DE112018007102T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Takahiro Tamura
Yuichi Onozawa
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

Bereitgestellt ist eine Halbleitervorrichtung, in welcher eine Kontaktöffnung zum Freilegen eines Teils des Anodenbereichs angeordnet ist, und eine Elektrode auf der Seite der oberen Fläche mit dem Anodenbereich in der Kontaktöffnung in Kontakt ist, wobei der vergrabene Bereich einen vergrabenen Endabschnittsbereich aufweist, welcher fortlaufend von einem Bereich unter der Kontaktöffnung bis zu einem Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, während er in einem Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter einem Endabschnitt der Kontaktöffnung verläuft, und der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kürzer ist als der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher in einer ersten Richtung parallel zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter der Kontaktöffnung angeordnet ist.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung.
  • VERWANDTE TECHNIK
  • Bisher ist eine Halbleitervorrichtung vorgeschlagen worden, in welcher eine Öffnung für Kontakt in einem Isolierfilm auf einem Halbleitersubstrat angeordnet ist und das Halbleitersubstrat und eine Anodenelektrode miteinander verbunden sind (siehe zum Beispiel PTL 1).
    PTL 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2014/156849
  • Da ein Strom dazu neigt, sich in einem Endabschnitt einer Kontaktöffnung zu konzentrieren, wird die Stromverdichtung vorzugsweise vermindert.
  • (Artikel 1)
  • Zur Behebung des oben beschriebenen Problems wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, welche ein Halbleitersubstrat aufweist, in welchem ein Driftbereich aufweisend einen ersten Leitfähigkeitstyp angeordnet ist. Die Halbleitervorrichtung kann einen Anodenbereich aufweisend einen zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen, welcher zwischen einer oberen Fläche des Halbleitersubstrats und dem Driftbereich angeordnet ist. Die Halbleitervorrichtung kann einen Kathodenbereich aufweisend den ersten Leitfähigkeitstyp aufweisen, welcher zwischen einer unteren Fläche des Halbleitersubstrats und dem Driftbereich angeordnet ist und eine höhere Dotierungskonzentration aufweist als der Driftbereich. Die Halbleitervorrichtung kann einen vergrabenen Bereich aufweisend den zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen, welcher über dem Kathodenbereich angeordnet ist. Die Halbleitervorrichtung kann einen dielektrischen Zwischenschichtfilm aufweisen, welcher über der oberen Fläche des Halbleitersubstrats angeordnet ist, und in welchem eine Kontaktöffnung zum Freilegen eines Teils des Anodenbereichs angeordnet ist. Die Halbleitervorrichtung kann eine Elektrode auf der Seite der oberen Fläche aufweisen, welche in der Kontaktöffnung mit dem Anodenbereich in Kontakt ist. Der vergrabene Bereich kann einen vergrabenen Endabschnittsbereich aufweisen, welcher fortlaufend von einem Bereich unter der Kontaktöffnung bis zu einem Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, während er in einem Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter einem Endabschnitt der Kontaktöffnung verläuft. Der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kann kürzer sein als der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter der Kontaktöffnung in einer ersten Richtung parallel zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats angeordnet ist.
  • Eine Länge des vergrabenen Endabschnittsbereichs, welche unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kann in der ersten Richtung 20 µm oder mehr betragen.
  • (Artikel 3)
  • Der vergrabene Bereich kann in der ersten Richtung getrennt und in einem Abstand einer vorher festgelegten Schlitzbreite angeordnet sein. Die Länge des vergrabenen Endabschnittsbereichs, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kann in der ersten Richtung größer sein als die Schlitzbreite.
  • (Artikel 4)
  • Der Anodenbereich kann vom Bereich unter der Kontaktöffnung bis zum Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet sein, während er im Querschnitt senkrecht zu oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter dem Endabschnitt der Kontaktöffnung verläuft. Der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kann in der ersten Richtung kürzer sein als der Anodenbereich, der unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist.
  • (Artikel 5)
  • Der Kathodenbereich kann vom Bereich unter der Kontaktöffnung bis zum Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet sein, während er im Querschnitt senkrecht zu oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter dem Endabschnitt der Kontaktöffnung verläuft. Der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kann in der ersten Richtung kürzer sein als der Kathodenbereich, der unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist.
  • (Artikel 6)
  • Der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kann in der ersten Richtung um 10 µm oder mehr kürzer sein als der Kathodenbereich, der unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist.
  • (Artikel 7)
  • Der Anodenbereich und der Kathodenbereich können vom Bereich unter der Kontaktöffnung bis zum Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet sein, während sie im Querschnitt senkrecht zu oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter dem Endabschnitt der Kontaktöffnung verlaufen. Der Kathodenbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kann in der ersten Richtung kürzer sein als der Anodenbereich, der unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist.
  • (Artikel 8)
  • Eine Länge im Kathodenbereich, welche unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kann in der ersten Richtung die Hälfte oder mehr einer Länge im Anodenbereich, welche unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, betragen.
  • (Artikel 9)
  • Ein Abstand in der ersten Richtung zwischen einem Endabschnitt des Kathodenbereichs und einem Endabschnitt des Anodenbereichs kann größer sein als eine Dicke des Anodenbereichs in einer zweiten Richtung senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats.
  • (Artikel 10)
  • Der Abstand in der ersten Richtung zwischen dem Endabschnitt des Kathodenbereichs und dem Endabschnitt des Anodenbereichs kann größer sein als eine Dicke des dielektrischen Zwischenschichtfilms in der zweiten Richtung senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats.
  • (Artikel 11)
  • Der Anodenbereich kann im Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats einen gekrümmten Abschnitt im Endbereich aufweisen. Es kann eine Konfiguration verwendet werden, in welcher der Kathodenbereich nicht unterhalb des gekrümmten Abschnitts angeordnet ist.
  • (Artikel 12)
  • Die Länge des vergrabenen Endabschnittsbereichs, welche unter der Kontaktöffnung angeordnet ist, kann in der ersten Richtung gleich oder größer als eine Dicke des Halbleitersubstrats sein.
  • Die Kurzdarstellung beschreibt nicht notwendigerweise sämtliche notwendigen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der oben beschriebenen Merkmale sein.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Zeichnung, welche eine Struktur einer oberen Fläche einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel in einem Querschnitt entlang der Linie A-A, welche in 1 gezeigt ist, darstellt. 3 ist eine Querschnittsansicht, in welcher eine Umgebung eines Endabschnitts 15 eines Anodenbereichs 16 vergrößert gezeigt ist. 4 ist eine Zeichnung, welche einen YZ-Querschnitt der Halbleitervorrichtung 100 in einem weiteren Beispiel darstellt. 5 ist eine Zeichnung, welche ein Dotierungskonzentrationsverteilungsbeispiel in einem Querschnitt entlang der Linie B-B, welche in 4 gezeigt ist, darstellt. 6 ist eine Zeichnung, welche ein strukturelles Beispiel einer Halbleitervorrichtung 200 gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt. 7 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel für Vorwärtsspannungs- und Vorwärtsstromeigenschaften der Halbleitervorrichtung 100 und der Halbleitervorrichtung 200 darstellt.
  • BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in Form von Ausführungsformen beschrieben, wobei die folgenden Ausführungsformen die im Umfang der Erfindung beschriebene Erfindung keinesfalls einschränken sollen. Darüber hinaus müssen nicht sämtliche Kombinationen von Merkmalen, welche in den Ausführungsformen beschrieben werden, für die Mittel zur Problemlösung der Erfindung wesentlich sein.
  • Im Einklang mit der vorliegenden Patentschrift wird eine Seite in einer Richtung parallel zu einer Tiefenrichtung eines Halbleitersubstrats als eine „obere“ Seite und die andere Seite als eine „untere“ Seite bezeichnet. Eine Fläche von zwei Hauptflächen eines Substrats, einer Schicht oder anderen Komponenten wird als eine obere Fläche und die andere Fläche als eine untere Fläche bezeichnet. Die Richtungen „oben“ und „unten“ sind nicht auf die Schwerkraftrichtung oder eine Anbringungsrichtung zum Zeitpunkt der Befestigung der Halbleitervorrichtung am Substrat oder dergleichen beschränkt.
  • Im Einklang mit der vorliegenden Patentschrift können technische Fragen in einigen Fällen unter Verwendung orthogonaler Koordinatenachsen, das bedeutet, einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse, beschrieben werden. Im Einklang mit der vorliegenden Patentschrift ist eine Ebene parallel zu einer oberen Fläche des Halbleitersubstrats als eine XY-Ebene festgelegt, und die Tiefenrichtung senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats ist als die Z-Achse festgelegt.
  • Im Einklang mit den jeweiligen Ausführungsformen sind Beispiele dargestellt, in welchen ein erster Leitfähigkeitstyp als ein Typ n und ein zweiter Leitfähigkeitstyp als ein Typ p festgelegt ist, wobei jedoch der erste Leitfähigkeitstyp auch als der Typ p und der zweite Leitfähigkeitstyp als der Typ n festgelegt werden kann. In diesem Fall sind die Leitfähigkeitstypen eines Substrats, einer Schicht, eines Bereichs und dergleichen im Einklang mit den jeweiligen Ausführungsformen jeweils als entgegengesetzte Polaritäten festgelegt. Darüber hinaus bedeutet dies in einem Fall, in welchem ein Typ p+ (oder ein Typ n+) in der vorliegenden Patentschrift beschrieben ist, dass eine Dotierungskonzentration höher ist als der Typ p (oder der Typ n), und in einem Fall, in welchem ein Typ p- (oder ein Typ n-) beschrieben ist, bedeutet dies, dass die Dotierungskonzentration niedriger ist als der Typ p (oder der Typ n).
  • Die Dotierungskonzentration in der vorliegenden Patentschrift bezieht sich auf eine Konzentration von Verunreinigungen, welche in Donatoren oder Akzeptoren verwandelt werden. In einigen Fällen kann in der vorliegenden Patentschrift eine Differenz zwischen Konzentrationen von Donatoren und Akzeptoren als die Dotierungskonzentration (auch als eine Nettodotierungskonzentration oder eine Trägerkonzentration bezeichnet) festgelegt werden. Darüber hinaus kann ein Spitzenwert einer Dotierungskonzentrationsverteilung in einem Dotierungsbereich in einigen Fällen als die Dotierungskonzentration im Dotierungsbereich festgelegt werden.
  • 1 ist eine Zeichnung, welche eine Struktur einer oberen Fläche einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Halbleitervorrichtung 100 weist ein Halbleitersubstrat 10 auf. Das Halbleitersubstrat 10 kann ein Siliziumsubstrat sein, kann ein Siliziumkarbidsubstrat sein, oder kann auch ein Nitridhalbleitersubstrat, wie zum Beispiel Galliumnitrid oder dergleichen, sein. Das Halbleitersubstrat 10 in diesem Beispiel ist ein Siliziumsubstrat. Im Einklang mit der vorliegenden Patentschrift ist ein Endabschnitt an einem äußeren Umfang des Halbleitersubstrats 10 in einer Draufsicht als ein äußeres Umfangsende 140 festgelegt. Die Draufsicht bezieht sich auf einen Fall, in welchem die Betrachtung parallel zur Z-Achse von einer Seite einer oberen Flächen des Halbleitersubstrats 10 erfolgt.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 weist einen aktiven Abschnitt 120 und einen Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 auf. Der aktive Abschnitt 120 ist ein Bereich, in welchem in einem Fall, bei welchem die Halbleitervorrichtung 100 derart gesteuert wird, dass sie sich in einem EIN-Zustand befindet, ein Hauptstrom zwischen der oberen Fläche und einer unteren Fläche des Halbleitersubstrats 10 fließt. Das bedeutet, der aktive Abschnitt 120 ist ein Bereich, in welchem der Strom innerhalb des Halbleitersubstrats 10 in einer Tiefenrichtung von der oberen Fläche zur unteren Fläche des Halbleitersubstrats 10 oder von der unteren Fläche zur oberen Fläche fließt. Der aktive Abschnitt 120 kann auch als ein Bereich festgelegt werden, in welchem eine Elektrode auf der Seite der oberen Fläche, in welcher der Hauptstrom fließt, wie zum Beispiel eine Anodenelektrode, in der Draufsicht des Halbleitersubstrats 10 angeordnet ist. Darüber hinaus kann in einem Fall, in welchem die Elektrode auf der Seite der oberen Fläche in der Draufsicht des Halbleitersubstrats 10 getrennt ist, ein zwischen Bereichen, in welchen die zwei Elektroden auf der Seite der oberen Fläche angeordnet sind, angeordneter Bereich auch im aktiven Abschnitt 120 enthalten sein. Die Elektrode auf der Seite der oberen Fläche kann im gesamten aktiven Abschnitt 120 in Kontakt mit der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 sein, oder kann auch teilweise mit der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 in Kontakt sein.
  • Ein Diodenabschnitt aufweisend ein Diodenbauelement, wie zum Beispiel eine Freilaufdiode (FWD), ist im aktiven Abschnitt 120 angeordnet. Ein Transistorabschnitt aufweisend ein Transistorbauelement, wie zum Beispiel einen isolierten Gate-Bipolartransistor (IGBT), kann ferner ebenfalls im aktiven Abschnitt 120 angeordnet sein. Ein p-Anodenbereich des Diodenabschnitts und ein n-Emitterbereich des Transistorabschnitts können mit der gemeinsamen Elektrode auf der Seite der oberen Fläche verbunden sein, und ein n-Kathodenbereich des Diodenabschnitts und ein p-Kollektorbereich des Transistorabschnitts können mit der gemeinsamen Elektrode auf der Seite der unteren Fläche verbunden sein. Der Diodenabschnitt und der Transistorabschnitt können in der XY-Ebene in einer Streifenstruktur, welcher sich länglich in einer Y-Achsenrichtung erstreckt, angeordnet sein. Der Diodenabschnitt und der Transistorabschnitt können in der XY-Ebene in einer X-Achsenrichtung abwechselnd angeordnet sein.
  • Der Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 ist an der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 zwischen dem aktiven Abschnitt 120 und dem äußeren Umfangsende 140 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet. Der Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 kann an der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 in einem ringförmigen Muster angeordnet sein, um den aktiven Abschnitt 120 zu umgeben. Der Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 in diesem Beispiel ist entlang dem äußeren Umfangsende 140 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet. Der Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 vermindert die elektrische Feldkonzentration auf der Seite der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10. Der Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 weist zum Beispiel eine Struktur eines Schutzrings, einer Feldplatte, eines RESURF (= reduziertes Oberflächenfeld) oder einer Kombination davon auf.
  • In einem Fall, in welchem der Transistorabschnitt im aktiven Abschnitt 120 angeordnet ist, kann darüber hinaus eine Gate-Metallschicht an der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 zwischen dem Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 und dem aktiven Abschnitt 120 angeordnet sein. Die Gate-Metallschicht kann derart angeordnet sein, dass sie in der Draufsicht des Halbleitersubstrats 10 den aktiven Abschnitt 120 umgibt. Die Gate-Metallschicht ist elektrisch mit dem Transistorabschnitt verbunden und versorgt den Transistorabschnitt mit einer Gate-Spannung.
  • 2 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel in einem Querschnitt entlang der Linie A-A, welche in 1 gezeigt ist, darstellt. Der Querschnitt A-A ist eine YZ-Ebene, welche den aktiven Abschnitt 120 und den Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 umfasst. Die Y-Achsenrichtung in 2 ist ein Beispiel einer ersten Richtung, und eine Z-Achsenrichtung ist ein Beispiel einer zweiten Richtung. Die Halbleitervorrichtung 100 in diesem Beispiel weist im Querschnitt das Halbleitersubstrat 10, einen dielektrischen Zwischenschichtfilm 26, eine Anodenelektrode 12 und eine Kathodenelektrode 14 auf. Die Anodenelektrode 12 ist ein Beispiel der Elektrode auf der Seite der oberen Fläche, und die Kathodenelektrode 14 ist ein Beispiel der Elektrode auf der Seite der unteren Fläche.
  • Der dielektrische Zwischenschichtfilm 26 ist derart angeordnet, dass er einen Teil der oberen Fläche des Halbleitersubstrats 10 bedeckt. Der dielektrische Zwischenschichtfilm 26 kann Silikatglas, wie zum Beispiel PSG oder BPSG, sein, oder kann auch ein Oxidfilm, ein Nitridfilm oder dergleichen sein. Der dielektrische Zwischenschichtfilm 26 in diesem Beispiel bedeckt den gesamten Kantenanschlussstrukturabschnitt 90. Darüber hinaus ist im dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 eine Kontaktöffnung 56 zum Freilegen einer oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 in mindestens einem Teil des Bereichs des aktiven Abschnitts 120 angeordnet. In einem Fall, in welchem der Diodenabschnitt und der Transistorabschnitt nicht im aktiven Abschnitt 120 angeordnet sind, kann die Kontaktöffnung 56 im gesamten aktiven Bereich 120 angeordnet sein. In diesem Beispiel ist der mit dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 bedeckte Bereich, der parallel zum äußeren Umfangsende 140 entlang des äußeren Umfangsendes 140 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet ist, als der Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 festgelegt, und ein Bereich, der nicht mit dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 bedeckt ist, ist als der aktive Abschnitt 120 festgelegt.
  • Die Anodenelektrode 12 ist über der oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet und durch die Kontaktöffnung 56 in Kontakt mit der oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10. Die Anodenelektrode 12 in diesem Beispiel ist in Kontakt mit einem Anodenbereich 16 derart angeordnet, dass sie zur oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 hin freiliegt. Die Anodenelektrode 12 kann auch teilweise auf dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet sein.
  • Die Kathodenelektrode 14 ist an der unteren Fläche 13 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet. Die Kathodenelektrode 14 kann mit der gesamten unteren Fläche 13 des Halbleitersubstrats 10 in Kontakt sein. Die Anodenelektrode 12 und die Kathodenelektrode 14 sind aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel einem Metall, gebildet. In der vorliegenden Patentschrift wird eine Richtung, in welcher die Anodenelektrode 12 mit der Kathodenelektrode 14 verbunden ist, als eine Tiefenrichtung (Z-Achsenrichtung) bezeichnet.
  • Ein Typ-n-Driftbereich 18 ist im Halbleitersubstrat 10 angeordnet. Der Typ-p-Anodenbereich 16 ist zwischen dem Driftbereich 18 und der oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet. Der Anodenbereich 16 ist in einem Bereich angeordnet, welcher die obere Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 umfasst. Mindestens ein Teil des Anodenbereichs 16 an der oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 ist durch die Kontaktöffnung 56 freigelegt und in Kontakt mit der Anodenelektrode 12. Ein Teil des Anodenbereichs 16 kann vom dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 bedeckt sein. In diesem Beispiel ist der Anodenbereich 16 fortlaufend von einem Bereich unter der Kontaktöffnung 56 bis zu einem Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet, während er in einem YZ-Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 unter einem Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 verläuft.
  • Es ist jedoch zu beachten, dass der Anodenbereich 16 im Querschnitt in mindestens einem Teil des Kantenanschlussstrukturabschnitts 90 nicht angeordnet ist. In diesem Beispiel ist der Endabschnitt 15 des Anodenbereichs 16 in der Y-Achsenrichtung innerhalb des Kantenanschlussstrukturabschnitts 90 angeordnet. Unter den Schutzringen, welche im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 angeordnet sind, kann der Endabschnitt 15 zwischen dem Schutzring 28, der am nächsten am aktiven Abschnitt 120 angeordnet ist, und dem Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 angeordnet sein. Der Endabschnitt 15 des Anodenbereichs 16 kann eine Grenze zwischen dem Anodenbereich 16 und dem Typ-n-Bereich in der oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 sein. Der Anodenbereich 16 kann entweder im gesamten aktiven Abschnitt 120 oder auch nur in einem Teil davon angeordnet sein.
  • Ein Kathodenbereich 24 des Typs n+, welcher eine höhere Dotierungskonzentration aufweist als der Driftbereich 18, ist zwischen der unteren Fläche 13 des Halbleitersubstrats 10 und dem Driftbereich 18 angeordnet. Der Kathodenbereich 24 ist in dem Bereich angeordnet, welcher die untere Fläche 13 des Halbleitersubstrats 10 umfasst. Der Kathodenbereich 24 ist in Kontakt mit der Kathodenelektrode 14. Mindestens ein Teil des Kathodenbereichs 24 ist unter der Kontaktöffnung 56 angeordnet. Der Kathodenbereich 24 ist in der XY-Ebene im gesamten aktiven Abschnitt 120 angeordnet, oder kann auch nur in einem Teil davon angeordnet sein. Ein Teil des Kathodenbereichs 24 ist unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet. In diesem Beispiel ist der Kathodenbereich 24 fortlaufend vom Bereich unter der Kontaktöffnung 56 bis zum Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet, während er in einem YZ-Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 unter dem Endabschnitt 50 der Kontaktöffnung 56 verläuft.
  • Es ist jedoch zu beachten, dass der Kathodenbereich 24 im Querschnitt in mindestens einem Teil eines Bereichs des Kantenanschlussstrukturabschnitts 90 nicht angeordnet ist. Im Bereich, in welchem der Kathodenbereich 24 nicht angeordnet ist, kann der Driftbereich 18 zur unteren Fläche 13 des Halbleitersubstrats hin freigelegt sein, und ein Pufferbereich 20, welcher im Folgenden beschrieben wird, kann ebenfalls freigelegt sein. In diesem Beispiel ist ein Endabschnitt 27 des Kathodenbereichs 24 in der Y-Achsenrichtung innerhalb des Kantenanschlussstrukturabschnitts 90 angeordnet. Unter den Schutzringen 28, welche im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 angeordnet sind, kann der Endabschnitt 27 in der Y-Achsenrichtung zwischen dem Schutzring 28, der am nächsten am aktiven Abschnitt 120 angeordnet ist, und dem Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 angeordnet sein. Der Endabschnitt 27 des Kathodenbereichs 24 kann ein Abschnitt sein, welcher der Hälfte der Dotierungskonzentration in Bezug auf einen Spitzenwert der Dotierungskonzentration im Kathodenbereich 24 an der unteren Fläche 13 des Halbleitersubstrats 10 entspricht.
  • Ein vergrabener Bereich 22 des Typs p ist über dem Kathodenbereich 24 innerhalb des Halbleitersubstrats 10 angeordnet. Der vergrabene Bereich 22 kann derart angeordnet sein, dass er mit dem Kathodenbereich 24 in Kontakt ist. Der vergrabene Bereich 22 in diesem Beispiel ist derart angeordnet, dass er in der Z-Achsenrichtung zwischen dem Kathodenbereich 24 und dem Pufferbereich 20 (oder in einem Fall, in welchem der Pufferbereich 20 nicht angeordnet ist, dem Driftbereich 18) angeordnet ist.
  • Mindestens ein Teil des vergrabenen Bereichs 22 ist unter der Kontaktöffnung 56 angeordnet. Der vergrabene Bereich 22 ist in der XY-Ebene teilweise im aktiven Bereich 120 angeordnet. Der vergrabene Bereich 22 in diesem Beispiel ist in der Y-Achsenrichtung in einem Abstand einer vorher festgelegten Schlitzbreite Ys des aktiven Abschnitts 120 angeordnet. Darüber hinaus kann die Mehrzahl vergrabener Bereiche 22 auch in der X-Achsenrichtung in einem Abstand einer vorher festgelegten Schlitzbreite angeordnet sein. Die Schlitzbreiten in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung können dieselben sein, können sich aber auch voneinander unterscheiden.
  • Unter der Mehrzahl vergrabener Bereiche 22 ist der vergrabene Bereich 22, welcher fortlaufend vom Bereich unter der Kontaktöffnung 56 bis zum Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet ist, während er unter dem Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung verläuft, im Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 als ein vergrabene Endabschnittsbereich 22-e festgelegt. Der vergrabene Endabschnittsbereich 22-e kann der vergrabene Bereich 22 sein, welcher in der Y-Achsenrichtung am nächsten am äußeren Umfangsende 140 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet ist.
  • Es ist zu beachten, dass der vergrabene Bereich 22 nicht mit der Kathodenelektrode 14 in Kontakt ist. Der gesamte vergrabene Bereich 22 in diesem Beispiel ist am Kathodenbereich 24 angeordnet. Ein Endabschnitt 23 an einer Seite des äußeren Umfangsendes 140 von Endabschnitten des vergrabenen Endabschnittsbereichs 22-e ist in der Y-Achsenrichtung innerhalb des Kantenanschlussstrukturabschnitts 90 angeordnet. Unter den Schutzringen 28, welche im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 angeordnet sind, kann der Endabschnitt 23 in der Y-Achsenrichtung zwischen dem Schutzring 28, der am nächsten am aktiven Abschnitt 120 angeordnet ist, und dem Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 angeordnet sein. Ein Endabschnitt 25 gegenüber des Endabschnitts 23 der Endabschnitte des vergrabenen Endabschnittsbereichs 22-e ist in der Y-Achsenrichtung innerhalb des aktiven Abschnitts 120 angeordnet.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 in diesem Beispiel weist den Pufferbereich 20 des Typs n zwischen dem Driftbereich 18 und der unteren Fläche 13 des Halbleitersubstrats 10 auf. Der Kathodenbereich 24 in diesem Beispiel ist zwischen dem Pufferbereich 20 und der unteren Fläche 13 des Halbleitersubstrats 10 angeordnet. Der vergrabene Bereich 22 in diesem Beispiel ist zwischen dem Pufferbereich 20 und dem Kathodenbereich 24 angeordnet.
  • Der Pufferbereich 20 (oder in einem Fall, in welchem der Pufferbereich nicht angeordnet ist, der Driftbereich 18) ist in dem Bereich, in welchem der Kathodenbereich 24 nicht angeordnet ist, zur unteren Fläche 13 des Halbleitersubstrats 10 hin freigelegt. Die Dotierungskonzentration des Pufferbereichs 20 ist höher als die Dotierungskonzentration des Driftbereichs 18. Der Pufferbereich 20 kann als eine Feldstoppschicht dienen, welche einen Zustand verhindert, in welchem eine Verarmungsschicht, die sich von der Seite der unteren Fläche des Anodenbereichs 16 erstreckt, den Kathodenbereich 24 erreicht.
  • Der Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 in diesem Beispiel weist einen oder mehrere Schutzringe 28 auf. Jeder der Schutzringe 28 ist in einer ringförmigen Struktur derart angeordnet, dass er den aktiven Bereich 120 in der XY-Ebene umgibt. Jeder der Schutzringe 28 kann in der XY-Ebene konzentrisch angeordnet sein. Der Schutzring 28 in diesem Beispiel ist ein Typ-p-Bereich angeordnet von der oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 bis zu einer Position in einer vorher festgelegten Tiefe. Wenn der Schutzring 28 angeordnet ist, kann sich die Verarmungsschicht, welche sich von einem Bereich zwischen dem Anodenbereich 16 und dem Driftbereich 18 erstreckt, bis zu einer Umgebung des äußeren Umfangsendes 140 des Halbleitersubstrats 10 ausdehnen. Folglich kann die elektrische Feldkonzentration in einem Endabschnitt des aktiven Abschnitts 120 vermindert werden.
  • Wenn der vergrabene Endabschnittsbereich 22-e, welcher den Kathodenbereich 24 bedeckt, unter dem Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 angeordnet ist, wie in 2 gezeigt, ist es möglich, die Implantation von Elektronen vom Kathodenbereich 24 unter den Endabschnitt 30 zu unterdrücken. Träger, welche im Driftbereich 18 oder dergleichen des Kantenanschlussstrukturabschnitts 90 vorhanden sind, neigen dazu, sich im Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 zu konzentrieren. Wenn die Elektronenimplantation vom Bereich unter dem Endabschnitt 30 jedoch unterdrückt wird, kann die Trägerkonzentration zum Endabschnitt 30 hin vermindert werden.
  • Dabei ist festzuhalten, dass eine Länge Ye1 im vergrabenen Endabschnittsbereich 22-e, der unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet ist, kürzer ist als eine Länge Ye2 im vergrabenen Endabschnittsbereich 22-e, der in der Y-Achsenrichtung unter der Kontaktöffnung 56 angeordnet ist. Das bedeutet, im vergrabenen Endabschnittsbereich 22-e ist ein Teil, der an einer Seite des aktiven Abschnitts 120 in der Y-Achsenrichtung vorsteht, länger als ein Teil, der an einer Seite des Kantenanschlussstrukturabschnitts 90 in der Y-Achsenrichtung vorsteht, wenn der Endabschnitt 30 als Bezugspunkt festgelegt wird. Folglich weist ein Teil 37 des Kathodenbereichs 24, welcher freigelegt ist, ohne vom vergrabenen Bereich 22 im aktiven Abschnitt 120 bedeckt zu sein, einen größeren Abstand vom Endabschnitt der Kontaktöffnung 56 auf als ein Teil 35 des Kathodenbereichs 24, welcher freiliegt ohne vom vergrabenen Bereich 22 im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 bedeckt zu sein.
  • In einem Fall, in welchem eine Vorwärtsspannung in der Halbleitervorrichtung 100 fließt, werden Elektronen in den Teil 37, welcher unter den Teilen des Kathodenbereichs 24, die freiliegen, ohne vom vergrabenen Bereich 22 bedeckt zu sein, zur Anodenelektrode 12 zeigt, leichter implantiert. Wenn der Teil 37 in Bezug auf den Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 weiter entfernt angeordnet ist als der Teil 35, kann die Trägerkonzentration in Bezug auf den Endabschnitt 30 vermindert werden. Wenn darüber hinaus die Länge Ye 1 im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 des vergrabenen Endabschnittbereichs 22-e verringert wird, ist es möglich, eine Größe der Halbleitervorrichtung 100 in der Y-Achsenrichtung zu reduzieren.
  • Die Länge Ye2 im aktiven Abschnitt 120 im vergrabenen Endabschnittsbereich 22-e kann zwei oder mehr Mal so lang sein wie die Länge Ye 1 im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90, kann fünf oder mehr Mal so lang sein wie die Länge Ye 1, kann 10 oder mehr Mal so lang sein wie die Länge Ye1, oder kann 40 oder mehr Mal so lang sein wie die Länge Ye1. Die Länge Ye2 kann 100 oder mehr Mal kürzer sein als die Länge Ye1, kann 50 oder mehr Mal kürzer sein als die Länge Ye 1, oder kann 10 oder mehr Mal kürzer sein als die Länge Ye 1. Darüber hinaus kann die Länge Ye2 gleich oder länger sein als eine Dicke Zs des Halbleitersubstrats 10 in der Z-Achsenrichtung. Die Länge Ye2 kann doppelt so lang oder länger sein als die Dicke Zs, oder kann auch 5 oder mehr Mal so lang sein wie die Dicke Zs.
  • Darüber hinaus kann die Länge Ye1 im vergrabenen Endabschnittsbereich 22-e, welcher in der Y-Achsenrichtung unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet ist, 20 µm oder mehr betragen. Wenn die Länge Ye1 auf eine vorbestimmte Länge oder noch länger festgelegt ist, kann der Teil 35 des Kathodenbereichs 24 in Bezug auf den Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 abgesetzt angeordnet sein. Folglich kann die Trägerkonzentration zum Endabschnitt 30 weiter vermindert werden. Die Länge Ye1 kann 30 µm oder mehr betragen, oder kann auch 40 µm oder mehr betragen. Wenn die Länge Ye 1 vergrößert wird, ist es sogar in einem Fall, in welchem eine Fertigungsabweichung im Fotolithografieprozess zum Bilden einer Maske, welche bei der Bildung des vergrabenen Bereichs 22 verwendet wird, auftritt, möglich, Einflüsse zu unterdrücken, welche die Eigenschaften beeinträchtigen.
  • Darüber hinaus kann die Länge Ye1 im vergrabenen Endabschnittsbereich 22-e, welcher in der Y-Achsenrichtung unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet ist, auch größer sein als die Schlitzbreite Ys des vergrabenen Bereichs 22 in der Y-Achsenrichtung. Folglich kann der Teil 35 des Kathodenbereichs 24 entfernt vom Endabschnitt 30 angeordnet werden. Die Länge Ye1 kann 1,5 oder mehr Mal so groß sein, wie die Schlitzbreite Ys, kann zwei oder mehr Mal so groß sein, wie die Schlitzbreite Ys, oder kann auch 3 oder mehr Mal so groß sein, wie die Schlitzbreite Ys.
  • In einem Fall, in welchem eine Länge im Anodenbereich 16, welche in der Y-Achsenrichtung unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet ist, als Ya festgelegt wird, kann die Länge Ye1 kürzer sein als die Länge Ya. Das bedeutet, der vergrabene Endabschnittsbereich 22-e ist in einem Bereich, der sich mit dem Anodenbereich 16 im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 überlappen soll, angeordnet. Die Länge Ye1 kann 20 % oder mehr der Länge Ya betragen, kann 30 % oder mehr der Länge Ya betragen, oder kann auch 40 % oder mehr der Länge Ya betragen. Die Länge Ye1 kann 60 % oder weniger der Länge Ya betragen, oder kann auch 50 % oder weniger der Länge Ya betragen.
  • In einem Fall, in welchem eine Länge im Kathodenbereich 24, welche in der Y-Achsenrichtung unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet ist, als Yk festgelegt wird, kann die Länge Ye1 kürzer sein als die Länge Yk. Das bedeutet, der vergrabene Endabschnittsbereich 22-e ist in einem Bereich, der sich mit dem Kathodenbereich 24 im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 überlappen soll, angeordnet. Folglich wird sogar in einem Fall, in welchem die Fertigungsabweichung oder dergleichen auftritt, ein Kontakt des vergrabenen Endabschnittsbereichs 22-e mit der Kathodenelektrode 14 vermieden.
  • Die Länge Ye 1 kann 20 % oder mehr der Länge Yk betragen, kann 30 % oder mehr der Länge Yk betragen, oder kann auch 40 % oder mehr der Länge Yk betragen. Die Länge Ye 1 kann 80 % oder weniger der Länge Yk betragen, oder kann auch 70 % oder weniger der Länge Yk betragen. Darüber hinaus kann die Länge Ye1 um 10 µm oder mehr kürzer sein als die Länge Yk. Die Länge Ye 1 kann um 15 µm oder mehr kürzer sein als die Länge Yk, oder kann auch um 20 µm oder mehr kürzer sein als die Länge Yk.
  • Darüber hinaus kann die Länge Yk im Kathodenbereich 24 kürzer sein als die Länge Ya des Anodenbereichs 16 unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26. Das bedeutet, der Kathodenbereich 24 ist in einem Bereich, der sich mit dem Anodenbereich 16 im Kantenanschlussstrukturabschnitt 90 überlappen soll, angeordnet. Die Länge Yk kann die Hälfte der Länge Ya oder mehr betragen, oder kann auch 60 % der Länge Ya oder mehr betragen. Die Länge Yk kann 80 % oder weniger der Länge Ya betragen, oder kann auch 70 % oder weniger der Länge Ya betragen. Wenn der Endabschnitt 27 des Kathodenbereichs 24 derart gestaltet ist, dass er näher an einer Seite des Endabschnitts 30 der Kontaktöffnung 56 angeordnet ist als der Endabschnitt 15 des Anodenbereichs 16, kann die Trägerkonzentration zum Endabschnitt 15 des Anodenbereichs 16 hin vermindert werden.
  • Darüber hinaus kann ein Abstand (Ya - Yk) zwischen dem Endabschnitt 27 des Kathodenbereichs 24 und dem Endabschnitt 15 des Anodenbereichs 16 in der Y-Achsenrichtung größer sein als eine Dicke Za des Anodenbereichs 16 in der Z-Achsenrichtung. Folglich wird das Erreichen des Endabschnitts 15 des Anodenbereichs 16 durch die vom Kathodenbereich 24 implantierten Träger unterdrückt, und die Trägerkonzentration im Endabschnitt 15 kann vermindert werden. Der Abstand (Ya - Yk) kann 1,2 oder mehr Mal so groß sein, wie die Dicke Za, kann 1,5 oder mehr Mal so groß sein, wie die Dicke Za, oder kann auch zwei oder mehr Mal so groß sein, wie die Dicke Za. Dabei ist festzuhalten, dass die Dicke des Anodenbereichs 16 unmittelbar unter dem Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 als die Dicke Za des Anodenbereichs 16 verwendet werden kann.
  • Darüber hinaus kann auch der Abstand (Ya - Yk) zwischen dem Endabschnitt 27 des Kathodenbereichs 24 und dem Endabschnitt 15 des Anodenbereichs 16 in der Y-Achsenrichtung größer sein als eine Dicke Zi des dielektrischen Zwischenschichtfilms 26 in der Z-Achsenrichtung. Der Abstand (Ya - Yk) kann 1,2 oder mehr Mal so groß sein, wie die Dicke Zi, kann 1,5 oder mehr Mal so groß sein, wie die Dicke Zi, oder kann auch zwei oder mehr Mal so groß sein, wie die Dicke Zi. Dabei ist festzuhalten, dass die Dicke des dielektrischen Zwischenschichtfilms 26 unmittelbar über dem Endabschnitt 15 des Anodenbereichs 16 als die Dicke Zi des dielektrischen Zwischenschichtfilms 26 verwendet werden kann.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, in welcher eine Umgebung des Endabschnitts 15 des Anodenbereichs 16 vergrößert dargestellt ist. Im YZ-Querschnitt weist der Anodenbereich 16 einen gekrümmten Abschnitt 17 im Endabschnitt 15 auf. Der gekrümmte Abschnitt 17 ist ein Bereich, in welchem eine Grenze zwischen dem Anodenbereich 16 und dem Driftbereich 18 im YZ-Querschnitt ein nach unten vorstehender gekrümmter Bereich ist.
  • In diesem Beispiel ist der Kathodenbereich 24 nicht unter dem gekrümmten Abschnitt 17 angeordnet. Das bedeutet, ein unteres Ende des Kathodenbereichs 24 im YZ-Querschnitt ist unter einem Bereich bereitgestellt, welcher im Anodenbereich 16 eine gerade Linie parallel zur oberen Fläche 11 des Halbleitersubstrats 10 bildet. Im Einklang mit der obenerwähnten Struktur wird ein Erreichen des gekrümmten Abschnitts 17 durch die vom Kathodenbereich 24 implantierten Träger unterdrückt, und die Trägerkonzentration im gekrümmten Abschnitt 17 kann vermindert werden.
  • 4 ist eine Zeichnung, welche den YZ-Querschnitt in einem weiteren Beispiel der Halbleitervorrichtung 100 darstellt. Die Halbleitervorrichtung 100 in diesem Beispiel weist zusätzlich zu den Komponenten der unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschriebenen Halbleitervorrichtung 100 einen Lebensdauerkontrollabschnitt 40 auf. Der Lebensdauerkontrollabschnitt 40 ist ein Bereich, in welchem eine Dichte von Kristalldefekten durch lokales Implantieren von Helium oder dergleichen in einen vorher festgelegten Bereich des Halbleitersubstrats 10 höher gesetzt wird als in anderen Bereichen. Wenn der Lebensdauerkontrollabschnitt 40 angeordnet ist, wird eine Neukombination von Trägern abgeleitet von den Kristalldefekten gefördert, und eine Lebensdauer der Träger kann angepasst werden.
  • Der Lebensdauerkontrollabschnitt 40 in diesem Beispiel ist in der Z-Achsenrichtung innerhalb des Pufferbereichs 20 angeordnet, und ist außerdem in der XY-Ebene innerhalb des aktiven Abschnitts 120 angeordnet. Der Lebensdauerkontrollabschnitt 40 kann in der XY-Ebene ferner auch in mindestens einem Teil des Kantenanschlussstrukturabschnitts 90 angeordnet werden.
  • 5 ist eine Zeichnung, welche ein Dotierungskonzentrationsverteilungsbeispiel in einem Querschnitt entlang der Linie B-B, welche in 4 gezeigt ist, darstellt. 5 zeigt zusätzlich zur Dotierungskonzentration eine Spitze der Konzentration der Kristalldefekte im Lebensdauerkontrollabschnitt 40. Die Dotierungskonzentrationsverteilung im Pufferbereich 20 in der Z-Achsenrichtung weist in diesem Beispiel eine Mehrzahl von Spitzen 42 auf. Die Spitze der Konzentration der Kristalldefekte im Lebensdauerkontrollabschnitt 40 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass sie sich in der Z-Achsenrichtung mit keiner der Spitzen 42 im Pufferbereich 20 überlappt. Folglich kann eine übermäßige Rückgewinnung der Kristalldefekte im Lebensdauerkontrollabschnitt 40 durch Protonen oder dergleichen, welche in den Pufferbereich 20 implantiert werden, unterdrückt werden.
  • Dabei ist festzuhalten, dass sich ein Zustand, in welchem sich die Spitzen der Konzentration nicht gegenseitig überlappen, auf einen Zustand bezieht, in welchem ein Abstand X zwischen den Spitzen gleich oder größer als ein vorher festgelegter Wert ist. In einem Beispiel kann der Abstand X eine halbe Breite beim halbem Maximum Y/2 einer Kristalldefektkonzentrationsverteilung des Lebensdauerkontrollabschnitts 40 oder größer sein, kann eine gesamte Breite beim halben Maximum Y oder größer sein, oder kann auch zweimal so groß oder größer als die gesamte Breite beim halben Maximum Y sein.
  • Desgleichen ist es wünschenswert, dass sich die Konzentrationsspitzen des Lebensdauerkontrollabschnitts 40 nicht mit der Spitze der Dotierungskonzentration des vergrabenen Bereichs 22 überlappen. Folglich kann das Verschwinden der Träger im vergrabenen Bereich 22 durch einen Lebensdauerkontrollabschnitt 40 unterdrückt werden.
  • 6 ist eine Zeichnung, welche ein strukturelles Beispiel einer Halbleitervorrichtung 200 gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt. In der Halbleitervorrichtung 200 sind der Kathodenbereich 24 und der vergrabene Bereich 22 unter der Kontaktöffnung 56 angeordnet und nicht unter dem Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 und dem dielektrischen Zwischenschichtfilm 26 angeordnet. Wird die obenerwähnte Struktur verwendet, können sich die Träger in manchen Fällen im Endabschnitt 30 der Kontaktöffnung 56 konzentrieren. Darüber hinaus sind der Endabschnitt 23 des vergrabenen Endabschnittsbereichs 22-e und der Endabschnitt 27 des Kathodenbereichs 24 im Wesentlichen in denselben Positionen angeordnet, und der vergrabene Endabschnittsbereich 22-e wird mit höherer Wahrscheinlichkeit elektrisch mit der Kathodenelektrode 14 verbunden sein. Wenn der vergrabene Endabschnittsbereich 22-e und die Kathodenelektrode 14 in einen kurzgeschlossenen Zustand gesetzt sind, wird die Elektronenimplantation vom Kathodenbereich 24 gestört, und es fließt kein Strom in Vorwärtsrichtung, sofern kein Anlegen einer hohen Vorwärtsspannung vorgenommen wird.
  • 7 zeigt ein Beispiel für Vorwärtsspannungs- und Vorwärtsstromeigenschaften der Halbleitervorrichtung 100 und der Halbleitervorrichtung 200. In 7 sind die Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 100 durch eine durchgezogene Linie angezeigt, und die Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 200 sind durch eine strichlierte Linie dargestellt.
  • Wie in 7 gezeigt, wird gemäß den Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 100 im Vergleich zu den Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 200 ein Strom mit einer relativ niedrigen Spannung angelegt. Das bedeutet, wenn der Endabschnitt 23 des vergrabenen Endabschnittbereichs 22-e derart angeordnet ist, dass er näher an der Seite des aktiven Abschnitts 120 angeordnet ist als der Endabschnitt 27 des Kathodenbereichs 24, kann ein elektrischen Widerstand zwischen dem vergrabenen Endabschnittsbereich 22-e und der Kathodenelektrode 14 erhöht werden, und Elektronen können effizient vom Kathodenbereich 24 implantiert werden.
  • Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für im Fachgebiet geschulte Personen ist offensichtlich, dass den oben beschriebenen Ausführungsformen verschiedenste Abänderungen und Verbesserungen hinzugefügt werden können. Ebenso ist aus dem Umfang der Patentansprüche ersichtlich, dass die durch derartige Abänderungen oder Verbesserungen ergänzten Ausführungsformen im technischen Umfang der Erfindung aufgenommen werden können.
  • ERLÄUTERUNG DER BEZUGNAHMEN
    • 10 ...
    Halbleitersubstrat,
    11 ...
    obere Fläche,
    12 ...
    Anodenelektrode,
    13 ...
    untere Fläche,
    14 ...
    Kathodenelektrode,
    15 ...
    Endabschnitt,
    16 ...
    Anodenbereich,
    17 ...
    gekrümmter Abschnitt,
    18 ...
    Driftbereich,
    20 ...
    Pufferbereich,
    22 ...
    vergrabener Bereich,
    23 ...
    Endabschnitt,
    24 ...
    Kathodenbereich,
    25 ...
    Endabschnitt,
    26 ...
    dielektrischer Zwischenschichtfilm,
    27 ...
    Endabschnitt,
    28 ...
    Schutzring,
    30 ...
    Endabschnitt,
    35 ...
    Teil,
    37 ...
    Teil,
    40 ...
    Lebensdauerkontrollabschnitt,
    42 ...
    Spitze,
    56 ...
    Kontaktöffnung,
    90 ...
    Kantenanschlussstrukturabschnitt,
    100 ...
    Halbleitervorrichtung,
    120 ...
    aktiver Abschnitt,
    140 ...
    äußeres Umfangsende,
    200 ...
    Halbleitervorrichtung

Claims (12)

  1. Halbleitervorrichtung umfassend ein Halbleitersubstrat, in welchem ein Driftbereich aufweisend einen ersten Leitfähigkeitstyp angeordnet ist, wobei die Halbleitervorrichtung umfasst: einen Anodenbereich aufweisend einen zweiten Leitfähigkeitstyp, welcher zwischen einer oberen Fläche des Halbleitersubstrats und dem Driftbereich angeordnet ist; einen Kathodenbereich aufweisend den ersten Leitfähigkeitstyp, welcher zwischen einer unteren Fläche des Halbleitersubstrats und dem Driftbereich angeordnet ist und eine höhere Dotierungskonzentration aufweist als der Driftbereich; einen vergrabenen Bereich aufweisend den zweiten Leitfähigkeitstyp, welcher über dem Kathodenbereich angeordnet ist; einen dielektrischen Zwischenschichtfilm, welcher über der oberen Fläche des Halbleitersubstrats angeordnet ist, und in welchem eine Kontaktöffnung zum Freilegen eines Teils des Anodenbereichs angeordnet ist; und eine Elektrode auf der Seite der oberen Fläche in Kontakt mit dem Anodenbereich in der Kontaktöffnung, wobei der vergrabene Bereich einen vergrabenen Endabschnittsbereich aufweist, welcher fortlaufend von einem Bereich unter der Kontaktöffnung bis zu einem Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, während er in einem Querschnitt senkrecht zu oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter einem Endabschnitt der Kontaktöffnung verläuft, und wobei der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kürzer ist als der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher in einer ersten Richtung parallel zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter der Kontaktöffnung angeordnet ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Länge des vergrabenen Endabschnittsbereichs, welche unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, in der ersten Richtung 20 µm oder mehr beträgt.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: der vergrabene Bereich in der ersten Richtung getrennt und in einem Abstand einer vorher festgelegten Schlitzbreite angeordnet ist; und eine Länge des vergrabenen Endabschnittsbereichs, welche unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, in der ersten Richtung größer ist als die Schlitzbreite.
  4. Halbleitervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der Anodenbereich vom Bereich unter der Kontaktöffnung bis zum Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, während er im Querschnitt senkrecht zu oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter dem Endabschnitt der Kontaktöffnung verläuft; und der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kürzer ist als der Anodenbereich, welcher in der ersten Richtung unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der Kathodenbereich vom Bereich unter der Kontaktöffnung bis zum Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, während er im Querschnitt senkrecht zu oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter dem Endabschnitt der Kontaktöffnung verläuft; und der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, kürzer ist als der Kathodenbereich, welcher in der ersten Richtung unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der vergrabene Endabschnittsbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, in der ersten Richtung um 10 µm oder mehr kürzer ist als der Kathodenbereich, der unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: der Anodenbereich und der Kathodenbereich vom Bereich unter der Kontaktöffnung bis zum Bereich unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet sind, während sie im Querschnitt senkrecht zu oberen Fläche des Halbleitersubstrats unter dem Endabschnitt der Kontaktöffnung verlaufen; und der Kathodenbereich, welcher unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, in der ersten Richtung kürzer ist als der Anodenbereich, der unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, wobei eine Länge im Kathodenbereich, welche unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, in der ersten Richtung die Hälfte oder mehr einer Länge im Anodenbereich, welche unter dem dielektrischen Zwischenschichtfilm angeordnet ist, beträgt.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei ein Abstand in der ersten Richtung zwischen einem Endabschnitt des Kathodenbereichs und einem Endabschnitt des Anodenbereichs größer ist als eine Dicke des Anodenbereichs in einer zweiten Richtung senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats.
  10. Halbleitervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, wobei ein Abstand in der ersten Richtung zwischen dem Endabschnitt des Kathodenbereichs und dem Endabschnitt des Anodenbereichs größer ist als eine Dicke des dielektrischen Zwischenschichtfilms in einer zweiten Richtung senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats.
  11. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei: der Anodenbereich im Querschnitt senkrecht zur oberen Fläche des Halbleitersubstrats einen gekrümmten Abschnitt im Endbereich aufweist; und der Kathodenbereich nicht unter dem gekrümmten Abschnitt angeordnet ist.
  12. Halbleitervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine Länge des vergrabenen Endabschnittsbereichs, welche unter der Kontaktöffnung angeordnet ist, in der ersten Richtung gleich oder größer als eine Dicke des Halbleitersubstrats ist.
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