情况进行抑制。在俯视观察时，二极管具有单元区域、中间区域、外周区域。单元区域具有：第一阳极区，其为p型，并且与阳极电极欧姆接触；柱区，其为n型，并且与阳极电极相接；势垒区，其为n型，并且从背面侧与第一阳极区和柱区相接；第一中间区，其为p型，并且从背面侧与势垒区相接。中间区域具有：第二阳极区，其为p型，并且与阳极电极欧姆接触；空穴抑制区，其与阳极电极相接；第二中间区，其为p型，并且从背面侧与第二阳极区和空穴抑制区相接，中间区域不具有势垒区。

diode

In a diode having a column, a barrier region, an intermediate region, and a cathode region, the parasitic transistor is turned on to be suppressed. The diode has a cell region, an intermediate region, and an outer region when viewed in the top view. Unit area includes a first anode region, the P type, and is in contact with the anode electrode ohm; column area, the N, and is connected with the anode electrode; the barrier region, the N type, and from the back side and the anode region and the first column is connected; the first intermediate zone, which is p type. And from the back side of the barrier region is connected with. The middle region has second anode area, its type is p, and is in contact with the anode electrode ohmic hole; the inhibition zone, connected with the anode electrode; second middle zone, which is p type, and from the back side and the second anode and hole inhibition phase, the middle area does not have the barrier region.

【技术实现步骤摘要】
二极管
本说明书所公开的技术涉及一种二极管。
技术介绍
在专利文献1中公开了一种二极管。在该二极管中，在半导体基板的表面上配置有阳极电极，在半导体基板的背面上配置有阴极电极。在半导体基板内形成有阳极区、柱区、势垒区、中间区(p电场扩展防止区)以及阴极区。阳极区为p型，并与阳极电极欧姆接触。柱区为n型，并与阳极电极相接。阳极区与柱区被配置为，在半导体基板的表面上交替地露出。势垒区为n型，并从背面侧与阳极区和柱区相接。中间区为p型，并从背面侧与势垒区相接。中间区通过势垒区而与阳极区分离。阴极区为n型，并从背面侧与中间区相接，且与阴极电极相接。在该二极管中，当使阳极电极的电位上升时，电子将开始从阴极电极经由阴极区、中间区、势垒区以及柱区而向阳极电极流动。即，在阳极电极的电位上升未结束的阶段，电子在二极管中流动。由于势垒区经由柱区而与阳极电极连接，因此在该阶段中势垒区与阳极电极之间的电位差较小。因此，在势垒区与阳极区的界面的pn结处不易产生电位差，在该阶段，该pn结不导通。当使阳极电极的电位进一步上升时，因上述的电子而产生的电流将增加，从而势垒区与阳极电极之间的电位差增大。当该电位差达到预定的电位差时，势垒区与阳极区的界面的pn结将导通，从而空穴从阳极电极经由阳极区、势垒区以及中间区而向阴极区流入。以此方式，在该二极管中，在势垒区与阳极区的界面的pn结导通之前，电子经由势垒区和柱区而流动。因此，pn结导通的定时延迟，从而空穴向阴极区流入的情况被抑制。因此，在该二极管的反向恢复动作时，从阴极区向阳极电极排出的空穴较少。因此，在该二极管中，反向恢复电流较小，从而反向恢复动作时的损失被抑制。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-048230号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在一般的二极管中，半导体基板的表面的一部分的范围与阳极电极相接，并且在其周围，半导体基板的表面被绝缘层覆盖。在被绝缘层覆盖的范围内，阳极电极不与半导体基板接触。在下文中，将半导体基板与阳极电极相接的范围称为元件区域，并将半导体基板不与阳极电极相接的范围称为外周区域。认为专利文献1的二极管也具备上述的元件区域和外周区域。因此，在专利文献1的二极管中，在pn结导通时，空穴也向外周区域内的阴极区扩散。因此，在二极管进行反向恢复动作时，不仅是存在于元件区域内的空穴，存在于外周区域内的空穴也向阳极电极排出。因此，在元件区域中的外周区域附近的范围内，反向恢复电流容易集中。当反向恢复电流集中在外周区域附近的元件区域时，势垒区将成为反向恢复电流的屏障，因此中间区的电位将上升。当中间区的电位成为极高时，存在由势垒区、中间区以及阴极区构成的npn晶体管(寄生晶体管)导通的情况。当寄生晶体管导通时，将产生从电极向半导体基板注入载流子的现象，从而反向恢复电流增大，由此变得无法抑制反向恢复动作时的损失。因此，在本说明书中，提供一种在具有柱区、势垒区、中间区以及阴极区的二极管中，抑制寄生晶体管导通的情况的技术。用于解决问题的方法本说明书所公开的二极管具备半导体基板、被配置在半导体基板的表面上的阳极电极和被配置在半导体基板的背面上的阴极电极。在俯视观察半导体基板时，半导体基板具备单元区域、位于单元区域的外侧的中间区域和位于中间区域的外侧的外周区域。在单元区域和中间区域内，阳极电极与半导体基板的表面相接，在外周区域内，阳极电极不与半导体基板的表面相接。在单元区域内形成有：第一阳极区，其为p型，并且与阳极电极欧姆接触；柱区，其为n型，并且与阳极电极相接；势垒区，其为n型，并且从背面侧与第一阳极区和柱区相接；第一中间区，其为p型，并且从背面侧与势垒区相接，并通过势垒区而与第一阳极区分离。第一阳极区和柱区被配置为，在从特定截面对半导体基板进行剖视观察时，交替地露出于半导体基板的表面。在中间区域内形成有：第二阳极区，其为p型，并且与阳极电极欧姆接触；空穴抑制区，其与阳极电极相接；第二中间区，其为p型，并且从背面侧与第二阳极区和空穴抑制区相接，且与第一中间区相接。势垒区未被形成在中间区域内。在从阳极电极经由空穴抑制区而到达第二中间区的路径上形成有屏障结构，在所述屏障结构中，从阳极电极朝向第二中间区的方向上的屏障与其反向上的屏障相比较高。在跨及单元区域、中间区域和外周区域的范围内形成有阴极区，该阴极区为n型，并且从背面侧与第一中间区和第二中间区相接，且与阴极电极相接。另外，上述的第一阳极区既可以由单一的p型区构成，也可以由相互分离的多个p型区构成。此外，上述的柱区既可以由单一的n型区构成，也可以由相互分离的多个n型区构成。此外，在本说明书中，屏障是指载流子通过屏障结构所需的电位差。首先，对该二极管的正向动作(阳极电极的电位与阴极电极的电位相比较高的情况下的动作)进行说明。在单元区域中，空穴从阳极电极经由第一阳极区、势垒区以及第一中间区而流入阴极区。但是，在单元区域内，通过势垒区和柱区而使从阳极电极向阴极区的空穴的流入被抑制。在中间区域内，空穴从阳极电极经由第二阳极区和第二中间区而流入阴极区。在中间区域内未形成有势垒区。因此，在中间区域内，与在单元区域内相比，空穴较容易流入阴极区。但是，在中间区域内形成有空穴抑制区。由于在从阳极电极经由空穴抑制区而朝向第二中间区的路径上屏障较高，因此空穴几乎不会在经由空穴抑制区的路径上流动。此外，由于形成有空穴抑制区，从而阳极电极与第二阳极区的接触面积减小。由此，在中间区域内也一定程度地抑制了向阴极区的空穴的流入。流入阴极区的空穴的一部分向外周区域扩散。接下来，对该二极管的反向恢复动作进行说明。当在正向动作之后阴极电极的电位与阳极电极的电位相比较高时，存在于阴极区内的空穴将向阳极电极排出。通过以此方式被排出的空穴，从而在二极管中流通有反向恢复电流。在单元区域内，阴极区内的空穴经由第一中间区、势垒区以及第一阳极区而向阳极电极排出。在单元区域内，由于在正向动作时流入阴极区的空穴较少，因此在反向恢复动作时向阳极电极排出的空穴也较少。因此，在单元区域内流通的反向恢复电流不太会使第一中间区的电位上升。在中间区域内，阴极区内的空穴经由第二中间区和第二阳极区而向阳极电极流动。此时，不仅是存在于中间区域内的阴极区的空穴，存在于外周区域内的阴极区的空穴也经由中间区域(即，第二中间区和第二阳极区)而向阳极电极排出。即，反向恢复电流集中在中间区域内流通。但是，在中间区域内未形成势垒区，从而第二中间区与第二阳极区直接接触。因此，即使反向恢复电流集中在中间区域内流通，第二中间区的电位也不太会上升。而且，在正向动作时通过空穴抑制区而在一定程度上抑制了向阴极区的空穴的流入，因此在反向恢复动作时在第二中间区域内流通的反向恢复电流也在一定程度上被抑制。由此，也会抑制第二中间区的电位的上升。如此，第二中间区的电位的上升被抑制，因此与第二中间区相接的第一中间区的电位的上升也被抑制。如此，在中间区域内流通的反向恢复电流也不太会使第一中间区的电位上升。如此，由于在反向恢复动作时第一中间区的电位几乎不上升，因此单元区域内的寄生晶体管(即，由势垒区、第一中间区以及阴极区构成的npn晶体管)不易导通。通过该二极管，单元区域内的寄生晶体管的导通被抑制。因此，因寄生晶体管导通而导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二极管，具备半导体基板、被配置在所述半导体基板的表面上的阳极电极和被配置在所述半导体基板的背面上的阴极电极，在俯视观察所述半导体基板时，所述半导体基板具备单元区域、位于所述单元区域的外侧的中间区域和位于所述中间区域的外侧的外周区域，在所述单元区域和所述中间区域内，所述阳极电极与所述半导体基板的表面相接，在所述外周区域内，所述阳极电极不与所述半导体基板的表面相接，在所述单元区域内形成有：第一阳极区，其为p型，并且与所述阳极电极欧姆接触；柱区，其为n型，并且与所述阳极电极相接，当从特定截面进行剖视观察时，与所述第一阳极区交替地露出于所述半导体基板的所述表面；势垒区，其为n型，并且从背面侧与所述第一阳极区和所述柱区相接；第一中间区，其为p型，并且从背面侧与所述势垒区相接，并通过所述势垒区而与所述第一阳极区分离，在所述中间区域内形成有：第二阳极区，其为p型，并且与所述阳极电极欧姆接触；空穴抑制区，其与所述阳极电极相接；第二中间区，其为p型，并且从背面侧与所述第二阳极区和所述空穴抑制区相接，且与所述第一中间区相接，所述势垒区未被形成在所述中间区域内，在从所述阳极电极经由所述空穴抑制区而到达所述第二中间区的路径上形成有屏障结构，在所述屏障结构中，从所述阳极电极朝向所述第二中间区的方向上的屏障与其反向上的屏障相比较高，在跨及所述单元区域、所述中间区域和所述外周区域的范围内形成有阴极区，该阴极区为n型，并且从背面侧与所述第一中间区和所述第二中间区相接，且与所述阴极电极相接。...

【技术特征摘要】
2015.07.21 JP 2015-1440211.一种二极管，具备半导体基板、被配置在所述半导体基板的表面上的阳极电极和被配置在所述半导体基板的背面上的阴极电极，在俯视观察所述半导体基板时，所述半导体基板具备单元区域、位于所述单元区域的外侧的中间区域和位于所述中间区域的外侧的外周区域，在所述单元区域和所述中间区域内，所述阳极电极与所述半导体基板的表面相接，在所述外周区域内，所述阳极电极不与所述半导体基板的表面相接，在所述单元区域内形成有：第一阳极区，其为p型，并且与所述阳极电极欧姆接触；柱区，其为n型，并且与所述阳极电极相接，当从特定截面进行剖视观察时，与所述第一阳极区交替地露出于所述半导体基板的所述表面；势垒区，其为n型，并且从背面侧与所述第一阳极区和所述柱区相接；第一中间区，其为p型，并且从背面侧与所述势垒区相接，并通过所述势垒区而与所述第一阳极区分离，在所述中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：文塔瓦·查旺，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP