[发明专利]半导体装置及电力变换装置

说明书

本发明目在于提供能够在确保耐压的同时，抑制恢复时的峰值电流的技术。半导体装置具备：p^‑型阳极层(1)，其p型杂质浓度是恒定的；n^‑型层(2)，其n型杂质浓度具有分布；以及n⁺型层(3)，其是与p^‑型阳极层(1)之间夹着n^‑型层(2)而配置的，n型杂质浓度比n^‑型层(2)高且是恒定的，n^‑型层(2)中的p^‑型阳极层(1)侧的部分的n型杂质浓度比p^‑型阳极层(1)的p型杂质浓度低。

技术领域

本发明涉及具有阳极层的半导体装置。

背景技术

近年来，为了改善功率半导体装置的性能，在将晶片衬底研磨得薄后，通过从背面进行的杂质扩散而设置了背面扩散层的构造成为主流。例如，在专利文献1的技术中，在n型杂质浓度恒定的n型衬底进行p型杂质的注入及热扩散而形成p型阳极层后，将晶片衬底研磨至所期望的厚度，从背面侧进行质子注入，从而形成n型缓冲层。另外，例如，在专利文献2的技术中，在晶片衬底的最背面形成n型杂质浓度较高的n⁺层。

专利文献1：国际公开第2016/203545号

专利文献2：日本专利第5309360号公报

但是，在上述技术中，为了确保耐压，需要提高p型阳极层的浓度，使耗尽层从p型阳极层延伸至n^-型衬底侧。但是，在这样构成的情况下，存在恢复时的峰值电流较大的问题。

发明内容

因此，本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供能够在确保耐压的同时，抑制恢复时的峰值电流的技术。

本发明涉及的半导体装置具备：阳极层，其p型杂质浓度是恒定的；第1半导体层，其n型杂质浓度具有分布；以及第2半导体层，其是与所述阳极层之间夹着所述第1半导体层而配置的，n型杂质浓度比所述第1半导体层高且是恒定的，所述第1半导体层中的所述阳极层侧的部分的n型杂质浓度比所述阳极层的p型杂质浓度低。

发明的效果

根据本发明，具备：阳极层，其p型杂质浓度是恒定的；以及第1半导体层，其n型杂质浓度具有分布。根据这样的结构，能够将由阳极层和第1半导体层构成的pn结设置于从半导体衬底的表面和背面侧算起的深的位置。因此，能够在确保耐压的同时，抑制恢复时的峰值电流。

附图说明

图1是表示关联半导体装置的结构的剖面图。

图2是表示实施方式1涉及的半导体装置的结构的剖面图。

图3是表示实施方式2涉及的半导体装置的结构的剖面图。

图4是表示实施方式3涉及的半导体装置的结构的剖面图。

图5是表示实施方式4涉及的半导体装置的结构的剖面图。

图6是用于说明实施方式4涉及的半导体装置的特性的图。

图7是表示实施方式5涉及的半导体装置的结构的剖面图。

图8是表示实施方式6涉及的半导体装置的结构的剖面图。

图9是表示实施方式7涉及的半导体装置的结构的剖面图。

图10是表示电力变换系统的结构的框图，在该电力变换系统中应用了实施方式8涉及的电力变换装置。

标号的说明

1 p^-型阳极层，2 n^-型层，3 n⁺型层，4、5 p^-型层，6 p型层，8末端层，201主变换电路，203控制电路。