JP2003249662A

JP2003249662A - 半導体装置

Info

Publication number: JP2003249662A
Application number: JP2003033482A
Authority: JP
Inventors: Hideki Takahashi; 英樹高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2017-08-14
Also published as: JP3910922B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ソフトリカバリー化の推進に際して生じてい
た降伏電圧の低下という技術的課題を解決する。【解決手段】この発明では、Ｐ型層３とＮ型層１との
ＰＮ接合において、先ず、Ｎ型層１のＮ−層１Ｂ、Ｎ＋
層１Ａ内に白金等の重金属を拡散する。次に、Ｐ型層３
とＮ−層１Ｂとの界面Ｓ２から所定の深さｄの位置まで
のＮ−層内にヘリウムイオンを照射して接合付近のＮ−
層にダメージを与え、キャリアのライフタイムτ２がＮ
型層１のライフタイムτ１よりも小さく且つ抵抗率が単
調減少を示す低ライフタイム領域２をＮ−層１Ｂ内に形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置及びそ
の製造方法に関するものであり、特にダイオードのリカ
バリー特性改善のために好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７は、ダイオードの基本構造を示す
断面図である。同断面図１７において、Ｎ＋層１Ｐ及び
Ｎ−層２ＰからなるＮ基板４Ｐの表面上には、Ｐ型の不
純物を拡散することにより、アノード領域３Ｐが形成さ
れている。アノード領域３Ｐの表面上にアノード電極５
Ｐが、Ｎ基板４Ｐの裏面にはカソード電極６Ｐが、それ
ぞれ形成されている。以下に、ダイオードの動作につい
て説明する。

【０００３】図１７の構造において、アノード電極５Ｐ
とカソード電極６Ｐ間に所定のアノード電圧ＶＡＫ（順
バイアス）を印加し、アノード電圧があるしきい値（〜
０．６Ｖ）を超えると、アノード電極５Ｐからホールが
Ｎ−層２Ｐに注入され、ダイオードが導通する。また、
カソード電極６Ｐとアノード電極５Ｐ間に所定のアノー
ド電圧ＶＫＡ（逆バイアス）を印加すると、当該逆バイ
アスＶＫＡがアノード領域３ＰとＮ−層２ＰからなるＰ
Ｎ接合の降伏電圧に達するまでは、ダイオード内には電
流は流れない。上記の様子を図１８に示す。尚、図１８
は、図１９と共に、本発明の実施の形態の説明中におい
ても援用される。

【０００４】次に、ダイオードに印加するアノード電圧
を順バイアスから逆バイアスに切り替えた時の特性は逆
回復特性（リカバリー特性）と呼ばれ、逆回復特性は図
１９に示す様な電流の時間経過（過渡応答）を示すこと
が知られている。同図１９中、記号Ｉｒｒは逆方向に流
れる電流（リカバリー電流）Ｉｒのピーク値を示し、
又、記号Ｔｒｒは逆方向に流れた電流Ｉｒが消失するま
でに要する時間であり、記号Ｉｆは順バイアス時の電流
値である。

【０００５】逆回復特性では、リカバリー電流のピーク
電流Ｉｒｒの大きさが小さく、しかも、逆方向に流れる
電流Ｉｒがゆるやかに消失するものが望まれている。即
ち、図１９に示すように時間Ｔ１，Ｔ２を定め、Ｔ１＞
Ｔ２のときにはリカバリー特性がハードであり、Ｔ１＜
Ｔ２のときにはリカバリー特性がソフトであると定義す
る。そして、ダイオードをＩＧＢＴ等の主スイッチング
素子とペアで用いるときには、もしリカバリー特性がハ
ードな場合には、サージ電圧の発生やスイッチングロス
による発熱が生じるため、これらを回避すべく、低損失
でソフトリカバリーな特性（電流Ｉｒの時間変化ｄＩｒ
／ｄｔの減少化）が求められる。以下、リカバリー電流
Ｉｒのピーク値Ｉｒｒを「リカバリーピーク電流」と呼
ぶ。

【０００６】この逆方向に流れる電流Ｉｒの過渡応答に
関しては、最近の調査・研究により、次のような点が判
明している。即ち、リカバリーピーク電流Ｉｒｒはア
ノード電極近辺の半導体領域のキャリア密度に依存して
おり、上記キャリア密度の減少に応じてリカバリーピー
ク電流Ｉｒｒも減少する。加えて、上記消失時間Ｔｒ
ｒは、カソード電極近辺の半導体領域のキャリア密度に
依存することが知られており、カソード領域のキャリア
密度の増大に応じて消失時間Ｔｒｒも長くなる。

【０００７】そこで、かかる調査結果を踏まえて、逆回
復特性改善のための構造が、従来、数多く提案されてい
る。

【０００８】（Ｉ）その第一は、例えば、特開平８−
４６２２１号公報に開示されているし、後述する三菱電
機技報や平成７年電気学会産業応用部門全国大会（No.1
36,P79）においても従来技術として指摘されている技術
である。それは、白金に代表される重金属をライフタイ
ムキラーとしてアノード電極側からドープ・拡散させる
ものであり、これによりＰＮ接合部付近のＮ型層のライ
フタイムは短くコントロールされる。特に、この技術を
用いれば、カソード電極側のＮ型層内のキャリアのライ
フタイムがアノード側のＰＮ接合部近辺のライフタイム
よりも長くなるように白金の拡散をコントロールするこ
とができるので、カソード側のキャリア密度を増大させ
ることができ、以て上述した消失時間Ｔｒｒを長くする
ことができる。

【０００９】しかし、この第１従来技術を以てしても、
均一性，再現性をも含めて、アノード側のＮ型層内のキ
ャリアのライフタイムをより一層短くコントロールする
ことが容易でないという点が、問題点として残る。

【００１０】（II）第２の従来技術は、特公昭５９−
４９７１４号公報に開示されているものであり、その従
来技術を適用したときのダイオードの縦断面構造を図２
０に示す。同図２０中、図１７と同一記号のものは同一
のものを示す。この第２従来技術は、表面に形成される
アノード領域３Ｐを部分的に形成することでアノード領
域３Ｐからのホールの注入を抑制し、以てアノード電極
５Ｐの近辺領域のキャリア密度を下げてリカバリーピー
ク電流Ｉｒｒを小さくしようとするものである。

【００１１】しかし、この構造では、部分的に形成した
アノード領域３Ｐとその間隔Ｗとでアノード近辺のキャ
リア密度をコントロールするのであるが、アノード領域
３Ｐの間隔Ｗを広げ過ぎると降伏電圧が低下するため、
かかる点がネックとなってアノード近辺のキャリア密度
を十分コントロールすることができないという問題点が
新たに顕出する。

【００１２】（III）また、第３の従来技術を用いた
ダイオード構造としては、三菱電機技報Ｖｏ１．６７．
Ｎｏ．９．１９９３，ＰＰ９４−９７に開示されたもの
がある。これは、構造的には図１７に示したものと基本
的に同じではあるが、表面に形成されるアノード領域の
構造を変えることで逆回復特性を改善しようとするもの
である。即ち、同技報の技術では、図１７に示したアノ
ード領域３Ｐの厚みを薄くし、またアノード領域の表面
濃度を下げることで、アノード領域３Ｐからのホールの
注入を抑制し、以てアノード近辺のキャリア密度を下げ
てリカバリーピーク電流Ｉｒｒを小さくしようとしてい
る。これにより、リカバリーピーク電流Ｉｒｒは約４０
％低減され、かつリカバリー時の傾きｄＩｒ／ｄｔも約
１／２に減少するという結果が報告されている。

【００１３】しかし、この構造でも、降伏電圧を確保す
るためにはアノード領域３Ｐの厚みと濃度とをある程度
の値に設定することが必要となり、アノード領域の薄膜
化及び低濃度化にも限界があることから、第２従来技術
（II）と同様に、アノード近辺のキャリアを十分コント
ロールすることができないという問題点が残る。

【００１４】（IV）更に、第４の従来技術を適用した
ダイオード構造としては、平成７年電気学会産業応用部
門全国大会ＰＰ７９−８０に開示されたものがある。こ
の構造例を図２１に示す。同図２１中、図１７と同一記
号のものは同一のものを示す。図２１の記号２ＰＰは、
プロトン照射によってダメージを受けた領域を示す。こ
の従来技術では、ｐｉｎ構造において、リカバリー時の
損失低減化のために、既述の白金ドープに代えて電子線
照射を行いｎ層内のキャリアのライフタイムを低減化し
て消失時間Ｔｒｒの増大化を図ると共に、更に、プロト
ン照射によってｎ−層内のライフタイムを局所的にコン
トロールし、アノード領域近辺のキャリア密度を下げて
リカバリーピーク電流Ｉｒｒを小さくしようとしたもの
である。これにより、電子線照射のみの場合と比べて、
傾きｄＩｒ／ｄｔが１／２以下に、リカバリーピーク電
流Ｉｒｒが４０％程減少した旨が報告されている。

【００１５】

【特許文献１】特開平８−４６２２１号公報

【特許文献２】特公昭５９−４９７１４号公報

【特許文献３】特開平８−１２５２００号公報

【特許文献４】特公昭４７−２７３０号公報

【特許文献５】特開平５−１０２１６１号公報

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第４の従来技
術に係るダイオードの構造に対しては、後程、本願出願
人が実証するように、プロトン照射量（プロトンドーズ
量）を実用的なレベルにまで上げていくと降伏電圧が著
しく低下していくために、上記第１，第２，第３の従来
技術と同じく、アノード領域近辺のキャリアを十分にコ
ントロールすることができないという問題点があること
を、指摘できる。

【００１７】実際に本願出願人がプロトン照射によって
上記第４従来技術と同様なサンプルを試作し、その試作
品の、プロトンドーズ量の増加に対する耐圧ないし降伏
電圧を評価して得られた実験結果を、図２２に示す。
尚、図２２には、リカバリー前に流していた順方向電流
Ｉｆ（図１９参照）に対するリカバリーピーク電流Ｉｒ
ｒの測定結果をも示している。この実験は、プロトンビ
ームの加速エネルギーをアルミホイール等のバッファに
よって調整することにより、その照射量を変えつつ、ア
ノード近辺にプロトン照射を行い、その後、３４０゜Ｃ
の熱処理を施した後の耐圧を評価したときの結果であ
る。同図２２中、横軸は相対値として表わしたプロトン
ドーズ量を示し、左側の縦軸は降伏電圧Ｖｒを示し、右
側の縦軸は比（Ｉｒｒ／Ｉｆ）を示す。ここでは、上述
の通り、プロトンが照射される深さないしは照射位置を
固定した上で、プロトンの照射量のみを変えている。同
図２２に示されている通り、プロトン照射量の増大とと
もに耐圧Ｖｒが低下していることが理解される（図２３
を対比参照）。尚、この耐圧Ｖｒの低下原因については
後で述べる。

【００１８】図２１に示した第４の従来技術の場合は、
図２２の実験結果で言えば、プロトンドーズ量の相対値
が１程度の場合に該当する。しかし、重金属拡散や電子
線照射によって得られるよりも一層にキャリアのライフ
タイムの短い低ライフタイム領域をプロトン照射によっ
てＮ−層内に効果的に形成するには、（つまりリカバリ
ーピーク電流Ｉｒｒをより一層小さくするには、）図２
２の比（Ｉｒｒ／Ｉｆ）の測定結果から理解されるよう
に、プロトンの照射量を大きくすることが必要であり、
実用的には、相対値で言えば、プロトンのドーズ量とし
ては１０〜１００cm^-3程度の値が望まれる。

【００１９】しかるに、図２２に示す通り、その程度の
大きさにまでプロトンのドーズ量を増やすと、耐圧劣化
の影響は無視できない程に大きくなり、デバイス特性は
非実用的なものとならざるを得ないのである。この点
が、プロトン照射を用いた第４従来技術の抱える重大な
問題点である。そういう意味では、上記第４の従来技術
では、局所ライフタイムコントロールについて、十分な
最適化の検討がなされていなかったと言える。

【００２０】この発明は上記に述べた全ての問題点を解
決するためになされたものである。即ち、この発明は、
逆回復特性として、第３半導体層近辺のキャリア密度
を下げてリカバリーピーク電流（Ｉｒｒ）をより一層小
さくなるように、かつ、第１半導体層と第２半導体層
との界面とは反対面側近辺の第１半導体層のキャリア密
度を上げてリカバリー電流消失時間（Ｔｒｒ）を長くな
るように、第１半導体層内のキャリアのライフタイムを
コントロールしても、降伏電圧の低下の無い、新規な
構造を有する半導体装置を実現することを、目的として
いる。

【００２１】特に、この発明では、上記，を同時に
満足させる点に主眼が置かれている。この場合には、更
に、例えば既述した第１従来技術を適用することによっ
て第１半導体層のキャリア密度の最適化を図ることで、
上記をも実現することが可能であり、この点も本発明
の副次的な目的である。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る半導体装置は、第１導電型の第１半
導体層と、前記第１半導体層の主面と第１界面をなす第
１主面と前記第１主面に対向する第２主面とを有し、且
つ前記第１導電型の不純物を含むと共に、ダメージを受
けて格子欠陥化状態にあるダメージ部分をも含む第２半
導体層と、前記第２半導体層の前記第２主面と第２界面
をなす主面を有する第２導電型の第３半導体層とを備
え、前記第２半導体層に於ける第２ライフタイムは前記
第１半導体層に於ける第１ライフタイムよりも小さく、
前記第２半導体層に於ける抵抗値は前記第２界面から前
記第１界面に向けて単調に減少していることを特徴とす
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）実施の形態１で
は、新規なｐｉｎ構造を有する半導体装置が提供され
る。そのような半導体装置の好適な一例として、ここで
は、本発明をダイオードに適用した例を説明する。本実
施の形態に係るダイオードは、ＰＮ接合のＰ層とＮ層と
の界面からＮ層内の所定の深さないしは所定位置までに
わたって、予め所定のイオンとしてヘリウムイオンが照
射されてダメージを与えられたことによって、当該界面
から抵抗値が単調に減少してゆくという特性を具備し
た、ダメージ領域を有している。このようなダメージ領
域が上記界面近辺ないし接合付近のＮ層内に形成されて
いることで、耐圧ないし降伏電圧に影響をもたらすこと
なく（不変）、より一層ソフトなリカバリー特性を実現
することが、可能となる。以下、より具体的な分析を通
じて、上記ダメージ領域を有する本ダイオードについて
説明する。

【００２４】（１）図１は、この発明の実施の形態１
に係るダイオードの縦断面図である。同断面図１におい
て、第１導電型の第１半導体層（Ｎ型基板）１は、カソ
ードＮ＋層１Ａと、その表面上に形成されたＮ−層１Ｂ
とからなる。本実施の形態では、Ｎ型の導電型が第１導
電型にあたる。

【００２５】この第１半導体層１の第１主面上には、同
じくＮ型の導電性を有する第２半導体層２が軽イオン
（例えばＨｅイオン）照射によりダメージを受けた状態
として形成されており、第２半導体層２の第１主面と第
１半導体層１の第１主面とは第１界面Ｓ１を形成してい
る。この第２半導体層２が本実施の形態の特徴部分であ
り、後述の説明から後程理解されるように、同層２は、
（i）第１半導体層１におけるキャリアのライフタイム
τ１（第１ライフタイムタイムと呼ぶ）よりも短いない
しは小さいライフタイム（第２ライフタイムと呼ぶ）τ
２を有し、且つ（ii）単調減少する抵抗値を有する、領
域である。以後、第２半導体層２を「低ライフタイム層
ないし低ライフタイム領域」と呼ぶ。

【００２６】低ライフタイム層２の（上記第１主面に対
向する）第２主面上には、第２導電型（ここでは、Ｐ
型）の不純物拡散により形成された第３半導体層（アノ
ード層に該当。以下、アノードＰ層と呼ぶ）３が配設さ
れており、同層２の第２主面と同層３の第２主面とは第
２界面Ｓ２を形成している。ここでは、アノードＰ層３
の厚みは薄く設定されており、３μｍ程度である。

【００２７】更に、アノードＰ層３の第１主面上にはア
ノード電極（第１主電極）５が、又、カソードＮ＋層１
Ａの裏面にあたる第２主面上にはカソード電極（第２主
電極）６が、各々形成されている。

【００２８】ここでは、例えば、既述した第１従来技術
におけるＰｔ，Ａｕ等の重金属の拡散を本デバイスにも
採用し、重金属の拡散時間又は拡散温度をコントロール
することで、第１半導体層１中のキャリアのライフタイ
ムτ１を低ライフタイム層２のそれ（τ２）よりも長く
なるようにして、カソード側のキャリア密度の増大化を
図っている。尚、厳密には、第１半導体層１内の重金属
の拡散係数にも若干勾配があるので、カソードＮ＋層１
Ａ側のライフタイム（τ１Ａ）の方がＮ−層１Ｂのライ
フタイム（τ１Ｂ）よりも若干長くなる。この技術は、
勿論、図１９に示したリカバリー電流消失時間Ｔｒｒの
増大化を図るためのものである。

【００２９】そして、リカバリーピーク電流Ｉｒｒの値
を従来よりもより小さくし、かつ、重金属拡散技術の適
用により得られるリカバリー電流消失時間Ｔｒｒの長時
間化にも影響を与えないようにするという観点から、上
記低ライフタイム層２の厚みないしは第２界面Ｓ２から
の深さｄは、後述するように、所定の範囲内の値に制御
されている。

【００３０】（２）次に、この実施の形態のダイオー
ドの動作について説明する。

【００３１】図１の構造において、アノード電極５とカ
ソード電極６間に所定のアノード電圧ＶＡＫを順バイア
スとして印加し（図１８参照）、アノード電圧ＶＡＫが
あるしきい値（〜０．６Ｖ）を超えると、アノード電極
５よりホールが低ライフタイム層２を介してＮ−層１Ｂ
に注入され、ダイオードが導通する。そして、アノード
電圧ＶＡＫが図１８に示すオン電圧値Ｖｆに等しくなっ
たときに、定格電流Ｉｆが流れる。また、カソード電極
６とアノード電極５間に所定のアノード電圧ＶＫＡを逆
バイアスとして印加すると（図１８参照）、アノード電
圧ＶＫＡが降伏電圧Ｖｒを超えない限り、ダイオードは
導通しない。

【００３２】後述する通り、この低ライフタイム層２は
ＰＮ接合の降伏電圧に何らの影響をも与えないため、こ
の構造のダイオードでは、降伏電圧が、低ライフタイ
ム層２が形成されていない場合のダイオードのそれと比
べて低下しないという利点が得られる。しかも、アノー
ド側に低ライフタイム層２が形成されているので、アノ
ード近辺のキャリア密度が著しく低減され、リカバリ
ー時のリカバリーピーク電流Ｉｒｒ（図１９参照）を既
述の第１〜第４従来技術よりもより一層小さくすること
ができるという利点も同時に得られる。しかも、このダ
イオードでも、第１従来技術と同様に、予め重金属を第
１半導体層１内に拡散させるが、その拡散量をコントロ
ールすることにより、カソードＮ＋層１Ａ側のライフタ
イムを長くしてカソード側のキャリア密度を高めている
ので、オン時のオン電圧Ｖｆ（図１８参照）を低下させ
て、リカバリー電流消失時間Ｔｒｒ（図１９参照）を
長くすることもできる。

【００３３】（３）図１のダイオード構造の上記利点
を実証すべく、今回、既述した従来の第４技術における
プロトン照射の場合と本実施の形態のヘリウムイオン照
射の場合とにおける、それぞれの照射の降伏電圧への影
響を調査した。その調査は、荷電粒子（Ｈ⁺，Ｈｅ⁺）照
射後、熱処理を施した後の各サンプルについて、広がり
抵抗（spread resistance：以下、ＳＲと呼ぶ。）を測
定することで行われた。ここに、ＳＲ測定とは、図２に
模式的に例示するように、例えば半導体素子を斜め方向
に研磨し（勿論、垂直方向に研磨した場合でも良い）、
研磨面ＳＳ上に２つの電極針をそれぞれ接触させ、当該
両電極針を方向Ｄ１に沿って移動させながら両電極針間
の広がりＳＰで生ずる抵抗（即ち、広がり抵抗）を測定
することで、半導体素子内の抵抗値ないしは抵抗率を求
めるという方法であり、これは既知の測定技術である。

【００３４】従来のプロトン照射の場合のＳＲ測定結果
とＨｅイオン照射を行った本デバイスのＳＲ測定結果
を、それぞれ図３及び図４に示す。両図３，４に示す測
定は、いずれも米国 SOLID STATE MEASUREMENTS,INC.社
の測定器を用いて行われたものであり、両図３，４の横
軸は、図１で言えばアノードＰ層３の第１主面からの深
さＬとして与えられる荷電粒子照射位置を示す。又、両
図３，４中、測定結果Ｒ，ρ，Ｎは、それぞれ、広がり
抵抗，素子の抵抗率，不純物濃度を示している。広がり
抵抗Ｒと抵抗率ρないしは不純物濃度Ｎとの間には、シ
リコンでは既知の換算値があるので、広がり抵抗Ｒが測
定されれば、その換算値を用いることで、抵抗率ρ、従
って不純物濃度Ｎの値は自動的に算出される。又、両図
３，４の縦軸は対数スケールで示される。両図３，４の
測定で用いられたサンプルは、いずれも同一基板、同一
材料を用いて製作されたものであり、照射源のみが異な
るにすぎず（即ち、Ｈ⁺かＨｅ⁺かの違い）、電気特性
（リカバリー特性）が両者で同じになるようにそれぞれ
の照射量をコントロールしたものである。ドーズ量は、
図２２の相対値で言えば、実用的な、１０〜１００cm^-3
程度の値である。

【００３５】プロトン照射の場合には、図３中の記号Ｒ
１で示されるように、プロトン照射によるダメージの高
抵抗部分とウエハのＮ−層の間に、低抵抗の領域が測定
されている。ここで、「ダメージ」とは、軽イオン照射
により半導体層の抵抗が大きくなるという意味で用いら
れている。これは、プロトンにより形成されたダメージ
層がその後の熱処理によりドナー化（不純物化）したも
のであると考えられる。このドナー化現象は現実的には
ダメージ層全体に渡って起こっているものと考えられ、
このため、プロトン照射では降伏電圧が低下するのであ
る。

【００３６】一方、図４に示すヘリウムイオン照射の場
合には、図３と比較して明らかな通り、図３の領域Ｒ１
で示されるようなドナー化現象は生じておらず、広がり
抵抗Ｒないし抵抗率ρは、アノードＰ層３の第１主面か
らの深さＬないしは界面Ｓ２からの深さの増大と共に、
単調に減少している。即ち、ヘリウムイオン照射により
形成されるダメージ部分は高抵抗な領域として測定され
ており、プロトン照射の様なドナー化現象は起こってい
ないと判断できる。従って、ヘリウムイオン照射によれ
ば、照射によるダメージのみが接合付近のｎ層内に形成
されるのみであり、そのために降伏電圧Ｖｒ（図１８）
の低下が照射によっても起きないのである。勿論、この
点は、ヘリウムイオンの照射量に依存するものではな
い。

【００３７】図２３に、ヘリウムイオン照射量に対する
耐圧Ｖｒ及びリカバリピーク電流Ｉｒｒの特性に関する
測定結果を示す。同図２３の左右の縦軸は、図２２の場
合と同様に、それぞれ耐圧Ｖｒ，相対比（Ｉｒｒ／Ｉ
ｆ）を示す。図２２と図２３を対比参照すれば明白な通
り、ヘリウムイオン照射の場合には、実用的にみて十分
に小さなリカバリ電流値Ｉｒｒを実現しうる照射量１０
〜１００cm^-3程度（相対値）のヘリウムイオンを照射し
ても、耐圧Ｖｒの変化は殆ど見られない。

【００３８】このように、ヘリウムイオン照射による低
ライフタイム領域２の形成は、照射を受けたＮ−層部分
を熱処理後もドナー化させないという作用をもたらし、
これによって耐圧Ｖｒを不変とさせるのである。

【００３９】（４）次に、図１の構造のダイオードの
逆回復特性について述べる。

【００４０】このダイオードでは、アノード近辺に、即
ち、ＰＮ接合面たる界面Ｓ２周辺に、ヘリウムイオン照
射によりダメージを受けた低ライフタイム領域２が形成
されている。このため、アノード近辺のキャリア密度
が著しく低下し、リカバリーピーク電流Ｉｒｒが著しく
小さくなる。しかも、上記（３）で述べた通り、照射
による耐圧Ｖｒの劣化はない。

【００４１】また、このダイオードでは、ヘリウム照射
によるダメージがアノード近辺にのみ局所的に形成され
ているため、このようなダメージが形成されていない従
来のダイオードと比べて、ダメージの形成されていない
その他の領域、つまり、図１のＮ−層１Ｂ，カソードＮ
＋層１Ａ中のキャリアのライフタイムを長くする必要が
ある。というのは、低ライフタイム領域２をＮ−層１Ｂ
内に局所的に形成しているので、仮にその他のＮ型層の
ライフタイムを上記領域２が形成されていないときと同
一の値にしてしまうと、オン時のＯＮ電圧Ｖｆが高くな
ってしまい、ロスを生じることとなる。そこで、これを
回避するには、その他のＮ型層のライフタイムをより長
くコントロールして、オン電圧Ｖｆを下げる必要がある
のである。この点は、低ライフタイム領域２の厚みｄを
最適化すると共に、既述の重金属拡散技術の適用によっ
て、実現しうる。この長いライフタイムの実現はカソー
ド近辺のキャリア密度を増し、このため、リカバリー電
流消失時間Ｔｒｒが長くなる。

【００４２】（５）図５は、上記の低ライフタイム領
域２を形成した場合のダイオードの逆回復特性を分析す
るための、シミュレーションのモデルを示すものであ
る。同図５中、図１と同一記号のものは同一部分を示
す。但し、このモデルでは、図１の低ライフタイム領域
２にあたる領域は、図５の領域２Ｓ及び領域２Ｓ１に二
分されるものとされている。この内、一方の領域２Ｓ
は、ヘリウムイオンビームの半値幅（≒１０μｍ）を考
慮して設定された領域であり、領域２Ｓの厚みｄ１は上
記半値幅分に相当するものとされている。従って、図５
のモデルにおける他方の領域２Ｓ１の部分は、実際には
ヘリウムイオン照射を受けたダメージ部分である筈では
あるが、シミュレーションの便宜のために、当該領域２
Ｓ１は単にＮ−層１Ｂと同じライフタイムを有するＮ型
半導体層として扱われている。実際には、両領域２Ｓ，
２Ｓ１は共にヘリウムイオン照射によりダメージを受け
た層であるから、各領域２Ｓ，２Ｓ１のそれぞれのライ
フタイムをτ２Ｓ、τ２Ｓ１として表わせば、τ１＞τ
２Ｓ１＞τ２Ｓの関係が成立するものと考えられ、従っ
て、図１では、図５の両領域２Ｓ，２Ｓ１を含めて両者
を一体的に第２半導体層（低ライフタイム層）２として
定義している。

【００４３】このシミュレーションを行うに際して、各
パラメータは次の通りに設定されている。即ち、モデル
のダイオードは耐圧６００Ｖクラスのダイオードに設定
しており、Ｎ−層１Ｂの比抵抗を３０Ω．ｃｍに、その
厚みを３０μｍに設定している。ただし、実際に拡散ウ
エハを用いていることに対応させるために、Ｎ−層１Ｂ
とＮ＋層（Ｎ⁺基板）１Ａとの間に１００μｍ程度の濃
度勾配部分があるものと、本モデルでは設定されてい
る。又、アノードＰ層３の深さないし厚みは実際のダイ
オードにあわせて３μｍに設定されており、その表面濃
度は１ｅ１７と設定している。更に、低ライフタイム領
域のない場合の、つまり図１７に示す従来技術に該当す
る場合のダイオードのライフタイムは、全領域につい
て、５０ｎｓｅｃ．としている。一方、低ライフタイム
領域の存在する場合には、図５のモデルにおける低ライ
フタイム領域２Ｓの幅ｄ１をヘリウムイオンビームの半
値幅に対応させて１０μｍとし、その領域２Ｓのライフ
タイムを８ｎｓｅｃ．（＜１／１０×２００ｎｓｅ
ｃ．）とし、その他の領域（２Ｓ１，１Ｂ，１Ａ）のラ
イフタイムを２００ｎｓｅｃ．としている。そして、低
ライフタイム領域２ないし２Ｓの界面Ｓ２からの位置な
いし深さｄを変えて、リカバリー特性のシミュレーショ
ンを実行した。

【００４４】シミュレーションは、図１８に示すオン電
圧Ｖｆと図１９に示す逆回復特性（Ｉｒｒ，Ｔｒｒ）と
について、市販のシミュレータＭｅｄｉｃｉを用いて行
われている。得られたシミュレーション結果を図６に示
す。

【００４５】図６において、それぞれの特性Ｔｒｒ，Ｉ
ｒｒ，Ｖｆはキャリアのライフタイムを全領域で同じに
した場合（つまり、領域２Ｓの形成が無い場合）の各特
性に対する規格値として示されている。従って、相対比
が１のときは、本デバイスは従来のもの（例えば、図１
７に示すもの）と同一の特性を示すこととなる。

【００４６】図６のシミュレーション結果を考察する
と、次の点が理解される。先ず、オン電圧Ｖｆは、低ラ
イフタイム領域２ＳがＮ型基板内に深く形成されるにつ
れて大きくなる。他方、リカバリーピーク電流Ｉｒｒ
は、その深さが２０μｍのときに極小となり、そのとき
の位置から照射位置がずれるとその値が大きくなる。
又、リカバリー電流消失時間Ｔｒｒは、オン電圧Ｖｆの
場合とは逆に、低ライフタイム領域２Ｓが深く形成され
るにつれて小さくなる。このような結果は、低ライフタ
イム領域２Ｓが界面Ｓ２から深く形成されるにつれて、
低ライフタイム領域２Ｓ及びその近辺のキャリア密度が
少なくなり、オン電圧Ｖｆが高くなることを示してい
る。また、リカバリーピーク電流Ｉｒｒが極小値を持つ
のは、図５のモデルでは領域２Ｓ１，２Ｓが設定されて
いる結果、低ライフタイム領域２Ｓが深くなると、逆に
アノード最近辺のキャリア、つまり領域２Ｓ１内のキャ
リアが多くなるためであると考えられる。さらに、低ラ
イフタイム領域２Ｓが深く形成されるにつれて、カソー
ド側のキャリアは減少するため、リカバリー電流消失時
間Ｔｒｒは、低ライフタイム領域２Ｓが深くなるにつれ
て小さくなる。

【００４７】既述した本発明の目的〜を達成するた
めには、図６のシミュレーションにおける相対値で言え
ば、Ｖｆ≒１（オン電圧Ｖｆの不変化→時間Ｔｒｒを長
くする）、Ｉｒｒ＜１，Ｔｒｒ＞１の関係が成立するよ
うに、低ライフタイム領域２ないしは２Ｓの厚みないし
深さｄを設定する必要がある。特にＩｒｒ＜１の関係式
の成立が重視されなければならない。かかる観点から図
６のシミュレーション結果を評価するならば、低ライフ
タイム領域２ないしは２Ｓの厚みｄを１０μｍ〜３０μ
ｍの範囲内にコントロールするときには、従来よりも良
好なソフトリカバリー特性が得られることが理解され
る。

【００４８】さらに、ヘリウムイオン照射位置ｄを時間
Ｔｒｒが従来の場合と同じになる図６の照射位置３０μ
ｍに設定したときの、オン状態でのキャリア密度を調査
した。その結果、アノード電極５より注入されたホール
密度分布がＮ基板１側の濃度分布と交わる点の深さ、つ
まり、オン状態での第１半導体層１の不純物濃度と第１
半導体層１内に注入されたキャリアの濃度とが同じにな
る位置は、界面Ｓ２からみて５８μｍの位置にあった。
ということは、ヘリウムイオン照射位置ｄは上記の通り
１０μｍ〜３０μｍの範囲内にコントロールされるの
で、アノード電極５より注入されたホールがＮ基板１と
交わる点の深さの半分以下にヘリウムイオン照射位置ｄ
を設定すれば、リカバリー電流消失時間Ｔｒｒを、重金
属拡散や電子ビーム照射の施されていない従来の場合
（図１７）よりも長い時間（時間Ｔｒｒの相対値＞１）
に設定することが可能になる。

【００４９】（６）次に、上記シミュレーション結果
を踏まえて、実際にダイオードを試作した。試作では、
従来のダイオードに比べて全体に施すライフタイムコン
トロールを弱めたｐｉｎ構造に対して、上述のヘリウム
イオン照射を行ない、その後、熱処理（アニール）を施
した上で、上記シミュレーション同様に、各特性Ｖｆ，
Ｉｒｒ，Ｔｒｒのヘリウムイオン照射位置依存性を調査
した。但し、ここでは、ヘリウムイオン照射位置は、ア
ノードＰ層３（厚み３μｍ程度）を含めた深さＬ（図１
参照）で以て表わされる。ヘリウムイオン照射は、シミ
ュレーション同様に、照射ビームの半値幅が１０μｍで
ある条件で行なわれており、照射量は実用的な相対値レ
ベルで１０〜１００cm^-3程度（図２２参照）である。ま
た、本試作では、熱処理を加えたダイオードのＳＲ測定
結果を評価し（図４，図８参照）、ダメージを受けた低
ライフタイム領域の比抵抗の変化とＮ基板の比抵抗の変
化とが交わる点、図４，図８の例では、点Ｐを、ヘリウ
ムイオン照射位置Ｌとしている。その試作結果を図７に
示す。図７の縦軸は、図６と同様に、領域２の無い従来
構造（図１７参照）の特性に対する相対値として与えら
れている。

【００５０】図７に示されるように、試作結果も図６の
シミュレーション結果とほぼ同様の結果であり、オン電
圧Ｖｆは低ライフタイム領域２（図１）が深くなるにつ
れて大きくなる。リカバリーピーク電流Ｉｒｒは深さＬ
が２８μｍのときに極小となり、当該深さ（＝２８μ
ｍ）からヘリウムイオン照射位置Ｌがずれると、その値
が大きくなる。リカバリー電流消失時間Ｔｒｒは、オン
電圧Ｖｆとは、逆に、低ライフタイム領域２の位置Ｌが
深くなるにつれて小さくなる。図６と図７とでは、アノ
ードＰ層３の厚みを差し引いたとしても、リカバリーピ
ーク電流Ｉｒｒの極小値近辺のリカバリーピーク電流Ｉ
ｒｒのヘリウムイオン照射位置に対する変化に差が生じ
ているが（図７ではリカバリ電流Ｉｒｒの変化が小さ
い）、これは、図６のシミュレーションでは図５の領域
２Ｓ１を非ダメージ領域として扱っていることに起因し
ているものと、考えられる。従って、図５の領域２Ｓ１
もダメージ領域として実際に考える必要性が、ここに見
出される。

【００５１】図７の試作結果からは、従来の場合と比較
して、低ライフタイム領域２の位置Ｌを１５μｍ〜４０
μｍの範囲内にすると、従来よりもリカバリー特性が改
善される（特にリカバリーピーク電流Ｉｒｒ＜１とな
る）。

【００５２】アノードＰ層３の第１主面からのヘリウム
イオン照射位置Ｌを図７の２８μｍにコントロールして
試作品を試作した場合のＳＲ測定結果を、図８に示す。
同図８より理解される通り、ダメージを受けた低ライフ
タイム領域の抵抗は、ダメージを与える前の約５０倍強
になっている。ということは、低ライフタイム領域２の
抵抗率が第１半導体層１のそれの５０倍以上に設定され
ることが望ましい。又、ライフタイムに関しては、既述
したシミュレーションの条件設定からみて、（低ライフ
タイム領域２のライフタイムτ２）＜１／１０×（第１
半導体層１のライフタイムτ１）の関係が成立している
ことが望まれる。これにより、Ｎ型基板１内のキャリア
密度を適切にすることが可能となる。

【００５３】ヘリウムイオン照射位置Ｌをリカバリーピ
ーク電流Ｉｒｒが極小となる２８μｍの位置にコントロ
ールして低ライフタイム領域２を形成した場合のリカバ
リー特性を、図９に示す。又、ヘリウムイオン照射を行
なわない場合のダイオードの逆回復特性の結果を、図１
０に示す。両図９，１０において、記号Ｉ_kがアノード
−カソード間電流を示している。他の記号は既述した通
りである。両図９，１０を比較してわかる通り、図９の
本発明のダイオードの方が、リカバリーピーク電流Ｉｒ
ｒがより小さくなっており、且つリカバリー電流消失時
間Ｔｒｒもより長くなっている。

【００５４】（７）以上の説明では、ｐｉｎ構造にお
いて、Ｎ型基板１及びアノードＰ層３をそれぞれ第１導
電型の第１半導体層及び第２導電型の第３半導体層と
し、その間に挟まれた中間層を低ライフタイム層２と
し、アノード電極５及びカソード電極６を各々第１及び
第２主電極とする場合であった（図１参照）。しかし、
本発明はこれに限られるものではなく、（ｉ）ｐ型半導
体基板を第１導電型の第１半導体層とし、（ｉｉ）その
上に形成された、よりライフタイムが短く且つ単調減少
する抵抗率を有するｐ型の半導体層を第１導電型の第２
半導体層とし、（ｉｉｉ）更にその上に形成されたカソ
ードｎ層を第２導電型の第３半導体層とし、（ｉｖ）カ
ソード電極及びアノード電極をそれぞれ第１及び第２主
電極とする、半導体装置にも、適用可能である。この場
合の第２半導体層は、ヘリウムイオン等の所定のイオン
照射を受けることによってダメージのみを受けた領域で
あり、その後の熱処理によってもアクセプタ化されない
性質（従って、抵抗率の単調減少化）を有する（８）又、図１，図６，図７のダイオードは、Ｎ−層
１Ｂ及びＮ＋層１Ａ中に白金等の重金属がヘリウムイオ
ン照射前に予め拡散されていることを前提とした構造で
あったが、本発明はこれに限られるものではなく、上記
重金属が予め拡散されていない場合にヘリウムイオン照
射を行って低ライフタイム領域２を形成するダイオード
にも適用可能である。この場合には、重金属拡散による
効果、即ち、既述した効果（カソード側のキャリア密
度の増大化・（重金属拡散が施されたときの従来のダイ
オードに対しての）オン電圧Ｖｆの不変化・消失時間Ｔ
ｒｒの増大化の維持）は得られないが、上述した特徴的
な効果（電流Ｉｒｒの一層の低減化）及び（耐圧不
変）は得られるため、そのような構造もなお有益な技術
を提供する。

【００５５】（９）図１に基づく上記説明は、軽イオ
ンないし所定のイオンの代表例として、ヘリウムイオン
を利用して図１の低ライフタイム領域２を形成した場合
であったが、軽イオンとしては、ヘリウムイオン以外の
ものを利用しても良い。ここでは、「軽イオン」とは、
水素イオン、即ちプロトンを除く、原子番号２のヘリウ
ムのイオンから原子番号８の酸素のイオンまでを含む、
相対的に軽い原子のイオンを意味するものとして、広義
の意味で用いられている。特に、Ｈｅ，Ｌｉ，Ｂｅとい
う、シリコンに対して一般的にドナー，アクセプタとい
う半導体不純物を構成しない部類に属する原子のイオン
を、所定のイオンに用いるのが効果的である。

【００５６】（実施の形態２）以下では、ダイオードの
好ましい製造方法について説明する。図１１〜図１４の
縦断面図は、この実施の形態における製造工程を示す。

【００５７】このダイオードを製造するには、図１１に
示す第１工程において、まずＮ＋層１ＡとＮ−層１Ｂと
からなるＮ型基板（第１導電型の第１半導体層に該当）
１を用意する。

【００５８】次に第２工程においては、図１２に示すよ
うに、Ｎ−層１Ｂの露出した表面より、Ｐ型不純物を注
入、アニールして、アノード領域３（第２導電型の第２
半導体層）をＮ−層表面上に形成する。次に、図１３に
示すように、Ｎ型基板１の表面上にアノード電極（第１
主電極）５を、Ｎ型基板１の裏面上にカソード電極（第
２主電極）６を、各々形成する。尚、カソード電極６に
ついては、後述する第３工程後にこれを形成するように
しても良い。

【００５９】次に図１４に示す第３工程において、先
ず、アノード側に、アノード電極５に対置するように、
所定のイオン源を配設する。所定のイオン源は、水素イ
オン（プロトン）を除いた軽イオン照射源であり、ここ
では、それは軽イオンの代表格たるヘリウムイオンビー
ム照射源である。次に、ヘリウムイオン照射の深さを照
射量を変えることなく調節するためのバッファ層（たと
えばアルミフォイル）７をアノード電極５の前方に配置
し（バッファ層７の厚みによってヘリウムイオンビーム
の加速エネルギーを減少させる）、このバッファ層７を
介して、ヘリウムイオンを界面Ｓ２よりＮ−層１Ｂ内に
所定の深さｄで（アノード領域３の、アノード電極５が
形成された一方の表面３Ｓ１からみて所定の深さＬで）
照射し、その後、３００゜Ｃ〜４００゜Ｃの熱処理（第
１熱処理）を照射後のデバイスに加える。これにより、
厚みｄの低ライフタイム領域２を界面Ｓ２近傍のＮ−層
１ＢＳ内に形成する。その他のＮ−層部分は記号１Ｂと
して表わす。このとき、アノード電極５の表面よりヘリ
ウムを照射することで、カソード面側より照射する場合
に比べて、アノード面（界面Ｓ２）に対する照射位置の
バラツキを小さくすることができる。上記所定の深さＬ
の範囲は、アノード領域３の膜厚が３μｍ程度であるこ
とを考えると、実施の形態１で述べた通り、１５μｍ〜
４０μｍであることが望ましい。

【００６０】上記第１〜第３工程を経て、図１に示した
ような新規なダイオード構造を得ることができる。即
ち、リカバリーピーク電流Ｉｒｒのより小さな低損失ソ
フトリカバリー特性を有する半導体装置を、耐圧を劣化
させることなく、汎用な軽イオン源たるヘリウムイオン
ビーム発生装置を用いて容易に形成することができる。
この場合、工程数は図１４の工程が増えるだけに留ま
る。

【００６１】本実施の形態で述べた技術的思想は、アノ
ード領域内のＰＮ接合面付近に低ライフタイム領域を形
成する場合にも、基本的に適用可能である。

【００６２】（実施の形態３）本実施の形態の工程を示
すフローチャートを図１５に示す。同図１５より理解さ
れる通り、本実施の形態の特徴は、ヘリウムイオン照射
工程前に、実施の形態２で述べた第２工程中に、図１６
に示す重金属拡散工程を付加することにある。この重金
属拡散工程自体は、既述した第１従来技術に相当してお
り、図１のカソードＮ＋層１Ａ側のキャリアのライフタ
イムを増やし、カソード側のキャリア密度を増大させ
て、低ライフタイム領域２を設けたことにより生じうる
オン電圧Ｖｆの増加を防止して時間Ｔｒｒを長くなるよ
うにする点にある。

【００６３】以下、図１６の工程図を参照して、さらに
カソード側のライフタイムをより長くコントロールでき
るダイオードの製造方法について説明する。

【００６４】即ち、実施の形態２に示した製造方法中、
図１２の工程終了後に、図１６に示す通り、アノード領
域３の表面上に白金又は金等の重金属をスパッタし、そ
の後、８００゜Ｃ〜９００゜Ｃの熱処理（第２熱処理）
を加えてＮ−層１ＢＳ，Ｎ＋層１Ａ内に重金属を拡散さ
せる。これにより、Ｎ＋層１ＢＳからＮ＋層１Ａにかけ
て、低ライフタイム層２のそれよりも長いライフタイム
を有する領域が形成される。図１４の工程におけるヘリ
ウムイオン照射後の熱処理温度よりも、当該熱処理温度
の方が十分に高いので、本実施の形態のように図１２の
工程と図１３の工程との間に重金属拡散工程を付加する
ことで、アノード近辺及びカソード近辺のライフタイム
を各々別々の工程としてコントロールすることが可能と
なる。

【００６５】以上より、本実施の形態の製造方法を用い
れば、耐圧を劣化させることなくソフトリカバリー特性
（Ｉｒｒ→小，Ｔｒｒ→大）をより一層改善できる半導
体装置を提供できる。

【００６６】（まとめ）この発明の各実施の形態におけ
るダイオードは、第１主電極側の第３の半導体層の底面
から所定の深さまでに形成された、単調減少する抵抗率
を有する低ライフタイム領域２を有するため、降伏電圧
に影響を及ぼすことなく、第３の半導体層近辺のキャリ
ア密度を低減して、逆回復特性の逆電流を格段に低減す
ることを可能にする。しかも、低ライフタイム領域２の
ライフタイムとその他の領域のライフタイムとをそれぞ
れ別々に最適な値にコントロールしているため、第２主
電極側の第１半導体層のキャリア密度を増大させる方向
にコントロールすることができ、逆回復特性が改善され
る。

【００６７】そして、この発明におけるダイオードで
は、低ライフタイム領域の抵抗が単調に減少しているの
で、第１半導体層と第３半導体層とで降伏電圧が決まる
こととなる。

【００６８】この発明におけるダイオードの製造方法で
は、そのような改善されたソフトリカバリー特性を有す
るダイオードを容易にかつ汎用性を以て製造することが
できる。

【００６９】尚、本発明の範囲はクレームによって与え
られるものであって、上述した明細書中の説明に限定さ
れるものではない。クレームの範囲内にある、あらゆる
修正例及び変形例は、全てこの発明の範囲内にある。

【００７０】（産業上の利用の可能性）この発明は、半
導体装置の内で、特にｐｉｎダイオードに利用されると
きに、その特徴を効果的に発揮しうる。そして、この発
明に係る半導体装置をパワーモジュールにおけるフリー
ホイールダイオードとして使用しうる。

【００７１】

【発明の効果】本発明に係る半導体装置では、第２半導
体層は高抵抗値を有する低ライフタイム領域であって、
しかも、その抵抗値は単調に減少するのみである。その
ため、第２半導体層から第１半導体層へかけて、不純物
のキャリアのライフタイムは単調に増加する。これによ
り、低ライフタイム領域が第１及び第３半導体領域間に
生じても、ＰＮ接合の降伏電圧（耐圧）を劣化させるこ
となく大きな値に維持することが可能となる。そして、
この低ライフタイム化により、第２界面近傍のキャリア
密度は十分に低減される。従って、このＰＮ接合に印加
されるバイアスを順方向バイアスから逆バイアスへ変え
たときに流れるリカバリー電流のピーク値を既述した第
１〜第４技術よりも一層に低減化することが可能とな
り、ソフトリカバリー特性を格段に改善することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるダイオードの
構造を示す縦断面図である。

【図２】ＳＲ測定法を模式的に示す図である。

【図３】従来の第４技術を適用した場合のダイオード
のＳＲ測定結果を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係るダイオードのＳ
Ｒ測定結果を示す図である。

【図５】本発明におけるシミュレーション・モデルを
示す縦断面図である。

【図６】図５のモデルに対するシミュレーション結果
を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態１におけるダイオードの
試作結果を示す図である。

【図８】図７の試作結果中、リカバリーピーク電流が
最小値を示すときのＳＲ測定結果を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態１に係るダイオードの試
作結果を示す図である。

【図１０】図９との比較のために示した、従来のダイ
オードの測定結果を示す図である。

【図１１】本発明の実施の形態２におけるダイオード
の製造方法を示す断面図である。

【図１２】本発明の実施の形態２におけるダイオード
の製造方法を示す断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態２におけるダイオード
の製造方法を示す断面図である。

【図１４】本発明の実施の形態２におけるダイオード
の製造方法を示す断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態３における製造工程を
示すフローチャートである。

【図１６】図１５中の第２工程の一部を示す断面図で
ある。

【図１７】従来の一般的なダイオードの構造を示す断
面図である。

【図１８】ダイオードの出力特性を示す図である。

【図１９】ダイオードの逆回復特性を示す図である。

【図２０】従来の第２技術を適用したときのダイオー
ドの構造例を示す断面図である。

【図２１】従来の第４技術を適用したときのダイオー
ドの構造を示す断面図である。

【図２２】従来の第４技術を適用したダイオードにお
いて、プロトン照射量と降伏電圧及びリカバリーピーク
電流との関係を示す図である。

【図２３】ヘリウムイオン照射時の降伏電圧及びリカ
バリピーク電流の測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１第１半導体層、２第２半導体層、３第３半導体
層、５第１主電極、６第２主電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層の主面と第１界面をなす第１主面と前
記第１主面に対向する第２主面とを有し、且つ前記第１
導電型の不純物を含むと共に、ダメージを受けて格子欠
陥化状態にあるダメージ部分をも含む第２半導体層と、前記第２半導体層の前記第２主面と第２界面をなす主面
を有する第２導電型の第３半導体層とを備え、前記第２半導体層に於ける第２ライフタイムは前記第１
半導体層に於ける第１ライフタイムよりも小さく、前記第２半導体層に於ける抵抗値は前記第２界面から前
記第１界面に向けて単調に減少していることを特徴とす
る、半導体装置。
【請求項２】請求項1記載の半導体装置であって、前記第２半導体層内の前記ダメージ部分は、前記格子欠
陥化状態から前記不純物化されてはいないことを特徴と
する、半導体装置。
【請求項３】請求項２記載の半導体装置であって、前記第２半導体層内の前記第１導電型不純物の濃度は略
一定であることを特徴とする、半導体装置。