DE102018201229A1 - Halbleitervorrichtung und leistungskonvertierungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung, die geeignet ist, eine V-E-Ausgleichscharakteristik ohne eine Lebensdauerkontrolle anzupassen, und eine Leistungskonvertierungsvorrichtung, die die Halbleitervorrichtung aufweist, zur Verfügung zu stellen. Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine p-Typ-Anodenschicht 3 auf, die eine Donator-Verunreinigung und eine Akzeptor-Verunreinigung aufweist. Eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Anodenschicht 2 ist gleich oder höher als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Anodenschicht 3, eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Anodenschicht 3 ist gleich oder höher als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Anodenschicht 3, und eine Donator-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Anodenschicht 3 ist gleich oder höher als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der n-Typ-Driftschicht 1.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung wie eine Diode, die in einem Leistungsmodul verwendet wird, das eine hohe Durchbruchspannung von 600 V oder höher aufweist, und eine Leistungskonvertierungsvorrichtung, die die Halbleitervorrichtung aufweist.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Herkömmlicherweise wird eine Diode vorgeschlagen, in welcher eine n-Typ-Pufferschicht zwischen einer n--Typ-Driftschicht und einer n-Typ-Kathodenschicht vorgesehen ist (offengelegte, japanische Patentanmeldung Nr. 2007-158320 zum Beispiel).
  • Zusammenfassung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • In der herkömmlichen Diode wird eine Ausgleichscharakteristik einer EIN-Spannung VF und eines Erholungsverlusts EREC der Diode traditionell durch eine Lebensdauerkontrolle angepasst, die eine Schwermetalldiffusion oder eine Technik einer Bestrahlung durch Elektronen oder Ionen verwendet. Die Ausgleichscharakteristik der EIN-Spannung VF und des Erholungsverlusts EREC wird nachfolgend als eine VF-EREC-Ausgleichscharakteristik bezeichnet.
  • Es entsteht jedoch ein Problem in dem Fall eines Anpassens der VF-EREC-Ausgleichscharakteristik durch die Lebensdauerkontrolle, dass eine Variation der EIN-Spannung VF und des Erholungsverlusts EREC zum Beispiel abhängig von einem Bestrahlungswinkel mit einem bestrahlten Körper oder einer Temperatur zu der Zeit der Bestrahlung durch die Elektronen oder Ionen steigt. Weiter entsteht ein Problem, dass sich ein Kristallgitterdefekt aufgrund einer selbst erzeugten Hitze in einem Chip-Erregungsbetrieb verändert und eine elektrische Charakteristik deshalb schwankt. Weiter entsteht außerdem ein Problem, dass ein Defekt in einem Hochtemperaturbetrieb aufgrund eines hohen durch den Kristallgitterdefekt verursachten Leckstroms auftritt. Entsprechend wird eine Anpassung der VF-EREC-Ausgleichscharakteristik ohne die Lebensdauerkontrolle antizipiert.
  • Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung, die geeignet ist, eine VF-EREC-Ausgleichscharakteristik ohne eine Lebensdauerkontrolle anzupassen, und eine Leistungskonvertierungsvorrichtung, die die Halbleitervorrichtung aufweist, zur Verfügung zu stellen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Eine Halbleitervorrichtung weist eine n-Typ-Driftschicht, eine erste p-Typ-Anodenschicht, die auf einer Oberfläche der n-Typ-Driftschicht vorgesehen ist, mindestens eine zweite p-Typ-Anodenschicht, die selektiv auf einer Oberfläche der ersten p-Typ-Anodenschicht vorgesehen ist, eine Donator-Verunreinigung und eine Akzeptor-Verunreinigung aufweist und eine geringere Akzeptor-Verunreinigungskonzentration aufweist als die erste p-Typ-Anodenschicht, eine n-Typ-Pufferschicht, die auf einer Rückseitenoberfläche der n-Typ-Driftschicht vorgesehen ist, und eine n-Typ-Kathodenschicht und eine p-Typ-Kathodenschicht, die so auf einer Oberfläche der n-Typ-Pufferschicht vorgesehen sind, dass sie in einer Draufsicht aneinander angrenzen, auf, wobei eine Dicke der n-Typ-Kathodenschicht gleich oder größer ist als eine Dicke der p-Typ-Kathodenschicht, eine Dicke der ersten p-Typ-Anodenschicht gleich oder größer ist als eine Dicke der zweiten p-Typ-Anodenschicht, eine Donator-Verunreinigungskonzentration der n-Typ-Kathodenschicht gleich oder höher ist als eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Kathodenschicht, eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der ersten p-Typ-Anodenschicht gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht, eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht und eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der n-Typ-Driftschicht.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Halbleitervorrichtung eine n-Typ-Driftschicht, eine erste p-Typ-Anodenschicht, die auf einer Oberfläche der n-Typ-Driftschicht vorgesehen ist, mindestens eine zweite p-Typ-Anodenschicht, die selektiv auf einer Oberfläche der ersten p-Typ-Anodenschicht vorgesehen ist, eine Donator-Verunreinigung und eine Akzeptor-Verunreinigung aufweist und eine geringere Akzeptor-Verunreinigungskonzentration aufweist als die erste p-Typ-Anodenschicht, eine n-Typ-Pufferschicht, die auf einer Rückseitenoberfläche der n-Typ-Driftschicht vorgesehen ist, und eine n-Typ-Kathodenschicht und eine p-Typ-Kathodenschicht, die so auf einer Oberfläche der n-Typ-Pufferschicht vorgesehen sind, dass sie in einer Draufsicht aneinander angrenzen, auf, wobei eine Dicke der n-Typ-Kathodenschicht gleich oder größer ist als eine Dicke der p-Typ-Kathodenschicht, eine Dicke der ersten p-Typ-Anodenschicht gleich oder größer ist als eine Dicke der zweiten p-Typ-Anodenschicht, eine Donator-Verunreinigungskonzentration der n-Typ-Kathodenschicht gleich oder höher ist als eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Kathodenschicht, eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der ersten p-Typ-Anodenschicht gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht, eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht und eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der n-Typ-Driftschicht, womit die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik ohne eine Lebensdauerkontrolle angepasst werden kann.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung offensichtlicher, wenn sie im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gesehen wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Leistungskonvertierungssystems darstellt, das eine Leistungskonvertierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung einsetzt.
    • 6 ist ein Diagramm, das eine Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vorausgesetzten Technik darstellt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend basierend auf den Zeichnungen beschrieben.
  • <Vorausgesetzte Technik>
  • Zuerst wird eine Technik als eine Voraussetzung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das eine Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorausgesetzten Technik darstellt.
  • Eine p-Typ-Anodenschicht 10 ist auf einer Oberfläche einer n--Typ-Driftschicht 9 vorgesehen. Die p-Typ-Anodenschicht 10 wird durch Diffundieren einer Akzeptor-Verunreinigung von der Oberfläche der n--Typ-Driftschicht 9 ausgebildet.
  • Eine n-Typ-Kathodenschicht 11 ist auf einer Rückseitenoberfläche der n--Typ-Driftschicht 9 vorgesehen. Die n-Typ-Kathodenschicht 11 wird durch Diffundieren einer Donator-Verunreinigung von der Rückseitenoberfläche der n--Typ-Driftschicht 9 ausgebildet.
  • Die Anodenelektrode 12 ist so vorgesehen, dass sie einen ohmschen Kontakt mit der p-Typ-Anodenschicht 10 aufweist. Die Kathodenelektrode 13 ist so vorgesehen, dass sie einen ohmschen Kontakt mit der n-Typ-Kathodenschicht 11 aufweist.
  • Die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik muss in der Halbleitervorrichtung gemäß der vorausgesetzten Technik durch die Lebensdauerkontrolle angepasst werden, und dieser Fall weist das vorstehende Problem auf. Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die vorstehenden Probleme zu lösen und wird nachfolgend detailliert beschrieben.
  • <Ausführungsform 1>
  • <Anordnung>
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Eine p-Typ-Anodenschicht 2, welche eine erste p-Typ-Anodenschicht ist, ist auf einer Oberfläche einer n--Typ-Driftschicht 1 vorgesehen, welche eine n-Typ-Driftschicht ist. Die p-Typ-Anodenschicht 2 wird durch Diffundieren einer Akzeptor-Verunreinigung von der Oberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 ausgebildet. Insbesondere wird die p-Typ-Anodenschicht 2 durch Diffundieren einer Akzeptor-Verunreinigung, die eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp2 aufweist, in einem Bereich einer Diffusionstiefe von Xp2 von der Oberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 ausgebildet. Zum Beispiel ist die Diffusionstiefe Xp2 1,5 ∼ 8[µm], und die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp2 ist 1E15 ∼ 1E15 [atom/cm3]. Die Diffusionstiefe Xp2 korrespondiert zu einer Dicke der p-Typ-Anodenschicht 2. Die n--Typ-Driftschicht 1 weist die Donator-Verunreinigung auf, die eine Donator-Verunreinigungskonzentration Cn aufweist.
  • Eine Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3, welche zweite p-Typ-Anodenschichten sind, ist selektiv auf einer Oberfläche der p-Typ-Anodenschicht 2 vorgesehen. Die p--Typ-Anodenschicht 3 wird durch Diffundieren einer Donator-Verunreinigung und einer Akzeptor-Verunreinigung von der Oberfläche der n--Typ-Driftschicht 1ausgebildet. Das heißt, die p--Typ-Anodenschicht 3 weist die Donator-Verunreinigung und die Akzeptor-Verunreinigung auf. Die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p--Typ-Anodenschicht 3 ist geringer als diejenige der p-Typ-Anodenschicht 2. Insbesondere wird die p--Typ-Anodenschicht 3 durch Diffundieren einer Donator-Verunreinigung, die eine Donator-Verunreinigungskonzentration Cn3 aufweist, und einer Akzeptor-Verunreinigung, die eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp3 aufweist, in einem Bereich einer Diffusionstiefe Xp3 von der Oberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 ausgebildet. Zum Beispiel ist die Diffusionstiefe Xp3 60 ∼ 95 [%] der Diffusionstiefe Xp2 der p-Typ-Anodenschicht 2, die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn3 ist 60 ∼ 95 [%] der Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp2 der p-Typ-Anodenschicht 2, und die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp3 ist 1E15 ∼ 1E17 [atom/cm3]. Die Diffusionstiefe Xp3 korrespondiert zu einer Dicke der p--Typ-Anodenschicht 3.
  • Eine n-Typ-Pufferschicht 4 ist auf einer Rückseitenoberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 vorgesehen. Die n-Typ-Pufferschicht 4 wird durch Diffundieren einer Donator-Verunreinigung von der Rückseitenoberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 ausgebildet.
  • Eine Mehrzahl von n-Typ-Kathodenschichten 5 und p-Typ-Kathodenschichten 6 ist in einer Draufsicht aneinander angrenzend und alternierend auf einer Oberfläche der n-Typ-Pufferschicht 4 vorgesehen. Die n-Typ-Kathodenschicht 5 wird durch Diffundieren einer Donator-Verunreinigung von der Rückseitenoberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 ausgebildet. Insbesondere wird die n-Typ-Kathodenschicht 5 durch Diffundieren einer Donator-Verunreinigung, die eine Donator-Verunreinigungskonzentration Cn2 aufweist, in einem Bereich einer Diffusionstiefe Xn2 von der Rückseitenoberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 ausgebildet. Die Diffusionstiefe Xn2 korrespondiert zu einer Dicke der n-Typ-Kathodenschicht 5.
  • Die p-Typ-Kathodenschicht 6 wird durch Diffundieren einer Akzeptor-Verunreinigung von der Rückseitenoberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 ausgebildet. Insbesondere wird die p-Typ-Kathodenschicht 6 durch Diffundieren einer Akzeptor-Verunreinigung, die eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp1 aufweist, in einem Bereich einer Diffusionstiefe Xp1 von der Rückseitenoberfläche der n--Typ-Driftschicht 1 ausgebildet. Die Diffusionstiefe Xp1 korrespondiert zu einer Dicke der p-Typ-Kathodenschicht 6.
  • Eine Anodenelektrode 7 ist so vorgesehen, dass sie einen ohmschen Kontakt mit der p-Typ-Anodenschicht 2 aufweist. Eine Kathodenelektrode 8 ist so vorgesehen, dass sie einen ohmschen Kontakt mit der n-Typ-Kathodenschicht 5 aufweist. Die n-Typ-Kathodenschicht 5 und die p-Typ-Kathodenschicht 6 sind über die Kathodenelektrode 8 kurzgeschlossen.
  • In der in 1 dargestellten Halbleitervorrichtung ist die Diffusionstiefe Xn2 der n-Typ-Kathodenschicht 5 gleich oder größer als die Diffusionstiefe Xp1 der p-Typ-Kathodenschicht 6. Das heißt, ein Verhältnis, bei dem die Diffusionstiefe Xn2 ≥ die Diffusionstiefe Xp1 ist, ist erfüllt.
  • Die Diffusionstiefe Xp2 der p-Typ-Anodenschicht 2 ist gleich oder größer als die Diffusionstiefe Xp3 der p--Typ-Anodenschicht 3. Das heißt, ein Verhältnis, bei dem die Diffusionstiefe Xp2 ≥ die Diffusionstiefe Xp3 ist, ist erfüllt.
  • Die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn2 der n-Typ-Kathodenschicht 5 ist gleich oder höher als die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp1 der p-Typ-Kathodenschicht 6. Das heißt, ein Verhältnis, bei dem die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn2 ≥ die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp1 ist, ist erfüllt.
  • Die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp2 der p-Typ-Anodenschicht 2 ist gleich oder höher als die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn3 der p--Typ-Anodenschicht 3. Das heißt, ein Verhältnis, bei dem die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp2 ≥ die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn3 ist, ist erfüllt.
  • Die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp3 der p-Typ-Anodenschicht 3 ist gleich oder höher als die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn3 der p--Typ-Anodenschicht 3. Das heißt, ein Verhältnis, bei dem die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration Cp3 ≥ die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn3 ist, ist erfüllt.
  • Die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn3 der p--Typ-Anodenschicht 3 ist gleich oder höher als die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn der n--Typ-Driftschicht 1. Das heißt, ein Verhältnis, bei dem die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn3 ≥ die Donator-Verunreinigungskonzentration Cn ist, ist erfüllt.
  • <Funktionswirkung>
  • Zuerst wird ein Verhältnis zwischen einem Rückseitenoberflächen-p/n-Zwischenraum und der VF-EREC-Ausgleichscharakteristik beschrieben.
  • Wenn der Rückseitenoberflächen-p/n-Zwischenraum, welcher eine Breite einer Kombination der Breite einer n-Typ-Kathodenschicht 5 und der Breite einer p-Typ-Kathodenschicht 6 indiziert, reduziert wird, steigt eine EIN-Spannung VF, und ein Erholungsverlust EREC sinkt. Das heißt, eine VF-EREC-Ausgleichskurve, die die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik indiziert, wird zu einer Hochgeschwindigkeitsseite verschoben. Entsprechend ist gewünscht, die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik durch ein Verändern des Rückseitenoberflächen-p/n-Zwischenraums in einer Freilaufdiode anzupassen, die für verschiedene Zwecke in einen Inverter eingebaut ist. Wenn jedoch der Rückseitenoberflächen-p/n-Zwischenraum so ausgelegt ist, dass er zu klein ist, sinkt eine Snap-Off-Spannungsfestigkeit, und wenn der Rückseitenoberflächen-p/n-Zwischenraum so aufgelegt ist, dass er zu groß ist, sinkt ein Erholungswiderstand. Die in 1 dargestellte Anordnung kann den vorstehend beschriebenen Ausgleich verhindern, womit die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik in einem weiten Bereich angepasst werden kann.
  • Als Nächstes wird ein Verhältnis zwischen einer Rückseitenoberflächen-p/n-Kurzschlussrate und der VF-EREC-Ausgleichscharakteristik beschrieben.
  • Wenn die Rückseitenobertlächen-p/n-Kurzschlussrate, welche eine Belegungsrate von p in dem Rückseitenoberflächen-p/n-Zwischenraum ist, reduziert wird, steigt die EIN-Spannung VF und der Erholungsverlust EREC sinkt. Das heißt, die VF-EREC-Ausgleichskurve wird zu der Hochgeschwindigkeitsseite verschoben. Entsprechend ist gewünscht, die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik durch ein Verändern der Rückseitenoberflächen-p/n-Kurzschlussrate in der Freilaufdiode anzupassen, die für verschiedene Zwecke in den Inverter eingebaut ist. Wenn jedoch die Rückseitenoberflächen-p/n-Kurzschlussrate so ausgelegt ist, dass sie zu klein ist, sinkt die Snap-Off-Spannungsfestigkeit und eine Kreuzungsstelle wächst, und wenn die Rückseitenoberflächen-p/n-Kurzschlussrate so ausgelegt ist, dass sie zu groß ist, sinkt ein Erholungswiderstand. Wie in 1 dargestellt, kann eine Implantierungseffizienz von einer Anodenseite durch ein Vorsehen der p--Typ-Anodenschicht 3 gesteuert werden, womit der vorstehend beschriebene Ausgleich verhindert werden kann. Entsprechend kann die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik ohne die Lebensdauersteuerung angepasst werden.
  • Als Nächstes wird ein Verhältnis zwischen der p-Typ-Anodenschicht und der VF-EREC-Ausgleichscharakteristik beschrieben.
  • Wenn die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Anodenschicht reduziert wird, steigt die EIN-Spannung VF und der Erholungsverlust EREC sinkt. Das heißt, die VF-EREC-Ausgleichskurve wird zu der Hochgeschwindigkeitsseite verschoben. Wenn eine Ladungsträgerkonzentration auf der Anodenseite in einem EIN-Zustand abnimmt, sinkt als ein Sekundäreffekt auch ein Umkehrstrom Irr in einer Erholung, und eine Ladungsträgerkonzentration auf der Kathodenseite steigt relativ, womit der Snap-Off-Widerstand verbessert werden kann. Wenn jedoch die Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Anodenschicht zu weit reduziert wird, sinkt die Spanungsfestigkeit. Wie in 1 dargestellt, kann die Implantierungseffizienz von der Anodenseite durch ein Vorsehen der p--Typ-Anodenschicht 3 gesteuert werden, womit der vorstehend beschriebene Ausgleich verhindert werden kann. Entsprechend kann die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik ohne die Lebensdauerkontrolle angepasst werden.
  • Als Nächstes wird eine maximale Durchbruchstromdichte in der Erholung beschrieben.
  • Die maximale Durchbruchstromdichte in der Erholung sinkt in einer Diode, welche eine parasitäre Struktur eines Bipolartransistors in einer vertikalen Richtung aufweist, verglichen mit der Diode, welche die parasitäre Struktur eines Bipolartransistors in der vertikalen Richtung nicht aufweist. Hierbei indiziert die Diode, die die parasitäre Struktur eines Bipolartransistors in der vertikalen Richtung aufweist, eine Diode, die eine PNP-Struktur oder eine NPN-Struktur in der vertikalen Richtung aufweist. Die vertikale Richtung korrespondiert zu einer Dickenrichtung jeder Schicht. Wie in 1 dargestellt, kann ein Betrieb des parasitären Bipolartransistors in der vertikalen Richtung durch ein Vorsehen der p--Typ-Anodenschicht 3 unterbunden werden, womit die Reduzierung der maximalen Durchbruchstromdichte in der Erholung unterbunden werden kann.
  • In der in 1 dargestellten Anordnung ist die p--Typ-Anodenschicht 3 an einer Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht 6 vorgesehen. Zu dieser Zeit kann eine Breite der p--Typ-Anodenschicht 3 die gleiche sein wie die Breite der p-Typ-Kathodenschicht 6. Die Breite der p--Typ-Anodenschicht 3 kann kleiner sein als die Breite der p-Typ-Kathodenschicht 6. Die Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3 kann verteilt vorgesehen sein. Jede Anordnung kann die vorstehend beschriebene Wirkung erzielen.
  • Obwohl die Diode vorstehend als ein Beispiel beschrieben ist, gibt es keine Einschränkung auf eine Spannungsfestigkeitsklasse oder ein Halbleitermaterial. Das heißt, auch wenn die in 1 dargestellte Anordnung in einer Halbleitervorrichtung eingesetzt wird, die ein Halbleitermaterial mit breiter Bandlücke wie SiC oder GaN genauso wie Si verwendet, kann die Wirkung ähnlich zu der vorstehend beschriebenen Wirkung erzielt werden. Weiter kann auch wenn die in 1 dargestellte Anordnung zum Beispiel auf einen Diodenbereich in einem umgekehrt leitenden Bipolartransistor mit isoliertem Gate (RC-IGBT) angewendet wird, die Wirkung ähnlich zu der vorstehend beschriebenen Wirkung erzielt werden.
  • <Ausführungsform 2>
  • <Anordnung>
  • 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Wie in 2 dargestellt, ist jede der Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3 verteilt an einer Position vorgesehen, die jeder der n-Typ-Kathodenschichten 5 gegenüberliegt. Eine Breite Yp3 der p--Typ-Anodenschicht 3 ist kleiner als eine Breite Yn2 der n-Typ-Kathodenschicht 5. Da die übrige Anordnung der Ausführungsform 2 ähnlich zu derjenigen der Ausführungsform 1 ist, wird die detaillierte Beschreibung hier weggelassen.
  • Entsprechend der Ausführungsform 2 kann die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik ohne die Lebensdauerkontrolle auf eine Weise ähnlich zu der Ausführungsform 1 angepasst werden. Weiter kann die VF-EREC-Ausgleichskurve verglichen mit dem Fall gemäß der Ausführungsform 1 eines Vorsehens der p--Typ-Anodenschicht 3 an einer Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht 6, wie in 1 dargestellt, zu der Hochgeschwindigkeitsseite verschoben werden.
  • Obwohl das Beispiel in 2 die Anordnung eines verteilten Vorsehens der Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3 an den Positionen gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 darstellt, ist die Anordnung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die p--Typ-Anodenschicht 3, die die gleiche Breite aufweist wie diejenige der n-Typ-Kathodenschicht 5, an der Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 vorgesehen sein. Die p--Typ-Anodenschichten 3, die eine Breite kleiner als die n-Typ-Kathodenschicht 5 aufweisen, können an der Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 vorgesehen sein. Jede Anordnung kann die vorstehend beschriebene Wirkung erzielen.
  • <Ausführungsform 3>
  • 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Wie in 3 dargestellt, ist jede der p--Typ-Anodenschichten 3 an einer Position vorgesehen, die jeder der n-Typ-Kathodenschichten 5 und der p-Typ-Kathodenschichten 6 gegenüberliegt. Jede der Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3, die an der Position vorgesehen sind, die jeder der n-Typ-Kathodenschichten 5 gegenüberliegt, ist verteilt vorgesehen. Eine Breite Yp31 der p--Typ-Anodenschicht 3, die an der Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5vorgesehen ist, ist kleiner als eine Breite Yp32 der p--Typ-Anodenschicht 3, die an der Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht 6 vorgesehen ist. Da die übrige Anordnung der Ausführungsform 3 ähnlich zu derjenigen der Ausführungsform 1 ist, wird die detaillierte Beschreibung hier weggelassen.
  • Die Ausführungsform 3 kann die Wirkung erzielen, die durch ein Kombinieren der Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2 erzielt wird. Das heißt, die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik kann ohne die Lebensdauerkontrolle angepasst werden. Weiter kann die Reduzierung der maximalen Durchbruchstromdichte in der Erholung unterbunden werden.
  • Obwohl das Beispiel in 3 die Anordnung darstellt, die die Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3 verteilt an den Positionen gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 vorsieht, und die p--Typ-Anodenschicht 3, die die Breite kleiner als die p-Typ-Kathodenschicht 6 aufweist, an der Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht 6 vorsieht, ist die Anordnung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die p--Typ-Anodenschicht 3, die die gleiche Breite wie diejenige der n-Typ-Kathodenschicht 5 aufweist, an der Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 vorgesehen sein. Die p--Typ-Anodenschichten 3, die die Breite kleiner als die n-Typ-Kathodenschicht 5 aufweisen, können an der Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 vorgesehen sein. Die p--Typ-Anodenschicht 3, die die gleiche Breite aufweist wie diejenige der p-Typ-Kathodenschicht 6, kann an der Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht 6 vorgesehen sein. Jede der Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3 kann verteilt an der Position gegenüber den p-Typ-Kathodenschichten 6 vorgesehen sein. Jede Anordnung kann die vorstehend beschriebene Wirkung erzielen.
  • <Ausführungsform 4>
  • 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung einer Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Wie in 4 dargestellt, ist jede der p--Typ-Anodenschichten 3 an einer Position vorgesehen, die jeder der n-Typ-Kathodenschichten 5 und der p-Typ-Kathodenschichten 6 gegenüberliegt. Die Breite Yp31 der p--Typ-Anodenschicht 3, die an der Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 vorgesehen ist, ist kleiner als die Breite Yn2 der n-Typ-Kathodenschicht 5. Die Breite Yp32 der p--Typ-Anodenschicht 3, die an der Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht 6 vorgesehen ist, ist kleiner als die Breite Yp1 der p-Typ-Kathodenschicht 6.
  • Die Ausführungsform 4 kann die Wirkung erzielen, die durch ein Kombinieren der Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2 erzielt wird. Das heißt, die VF-EREC-Ausgleichscharakteristik kann ohne die Lebensdauerkontrolle angepasst werden. Weiter kann die Reduzierung der maximalen Durchbruchstromdichte in der Erholung unterbunden werden.
  • Obwohl das Beispiel in 4 die Anordnung darstellt, in der die p--Typ-Anodenschichten 3, die die Breite kleiner als die n-Typ-Kathodenschicht 5 aufweisen, an der Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 vorgesehen sind, und in der die p--Typ-Anodenschicht 3, die die Breite kleiner als die p-Typ-Kathodenschicht 6 aufweist, an der Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht 6 vorgesehen ist, ist die Anordnung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die p--Typ-Anodenschichten 3, die die gleiche Breite wie diejenige der n-Typ-Kathodenschicht 5 aufweisen, an der Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht 5 vorgesehen sein. Jede der Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3 kann verteilt an der Position vorgesehen sein, die jeder der n-Typ-Kathodenschichten 5 gegenüberliegt. Die p--Typ-Anodenschicht 3, die die gleiche Breite aufweist wie diejenige der p-Typ-Kathodenschicht 6, kann an der Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht 6 vorgesehen sein. Jede der Mehrzahl von p--Typ-Anodenschichten 3 kann verteilt an der Position vorgesehen sein, die jeder der p-Typ-Kathodenschichten 6 gegenüberliegt. Jede Anordnung kann die vorstehend beschriebene Wirkung erzielen.
  • <Ausführungsform 5>
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß den vorstehend genannten Ausführungsformen 1 bis 4 wird in der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung in einer Leistungskonvertierungsvorrichtung eingesetzt. Obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Leistungskonvertierungsvorrichtung beschränkt ist, wird nachfolgend als die Ausführungsform 5 ein Fall eines Anwendens der vorliegenden Erfindung auf einen Drei-Phasen-Inverter beschrieben.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines Leistungskonvertierungssystems darstellt, das die Leistungskonvertierungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform 5 einsetzt.
  • Das in 5 dargestellte Leistungskonvertierungssystem besteht aus einer Leistungsquelle 100, einer Leistungskonvertierungsvorrichtung 200 und einer Last 300. Die Leistungsquelle 100, welche eine Gleichstromleistungsquelle ist, stellt eine Gleichstromleistung an die Leistungskonvertierungsvorrichtung 200 bereit. Die Leistungsquelle 100 kann aus verschiedenen Arten von Komponenten wie einem Gleichstromsystem, einer Solarbatterie oder einer wieder aufladbaren Batterie bestehen oder kann auch aus einer Gleichrichterschaltung, die mit einem Wechselstromsystem verbunden ist, oder einem AC/DC-Wandler bestehen. Die Leistungsquelle 100 kann auch aus einem DC/DC-Wandler bestehen, welcher eine von dem Gleichstromsystem ausgegebene Gleichstromleistung in eine vorbestimmte Leistung konvertiert.
  • Die Leistungskonvertierungsvorrichtung 200, welche ein Drei-Phasen-Inverter ist, der zwischen der Leistungsquelle 100 und der Last 300 angeschlossen ist, konvertiert die Gleichstromleistung, die von der Leistungsquelle 100 bereitgestellt wird, in die Wechselstromleistung, um die Wechselstromleistung an die Last 300 bereitzustellen. Wie in 5 dargestellt, weist die Leistungskonvertierungsvorrichtung 200 eine Hauptkonvertierungsschaltung 201, welche die Gleichstromleistung in die Wechselstromleistung konvertiert, und eine Steuerschaltung 203, welche Steuersignale zum Steuern der Hauptkonvertierungsschaltung 201 an die Hauptkonvertierungsschaltung 201 ausgibt, auf.
  • Die Last 300 ist ein Drei-Phasen-Elektromotor, der durch die Wechselstromleistung angetrieben wird, die von der Leistungswandlungsvorrichtung 200 bereitgestellt wird. Die Last 300 ist nicht für einen bestimmten Verwendungszweck vorgesehen, sondern ist der Elektromotor, der auf verschiedenen Arten von elektrischen Vorrichtung angebracht ist, somit wird er zum Beispiel als der Elektromotor für ein Hybrid-Auto, ein Elektro-Auto, ein Schienenfahrzeug, einen Aufzug oder eine Klimaanlagenausrüstung verwendet.
  • Die Leistungskonvertierungsvorrichtung 200 wird nachfolgend detailliert beschrieben. Die Hauptkonvertierungsschaltung 201 weist ein Schaltelement und eine Rückflussdiode (nicht gezeigt) auf, und wenn ein Schalten an dem Schaltelement ausgeführt wird, wird die Gleichstromleistung, die von der Leistungsquelle 100 bereitgestellt wird, in die Wechselstromleistung konvertiert und dann an die Last 300 bereitgestellt. Die Hauptkonvertierungsschaltung 201 weist verschiedene Arten von bestimmten Schaltungsanordnungen auf, und die Hauptkonvertierungsschaltung 201 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Drei-Phasen-Vollbrückenschaltung, die zwei Stufen aufweist, und kann aus sechs Schaltelementen und sechs Rückflussdioden, die antiparallel zu jedem Schaltelement angeschlossen sind, bestehen. Die Halbleitervorrichtung gemäß einer der vorstehend genannten Ausführungsformen 1 bis 4 ist in jeder Rückflussdiode in der Hauptkonvertierungsschaltung 201 eingesetzt. Die zwei Schaltelemente unter den sechs Schaltelementen sind in Serie miteinander verbunden, sodass sie obere und untere Zweige bilden, und jeder der oberen und unteren Zweige bildet jede Phase (U-Phase, V-Phase und W-Phase) der Vollbrückenschaltung. Ein Ausgangsanschluss jedes oberen und unteren Zweigs, das heißt drei Ausgangsanschlüsse der Hauptkonvertierungsschaltung 201 sind mit der Last 300 verbunden.
  • Die Hauptkonvertierungsschaltung 201 weist eine Ansteuerungsschaltung (nicht gezeigt) zum Ansteuern jedes Schaltelements auf. Die Ansteuerungsschaltung kann in einem Halbleitermodul 202 enthalten sein oder kann auch getrennt von dem Halbleitermodul 202 vorgesehen sein. Die Ansteuerungsschaltung generiert Ansteuerungssignale zum Ansteuern des Schaltelements der Hauptkonvertierungsschaltung 201 und stellt die Ansteuerungssignale an eine Steuerelektrode des Schaltelements der Hauptkonvertierungsschaltung 201 bereit. Insbesondere gibt die Ansteuerungsschaltung die Ansteuerungssignale zum Umschalten des Schaltelements zu einem EIN-Zustand und die Ansteuerungssignale zum Umschalten des Schaltelements zu einem AUS-Zustand an die Steuerelektrode jedes Schaltelements gemäß den Steuersignalen von der nachfolgend beschriebenen Steuerschaltung 203 aus. Die Ansteuerungssignale sind Spannungssignale (EIN-Signale) gleich oder höher als eine Schwellenwertspannung des Schaltelements, wenn das Schaltelement in dem EIN-Zustand gehalten wird, und die Ansteuerungssignale sind Spannungssignale (AUS-Signale) gleich oder niedriger als die Schwellenwertspannung des Schaltelements, wenn das Schaltelement in dem AUS-Zustand gehalten wird.
  • Die Steuerschaltung 203 steuert das Schaltelement der Hauptkonvertierungsschaltung 201, um eine gewünschte Leistung an die Last 300 bereitzustellen. Insbesondere berechnet die Steuerschaltung 203 eine Zeit, wenn jedes Schaltelement der Hauptkonvertierungsschaltung 201 den EIN-Zustand einnehmen muss, basierend auf der Leistung, welche an die Last 300 bereitgestellt werden muss. Zum Beispiel kann die Hauptkonvertierungsschaltung 201 durch Ausführen einer PWN-Steuerung zum Modulieren einer EIN-Zeit des Schaltelements gemäß der Spannung, welche ausgegeben werden muss, gesteuert werden. Dann gibt die Steuerschaltung 203 eine Steueranweisung (Steuersignale) an die Ansteuerungsschaltung aus, die in er Hauptkonvertierungsschaltung 201 enthalten ist, sodass die Ansteuerungsschaltung jederzeit die EIN-Signale an das Schaltelement ausgibt, welches den EIN-Zustand einnehmen muss, und die AUS-Signale an das Schaltelement ausgibt, welches den AUS-Zustand einnehmen muss. Die Ansteuerungsschaltung gibt die EIN-Signale oder die AUS-Signale gemäß den Steuersignalen als die Ansteuerungssignale an die Steuerelektrode jedes Schaltelements aus.
  • Da das Halbleitermodul gemäß den Ausführungsformen 1 bis 4 als die Rückflussdiode der Hauptkonvertierungsschaltung 201 in der Leistungskonvertierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird, kann die elektrische Charakteristik verbessert werden.
  • Obwohl das Beispiel eines Einsetzens der vorliegenden Erfindung in dem Drei-Phasen-Inverter, der die zwei Stufen aufweist, in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann auf verschiedene Leistungskonvertierungsvorrichtungen angewendet werden. Obwohl die Leistungskonvertierungsvorrichtung, die die zwei Stufen aufweist, in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, kann auch eine Leistungskonvertierungsvorrichtung eingesetzt werden, die drei oder mehr Stufen aufweist. Die vorliegende Erfindung kann auf einen Ein-Phasen-Inverter angewendet werden, wenn die Leistung an eine Ein-Phasen-Last bereitgestellt wird. Die vorliegende Erfindung kann auch auf einen DC/DC-Wandler oder einen AC/DC-Wandler angewendet werden, wenn die Leistung zum Beispiel an eine Gleichstromlast bereitgestellt wird.
  • Die Last der Leistungskonvertierungsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung anwendet, ist nicht auf den Elektromotor, wie vorstehend beschrieben, beschränkt, somit kann die Leistungskonvertierungsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung anwendet, auch als eine Leistungsversorgungsvorrichtung einer elektrischen Entladungsmaschine, einer Laserstrahlmaschine, einer Induktionswärmekochvorrichtung oder eines kontaktfreien Leistungsversorgungssystems verwendet werden, und kann zum Beispiel weiter als ein Inverter eines Solarenergiesystems oder eines Elektrizitätsspeichersystems verwendet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können die vorstehenden Ausführungsformen beliebig kombiniert werden, oder jede Ausführungsform kann innerhalb des Gültigkeitsumfangs der Erfindung geeignet variiert oder weggelassen werden.
  • Obwohl die Erfindung detailliert gezeigt und beschrieben worden ist, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten darstellend und nicht einschränkend. Es ist deshalb zu verstehen, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen entworfen werden können, ohne den Gültigkeitsumfang der Erfindung zu verlassen.
  • Zusammengefasst ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung, die geeignet ist, eine VF-EREC-Ausgleichscharakteristik ohne eine Lebensdauerkontrolle anzupassen, und eine Leistungskonvertierungsvorrichtung, die die Halbleitervorrichtung aufweist, zur Verfügung zu stellen. Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine p--Typ-Anodenschicht 3 auf, die eine Donator-Verunreinigung und eine Akzeptor-Verunreinigung aufweist. Eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Anodenschicht 2 ist gleich oder höher als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der p--Typ-Anodenschicht 3, eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p--Typ-Anodenschicht 3 ist gleich oder höher als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der p--Typ-Anodenschicht 3, und eine Donator-Verunreinigungskonzentration der p--Typ-Anodenschicht 3 ist gleich oder höher als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der n-Typ-Driftschicht 1.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    n--Typ-Driftschicht
    2
    p-Typ-Anodenschicht
    3
    p--Typ-Anodenschicht
    4
    n-Typ-Pufferschicht
    5
    n-Typ-Kathodenschicht
    6
    p-Typ-Kathodenschicht
    7
    Anodenelektrode
    8
    Kathodenelektrode
    9
    n--Typ-Driftschicht
    10
    p-Typ-Anodenschicht
    11
    n-Typ-Kathodenschicht
    12
    Anodenelektrode
    13
    Kathodenelektrode
    100
    Leistungsquelle
    200
    Leistungskonvertierungsvorrichtung
    201
    Hauptkonvertierungsschaltung
    202
    Halbleitermodul
    203
    Steuerung
    300
    Last
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2007158320 [0002]

Claims (8)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: eine n-Typ-Driftschicht (1); eine erste p-Typ-Anodenschicht (2), die auf einer Oberfläche der n-Typ-Driftschicht (1) vorgesehen ist; mindestens eine zweite p-Typ-Anodenschicht (3), die selektiv auf einer Oberfläche der ersten p-Typ-Anodenschicht (2) vorgesehen ist, eine Donator-Verunreinigung und eine Akzeptor-Verunreinigung aufweist, und eine geringere Akzeptor-Verunreinigungskonzentration als die erste p-Typ-Anodenschicht (2) aufweist; eine n-Typ-Pufferschicht (4), die auf einer Rückseitenoberfläche der n-Typ-Driftschicht (1) vorgesehen ist; und eine n-Typ-Kathodenschicht (5) und eine p-Typ-Kathodenschicht (6), die in einer Draufsicht aneinander angrenzend auf einer Oberfläche der n-Typ-Pufferschicht (4) vorgesehen sind, wobei eine Dicke der n-Typ-Kathodenschicht (5) gleich oder größer ist als eine Dicke der p-Typ-Kathodenschicht (6), eine Dicke der ersten p-Typ-Anodenschicht (2) gleich oder größer ist als eine Dicke der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3), eine Donator-Verunreinigungskonzentration der n-Typ-Kathodenschicht (5) gleich oder höher ist als eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der p-Typ-Kathodenschicht (6), eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der ersten p-Typ-Anodenschicht (2) gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3), eine Akzeptor-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3) gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3), und eine Donator-Verunreinigungskonzentration der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3) gleich oder höher ist als eine Donator-Verunreinigungskonzentration der n-Typ-Driftschicht (1).
  2. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die zweite p-Typ-Anodenschicht (3) an einer Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht (5) vorgesehen ist, und eine Breite der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3) kleiner ist als eine Breite der n-Typ-Kathodenschicht (5).
  3. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei eine Mehrzahl der zweiten p-Typ-Anodenschichten (3) vorgesehen ist.
  4. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die jeweilige zweite p-Typ-Anodenschicht (3) an einer Position vorgesehen ist, die jeder der n-Typ-Kathodenschicht (5) und der p-Typ-Kathodenschicht (6) gegenüberliegt, und eine Breite der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3), die an einer Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht (5) vorgesehen ist, kleiner ist als eine Breite der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3), die an einer Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht (6) vorgesehen ist.
  5. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei eine Mehrzahl der zweiten p-Typ-Anodenschichten (3) an einer Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht (5) vorgesehen ist.
  6. Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die jeweilige zweite p-Typ-Anodenschicht (3) an einer Position vorgesehen ist, die jeder der n-Typ-Kathodenschicht (5) und der p-Typ-Kathodenschicht (6) gegenüberliegt, eine Breite der zweiten Anodenschicht (3), die an einer Position gegenüber der n-Typ-Kathodenschicht (5) vorgesehen ist, kleiner ist als eine Breite der n-Typ-Kathodenschicht (5), und eine Breite der zweiten p-Typ-Anodenschicht (3), die an einer Position gegenüber der p-Typ-Kathodenschicht (6) vorgesehen ist, kleiner ist als eine Breite der p-Typ-Kathodenschicht (6).
  7. Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite p-Typ-Anodenschicht (3), die n-Typ-Kathodenschicht (5) und die p-Typ-Kathodenschicht (6) mehrmals vorgesehen sind.
  8. Leistungskonvertierungsvorrichtung, aufweisend: eine Hauptkonvertierungsschaltung (201), die die Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist und eine elektrische Leistung, die in die Hauptkonvertierungsschaltung (201) eingegeben wird, konvertiert und ausgibt; und eine Steuerschaltung (203), die Steuersignale zum Steuern der Hauptkonvertierungsschaltung (201) an die Hauptkonvertierungsschaltung (201) ausgibt.
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