功率半导体装置及功率半导体装置的制造方法与流程

本发明涉及功率半导体装置。

背景技术：

1、在专利文献1中公开了在衬底表面形成有槽，在槽之间设置有p型的阳极层和n型的载流子注入抑制层的功率二极管。根据该结构，来自阳极侧的载流子注入量被抑制，不进行寿命控制就能够降低输出特性的开启电压，并且无需在末端区域设置n+阴极构造就能够使破坏耐量提高。

2、专利文献1：日本特开2011-003727号公报

3、根据专利文献1的功率二极管，与导入了寿命抑制要素的二极管相比，二极管的输出特性的开启电压下降，在额定电流密度下成为相同的接通电压。

4、但是，为了一边实现接通电压与通断损耗的折衷特性的高速侧动作一边对折衷特性进行控制，需要依赖于载流子寿命控制方法。这里，载流子寿命控制方法例如是指使用了电子束、质子或氦等带电粒子类或铂等重金属类的控制。

技术实现思路

1、本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，针对功率半导体装置，不依赖于载流子寿命控制方法，就会一边实现接通电压与通断损耗之间的折衷特性的高速侧区域的动作一边对折衷特性进行控制。

2、本发明的功率半导体装置在俯视观察时被划分为有源单元区域、将有源单元区域包围的中间区域和将中间区域包围的末端区域，该功率半导体装置具有：半导体衬底，其具有彼此相对的第一主面及第二主面；第一金属层，其设置于半导体衬底的第一主面之上；以及第二金属层，其设置于半导体衬底的第二主面之上。半导体衬底具有：第一导电型的漂移层；第一导电型的缓冲层，其在有源单元区域设置于漂移层与第二金属层之间；以及至少1个第一导电型的阴极层，其在有源单元区域的缓冲层与第二金属层之间，与两者接触地设置。第一导电型的阴极层包含：第一阴极层，其具有1个杂质浓度峰值点且与第二金属层接触；以及第二阴极层，其具有1个杂质浓度峰值点且在第一阴极层与缓冲层之间与两者接触地设置。第一阴极层的晶体缺陷密度高于第二阴极层的晶体缺陷密度，第一导电型的阴极层没有设置于中间区域及末端区域。

3、发明的效果

4、根据本发明的功率半导体装置，不依赖于载流子寿命控制方法，就能够一边实现接通电压与通断损耗之间的折衷特性的高速侧区域的动作一边对折衷特性进行控制。

技术特征：

1.一种功率半导体装置，其在俯视观察时被划分为有源单元区域、将所述有源单元区域包围的中间区域和将所述中间区域包围的末端区域，

2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，

3.根据权利要求1或2所述的功率半导体装置，其中，

4.根据权利要求3所述的功率半导体装置，其中，

5.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，

6.根据权利要求5所述的功率半导体装置，其中，

7.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，

8.根据权利要求7所述的功率半导体装置，其中，

9.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，

10.根据权利要求9所述的功率半导体装置，其中，

11.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，

12.根据权利要求11所述的功率半导体装置，其中，

13.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，

14.根据权利要求13所述的功率半导体装置，其中，

15.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，

16.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，

17.根据权利要求16所述的功率半导体装置，其中，

18.根据权利要求16所述的功率半导体装置，其中，

19.一种功率半导体装置的制造方法，其具有以下工序：

20.根据权利要求19所述的功率半导体装置的制造方法，其中，

21.根据权利要求20所述的功率半导体装置的制造方法，其中，

技术总结
本发明的目的是针对功率半导体装置，不依赖于载流子寿命控制方法，一边实现折衷特性的高速侧区域的动作一边对折衷特性进行控制。pin二极管(1001)的半导体衬底(20)具有：n‑漂移层(7)；n缓冲层(8)，在有源单元区域(R1)设置于n‑漂移层与第二金属层(14)间；及n+阴极层(90)，在有源单元区域的n缓冲层与第二金属层间与两者接触地设置。n+阴极层包含：第一n+阴极层(91)，与第二金属层接触；及第二n+阴极层(92)，在第一n+阴极层(91)与n缓冲层间与两者接触地设置。第一n+阴极层的晶体缺陷密度高于第二n+阴极层的晶体缺陷密度。n+阴极层没有设置于中间区域(R2)及末端区域(R3)。

技术研发人员：中村胜光
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16