(57)【要約】【課題】  ＰＩＮ構造が形成されている中心領域８２とリサーフ領域３４が形成されている周辺領域８４を備えている半導体装置において、ターンオフ直後の正孔の局所的な集中を緩和すること。【解決手段】  半導体装置は、ＰＩＮ構造が作り込まれている中心領域８２と、その中心領域８２の周辺に位置しており、リサーフ領域３４を有する周辺領域８４に区画されている。中心領域８２の半導体層３０の表面側の少なくとも一部には、アノード領域３８が形成されている。周辺領域８４の半導体層３０の表面側の少なくとも一部には、周辺コンタクト領域３５が形成されている。アノード領域３８と周辺コンタクト領域３５の間には、正孔に対してアノード領域３８よりも高抵抗な領域が介在している。アノード領域３８及び周辺コンタクト領域３５は、アノード電極５２に電気的に接続している。【選択図】  図１
2007042836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の不純物を低濃度に含む半導体層を備えている半導体装置であって、
その半導体層は、半導体素子構造が作り込まれている中心領域と、その中心領域の横方向に位置しているとともに半導体素子構造がオフしているときに空乏層を中心領域から横方向に広げる空乏層形成構造が作り込まれている周辺領域に区画されており、
中心領域の半導体層の表面側の少なくとも一部には、第２導電型の不純物を高濃度に含む中心コンタクト領域が形成されており、
周辺領域の半導体層の表面側の少なくとも一部には、第２導電型の不純物を高濃度に含む周辺コンタクト領域が形成されており、
中心コンタクト領域と周辺コンタクト領域の間には、第２導電型キャリアに対して中心コンタクト領域よりも高抵抗な領域が介在しており、
中心コンタクト領域及び周辺コンタクト領域は、表面電極に電気的に接続していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
周辺コンタクト領域が複数形成されており、
周辺コンタクト領域は、中心領域側から反中心領域側に向かう方向に沿って、分散して配置されていることを特徴とする請求項１の半導体装置。
【請求項３】
空乏層形成構造が、第２導電型の不純物を低濃度に含むリサーフ領域と第１導電型の不純物を低濃度に含む半導体層の組合せで形成されており、
リサーフ領域は、周辺領域の半導体層の表面側の少なくとも一部に形成されており、周辺コンタクト領域を取り囲んでいることを特徴とする請求項１又は２の半導体装置。
【請求項４】
リサーフ領域が中心領域に接するまで伸びており、中心コンタクト領域の周辺領域側の屈曲端部を覆っていることを特徴とする請求項３の半導体装置。
【請求項５】
周辺領域の半導体層の表面側の少なくとも一部には、第２導電型の不純物を高濃度に含む周辺フローティング領域がさらに形成されており、
周辺フローティング領域は、リサーフ領域に取り囲まれており、リサーフ領域によって周辺コンタクト領域から隔てられていることを特徴とする請求項３又は４の半導体装置。
【請求項６】
半導体層の裏面側には、第１導電型の不純物を高濃度に含む裏面コンタクト領域が形成されており、
その裏面コンタクト領域は、裏面電極に電気的に接続していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子構造が形成されている中心領域と、耐圧を確保するために中心領域の周辺に形成されている周辺領域を備えている半導体装置に関する。ここでいう半導体素子構造とは、半導体領域の組合せによって、電流を導通する状態と電流を導通しない状態を経時的に切換える構造をいう。半導体素子構造には、整流作用を示すダイオード構造、スイッチング作用を示すスイッチング素子構造等を例に挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一例として、縦型のPINダイオード構造（半導体素子構造の一例。以下、PIN構造という）を備えている半導体装置が知られている。この半導体装置は、PIN構造が形成されている中心領域とその中心領域を取り囲む周辺に形成されている周辺領域を備えている。半導体装置は、ｎ−型の半導体層を利用して形成されることが多い。中心領域の半導体層の表面側の少なくとも一部には、ｐ型のアノード領域（中心コンタクト領域の一例）が形成されており、そのアノード領域にアノード電極（表面電極の一例）が電気的に接続している。半導体層の裏面側には、ｎ＋型のカソード領域（裏面コンタクト領域の一例）が形成されており、そのカソード領域にカソード電極（裏面電極の一例）が電気的に接続している。これにより、半導体層の中心領域には、表面側からｐ型のアノード領域、ｎ−型の半導体層、ｎ＋型のカソード領域が厚み方向に順に形成されているPIN構造が形成されている。
この種の半導体装置では、アノード領域における周辺領域側の屈曲端部に電界が集中し易いという問題がある。この電界集中を緩和するために、周辺領域の半導体層の表面側の少なくとも一部にｐ−型のリサーフ領域、あるいはｐ型のガードリング領域等の構造（空乏層形成構造を構成する要素）を設けた半導体装置が開発されている。リサーフ領域は、周辺領域の半導体層の表面側に形成されており、中心領域側から反中心領域側に向けて伸びる扁平状の半導体領域である。ガードリング領域は、周辺領域の半導体層の表面側に形成されており、中心領域を一巡するリング状の半導体領域である。リサーフ領域及びガードリング領域等は、半導体装置がオフしているときに、中心領域から周辺領域に向けて横方向に広がる空乏層を形成することができる。リサーフ領域及びガードリング領域等は、半導体装置がオフしているときに、アノード領域における周辺領域側の屈曲端部の電界集中を緩和することができる。特許文献１及び２には、リサーフ領域が設けられた半導体装置の一例が開示されている。特許文献３には、ガードリング領域が設けられた半導体装置の一例が開示されている。
【特許文献１】特開平５−６３２１３号公報
【特許文献２】特開平８−３１６４８０号公報
【特許文献３】特開２０００−１５０８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
空乏層形成構造を備えているこの種の半導体装置では、半導体装置がオンしている間に、周辺領域の半導体層に正孔が蓄積する。周辺領域の半導体層に蓄積していた正孔は、半導体装置がオンからオフに切替わる過渡的なタイミング（以下、ターンオフ直後という）において、中心領域のアノード領域を介してアノード電極に排出される。このために、ターンオフ直後において、周辺領域から中心領域に向けて多くの正孔が集まってくる。これにより、アノード領域における周辺領域側の屈曲端部の局所的な領域に正孔が集中してしまう。この正孔の局所的な集中によって半導体装置が破壊されてしまうことが問題となる。
特許文献２（その公報の図３０参照）では、アノード領域における周辺領域側の端部とリサーフ領域の間に、アノード領域の不純物濃度よりも低濃度な半導体領域を設けた半導体装置が提案されている。この低濃度な半導体領域は、正孔に対して高抵抗な領域として働き、正孔の排出経路の一部を中心領域側に偏向させることができる。これにより、正孔の局所的な集中を緩和しようとするものである。
特許文献３（その公報の図１参照）では、アノード領域における周辺領域側の端部近傍に溝部を設けた半導体装置が提案されている。この溝部によってアノード領域における周辺領域側の端部近傍における正孔の導通経路を制限する。したがって、アノード領域における周辺領域側の端部近傍は、正孔に対して高抵抗な領域として働き、正孔の排出経路の一部を中心領域側に偏向させることができる。これにより、正孔の局所的な集中を緩和しようとするものである。
しかしながら、局所的な範囲で正孔の排出経路を偏向させたとしても、大局的な正孔の流れは依然として周辺領域から中心領域に向けて移動している。このため、アノード領域における周辺領域側の屈曲端部における正孔の局所的な集中を回避しきれず、ターンオフ直後において半導体装置が破壊する現象が頻繁に発生してしまう。
なお、この種の課題はPIN構造を備えている半導体装置に限らず、バイポーラ動作する半導体素子構造を備えている半導体装置において広く生じ得る。
本発明の目的は、半導体装置がターンオフしたときに、周辺領域の半導体層に蓄積していたキャリアが局所的に集中してしまうことを抑制することができる半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、半導体装置がターンオフしたときに、周辺領域の半導体層に蓄積していたキャリアを排出するための経路を周辺領域に設けることを特徴としている。この新たな排出経路は、中心領域の排出経路から分離されており、中心領域のそれとは別個のものである。周辺領域に新たな排出経路を設けることによって、周辺領域の半導体層に蓄積していたキャリアを、新たな排出経路を介して排出することができる。これにより、周辺領域のキャリアが中心領域へ移動する現象が抑制され、キャリアの局所的な集中を顕著に抑制することができる。
【０００５】
本発明で創作された半導体装置は、第１導電型の不純物を低濃度に含む半導体層を備えている。その半導体層は、半導体素子構造が作り込まれている中心領域と、その中心領域の横方向に位置しているとともに半導体素子構造がオフしているときに空乏層を中心領域から横方向に広げる空乏層形成構造が作り込まれている周辺領域に区画されている。中心領域の半導体層の表面側の少なくとも一部には、第２導電型の不純物を高濃度に含む中心コンタクト領域が形成されている。中心コンタクト領域とは、例えばダイオード構造のアノード領域、スイッチング素子構造のボディコンタクト領域等を指す。本発明の半導体装置では、周辺領域の半導体層の表面側の少なくとも一部に、第２導電型の不純物を高濃度に含む周辺コンタクト領域が形成されている。中心コンタクト領域と周辺コンタクト領域の間には、第２導電型キャリアに対して中心コンタクト領域よりも高抵抗な領域が介在している。本発明の半導体装置では、中心コンタクト領域及び周辺コンタクト領域に表面電極が電気的に接続している。
ここでいう第２導電型キャリアとは、第２導電型がｐ型の場合は正孔を指し、第２導電型がｎ型の場合は電子のことをいう。
【０００６】
本発明の半導体装置では、周辺領域に空乏層形成構造が設けられており、中心コンタクト領域における周辺領域側の屈曲端部における電界集中が緩和されている。
「背景技術」及び「発明が解決しようとする課題」で詳細したように、従来の半導体装置の場合、空乏層形成構造を設けることによって、半導体素子構造がオンしている間に周辺領域の半導体層に蓄積した第２導電型キャリアが、ターンオフ直後において中心コンタクト領域における周辺領域側の屈曲端部の局所的な領域に集中することが問題となる。
この課題に対して、本発明の半導体装置は周辺コンタクト領域を備えることによって対策を講じている。周辺コンタクト領域は、第２導電型キャリアに対して高抵抗な領域によって中心コンタクト領域から隔てられた周辺領域に形成されている。さらに、周辺コンタクト領域は、表面電極に電気的に接続している。これにより、半導体素子構造がターンオフしたときには、周辺領域の半導体層に蓄積していた多くの第２導電型キャリアは、周辺コンタクト領域を介して表面電極に排出される。したがって、第２導電型キャリアが中心領域へ移動する現象が抑制され、局所的な集中が顕著に緩和されるのである。
【０００７】
周辺コンタクト領域が複数形成された構造を採用することもできる。この場合、周辺コンタクト領域は、中心領域側から反中心領域側に向かう方向に沿って分散して配置されているのが好ましい。
周辺コンタクト領域を分散して設けることによって、第２導電型キャリアの排出経路がさらに分散され、局所的な集中が効果的に（面積の増加を抑えつつ）抑制される。
【０００８】
空乏層形成構造には、第２導電型の不純物を低濃度に含むリサーフ領域と第１導電型の不純物を低濃度に含む半導体層の組合せの構造を採用することができる。この場合、リサーフ領域は、周辺領域の半導体層の表面側の少なくとも一部に形成されている。さらに、リサーフ領域が周辺コンタクト領域と取り囲んでいることが好ましい。
周辺コンタクト領域が低濃度なリサーフ領域に取り囲まれることによって、半導体素子構造がオンしている間に、第２導電型キャリアが周辺コンタクト領域から半導体層に供給されるのを抑制することができる。したがって、半導体素子構造がオンしているときに、周辺領域の半導体層に第２導電型キャリアが多量に蓄積するのを抑制することができる。したがって、半導体素子構造がターンオフしたときに、第２導電型キャリアの局所的な集中が緩和され、半導体装置の破壊が抑制される。
【０００９】
リサーフ領域が中心領域に接するまで伸びており、中心コンタクト領域における周辺領域側の屈曲端部を覆っていることが好ましい。
中心コンタクト領域における周辺領域側の屈曲端部は第２導電型キャリアの局所的な集中が発生し易い部分である。この部分をリサーフ領域によって囲繞すると、移動してくる第２導電型キャリアを偏向させ、移動経路を分散させることができる。第２導電型キャリアの局所的な集中を緩和することができる。
【００１０】
周辺領域の半導体層の表面側の少なくとも一部に、第２導電型の不純物を高濃度に含む周辺フローティング領域がさらに形成されている構造を採用することもできる。この周辺フローティング領域は、リサーフ領域に取り囲まれており、リサーフ領域によって周辺コンタクト領域から隔てられていることを特徴としている。周辺フローティング半導体領域とは、周囲の領域から電気的に絶縁されており、その電位がフローティング状態の半導体領域をいう。なお、周辺フローティング領域が分散して形成されていてもよい。
周辺フローティング領域は、第２導電型の不純物を高濃度に含んでおり、第２導電型キャリアに対して低抵抗な領域である。周辺フローティング領域がリサーフ領域内に設けられていると、第２導電型キャリアが周辺コンタクト領域を介して表面電極へ排出される現象を活発化させることができる。これにより、半導体素子構造がターンオフしたときに、周辺領域の半導体層に蓄積していた多くの第２導電型キャリアを、周辺コンタクト領域を介して表面電極に排出させることができる。
【００１１】
本発明は特に、半導体素子構造に縦型ダイオード構造を備えている場合に有用である。この場合の半導体装置は、上述の構成要素に加えて、半導体層の裏面側に形成されており、第１導電型の不純物を高濃度に含む裏面コンタクト領域と、裏面コンタクト領域に電気的に接続している裏面電極をさらに備えている。これにより、中心領域には、表面側から第２導電型の表面コンタクト領域、第１導電型の低濃度な半導体層、第１導電型の高濃度な裏面コンタクト領域が厚み方向に順に形成されている縦型ダイオード構造が形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、半導体素子構造がターンオフしたときに、周辺領域の半導体層に蓄積していたキャリアを、周辺コンタクト領域を介して表面電極に排出させることができる。新たな排出経路を周辺領域に設けることによって、キャリアが中心領域へ移動する現象が抑制され、局所的な集中を顕著に緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施例の主要な特徴を列記する。
（第１形態）  アノード領域における周辺領域側の端部から周辺コンタクト領域までの長さＬ１０は、アノード領域における周辺領域側の端部から最周辺半導体領域までの長さＬ３０を１とすると、Ｌ３０に対して、０．０２〜０．４の範囲に調整されている。
（第２形態）  アノード領域における周辺領域側の端部から周辺コンタクト領域までの長さＬ１０は、アノード領域における周辺領域側の端部からリサーフ領域の反中心領域側の端部までの長さＬ２０を１とすると、Ｌ２０に対して、０．０２〜０．５の範囲に調整されている。
（第３形態）  アノード領域における周辺領域側の端部からリサーフ領域の反中心領域側の端部までの長さＬ２０は、アノード領域における周辺領域側の端部から最周辺半導体領域までの長さＬ３０を１とすると、Ｌ３０に対して、０．６〜０．８５の範囲に調整されている。
【実施例】
【００１４】
図１に、半導体装置１１の要部断面図を模式的に示す。図１は、中心領域８２の一部と周辺領域８４を示している。
半導体装置１１は、縦型のPIN構造が形成されている中心領域８２と、その中心領域８２の周辺に形成されている周辺領域８４を備えている。中心領域８２は、図示されない紙面左方向にも広く形成されているが、図１では省略している。半導体装置１１を平面視すると、周辺領域８４は中心領域８２を取り囲むように形成されている。
半導体装置１１は、ｎ−型のシリコン単結晶の半導体層３０を利用して形成されている。後述するように、この半導体層３０に各種の半導体領域が作り込まれており、PIN構造及び空乏層形成構造等が形成されている。なお、半導体領域が作り込まれていない残部の半導体層３０の領域をドリフト領域３３という。半導体層３０の厚みは、約１３０μmに調整されている。半導体層３０の不純物濃度は約０．５×１０14〜１×１０14cm-3に調整されている。
中心領域８２の半導体層３０の表面側の少なくとも一部には、ｐ＋型の高濃度アノード領域３６とその高濃度アノード領域３６を覆う低濃度アノード領域３７が形成されている。高濃度アノード領域３６と低濃度アノード領域３７を併せてアノード領域３８（中心コンタクト領域の一例）という。アノード領域３８は、中心領域８２の表面側の全面に亘って形成されている。高濃度アノード領域３６の不純物濃度は約１×１０18〜８×１０18cm-3に調整されている。低濃度アノード領域３７の表面不純物濃度は約１×１０16〜５×１０16cm-3であり、深さ２〜６μｍのガウス分布で形成されている。高濃度アノード領域３６にアノード電極５２（表面電極の一例）が電気的に接続している。アノード電極５２には、アルミニウムが利用されている。
【００１５】
半導体層３０の裏面側には、ｎ＋型のカソード領域３１（裏面コンタクト領域の一例）が形成されている。カソード領域３１は、半導体層３０の裏面側の全面に亘って形成されている。カソード領域３１の不純物濃度は約１×１０19cm-3以上に調整されている。カソード領域３１にカソード電極２２（裏面電極の一例）が電気的に接続している。
これにより、半導体層３０の中心領域８２には、表面側からｐ型のアノード領域３８、ｎ−型のドリフト領域３３、ｎ＋型のカソード領域３１が厚み方向に順に形成されているPIN構造が形成されている。
【００１６】
周辺領域８４の半導体層３０の表面側の少なくとも一部に、ｐ−型のリサーフ領域３４が形成されている。リサーフ領域３４とドリフト領域３３の組合せによって、ｐｎ接合を有する空乏層形成構造を構成している。リサーフ領域３４は、アノード領域３８における周辺領域８４側の端部から反中心領域側に向けて所定の長さＬ２０で形成されている。後述するように、長さＬ２０は、アノード領域３８における周辺領域８４側の端部から最周辺半導体領域３２までの長さＬ３０との関係で調整される。リサーフ領域３４は、概ね扁平な形状で形成されている。リサーフ領域３４は、半導体装置１１を平面視したときに、中心領域８２を囲繞するように形成されている。リサーフ領域３４は、半導体装置１１がターンオフしたときに、中心領域８２から周辺領域８４に向けて空乏層を横方向に形成し、アノード領域３８の周辺領域８４側の屈曲端部９１の電界集中を緩和することができる。リサーフ領域３４の表面不純物濃度は約５×１０15〜２×１０16cm-3であり、深さ１〜６μｍのガウス分布で形成されている。
【００１７】
周辺領域８４の半導体層３０の表面には、シリコン酸化膜からなる絶縁膜４２が形成されている。周辺領域８４の最周辺部にｎ＋型の最周辺半導体領域３２が形成されている。最周辺半導体領域３２は、最周辺電極５４に電気的に接続している。最周辺電極５４には、カソード電極２２と同電位の電圧が印加されている。最周辺半導体領域３２は、半導体装置１１がオフしているときに、中心領域８２から周辺領域８４に向けて横方向に広がる空乏層の伸張を停止させる。
【００１８】
半導体装置１１はさらに、ｐ＋型の周辺コンタクト領域３５を備えている。周辺コンタクト領域３５は、周辺領域８４の半導体層３０の表面側の少なくとも一部に形成されている。周辺コンタクト領域３５は、半導体装置１１を平面視したときに、中心領域８２の周囲をループ状に一巡して形成されている。周辺コンタクト領域３５は、リサーフ領域３４に取り囲まれており、リサーフ領域３４によってアノード領域３８から隔てられている。周辺コンタクト領域３５とアノード領域３８は直接的には接触していない。リサーフ領域３８の不純物濃度は薄いので、アノード領域３８と周辺コンタクト領域３５の間には、正孔に対して高抵抗な領域が介在しているともいえる。この高抵抗な領域は、アノード領域３８及び周辺コンタクト領域３５よりも正孔に対して抵抗が高い。絶縁膜４２の一部に開孔４３が形成されている。この開孔４３を介して、周辺コンタクト領域３５はアノード電極５２に電気的に接続している。
なお、半導体層３０に作り込まれている各半導体領域は、イオン注入技術を利用して形成することができる。
【００１９】
次に、図２を参照して、半導体装置１１の動作を説明する。
カソード電極２２にアノード電極５２よりも高電圧が印加されると、半導体装置１１はターンオンする。半導体装置１１がオンすると、アノード領域３８からドリフト領域３３に対して正孔が供給される。一方、裏面側のカソード領域３１からドリフト領域３３に対して電子が供給される。これにより、半導体装置１１は導通状態となる。このとき、ドリフト領域３３には電子及び正孔が充満している。
次に、カソード電極２２にアノード電極５２以下の電圧が印加されると、半導体装置１１はターンオフする。半導体装置１１がターンオフすると、ドリフト領域３３に蓄積していた正孔は表面側のアノード電極５２に排出される。一方、電子は裏面側のカソード電極２２に排出される。
図２に、半導体装置１１がターンオフした直後における正孔の移動経路を、矢印を用いて図示する。ここで、破線９２は、周辺コンタクト領域３５が設けられていない場合の移動経路であり、従来構造の場合を表している。周辺コンタクト領域３５が設けられていない場合、周辺領域８４のドリフト領域３３に蓄積している正孔は、中心領域８２のアノード領域３８を介してアノード電極５２に排出されなければならない。このため、周辺領域８４から中心領域８２に向けて多くの正孔が集まってくるので、アノード領域３８における周辺領域側の屈曲端部９１の局所的な領域に正孔が集中してしまう。従来構造では、この正孔の局所的な集中によって半導体装置が頻繁に破壊されてしまう。
一方、半導体装置１１には周辺コンタクト領域３５が設けられている。周辺コンタクト領域３８が設けられていると、実線９３に示すように、周辺領域８４のドリフト領域３３に蓄積していた多くの正孔は、周辺コンタクト領域３５を介してアノード電極５２に排出される。したがって、正孔が中心領域８２へ移動する現象が抑制され、アノード領域３８の周辺領域側の屈曲端部９１における局所的な集中が顕著に緩和されるのである。
【００２０】
半導体装置１１の他の特徴を説明する。
（１）図３に、ターンオフ直後において、半導体装置１１を流れる電流の時間変化を示す。実線１１が半導体装置１１の場合であり、破線１１１が周辺コンタクト領域３５が設けられていない従来構造の場合である。図３に示すように、半導体装置１１を流れる逆回復電流のピーク値が従来構造の場合に比して小さくなっていることが分かる。これは、周辺コンタクト領域３５を設けることによって、正孔の排出経路となり得るコンタクト領域の面積が増大したからである。面積が増大すると、アノード領域３８とドリフト領域３３の間のｐｎ接合が回復するまでの間に正孔の排出が進行しており、ｐｎ接合が回復した後の電流値の増大が抑制されるのである。また、逆回復電流値と時間の積分値（図３のハッチング領域の面積）が減少していることが分かる。このため、スイッチング損失を減少させることができる。また、ピーク値から後の逆回復電流の変化率（ｄi／ｄt）が緩慢になっていることが分かる。これにより、リカバリーサージ電圧の低下にも効果があることが分かる。
（２）周辺コンタクト領域３５がリサーフ領域３４に囲繞されていることも一つの特徴である。周辺コンタクト領域３５が低濃度なリサーフ領域３４に囲繞されることによって、半導体装置１１がオンしている間に、正孔が周辺コンタクト領域３５からドリフト領域３３に供給されるのを抑制することができる。したがって、半導体装置１１がオンしている間に、周辺領域８４のドリフト領域３３に正孔が多量に蓄積するのを抑制することができる。したがって、半導体装置１１がターンオフしたときに、正孔の局所的な集中が緩和され、半導体装置１１の破壊が抑制される。
（３）アノード領域３８の周辺領域８４側の端部から周辺コンタクト領域３５までの長さＬ１０が、アノード領域３８の周辺領域８４側の端部から最周辺半導体領域３２までの長さＬ３０を１とすると、Ｌ３０に対して、０．０２〜０．４の範囲に調整されている。Ｌ１０／Ｌ３０が０．０２よりも小さいと、アノード領域３８と周辺コンタクト領域３５の間の距離が短くなり、アノード領域３８の周辺領域８４側の屈曲端部９１における正孔の集中を緩和する効果が小さい。Ｌ１０／Ｌ３０が０．４よりも大きいと、周辺領域８４に蓄積していた正孔が周辺コンタクト領域３５を介して排出されないで、中心領域８２側に向ってしまうので、正孔がアノード領域３８の周辺領域８４側の屈曲端部９１において集中してしまう。
（４）アノード領域３８の周辺領域８４側の端部から周辺コンタクト領域３５までの長さＬ１０は、アノード領域３８の周辺領域８４側の端部からリサーフ領域３４の反中心領域側の端部までの長さＬ２０を１とすると、Ｌ２０に対して、０．０２〜０．５の範囲に調整されている。Ｌ１０／Ｌ２０が上記範囲に調整されていると、リサーフ領域３４を形成することによる耐圧向上効果と、周辺コンタクト領域３５を形成することによる正孔の局所的な集中の緩和効果の両者を効果的に具備することができる。
（５）アノード領域３８の周辺領域８２側の端部からリサーフ領域３４の反中心領域側の端部までの長さＬ２０は、アノード領域３８の周辺領域８４側の端部から最周辺半導体領域３２までの長さＬ３０に対して、０．６〜０．８５の範囲に調整されている。Ｌ２０／Ｌ３０が上記範囲に調整されていると、リサーフ領域３４を形成することによる耐圧向上効果を効果的に具備することができる。
【００２１】
図４に、一つの変形例である半導体装置１２の要部断面図を示す。半導体装置１２では、リサーフ領域３４がアノード領域３８から離れて形成されている。
この場合、周辺コンタクト領域３５とアノード領域３８の間にｎ−型のドリフト領域３３が介在している。ｎ−型のドリフト領域３３は正孔に対して高抵抗な領域として働く。
この場合も図１に示す半導体装置１１と同様に、ターンオフしたときの正孔の排出経路が分散され、局所的な集中が緩和される。
【００２２】
図５に、他の一つの変形例である半導体装置１３の要部断面図を示す。半導体装置１３では、周辺コンタクト領域３５の一部が絶縁膜４２の下方に伸びている。
この場合も図１に示す半導体装置１１と同様に、ターンオフしたときの正孔の排出経路が分散され、局所的な集中が緩和される。
【００２３】
図６に、他の一つの変形例である半導体装置１４の要部断面図を示す。半導体装置１４は、ｐ＋型の周辺フローティング半導体領域３９を複数備えている。周辺フローティング半導体領域３９は、リサーフ領域３４に取り囲まれており、リサーフ領域３４によって周辺コンタクト領域３５から隔てられている。周辺フローティング半導体領域３９は、周囲の領域から電気的に絶縁されており、その電位はフローティング状態である。
周辺フローティング領域３９は、正孔に対して低抵抗な領域である。周辺フローティング領域３９がリサーフ領域３４内に設けられていると、正孔が周辺コンタクト領域３５を介してアノード電極５２へ排出される現象を活発化させることができる。これにより、半導体装置１４がターンオフしたときに、周辺領域８４のドリフト領域３３に蓄積している多くの正孔を、周辺コンタクト領域３５を介してアノード電極５２に排出させることができる。周辺領域８４のドリフト領域３３に蓄積している正孔を、優先的に周辺コンタクト領域３５を介して排出させることができる。正孔を分散して排出させる現象を確実に得ることができ、正孔の局所的な集中を確実に防止できる。
【００２４】
図７に、他の一つの変形例である半導体装置１５の要部断面図を模式的に示す。
半導体装置１５は、複数の周辺コンタクト領域３５ａ、３５ｂ、３５ｃを備えている。周辺コンタクト領域３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、中心領域８２側から反中心領域側に向かう方向に沿って分散して形成されている。周辺コンタクト領域３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、半導体装置１５を平面視したときに、同心円状に一巡して形成されている。半導体装置１５は、正孔を排出するための経路が複数設けられることになる。
周辺コンタクト領域３５ａ、３５ｂ、３５ｃが上記の位置関係に分散して形成されていると、周辺領域８４のドリフト領域３３に蓄積した正孔の排出経路を効果的に分散させることができ、局所的な集中がより顕著に抑制される。
【００２５】
図８に、他の一つの変形例である半導体装置１６の要部断面図を示す。
半導体装置１６は、リサーフ領域３４が中心領域８２に接するまで伸びて形成されている。この例では前述の低濃度アノード領域３７が形成されておらず、高濃度アノード領域３６のみが形成されている。あるいは、リサーフ領域３４と前述の低濃度アノード領域３７が一体化して形成されていると評価することもできる。リサーフ領域３４は、高濃度アノード領域３６の周辺領域８４側の屈曲端部９４を覆っている。リサーフ領域３４と前述の低濃度アノード領域３７が一体化して形成されていると評価した場合も、リサーフ領域３４が低濃度アノード領域３７の周辺領域８４側の屈曲端部を覆っていると評価することできる。
高濃度アノード領域３６の周辺領域側の屈曲端部９４は正孔の局所的な集中が発生し易い部分である。この部分をリサーフ領域３４によって覆うと、移動してくる正孔を偏向させ、正孔の移動経路を分散させることができる。正孔の局所的な集中を緩和することができる。
【００２６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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様々に変形、変更したものが含まれる。
また、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合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合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し得るものであり、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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】半導体装置１１の要部断面図を模式的に示す。
【図２】半導体装置１１のターンオフ直後の正孔の移動経路を示す。
【図３】半導体装置１１のターンオフ直後の電流の変化を示す。
【図４】半導体装置１２の要部断面図を模式的に示す。
【図５】半導体装置１３の要部断面図を模式的に示す。
【図６】半導体装置１４の要部断面図を模式的に示す。
【図７】半導体装置１５の要部断面図を模式的に示す。
【図８】半導体装置１６の要部断面図を模式的に示す。
【符号の説明】
【００２８】
２２：カソード電極
３０：半導体層
３１：カソード領域
３２：最周辺半導体領域
３３：ドリフト領域
３４：リサーフ領域
３５：周辺コンタクト領域
３６：高濃度アノード領域
３７：低濃度アノード領域
３８：アノード領域
３９：周辺フローティング領域
４２：絶縁膜
４３：開孔
５２：アノード領域
５４：最周辺電極
８２：中心領域
８４：周辺領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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