专利名称：半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置，特别是涉及具备二极管的功率用高耐压的半导体装置。
背景技术：
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。
发明内容
本发明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。本发明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。本发明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。本发明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。依据本发明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。依据本发明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。本发明的上述以及其它目的、特征、局面及优点，通过以下参照
的本发明相关的详细说明，当会更加清晰。
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+层和ρ型区域的宽度We中所占的比例为50%时的二极管的恢复特性的图表。图15是本实施方式1的第三实施例的半导体装置的简要剖视图。图16是表示在对图15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17是表示在对图15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18是表示用于测量恢复特性的模拟的电路的图。图19是表示一例图18中的现有例的二极管中的、恢复特性的波形的模拟的图表。图20是表示比较例的半导体装置的模型内部中的、模拟恢复时的电流密度分布的结果的简要剖视图。图21是表示本实施方式1的半导体装置的模型内部中的、模拟恢复时的温度分布的结果的简要剖视图。图22是表示比较例的半导体装置的模型内部中的、模拟恢复时的电流密度分布的结果的简要剖视图。图23是表示本实施方式1的半导体装置的模型内部中的、模拟恢复时的温度分布的结果的简要剖视图。
图M是表示导通状态时的、从图20的点C向深度方向延伸的区域中的电子的浓度的图表。图25是表示导通状态时的、从图20的点C向深度方向延伸的区域中的空穴的浓度的图表。图沈是表示导通状态时的、从图20的点B向深度方向延伸的区域中的电子的浓度的图表。图27是表示导通状态时的、从图20的点B向深度方向延伸的区域中的空穴的浓度的图表。图观是表示恢复时的、从图20的点B向深度方向延伸的区域中的电子的浓度的图表。图四是表示恢复时的、从图20的点B向深度方向延伸的区域中的空穴的浓度的图表。图30是表示边缘端接区域的载流子寿命与半导体装置的最高温度之间的关系的图表。图31是一例表示现有例及实施例的二极管中的、恢复时的振荡特性的波形的模拟的图表。图32是比较现有例及实施例的二极管的、Vf-Ekec权衡(trade-off)特性的图表。图33是本实施方式2的第一实施例的半导体装置的简要剖视图。图34是本实施方式2的第二实施例的半导体装置的简要剖视图。图35是本实施方式2的第三实施例的半导体装置的简要剖视图。图36是本实施方式3的第一实施例的半导体装置的简要剖视图。图37是本实施方式3的第二实施例的半导体装置的简要剖视图。图38是本实施方式3的第三实施例的半导体装置的简要剖视图。图39是本实施方式3的第四实施例的半导体装置的简要剖视图。图40是本实施方式3的第五实施例的半导体装置的简要剖视图。图41是本实施方式3的第六实施例的半导体装置的简要剖视图。图42是本实施方式4的第一实施例的半导体装置的简要剖视图。图43是本实施方式4的第二实施例的半导体装置的简要剖视图。图44是本实施方式4的第三实施例的半导体装置的简要剖视图。图45是本实施方式4的第四实施例的半导体装置的简要剖视图。图46是本实施方式4的第五实施例的半导体装置的简要剖视图。图47是本实施方式4的第六实施例的半导体装置的简要剖视图。
具体实施例方式
以下，根据附图，对本发明的实施方式进行说明。(实施方式1)参照图1，本实施方式的半导体装置(二极管)具备二极管有源区域和边缘端接区域。边缘端接区域在平面图中包围二极管有源区域。图2是沿着图1的II-II线的剖视图。参照图2，本实施方式的第一实施例的半导体装置具有半导体衬底1。半导体衬底1例如由硅的单晶体构成，具有互相对置的第一主表面和第二主表面，且具有上述二极管有源区域和边缘端接区域。二极管有源区域通过接合η型(第一导电型)的区域(第一区域)和P型(第二导电型)的区域(第二区域)，构成Pn结二极管。具体而言，作为η型的区域，具有η—漂移层10 (漂移区域)、η+层2 (第五区域)、和η型层3 (第六区域)。η_漂移层10形成在半导体衬底1内，且是构成半导体衬底1的主要部分的区域。η+层2从半导体衬底1的第二主表面(下侧的主表面)形成到既定的深度。η型层3形成在η+层2之上，更具体地说以位于η_漂移层10和η+层2之间的方式形成。通过形成η+层2，减少与负极电极四的接触电阻的值。此外通过在η_漂移层10 与η+层2之间形成η型层3，能够使η型层3作为η_漂移层10和η+层2的缓冲层起作用。此外半导体衬底1具有ρ型区域4作为ρ型的区域(第二区域)。ρ型区域4从半导体衬底1的第一主表面(上侧的主表面)形成到例如1. 0 10. 0 μ m的深度。η型层3的杂质浓度的峰值高于η_漂移层10的杂质浓度的峰值。此外η+层2的杂质浓度的峰值高于η型层3的杂质浓度的峰值。例如η—漂移层10的浓度为1 X IO12 1 X IO1W, η型层3的峰浓度为1 X IO16 IXlO1W30此外峰浓度是指该区域中的最大浓度。此外η+层2的表面浓度(η+层2与负极电极四的界面上的杂质浓度)为1 X IO18 1 X IO20Cm-3, ρ型区域4中的ρ型杂质的表面浓度为1 X IO16 1 X IO1W30 η型层3的深度为20. 0 30. 0 μ m，η+层2的深度为0. 5 5. 0 μ m0构成半导体衬底1的各区域具有上述的杂质浓度，从而能够使二极管有源区域作为pn结二极管起作用。边缘端接区域形成有η型的区域(第三区域)和P型的区域(第四区域)。具体而言，具有η—漂移层10、η+层2、η型层3、和η+区域11作为η型的区域。这些配置与二极管有源区域中的配置相同。此外作为P型的区域(第四区域)，具有P型区域5。ρ型区域 5是成为作为边缘端接的保护环的区域。边缘端接区域是为了抑制半导体装置的耐压的下降而配置的区域。具体而言，在使二极管有源区域处于截止状态时，通过在边缘端接区域中的η—漂移层10的内部形成沿着图1的左右方向延伸的耗尽层，提高该半导体装置的耐压。为了达成上述那样的边缘端接区域的功能，优选使边缘端接区域的ρ型区域5中的、P型的杂质浓度为例如ΙΧΚ^-ΙΧΙΟ^πΓ3。但是对于边缘端接区域的n_漂移层10、 n+层2、η型层3而言，优选使杂质浓度分布与各二极管有源区域的rT漂移层10、η+层2、η 型层3相同。即，例如η—漂移层10共有二极管有源区域和边缘端接区域的η型区域。对于η+层2、η型层3也同样，共有二极管有源区域和边缘端接区域的η型区域。图2的半导体装置中，边缘端接区域的IT漂移层10中的载流子寿命短于二极管有源区域的η_漂移层10中的载流子寿命τ。ε11。在此η_漂移层10的载流子寿命是指载流子(电子或空穴)进入η—漂移层的内部之后消灭为止的时间。具体而言，边缘端接区域的构成η_漂移层10的晶体的、每单位体积的晶体缺陷的数量，多于二极管有源区域的构成η—漂移层10的晶体的、每单位体积的晶体缺陷的数量。 为了作成这样的结构，仅对边缘端接区域的η—漂移层10照射粒子束。
作为该粒子束，可以采用例如电子束、质子及氦等。这时使用例如用不锈钢等来加工的掩模，使粒子束仅照射边缘端接区域，而不照射二极管有源区域。由此，仅在边缘端接区域的n_漂移层10发生晶体缺陷。该晶体缺陷成为侵入到边缘端接区域的η—漂移层10的电子和空穴的再结合中心。因而边缘端接区域的η—漂移层 10中的载流子寿命、K短于二极管有源区域的η-漂移层10中的载流子寿命τ。ε11。在此优选使边缘端接区域的η—漂移层10中的载流子寿命、K的平均值为 l.Ousec以下。这时，优选使二极管有源区域的η—漂移层10中的载流子寿命τ cell的平均值超过1. 0 μ sec。在半导体衬底1的第一主表面上形成有正极电极20。正极电极20由例如铝类的金属材料构成，形成在作为正极的P型区域4、5之上。在被夹持在邻接的正极电极20的区域，形成有氧化膜对、25、26。氧化膜M为例如硅的氧化膜，氧化膜25优选为例如向硅酸盐玻璃掺杂了杂质的氧化膜。氧化膜沈由与氧化膜对相同的材质构成，但优选形成为比氧化膜M薄。此外以覆盖正极电极20和氧化膜25的方式形成钝化膜27、28。钝化膜27由硅氧化膜或硅氮化膜构成，钝化膜观优选为例如聚酰亚胺的树脂类的膜。在半导体衬底1的第二主表面上(作为负极的η+层2上)，形成有负极电极四。 负极电极四由例如铝类的金属材料构成，但是也可以为例如金的薄膜和铝的薄膜的多层结构。接着对本半导体装置的作用效果进行说明。参照图3，在本半导体装置的正极电极20与负极电极四之间正向施加高电压的导通状态下，许多的载流子蓄积到二极管有源区域的IT漂移层10。也就是说，空穴从P型区域4朝着η_漂移层10注入，并且电子从η型层3朝着η_漂移层10注入。从ρ型区域4 向η_漂移层10注入的一部分空穴，朝着边缘端接区域的η_漂移层10。从边缘端接区域的 η型层3向η_漂移层10注入的一部分电子，朝向二极管有源区域的η_漂移层10。因此，在被正向施加的状态下，有电流流过二极管有源区域。在此边缘端接区域中，与二极管有源区域相比η_漂移层10的晶体缺陷多且载流子寿命短。因此，进入边缘端接区域的η_漂移层10的电子和空穴，比进入二极管有源区域的η_漂移层10的电子和空穴更加迅速地再结合并消灭。参照图4，在本半导体装置的正极电极20与负极电极四之间被反向施加高电压时，二极管从上述的导通状态变为截止状态。这样则蓄积在η_漂移层10的载流子之中，电子从负极电极四排出，空穴从正极电极20排出。但是，在导通状态中进入边缘端接区域的η_漂移层10的大多载流子被消灭。因此，在被切换到截止状态时从边缘端接区域的η-漂移层10流入二极管有源区域的负极电极四和正极电极20中流动的载流子的量减少。对此，列举边缘端接区域的η_漂移层10的载流子寿命没有变短的普通的半导体装置作为比较例加以说明。与图2 图4的半导体装置相比，图5及图6的半导体装置仅在边缘端接区域的 η_漂移层10的载流子寿命没有变短这一点上不同。除此以外的结构全部与图2 图4的半导体装置相同。参照图5，在本半导体装置的正极电极20与负极电极四之间正向施加高电压的导通状态下，许多载流子蓄积到二极管有源区域的η—漂移层10。图5的半导体装置的、进入边缘端接区域的n_漂移层10的载流子比图2 图4的半导体装置的、进入边缘端接区域的η—漂移层10的电子和空穴更容易蓄积。参照图6，若从上述的导通状态切换到截止状态，则蓄积在边缘端接区域的η—漂移层10的许多载流子，朝向二极管有源区域流动。因该许多载流子的流动，而二极管有源区域和边缘端接区域的交界部中电流密度增加。这样特别是在图6中的用圆形虚线包围的区域(正极的外周端部)中电流集中。其结果，有可能因该区域中温度上升而出现热破坏。但是本实施例的半导体装置，如图4所示，当进行了从导通状态切换到截止状态的恢复动作时，蓄积在边缘端接区域的η—漂移层10的载流子的量较少。因此从边缘端接区域流向二极管有源区域的载流子的量较少。因此，能够抑制边缘端接区域和二极管有源区域的交界部中的电流密度的增加和温度上升造成的热破坏。其结果，在二极管有源区域恢复时，能够扩大该二极管安全动作的安全动作区域(SOA =Safety Operating Area)。另一方面，在二极管有源区域中，不会抑制电流密度的增加，而能够流过正常量的电流。这是因为在二极管有源区域的n_漂移层10中不进行缩短载流子寿命的处理的缘故。 也就是说，在导通状态中从η型层3和ρ型区域4进入η—漂移层10的载流子，通过施加在二极管有源区域的电压，以体现正常的整流作用的方式进行动作。通过以上构成，依据半导体装置，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与二极管有源区域的交界部上的电流密度增加，而且抑制该交界部上的温度上升导致的热破坏。即提高二极管的恢复动作时的抗破坏量。接着，就本实施方式涉及的、不同于图2 图4的半导体装置的第二实施例的半导体装置进行说明。参照图7，本实施方式的第二实施例的半导体装置相对于第一实施例的半导体装置而言，在负极的结构上不同。具体而言，η+层2(第五区域)及η型层3(第六区域)仅在二极管有源区域形成。此外η+层2与ρ型的区域即ρ型区域14 (第二导电型的逆导电型区域)，在平面图中以相邻的方式交互排列。此外边缘端接区域的第二主表面由η_漂移层10 形成。η型层3的表面浓度为1 X IO16 1 X IO1W0此外η.层2的表面浓度为1 X IO19 1 X IO20Cm-3, P型区域14中的、ρ型的杂质浓度为1 X IO17 1 X 1019cm_3。η型层3的深度为 1. 5 3. 0 μ m，η+层2及ρ型区域14的深度为0. 2 1. 0 μ m。除此以外的各区域中的杂质浓度与图2的半导体装置相同。此外，在图7的半导体装置中，没有进行如图2 图4的半导体装置那样的、缩短边缘端接区域的η—漂移层10的载流子寿命的措施。但是在图7的半导体装置中进行上述措施也可。第二实施例的构成除了上述以外与第一实施例大致相同。因此，在图7中对于与第一实施例相同的要素标注相同的标号，并且不再重复其说明。接着一边与上述的图5和图6进行比较，一边说明本半导体装置的作用效果。参照图8，在本半导体装置的正极电极20与负极电极四之间正向施加了高电压的导通状态下，许多载流子蓄积到二极管有源区域的IT漂移层10。也就是说，空穴从P型区域4朝向n_漂移层10注入，并且电子从η型层3朝向n_漂移层10注入。从ρ型区域4 注入到η_漂移层10的一部分空穴，朝向边缘端接区域的η_漂移层10。从边缘端接区域的η型层3注入到η_漂移层10的一部分电子，朝向二极管有源区域的η_漂移层10。因此，在被正向施加的状态下，有电流流过二极管有源区域。在此在边缘端接区域的第二主表面侧，例如杂质浓度比η型层3和η+层2低的 η_漂移层10与负极电极四连接。因此，与例如在边缘端接区域的第二主表面侧配置了 η 型层3等的图5相比，从η_漂移层10的负极电极四侧向正极电极20侧移动的电子的量减少。因此，从边缘端接区域的负极电极四侧流向二极管有源区域的正极电极20侧的电子的量减少。参照图9，若对本半导体装置的正极电极20与负极电极四之间反向施加高电压， 则二极管从上述的导通状态变为截止状态。这时，蓄积在η-漂移层10的载流子中，电子从负极电极四排出，空穴从正极电极20排出。但是与图6相比，往返边缘端接区域与二极管有源区域的交界部的载流子的量减少。这是因为在导通状态中从边缘端接区域的负极电极四侧流向二极管有源区域的正极电极20侧的电子的量减少的情况。因此，与图5和图6的半导体装置相比，能够抑制在边缘端接区域与二极管有源区域的交界部中的电流密度的增加和温度上升造成的热破坏。即提高二极管的恢复动作时的抗破坏量。此外，在将二极管有源区域从导通状态切换到截止状态的恢复时，能够扩大该二极管安全动作的安全动作区域(S0A:Safety Operating Area)。另一方面，在二极管有源区域的负极，形成有几乎不注入电子的P型区域14。但是与P层并排地，形成能注入许多电子的n+层2。因此，在导通状态及截止状态中对流入二极管有源区域的η—漂移层10的电流的量几乎没有影响。因此在二极管有源区域中，能够确保正常的二极管的功能。此外，作为本实施例的二极管有源区域的负极，具备η+层2和ρ型区域14。因此， 减少正电压降(Vf)，并抑制恢复时的振荡。下面对此进行详细说明。再次参照图7，在本实施例的二极管结构中，在恢复现象时从ρ型区域14注入空穴，从而负极侧的空穴浓度高于例如图5的比较例的二极管结构的情况下的负极侧的空穴浓度。其结果，与比较例相比，在本实施方式中负极侧的电场得到缓冲，因此能抑制从主接合即P型区域4和η—漂移层10的接合部向负极侧的耗尽层的延伸。由此，能抑制恢复时的振荡现象，所以提高二极管的SOA承受量。如此在图7的二极管在恢复现象时因来自ρ型区域4的空穴注入而引起电场缓冲 (抑制耗尽层延伸)，从而能够应对振荡，因此能够减小η-漂移层10的厚度t3，改善恢复损耗Ekk和Vf的权衡特性。用以下的数学式，对此进行说明。导通状态下的n_漂移层10的电阻R —般表示为
权利要求
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。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述边缘端接区域中的所述载流子寿命的平均值为1.0 μ sec以下。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一区域和所述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位于所述漂移区域与所述第五区域之间，且其第一导电型杂质的浓度低于所述第五区域，而高于所述漂移区域。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第四区域具有在所述第一主表面中互相隔着间隔形成的多个第二导电型区域。
5.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第四区域形成为与所述第二区域接触。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其中所述第四区域中的第二导电型杂质的浓度低于所述第二区域中的第二导电型杂质的浓度。
7.一种半导体装置，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，所述第一区域具有第一导电型的第五区域，该第一导电型的第五区域的第一导电型杂质的浓度高于所述漂移区域，在所述边缘端接区域中在所述第二主表面形成有所述漂移区域，在所述二极管有源区域中在所述第二主表面形成有所述第五区域。
8.如权利要求7所述的半导体装置，其中还包括第二导电型的逆导电型区域，该第二导电型的逆导电型区域形成为在所述二极管有源区域的所述第二主表面中与所述第五区域相邻，所述第一区域具有第一导电型的第六区域，该第一导电型的第六区域位于所述第五区域及所述逆导电型区域与所述漂移区域之间，且其第一导电型杂质的浓度低于所述第五区域，而高于所述漂移区域。
9.如权利要求8所述的半导体装置，其中位于所述第五区域的正上方的所述第六区域的区域和位于所述逆导电型区域的正上方的所述第六区域的区域具有不同的第一导电型杂质的浓度。
10.如权利要求8所述的半导体装置，所述逆导电型区域的面积相对于所述第二主表面中的所述二极管有源区域的总面积所占的比例为20%以上95%以下。
11.一种半导体装置，其中包括半导体衬底，具有互相对置的第一主表面及第二主表面，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，形成在所述半导体衬底的所述第一主表面，以在所述二极管有源区域中与所述第一区域一起构成二极管；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与所述第四区域构成pn结的第一导电型的漂移区域，所述第一区域具有其第一导电型杂质的浓度高于所述漂移区域的第五区域，而且具有第二导电型的第一逆导电型区域，在所述二极管有源区域的所述第二主表面中以与所述第五区域相邻的方式形成，和第二导电型的第二逆导电型区域，形成在所述边缘端接区域的所述第二主表面， 所述第一区域和所述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所述第五区域，且高于所述漂移区域，所述第六区域在所述二极管有源区域中位于所述第五区域及所述第一逆导电型区域与所述漂移区域之间，且在所述边缘端接区域中位于所述第二逆导电型区域与所述漂移区域之间，位于所述第五区域的正上方的所述第六区域的区域和位于所述第一逆导电型区域的正上方的所述第六区域的区域具有不同的第一导电型杂质的浓度。
12.如权利要求11所述的半导体装置，其中所述第一逆导电型区域的面积相对于所述第二主表面中的所述二极管有源区域的总面积所占的比例为20%以上95%以下。
全文摘要
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。
文档编号H01L29/06GK102280493SQ20111015063
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者中村胜光 申请人:三菱电机株式会社