JP5310291B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は電力変換装置などに使用されるパワー半導体装置に関する。さらに詳しくはダイオードに関する。 The present invention relates to a power semiconductor device used for a power conversion device or the like. More specifically, it relates to a diode.
電力用ダイオードはインバータ回路の還流用として、またはコンバータ回路用として広く使われている。ダイオードに順方向電流が流れている状態から逆バイアス阻止状態に移行する逆回復時には、内部に蓄積した過剰キャリアを掃き出す必要がある。内部蓄積キャリア量が多いと、順方向通電状態における順方向電圧が低下するというメリットがある反面、逆回復時には掃き出されるキャリア量が増えて逆回復損失が増大してデメリットとなる。このような順方向電圧と逆回復損失とはトレードオフ関係にあると言われる。このトレードオフ関係を調整して最適の関係にするために、半導体基板への電子線照射や軽イオン照射により結晶欠陥を生成し、または白金などの重金属を拡散してバンドギャップ内準位を生成することで、キャリア寿命を低下させて過剰キャリアの消滅を促進している。これはライフタイムキラーの導入による効果と言われる。この導入によれば、順方向通電状態におけるキャリア蓄積量が低減され、また逆回復時の過剰キャリア消滅が促進されるので、順方向電圧は上昇するが逆回復損失が低減する。ライフタイムキラーの導入は電力用ダイオードの製造工程においては一般的であるが、工程コストの増加の原因となるので、可能ならば、導入しないことが好ましい。特にライフタイムキラーとして白金を拡散する場合、高温で順方向電圧が低下し、順方向電圧の温度特性が負になる特徴が見られる。この現象は白金によって導入される再結合中心のバンドギャップ内準位および白金キラーのキャリア捕獲断面積の温度依存性に起因する。このように順方向電圧の温度依存性が負の場合、ダイオードを並列使用した場合に、より接合温度の高い素子により多くの電流が集中するという正帰還がかかり、特定の素子が破壊しやすくなるという問題が発生する。従って複数の素子を並列使用する場合は、負帰還がかかる正の温度特性が望ましい。また、シリコン半導体基板への電子線照射により結晶欠陥を生成し、この欠陥による再結合中心によってキャリア寿命を低下させることも一般的に行われている。電子線は透過性が高いので、シリコン半導体基板の深さ方向に渡って均一な密度で結晶欠陥が生成されるという特徴を有する。白金キラーが表面アノード側に偏析して導入され易いのとは対照的である。この結果、電子線照射したダイオードは、白金キラーを導入したダイオードに比べて、相対的にアノード側の蓄積キャリア量が多くなる。それ故、逆回復波形がハードになる。すなわち逆回復電流のゼロへの戻りが速くなり、応用回路内の寄生インダクタンス成分により高いサージ逆電圧が発生し易くなる。スイッチング周波数を高くする場合も同様の問題が発生する。この結果、発生するサージ逆電圧により、素子が破壊され易くなる。また逆回復時に発振し易くなるため、ノイズの原因にもなる。さらにライフタイムキラーを導入したダイオードは導入しないノンキラーダイオードに比べて、電圧−電流特性において電流の立ち上がりが遅れる。従って定格電流において順方向電圧が同じであっても、定格電流以下の領域では、ライフタイムキラーを導入したダイオードは順方向電圧が高い。ダイオードは常に定格電流で使われるわけではなく、ほとんどの期間は定格電流以下で使われるため、電流の立ち上がりが遅いと低電流領域における順方向電圧が高くなり、損失が増大するという問題が生じる。 Power diodes are widely used for recirculation of inverter circuits or converter circuits. At the time of reverse recovery from a state where forward current flows through the diode to a reverse bias blocking state, it is necessary to sweep out excess carriers accumulated inside. When the amount of internally stored carriers is large, there is a merit that the forward voltage in the forward energization state decreases, but at the time of reverse recovery, the amount of carriers swept out increases and reverse recovery loss increases, resulting in a demerit. Such forward voltage and reverse recovery loss are said to have a trade-off relationship. In order to adjust this trade-off relationship to the optimum relationship, crystal defects are generated by electron beam irradiation or light ion irradiation to the semiconductor substrate, or heavy metal such as platinum is diffused to generate band gap levels. By doing so, the carrier lifetime is shortened to promote the disappearance of excess carriers. This is said to be the effect of introducing a lifetime killer. According to this introduction, the amount of accumulated carriers in the forward energization state is reduced and excessive carrier disappearance at the time of reverse recovery is promoted, so that the forward voltage increases but the reverse recovery loss is reduced. The introduction of the lifetime killer is common in the manufacturing process of the power diode, but it causes an increase in process cost. Therefore, it is preferable not to introduce it if possible. In particular, when platinum is diffused as a lifetime killer, the forward voltage decreases at a high temperature, and the temperature characteristics of the forward voltage are negative. This phenomenon is caused by the temperature dependence of the band gap level of the recombination center introduced by platinum and the carrier capture cross section of the platinum killer. Thus, when the temperature dependence of the forward voltage is negative, when a diode is used in parallel, a positive feedback that more current is concentrated on an element having a higher junction temperature is applied, and a specific element is easily destroyed. The problem occurs. Therefore, when a plurality of elements are used in parallel, a positive temperature characteristic to which negative feedback is applied is desirable. In general, crystal defects are generated by irradiating a silicon semiconductor substrate with an electron beam, and the carrier lifetime is reduced by recombination centers due to the defects. Since the electron beam is highly transmissive, crystal defects are generated at a uniform density in the depth direction of the silicon semiconductor substrate. This is in contrast to the platinum killer which is easily segregated and introduced into the surface anode side. As a result, the amount of accumulated carriers on the anode side is relatively larger in the diode irradiated with the electron beam than in the diode introduced with the platinum killer. Therefore, the reverse recovery waveform becomes hard. That is, the reverse recovery current quickly returns to zero, and a high surge reverse voltage is likely to occur due to the parasitic inductance component in the application circuit. A similar problem occurs when the switching frequency is increased. As a result, the device is easily destroyed by the generated reverse surge voltage. Moreover, since it becomes easy to oscillate at the time of reverse recovery, it also causes noise. Furthermore, the diode in which the lifetime killer is introduced has a delayed current rise in voltage-current characteristics compared to the non-killer diode in which the lifetime killer is not introduced. Therefore, even if the forward voltage is the same at the rated current, the diode in which the lifetime killer is introduced has a high forward voltage in the region below the rated current. The diode is not always used at the rated current, and is used below the rated current for most of the period. Therefore, if the rise of the current is slow, the forward voltage in the low current region increases and the loss increases.
逆回復波形をソフト化する目的でアノード側のキャリア蓄積量を抑えるためには、前述のように白金拡散などによりアノード側に偏析し易いライフタイムキラーを導入するとよいが、これに加えてアノードp層の不純物量を低くするとより効果的となる。しかしながら、その場合、アノードp層の不純物量を低くしすぎると、ダイオードに逆バイアスを加えた場合にアノードp層が空乏化しやすく、空乏層がアノード電極に到達してしまい、逆耐圧が低下し易くなるという問題がある。この問題に対しては、アノード側にPN接合領域と、ワイドバンドギャップ半導体を用いた高耐圧ショットキー接合領域を併せ持つ構造とし、通常動作領域では主にショットキー接合領域が働き、サージ電流が流れる際はPN接合領域を動作させ素子を保護する構造のダイオードが知られている。このダイオードはアノードp層の不純物の低注入、低濃度化と高耐圧を両立させる構造にされており、MPS(Merged Pin and Schottky Diode)と称されている(非特許文献1)。このMPS構造を有するダイオードでは、逆バイアス時はPN接合領域から空乏層が伸びショットキー接合領域が高電界にさらされないため、ショットキー接合からのリーク電流を抑制できるという特徴もある。しかし、前記MPS構造のダイオードではライフタイムキラーを不要とするほどの蓄積キャリアの低減を、単にアノードp層の低注入化、低濃度化により達成しようとすると、アノード電極のオーミック接触が得られず、接触抵抗が大きくなる問題があるので、実際にはショットキー接合とともにPN接合領域へのライフタイムキラーの導入によっても蓄積キャリアの低減を図る構造を併用している。 In order to suppress the carrier accumulation amount on the anode side for the purpose of softening the reverse recovery waveform, it is preferable to introduce a lifetime killer that easily segregates on the anode side due to platinum diffusion or the like as described above. Lowering the amount of impurities in the layer is more effective. However, in that case, if the amount of impurities in the anode p layer is too low, the anode p layer tends to be depleted when a reverse bias is applied to the diode, the depletion layer reaches the anode electrode, and the reverse breakdown voltage decreases. There is a problem that it becomes easy. To solve this problem, the anode side has a structure having both a PN junction region and a high breakdown voltage Schottky junction region using a wide band gap semiconductor. In the normal operation region, the Schottky junction region mainly works, and a surge current flows. In some cases, a diode having a structure for operating the PN junction region to protect the element is known. This diode has a structure that achieves both a low impurity concentration, a low concentration, and a high breakdown voltage in the anode p layer, and is called MPS (Merged Pin and Schottky Diode) (Non-patent Document 1). In the diode having the MPS structure, a depletion layer extends from the PN junction region at the time of reverse bias, and the Schottky junction region is not exposed to a high electric field, so that a leakage current from the Schottky junction can be suppressed. However, in the MPS structure diode, if an attempt is made to achieve the reduction of accumulated carriers so as not to require the lifetime killer by simply reducing the injection and concentration of the anode p layer, the ohmic contact of the anode electrode cannot be obtained. Since there is a problem that the contact resistance is increased, a structure for reducing the accumulated carriers by using a lifetime killer in the PN junction region together with the Schottky junction is actually used.
次に還流用ダイオードの素子破壊の問題について説明する。順方向通電時には主電流の流れる活性部の外側の素子周辺部にも過剰キャリアが蓄積している。これらの過剰キャリアは、図8の、従来型ダイオードの周辺部の断面図に示すように、逆回復時には、最も近い電流通路となる表面アノード電極1とアノードp層2の端部3から矢印で示す箇所から集中的に引き抜かれる(逆回復電流の集中)。またアノードp層2の端部3は電界強度が高いので、電流×電界積により大きなジュール熱が発生する。従って、アノードp層2の端部3はダイオードの逆回復動作時に破壊しやすく、ダイオードの破壊耐量のボトルネックとなっている。このようなアノードp層端部3での破壊を防ぐために、図9に示すように、アノードp層端部3とアノード電極コンタクト5間の距離を、絶縁膜(酸化膜)4を介在させて離すことにより、前述のアノードp層の端部3にキャリアが集中しにくくし、電界強度の大きい領域(アノードp層端部3)と電流密度の高い領域(矢印で示す箇所)を分離してジュール熱発生を抑える構造とする対策が採られている。
Next, the problem of element destruction of the reflux diode will be described. During forward energization, excess carriers are also accumulated in the periphery of the element outside the active portion through which the main current flows. As shown in the cross-sectional view of the peripheral portion of the conventional diode in FIG. 8, these excess carriers are indicated by arrows from the
還流用ダイオードの逆回復電流を抑制する技術に関しては、PN接合ダイオードのアノード側の表面にショットキー接触界面を持つ領域を設け、少数キャリアの注入を制限する構造に関連する特許文献が多数公開され周知技術となっている。 With regard to the technology for suppressing the reverse recovery current of the freewheeling diode, many patent documents related to a structure in which a region having a Schottky contact interface is provided on the surface of the anode side of the PN junction diode to limit minority carrier injection have been published It is a well-known technique.
さらに、p型アノード領域とn型ドリフト層との間に該n型ドリフト層より高不純物濃度のn型バリア層(注入抑制層)を形成することにより、p型アノード領域からn型ドリフト層へ注入されるホール量を制限し、通電時に、n型ドリフト層中に蓄積されるキャリア量を低減させる構造の半導体装置とすることにより、逆回復特性を改善することに関する文献が公開されている(特許文献1)。 Further, by forming an n-type barrier layer (implantation suppression layer) having a higher impurity concentration than the n-type drift layer between the p-type anode region and the n-type drift layer, the p-type anode region is changed to the n-type drift layer. There is a literature on improving the reverse recovery characteristics by limiting the amount of injected holes and reducing the amount of carriers accumulated in the n-type drift layer when energized. Patent Document 1).
またさらに、アノードp層の端部に逆回復電流が集中することにより素子破壊が起きる問題に対して、第4の参考例およびこの参考例にかかる図18に、表面側のアノードp層より主面に平行な方向の内側に、裏面側のn+層を配置させる構造とすることにより、アノードp層より外側の周辺部に蓄積されるキャリアを少なくして、アノードp層端部での逆回復電流の集中を抑制する構造が示されている(特許文献2)。 Furthermore, with respect to the problem that device breakdown occurs due to the concentration of reverse recovery current at the end of the anode p layer, the fourth reference example and FIG. By adopting a structure in which the n + layer on the back surface side is arranged inside the direction parallel to the surface, carriers accumulated in the peripheral portion outside the anode p layer are reduced, and the reverse at the end of the anode p layer A structure for suppressing concentration of recovery current is shown (Patent Document 2).
しかしながら、前述のように、アノードp層端部での破壊を防ぐための、前記図9に示す従来型ダイオードでは、前記アノードp層端部3とアノード電極コンタクト5の間の分離部のアノードp層2部分は電流密度が低くなるので、主電流の流れる実効活性部面積が減る結果となって順方向電圧の上昇を招くことになる。特にノンキラーダイオードはキャリア拡散長が長いために、前記図9に示す従来型ダイオードのようなアノードp層端部3の構造で、アノードp層2の外側の周辺部の蓄積キャリアを低減するには、アノードp層端部3とアノード電極コンタクト5の間の分離距離をさらに長くする必要があり、さらに順方向電圧の上昇を招き易くなる。このため、ノンキラーダイオードとしてアノードp層に前述の分離部を有する従来型ダイオードを作製する場合は、順方向電圧を上昇させないような新たな構造が求められる。
However, as described above, in the conventional diode shown in FIG. 9 for preventing destruction at the end of the anode p layer, the anode p of the separation portion between the anode p layer end 3 and the anode electrode contact 5 is used. Since the current density is low in the
さらに、前記特許文献1にも開示されているようなアノードp層の下層にn+層(n型キャリア注入抑制層相当)を形成してアノードp層からのホールの注入を抑える構造は、基板表面から複数のトレンチを形成し、トレンチに挟まれるメサ基板部にアノードp層とその下層にn+層を設け、n+層の空乏化を促進させて耐圧低下を防ぐというものである。しかし、この構造では逆阻止状態において、絶縁膜を介して埋設される導電体膜を有するトレンチの深さがバリア層(注入抑制層)を貫通してn-ベース層に到達しているため、トレンチ底部に電界が集中して耐圧が低下し易くなるという新たな問題を抱えることになる。このトレンチの深さについて前記バリア層を貫通させずに浅くした場合でも、バリア層を空乏層が延び難くなり、やはり耐圧が低下する。溝の深さをバリア層とベース層の間の接合にピッタリ一致させることができれば、耐圧と逆回復特性の両面から最も好ましいが、エッチングで形成する溝の深さをウエハのすべてで前記接合に一致させることは極めて困難であり、容易なことではない。
Further, a structure in which an n + layer (corresponding to an n-type carrier injection suppressing layer) is formed under the anode p layer as disclosed in
本発明は、以上説明した点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、逆耐圧を低下させることなく、また、ライフタイムキラーを導入せずにアノードp層からのキャリア注入量を抑え、さらに順方向電圧を上昇させずに半導体装置の逆回復破壊耐量を向上させることのできる半導体装置およびその製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described points. The object of the present invention is to reduce the carrier injection amount from the anode p layer without reducing the reverse breakdown voltage and without introducing a lifetime killer. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same that can suppress and further improve the reverse recovery breakdown resistance of the semiconductor device without increasing the forward voltage.
本発明の半導体装置は、図2のアノード層の表面構造の要部断面図に示すように、アノードp層11とその下層のn型キャリア注入抑制層12を、第一凹部17aを挟んで所定のピッチで繰り返す第一突起状半導体部分13aに設ける表面構造29を有することが特徴である。さらに前記第一凹部17aには、酸化膜15などの誘電体膜を介して多結晶シリコンなどの導電体層16が埋設される。このような表面構造29を被覆するアノード電極14は前記アノードp層11の表面に接触している。このアノードp層11の下層に設けられ、アノードp層11からn型ドリフト層18へのホールの注入を抑える機能を有する前記n型キャリア注入抑制層12の最下端面は、前記繰り返し第一突起状半導体部分13aの間に設けられる第一凹部17aの底面と面一であることが特徴である。前記導電体層16は素子に逆バイアスが印加された際にn型キャリア注入抑制層12の空乏化を促進させる機能を有する。前記繰り返し第一突起状半導体部分13aと、この第一突起状半導体部分13aに挟まれる第一凹部17aに形成される熱酸化膜15と前記導電体層16などからなる表面構造29を設けることにより、前記n型キャリア注入抑制層12が、n型ドリフト層18より高不純物濃度であっても、逆バイアス印加時にn型キャリア注入抑制層12内の電界強度を低減する機能を有するので、耐圧の低下を防止することができる。また、以上説明した表面構造29を有する半導体装置とすることにより、逆バイアス印加時のアノードp層11の空乏化が抑制されるため、アノードp層11を低不純物濃度としても完全空乏化が防がれ、空乏層のアノード電極14へのパンチスルーによる耐圧低下を防ぐことができる。 As shown in the cross-sectional view of the main part of the surface structure of the anode layer in FIG. 2, the semiconductor device of the present invention has the anode p layer 11 and the n-type carrier injection suppressing layer 12 below the anode p layer 11 sandwiched by the first recess 17a. It is characterized by having a surface structure 29 provided on the first protruding semiconductor portion 13a that repeats at a pitch of. Further, a conductor layer 16 such as polycrystalline silicon is buried in the first recess 17a via a dielectric film such as an oxide film 15. The anode electrode 14 covering the surface structure 29 is in contact with the surface of the anode p layer 11. The lowest end surface of the n-type carrier injection suppressing layer 12 provided under the anode p layer 11 and having a function of suppressing the injection of holes from the anode p layer 11 to the n-type drift layer 18 is the first protrusion It is characterized in that it is flush with the bottom surface of the first recess 17a provided between the semiconductor portions 13a. The conductor layer 16 has a function of promoting depletion of the n-type carrier injection suppressing layer 12 when a reverse bias is applied to the element. By providing a surface structure 29 composed of the repeated first protruding semiconductor portion 13a, the thermal oxide film 15 formed in the first recess 17a sandwiched between the first protruding semiconductor portion 13a, the conductor layer 16, and the like. Even if the n-type carrier injection suppressing layer 12 has a higher impurity concentration than the n-type drift layer 18, it has a function of reducing the electric field strength in the n-type carrier injection suppressing layer 12 when a reverse bias is applied. A decrease can be prevented. In addition, since the semiconductor device having the surface structure 29 described above is used, depletion of the anode p layer 11 at the time of reverse bias application is suppressed, so that complete depletion is prevented even when the anode p layer 11 has a low impurity concentration. It is possible to prevent a decrease in breakdown voltage due to punch through to the anode electrode 14 of the depletion layer.
本発明の半導体装置にかかる前記繰り返し第一突起状半導体部分13aに逆方向バイアスが印加された状態の断面図である図3に示すように、n型キャリア注入抑制層12の空乏化により発生する正の空間電荷を補償するための負の空間電荷は、アノードp層11の空乏化によるもののみではなく、熱酸化膜15を介して導電体層16内にも発生する。この結果、必要なアノードp層11内の空乏層の拡がり幅が少なくて済みパンチスルー化を防ぐことができる。以上のような理由により、前述の第一突起状半導体部分13aおよび熱酸化膜15を介した導電体層16からなる表面構造29を備える半導体装置によれば、逆耐圧を低下させることなく、またライフタイムキラーを導入せずにアノードからのホール注入量を低減し、逆回復破壊耐量を向上させる半導体装置とすることができる。 As shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view showing a state where a reverse bias is applied to the repeated first protruding semiconductor portion 13a according to the semiconductor device of the present invention, the n-type carrier injection suppressing layer 12 is generated by depletion. The negative space charge for compensating the positive space charge is generated not only by depletion of the anode p layer 11 but also in the conductor layer 16 via the thermal oxide film 15. As a result, the required expansion width of the depletion layer in the anode p layer 11 is small, and punch-through can be prevented. For the above reasons, according to the semiconductor device including the surface structure 29 composed of the conductor layer 16 with the first protruding semiconductor portion 13a and the thermal oxide film 15 interposed therebetween, the reverse breakdown voltage is not lowered and A semiconductor device can be obtained in which the amount of hole injection from the anode is reduced without introducing a lifetime killer and the reverse recovery breakdown resistance is improved.
前述のようなアノードp層の下層にn+層(n型キャリア注入抑制層相当)を形成してアノードp層からのホールの注入を抑える方法は前記特許文献1にも開示されている。この特許文献1に開示されている構造は、基板表面から複数のトレンチを形成し、トレンチに挟まれるメサ基板部にアノードp層とその下層にn+層を設け、n+層の空乏化を促進させて耐圧低下を防ぐというものである。しかし、この構造では逆阻止状態においてトレンチ底部に電界が集中して耐圧が低下し易くなるという新たな問題を抱えることになる。一方、本発明による半導体装置およびその製造方法では、逆阻止時の電界集中が防がれ、耐圧の低下を避けることが可能である。
A method for suppressing the injection of holes from the anode p layer by forming an n + layer (corresponding to an n-type carrier injection suppressing layer) under the anode p layer as described above is also disclosed in
さらに、好ましくは本発明の半導体装置では裏面n型カソード層25がカソード電極26に接する領域を、活性部30に限定する。この限定により素子の周辺耐圧構造部32への電子注入を抑え、周辺耐圧構造部32の蓄積キャリア濃度を低減することができる。なお、n型カソード層25の厚さを薄くして総不純物量を少なくして電子注入量少なくすることも蓄積キャリア濃度を低減するために有効であるが、この場合、裏面(n型カソード層25)側のキズや組み立て時の歪応力などの影響が逆バイアス時の空乏層の先端に及び、耐圧が低下する惧れが生じる。十分な逆方向耐圧を得るために、n+型カソード層25よりも深く、該カソード層25よりは低濃度(n型ドリフト層18よりは高濃度)のn型バッファ層24を裏面全面に形成して空乏層の先端がn型カソード層25に近づき難くすることが望ましい。水素イオンの照射などによれば、このような厚くて低濃度のn型バッファ層24を形成することが可能である。白金などの表面アノード側に偏析するライフタイムキラーの機能による効果のみによって素子の周辺耐圧構造部のキャリア蓄積量を抑える従来構造の場合、活性部がライフタイムキラーの影響を受けないように、幅の広い無効領域(アノードp層がアノード電極と接触していない領域であって通電電流が有効に流れない領域)を必要とする。一方、本発明により裏面カソード層25を活性部30のみに限定した場合、図4の、ダイオードの周辺耐圧構造部32の断面図に示すように、表面および裏面両方からの周辺耐圧構造部32へのキャリア注入抑制の効果により、より幅の狭い表面アノード側の33無効領域で、素子の周辺耐圧構造部32のキャリア蓄積量を抑えることができ、ダイオードの順方向電圧上昇をより小さく抑えることができる。
Further, preferably, in the semiconductor device of the present invention, a region where the back surface n-type cathode layer 25 is in contact with the cathode electrode 26 is limited to the
すなわち、特許請求の範囲の請求項1に記載の発明によれば、第1導電型半導体基板の一方の主面側の、主電流の流れる活性部に、第一凹部と、該第一凹部を挟んで所定のピッチで繰り返す第一突起状半導体部分とを有する表面構造を備え、前記第一凹部は、絶縁膜を介して埋設される導電体層を有し、前記第一突起状半導体部分は、前記第一凹部と下端面を面一にする第1導電型キャリア注入抑制層と該キャリア注入抑制層の上面に接する第2導電型半導体層とを有し、前記表面構造の表面にオーミック接触する第1主電極(アノード電極)を有する半導体装置とすることにより、前記本発明の目的は達成される。 That is, according to the first aspect of the present invention, the first concave portion and the first concave portion are formed in the active portion through which the main current flows on one main surface side of the first conductive type semiconductor substrate. A first protrusion-like semiconductor portion having a first protrusion-like semiconductor portion sandwiched between the first protrusion-like semiconductor portion and a first protrusion-like semiconductor portion embedded in an insulating film. A first conductivity type carrier injection suppressing layer having a lower end surface flush with the first recess, and a second conductivity type semiconductor layer in contact with the upper surface of the carrier injection suppressing layer, and in ohmic contact with the surface of the surface structure The object of the present invention is achieved by providing a semiconductor device having the first main electrode (anode electrode).
特許請求の範囲の請求項2に記載の発明によれば、前記第1導電型半導体基板の他方の主面側の、前記活性部に対応する位置に設けられる、前記第1導電型半導体基板より高濃度の第1導電型半導体層と、前記他方の主面側の全面に前記第1導電型半導体層より深く形成される、前記第1導電型半導体基板より高濃度で前記第1導電型半導体層より低濃度の第1導電型バッファ層とを有し、前記第1導電型半導体層表面にオーミック接触する第2主電極(カソード電極)を有する特許請求の範囲の請求項1記載の半導体装置とすることができる。
According to the second aspect of the present invention, from the first conductivity type semiconductor substrate provided at a position corresponding to the active portion on the other main surface side of the first conductivity type semiconductor substrate. A first conductive semiconductor layer having a higher concentration than that of the first conductive semiconductor substrate, the first conductive semiconductor layer having a high concentration and deeper than the first conductive semiconductor layer on the entire surface of the other main surface. 2. The semiconductor device according to
特許請求の範囲の請求項3に記載の発明によれば、前記活性部の外周に中間領域を介して周辺耐圧構造部を備え、該中間領域は、第二凹部と、該第二凹部を挟んで所定のピッチで繰り返す第二突起状半導体部分とを有し、前記第二凹部は、絶縁膜を介して埋設される導電体層を有し、前記第二凹部と下端面を面一にする第1導電型キャリア注入抑制層と該キャリア注入抑制層の上面に接する第2導電型半導体層とを有する前記第二突起状半導体部分は前記第一突起状半導体部分に延長部分として接続され、前記周辺耐圧構造部は、絶縁膜を介して埋設される導電体層を有する第三凹部と、第三凹部を挟み、該第三凹部と下端面を面一にする第1導電型キャリア注入抑制層と該キャリア注入抑制層の上面に接する第2導電型半導体層とを有する第三突起状半導体部分とを備える特許請求の範囲の請求項1記載の半導体装置とすることが好ましい。
According to the third aspect of the present invention, a peripheral pressure-resistant structure portion is provided on the outer periphery of the active portion via an intermediate region, and the intermediate region sandwiches the second recess and the second recess. A second protruding semiconductor portion that repeats at a predetermined pitch, and the second recess has a conductor layer embedded via an insulating film, and the lower end surface is flush with the second recess. The second protruding semiconductor portion having a first conductivity type carrier injection suppressing layer and a second conductivity type semiconductor layer in contact with the upper surface of the carrier injection suppressing layer is connected to the first protruding semiconductor portion as an extension portion, and The peripheral breakdown voltage structure includes a third recess having a conductor layer embedded via an insulating film, and a first conductivity type carrier injection suppression layer sandwiching the third recess and flushing the third recess with the lower end surface that having a second conductivity type semiconductor layer in contact with the upper surface of the carrier injection inhibiting layer and It is preferable that the semiconductor device according to
特許請求の範囲の請求項4に記載の発明によれば、前記表面構造が、前記一方の主面に、誘電体膜をマスクとして選択的エピタキシャル成長により該誘電体膜を挟む所定のパターンピッチで、前記第1導電型キャリア注入抑制層と前記第2導電型半導体層とをこの順に堆積形成し、その後前記誘電体膜を除去して前記第一凹部として成し、該第一凹部を挟む前記第一突起状半導体部分を形成する工程と、前記第一凹部に、絶縁膜を介して導電体層を形成する工程とを有する特許請求の範囲の請求項1記載の半導体装置の製造方法とすることが望ましい。
According to the invention of claim 4, the surface structure has a predetermined pattern pitch sandwiching the dielectric film by selective epitaxial growth on the one main surface using the dielectric film as a mask, The first conductivity type carrier injection suppressing layer and the second conductivity type semiconductor layer are deposited and formed in this order, and then the dielectric film is removed to form the first recess, and the first recess sandwiching the
特許請求の範囲の請求項5に記載の発明によれば、前記第1導電型キャリア注入抑制層と前記第2導電型半導体層とがそれぞれ対応する第1導電型ドーパントまたは第2導電型ドーパントを加える選択的エピタキシャル成長により順次堆積形成される工程を有する特許請求の範囲の請求項4記載の半導体装置の製造方法とすることができる。 According to the invention of claim 5, the first conductivity type dopant or the second conductivity type dopant to which the first conductivity type carrier injection suppressing layer and the second conductivity type semiconductor layer respectively correspond. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising a step of sequentially depositing and forming by selective epitaxial growth.
特許請求の範囲の請求項6に記載の発明によれば、前記第1導電型ドーパントを加えた半導体単結晶層を成長させた後、該半導体単結晶層に所定の深さに第2導電型ドーパントをイオン注入して上層の前記第2導電型半導体層と下層の前記第1導電型キャリア注入抑制層とを形成する特許請求の範囲の請求項5記載の半導体装置の製造方法とする。 According to the invention of claim 6, after the semiconductor single crystal layer to which the first conductivity type dopant is added is grown, the second conductivity type is formed to a predetermined depth in the semiconductor single crystal layer. a method of manufacturing a semiconductor device of the dopant ions implanted in the upper layer by the second conductive semiconductor layer and the scope of the claim 5 of the appended claims to form the first conductivity type carrier injection inhibiting layer of the lower layer .
特許請求の範囲の請求項7に記載の発明によれば、前記選択的エピタキシャル成長による半導体単結晶層が前記誘電体膜マスクの厚さより厚く形成され、その後前記誘電体膜マスクの厚さを基準に研磨され除去される特許請求の範囲の請求項4記載の半導体装置の製造方法とする。 According to a seventh aspect of the present invention, the semiconductor single crystal layer formed by the selective epitaxial growth is formed thicker than the thickness of the dielectric film mask, and thereafter, based on the thickness of the dielectric film mask. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, which is polished and removed.
特許請求の範囲の請求項8に記載の発明によれば、前記一方の主面にアノード電極を形成後、前記他方の主面側を所要の厚さに研削し、他方の主面からの水素イオン注入により全面に第1導電型バッファ層を形成し、前記一方の主面の活性部に対応する前記他方の主面に選択的イオン注入により第1導電型半導体層を形成する特許請求の範囲の請求項2記載の半導体装置の製造方法とする。
According to the invention of claim 8, after forming the anode electrode on the one main surface, the other main surface side is ground to a required thickness, and hydrogen from the other main surface is obtained. The first conductivity type buffer layer is formed on the entire surface by ion implantation, and the first conductivity type semiconductor layer is formed on the other main surface corresponding to the active portion of the one main surface by selective ion implantation. A method of manufacturing a semiconductor device according to
本発明によれば、逆耐圧を低下させることなく、ライフタイムキラーを導入せずにアノードp層からのキャリア注入量を抑え、さらに順方向電圧を上昇させずに半導体装置の逆回復破壊耐量を向上させることのできる半導体装置およびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the amount of carrier injection from the anode p layer is suppressed without introducing a lifetime killer without reducing the reverse breakdown voltage, and further, the reverse recovery breakdown resistance of the semiconductor device can be increased without increasing the forward voltage. A semiconductor device that can be improved and a manufacturing method thereof can be provided.
以下、本発明にかかる半導体装置およびその製造方法の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施例の記載に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the description of the examples described below unless it exceeds the gist.
以下、説明する実施例では、本発明の半導体装置としてダイオードを用いて説明する。図4(ただし、本発明にかかるアノード側の表面構造は簡略、省略され、アノード層のみの構造として示されている)に示すように、通電状態ではアノードp層からn型ドリフト層にホールが注入され、裏面カソード層からn型ドリフト層に電子が注入されることにより、n型ドリフト層は高注入状態になる。しかし、表面アノードp層の不純物濃度が低く、表面側のn型キャリア注入抑制層(図4では省略)の不純物濃度が高い場合は、アノード層からのホール注入が抑えられる。その場合、活性部30のホールと電子の蓄積キャリアは図5の深さ方向のキャリア分布図に示すように、アノード側のキャリア量が抑制された分布になる。また裏面カソード層25として、主電流の流れる活性部30のみがカソード電極26にオーミック接触するように高濃度n+層が限定的に配設されている場合(図4)は、活性部30に対応するn型ドリフト層内のキャリア濃度は高く、周辺耐圧構造部32に対応するn型ドリフト層内のキャリア濃度は相対的に低いというキャリア分布になる。
Hereinafter, in the embodiments to be described, a diode is used as the semiconductor device of the present invention. As shown in FIG. 4 (however, the surface structure on the anode side according to the present invention is simplified and omitted, and is shown as a structure of only the anode layer), holes are formed from the anode p layer to the n-type drift layer in the energized state. By being injected and electrons are injected from the back cathode layer into the n-type drift layer, the n-type drift layer is in a high injection state. However, when the impurity concentration of the surface anode p layer is low and the impurity concentration of the n-type carrier injection suppression layer (not shown in FIG. 4) on the surface side is high, hole injection from the anode layer is suppressed. In that case, the holes and electron storage carriers in the
図6に、アノードp層端部とアノード電極コンタクト間とが分離されているダイオードであって、従来型のカソード層となるn+層が裏面全面に形成されているダイオード(図6(b))と、本発明にかかる、裏面カソード層となるn+層が活性部のみに限定して配設されているダイオード(図6(a))の、それぞれの順方向通電時のアノード−カソード間および素子周辺部のホール濃度分布を示す。ただし、定格電流における両者の順方向電圧が同じになるように、前記図9に示す従来型ダイオードのアノードp層端部とアノード電極コンタクト間の分離幅を調整している。図6(a)、(b)はそれぞれ斜線ハッチングで示すn+層の近傍で最もホール濃度が高く、上方のアノードp層の方向にホール濃度が低下し、さらに周辺部方向にもホール濃度が低下することを示している。濃度分布を示す曲線毎に濃度が低下する。従って、斜線ハッチングで示す高濃度部分を基準にして曲線の数が多くなるほど、濃度低下が大きくなることを示す。図6(a)、(b)に示す周辺部のホール濃度分布から、(a)、(b)の両者は同じ順方向電圧であるにも関らず、本発明によるダイオード(a)の素子周辺部のホール濃度が(b)に比べて劇的に低減されている。逆回復時、アノード電極の電位をカソード電極の電位よりも低くすることで蓄積キャリアの掃き出しが始まり、キャリアの吐き出し量に対応してダイオードは逆電圧の回復が進行する。しかし、周辺部のキャリア蓄積量がもともと少ないため、アノードp層端部から引き抜かれるホール電流が少なく、ジュール熱発生が少ない。このため発生熱による破壊が防がれる。すなわち、本発明の半導体装置では、表面アノード層におけるアノードp層端部とアノード電極コンタクト間の分離構造のみに頼らず、表面アノードp層からのホール注入量の抑制および裏面カソード層の有効領域も制限することで、表面および裏面の周辺部分の蓄積キャリア量をバランスよく抑制することができ、むやみに順方向電圧を上昇させることが避けられるのである。 FIG. 6 shows a diode in which the end of the anode p layer and the anode electrode contact are separated, and an n + layer serving as a conventional cathode layer is formed on the entire back surface (FIG. 6B). ) And an anode-cathode of each of the diodes (FIG. 6 (a)) in which the n + layer serving as the backside cathode layer is provided only in the active portion when energized in the forward direction. The hole concentration distribution in the periphery of the device is also shown. However, the separation width between the anode p layer end of the conventional diode shown in FIG. 9 and the anode electrode contact is adjusted so that both forward voltages at the rated current are the same. 6 (a) and 6 (b), the hole concentration is the highest in the vicinity of the n + layer indicated by hatching, the hole concentration decreases in the direction of the upper anode p layer, and the hole concentration also in the peripheral direction. It shows that it falls. The concentration decreases for each curve indicating the concentration distribution. Accordingly, it is shown that the density decrease increases as the number of curves increases with reference to the high density portion indicated by hatching. From the hole concentration distribution in the peripheral portion shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), although both (a) and (b) have the same forward voltage, the element of the diode (a) according to the present invention. The hole concentration in the peripheral portion is dramatically reduced as compared with (b). At the time of reverse recovery, the potential of the anode electrode is made lower than the potential of the cathode electrode, so that the accumulated carriers begin to be discharged, and the reverse voltage recovery of the diode proceeds in accordance with the amount of discharged carriers. However, since the amount of accumulated carriers in the peripheral portion is originally small, the hole current drawn from the end portion of the anode p layer is small and Joule heat generation is small. For this reason, destruction by generated heat is prevented. That is, the semiconductor device of the present invention does not rely only on the separation structure between the anode p layer end portion and the anode electrode contact in the surface anode layer, but also suppresses the amount of hole injection from the surface anode p layer and the effective area of the back surface cathode layer. By limiting, it is possible to suppress the amount of accumulated carriers in the peripheral portions of the front surface and the back surface in a well-balanced manner, and to avoid increasing the forward voltage unnecessarily.
本発明にかかるダイオードに逆バイアスを印加するとアノードp層とn型キャリア注入抑制層との間のpn接合より空乏層が伸び始める。さらに繰り返し突起状半導体部分と、該繰り返し突起状半導体部分の間に挟まれる凹部に誘電体膜を介して埋設される導電体層とで形成される表面構造により、n型キャリア注入抑制層の側壁からも空乏層が伸びるので、n型キャリア注入抑制層内部の電界強度が低減される。一方導電体層による電荷補償により、アノードp層の空乏化は抑制される。逆バイアスを高くしていくと、n型キャリア注入抑制層が完全空乏化し、空乏層はn型ドリフト層を伸びていくので、高耐圧化が図れる。 When a reverse bias is applied to the diode according to the present invention, the depletion layer begins to extend from the pn junction between the anode p layer and the n-type carrier injection suppressing layer. Further, the side wall of the n-type carrier injection suppressing layer is formed by a surface structure formed by a repetitive protruding semiconductor portion and a conductor layer embedded through a dielectric film in a recess sandwiched between the repetitive protruding semiconductor portions. Since the depletion layer also extends, the electric field strength inside the n-type carrier injection suppressing layer is reduced. On the other hand, depletion of the anode p layer is suppressed by charge compensation by the conductor layer. When the reverse bias is increased, the n-type carrier injection suppressing layer is completely depleted and the depletion layer extends the n-type drift layer, so that a high breakdown voltage can be achieved.
1200VのFWD(還流ダイオード)の作成
図1−1〜図1−5は本発明による定格1200V耐圧の還流ダイオードの主要な製造工程を順に示す要部断面図および要部斜視図である。主要な製造工程順に説明する。比抵抗60ΩcmのFZ−n型シリコン半導体基板20を材料とし、膜厚2μmの初期酸化膜21を形成する(図1−1(a))。この初期酸化膜21に、活性部30のパターニング/エッチングにより2μm幅で4μmピッチの平行ストライプ状初期酸化膜21と、同幅同ピッチの開口部22を交互に形成する(図1−1(b))。前記活性部30を取り巻く周辺耐圧構造部32の初期酸化膜パターンは開口部幅2μmと耐圧設計によりきまる所定幅の平行ストライプ状パターンである。前記活性部30と周辺耐圧構造部32の間に中間領域31を設ける。この中間領域31は1.5μm幅で4μmピッチの開口部パターンおよび2.5μm幅で4μmピッチの初期酸化膜パターンを交互に繰り返すパターンとする。さらに、この中間領域31は、さらに2.5μm幅の前記初期酸化膜21を直角に切断するとともに、1.5μm幅の前記開口部22間を相互に連結するようなパターンの開口連結部23を有している(図1−2(c))。この開口連結部23は、アノードp層11をストライプに直交する方向にも連結させることにより、逆回復時に周辺耐圧構造部32内の蓄積キャリアが集中して引き抜かれるルートとなるアノード電極14にコンタクトするアノードp層11最外周部とアノードp層の最外周端部である最大電界領域との間の距離を分離する構造にするためである。この分離構造は前記図9で説明した従来の分離構造と考え方は同じである。実施例1では、このような構造を有するダイオードを形成して逆回復耐量を向上させることができる。
Creation of 1200V FWD (Reflux Diode) FIGS. 1-1 to 1-5 are a cross-sectional view and a perspective view of a main part sequentially showing main manufacturing steps of a free-wheeling diode rated at 1200V according to the present invention. Description will be made in the order of main manufacturing steps. An
次に選択的エピタキシャル(以降エピと略す)成長により、開口部22に単結晶シリコン層を成長させる。1000℃において、水素、トリクロロシラン、ホスフィン(PH3)、塩化水素を供給し、酸化膜21上にはシリコン結晶を成長させず、開口部22のシリコン半導体基板露出面にのみシリコン結晶を成長させる。厚さ1μmのn型エピ層(n型キャリア注入抑制層12)を成長した後、ドーパントガスをフォスフィン(PH3)からジボラン(B2H6)に切り替え、酸化膜21厚を超える高さまで、p型エピ層(アノードp層11)をさらに成長させる(図1−2(d))。酸化膜21をストッパとして表面の余剰シリコン結晶をCMP(化学機械的研磨装置)により研磨する(図1−3(e))。弗酸により酸化膜21を全面除去し、続いてドライ酸化により、膜厚0.1μmの熱酸化膜15を形成する(図1−3(f))。CVD法により膜厚0.5μmの多結晶シリコン16を堆積させる(図1−3(g))。再度表面研磨により前記アノードp層11上の熱酸化膜15上に堆積した余剰な多結晶シリコン16を除去する(図1−3(h))。膜厚0.1μmの熱酸化膜15が研磨ストッパとして機能する。弗酸で膜厚0.1μmの熱酸化膜15を除去(図1−4(i))した後、基板表面にAl−Siスパッタにより5μm厚のアノード電極14を成膜する。アノード電極14はアノードp層11と多結晶シリコン導電体層16にも接触する(図1−4(j))。パターニング/エッチングにより、図1−4(j)のように周辺耐圧構造32との中間領域31に堆積されたAl−Siスパッタ金属を除去する。このような構成にすることで電界強度が最大になるアノードp層11の端部に引き抜きキャリアが集中することを防ぐことができる。中間領域31の開口部幅は1.5μmであり活性部30の開口部幅の2μmより狭いため、中間領域31のn型キャリア注入抑制層12では電界強度をよりいっそう緩和する機能を有する。このような構成および機能を有する中間領域31を設けることにより引き抜きキャリアが特に集中し易い中間領域31のポイントの電界強度を有効に抑えることができる。
Next, a single crystal silicon layer is grown in the
次に、シリコン半導体基板20の裏面を研削し、シリコン半導体基板20の厚さを130μmにする。裏面を、弗酸と硝酸を主成分とする混酸でスピンエッチングし、機械的研削によるダメージ層を除去する。半導体基板の表面に保護用のレジストを塗布/ベーク後、裏面からドーズ量1×1014cm-2の水素イオンを注入し、n型バッファ層24を形成する(図1−4(k))。両面アライメントによる裏面パターニングにより表面側のアノード電極コンタクトの領域の外側に位置する周辺耐圧構造部32に位置的に対応する裏面側の外周部にレジストを残し、中央部にドーズ量1×1015cm-2のリンイオンを注入してn+型カソード層25を形成し、その後レジストを灰化/剥離する。窒素雰囲気における380℃×1時間のアニールにより水素のドナー化率を上げてバッファ層25のドナー濃度を増加させ、同時に裏面に注入されたリン原子を電気的に活性化させる(図1−5(l))。リン原子が導入されたn+型カソード層25は高濃度カソード層となる。n+型カソード層25は高濃度であるためにカソード電極26とのコンタクト抵抗が低い。また浅い接合であるために不純物総量は抑えられており、n+型カソード層25からの電子注入量が効果的に押さえられる。半導体基板の表面(一方の主面)側にパッシベーション層27としてポリイミドを塗布し、パターニング/エッチングによりアノード電極パッドを露出させる。裏面にTi/Ni/Auなどの三層金属膜からなるカソード電極26を蒸着してウエハプロセスが終了する。
Next, the back surface of the
高濃度n+型カソード層25はカソード電極26とオーミック接触する。n型バッファ層24はドーピング濃度がドリフト層18よりは高いが、n+型カソード層25よりは低く、カソード電極26とはショットキー接触する(図1−5(m))。以上の製造工程を終えたシリコン半導体基板20をダイシングすると、本発明にかかるダイオードチップが完成する。
The high concentration n + -type cathode layer 25 is in ohmic contact with the cathode electrode 26. The n-
このようにして製造した本発明のダイオードチップはノンキラーであるにもかかわらずアノードからのキャリア注入量が抑えられて逆回復損失を満足できるレベルに抑えることができる。また、ノンキラーのために電流の立ち上がりが早く、実使用時の低電流における順方向電圧が低減され、導通損失が低い。 Although the diode chip of the present invention thus manufactured is non-killer, the carrier injection amount from the anode can be suppressed and the reverse recovery loss can be suppressed to a satisfactory level. Further, because of the non-killer, the current rises quickly, the forward voltage at a low current during actual use is reduced, and the conduction loss is low.
図7は本発明の前記実施例1で製造したダイオードと従来型ダイオードの、電圧−電流特性比較図である。定格電流密度は450A/cm2、そのときの順方向電圧は1.85Vである。本発明によるノンキラー・ダイオードは電流の立ち上がりが早く、低電流域における順方向電圧が低い。また本発明によるダイオードにおいては、チップ周辺部の裏面カソードからのキャリア注入量が低く抑えられているので、チップ周辺部の蓄積キャリア密度が低い。このため、前記図6に示すように逆回復時のアノード層端部への電流集中が緩和されて、破壊耐量が向上する。たとえば、従来型ダイオードにおいてはアノードp層端部のホール濃度が7×1016cm-3であるのに対して、本発明によるダイオードでは1×1016cm-3と低濃度である。このことは、本発明にかかるダイオードの蓄積キャリア量が劇的に低減されていることを現している。 FIG. 7 is a voltage-current characteristic comparison diagram between the diode manufactured in Example 1 of the present invention and a conventional diode. The rated current density is 450 A / cm 2 , and the forward voltage at that time is 1.85V. The non-killer diode according to the present invention has a fast current rise and a low forward voltage in a low current region. Further, in the diode according to the present invention, since the amount of carriers injected from the backside cathode at the chip periphery is kept low, the accumulated carrier density at the chip periphery is low. For this reason, as shown in FIG. 6, the current concentration at the end of the anode layer during reverse recovery is relaxed, and the breakdown resistance is improved. For example, in the conventional diode, the hole concentration at the end of the anode p layer is 7 × 10 16 cm −3 , whereas in the diode according to the present invention, the hole concentration is as low as 1 × 10 16 cm −3 . This indicates that the amount of accumulated carriers in the diode according to the present invention is dramatically reduced.
本発明にかかる半導体装置によれば、活性部におけるアノード層からのホール注入を低減することができ、ライフタイムキラーの導入が不必要になるため、製造コストが低減される。白金キラーを用いた従来のMPS型ダイオードに対し本発明では、温度特性を正にすることができ、並列動作時の破壊の惧れを小さくすることができる。また、ノンキラーであるために低電流時の順方向電圧を低減することができ、実使用条件における導通損失が低減される。また裏面カソード層が裏面カソード電極に接する領域が活性部に限定され、素子周辺部への電子注入が抑えられて周辺部の蓄積キャリア濃度が劇的に減少する。このため逆回復時にアノードp層端部への電流集中が抑えられ、順方向電圧をむやみに上昇させずに破壊耐量を向上することができる。 According to the semiconductor device of the present invention, hole injection from the anode layer in the active portion can be reduced, and the introduction of a lifetime killer is unnecessary, so that the manufacturing cost is reduced. In contrast to the conventional MPS type diode using a platinum killer, the present invention can make the temperature characteristics positive and reduce the possibility of destruction during parallel operation. Further, since it is a non-killer, the forward voltage at a low current can be reduced, and conduction loss under actual use conditions is reduced. Further, the region where the back surface cathode layer is in contact with the back surface cathode electrode is limited to the active portion, and electron injection into the peripheral portion of the device is suppressed, and the accumulated carrier concentration in the peripheral portion is dramatically reduced. For this reason, current concentration at the end of the anode p layer during reverse recovery is suppressed, and the breakdown resistance can be improved without increasing the forward voltage.
1、14 アノード電極
2、11 アノードp層
3 アノードp層の端部
4 絶縁膜
5 アノード電極のコンタクト
12 注入抑制層
13a 第一突起状半導体部分
13b 第二突起状半導体部分
13c 第三突起状半導体部分
15 熱酸化膜
16 導電体層
17a 第一凹部
17b 第二凹部
17c 第三凹部
18 n型ドリフト層
20 半導体基板
21 初期酸化膜
22 開口部
23 開口連結部
24 n型バッファ層
25 n+型カソード層
26 カソード電極
27 パッシベーション層
30 活性部
31 中間領域
32 周辺耐圧構造部
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