DE112016000062T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung mit einer verbesserten Sperrerholungs-Immunität eines Diodenbauelements bereitgestellt. Die Vorrichtung weist auf: eine Driftschicht (1) von einem ersten Leitfähigkeitstyp; einen in einem oberen Teil der Driftschicht (1) vorgesehenen Anodenbereich (3) von einem zweiten Leitfähigkeitstyp; einen Extraktionsbereich (4) vom zweiten Leitfähigkeitstyp, der den Anodenbereich (3) kontaktiert und umgibt; und einen Feldbegrenzungs-Ringbereich (6j) vom zweiten Leitfähigkeitstyp, der den Extraktionsbereich (4) im oberen Teil der Driftschicht (1) umgibt und von ihm getrennt ist, wobei der Extraktionsbereich (4) eine größere Tiefe als der Anodenbereich (3) und der Feldbegrenzungs-Ringbereich (6j) aufweist.

Description

  • BEREICH DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Halbleitervorrichtungen und insbesondere eine Technologie, die effektiv auf Halbleitervorrichtungen anwendbar ist, die ein Diodenbauelement aufweisen.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Leistungsdioden-Bauelemente, die antiparallel zu Schaltbauelementen, wie z. B. IGBT und MOSFET, geschaltet sind, können in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen einen Durchbruch verursachen, wenn eine Stromveränderungsgeschwindigkeit (di/dt) zum Zeitpunkt eines Erholungsübergangs von einem Durchlasszustand in einen Sperrzustand übermäßig groß ist. Von derartigen Leistungsdioden-Bauelementen wird deshalb üblicherweise verlangt, dass sie im Falle eines Durchbruchs einen großen di/dt-Wert, nämlich eine hohe Sperrerholungs-Immunität, aufweisen.
  • In PTL 1 wird offenbart, dass auf der Außenseite eines Anodenbereichs und in Kontakt mit ihm ein Extraktionsbereich ausgebildet wird, der eine größere Tiefe als der Anodenbereich aufweist, um so das elektrische Feld zu entspannen, das auf einem äußeren Krümmungsteil (äußerer gekrümmter Teil) des Extraktionsbereichs zusammengedrängt ist, um eine verbesserte Sperrerholungs-Immunität zu gewährleisten.
  • Der mit Hinblick auf die Sperrerholungs-Immunität geforderte Sperrerholungswert di/dt steigt tendenziell von Jahr zu Jahr an. Ein derartiges Ansteigen gibt Anlass zu der Sorge, dass ein Durchbruch infolge der Stromzusammendrängung an einem äußeren Rand auftritt, an dem die Anodenelektrode an den Anodenbereich angeschlossen ist, oder dass ein Durchbruch infolge des Zusammendrängens des elektrischen Feldes auf dem äußeren Krümmungsteil des Extraktionsbereichs auftritt. Somit bleibt ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Sperrerholungs-Immunität bestehen.
  • LITERATURANGABEN
  • PATENTSCHRIFTEN
    • [PTL 1]: JP2014-003271A
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Technologie, die in der Lage ist, eine verbesserte Sperrerholungs-Immunität eines Diodenbauelements zu gewährleisten.
  • LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, weist eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung auf: eine Driftschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp, einen Anodenbereich von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, der in einem oberen Teil der Driftschicht vorgesehen ist, und einen Extraktionsbereich vom zweiten Leitfähigkeitstyp, der den Anodenbereich kontaktiert und umgibt. Ein Feldbegrenzungs-Ringbereich vom zweiten Leitfähigkeitstyp umgibt den Extraktionsbereich im oberen Teil der Driftschicht und ist von ihm getrennt. Der Extraktionsbereich weist eine größere Tiefe als der Anodenbereich und der Feldbegrenzungs-Ringbereich auf.
  • VORTEILHAFTES ERGEBNIS DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung kann eine verbesserte Sperrerholungs-Immunität eines Diodenbauelements gewährleisten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Chiplayout einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Chiplayout, bei dem eine in 1 dargestellte Anodenelektrode weggelassen wurde;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Querschnittsstruktur darstellt, die entlang der Linie II-II von 1 genommen wurde;
  • 4 ist eine in Teilen vergrößerte Querschnittsansicht des in 3 dargestellten Hauptteils;
  • 5 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Tiefe eines Extraktionsbereichs und einem Maximalwert von [Strom × Spannung] in der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 6 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abstand zwischen einem äußeren gekrümmten Teil des Extraktionsbereichs und einem äußeren Rand eines Verbindungsteils der Anodenelektrode und dem Maximalwert von [Strom × Spannung] in der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 7 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Löcherstromdichte in der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 8 ist eine in Teilen vergrößerte Draufsicht des in 2 dargestellten Hauptteils;
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hauptteil einer Querschnittstruktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
  • 10 ist eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer früheren Halbleitervorrichtung.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Mit Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachfolgend eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben. In der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen bedeutet eine Kennzeichnung einer Schicht oder eines Bereichs mit ”n”, dass Elektronen als Majoritätsladungsträger dienen, und eine Kennzeichnung einer Schicht oder eines Bereichs mit ”p” bedeutet, dass Löcher als die Majoritätsladungsträger dienen. Das zu der Markierung ”n” oder ”p” hinzugefügte Zeichen ”+” oder ”–” bedeutet, dass ein Halbleiterbereich eine höhere oder niedrigere Fremdatomkonzentration als ein Bereich aufweist, bei dem das Zeichen ”+” oder ”–” nicht hinzugefügt wurde.
  • In der nachfolgenden Ausführungsform und den beigefügten Zeichnungen werden ähnliche Elemente durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, und sich überschneidende Erläuterungen werden nicht wiederholt. Die Abmessungen von Elementen, die in der Ausführungsform beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, sind der Deutlichkeit halber oder für ein besseres Verständnis der Ausführungsform nicht maßstabsgerecht dargestellt. Es sollte verständlich sein, dass nicht daran gedacht ist, die vorliegende Erfindung auf die nachfolgende Ausführungsform zu beschränken, solange nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird. Die Verwendung von Richtungsangaben, wie z. B. ”darüber” ”darunter” ”obere Schicht”, ”untere Schicht”, ”obere Fläche” und ”untere Fläche” dient lediglich dem Auswählen zu Darstellungszwecken, und es nicht vorgesehen, dass sie irgendeine technische Bedeutung hat. Die Lagebeziehungen ”über” und ”unter” können von der ursprünglichen Richtung aus um 90 oder 180 Grad verändert werden. Mit Hinblick auf eine derartige Festlegung von ”über” und ”unter” werden in 1 und 3 die oberen Schichten über einer Anodenelektrode der Kürze halber weggelassen.
  • <Aufbau der zu der Ausführungsform gehörenden Halbleitervorrichtung>
  • Wie in 3 dargestellt ist, weist die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Driftschicht 1 des ersten Leitfähigkeitstyps (n–-Typ) auf, die als ein Halbleitersubstrat dient, das zum Beispiel aus einkristallinem Silizium besteht.
  • Wie in den Draufsichten von 1 und 2 dargestellt ist, weist die Driftschicht 1 ein Aktivbauelement-Anordnungsgebiet 21, das in der Mitte liegt, und ein Konturabschlussgebiet (peripheres Gebiet) 22 auf, welches das Aktivbauelement-Anordnungsgebiet 21 umgibt. Das Aktivbauelement-Anordnungsgebiet 21 ist mit einem Diodenbauelement 20 versehen. Das Konturabschlussgebiet 22 weist den in 3 dargestellten Aufbau auf, so zum Beispiel Dreifach-Feldbegrenzungsring(FLR)-Bereiche vom zweiten Leitfähigkeitstyp (p-Typ) 6 j, 6 j+1 und 6 j+2, die potentialfreie Bereiche sind, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 sind parallel angeordnet und voneinander getrennt.
  • Wie in 3 dargestellt ist, weist das Diodenbauelement 20 die Driftschicht 1 und einen zweiten Anodenbereich 3 vom zweiten Leitfähigkeitstyp (p-Typ) auf, der wahlweise am oberen Teil auf der einen Hauptfläche (die nachfolgend als eine ”obere Fläche” bezeichnet wird) der Driftschicht 1 vorgesehen ist. Angrenzend an den Anodenbereich 3 ist ein Extraktionsbereich 4 vom zweiten Leitfähigkeitstyp (p-Typ) vorgesehen und umgibt den Anodenbereich 3 am oberen Teil der Driftschicht 1. Wie in 2 dargestellt ist, weist der Extraktionsbereich 4 eine ringförmige flache Struktur auf, die sich entlang eines Ringes erstreckt, um den Anodenbereich 3 zu umfassen. Wie in 3 dargestellt ist, weist das Diodenbauelement 20 einen Kathodenbereich 15 vom ersten Leitfähigkeitstyp (n+-Typ) auf, der sich vom Aktivbauelement-Anordnungsgebiet 21 zum Konturabschlussgebiet 22 auf der anderen Hauptfläche (die nachfolgend als eine ”untere Fläche” bezeichnet wird) der Driftschicht 1 hin erstreckt.
  • Wie in 1 bis 3 dargestellt ist, sind die Dreifach-FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 aufeinanderfolgend ausgerichtet und vom Extraktionsbereich 4 des Diodenbauelements 20 getrennt, und sie umgeben den Extraktionsbereich 4 auf der oberen Fläche der Driftschicht 1. Die Dreifach-FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 weisen jeweils eine ringförmige flache Struktur auf, die sich entlang eines Ringes erstreckt, um den Anodenbereich 3 und den Extraktionsbereich 4 zu umfassen.
  • Wie in 3 und 4 dargestellt ist, weist der Extraktionsbereich 4 eine größere Tiefe als der Anodenbereich 3 und die Dreifach-FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 auf. Zum Beispiel ist, wie in 4 dargestellt ist, die Tiefe db des Extraktionsbereichs 4 ungefähr 20 μm, die Tiefe da des Anodenbereichs 3 ungefähr 5 μm und die Tiefe dj der jeweiligen FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 ungefähr 9 μm. Die Tiefe dj der jeweiligen FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 ist vorzugsweise zum Beispiel 3 μm oder größer und kleiner als 10 μm.
  • Wie in 3 dargestellt ist, weist die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform einen Isolationsfilm 10, der auf der oberen Fläche der Driftschicht 1 vorgesehen ist, und eine Anodenelektrode 12 auf, die durch ein Kontaktloch 11, das durch den Isolationsfilm 10 hindurchfährt, mit dem Anodenbereich 3 verbunden ist. Die untere Fläche der Driftschicht 1 ist mit einer Kathodenelektrode 16 versehen, die sich vom Aktivbauelement-Anordnungsgebiet 21 zum Konturabschlussgebiet 22 erstreckt. Die Kathodenelektrode 16 ist elektrisch und metallurgisch mit dem Kathodenbereich 15 verbunden, um so zwischen ihnen einen niederohmigen Kontakt zu erreichen.
  • Wie in 3 dargestellt ist, weist die Anodenelektrode 12 einen ohmschen Kontaktteil 12a, der einen effektiven ohmschen Kontakt mit dem Anodenbereich 3 realisiert, und einen Erweiterungsteil 12b auf, der vom ohmschen Kontaktteil 12a aus auf dem Isolationsfilm 10 ausgestreckt ist. Der Extraktionsbereich 4 ist unmittelbar unterhalb des Erweiterungsteils 12b der Anodenelektrode 12 angeordnet. Der Extraktionsbereich 4 ist auch unterhalb und quer über den ohmschen Kontaktteil 12a der Anodenelektrode 12 in Kontakt mit dem Anodenbereich 3 und dem Erweiterungsbereich 12b auf dem Isolationsfilm 10 vorgesehen. Der Extraktionsbereich 4 ist elektrisch und metallurgisch mi dem ohmschen Kontaktteil 12a der Anodenelektrode 12 verbunden, um so zwischen ihnen einen niederohmigen Kontakt zu erreichen.
  • Wie in 4 dargestellt ist, wird ein Abstand zwischen dem Rand eines äußeren gekrümmten Teils 4a, welcher die Seitenfläche des Extraktionsbereichs 4 ist, der auf der oberen Fläche der Driftschicht 1 angeordnet ist, und dem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a der Anodenelektrode 12 als ”A” definiert. Und zwar liegt der Abstand A zwischen dem Rand 10a des Isolationsfilms 10 (dem Innenseitenrand des Kontaktlochs 11), welcher der Rand des ohmschen Kontaktteils 12a ist, und dem Rand des äußeren gekrümmten Teils 4a des Extraktionsbereichs 4. Ein Abstand zwischen dem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a (dem Rand 10a des Isolationsfilms 10) und dem Rand eines inneren gekrümmten Teils 4b des Extraktionsbereichs 4 wird als ”B” definiert. Der Extraktionsbereich 4 genügt der Beziehung, die durch die folgende Ungleichung gegeben ist; B > A (1)
  • Obwohl es nicht ausdrücklich dargestellt ist, genügt die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der der Beziehung, die durch die folgende Ungleichung dargestellt ist: B ≥ A × 3 (2)
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform weist einen Aufbau auf, in welchem der äußere gekrümmte Teil 4a des Extraktionsbereichs 4 nach außen vom äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a (dem Rand 10a des Isolationsfilms 10) getrennt ist. Die Halbleitervorrichtung weist auch einen Aufbau auf, in welchem der innere gekrümmte Teil 4b des Extraktionsbereichs 4 nach innen vom äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a (dem Rand 10a des Isolationsfilms 10) getrennt ist.
  • Eine Oberflächenladungsträgerkonzentration des Anodenbereichs 3 ist höher als die der jeweiligen FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2. Die Oberflächenladungsträgerkonzentration der jeweiligen FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 ist höher als die des Extraktionsbereichs 4. Eine Oberflächenladungsträgerkonzentration des Anodenbereichs 3 ist höher als die des Extraktionsbereichs 4. Zum Beispiel ist die Oberflächenladungsträgerkonzentration des Anodenbereichs 3 ungefähr 1 × 1017/cm3 bis 3 × 1018/cm3. Die Oberflächenladungsträgerkonzentration der jeweiligen FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 ist ungefähr 3 × 1016/cm3 bis 1 × 1018/cm3. Die Oberflächenladungsträgerkonzentration des Extraktionsbereichs 4 ist ungefähr 1 × 1016/cm3 bis 3 × 1017/cm3.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform sind der Anodenbereich 3, der Extraktionsbereich 4, und die jeweiligen FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 derart ausgebildet, dass die Fremdatom-Ionen vom p-Typ, wie z. B. Bor-Ionen (11B+), in die jeweiligen Gebiete auf der oberen Fläche der Driftschicht 1 in getrennten Schritten implantiert werden. Danach werden die jeweiligen Gebiete gemeinsam oder in getrennten Schritten getempert, um die Fremdatom-Ionen zu aktivieren, die in getrennten Schritten implantiert werden.
  • Die Implantation der Bor-Ionen zum Ausbilden des Anodenbereichs 3 wird unter den Bedingungen ausgeführt, dass die Dosis ungefähr 7 × 1013/cm2 bis 1 × 1014/cm2 und die Beschleunigungsenergie ungefähr 100 keV ist. Die Implantation der Bor-Ionen zum Ausbilden des Extraktionsbereichs 4 wird unter den Bedingungen ausgeführt, dass die Dosis ungefähr 1 × 1015/cm2 bis 5 × 1015/cm2 und die Beschleunigungsenergie ungefähr 100 keV ist. Die Implantation der Bor-Ionen zum Ausbilden der jeweiligen FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 wird unter den Bedingungen ausgeführt, dass die Dosis ungefähr 1 × 105/cm2 bis 3 × 1015/cm2 und die Beschleunigungsenergie ungefähr 45 keV ist.
  • Die jeweiligen Schritte können in der folgenden Reihenfolge ausgeführt werden: der Schritt zum Ausbilden des Extraktionsbereichs mit einem Implantieren der Ionen in das Gebiet, das dem Extraktionsbereich 4 entspricht, und zum Diffundieren der Ionen mittels Tempern; nach dem Schritt zum Ausbilden des Extraktionsbereichs folgt der Schritt zum Ausbilden des FLR-Bereichs mit einem Implantieren der Ionen in das Gebiet, das den jeweiligen FLR-Bereichen 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 entspricht, und zum Diffundieren der Ionen mittels Tempern; und nach dem Schritt zum Ausbilden des FLR-Bereichs folgt der Schritt zum Ausbilden des Anodenbereichs mit einem Implantieren der Ionen in das Gebiet, das dem Anodenbereich 3 entspricht, und zum Diffundieren der Ionen mittels Tempern. Der Schritt zum Ausbilden des Extraktionsbereichs wird zuerst ausgeführt, sodass der Extraktionsbereich 4 eine größere Diffusionstiefe als der Anodenbereich 3 und die jeweiligen FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 aufweist.
  • Wie in 3 dargestellt ist, sind die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 jeweils durch die Feldbegrenzungsring(FLR)-Kontaktlöcher 11 j, 11 j+1 und 11 j+2, die durch den Isolationsfilm 10 hindurchführen, mit den Feldbegrenzungsring(FLR)-Elektroden 13 j, 13 j+1 und 13 j+2 verbunden. Die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 sind elektrisch und metallurgisch mit den Elektroden 13 j, 13 j+1 und 13 j+2 verbunden, um so zwischen ihnen einen niederohmigen Kontaktwiderstand zu erreichen. Wie in 1 und 2 dargestellt ist, weisen die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 und die FLR-Kontaktlöcher 11 j, 11 j+1 und 11 j+2 jeweils eine ringförmige flache Struktur auf, die sich entlang eines Ringes erstreckt, der den Anodenbereich 3 und die Anodenelektrode 12 umfasst.
  • Der Isolationsfilm 10 besteht zum Beispiel aus einem Siliziumoxidfilm. Die Anodenelektrode 12 und die FLR-Elektrode 13 j, 13 j+1 und 13 j+2 bestehen jeweils aus einem Aluminium(Al)-Film oder einem Film aus einer Aluminiumlegierung, wie z. B. einer Aluminium-Silizium(Al-Si)-Legierung, einer Aluminium-Kupfer(Al-Cu)-Legierung oder einer Aluminium-Kupfer-Silizium(Al-Cu-Si)-Legierung. Die Kathodenelektrode 16 besteht zum Beispiel aus einem Gold(Au)-Film.
  • Wie in 2 und 3 dargestellt ist, ist ein Topfbereich 7 vom zweiten Leitfähigkeitstyp (p-Typ) an einer Stelle vorgesehen, welche die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2, umgibt, wobei der Topfbereich 7 von den FLR-Bereichen 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 in und an der oberen Fläche der Driftschicht 1 getrennt ist. Eine Topfelektrode 14 ist mit dem Topfbereich 7 verbunden und weist eine ringförmige flache Struktur auf, die sich entlang eines Ringes erstreckt, der die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 umfasst. Der Topfbereich 7 ist elektrisch und metallurgisch mit der Topfelektrode 14 verbunden, um so zwischen ihnen einen niederohmigen Kontakt zu erreichen.
  • <Funktion der Halbleitervorrichtung, die zu der Ausführungsform gehörent>
  • Mit Bezugnahme auf 4 wird unten als nächstes die Funktion der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform beschrieben, wobei auf 10 Bezug genommen wird, die eine frühere Halbleitervorrichtung darstellt.
  • Zuerst wird die frühere Halbleitervorrichtung erläutert, die in 10 dargestellt ist. Wenn das Diodenbauelement in Durchlassrichtung gepolt wird, sodass das Potential des Anodenbereichs 103 vom p-Typ ein Diffusionspotential (inneres Potential) eines p-n-Übergangs zwischen dem Anodenbereich 103 und der Driftschicht 101 vom n–-Typ übersteigt, dann werden Löcher als Minoritätsladungsträger aus dem Anodenbereich 103 in die Driftschicht 101 injiziert. Wegen der Leitfähigkeitsmodulation, die durch die Konzentration der Loch-Ladungsträger verursacht wird, die in einem großen Umfang in die Driftschicht 101 injiziert werden, nimmt im Ergebnis die Konzentration der Loch-Ladungsträger (Majoritätsladungsträger) zu. Da der Durchlasswiderstand stark abnimmt, nimmt dementsprechend ein Durchlassstrom drastisch zu, und die Durchlass-Charakteristiken treten auf, die üblicherweise in den I-U-Kurven von Dioden dargestellt sind.
  • Wenn das Diodenbauelement in Sperrrichtung gepolt wird, dann breitet sich durch die Rekombination der Löcher als der Minoritätsladungsträger, die in der Driftschicht 101 verbleiben, und der Elektroden als der Majoritätsladungsträger eine Verarmungsschicht in der Driftschicht 101 aus, und die Löcher werden zur Anode (der negativen Elektrode) hin herausgedrängt. Wenn sich die Verarmungsschicht gänzlich über die Driftschicht 101 hinweg ausgebreitet hat, wird ein Strom gesperrt. Der Übergangsprozess bis zum Erreichen des Sperrzustands wird als Sperrerholung bezeichnet. Das Stadium des Herausdrängens der Ladungsträger in der Zeit der Sperrerholung wird makroskopisch als ein Sperrerholungsstrom bezeichnet, bei dem trotz der Sperrvorspannung vorübergehend ein Strom fließt. Ist eine Abnahmegeschwindigkeit des Sperrerholungsstromes in der Zeit des Durchlass-Sperr-Übergangs größer, dann ist ein Spitzenstromwert größer (auch als ”nicht sanfte Erholung” bezeichnet).
  • Die Löcher als die Minoritätsladungsträger sammeln sich auf dem äußeren gekrümmten Teil 104a des Extraktionsbereichs 104 an, wenn die Löcher aus der Anodenelektrode 112, die in der Zeit der Sperrvorspannung eine negative Elektrode ist, extrahiert (oder herausgedrängt) werden. Das gilt, weil die Linien gleichen Potentials eines elektrischen Feldes, das durch die Sperrvorspannung erzeugt wird, an dem äußeren gekrümmten Teil 104a örtlich dicht liegen und das elektrische Feld tendenziell zunimmt, sodass sowohl die Stromdichte als auch die elektrische Feldstärke zunehmen. Die Konzentration nimmt speziell dann zu, wenn die Abnahmegeschwindigkeit des Sperrerholungsstroms zu der Zeit des Durchlass-Sperr-Übergangs hoch ist.
  • Das Diodenbauelement kann in Abhängigkeit von den verwendeten Bedingungen, wenn der Wert di/dt des Stroms zur der Zeit des Durchlass-Sperr-Übergangs während der Erholung übermäßig groß ist, einen Durchbruch verursachen. Deshalb wird üblicherweise gefordert, dass das Diodenbauelement im Falle des Durchbruchs einen großen di/dt-Wert aufweisen muss, und zwar eine hohe Sperrerholungs-Immunität haben muss.
  • Der mit Hinblick auf die Sperrerholungs-Immunität geforderte Sperrerholungswert di/dt steigt tendenziell von Jahr zu Jahr an. Ein derartiges Ansteigen gibt Anlass zu der Sorge, dass ein Durchbruch infolge der Stromzusammendrängung am äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 112a auftritt, an der die Anodenelektrode 112 an den Anodenbereich 103 angeschlossen ist, oder dass ein Durchbruch infolge des Zusammendrängens des elektrischen Feldes auf dem äußeren Krümmungsteil 104a des Extraktionsbereichs 104 auftritt. Somit bleibt ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Sperrerholungs-Immunität bestehen.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 4 dargestellt ist, weist die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 auf, die den Anodenbereich 3 und den Extraktionsbereich 4 umgeben und vom Extraktionsbereich 4 auf der Hauptfläche der Driftschicht 1 getrennt sind, wie oben beschrieben wurde. Da die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das elektrische Feld, das sich an dem äußeren gekrümmten Teil 4a des Extraktionsbereichs 4 zusammendrängt, bedingt durch die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2, entspannen kann, kann die Sperrerholungs-Immunität des Diodenbauelements 20 verbessert werden.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform weist einen Aufbau auf, in dem der Extraktionsbereich 4 eine größere Tiefe als der Anodenbereich 3 und die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 aufweist, wie oben beschrieben wurde Gemäß der zu der Ausführungsform gehörenden Halbleitervorrichtung nimmt die Krümmung des äußeren gekrümmten Teils 4a des Extraktionsbereichs 4 im Vergleich zu einem Fall zu, in dem der Extraktionsbereich 4 im Wesentlichen die gleiche Tiefe wie die FLR-Bereiche 6 j, 6 j+1 und 6 j+2 (zum Beispiel 9 μm) aufweist. Damit wird das elektrische Feld, das sich an dem äußeren gekrümmten Bereich 4a des Extraktionsbereichs 4 zusammendrängt, weiter entspannt. Dementsprechend kann die Sperrerholungs-Immunität des Diodenbauelements 20 weiter verbessert werden.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform weist einen Aufbau auf, bei dem der äußere Rand des ohmschen Kontaktteils 12a der Anodenelektrode 12 von dem äußeren gekrümmten Teil 4a des Extraktionsbereich 4 getrennt ist, wie oben beschrieben wurde. Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform kann deshalb den Strom entspannen, der sich am äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a der Anodenelektrode 12 zusammendrängt. Dementsprechend kann die Sperrerholungs-Immunität des Diodenbauelements 20 weiter verbessert werden.
  • <Aufbau des Extraktionsbereichs>
  • Mit Bezugnahme auf 5 bis 7 und 10A wird nachfolgend ein spezielles Merkmal des Extraktionsbereichs 4 beschrieben.
  • 5 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Tiefe db des Extraktionsbereichs 4 und dem Maximalwert von [Strom × Spannung] in der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 5 stellt auch die Kenngrößen der früheren Halbleitervorrichtung dar.
  • Die Daten der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist, werden mit Bezugnahme auf 4 derart erhalten, dass die Tiefe db des Extraktionsbereichs 4 jeweils auf 10 μm, 20 μm, und 30 μm eingestellt ist, unter den Bedingungen, dass die Tiefe da des Anodenbereichs 3 gleich 5 μm und die Breite des Extraktionsbereichs 4 durch den Abstand A von 100 μm sowie den Abstand B of 300 μm festgelegt ist. Die Daten der früheren Halbleitervorrichtung werden mit Bezugnahme auf 10 derart erhalten, dass die Tiefe dbb des Extraktionsbereichs 104 im Wesentlichen die gleiche wie die Tiefe ddj des FLR-Bereichs 106 j ist, so zum Beispiel 9 μm, unter den Bedingungen, dass die Tiefe daa des Anodenbereichs 103 gleich 5 μm, die Breite des Extraktionsbereichs 104 gleich 20 μm und der Abstand A gleich 300 μm ist.
  • 6 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abstand A zwischen dem äußeren gekrümmten Teil 4a des Extraktionsbereichs 4 und dem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a der Anodenelektrode 12 (dem Rand 10a des Isolationsfilms 10) und dem Maximalwert von [Strom × Spannung] in der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 6 stellt auch die Kennwerte der früheren Halbleitervorrichtung dar.
  • Die Daten der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, werden mit Bezugnahme auf 4 derart erhalten, dass die Breite des Extraktionsbereichs 4 festgelegt ist durch den jeweiligen Satz aus dem Abstand A von 100 μm und dem Abstand B von 300 μm bzw. dem Abstand A von 200 μm und dem Abstand B von 600 μm, unter den Bedingungen, dass die Tiefe da des Anodenbereichs 3 gleich 5 μm und die Tiefe db des Extraktionsbereichs 4 gleich 20 μm ist. Die Daten der früheren Halbleitervorrichtung werden mit Bezugnahme auf 10 derart erhalten, dass der Abstand A jeweils 100 μm, 200 μm und 300 μm ist, unter den Bedingungen, dass die Tiefe daa des Anodenbereichs 103 gleich 5 μm, die Breite des Extraktionsbereichs 104 gleich 20 μm und die Tiefe dbb des Extraktionsbereichs 104 im Wesentlichen die gleiche wie die Tiefe ddj des FLR-Bereichs 106 j ist, so zum Beispiel 9 μm.
  • 7 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Löcherstromdichte in der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 7 stellt auch die Kenngrößen der früheren Halbleitervorrichtung dar. 7 stellt ferner ein Vergleichsbeispiel dar.
  • Die Daten D1 der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform, die in 7 dargestellt ist, werden mit Bezugnahme auf 4 derart erhalten, dass die Breite des Extraktionsbereichs 4 durch den Abstand A von 100 μm und den Abstand B of 100 μm festgelegt ist, unter den Bedingungen, dass die Tiefe da des Anodenbereichs 3 gleich 5 μm und die Tiefe db des Extraktionsbereichs 4 gleich 20 μm ist. Die Daten D2 des Vergleichsbeispiels werden mit Bezugnahme auf 4 derart erhalten, dass die Breite des Extraktionsbereichs 4 durch den Abstand A von 100 μm und den Abstand B von 300 μm festgelegt ist, unter den Bedingungen, dass die Tiefe da des Anodenbereichs 3 gleich 5 μm und die Tiefe db des Extraktionsbereichs 4 gleich 20 μm ist. Die Daten D3 der früheren Halbleitervorrichtung werden mit Bezugnahme auf 10 derart erhalten, dass der Abstand A gleich 300 μm ist, unter den Bedingungen, dass die Tiefe daa des Anodenbereichs 103 gleich 5 μm, die Breite des Extraktionsbereichs 104 gleich 20 μm und die Tiefe dbb des Extraktionsbereichs 104 im Wesentlichen die gleiche wie die Tiefe ddj des FLR-Bereichs 106j ist, die zum Beispiel 9 μm ist.
  • Die Löcherstromdichte, die in 7 dargestellt ist, ist gleich den Daten, die zur Zeit der Sperrerholung auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats gemessen werden. Der Punkt P1 bei den Daten D1 der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform und der Punkt P2 bei den Daten D2 des Vergleichsbeispiels gehören jeweils zu der Lage am äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a der Anodenelektrode 12 (dem Rand 10a des Isolationsfilms 10), wie in 4 dargestellt ist. Der Punkt P3 bei den Daten D3 der früheren Halbleitervorrichtung gehört zu der Lage am äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 112a der Anodenelektrode 112 (dem Rand 110a des Isolationsfilms 110), wie in 10 dargestellt ist. Die Datenbreite Dwa der Daten D1 und die Datenbreite Dwb der Daten D2 gehören jeweils zu dem Abstand A von 100 μm, und die Datenbreite Dwc der Daten D2 gehört zu dem Abstand A von 300 μm.
  • Wie in 5 dargestellt ist, erreicht die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in jedem der Fälle db = 30 μm, db = 20 μm und db = 10 μm den höheren Maximalwert von [Strom × Spannung] und die höhere Sperrerholungs-Immunität als die frühere Halbleitervorrichtung. Diesbezüglich weist die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzugsweise die Tiefe db des Extraktionsbereichs 4 im Bereich von 10 μm bis 30 μm auf.
  • Wie in 6 dargestellt ist, erreicht die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in jedem Fall des Abstands A von 100 μm und des Abstands A of 200 μm den höheren maximalen Stromwert von [Strom × Spannung] und die höhere Sperrerholungs-Immunität als die frühere Halbleitervorrichtung. Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die höhere Sperrerholungs-Immunität selbst dann erreichen, wenn der Abstand A zwischen dem äußeren gekrümmten Teil 4a des Extraktionsbereichs 4 und dem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a der Anodenelektrode 12 (dem Rand 10a des Isolationsfilms 10) im Vergleich zu der früheren Halbleitervorrichtung auf ein Drittel verringert wird. Die Verringerung des Abstands A hat eine Verringerung der Chipgröße zur Folge. Dementsprechend kann die Ausbeute pro Halbleiterwafer gesteigert werden, um eine größere Anzahl von Chips zu erhalten. Mit der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann deshalb sowohl eine Kostenabnahme als auch eine Verbesserung der Sperrerholungs-Immunität des Diodenbauelements 20 erreicht werden.
  • Mit Hinblick auf 7 ist es vorzuziehen, dass die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Beziehung zu erfüllen hat, die durch die Glg. (2) dargestellt ist. Dadurch dass die Glg. (2) erfüllt wird, entspricht die mit drei multiplizierte Löcherstromdichte derjenigen von der früheren Halbleitervorrichtung, wie in 7 dargestellt ist.
  • Mit der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform kann eine sanfte Erholung zu der Zeit des Sperrerholung beibehalten werden, wenn die Tiefe da des Anodenbereichs 3 im Bereich von 5 μm bis 25 μm liegt.
  • Wie in 3 dargestellt ist, liegt der Rand 10a des Isolationsfilms 10 zwischen dem Extraktionsbereich 4 und dem ohmschen Kontaktteil 12a der Anodenelektrode 12. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Rand 10a des Isolationsfilms 10 in die Form einer quadratischen flachen Struktur gebracht worden, die vier bogenförmige Ecken 10ax aufweist. Wie in 2 dargestellt ist, wird der Extraktionsbereich 4 durch eine rahmenähnliche flache Struktur ausgeführt, die vier bogenförmige Ecken 4x aufweist.
  • Wie in 8 dargestellt ist, wird die Ecke 10ax des Randes 10a des Isolationsfilms 10 durch einen Bogen ausgeführt, der einen Krümmungsradius 10r aufweist, der von dem Krümmungsmittelpunkt 10rp ausgeht. Wie in 8 dargestellt ist, wird der äußere Rand 4x1 an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4 durch einen Bogen ausgeführt, der einen Krümmungsradius 4r1 aufweist, der von dem Krümmungsmittelpunkt 4rp1 ausgeht. Der äußere Rand 4x1 entspricht dem äußeren gekrümmten Teil 4a, der in 3 dargestellt ist. Wie in 8 dargestellt ist, wird der innere Rand 4x2 an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4 durch einen Bogen ausgeführt, der einen Krümmungsradius 4r2 aufweist, der von dem Krümmungsmittelpunkt 4rp2 ausgeht. Der innere Rand 4x2 entspricht dem inneren gekrümmten Teil 4b, der in 3 dargestellt ist.
  • Wie in 8 dargestellt ist, liegen das Zentrum 4rp1 des Krümmungsradius 4r1 und das Zentrum 4rp2 des Krümmungsradius 4r2 im Vergleich zum Zentrum 10rp des Krümmungsradius 10r weiter zur Mitte hin. Und zwar liegen das Zentrum 4rp1 und das Zentrum 4rp2 weiter zur Mitte des Aktivbauelement-Anordnungsgebiets 21 hin als das Zentrum 10rp. Der äußere Rand 4x1 ist an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4 zu einem Bogen mit dem Krümmungsradius 4r1 geformt worden. Das Zentrum 4rp1 des äußeren Randes 4x1 liegt auf der inneren Seite (näher an dem Zentrum des Aktivbauelement-Anordnungsgebiets 21) im Vergleich zu dem Zentrum 10rp des Krümmungsradius 10r an der Ecke 10ax des Randes 10a des Isolationsfilms 10. Der Krümmungsradius 4r1 des äußeren Randes 4x1 an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4 ist größer als der Krümmungsradius 10r an der Ecke 10ax. Der äußere Rand 4x1 liegt auf der äußeren Seite der Ecke 10ax.
  • Verglichen mit einer Topologie, in welcher die Ecke durch einen Bogen ausgeführt ist, der ein Zentrum aufweist, das an der gleichen Stelle wie das Zentrum 10rp des Krümmungsradius 10r an der Ecke 10ax des Randes 10a des Isolationsfilms 10 liegt, wird die Krümmung des äußeren Randes 4x1 in der Ebenenrichtung an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4 vergrößert. Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform kann deshalb das elektrische Feld entspannen, das sich auf dem äußeren Rand 4x1 an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4, nämlich auf dem äußeren gekrümmten Teil 4a an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4, zusammendrängt. Dementsprechend kann die Sperrerholungs-Immunität des Diodenbauelements 20 weiter verbessert werden.
  • Der innere Rand 4x2 an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4 wird durch einen Bogen mit dem Krümmungsradius 4r2 ausgeführt. Das Zentrum 4rp2 des inneren Randes 4x2 liegt verglichen mit dem Zentrum 10rp des Krümmungsradius 10r an der Ecke 10ax des Randes 10a des Isolationsfilms 10 auf der inneren Seite. Der Krümmungsradius 4r2 des inneren Randes 4x2 ist größer als der Krümmungsradius 10r an der Ecke 10ax des Randes 10.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform weist deshalb im Vergleich zu einer Topologie, in welcher der innere Rand 4x2 an der Ecke 4x als ein Bogen eingerichtet ist, der einen Krümmungsmittelpunkt aufweist, der an der gleichen Stelle wie das Zentrum 10rp des Krümmungsradius 10r an der Ecke 10ax des Randes 10a des Isolationsfilms 10 liegt, eine vergrößerte Krümmung des inneren Randes 4x2 in der Ebenenrichtung an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4 auf. Somit kann verglichen mit dem geraden Bereich des Randes 10a die Länge B zwischen dem inneren gekrümmten Teil 4b des Extraktionsbereichs 4 und dem Rand 10a größer als die Länge A zwischen dem Rand 10a und dem äußeren gekrümmten Teil 4a an der Ecke 10ax sein. Das kann das Zusammendrängen des Stroms auf dem inneren Rand 4x2 an der Ecke 4x des Extraktionsbereichs 4, und zwar auf dem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils 12a der Anodenelektrode 12, entspannen. Dementsprechend kann die Sperrerholungs-Immunität des Diodenbauelements 20 verbessert werden.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform kann auch derart erhalten werden, dass die Grenze zwischen dem Aktivbauelement-Anordnungsgebiet (aktives Gebiet) 21 und dem Konturabschlussgebiet (Gebiet zur Verbesserung der Durchbruchspannung) 22 mit Helium(He)-Ionen bestrahlt wird. Insbesondere wird, wie durch die gestrichelte Linie in 9 schematisch angezeigt ist, an der Grenze (p-n-Übergang) zwischen dem Extraktionsbereich 4 und der Driftschicht 1 ein Bestrahlungsbereich 8 geschaffen, der mit He-Ionen bestrahlt wird. Der mit He-Ionen bestrahlte Bestrahlungsbereich 8 liegt innerhalb der 80%- bis 120%-Tiefe des Extraktionsbereichs 4 und innerhalb der 90%- bis 110%-Länge des Extraktionsbereich 4 (die Länge ist die Summe aus den Abständen A und B zwischen dem äußeren gekrümmten Teil 4a und dem inneren gekrümmten Teil 4b). Und zwar ist der mit He-Ionen bestrahlte Bestrahlungsbereich 8 an der Grenze (p-n-Übergang) zwischen der Driftschicht 1 und dem Extraktionsbereich 4 vorgesehen, wobei ein Stück des äußeren gekrümmten Teils 4a, der Boden und ein Stück des inneren gekrümmten Teils 4b eingeschlossen sind.
  • Mit dem Bereitstellen des Bestrahlungsbereichs 8, der mit He-Ionen bestrahlt wurde, wie in 9 dargestellt ist, kann verhindert werden, dass Löcher (Strom) in der Zeit der Sperrerholung zur Anodenelektrode 12 hin fließt, um so die Stromzusammendrängung am p-n-Übergang zwischen dem Extraktionsbereich 4 und der Driftschicht 1 zu entspannen, um die Sperrerholungs-Immunität zu verbessern. Die Injektion von Löchern kann auch vermindert werden, um so zu einem sanften Übergang hinzuführen, um eine Stoßspannung zu vermeiden. Die beim Ausbilden des Bestrahlungsbereichs 8 eingestrahlte Dosis der He-Ionen ist 5 × 1011/cm2 oder kleiner. Mit der Dosis der He-Ionen, die auf 5 × 1011/cm2 oder kleiner eingestellt ist, kann die Stromableitung auf weniger als 25 μA vermindert werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann die Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Sperrerholungs-Immunität des Diodenbauelements 20 gewährleisten.
  • Obwohl die vom Erfinder geschaffene vorliegende Ausführungsform ausführlich mit Bezugnahme auf die oben beschriebene Ausführungsform beschrieben worden ist, ist nicht vorgesehen, die vorliegende Erfindung auf die Ausführungsform zu beschränken, und für Fachleute werden verschiedenartige Abwandlungen leicht ersichtlich sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Obwohl zum Beispiel das Aktivbauelement-Anordnungsgebiet 21 in der Ausführungsform mit einem Anodenbereich 3 versehen ist, können in dem Aktivbauelement-Anordnungsgebiet 21 mehrere Anodenbereiche 3 verteilt vorgesehen sein. Obwohl sich der Extraktionsbereich 4 von dem ohmschen Kontaktteil 12a aus zum Erweiterungsteil 12b der Anodenelektrode 12 erstreckt, kann der Extraktionsbereich 4 wahlweise unmittelbar unter dem Erweiterungsteil 12b der Anodenelektrode 12 vorgesehen sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Driftschicht
    3
    Anodenbereich
    4
    Extraktionsbereich
    4a
    äußerer gekrümmter Teil
    4b
    innerer gekrümmter Teil
    4x
    Ecke
    4x1
    äußerer Rand
    4x2
    innerer Rand
    4r1, 4r2
    Krümmungsradius
    4rp1, 4rp2
    Zentrum
    6j, 6j+1, 6j+2
    FLR-Bereich
    7
    Topfbereich
    8
    mit He-Ionen bestrahlter Bestrahlungsbereich
    10
    Isolationsfilm
    10a
    Rand
    10ax
    Ecke
    10r
    Krümmungsradius
    10rp
    Zentrum
    11
    Kontaktloch
    11j, 11j+1, 11j+2
    FLR-Kontaktloch
    12
    Anodenelektrode
    12a
    ohmscher Kontaktteil
    12b
    Erweiterungsteil
    13j, 13j+1, 13j+2
    FLR-Elektrode
    14
    Topfelektrode
    15
    Kathodenbereich
    16
    Kathodenelektrode

Claims (16)

  1. Halbleitervorrichtung mit: einer Driftschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, einem Anodenbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem oberen Teil der Driftschicht vorgesehen ist, einem Extraktionsbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps in Kontakt mit dem Anodenbereich und diesen umgebend und einem Feldbegrenzungs-Ringbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der den Extraktionsbereich in dem oberen Teil der Driftschicht umgibt und von ihm getrennt ist, wobei der Extraktionsbereich eine größere Tiefe als der Anodenbereich und der Feldbegrenzungs-Ringbereich aufweist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem Kathodenbereich, der an einem unteren Teil der Driftschicht vorgesehen ist
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einem Isolationsfilm, der auf der Driftschicht vorgesehen ist, und einer Anodenelektrode, die einen ohmschen Kontaktteil aufweist, der durch ein Kontaktloch, das durch den Isolationsfilm hindurchfährt, in einem ohmschen Kontakt mit dem Anodenbereich ist, und die einen Erweiterungsteil aufweist, der sich vom ohmschen Kontaktteil aus auf dem Isolationsfilm erstreckt, wobei der Extraktionsbereich unmittelbar unterhalb des Erweiterungsteils der Anodenelektrode angeordnet ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei sich der Extraktionsbereich vom ohmschen Kontaktteil aus zum Erweiterungsteil erstreckt und an den ohmschen Kontaktteil angeschlossen ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Tiefe des Extraktionsbereichs in einem Bereich von 10 μm bis 30 μm liegt.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei mit einem Abstand A von einem äußeren gekrümmten Teil des Extraktionsbereichs und einem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils aus und einem Abstand B zwischen dem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils und einem inneren gekrümmten Teil des Extraktionsbereichs eine durch B > A gegebene Beziehung erfüllt ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Beziehung erfüllt ist, die durch B ≥ A × 3 gegeben ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei: ein Rand des Isolationsfilms zwischen dem Extraktionsbereich und der Anodenelektrode durch eine quadratische flache Struktur ausgeführt ist, die bogenförmige Ecken aufweist, der Extraktionsbereich durch eine rahmenförmige flache Struktur ausgeführt ist, die Ecken aufweist und eine äußere Kante an jeder Ecke des Extraktionsbereichs durch einen Bogen ausgeführt ist, der einen Krümmungsradius aufweist, von dem ein Zentrum auf einer inneren Seite verglichen mit einem Zentrum eines Krümmungsradius an jeder Ecke des Randes des Isolationsfilms liegt.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Krümmungsradius des äußeren Randes an jeder Ecke des Extraktionsbereichs größer als der Krümmungsradius an jeder Ecke des Randes des Isolationsfilms ist.
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein innerer Rand an jeder Ecke des Extraktionsbereichs durch einen Bogen ausgeführt ist, der einen Krümmungsradius aufweist, von dem ein Zentrum auf einer inneren Seite verglichen mit dem Zentrum eines Krümmungsradius an jeder Ecke des Randes des Isolationsfilms liegt.
  11. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Krümmungsradius des äußeren Randes an jeder Ecke des Extraktionsbereichs größer als der Krümmungsradius an jeder Ecke des Randes des Isolationsfilms ist.
  12. Halbleitervorrichtung mit: einer Driftschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps, einem Anodenbereich eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der in einem oberen Teil der Driftschicht vorgesehen ist, einem Extraktionsbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps, der in Kontakt mit dem Anodenbereich ist und diesen am oberen Teil der Driftschicht umgibt, einen Isolationsfilm, der auf der Driftschicht vorgesehen ist, und einer Anodenelektrode, die einen ohmschen Kontaktteil aufweist, der durch ein Kontaktloch, das durch den Isolationsfilm hindurchführt, in einem ohmschen Kontakt mit dem Anodenbereich ist, und die einen Erweiterungsteil aufweist, der sich vom ohmschen Kontaktteil aus auf dem Isolationsfilm erstreckt, wobei der Extraktionsbereich eine größere Tiefe als der Anodenbereich aufweist und sich über den ohmschen Kontaktteil der Anodenelektrode und den Erweiterungsteil hinweg erstreckt, und mit einem Abstand A von einem äußeren gekrümmten Teil des Extraktionsbereichs und einem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils aus und einem Abstand B zwischen dem äußeren Rand des ohmschen Kontaktteils und einem inneren gekrümmten Teil des Extraktionsbereichs, wobei eine durch B > A gegebene Beziehung erfüllt ist.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 12, wobei eine Beziehung erfüllt ist, die durch B ≥ A × 3 gegeben ist.
  14. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 12 und 13, wobei an einer Grenze zwischen dem Extraktionsbereich und der Driftschicht ein Bestrahlungsbereich, der mit Helium-Ionen bestrahlt wird, derart vorgesehen ist, dass der Bestrahlungsbereich innerhalb einer 80%- bis 120%-Tiefe des Extraktionsbereichs hegt.
  15. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Bestrahlungsbereich innerhalb einer 90%- bis 110%-Länge des Extraktionsbereich liegt.
  16. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, wobei eine eingestrahlte Dosis der Helium-Ionen 5 × 1011/cm2 oder kleiner ist.
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