[发明专利]二极管、电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用半导体基板而形成的二极管。

背景技术

通过开关动作来变换电力的电力变换装置例如具备IGBT(Insurated Gate Bipolar Transistor)、MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管等半导体开关元件。对于与这些半导体开关元件以逆向并联的方式连接、且作为续流二极管而使用的二极管而言，随着驱动频率的增加，进一步要求开关动作中的恢复电流的减少、或者恢复时的浪涌电压·振动的抑制。

为了抑制恢复时的浪涌电压·振动，提出了在阳极侧的Si基板中设置局部的低寿命层的方法。通过在阳极侧的Si基板中设置局部的低寿命层，从而来自阳极的空穴注入量减少，作为结果，导通时的阳极侧的载流子密度下降，阴极侧的载流子密度上升。若阴极侧的载流子密度上升，则在恢复时阴极侧的n-漂移层中的残存载流子增加，而抑制恢复电流的急剧的减少，从而抑制恢复时的浪涌电压·振动。

下述非专利文献1中，作为在阳极侧的Si基板中设置局部的低寿命层的方法，而提出了使用氦照射或质子照射的方法。该文献中，通过对Si基板照射He+或质子，来在Si基板中的阳极电极侧形成局部的低寿命层，从而抑制恢复时的浪涌电压·振动。

下述专利文献1中，作为在阳极侧的Si基板中形成局部的低寿命层的其它方法，提出了使用用于形成阳极侧的p层的离子注入的方法。该文献中，向Si基板注入p型杂质的离子而在Si基板中的阳极电极侧形成局部的低寿命层，并通过激光退火使注入的p型杂质的一部分活性化而形成p层。通过局部的低寿命层，来抑制恢复时的浪涌电压·振动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-4866号公报

非专利文献

非专利文献1：K.Nishiwaki,T.Kushida,A.Kawahashi,Proceedings of the 13th International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs(ISPSD)2001,pp.235-238,2001.

发明内容

发明所要解决的课题

非专利文献1所记载的技术中，为了照射质子、氦而必须使用大型的回旋加速器的粒子线照射装置，从而制造成本变高。并且，由于质子、氦的重量较轻，所以通过质子照射、氦照射而形成的缺陷的深度方向分布的半宽度较宽，无法精度良好地控制深度方向的位置。若无法精度良好地控制深度方向的位置，则容易产生特性的差别。例如，若缺陷的深度方向分布的半宽度较宽，则相应地导通损耗变大。

专利文献1所记载的技术中，由于通过离子注入而导入的缺陷的深度方向的位置与因激光退火而活性化的p层的深度方向的位置大致相同，所以若离子注入的深度或激光退火的深度稍微存在偏差，则在激光退火后残存的缺陷的数量存在较大的偏差。结果，正向电压、恢复损耗存在较大的偏差。

本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供能够以简便的方法制造、且恢复动作良好的二极管。

用于解决课题的方案

本发明的二极管具备杂质的浓度较高的层和杂质的浓度较低的层，杂质的浓度较低的层还包括活化率与其它的部分不同的层。

发明的效果如下。

根据本发明的二极管，可提供能够以简便的方法制造、且恢复动作良好的二极管。通过以下的实施方式的说明，除上述以外的课题、结构以及效果会变得清楚。

附图说明

图1是实施方式1的二极管1的侧剖视图。

图2是说明向终端区域域注入p型阱的离子的工序的图。

图3是说明向终端区域注入n型阱的离子的工序的图。

图4是说明使终端区域的n型阱和p型阱的杂质活性化而扩散的工序的图。

图5是说明向有源区域注入p型阱的离子的工序的图。

图6是说明使有源区域的p型阱活性化而形成低寿命层的工序的图。

图7是说明形成阳极电极的工序的图。

图8是说明形成阴极缓冲n层111和阴极n层112的工序的图。

图9是表示从阳极侧观察的深度方向的p型杂质的浓度曲线(实线)以及活性化后的杂质的浓度曲线(虚线)的图。

图10是实施方式2的二极管1的侧剖视图。

图11是实施方式3的二极管1的侧剖视图。

图12是实施方式4的二极管1的侧剖视图。