[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210383444.9
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN103050546A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 加地考男;吉浦康博;增岡史仁
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會社
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;李浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及作為構(gòu)成功率模塊的器件之一的二極管，特別涉及能夠在降低反向恢復(fù)功耗的同時提高耐壓并抑制浪涌電壓的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

作為二極管的重要特性的反向恢復(fù)功耗和載流子壽命之間存在關(guān)聯(lián)性。例如，使結(jié)晶缺陷增加而縮短壽命時，反向恢復(fù)功耗減少。因此，為了得到具有任意反向恢復(fù)功耗的二極管，使用了一種技術(shù)，該技術(shù)利用電子束照射導(dǎo)入結(jié)晶缺陷來控制整個裝置的壽命。

另外，也提出了通過在N型漂移層與P型陽極層之間部分地導(dǎo)入結(jié)晶缺陷而設(shè)置了載流子壽命較短的短壽命層的二極管（例如，參照專利文獻(xiàn)1）。

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2003-249662號公報。

為使反向恢復(fù)功耗降低而縮短整個裝置的壽命時，反向恢復(fù)時的電流減少率因結(jié)晶缺陷的增加而變大，且成為振蕩噪聲原因的浪涌電壓增加。還有，泄漏電流因結(jié)晶缺陷的增加而增加，耐壓降低。另外，因為尾電流減少時的電流減少率增加，所以浪涌電壓增加。

在短壽命層只設(shè)置于N型漂移層與P型陽極層之間的情況下，存在反向恢復(fù)電流的峰值減少、反向恢復(fù)電流減少率降低這一優(yōu)點，但存在耐壓降低、反向恢復(fù)功耗增加這一缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為解決上述的課題而做出的，其目的在于得到能夠在降低反向恢復(fù)功耗的同時提高耐壓并抑制浪涌電壓的半導(dǎo)體裝置。

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具備：N型漂移層；設(shè)置在所述N型漂移層上側(cè)的P型陽極層；設(shè)置在所述N型漂移層下側(cè)的N型陰極層；設(shè)置在所述N型漂移層與所述P型陽極層之間的第1短壽命層；設(shè)置在所述N型漂移層與所述N型陰極層之間的第2短壽命層；其特征在于：載流子在所述第1短壽命層和第2短壽命層中的壽命短于在所述N型漂移層中的壽命；在所述N型陰極層中的壽命長于在所述N型漂移層中的壽命。

通過本發(fā)明，能夠在降低反向恢復(fù)功耗的同時提高耐壓并抑制浪涌電壓。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的實施方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖2是示出比較例1的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖3是示出比較例2的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖4是示出比較例1和比較例2的反向恢復(fù)動作時的反向恢復(fù)時波形的模擬結(jié)果的圖；

圖5是示出用于模擬的電路以及參數(shù)的圖；

圖6是示出比較例3的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖7是示出比較例1和比較例3的反向恢復(fù)動作時的反向恢復(fù)時波形的模擬結(jié)果的圖；

圖8是示出比較例4的半導(dǎo)體裝置的截面圖；

圖9是示出比較例1和比較例4的反向恢復(fù)動作時的反向恢復(fù)時波形的模擬結(jié)果的圖。

標(biāo)號說明

1??N^－型漂移層（N型漂移層）；2??P型陽極層；3??N⁺型陰極層（N型陰極層）；4??第1短壽命層；5??第2短壽命層；6??中壽命層。

具體實施方式

圖1是示出本發(fā)明實施方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖。在N^－型漂移層1的上側(cè)設(shè)置有P型陽極層2。在N^－型漂移層1的下側(cè)設(shè)置有N⁺型陰極層3。

在N^－型漂移層1與P型陽極層2之間設(shè)置有第1短壽命層4。在N^－型漂移層1與N⁺型陰極層3之間設(shè)置有第2短壽命層5。在N^－型漂移層1與第2短壽命層5之間設(shè)置有中壽命層6。第1短壽命層4和第2短壽命層5以及中壽命層6通過在N^－型漂移層1局部照射質(zhì)子而形成。

載流子在第1短壽命層4和第2短壽命層5中的壽命τ2短于在N^－型漂移層1中的壽命τ1?(τ2＜τ1)。在N⁺型陰極層3中的壽命τ3長于在N^－型漂移層1中的壽命τ1?(τ1＜τ3)。在中壽命層6中的壽命τ4及雜質(zhì)濃度為在第2短壽命層5和N^－型漂移層1之間的值(τ2＜τ4＜τ1)。

接著，與比較例相比較來說明本實施方式的效果。圖2是示出比較例1的半導(dǎo)體裝置的截面圖。比較例1的裝置由N^－型漂移層1、P型陽極層2以及N⁺型陰極層3構(gòu)成，并整個裝置具有相同的壽命τ1。圖3是示出比較例2的半導(dǎo)體裝置的截面圖。在比較例2中，在N^－型漂移層1與P型陽極層2之間設(shè)置有第1短壽命層4。