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DE112016006787T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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DE112016006787T5
DE112016006787T5 DE112016006787.9T DE112016006787T DE112016006787T5 DE 112016006787 T5 DE112016006787 T5 DE 112016006787T5 DE 112016006787 T DE112016006787 T DE 112016006787T DE 112016006787 T5 DE112016006787 T5 DE 112016006787T5
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DE
Germany
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layer
type
semiconductor layer
cathode
drift
Prior art date
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Pending
Application number
DE112016006787.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Akito Nishii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik vorzusehen, um eine Konzentration elektrischer Felder in einer ersten Halbleiterschicht vom P-Typ während einer Erholungsoperation zu verhindern. Eine Halbleitervorrichtung umfasst eine Driftschicht, eine Halbleiterschicht vom N-Typ, eine erste Halbleiterschicht vom P-Typ, eine zweite Halbleiterschicht vom P-Typ, eine Elektrode und eine Isolierschicht. Die Halbleiterschicht vom N-Typ und die erste Halbleiterschicht vom P-Typ sind unter der Driftschicht angeordnet, während sie in einer lateralen Richtung einander benachbart sind. Die Isolierschicht ist über der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ angeordnet, während sie mit der zweiten Halbleiterschicht vom P-Typ und der Elektrode in Kontakt ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleitervorrichtungen wie etwa Dioden.
  • Stand der Technik
  • Eine herkömmliche Halbleitervorrichtung wie etwa eine Diode weist eine Struktur an der rückwärtigen Oberfläche auf, die mit einer Halbleiterschicht vom N-Typ hoher Konzentration auf der Kathodenseite der Vorrichtung versehen ist (worauf im Folgenden als eine „Kathodenschicht vom N-Typ“ verwiesen wird), um einen ohmschen Kontakt zwischen einer Elektrode und einer Driftschicht oder einer Pufferschicht einzurichten. In solch einer Struktur kann ein plötzlicher Spannungsanstieg die Vorrichtung bei der Endphase einer Erholungsoperation der Vorrichtung schädigen. Um dieses Problem zu lösen, schlägt zum Beispiel Patentdokument 1 eine Konfiguration vor, in der eine Halbleiterschicht vom P-Typ auf der Kathodenseite angeordnet ist (worauf im Folgenden als eine „Kathodenschicht vom P-Typ“ verwiesen wird). In solch einer Konfiguration werden Träger von der Kathodenseite aus injiziert. Dies mildert Fluktuationen eines elektrischen Feldes, wodurch der plötzliche Spannungsanstieg verhindert wird.
  • Dokument nach dem Stand der Technik
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2010-283132
  • Zusammenfassung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Unglücklicherweise bildet die Kathodenschicht vom P-Typ zusammen mit einer Halbleiterschicht vom P-Typ auf der Anodenseite der Vorrichtung (worauf im Folgenden als „Anodenschicht vom P-Typ“ verwiesen wird) einen parasitären PNP-Transistor. Bisweilen bewirkt dies, dass der parasitäre PNP-Transistor während der Erholungsoperation tätig ist. Dementsprechend weist ein Kathodenbereich vom P-Typ eine hohe Stromdichte auf, was folglich eine mit Wärme verbundene Stromkonzentration hervorruft. Die Wärme kann die Vorrichtung schädigen.
  • Um das obige Problem zu lösen, ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik zum Verhindern einer Konzentration eines elektrischen Feldes in einer ersten Halbleiterschicht vom P-Typ, wie etwa einem Kathodenbereich vom P-Typ, während einer Erholungsoperation vorzusehen.
  • Mittel, um das Problem zu lösen
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Folgende: eine Driftschicht; eine Halbleiterschicht vom N-Typ und eine erste Halbleiterschicht vom P-Typ, die unter der Driftschicht angeordnet sind, während sie in einer lateralen Richtung einander benachbart sind; eine zweite Halbleiterschicht vom P-Typ, die auf der Driftschicht angeordnet ist; eine Elektrode, die auf der zweiten Halbleiterschicht vom P-Typ angeordnet ist; und eine Isolierschicht, die über der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ angeordnet ist, während sie mit der zweiten Halbleiterschicht vom P-Typ und der Elektrode in Kontakt ist.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Folgende: eine Driftschicht; eine Halbleiterschicht vom N-Typ und eine erste Halbleiterschicht vom P-Typ, die unter der Driftschicht angeordnet sind, während sie in einer lateralen Richtung einander benachbart sind; eine zweite Halbleiterschicht vom P-Typ, die auf oder über der Driftschicht angeordnet ist; eine Elektrode, die auf der zweiten Halbleiterschicht vom P-Typ angeordnet ist; eine erste Pufferschicht vom N-Typ, die über der Halbleiterschicht vom N-Typ und auf der Driftschicht angeordnet ist oder auf der Halbleiterschicht vom N-Typ und unter der Driftschicht angeordnet ist; und eine zweite Pufferschicht vom N-Typ, die über der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ und auf der Driftschicht angeordnet ist oder auf der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ und unter der Driftschicht angeordnet ist, während sie in einer lateralen Richtung der ersten Pufferschicht vom N-Typ benachbart ist. Die zweite Pufferschicht vom N-Typ weist eine höhere Verunreinigungskonzentration als eine Verunreinigungskonzentration der ersten Pufferschicht vom N-Typ auf.
  • Effekte der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Isolierschicht oder die zweite Pufferschicht vom N-Typ, welche eine höhere Verunreinigungskonzentration als eine Verunreinigungskonzentration der ersten Pufferschicht vom N-Typ aufweist, über der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ angeordnet. Dies verhindert die Konzentration eines elektrischen Feldes in der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ während der Erholungsoperation.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer verwandten Diode.
    • 2 ist ein Diagramm, das das Ergebnis einer Simulation der Stromverteilung während der Erholungsoperation der verwandten Diode zeigt.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß einer zweiten Ausführungsform.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform.
    • 9 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Beschreibung der Ausführungsform(en)
  • <Erste Ausführungsform>
  • Das Folgende stellt Halbleitervorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail dar, die Dioden von Leistungsmodulen sind, die gegen hohe Spannung widerstandsfähig sind und unter einer Spannung von 600 V oder mehr genutzt werden. Die Halbleitervorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf Dioden beschränkt und können eine beliebige Art von Halbleitervorrichtung wie etwa Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) sein.
  • Bevor eine Diode gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, beschreibt das Folgende eine Diode im Zusammenhang mit der Diode gemäß der ersten Ausführungsform (worauf im Folgenden als „verwandte Diode“ verwiesen wird).
  • 1 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration der verwandten Diode. Es wird besonders erwähnt, dass Richtungen wie etwa Auf- und Ab-Richtungen nur der Zweckmäßigkeit halber spezifiziert sind und somit wie jeweils anwendbar entsprechend einer Richtung einer Vorrichtungsanbringung in 1 und dem Rest der Zeichnungen und deren Beschreibung geändert werden.
  • Die verwandte Diode in 1 umfasst eine Driftschicht 1, eine Kathodenpufferschicht 2 vom N-Typ, eine Kathodenschicht vom N-Typ (Halbleiterschicht vom N-Typ) 3, eine Kathodenschicht vom P-Typ (erste Halbleiterschicht vom P-Typ) 4, eine Kathodenelektrode 5, eine Anodenschicht vom P-Typ (zweite Halbleiterschicht vom P-Typ) 6 und eine Anodenelektrode (Elektrode) 7.
  • Ein Beispiel der Driftschicht 1 ist eine Halbleiterschicht vom N-Typ.
  • Die Kathodenpufferschicht 2 vom N-Typ ist unter der Driftschicht 1 angeordnet. Die Kathodenpufferschicht 2 vom N-Typ weist eine höhere Verunreinigungskonzentration als die Verunreinigungskonzentration der Driftschicht 1 auf.
  • Die Kathodenschicht 3 vom N-Typ und die Kathodenschicht 4 vom P-Typ sind unter der Kathodenpufferschicht 2 vom N-Typ angeordnet, während sie in einer lateralen Richtung einander benachbart sind. Das heißt, die Kathodenschicht 3 vom N-Typ und die Kathodenschicht 4 vom P-Typ sind unter der Driftschicht 1 angeordnet. Die Kathodenpufferschicht 3 vom N-Typ weist eine höhere Verunreinigungskonzentration als die Verunreinigungskonzentration der Kathodenpufferschicht 2 vom N-Typ auf.
  • Die Kathodenelektrode 5 ist unter der Kathodenschicht 3 vom N-Typ und der Kathodenschicht 4 vom P-Typ angeordnet, während sie mit der Kathodenschicht 3 vom N-Typ und der Kathodenschicht 4 vom P-Typ in ohmschem Kontakt ist.
  • Die Anodenschicht 6 vom P-Typ ist auf der Driftschicht 1 angeordnet. Die Anodenschicht 6 vom P-Typ wird über beispielsweise eine Verunreinigungsdiffusion gebildet.
  • Die Anodenelektrode 7 ist auf der Anodenschicht 6 vom P-Typ angeordnet, während sie mit der Anodenschicht 6 vom P-Typ in ohmschem Kontakt ist.
  • Die verwandte Diode mit solch einer Konfiguration weist einen parasitären PNP-Bipolartransistor auf, der von der Kathodenschicht 4 vom P-Typ, der Anodenschicht 6 vom P-Typ und der Halbleiterschicht vom N-Typ dazwischen gebildet wird. Während sich die verwandte Diode erholt, ist hier die verwandte Diode in einem Zustand unter Sperrvorspannung, in welchem eine hohe Spannung an die Kathodenseite der Diode angelegt ist; außerdem dehnt sich eine Verarmungsschicht von einem PN-Übergang auf der Anodenseite der Diode zur Kathodenseite entsprechend einer Spannung aus, die zwischen der Anodenelektrode 7 und der Kathodenelektrode 5 angelegt ist.
  • Die Verarmungsschicht erzeugt, wenn sie die Kathodenschichten 4 vom P-Typ auf der Seite der rückwärtigen Oberfläche der Diode erreicht, einen Durchgreifeffekt bzw. einen Punch-Through-Effekt. In dieser Phase passieren während des EIN-Zustands der verwandten Diode in der Driftschicht 1 gespeicherte Träger einen Bereich des PNP-Bipolartransistors, in welchem der Durchgreifeffekt auftritt. Dementsprechend nimmt die Stromdichte in diesem Bereich zu, was folglich eine Stromkonzentration bewirkt.
  • 2 ist ein Diagramm, das das Ergebnis einer Simulation der Stromverteilung im Innern der verwandten Diode während ihrer Erholung zeigt. 2 veranschaulicht die Stromverteilung auf solch eine Weise, dass der Strom umso höher ist, je mehr die Dichte an Schraffurpunkten zunimmt. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist der Strom im Bereich der Kathodenschicht 4 vom P-Typ höher.
  • Ein Wärmeanstieg, der sich aus einer solchen Stromkonzentration ergibt, kann die verwandte Diode schädigen. Die Diode gemäß der ersten Ausführungsform verhindert im Gegensatz dazu einen Anstieg der Wärme aufgrund einer Stromverteilung während ihrer Erholungsoperation.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration der Diode gemäß der ersten Ausführungsform. Die gleichen oder ähnlichen Komponenten zwischen der verwandten Diode und der Diode gemäß der ersten Ausführungsform sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Vorwiegend werden Komponenten beschrieben, die zwischen diesen Dioden unterschiedlich sind.
  • Die Diode gemäß der ersten Ausführungsform umfasst zusätzlich zu den in der verwandten Diode enthaltenen Komponenten eine Isolierschicht 8. Die Isolierschicht 8 ist über der Kathodenschicht 4 vom P-Typ ausgebildet, während sie mit der Anodenschicht 6 vom P-Typ und der Anodenelektrode 7 in Kontakt ist. In der ersten Ausführungsform ist die Isolierschicht 8 mit der oberen Oberfläche der Anodenschicht 6 vom P-Typ in Kontakt, während sie in der unteren Oberfläche der Anodenschicht 7 vergraben ist.
  • In der Diode gemäß der ersten Ausführungsform verringert die Isolierschicht 8 die Tendenz von Trägern, aus der Kathodenschicht 4 vom P-Typ unter der Isolierschicht 8 auszutreten. Dies verhindert die unnötige Operation des parasitären PNP-Bipolartransistors während der Erholungsoperation; das heißt, dies verhindert die Stromkonzentration im Bereich der Kathodenschicht 4 vom P-Typ, wodurch eine Durchschlagsfestigkeit verbessert wird.
  • Es wird besonders erwähnt, dass die Halbleiterschichten einschließlich der Driftschicht 1 jeweils aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke (der beispielsweise Siliziumcarbid, Galliumnitrid oder Diamant enthält) geschaffen sein können; alternativ dazu können diese Halbleiterschichten jeweils aus irgendeinem anderen Halbleiter (der beispielsweise Silizium enthält) geschaffen sein. Halbleiter mit breiter Bandlücke ermöglichen, wenn sie verwendet werden, um die Halbleiterschichten einschließlich der Driftschicht 1 auszubilden, einen stabilen Betrieb unter einer Hochtemperatur- und Hochgeschwindigkeitsoperation.
  • <Modifikation>
  • Die erste Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in welchem die Isolierschicht 8 mit der oberen Oberfläche der Anodenschicht 6 vom P-Typ in Kontakt ist, während sie in der unteren Oberfläche der Anodenelektrode 7 vergraben ist. Die Konfiguration der Isolierschicht 8 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
  • Beispielsweise kann in einer in 4 veranschaulichten ersten Modifikation die Isolierschicht 8 mit der unteren Oberfläche der Anodenelektrode 7 in Kontakt sein, während sie in der oberen Oberfläche der Anodenschicht 6 vom P-Typ vergraben ist. Solch eine Konfiguration erzielt einen Effekt ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform.
  • Beispielsweise kann in einer in 5 veranschaulichten zweiten Modifikation die Isolierschicht 8 mit der oberen Oberfläche der Anodenelektrode 6 vom P-Typ in Kontakt sein, während sie in einem Durchgangsloch 7a der Anodenelektrode 7 vergraben ist, wobei sich das Durchgangsloch 7a in deren Dickenrichtung erstreckt. Solch eine Konfiguration erzielt einen Effekt ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • 6 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gleichen oder ähnlichen Komponenten zwischen den ersten und zweiten Ausführungsformen sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Vorwiegend werden Komponenten beschrieben, die zwischen diesen Ausführungsformen verschieden sind.
  • In der zweiten Ausführungsform umfasst die Diode anstelle der Isolierschicht 8 Anodenpufferschichten 11 und 12 vom N-Typ. Die Anodenschicht 6 vom P-Typ ist auf den Anodenpufferschichten 11 und 12 vom N-Typ und über der Driftschicht 1 angeordnet.
  • Die Anodenpufferschicht vom N-Typ (erste Pufferschicht vom N-Typ) 11 ist hier über der Kathodenschicht 3 vom N-Typ und auf der Driftschicht 1 angeordnet.
  • Die Anodenpufferschicht vom N-Typ (zweite Pufferschicht vom N-Typ) 12 ist über der Kathodenschicht 4 vom P-Typ und auf der Driftschicht 1 angeordnet, während sie in einer lateralen Richtung der Anodenpufferschicht 11 vom N-Typ benachbart ist. Der Anodenpuffer 12 vom N-Typ hat eine höhere Verunreinigungskonzentration als die Verunreinigungskonzentration des Anodenpuffers 11 vom N-Typ. Beispielsweise weist die Anodenpufferschicht 12 vom N-Typ eine um mehr als eine Größenordnung höhere Verunreinigungskonzentration als die Verunreinigungskonzentration der Anodenpufferschicht 11 vom N-Typ auf. Es wird besonders erwähnt, dass in der zweiten Ausführungsform die folgende Ungleichung der Verunreinigungskonzentration eingerichtet ist: die Verunreinigungskonzentration der Driftschicht 1 < die Verunreinigungskonzentration der Anodenpufferschicht 11 vom N-Typ < die Verunreinigungskonzentration der Anodenpufferschicht 12 vom N-Typ < die Verunreinigungskonzentration der Anodenschicht 6 vom P-Typ.
  • Die Diode gemäß der zweiten Ausführungsform, welche die Anodenpufferschicht 12 vom N-Typ über der Kathodenschicht 4 vom P-Typ mit einer höheren Verunreinigungskonzentration enthält, verringert die Tendenz einer Verarmungsschicht in diesem Bereich, sich zur Kathodenseite auszudehnen. Dies verhindert den Durchgreifeffekt im parasitären PNP-Bipolartransistor während der Erholungsoperation der Diode und verhindert demzufolge die Stromkonzentration im Bereich der Kathodenschicht 4 vom P-Typ, wodurch die Durchschlagsfestigkeit verbessert wird.
  • <Modifikation>
  • Die Konfiguration in der zweiten Ausführungsform kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden.
  • Beispielsweise können in einer in 7 veranschaulichten ersten Modifikation anstelle der Kathodenpufferschicht 2 vom N-Typ Kathodenpufferschichten 16 und 17 vom N-Typ enthalten sein.
  • Hier ist die Kathodenpufferschicht vom N-Typ (dritte Pufferschicht vom N-Typ) 16 auf der Kathodenschicht 3 vom N-Typ und unter der Driftschicht 1 angeordnet.
  • Die Kathodenpufferschicht vom N-Typ (vierte Pufferschicht vom N-Typ) 17 ist auf der Kathodenschicht 4 vom P-Typ und unter der Driftschicht 1 angeordnet, während sie in einer lateralen Richtung der Kathodenpufferschicht 16 vom N-Typ benachbart ist. Die Kathodenpufferschicht 17 vom N-Typ hat eine höhere Verunreinigungskonzentration als die Verunreinigungskonzentration der Kathodenpufferschicht 16 vom N-Typ. Beispielsweise weist die Kathodenpufferschicht 17 vom N-Typ eine um mehr als eine Größenordnung höhere Verunreinigungskonzentration als die Verunreinigungskonzentration der Kathodenpufferschicht 16 vom N-Typ auf. Es wird besonders erwähnt, dass in der ersten Modifikation die folgende Ungleichung einer Verunreinigungskonzentration eingerichtet ist: die Verunreinigungskonzentration der Driftschicht 1 < die Verunreinigungskonzentration der Kathodenpufferschicht 16 vom N-Typ < die Verunreinigungskonzentration der Kathodenpufferschicht 17 vom N-Typ. Solch eine Konfiguration erzielt einen Effekt ähnlich demjenigen der zweiten Ausführungsform.
  • Beispielsweise können in einer in 8 veranschaulichten zweiten Modifikation die Anodenpufferschichten 11 und 12 vom N-Typ aus der Konfiguration von 7 herausgenommen werden. Das heißt, die Kathodenpufferschicht vom N-Typ (erste Pufferschicht vom N-Typ) 16 ist auf der Kathodenschicht 3 vom N-Typ und unter der Driftschicht 1 angeordnet; außerdem ist die Kathodenpufferschicht vom N-Typ (zweite Pufferschicht vom N-Typ) 17 auf der Kathodenschicht 4 vom P-Typ und unter der Driftschicht 1 angeordnet, während sie in einer lateralen Richtung der Kathodenpufferschicht 16 vom N-Typ benachbart ist. Die Kathodenpufferschicht 17 vom N-Typ weist eine höhere Verunreinigungskonzentration als die Verunreinigungskonzentration der Kathodenpufferschicht 16 vom N-Typ auf. Solch eine Konfiguration erzielt einen Effekt ähnlich demjenigen der zweiten Ausführungsform.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • 9 ist eine Querschnittsansicht der Konfiguration einer Diode gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die gleichen oder ähnlichen Komponenten zwischen den ersten und dritten Ausführungsformen sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Vorwiegend werden Komponenten beschrieben, die zwischen diesen Ausführungsformen verschieden sind.
  • Die Diode gemäß der dritten Ausführungsform umfasst anstelle der Isolierschicht 8 eine Anodenschicht vom P-Typ (dritte Halbleiterschicht vom P-Typ) 19. Die Anodenschicht 19 vom P-Typ ist über der Kathodenschicht 4 vom P-Typ angeordnet, während sie mit der Anodenschicht 6 vom P-Typ und der Anodenschicht 7 in Kontakt ist. Die Anodenschicht 19 vom P-Typ hat eine Lebensdauer τ1, die kürzer als die Lebensdauer τ2 der Anodenschicht 6 vom P-Typ ist. Das heißt, die folgende Ungleichung ist eingerichtet: τ1 < τ2. Es wird besonders erwähnt, dass ein Defekt in der Halbleiterschicht, der durch eine Protonenbestrahlung erzeugt wird, die Lebensdauer der Halbleiterschicht verkürzt. Selbstverständlich kann solch eine Lebensdauer-Steuerung nicht nur über eine Protonenbestrahlung, sondern auch über irgendein anderes Verfahren durchgeführt werden.
  • In der Diode gemäß der dritten Ausführungsform eliminiert ein Verkürzen der Lebensdauer der Anodenschicht 19 vom P-Typ über der Kathodenschicht 4 vom P-Typ in einem Bereich der Anodenschicht 19 vom P-Typ einen Teil der Träger, die in die Anodenseite eintreten, wenn ein Durchgreifeffekt im parasitären PNP-Bipolartransistor auftritt. Dies mildert die Stromkonzentration im Bereich der Kathodenschicht 4 vom P-Typ während der Erholungsoperation, wodurch die Durchschlagsfestigkeit verbessert wird.
  • Es wird besonders erwähnt, dass in der vorliegenden Erfindung die einzelnen Ausführungsformen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung frei kombiniert werden können oder wie jeweils anwendbar modifiziert und weggelassen werden können.
  • Obgleich die Erfindung im Detail dargestellt und beschrieben wurde, ist die vorhergehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht beschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Varianten entwickelt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1 Driftschicht, 3 Kathodenschicht vom N-Typ, 4 Kathodenschicht vom P-Typ, 6, 19 Anodenschicht vom P-Typ, 7 Anodenelektrode, 7a Durchgangsloch, 8 Isolierschicht, 11, 12 Anodenpufferschicht vom N-Typ, 16, 17 Kathodenpufferschicht vom N-Typ
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010283132 [0003]

Claims (7)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: eine Driftschicht (1); eine Halbleiterschicht (3) vom N-Typ und eine erste Halbleiterschicht (4) vom P-Typ, die unter der Driftschicht angeordnet sind, während sie in einer lateralen Richtung einander benachbart sind; eine zweite Halbleiterschicht (6) vom P-Typ, die auf der Driftschicht angeordnet ist; eine Elektrode (7), die auf der zweiten Halbleiterschicht vom P-Typ angeordnet ist; und eine Isolierschicht (8), die über der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ angeordnet ist, während sie mit der zweiten Halbleiterschicht vom P-Typ und der Elektrode in Kontakt ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Isolierschicht (8) in einer unteren Oberfläche der Elektrode (7) vergraben ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Isolierschicht (8) in einer oberen Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht (6) vom P-Typ vergraben ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektrode (7) ein Durchgangsloch (7a) aufweist, und wobei die Isolierschicht (8) im Durchgangsloch vergraben ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend, anstelle der Isolierschicht (8), eine dritte Halbleiterschicht (19) vom P-Typ, die über der ersten Halbleiterschicht (4) vom P-Typ angeordnet ist, während sie mit der zweiten Halbleiterschicht (6) vom P-Typ und der Elektrode (7) in Kontakt ist, wobei die dritte Halbleiterschicht vom P-Typ eine kürzere Lebensdauer als eine Lebensdauer der zweiten Halbleiterschicht vom P-Typ hat.
  6. Halbleitervorrichtung, umfassend: eine Driftschicht (1); eine Halbleiterschicht (3) vom N-Typ und eine erste Halbleiterschicht (4) vom P-Typ, die unter der Driftschicht angeordnet sind, während sie in einer lateralen Richtung einander benachbart sind; eine zweite Halbleiterschicht (6) vom P-Typ, die auf oder über der Driftschicht angeordnet ist; eine Elektrode (7), die auf der zweiten Halbleiterschicht vom P-Typ angeordnet ist; eine erste Pufferschicht (11, 16) vom N-Typ, die über der Halbleiterschicht vom N-Typ und auf der Driftschicht angeordnet ist oder auf der Halbleiterschicht vom N-Typ und unter der Driftschicht angeordnet ist; und eine zweite Pufferschicht (12, 17) vom N-Typ, die über der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ und auf der Driftschicht angeordnet ist oder auf der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ und unter der Driftschicht angeordnet ist, während sie in einer lateralen Richtung der ersten Pufferschicht vom N-Typ benachbart ist, wobei die zweite Pufferschicht vom N-Typ eine höhere Verunreinigungskonzentration als eine Verunreinigungskonzentration der ersten Pufferschicht vom N-Typ aufweist.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Pufferschicht (11) vom N-Typ über der Halbleiterschicht (3) vom N-Typ und auf der Driftschicht (1) angeordnet ist, wobei die zweite Pufferschicht (12) vom N-Typ über der ersten Halbleiterschicht (4) vom P-Typ und auf der Driftschicht angeordnet ist, wobei die Halbleitervorrichtung umfasst: eine dritte Pufferschicht (16) vom N-Typ, die auf der Halbleiterschicht vom N-Typ und unter der Driftschicht angeordnet ist; und eine vierte Pufferschicht (17) vom N-Typ, die auf der ersten Halbleiterschicht vom P-Typ und unter der Driftschicht angeordnet ist, während sie in einer lateralen Richtung der dritten Pufferschicht vom N-Typ benachbart ist, und wobei die vierte Pufferschicht vom N-Typ eine höhere Verunreinigungskonzentration als eine Verunreinigungskonzentration der dritten Pufferschicht vom N-Typ aufweist.
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