一种具有横向二极管的半导体装置包括半导体层(1c，1f，1g)、半导体层中的第一半导体区域(2)、杂质浓度大于第一半导体区域的接触区域(4)、位于半导体层中并与接触区域分开的第二半导体区域(6)、通过接触区域电连接到第一半导体区域的第一电极(10)、以及电连接到第二半导体区域的第二电极(11)。所述第二半导体区域包括低杂质浓度部分(7)、高杂质浓度部分(8)和扩展部分(9)。所述第二电极与所述高杂质浓度部分形成欧姆接触。扩展部分的杂质浓度大于低杂质浓度部分的杂质浓度并在半导体层的厚度方向上延伸。
【技术实现步骤摘要】
具有横向二极管的半导体装置说明书本专利技术涉及一种具有横向二极管的半导体装置。JP-A-11-233795公开了一种横向二极管，其被用作并联连接到诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)的半导体开关元件的续流二极管(FWD)。横向二极管的阳极既具有欧姆接触又具有肖特基接触，从而可以减少空穴的累积。因此，减小了反向恢复电荷Qrr，从而可以改进反向恢复能力。亦即，肖特基接触减少了电子注入。因此，即使在可以减少空穴注入的时候，也不会减少电流的量。于是，减小了反向恢复电荷Qrr，从而可以改进反向恢复能力。如上所述，在横向二极管的阳极既具有欧姆接触又具有肖特基接触时，减少了反向恢复电荷Qrr，从而可以改进反向恢复能力。不过，不能改善雪崩耐量。因此，有可能在快速开关操作期间发生雪崩击穿。鉴于上述情况，本专利技术的目的是提供一种具有横向二极管的半导体装置，横向二极管既具有改进的反向恢复能力又具有改进的雪崩耐量。根据本专利技术的一方面，一种具有横向二极管的半导体装置包括包含第一导电类型半导体层的半导体衬底，位于半导体层中的第一导电类型第一半导体区域，杂质浓度大于第一半导体区域的第一导电类型接触区域，位于半导体层中并与接触区域分开的第二半导体区域，通过接触区域电连接到第一半导体区域的第一电极，以及电连接到第二半导体区域的第二电极。所述第一半导体区域和所述第二半导体区域之一为阴极区。所述第一半导体区域和所述第二半导体区域的另一个为阳极区。第一电极和第二电极中连接到阴极区的一个是横向二极管的阴极电极。第一电极和第二电极中连接到阳极区的另一个是横向二极管的阳极电极。所述第二半导体区域包括低杂质浓度部分、高杂质浓度部分和扩展部分。所述低杂质浓度部分与所述高杂质浓度部分接触，并具有比所述高杂质浓度部分的杂质浓度小的杂质浓度。所述第二电极与所述高杂质浓度部分形成欧姆接触。扩展部分的杂质浓度大于低杂质浓度部分的杂质浓度并在半导体层的厚度方向上延伸。根据本专利技术的另一方面，一种具有横向二极管的半导体装置包括包含支撑衬底的半导体衬底，支撑衬底上的绝缘层，绝缘层上的第一导电类型半导体层，从半导体层表面延伸到绝缘层的隔离结构，位于半导体层中被隔离结构隔离的第一导电类型第一半导体区域，杂质浓度大于第一半导体区域杂质浓度的第一导电类型接触区域，电连接到接触区域的第一电极，以及位于第一半导体区域中且与接触区域分隔的第二半导体区域。所述第二半导体区域包括低杂质浓度部分和高杂质浓度部分。所述低杂质浓度部分与所述高杂质浓度部分接触，并具有比所述高杂质浓度部分的杂质浓度小的杂质浓度。半导体装置还包括电连接到低杂质浓度部分和高杂质浓度部分的第二电极。所述第二电极与所述高杂质浓度部分形成欧姆接触。半导体装置还包括第二导电类型的扩展部分，其位于半导体层中并具有比低杂质浓度部分杂质浓度更大的杂质浓度。所述扩展部分在所述半导体层的厚度方向上延伸并比所述低杂质浓度部分和所述高杂质浓度部分离所述接触区域更远。从以下描述和附图，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将变得更显而易见，在附图中类似的附图标记表示类似元件。在附图中附图说明图1是示出了根据本专利技术第一实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图， 该截面图取自图2B中的线1-1;图2A是示出了图1的横向二极管一个单元顶视图的图，图2B是在图2A中的区域 R之内截取的放大图；图3是示出了在第一实施例横向二极管和现有技术横向二极管中的开关操作期间阳极电流和阳极-阴极电压变化的图；图4A-4L是示出了在图3中的时间(1)-(6)观察到的阳极侧上电场强度分布的图；图5是示出了在时间(1)-(6)来自阴极的低杂质浓度部分的近侧上电场强度变化的图；图6A-6C是示出了根据第一实施例的半导体装置制造过程的图；图7A-7C是示出了图6A-6C的制造过程之后的制造过程的图；图8A-8C是示出了图7A-7C的制造过程之后的制造过程的图；图9是示出了根据本专利技术第二实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图10是示出了根据本专利技术第三实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图11是示出了根据本专利技术第四实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图12是示出了根据本专利技术第五实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图13是示出了在第二到第五实施例横向二极管和现有技术横向二极管中的开关操作期间阳极电流和阳极-阴极电压变化的图；图14是示出了根据本专利技术第六实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图15是示出了图14的半导体装置部分放大顶视图的图；图16是示出了根据本专利技术第七实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图17是示出了图16的半导体装置部分放大顶视图的图；图18是示出了在第六和第七实施例横向二极管和现有技术横向二极管中的开关操作期间阳极电流和阳极-阴极电压变化的图；图19是示出了根据本专利技术第八实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图20是示出了根据本专利技术第九实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图21是示出了根据本专利技术第十实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图22是示出了根据本专利技术第十一实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图23是示出了根据本专利技术第十二实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图M是示出了根据本专利技术第十三实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图25是示出了根据本专利技术第十四实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图沈是示出了根据本专利技术第十五实施例具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图27A-27F是示出了阳极扩展区与沟槽隔离结构Id分别分隔0 μ m，1. 5 μ m， 3. 5μπι，5. 75μπι，9· 5μπι禾口 14. 5μπι 的半导体装置的图；图28是示出了为了测量图27A-27F所示的反向恢复电荷和分隔距离之间的关系而进行的试验结果的图；图四是示出了根据本专利技术修改具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图30是示出了根据本专利技术另一修改具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图31是示出了根据本专利技术另一修改具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图32是示出了根据本专利技术另一修改的半导体装置放大部分顶视图的图；图33Α是取自图32中的线XXXIIΙΑ-ΧΧΧΙΙIA的图，图3!3Β是取自图32中的线 XXXIIIB-XXXIIIB 的图；图34是示出了根据本专利技术另一修改具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图35是示出了根据本专利技术另一修改具有横向二极管的半导体装置截面图的图；图36是示出了根据本专利技术另一修改具有横向二极管的半导体装置截面图的图； 以及图37是示出了根据本专利技术另一修改的半导体装置截面图的图。(第一实施例)下面参考图1和2Α和2Β描述根据本专利技术第一实施例具有横向二极管的半导体装置。图1是取自图2Β中的线I-I的半导体装置截面图。图2Α是半导体装置的横向二极管的一个单元的顶视图。图2Β是取自图2Α中区域R之内的放大图。根据第一实施例，如图1所示，利用半导体衬底1作为SOI衬底形成横向二极管。 半导体衬底1包括支撑衬底la、支撑衬底Ia上的掩埋氧化物(BOX)层Ib以及BOX层Ib上的有源层lc。例如，支撑衬底Ia可以是硅衬底，有源层Ic可以是硅层。根据第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种具有横向二极管的半导体装置，所述半导体装置包括：包括第一导电类型半导体层（１ｃ，１ｆ，１ｇ）的半导体衬底（１）；位于所述半导体层（１ｃ，１ｆ，１ｇ）中的第一导电类型的第一半导体区域（２）；杂质浓度大于所述第一半导体区域（２）的杂质浓度的第一导电类型的接触区域（４）；位于所述半导体层（１ｃ，１ｆ，１ｇ）中并与所述接触区域（４）分开的第二导电类型的第二半导体区域（６）；通过所述接触区域（４）电连接到所述第一半导体区域（２）的第一电极（１０）；以及电连接到所述第二半导体区域（６）的第二电极（１１），其中所述第一半导体区域（２）和所述第二半导体区域（６）之一为阴极区，所述第一半导体区域（２）和所述第二半导体区域（６）的另一个为阳极区，所述第一电极（１０）和所述第二电极（１１）中的一个电极为所述横向二极管的阴极电极，所述第一电极（１０）和所述第二电极（１１）中的所述一个电极连接到所述阴极区，所述第一电极（１０）和所述第二电极（１１）中的另一个电极为所述横向二极管的阳极电极，所述第一电极（１０）和所述第二电极（１１）中的所述另一个电极连接到所述阳极区，所述第二半导体区域（６）包括低杂质浓度部分（７）、高杂质浓度部分（８）和扩展部分（９），所述低杂质浓度部分（７）与所述高杂质浓度部分（８）接触，并具有比所述高杂质浓度部分（８）的杂质浓度小的杂质浓度，所述第二电极（１１）与所述高杂质浓度部分（８）形成欧姆接触，并且所述扩展部分（９）的杂质浓度大于所述低杂质浓度部分（７）的杂质浓度并在所述半导体层（１ｃ，１ｆ，１ｇ）的厚度方向上延伸。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：山本贵生，户仓规仁，加藤久登，中川明夫，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP
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