半导体装置制造方法及图纸

半导体装置具备包括互相相邻的二极管有源区域和边缘端接区域的半导体衬底(1)；二极管有源区域中的第一导电型的第一区域；第二导电型的第二区域(4)；边缘端接区域中的第一导电型的第三区域；和第二导电型的第四区域(5)。第一区域和第三区域共有第一导电型的漂移区域(10)，第一区域和第三区域共有第一导电型的第五区域(2)。第三区域的漂移区域(10)中的每单位体积的晶体缺陷的数量，多于第一区域的漂移区域(10)中的每单位体积的晶体缺陷的数量，以使第三区域中的漂移区域(10)的载流子寿命短于第一区域中的漂移区域(10)的载流子寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置，特别是涉及具备二极管的功率用高耐压的半导体装置。
技术介绍
作为功率用半导体装置，有例如能承受600V以上的电压的高耐压功率模块。在这种功率模块上，搭载有IGBT和二极管。例如在日本特开2009-283781号公报中公开的、具备二极管的半导体装置，在η型的半导体衬底的一个主表面的一侧形成有正极，而在另一主表面的一侧形成有负极。正极为P型扩散区域，负极由η型超高浓度杂质层和η型高浓度杂质层构成。以包围该正极的方式形成有保护环。在负极中与保护环对置的区域形成有负极侧P型扩散区域。在这样的半导体装置的、正极电极与负极电极之间被施加了正向的电压时二极管成为导通状态。这时，在半导体衬底的内部(漂移层(drift layer))中蓄积许多载流子。 即，从P型扩散区域向漂移层注入空穴(holes)，从η型高浓度杂质层等向漂移层注入电子。 另一方面，在正极电极与负极电极之间被施加反向的电压时二极管成为截止状态。这时，蓄积在漂移层的载流子中，电子从负极电极排出，空穴从正极电极排出。在该截止状态中，由于在负极侧形成有ρ型扩散区域，所以负极侧的η型区域的体积减少。因此，能够缓冲处于截止状态时的正极的外周端部上的电流集中。即，在处于截止状态时的保护环附近的区域上的电流集中得到缓冲，该区域中的抗破坏量提高。但是，在日本特开2009-283781号公报的半导体装置中，在处于导通状态时二极管的主要区域(被夹在正极与负极之间的漂移层)中流动的正向电流有可能会减少。由此， 在处于导通状态时蓄积在漂移层的载流子密度减少，从而原本应该在二极管中流动的电流量有可能会减少。
技术实现思路
本专利技术鉴于以上的问题而构思。其目的在于提供一种半导体装置，以在不招致二极管中流动的正向电压下降或上升的情况下，提高将二极管从导通状态切换到截止状态的恢复动作时的、保护环等的边缘端接(edge termination)附近的抗破坏量。本专利技术的一个方面涉及的半导体装置，具备半导体衬底、第一导电型的第一区域、 第二导电型的第二区域、第一导电型的第三区域、和第二导电型的第四区域。半导体衬底具有互相对置的第一主表面和第二主表面，且具有互相相邻的二极管有源区域和边缘端接区域。第一区域在二极管有源区域中形成在半导体衬底内。第二区域形成在半导体衬底的第一主表面，以在二极管有源区域中与第一区域一起构成二极管。第三区域在边缘端接区域中形成在半导体衬底内。第四区域是在边缘端接区域中成为在半导体衬底的第一主表面形成的边缘端接的区域。上述第一区域和第三区域，共有与第四区域构成pn结的第一导电型的漂移区域。上述第一区域和第三区域，共有第一导电型的第五区域，该第一导电型的第五区域位于第二主表面，且其第一导电型杂质的浓度高于漂移区域。第三区域的漂移区域中的每单位体积的晶体缺陷的数量多于第一区域的漂移区域中的每单位体积的晶体缺陷的数量，以使上述第三区域中的漂移区域的载流子寿命短于第一区域中的漂移区域的载流子寿命。本专利技术的另一方面涉及的半导体装置，具备半导体衬底、第一导电型的第一区域、 第二导电型的第二区域、第一导电型的第三区域、和第二导电型的第四区域。半导体衬底具有互相对置的第一主表面和第二主表面，且具有互相相邻的二极管有源区域和边缘端接区域。第一区域在二极管有源区域中形成在半导体衬底内。第二区域形成在半导体衬底的第一主表面，以在二极管有源区域中与第一区域一起构成二极管。第三区域在边缘端接区域中形成在半导体衬底内。第四区域是边缘端接区域中成为在半导体衬底的第一主表面形成的边缘端接的区域。上述第一区域和第三区域共有与第四区域构成Pn结的第一导电型的漂移区域。上述第一区域具有第一导电型杂质的浓度高于漂移区域的第一导电型的第五区域。在上述边缘端接区域中在第二主表面形成有漂移区域。在上述二极管有源区域中在第二主表面形成有第五区域。本专利技术的又一方面涉及的半导体装置，具备半导体衬底、第一导电型的第一区域、 第二导电型的第二区域、第一导电型的第三区域、和第二导电型的第四区域。半导体衬底具有互相对置的第一主表面和第二主表面，且具有互相相邻的二极管有源区域和边缘端接区域。第一区域形成在二极管有源区域中半导体衬底内。第二区域形成在半导体衬底的第一主表面，以在二极管有源区域中与第一区域一起构成二极管。第三区域在边缘端接区域中形成在半导体衬底内。第四区域是在边缘端接区域中成为在半导体衬底的第一主表面形成的边缘端接的区域。上述第一区域和第三区域共有与第四区域构成pn结的第一导电型的漂移区域。上述第一区域具有第一导电型杂质的浓度高于漂移区域的第一导电型的第五区域。具备第二导电型的第一逆导电型区域，以与第五区域相邻的方式形成在上述二极管有源区域的第二主表面中，以及第二导电型的第二逆导电型区域，形成在边缘端接区域的第二主表面。上述第一区域和第三区域共有第一导电型的第六区域，该第一导电型的第六区域的第一导电型杂质的浓度低于第五区域且高于漂移区域。上述第六区域在二极管有源区域中位于第五区域及第一逆导电型区域与漂移区域之间，且在边缘端接区域中位于第二逆导电型区域与漂移区域之间。位于上述第五区域的正上方的第六区域的区域和位于第一逆导电型区域的正上方的第六区域的区域具有不同的第一导电型杂质的浓度。依据本专利技术的一个方面涉及的半导体装置，能够确保流过二极管的有源区域的电流的量，并能抑制边缘端接区域和二极管有源区域的交界部中电流密度的增加，而且抑制该交界部中的温度上升导致的热破坏。即提高该交界部中的抗破坏量。依据本专利技术的另一方面及又一方面涉及的半导体装置，除了上述的效果以外，减少正电压降(Vf)，且能抑制恢复时的振荡。本专利技术的上述以及其它目的、特征、局面及优点，通过以下参照附图说明的本专利技术相关的详细说明，当会更加清晰。附图说明图1是本实施方式1的半导体装置的平面图中的简要图。图2是本实施方式1的第一实施例的半导体装置的简要剖视图。图3是表示在对图2的半导体装置施加正向电压时的载流子的动态的简要剖视图。图4是表示在对图2的半导体装置施加反向电压时的载流子的动态的简要剖视图。图5是表示在对作为图2的比较例的半导体装置施加正向电压时的载流子的动态的简要剖视图。图6是表示在对作为图2的比较例的半导体装置施加反向电压时的载流子的动态的简要剖视图。图7是本实施方式1的第二实施例的半导体装置的简要剖视图。图8是表示在对图7的半导体装置施加正向电压时的载流子的动态的简要剖视图。图9是表示在对图7的半导体装置施加反向电压时的载流子的动态的简要剖视图。图10是一例表示图7的半导体装置中的、额定电流密度下的Vf及浪涌电压Vsuw 的各电压与P型区域的宽度Wp在相加η+层和P型区域的宽度\中所占的比例之间的关系的图表。图11是一例表示在图7中ρ型区域的宽度Wp在相加η+层和ρ型区域的宽度We中所占的比例为0%时的二极管的恢复特性的图表。图12是表示一例在图7中ρ型区域的宽度Wp在相加η+层和ρ型区域的宽度We中所占的比例为10 %时的二极管的恢复特性的图表。图13是表示一例在图7中ρ型区域的宽度Wp在相加η+层和ρ型区域的宽度We中所占的比例为20%时的二极管的恢复特性的图表。图14是表示一例在图7中ρ型区域的宽度Wp在相加η本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体装置，其中包括：半导体衬底，具有互相对置的第一主表面和第二主表面，且具有互相相邻的二极管有源区域和边缘端接区域；第一导电型的第一区域，在所述二极管有源区域中形成在所述半导体衬底内；第二导电型的第二区域，在所述二极管有源区域中以与所述第一区域一起构成二极管的方式形成在所述半导体衬底的所述第一主表面；第一导电型的第三区域，在所述边缘端接区域中形成在所述半导体衬底内；以及第二导电型的第四区域，在所述边缘端接区域中成为形成在所述半导体衬底的所述第一主表面的边缘端接，所述第一区域和所述第三区域共有第一导电型的漂移区域，该第一导电型的漂移区域与所述第四区域构成ｐｎ结，所述第一区域和所述第三区域共有第一导电型的第五区域，该第一导电型的第五区域位于所述第二主表面，且第一导电型杂质的浓度高于所述漂移区域，所述第三区域的所述漂移区域中的每单位体积的晶体缺陷的数量多于所述第一区域的所述漂移区域中的每单位体积的晶体缺陷的数量，以使所述第三区域中的所述漂移区域的载流子寿命短于所述第一区域中的所述漂移区域的载流子寿命。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村胜光，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP