[發明專利]半導體裝置及電力變換裝置

有效

• 申請號: 201810203934.3
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108574015B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 田中香次
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06;H02M1/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張天舒

本發明的目的是提供可不依賴于壽命控制而對V_F?E_REC折衷特性進行調整的半導體裝置以及具有該半導體裝置的電力變換裝置。本發明涉及的半導體裝置具有n型陰極層(5)、p型陰極層(6)及包含施主雜質及受主雜質的p^?型陽極層(3)，n型陰極層(5)的厚度大于等于p型陰極層(6)的厚度，p型陽極層(2)的厚度大于等于p^?型陽極層(3)的厚度，n型陰極層(5)的施主雜質濃度大于等于p型陰極層(6)的受主雜質濃度，p型陽極層(2)的受主雜質濃度大于等于p^?型陽極層(3)的施主雜質濃度，p^?型陽極層(3)的受主雜質濃度大于等于p^?型陽極層(3)的施主雜質濃度，p^?型陽極層(3)的施主雜質濃度大于等于n^?型漂移層(1)的施主雜質濃度。

技術領域

本發明涉及在大于或等于600V的高耐壓功率模塊使用的二極管等半導體裝置、以及具有該半導體裝置的電力變換裝置。

背景技術

當前，提出了在n^-型漂移層與n型陰極層之間設置有n型緩沖層的二極管(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2007-158320號公報

就現有的二極管而言，二極管的導通電壓V_F與恢復損耗E_REC的折衷特性傳統上是通過使用重金屬擴散或者電子或離子的照射技術實現的壽命控制進行調整的。下面，將導通電壓V_F與恢復損耗E_REC的折衷特性稱為V_F-E_REC折衷特性。

但是，在通過壽命控制對V_F-E_REC折衷特性進行調整的情況下，存在下述問題，即，根據電子或離子照射時的相對于被照射體的照射角度或溫度等，導通電壓V_F以及恢復損耗E_REC的波動變大。另外，存在通過芯片通電動作時的自身發熱而使晶格缺陷發生變化、電氣特性發生變動這樣的問題。并且，存在由晶格缺陷引起的泄露電流大而導致的高溫動作時的故障等問題。因此，期望不依賴于壽命控制而對V_F-E_REC折衷特性進行調整。

發明內容

本發明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供能夠不依賴于壽命控制而對V_F-E_REC折衷特性進行調整的半導體裝置以及具有該半導體裝置的電力變換裝置。

為了解決上述課題，本發明所涉及的半導體裝置具有：n型漂移層；第一p型陽極層，其設置于n型漂移層的表面；至少1個第二p型陽極層，其選擇性地設置于第一p型陽極層的表面，包含施主雜質以及受主雜質，且與第一p型陽極層相比受主雜質濃度低；n型緩沖層，其設置于n型漂移層的背面；以及n型陰極層以及p型陰極層，它們以在俯視觀察時彼此相鄰的方式設置于n型緩沖層的表面，n型陰極層的厚度大于或者等于p型陰極層的厚度，第一p型陽極層的厚度大于或等于第二p型陽極層的厚度，n型陰極層的施主雜質濃度大于或等于p型陰極層的受主雜質濃度，第一p型陽極層的受主雜質濃度大于或等于第二p型陽極層的施主雜質濃度，第二p型陽極層的受主雜質濃度大于或等于第二p型陽極層的施主雜質濃度，第二p型陽極層的施主雜質濃度大于或等于n型漂移層的施主雜質濃度。

發明的效果