JP5104166B2

JP5104166B2 - diode

Info

Publication number: JP5104166B2
Application number: JP2007251739A
Authority: JP
Inventors: 忠司三角
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2027-09-27
Also published as: JP2009087973A

Description

本発明は、ダイオードに関する。 The present invention relates to a diode.

周辺耐圧領域が形成されているダイオードが知られている。周辺耐圧領域とは、ダイオードに逆電圧が印加されたときに、アノード領域の端部近傍に高電界が印加されることを抑制する領域である。周辺耐圧領域には、例えば、リサーフ層や、ＦＬＲ（Field Limiting Ring）が設けられる。
周辺耐圧領域が形成されているダイオードでは、ダイオードのターンオフ時にアノード領域の端部近傍に電流が集中するという問題がある。すなわち、ダイオードに順電圧が印加されているとき（ダイオードがオンしているとき）には、ホールがカソード領域内に存在している。ダイオードをターンオフすると、カソード領域内のホールが、アノード領域を通ってアノード電極へ排出される。このとき、半導体基板の縁部近傍（すなわち、周辺耐圧領域とその近傍）のカソード領域に存在しているホールは、アノード領域の端部近傍を通ってアノード電極に排出される。すなわち、アノード領域の端部近傍に電流が集中する。このような電流集中は、ダイオードの故障率を増加させたり、ダイオードの使用可能環境が制限される等の問題を引き起こす。 A diode in which a peripheral withstand voltage region is formed is known. The peripheral withstand voltage region is a region that suppresses application of a high electric field in the vicinity of the end of the anode region when a reverse voltage is applied to the diode. In the peripheral withstand voltage region, for example, a RESURF layer or FLR (Field Limiting Ring) is provided.
In the diode in which the peripheral withstand voltage region is formed, there is a problem that current is concentrated near the end of the anode region when the diode is turned off. That is, when a forward voltage is applied to the diode (when the diode is on), holes exist in the cathode region. When the diode is turned off, the holes in the cathode region are discharged through the anode region to the anode electrode. At this time, holes existing in the cathode region in the vicinity of the edge of the semiconductor substrate (that is, the peripheral breakdown voltage region and its vicinity) are discharged to the anode electrode through the vicinity of the end of the anode region. That is, current concentrates near the end of the anode region. Such current concentration causes problems such as increasing the failure rate of the diode and limiting the environment in which the diode can be used.

特許文献１に、上記の問題を解決するための技術が開示されている。図１１は、特許文献１のダイオードの概略断面図を示している。なお、本明細書で参照する断面図では、図の見易さを考慮して、半導体基板の断面のハッチングを省略している。このダイオードでは、半導体基板の上面３００ａ側にアノード領域３０２が形成されている。アノード領域３０２内には、不純物濃度が高い高濃度領域３０２ａと、高濃度領域３０２ａより不純物濃度が低い中濃度領域３０２ｂと、中濃度領域３０２ｂより不純物濃度が低い低濃度領域３０２ｃが形成されている。高濃度領域３０２ａは、第１表面３００ａに形成されているアノード電極３１０と接している。低濃度領域３０２ｃは、アノード領域３０２の端部近傍に形成されている。アノード領域３０２の下側には、カソード領域３０４（ｎ⁻ドリフト領域及びｎ^＋バッファ領域）が形成されている。カソード領域３０４は、半導体基板の下面３００ｂに形成されているカソード電極３１２に接している。アノード領域３０２と半導体基板の縁部３０６の間（すなわち、周辺耐圧領域）には、リサーフ層３０８が形成されている。
このダイオードでは、アノード領域３０２の端部（すなわち、低濃度領域３０２ｃ）の不純物濃度が低い。したがって、ダイオードのオン時に、低濃度領域３０２ｃからカソード領域３０４に流入するホールが少ない。すなわち、オン時に、半導体基板の縁部３０６近傍（図１１の範囲３１６）のカソード領域３０４に存在するホールが少なくなる。したがって、ターンオフ時に、アノード領域３０２の端部近傍（図１１の範囲３１８）への電流集中を抑制することができるとされている。 Patent Document 1 discloses a technique for solving the above problem. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the diode of Patent Document 1. Note that in the cross-sectional views referred to in this specification, the cross-sectional hatching of the semiconductor substrate is omitted in consideration of easy viewing. In this diode, an anode region 302 is formed on the upper surface 300a side of the semiconductor substrate. In the anode region 302, a high concentration region 302a having a high impurity concentration, a medium concentration region 302b having a lower impurity concentration than the high concentration region 302a, and a low concentration region 302c having a lower impurity concentration than the medium concentration region 302b are formed. . The high concentration region 302a is in contact with the anode electrode 310 formed on the first surface 300a. The low concentration region 302 c is formed near the end of the anode region 302. A cathode region 304 (n ⁻ drift region and n ⁺ buffer region) is formed below the anode region 302. The cathode region 304 is in contact with the cathode electrode 312 formed on the lower surface 300b of the semiconductor substrate. A RESURF layer 308 is formed between the anode region 302 and the edge 306 of the semiconductor substrate (that is, the peripheral breakdown voltage region).
In this diode, the end portion of the anode region 302 (that is, the low concentration region 302c) has a low impurity concentration. Accordingly, there are few holes flowing from the low concentration region 302c into the cathode region 304 when the diode is turned on. That is, at the time of ON, the number of holes present in the cathode region 304 near the edge 306 of the semiconductor substrate (range 316 in FIG. 11) is reduced. Therefore, current concentration near the end of the anode region 302 (range 318 in FIG. 11) can be suppressed during turn-off.

特開平８−３１６４８０号公報JP-A-8-316480

特許文献１のダイオードでは、アノード領域３０２内に、アノード電極３１０に接している高濃度領域３０２ａが形成されている。アノード電極３１０から半導体基板へのホールの流入出は、高濃度領域３０２ａを介して行われる。したがって、ダイオードのオン時には、高濃度領域３０２ａの端部近傍のカソード領域３０４（図１１の範囲３２０のカソード領域３０４）に存在するホールは依然として多い。ダイオードがターンオフすると、範囲３１６内のホールと範囲３２０内のホールの大部分は、高濃度領域３０２ａの端部近傍（図１１の範囲３２２）を通過してアノード電極３１０に排出される。すなわち、高濃度領域３０２ａの端部近傍への電流集中が起こる。このように、特許文献１のダイオードでは、アノード領域３０２の端部近傍（範囲３１８）への電流集中は抑制できるものの、高濃度領域３０２ａの端部近傍（範囲３２２）への電流集中が発生するという問題があった。 In the diode of Patent Document 1, a high concentration region 302 a in contact with the anode electrode 310 is formed in the anode region 302. The inflow / outflow of holes from the anode electrode 310 to the semiconductor substrate is performed through the high concentration region 302a. Therefore, when the diode is turned on, there are still many holes present in the cathode region 304 (the cathode region 304 in the range 320 in FIG. 11) near the end of the high concentration region 302a. When the diode is turned off, most of the holes in the range 316 and the holes in the range 320 pass through the vicinity of the end of the high concentration region 302a (the range 322 in FIG. 11) and are discharged to the anode 310. That is, current concentration near the end of the high concentration region 302a occurs. Thus, in the diode of Patent Document 1, although current concentration near the end portion (range 318) of the anode region 302 can be suppressed, current concentration near the end portion (range 322) of the high concentration region 302a occurs. There was a problem.

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、周辺耐圧領域が形成されているとともに、ターンオフ時に電流集中がより起こり難いダイオードを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a diode in which a peripheral withstand voltage region is formed and current concentration is less likely to occur during turn-off.

本発明のダイオードは、半導体基板と、半導体基板の第１表面に形成されているアノード電極と、半導体基板の第２表面に形成されているカソード電極を有している。半導体基板の第１表面側には、アノード領域と周辺耐圧領域が形成されている。アノード領域は、半導体基板の第１表面側であって半導体基板を平面視したときに半導体基板の縁部から離れている範囲に形成されているとともに、アノード電極と接している。周辺耐圧領域は、アノード領域と半導体基板の縁部の間に形成されている。アノード領域は、半導体基板を平面視したときにアノード領域の外周縁から離れている内側範囲と、その内側範囲を囲んでいる外側範囲に区画されている。内側範囲と外側範囲の各々には、局所的に不純物濃度が高く、アノード電極とオーミック接触している高濃度領域が形成されている。そして、外側範囲の平均不純物濃度が、内側範囲の平均不純物濃度よりも低いことを特徴とする。
なお、平均不純物濃度とは、その範囲の高濃度領域と高濃度領域以外のアノード領域（以下では、高濃度領域以外のアノード領域を、通常濃度領域という）の不純物濃度の平均値を意味する。したがって、平均不純物濃度は、高濃度領域の不純物濃度と、通常濃度領域の不純物濃度と、その範囲内で高濃度領域が占める比率等に応じて変化する。
また、内側範囲と外側範囲の各々に形成されている高濃度領域は、互いに繋がっていてもよいし、複数個に分離されていてもよい。 The diode of the present invention has a semiconductor substrate, an anode electrode formed on the first surface of the semiconductor substrate, and a cathode electrode formed on the second surface of the semiconductor substrate. An anode region and a peripheral breakdown voltage region are formed on the first surface side of the semiconductor substrate. The anode region is formed on the first surface side of the semiconductor substrate, in a range away from the edge of the semiconductor substrate when the semiconductor substrate is viewed in plan, and is in contact with the anode electrode. The peripheral withstand voltage region is formed between the anode region and the edge of the semiconductor substrate. The anode region is partitioned into an inner range that is separated from the outer peripheral edge of the anode region when the semiconductor substrate is viewed in plan, and an outer range that surrounds the inner range. In each of the inner range and the outer range, a high concentration region having a locally high impurity concentration and in ohmic contact with the anode electrode is formed. The average impurity concentration in the outer range is lower than the average impurity concentration in the inner range.
The average impurity concentration means the average value of the impurity concentration in the high concentration region and the anode region other than the high concentration region (hereinafter, the anode region other than the high concentration region is referred to as a normal concentration region). Therefore, the average impurity concentration varies depending on the impurity concentration in the high concentration region, the impurity concentration in the normal concentration region, the ratio of the high concentration region in the range, and the like.
Further, the high concentration regions formed in each of the inner range and the outer range may be connected to each other or may be separated into a plurality.

図１２は、上記の構成を有するダイオードの一例を模式的に示す断面図である。なお、図１２は、この構成を有するダイオードを例示するものであって、請求項１の構成を限定するものではない。例えば、図１２に示すダイオードでは、周辺耐圧領域にリサーフ層を採用しているが、他の構成の周辺耐圧構造を採用してもよい。また、図１２の構成は、原理的に成立する最小の構成を示すものであって、実際の製品には図示していない他の領域等を付加することができる。
図１２では、参照番号２０２がアノード領域、参照番号２０６が内側範囲、参照番号２０７が外側範囲、参照番号２０２ａが内側範囲内の高濃度領域、参照番号２０２ｂが外側範囲内の高濃度領域、参照番号２０８がリサーフ層、参照番号２１０がアノード電極、参照番号２１２がカソード電極を示している。なお、図１２の例では、アノード領域２０２の下側全域に、カソード領域２０４が形成されている。 FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing an example of the diode having the above configuration. FIG. 12 illustrates a diode having this configuration, and does not limit the configuration of claim 1. For example, in the diode shown in FIG. 12, the RESURF layer is employed in the peripheral breakdown voltage region, but a peripheral breakdown voltage structure having another configuration may be employed. Further, the configuration of FIG. 12 shows the minimum configuration that is established in principle, and other areas not shown in the figure can be added to the actual product.
In FIG. 12, reference number 202 is the anode region, reference number 206 is the inner range, reference number 207 is the outer range, reference number 202a is the high concentration region in the inner range, reference number 202b is the high concentration region in the outer range, reference Reference numeral 208 denotes a RESURF layer, reference numeral 210 denotes an anode electrode, and reference numeral 212 denotes a cathode electrode. In the example of FIG. 12, the cathode region 204 is formed in the entire lower side of the anode region 202.

このダイオードでは、外側範囲２０７の平均不純物濃度が低い。したがって、ダイオードのオン時に、半導体基板の縁部２０６の近傍（図１２の範囲２１６）のカソード領域２０４に存在するホールは少ない。ダイオードのターンオフ時には、範囲２１６内のホールは、アノード電極２１０に排出される。このとき、外側範囲２０７にもアノード電極２１０とオーミック接触している高濃度領域２０２ｂが形成されているので、ホールは高濃度領域２０２ｂを通過してアノード電極２１０に排出される。すなわち、範囲２１６内のホールは、アノード領域２０２の端部近傍（図１２の範囲２１８）を通過して、高濃度領域２０２ｂからアノード電極２１０に排出される。範囲２１８にホールの流れが集中するが、上述したように範囲２１６内のホールが少量であるので、範囲２１８における電流はそれほど高くならない。
一方、外側範囲２０７の下部（図１２の範囲２２０）のカソード領域２０４には、ダイオードのオン時に、外側範囲２０７及び内側範囲２０６からホールが流入する。したがって、ダイオードのオン時に、範囲２２０のカソード領域２０４内に存在するホールは比較的多い。ダイオードのターンオフ時には、範囲２２０内のホールの多くは、外側範囲２０７の高濃度領域２０２ｂを通ってアノード電極３１０に排出される。このとき、下方から高濃度領域２０２ｂにホールが流入するので、１箇所にホールの流れが集中することが抑制される。すなわち、範囲２２０内のホールによる電流集中も抑制される。また、範囲２２０内のホールの一部は、内側範囲２０６の高濃度領域２０２ａへ流れてアノード電極３１０へ排出される。このように、範囲２２０からのホールの流れが分散されるので、より電流集中が起こり難い。
このように、このダイオードでは、アノード領域２０２の端部に平均不純物濃度が低い領域（外側範囲２０７）が形成されているのに加えて、その外側範囲２０７内にアノード電極２１０とオーミック接触している高濃度領域２０２ｂが形成されている。したがって、ターンオフ時のホールによる電流集中が抑制される。 In this diode, the average impurity concentration in the outer range 207 is low. Therefore, when the diode is turned on, there are few holes present in the cathode region 204 near the edge 206 of the semiconductor substrate (range 216 in FIG. 12). When the diode is turned off, the holes in the range 216 are discharged to the anode electrode 210. At this time, since the high concentration region 202b that is in ohmic contact with the anode electrode 210 is also formed in the outer region 207, the holes pass through the high concentration region 202b and are discharged to the anode electrode 210. That is, the holes in the range 216 pass through the vicinity of the end of the anode region 202 (range 218 in FIG. 12) and are discharged from the high concentration region 202b to the anode electrode 210. Although the hole flow is concentrated in the range 218, the current in the range 218 is not so high because the number of holes in the range 216 is small as described above.
On the other hand, holes flow into the cathode region 204 below the outer range 207 (range 220 in FIG. 12) from the outer range 207 and the inner range 206 when the diode is turned on. Therefore, there are relatively many holes present in the cathode region 204 of the range 220 when the diode is on. When the diode is turned off, most of the holes in the range 220 are discharged to the anode electrode 310 through the high concentration region 202b in the outer range 207. At this time, since holes flow into the high concentration region 202b from below, the flow of holes is suppressed from being concentrated at one place. That is, current concentration due to holes in the range 220 is also suppressed. A part of the holes in the range 220 flows to the high concentration region 202a in the inner range 206 and is discharged to the anode electrode 310. In this way, since the flow of holes from the range 220 is dispersed, current concentration is less likely to occur.
Thus, in this diode, in addition to the region (outer range 207) having a low average impurity concentration formed at the end of the anode region 202, the anode electrode 210 is in ohmic contact with the outer range 207. A high concentration region 202b is formed. Therefore, current concentration due to holes during turn-off is suppressed.

上述したダイオードは、以下の構成を備えていてもよい。すなわち、高濃度領域の不純物濃度が内側範囲と外側範囲で等しい。しかも、高濃度領域以外のアノード領域の不純物濃度が内側範囲と外側範囲で等しい。かつ、半導体基板を平面視したときに、外側範囲の面積に占める高濃度領域の面積の比率が、内側範囲の面積に占める高濃度領域の面積の比率よりも低い。
なお、不純物濃度が等しいとは、不純物濃度の差が、不純物注入工程等で生じる不純物濃度のバラツキ程度の僅かな差しかないことをいう。例えば、一度の不純物注入工程で２つの範囲に不純物を注入する場合には、両範囲の間に生じる不純物濃度の差は、制御不可能な誤差であり、２つの範囲の不純物濃度は実質的に等しいといえる。
上記の構成によれば、高濃度領域及び通常濃度領域の不純物濃度を、内側範囲と外側範囲とで等しくしたまま、外側範囲の平均不純物濃度を内側範囲の平均不純物濃度より低くすることができる。したがって、ダイオードの製造時に、内側範囲と外側範囲に同時に不純物を注入することができる。ダイオードの製造効率を向上させることができる。 The diode described above may have the following configuration. That is, the impurity concentration in the high concentration region is equal in the inner range and the outer range. Moreover, the impurity concentration in the anode region other than the high concentration region is equal in the inner range and the outer range. In addition, when the semiconductor substrate is viewed in plan, the ratio of the area of the high concentration region to the area of the outer range is lower than the ratio of the area of the high concentration region to the area of the inner range.
Note that “impurity concentration is equal” means that the difference in impurity concentration is not so small that the impurity concentration varies in an impurity implantation step or the like. For example, when impurities are implanted into two ranges in a single impurity implantation step, the difference in impurity concentration generated between the two ranges is an uncontrollable error, and the impurity concentrations in the two ranges are substantially equal. It can be said that they are equal.
According to the above configuration, the average impurity concentration in the outer range can be made lower than the average impurity concentration in the inner range while keeping the impurity concentrations in the high concentration region and the normal concentration region equal in the inner range and the outer range. Therefore, impurities can be simultaneously injected into the inner range and the outer range when the diode is manufactured. The manufacturing efficiency of the diode can be improved.

上述したダイオードでは、半導体基板を平面視したときに、外側範囲に配置されている高濃度領域の配置規則と内側範囲に配置されている高濃度領域の配置規則が異なっているように構成することができる。
なお、配置規則が異なるとは、半導体基板を平面視したときに、高濃度領域の形状、サイズ等が異なることをいう。高濃度領域が繰り返し形成されている場合には、その繰り返しピッチが異なる場合も、配置規則が異なっているといえる。 In the above-described diode, when the semiconductor substrate is viewed in plan, the arrangement rule of the high concentration region arranged in the outer range is different from the arrangement rule of the high concentration region arranged in the inner range. Can do.
Note that different arrangement rules mean that the shape, size, and the like of the high concentration region are different when the semiconductor substrate is viewed in plan. When the high concentration region is repeatedly formed, it can be said that the arrangement rule is different even when the repetition pitch is different.

高濃度領域の配置規則を内側範囲と外側範囲とで異ならせる場合、以下のように構成することができる。
すなわち、半導体基板を平面視したときに高濃度領域が線状に伸びており、線状に伸びている高濃度領域の幅が、内側範囲よりも外側範囲で狭くなるように構成することができる。
また、半導体基板を平面視したときに一つ一つの高濃度領域が円形範囲内に形成されており、高濃度領域の直径が、内側範囲よりも外側範囲で小さくなるように構成してもよい。 In the case where the arrangement rule of the high-concentration region is made different between the inner range and the outer range, it can be configured as follows.
That is, when the semiconductor substrate is viewed in plan, the high concentration region extends linearly, and the width of the high concentration region extending linearly can be configured to be narrower in the outer range than in the inner range. .
Further, when the semiconductor substrate is viewed in plan, each high concentration region is formed in a circular range, and the diameter of the high concentration region may be smaller in the outer range than in the inner range. .

上述したダイオードでは、高濃度領域の不純物濃度が内側範囲よりも外側範囲で低く、高濃度領域以外のアノード領域の不純物濃度が内側範囲と外側範囲で等しくてもよい。
このような構成によっても、外側範囲の平均不純物濃度を、内側範囲の平均不純物濃度より低くすることができる。また、外側範囲の高濃度領域をより広くすることができるので、電流集中の抑制効果を向上させることができる。 In the diode described above, the impurity concentration in the high concentration region may be lower in the outer range than in the inner range, and the impurity concentration in the anode region other than the high concentration region may be equal in the inner range and the outer range.
Even with such a configuration, the average impurity concentration in the outer range can be made lower than the average impurity concentration in the inner range. In addition, since the high concentration region in the outer range can be made wider, the effect of suppressing current concentration can be improved.

上述したダイオードは、半導体基板の第２表面側に形成されているカソード領域を備えていることが好ましい。そして、そのカソード領域が、アノード領域に接している不純物低濃度領域と、カソード電極に接している不純物高濃度領域を備えていることが好ましい。
このような構成によれば、ダイオードの耐圧をより向上させることができる。 The diode described above preferably includes a cathode region formed on the second surface side of the semiconductor substrate. The cathode region preferably includes a low impurity concentration region in contact with the anode region and a high impurity concentration region in contact with the cathode electrode.
According to such a configuration, the breakdown voltage of the diode can be further improved.

本発明によると、周辺耐圧領域が形成されているとともに、ターンオフ時に電流集中が起こり難いダイオードを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a diode in which a peripheral withstand voltage region is formed and current concentration hardly occurs at turn-off.

（第１実施例）
本発明の第１実施例に係るダイオードについて図面を参照しながら説明する。図１は、ダイオード１０の概略断面図を示している。図示するように、ダイオード１０は、半導体基板１２と、アノード電極１４と、カソード電極１６と、絶縁膜１８と、保護膜２０を備えている。アノード電極１４は、半導体基板１２の上面１２ａに形成されている。カソード電極１６は、半導体基板１２の下面１２ｂに形成されている。絶縁膜１８は、半導体基板１２の縁部２２近傍の上面１２ａに形成されている。保護膜２０は、アノード電極１４と絶縁膜１８を覆っている。なお、アノード電極１４は、図示していない箇所で、外部と接続可能となっている。また、図２は、半導体基板１２を上面１２ａ側から見た平面図を示している。なお、図２は、半導体基板１２の上面１２ａを示しているので、上面１２ａに形成されているアノード電極１４、絶縁膜１８、保護膜２０は図示されていない。図１は、図２のＩ−Ｉ線に対応する箇所の断面図である。 (First embodiment)
A diode according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the diode 10. As illustrated, the diode 10 includes a semiconductor substrate 12, an anode electrode 14, a cathode electrode 16, an insulating film 18, and a protective film 20. The anode electrode 14 is formed on the upper surface 12 a of the semiconductor substrate 12. The cathode electrode 16 is formed on the lower surface 12 b of the semiconductor substrate 12. The insulating film 18 is formed on the upper surface 12 a near the edge 22 of the semiconductor substrate 12. The protective film 20 covers the anode electrode 14 and the insulating film 18. The anode electrode 14 can be connected to the outside at a location not shown. FIG. 2 is a plan view of the semiconductor substrate 12 as viewed from the upper surface 12a side. 2 shows the upper surface 12a of the semiconductor substrate 12, the anode electrode 14, the insulating film 18, and the protective film 20 formed on the upper surface 12a are not shown. 1 is a cross-sectional view of a portion corresponding to line II in FIG.

図１に示すように、半導体基板１２の上面１２ａ側には、ｐ型のアノード領域３０（図１のｐ層とｐ^＋＋層）が形成されている。アノード領域３０は、アノード電極１４に接している。図２に示すように、アノード領域３０は、半導体基板１２の縁部２２から離れている範囲（図２の参照番号３０に示す四角の内側の範囲）に形成されている。
アノード領域３０には、局所的に不純物濃度が高い高濃度領域３２（ｐ^＋＋層）が形成されている。図１に示すように、高濃度領域３２は、アノード電極１４に接している。高濃度領域３２は、アノード電極１４にオーミック接触している。図２に示すように、高濃度領域３２は、半導体基板１２を平面視したときに、線状に伸びている。高濃度領域３２は、幅が広い第１高濃度領域３２ａと、幅が狭い第２高濃度領域３２ｂを備えている。
図２に示すように、第１高濃度領域３２ａは、アノード領域３０の中央付近の範囲内に複数個形成されている。各第１高濃度領域３２ａは、互いに平行に配置されている。以下では、第１高濃度領域３２ａが形成されている範囲のアノード領域３０（すなわち、アノード領域３０のうちの中央の範囲）を内側範囲５０という。
図２に示すように、第２高濃度領域３２ｂは、アノード領域３０の端部（外周縁）３０ａに沿って、内側範囲５０の周囲を一巡するように伸びている。第２高濃度領域３２ｂは、２重のリング状に形成されている。以下では、第２高濃度領域３２ｂが形成されている範囲のアノード領域３０（すなわち、アノード領域３０のうちの端部３０ａ近傍の範囲）を外側範囲５２という。 As shown in FIG. 1, on the upper surface 12a side of the semiconductor substrate 12, a p-type anode region 30 (p layer and p ⁺⁺ layer in FIG. 1) is formed. The anode region 30 is in contact with the anode electrode 14. As shown in FIG. 2, the anode region 30 is formed in a range away from the edge 22 of the semiconductor substrate 12 (range inside the square indicated by reference numeral 30 in FIG. 2).
In the anode region 30, a high concentration region 32 (p ⁺⁺ layer) having a locally high impurity concentration is formed. As shown in FIG. 1, the high concentration region 32 is in contact with the anode electrode 14. The high concentration region 32 is in ohmic contact with the anode electrode 14. As shown in FIG. 2, the high concentration region 32 extends linearly when the semiconductor substrate 12 is viewed in plan view. The high concentration region 32 includes a first high concentration region 32a having a wide width and a second high concentration region 32b having a small width.
As shown in FIG. 2, a plurality of first high concentration regions 32 a are formed within a range near the center of the anode region 30. The first high concentration regions 32a are arranged in parallel to each other. Hereinafter, the anode region 30 in the range where the first high-concentration region 32 a is formed (that is, the central region of the anode region 30) is referred to as the inner range 50.
As shown in FIG. 2, the second high-concentration region 32 b extends along the end (outer peripheral edge) 30 a of the anode region 30 so as to make a round around the inner range 50. The second high concentration region 32b is formed in a double ring shape. Hereinafter, the anode region 30 in the range where the second high concentration region 32 b is formed (that is, the range near the end 30 a of the anode region 30) is referred to as the outer range 52.

第１高濃度領域３２ａの不純物濃度は、第２高濃度領域３２ｂの不純物濃度と略等しい。また、高濃度領域３２以外のアノード領域３０（以下では、通常濃度領域３４という）の不純物濃度は略均一であり、内側範囲５０と外側範囲５２とで略等しい。
図１に示すように、高濃度領域３２ａ、３２ｂの深さは、いずれの高濃度領域３２ａ、３２ｂでも略等しい。
また、図２に示すように、内側範囲５０では、通常濃度領域３４が上面１２ａに露出している面積が、高濃度領域３２ａが上面１２ａに露出している面積より小さい。一方、外側範囲５２では、通常濃度領域３４が上面１２ａに露出している面積が、高濃度領域３２ｂが上面１２ａに露出している面積より大きい。すなわち、半導体基板１２を平面視したときに、外側範囲５２の面積に占める高濃度領域３２ｂの面積比率は、内側範囲５０の面積に占める高濃度領域３２ａの面積比率より低い。
したがって、外側範囲５２の平均不純物濃度は、内側範囲５０の平均不純物濃度より低い。なお、平均不純物濃度Ｎ_ａｖｅは、以下の数式により算出される。
Ｎ_ａｖｅ＝（Ｖ_ａ・Ｎ_ａ＋Ｖ_ｂ・Ｎ_ｂ）／Ｖ_ｃ
ここで、Ｖ_ａは内側範囲５０（または外側範囲５２）の高濃度領域３２の体積であり、Ｎ_ａは高濃度領域３２の不純物濃度であり、Ｖ_ｂは内側範囲５０（または外側範囲５２）の通常濃度領域３４の体積であり、Ｎ_ｂは通常濃度領域３４の不純物濃度であり、Ｖ_ｃは内側範囲５０（または外側範囲５２）の体積である。 The impurity concentration of the first high concentration region 32a is substantially equal to the impurity concentration of the second high concentration region 32b. Further, the impurity concentration in the anode region 30 (hereinafter referred to as the normal concentration region 34) other than the high concentration region 32 is substantially uniform, and the inner range 50 and the outer range 52 are substantially equal.
As shown in FIG. 1, the depth of the high concentration regions 32a and 32b is substantially the same in any of the high concentration regions 32a and 32b.
As shown in FIG. 2, in the inner range 50, the area where the normal concentration region 34 is exposed on the upper surface 12a is smaller than the area where the high concentration region 32a is exposed on the upper surface 12a. On the other hand, in the outer range 52, the area where the normal concentration region 34 is exposed on the upper surface 12a is larger than the area where the high concentration region 32b is exposed on the upper surface 12a. That is, when the semiconductor substrate 12 is viewed in plan, the area ratio of the high concentration region 32 b occupying the area of the outer range 52 is lower than the area ratio of the high concentration region 32 a occupying the area of the inner range 50.
Therefore, the average impurity concentration in the outer range 52 is lower than the average impurity concentration in the inner range 50. The average impurity concentration N _ave is calculated by the following formula.
N _ave = (V _a · N _a + V _b · N _b ) / V _c
Here, V _a is the volume of the high concentration region 32 in the inner range 50 (or the outer range 52), N _a is the impurity concentration in the high concentration region 32, and V _b is the inner range 50 (or the outer range 52). , N _b is the impurity concentration of the normal concentration region 34, and V _c is the volume of the inner range 50 (or the outer range 52).

図１に示すように、アノード領域３０の下側には、ｎ型のカソード領域３６が形成されている。カソード領域３６は、不純物濃度が低いドリフト領域３８（ｎ⁻領域）と、不純物濃度が高いバッファ領域４０（ｎ^＋領域）を備えている。ドリフト領域３８は、アノード領域３０と接する範囲に形成されている。バッファ領域４０は、カソード電極１６と接する範囲に形成されている。 As shown in FIG. 1, an n-type cathode region 36 is formed below the anode region 30. The cathode region 36 includes a drift region 38 (n ⁻ region) having a low impurity concentration and a buffer region 40 (n ⁺ region) having a high impurity concentration. The drift region 38 is formed in a range in contact with the anode region 30. The buffer region 40 is formed in a range in contact with the cathode electrode 16.

図１に示すように、アノード領域３０の端部３０ａと、半導体基板１２の縁部２２の間の範囲には、３つのＦＬＲ領域４２と、ＥＱＲ領域４４が形成されている。３つのＦＬＲ領域４２は、一定間隔を隔てて形成されており、平面視したときにリング状に伸びている。ＦＬＲ領域４２の間には、ドリフト領域３８が延出している。また、最も外側のＦＬＲ領域４２と半導体基板１２の縁部２２の間にも、ドリフト領域３８が延出している。ＦＬＲ領域４２のうちの最も内側のＦＬＲ領域４２は、アノード領域３０と接している。ＥＱＲ領域４４は、半導体基板１２の上面１２ａ及び縁部２２に露出する範囲に形成されている。ＦＬＲ領域４２とＥＱＲ領域４４の上面は、絶縁膜１８に覆われている。ダイオード１０に逆電圧が印加されたときには、ＦＬＲ領域４２とＥＱＲ領域４４によって、アノード領域３０の端部３０ａに高電界が印加されることが防止される。すなわち、ＦＬＲ領域４２とＥＱＲ領域４４によって、半導体基板１２の縁部２２近傍の耐圧を確保する周辺耐圧領域５４が形成されている。図２に示すように、周辺耐圧領域５４は、半導体基板１２の縁部２２に沿って、アノード領域３０を一巡するように形成されている。 As shown in FIG. 1, three FLR regions 42 and an EQR region 44 are formed in a range between the end 30 a of the anode region 30 and the edge 22 of the semiconductor substrate 12. The three FLR regions 42 are formed at regular intervals and extend in a ring shape when viewed in plan. A drift region 38 extends between the FLR regions 42. A drift region 38 also extends between the outermost FLR region 42 and the edge 22 of the semiconductor substrate 12. The innermost FLR region 42 in the FLR region 42 is in contact with the anode region 30. The EQR region 44 is formed in a range exposed to the upper surface 12 a and the edge portion 22 of the semiconductor substrate 12. The upper surfaces of the FLR region 42 and the EQR region 44 are covered with the insulating film 18. When a reverse voltage is applied to the diode 10, the FLR region 42 and the EQR region 44 prevent a high electric field from being applied to the end 30 a of the anode region 30. That is, the peripheral breakdown voltage region 54 that ensures the breakdown voltage in the vicinity of the edge 22 of the semiconductor substrate 12 is formed by the FLR region 42 and the EQR region 44. As shown in FIG. 2, the peripheral withstand voltage region 54 is formed so as to go around the anode region 30 along the edge 22 of the semiconductor substrate 12.

次に、ダイオード１０の動作について説明する。ダイオード１０に順電圧を印加すると、ホールが、アノード電極１４から、高濃度領域３２（３２ａと３２ｂ）と通常濃度領域３４を通過して、ドリフト領域３８に流入する。アノード電極１４からドリフト領域３８にホールが流入するのと同時に、電子が、カソード電極１６から、バッファ領域４０を通過して、ドリフト領域３８に流入する。これによって、伝導度変調現象が起こり、ドリフト領域３８の抵抗が減少する。ドリフト領域３８に流入したホールはカソード電極１６へ流れ、ドリフト領域３８に流入した電子はアノード電極１４へ流れる。すなわち、ダイオード１０がオンする。
このとき、内側範囲５０の平均不純物濃度が高いので、内側範囲５０の下部のドリフト領域３８には、内側範囲５０から多くのホールが流入する。また、外側範囲５２の平均不純物濃度が低いので、外側範囲５２の下部のドリフト領域３８に、外側範囲５２から比較的少量のホールが流入する。しかしながら、外側範囲５２の下部のドリフト領域３８には、内側範囲５０からもホールが流入する。したがって、内側範囲５０の下部のドリフト領域３８に流入するホールは比較的多い。これによって、ドリフト領域３８の広い範囲で活発な伝導度変調現象が生じる。ダイオード１０の順方向電圧は低い。それに対し、周辺耐圧領域５４の下部のドリフト領域３８には、外側範囲５２からごく少量のホールが流入するにすぎない。したがって、ダイオード１０のオン時には、内側範囲５０の下部のドリフト領域３８に多くのホールが存在し、外側範囲５２の下部のドリフト領域３８には比較的多くのホールが存在し、周辺耐圧領域５４の下部のドリフト領域３８には少量のホールが存在する状態となる。 Next, the operation of the diode 10 will be described. When a forward voltage is applied to the diode 10, holes pass from the anode electrode 14 through the high concentration region 32 (32 a and 32 b) and the normal concentration region 34 and flow into the drift region 38. At the same time as holes flow from the anode electrode 14 into the drift region 38, electrons flow from the cathode electrode 16 through the buffer region 40 and flow into the drift region 38. As a result, a conductivity modulation phenomenon occurs and the resistance of the drift region 38 decreases. The holes flowing into the drift region 38 flow to the cathode electrode 16, and the electrons flowing into the drift region 38 flow to the anode electrode 14. That is, the diode 10 is turned on.
At this time, since the average impurity concentration in the inner range 50 is high, many holes flow from the inner range 50 into the drift region 38 below the inner range 50. Further, since the average impurity concentration in the outer range 52 is low, a relatively small amount of holes flows from the outer range 52 into the drift region 38 below the outer range 52. However, holes also flow into the drift region 38 below the outer range 52 from the inner range 50. Therefore, there are relatively many holes flowing into the drift region 38 below the inner range 50. As a result, an active conductivity modulation phenomenon occurs over a wide range of the drift region 38. The forward voltage of the diode 10 is low. On the other hand, only a small amount of holes flow from the outer range 52 into the drift region 38 below the peripheral breakdown voltage region 54. Therefore, when the diode 10 is turned on, there are many holes in the drift region 38 below the inner range 50, and relatively many holes exist in the drift region 38 below the outer range 52. A small amount of holes are present in the lower drift region 38.

次に、ダイオード１０に印加する電圧をオフする（または、ダイオード１０に逆電圧を印加する）。すなわち、ダイオード１０をターンオフする。ダイオード１０をターンオフすると、ドリフト領域３８内の電子は、バッファ領域４０を通過してカソード電極１６に排出される。また、ドリフト領域３８内のホールは、通常濃度領域３４を通過して、高濃度領域３２からアノード電極１４に排出される。 Next, the voltage applied to the diode 10 is turned off (or a reverse voltage is applied to the diode 10). That is, the diode 10 is turned off. When the diode 10 is turned off, electrons in the drift region 38 pass through the buffer region 40 and are discharged to the cathode electrode 16. The holes in the drift region 38 pass through the normal concentration region 34 and are discharged from the high concentration region 32 to the anode electrode 14.

ダイオード１０のターンオフ時のドリフト領域３８内のホールの動きについて、より詳細に説明する。
内側範囲５０の下部のドリフト領域３８内のホールは、内側範囲５０の第１高濃度領域３２ａへ流れ、第１高濃度領域３２ａからアノード電極１４に排出される。このように、下方から高濃度領域３２にホールが流入するときには、電流集中はほとんど生じない。
外側範囲５２の下部のドリフト領域３８内のホールの多くは、外側範囲５２の第２高濃度領域３２ｂへ流れ、第２高濃度領域３２ｂからアノード電極１４に排出される。この場合も、下方から高濃度領域３２にホールが流入するので、電流集中はほとんど生じない。また、外側範囲５２の下部のドリフト領域３８内のホールの一部は、内側範囲５０の第１高濃度領域３２ａへも流れる。このホールの流れは、第１高濃度領域３２ａの縁部近傍（図１の範囲６０）に集中する。しかし、第１高濃度領域３２ａへ流れるホールが少量であるために、範囲６０に流れる電流はそれほど大きくならない。また、このように、第１高濃度領域３２ａへ向かう流れと第２高濃度領域３２ｂへ向かう流れに、ホールの流れが分散されるので、より電流集中が抑制される。
周辺耐圧領域５４の下部のドリフト領域３８内のホールは、外側範囲５２の第２高濃度領域３２ｂへ流れ、第２高濃度領域３２ｂからアノード電極１４に排出される。このホールの流れは、第２高濃度領域３２ｂの端部近傍（図１の範囲６２）に集中する。しかし、上述したように、ダイオード１０のオン時に周辺耐圧領域５４の下部のドリフト領域３８に存在するホールはごく少量である。したがって、範囲６２に流れる電流はそれほど大きくならない。 The movement of holes in the drift region 38 when the diode 10 is turned off will be described in more detail.
The holes in the drift region 38 below the inner range 50 flow to the first high concentration region 32a in the inner range 50 and are discharged from the first high concentration region 32a to the anode electrode 14. Thus, when holes flow into the high concentration region 32 from below, current concentration hardly occurs.
Most of the holes in the drift region 38 below the outer range 52 flow to the second high concentration region 32b in the outer range 52, and are discharged from the second high concentration region 32b to the anode 14. Also in this case, since holes flow into the high concentration region 32 from below, current concentration hardly occurs. A part of the holes in the drift region 38 below the outer range 52 also flows to the first high concentration region 32 a in the inner range 50. This hole flow is concentrated near the edge of the first high-concentration region 32a (range 60 in FIG. 1). However, since the number of holes flowing to the first high concentration region 32a is small, the current flowing in the range 60 is not so large. In addition, since the hole flow is dispersed in the flow toward the first high concentration region 32a and the flow toward the second high concentration region 32b, current concentration is further suppressed.
The holes in the drift region 38 below the peripheral withstand voltage region 54 flow to the second high concentration region 32b in the outer range 52 and are discharged from the second high concentration region 32b to the anode 14. This hole flow is concentrated near the end of the second high concentration region 32b (range 62 in FIG. 1). However, as described above, a very small number of holes exist in the drift region 38 below the peripheral withstand voltage region 54 when the diode 10 is turned on. Therefore, the current flowing in the range 62 is not so large.

このように、第１実施例のダイオード１０では、ターンオフ時の電流集中が抑制される。したがって、電流集中に起因する種々の問題を解決することができる。例えば、ダイオード１０の故障率を低下させる（寿命を増加させる）ことができる。また、ダイオード１０の使用可能環境（定格電圧、定格電流、使用可能温度範囲等）を広げることができる。 Thus, in the diode 10 of the first embodiment, current concentration during turn-off is suppressed. Therefore, various problems caused by current concentration can be solved. For example, the failure rate of the diode 10 can be reduced (the life can be increased). In addition, the usable environment (rated voltage, rated current, usable temperature range, etc.) of the diode 10 can be expanded.

次に、ダイオード１０の製造方法について説明する。図３は、ダイオード１０の製造工程のフローチャートを示している。ダイオード１０は、図４に示すように、上面１２ａ側にｎ⁻領域（ドリフト領域３８）が形成されており、下面１２ｂ側にｎ^＋領域（バッファ領域４０）が形成されている半導体基板１２から製造する。 Next, a method for manufacturing the diode 10 will be described. FIG. 3 shows a flowchart of the manufacturing process of the diode 10. As shown in FIG. 4, the diode 10 includes an n ⁻ region (drift region 38) formed on the upper surface 12a side and an n ⁺ region (buffer region 40) formed on the lower surface 12b side. To manufacture.

ステップＳ２では、範囲を選択して上面１２ａにｐ型不純物を注入する。これにより、図５に示すように、ＦＬＲ領域４２を形成する。
ステップＳ４では、範囲を選択して上面１２ａにｐ型不純物を注入する。これにより、図５に示すように、ｐ型領域４８を形成する。
ステップＳ６では、範囲を選択して上面１２ａにｐ型不純物を注入する。これにより、図６に示すように、ステップＳ６でｐ型不純物を注入した範囲が、高濃度領域３２となる。また、残りのｐ型領域４８が通常濃度領域３４となる。
ステップＳ８では、範囲を選択して上面１２ａにｎ型不純物を注入する。これにより、ＥＱＲ領域４４を形成する。
ステップＳ１０では、熱酸化法及びエッチングを利用して、絶縁膜１８を形成する。
ステップＳ１２では、蒸着等により、アノード電極１４を形成する。
ステップＳ１４では、ポリイミド等からなる保護膜２０を形成する。
ステップＳ１６では、下面１２ｂからドリフト領域３８にヘリウムを注入する。これにより、ドリフト領域３８内のキャリアのライフタイムを制御する。
ステップＳ１８では、蒸着により、カソード電極１６を形成する。
以上の工程によって、図１に示すダイオード１０が製造される。 In step S2, a range is selected and a p-type impurity is implanted into the upper surface 12a. As a result, the FLR region 42 is formed as shown in FIG.
In step S4, a range is selected and a p-type impurity is implanted into the upper surface 12a. As a result, a p-type region 48 is formed as shown in FIG.
In step S6, a range is selected and a p-type impurity is implanted into the upper surface 12a. Thereby, as shown in FIG. 6, the region where the p-type impurity is implanted in step S <b> 6 becomes the high concentration region 32. Further, the remaining p-type region 48 becomes the normal concentration region 34.
In step S8, a range is selected and an n-type impurity is implanted into the upper surface 12a. Thereby, the EQR region 44 is formed.
In step S10, the insulating film 18 is formed using a thermal oxidation method and etching.
In step S12, the anode electrode 14 is formed by vapor deposition or the like.
In step S14, a protective film 20 made of polyimide or the like is formed.
In step S16, helium is injected into the drift region 38 from the lower surface 12b. Thereby, the lifetime of carriers in the drift region 38 is controlled.
In step S18, the cathode electrode 16 is formed by vapor deposition.
Through the above steps, the diode 10 shown in FIG. 1 is manufactured.

図３に示すダイオード１０の製造工程では、ステップＳ６の高濃度領域３２形成工程で、第１高濃度領域３２ａと第２高濃度領域３２ｂを一度に形成することができる。すなわち、ダイオード１０では、内側範囲５０に対する第１高濃度領域３２ａの面積比率を、外側範囲５２に対する第２高濃度領域３２ｂの面積比率より高くすることで、内側範囲５０の平均不純物濃度が外側範囲５２の平均不純物濃度より高くされている。すなわち、第１高濃度領域３２ａと第２高濃度領域３２ｂの不純物濃度が等しい。したがって、第１高濃度領域３２ａと第２高濃度領域３２ｂを１工程で形成することができる。ダイオード１０は、高い製造効率で製造することができる。 In the manufacturing process of the diode 10 shown in FIG. 3, the first high concentration region 32a and the second high concentration region 32b can be formed at a time in the high concentration region 32 formation step of step S6. That is, in the diode 10, by making the area ratio of the first high concentration region 32 a with respect to the inner range 50 higher than the area ratio of the second high concentration region 32 b with respect to the outer range 52, the average impurity concentration of the inner range 50 is increased. The average impurity concentration of 52 is higher. That is, the impurity concentration of the first high concentration region 32a and the second high concentration region 32b is equal. Therefore, the first high concentration region 32a and the second high concentration region 32b can be formed in one step. The diode 10 can be manufactured with high manufacturing efficiency.

なお、第１実施例のダイオード１０は、図２に示す配置で高濃度領域３２が形成されていたが、種々の配置で高濃度領域３２を形成することができる。例えば図７に示すように、高濃度領域３２を格子状に配置し、第１高濃度領域３２ａと第２高濃度領域３２ｂを連続させてもよい。図７では、線状に伸びる第２高濃度領域３２ｂの幅を、線状に伸びる第１高濃度領域３２ａより狭くすることで、外側範囲５２の平均不純物濃度が内側範囲５０より低くされている。また、図８に示すように、円形の高濃度領域３２の複数個を形成してもよい。図８では、第２高濃度領域３２ｂの直径を第１高濃度領域３２ａより小さくすることで、外側範囲５２の平均不純物濃度が内側範囲５０より低くされている。このように、第１高濃度領域３２ａと第２高濃度領域３２ｂの平面形状（半導体基板１２を平面視したときの形状）は、外側範囲５２の面積に占める第２高濃度領域３２ｂの面積の比率が、内側範囲５０の面積に占める第１高濃度領域３２ａの面積の比率よりも低くなる範囲で、種々の形状とすることができる。 In the diode 10 of the first embodiment, the high concentration region 32 is formed in the arrangement shown in FIG. 2, but the high concentration region 32 can be formed in various arrangements. For example, as shown in FIG. 7, the high concentration regions 32 may be arranged in a lattice pattern, and the first high concentration region 32a and the second high concentration region 32b may be continuous. In FIG. 7, the width of the second high concentration region 32b extending linearly is narrower than the first high concentration region 32a extending linearly, so that the average impurity concentration of the outer range 52 is made lower than that of the inner range 50. . Further, as shown in FIG. 8, a plurality of circular high concentration regions 32 may be formed. In FIG. 8, the average impurity concentration of the outer range 52 is made lower than that of the inner range 50 by making the diameter of the second high concentration region 32 b smaller than that of the first high concentration region 32 a. Thus, the planar shape of the first high concentration region 32a and the second high concentration region 32b (the shape when the semiconductor substrate 12 is viewed in plan) is the area of the second high concentration region 32b occupying the area of the outer range 52. Various shapes can be used as long as the ratio is lower than the ratio of the area of the first high concentration region 32 a to the area of the inner range 50.

また、第１実施例のダイオード１０では、周辺耐圧領域５４にＦＬＲ構造（ＦＬＲ領域４２）を形成していたが、図９に示すように、周辺耐圧領域５４にリサーフ層４６を形成してもよい。 In the diode 10 of the first embodiment, the FLR structure (FLR region 42) is formed in the peripheral withstand voltage region 54. However, even if the RESURF layer 46 is formed in the peripheral withstand voltage region 54 as shown in FIG. Good.

（第２実施例）
次に、第２実施例のダイオード１００について説明する。図１０は、第２実施例のダイオード１００の概略断面図を示している。なお、第２実施例のダイオード１００の各部については、第１実施例のダイオード１０と同様の機能を有する部分については第１実施例のダイオード１０と同様の記号を付している。
図１０に示すように、第２実施例のダイオード１００では、第２高濃度領域３２ｂの幅が、第１高濃度領域３２ａと略等しくなっている。したがって、外側範囲５２の面積に占める第２高濃度領域３２ｂの面積の比率が、内側範囲５０の面積に占める第１高濃度領域３２ａの面積の比率と略等しくなっている。
また、第２実施例のダイオード１００では、第２高濃度領域３２ｂの不純物濃度が、第１高濃度領域３２ａの不純物濃度よりも低くなっている。これによって、外側範囲５２の平均不純物濃度が、内側範囲５０の平均不純物濃度より低くなっている。 (Second embodiment)
Next, the diode 100 of the second embodiment will be described. FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view of the diode 100 of the second embodiment. In addition, about each part of the diode 100 of 2nd Example, the code | symbol similar to the diode 10 of 1st Example is attached | subjected about the part which has the function similar to the diode 10 of 1st Example.
As shown in FIG. 10, in the diode 100 of the second embodiment, the width of the second high concentration region 32b is substantially equal to that of the first high concentration region 32a. Therefore, the ratio of the area of the second high concentration region 32b in the area of the outer range 52 is substantially equal to the ratio of the area of the first high concentration region 32a in the area of the inner range 50.
In the diode 100 of the second embodiment, the impurity concentration of the second high concentration region 32b is lower than the impurity concentration of the first high concentration region 32a. As a result, the average impurity concentration in the outer range 52 is lower than the average impurity concentration in the inner range 50.

第２実施例のダイオード１００でも、内側範囲５０と周辺耐圧領域５４の間に、内側範囲５０よりも平均不純物濃度が低い外側範囲５２が形成されている。したがって、ダイオード１００でも、ターンオフ時の電流集中が抑制される。
なお、第２実施例のダイオード１００では、第１高濃度領域３２ａと第２高濃度領域３２ｂとで不純物濃度が異なるので、製造工程において第１高濃度領域３２ａと第２高濃度領域３２ｂを１工程で形成することはできない。しかしながら、第２高濃度領域３２ｂの面積（半導体基板１２を平面視したときの面積）を広くすることができるので、電流集中の抑制効果が高まる。 Also in the diode 100 of the second embodiment, an outer range 52 having an average impurity concentration lower than that of the inner range 50 is formed between the inner range 50 and the peripheral breakdown voltage region 54. Therefore, even in the diode 100, current concentration at the time of turn-off is suppressed.
In the diode 100 of the second embodiment, the first high concentration region 32a and the second high concentration region 32b are different from each other in the first high concentration region 32a and the second high concentration region 32b. It cannot be formed in a process. However, since the area of the second high concentration region 32b (the area when the semiconductor substrate 12 is viewed in plan view) can be increased, the effect of suppressing current concentration is enhanced.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

ダイオード１０の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the diode 10. ダイオード１０の半導体基板１２の上面１２ａを示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing an upper surface 12a of a semiconductor substrate 12 of the diode 10. ダイオード１０の製造工程を示すフローチャート。4 is a flowchart showing a manufacturing process of the diode 10. ダイオード１０の材料である半導体基板１２の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate 12 that is a material of the diode 10. ｐ型領域４８形成工程後の半導体基板１２の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the semiconductor substrate 12 after the step of forming a p-type region 48. 高濃度領域３２形成工程後の半導体基板１２の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the semiconductor substrate 12 after the high concentration region 32 formation step. 第１の変形例のダイオードの半導体基板１２の上面１２ａを示す平面図。The top view which shows the upper surface 12a of the semiconductor substrate 12 of the diode of a 1st modification. 第２の変形例のダイオードの半導体基板１２の上面１２ａを示す平面図。The top view which shows the upper surface 12a of the semiconductor substrate 12 of the diode of a 2nd modification. 第３の変形例のダイオードの断面図。Sectional drawing of the diode of a 3rd modification. 第２実施例のダイオード１００の断面図。Sectional drawing of the diode 100 of 2nd Example. 特許文献１のダイオードの断面図。Sectional drawing of the diode of patent document 1. FIG. 本発明の一例であるダイオードの断面図。Sectional drawing of the diode which is an example of this invention.

Explanation of symbols

１０：ダイオード
１２：半導体基板
１４：アノード電極
１６：カソード電極
１８：絶縁膜
２０：保護膜
２２：縁部
３０：アノード領域
３２：高濃度領域
３２ａ：第１高濃度領域
３２ｂ：第２高濃度領域
３４：通常濃度領域
３６：カソード領域
３８：ドリフト領域
４０：バッファ領域
４２：ＦＬＲ領域
４４：ＥＱＲ領域
５０：内側範囲
５２：外側範囲
５４：周辺耐圧領域 10: Diode 12: Semiconductor substrate 14: Anode electrode 16: Cathode electrode 18: Insulating film 20: Protective film 22: Edge 30: Anode region 32: High concentration region 32a: First high concentration region 32b: Second high concentration region 34: Normal concentration region 36: Cathode region 38: Drift region 40: Buffer region 42: FLR region 44: EQR region 50: Inner range 52: Outer range 54: Peripheral breakdown voltage region

Claims

A diode having a semiconductor substrate, an anode electrode formed on a first surface of the semiconductor substrate, and a cathode electrode formed on a second surface of the semiconductor substrate;
An anode region on the first surface side of the semiconductor substrate and formed in a range away from an edge of the semiconductor substrate when the semiconductor substrate is viewed in plan, and an anode region in contact with the anode electrode;
A peripheral breakdown voltage region formed between the anode region and the edge of the semiconductor substrate;
Have
The anode region is partitioned into an inner range that is separated from an outer peripheral edge of the anode region when the semiconductor substrate is viewed in plan, and an outer range that surrounds the inner range,
Each of the inner range and the outer range has a locally high impurity concentration and a high concentration region in ohmic contact with the anode electrode is formed,
The diode according to claim 1, wherein an average impurity concentration in the outer range is lower than an average impurity concentration in the inner range.

The impurity concentration of the high concentration region is equal in the inner range and the outer range,
The impurity concentration of the anode region other than the high concentration region is equal in the inner range and the outer range, and
When the semiconductor substrate is viewed in plan, the ratio of the area of the high concentration region in the area of the outer range is lower than the ratio of the area of the high concentration region in the area of the inner range. The diode according to claim 1.

The arrangement rule of the high concentration region arranged in the outer range is different from the arrangement rule of the high concentration region arranged in the inner range when the semiconductor substrate is viewed in plan. 2. The diode according to 2.

When the semiconductor substrate is viewed in plan, the high concentration region extends linearly,
4. The diode according to claim 3, wherein a width of the high concentration region extending linearly is narrower in the outer range than in the inner range.

Each high-concentration region is formed in a circular range when the semiconductor substrate is viewed in plan view,
4. The diode according to claim 3, wherein a diameter of the high concentration region is smaller in the outer range than in the inner range.

The impurity concentration of the high concentration region is lower in the outer range than in the inner range,
2. The diode according to claim 1, wherein an impurity concentration in an anode region other than the high concentration region is equal in the inner range and the outer range.

A cathode region formed on the second surface side of the semiconductor substrate;
The cathode region includes a low impurity concentration region in contact with the anode region and a high impurity concentration region in contact with the cathode electrode. Diodes.