(57)【要約】      （修正有）【課題】ｐ型コンタクト領域とｎ型コンタクト領域を有するダイオードの耐圧を向上させる。【解決手段】ダイオードであって、アノード電極１４に接触する複数のｐ型コンタクト領域２０と、隣り合う２つのｐ型コンタクト領域２０の間でアノード電極１４に接触するｎ型コンタクト領域２５と、ｐ型コンタクト領域２０とｎ型コンタクト領域２５の裏面側に配置されており、カソード電極に接触するカソード領域を有している。ｐ型コンタクト領域２０が、アノード電極１４に接触している第１領域２１と、第１領域２１の裏面側に配置されており、第１領域２１のｐ型不純物濃度よりも低いｐ型不純物濃度を有している第２領域２２と、第２領域２２の裏面側に配置されており、第２領域２２のｐ型不純物濃度よりも低いｐ型不純物濃度を有する第３領域２３を有している。第２領域２２の厚みが、第１領域２１の厚みよりも厚い。【選択図】図３
2016201448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオードであって、
半導体基板と、
前記半導体基板の表面に形成されているアノード電極と、
前記半導体基板の裏面に形成されているカソード電極、
を備えており、
前記半導体基板が、
前記アノード電極に接触している複数のｐ型コンタクト領域と、
隣り合う２つの前記ｐ型コンタクト領域の間に配置されており、前記アノード電極に接触しているｎ型コンタクト領域と、
前記ｐ型コンタクト領域と前記ｎ型コンタクト領域の裏面側に配置されており、前記カソード電極に接触しているｎ型のカソード領域、
を有しており、
前記ｐ型コンタクト領域が、
前記アノード電極に接触している第１領域と、
前記第１領域の裏面側に配置されており、前記第１領域のｐ型不純物濃度よりも低いｐ型不純物濃度を有しており、ｐ型不純物濃度がその平均値に対して−３０％から＋３０％の範囲内で分布している第２領域と、
前記第２領域の裏面側に配置されており、前記第２領域のｐ型不純物濃度よりも低いｐ型不純物濃度を有している第３領域、
を有しており、
前記第２領域の厚みが、前記第１領域の厚みよりも厚い、
ダイオード。
【請求項２】
前記第２領域の厚みが、前記第３領域の厚みよりも厚い請求項１のダイオード。
【請求項３】
前記第１領域の幅が、前記第２領域の幅よりも狭い請求項１または２のダイオード。
【請求項４】
ダイオードを製造する方法であって、
ｎ型の半導体基板の表面のうちの間隔を開けて配置された複数の範囲に、第１深さで停止するように第１濃度でｐ型不純物濃度を注入する工程と、
前記複数の範囲に、前記第１深さよりも深い深さ範囲で停止するようにｐ型不純物を注入する工程であって、前記深さ範囲内の複数の深さに前記第１濃度よりも低い第２濃度でｐ型不純物を注入する工程と、
前記複数の範囲を含む前記表面に接触するアノード電極を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面にカソード電極を形成する工程、
を有する方法。
【請求項５】
前記複数の範囲に、前記深さ範囲よりも深い深さで停止するように前記第２濃度よりも低い第３濃度でｐ型不純物を注入する工程をさらに有する請求項４の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、ダイオード及びダイオードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、複数のｐ型コンタクト領域と、ｎ型コンタクト領域と、ｎ型のカソード領域を備えるダイオードが開示されている。ｎ型コンタクト領域は、隣り合う２つのｐ型コンタクト領域の間に配置されている。ｐ型コンタクト領域とｎ型コンタクト領域は、アノード電極に接触している。カソード領域は、ｐ型コンタクト領域とｎ型コンタクト領域の裏面側に配置されており、カソード電極に接触している。ｎ型コンタクト領域のｎ型不純物濃度は低い。ｐ型コンタクト領域のｐ型不純物濃度は高い。このダイオードに逆電圧を印加すると、ｐ型コンタクト領域からｎ型コンタクト領域に空乏層が広がる。ｎ型コンタクト領域は、空乏層によってピンチオフされる。このため、逆電圧印加時にはダイオードに電流が流れない。このダイオードに順電圧を印加すると、アノード電極からｐ型コンタクト領域にホールが流入する。ｐ型コンタクト領域にホールが流入するのに伴って、ｎ型コンタクト領域からｐ型コンタクト領域側に空乏層が退避し、ｎ型コンタクト領域から空乏層が消失する。このため、ダイオードに順電圧を印加すると、ｎ型コンタクト領域を介してアノード電極からカソード領域に電流が流れる。すなわち、ｐ型コンタクト領域は電流経路とはならず、ｎ型コンタクト領域が電流経路となってダイオードがオンする。なお、上記の通りｐ型コンタクト領域のｐ型不純物濃度が高いので、アノード電極とｐ型コンタクト領域の間の障壁は小さい。このようにアノード電極とｐ型コンタクト領域の間の障壁が小さいと、順電圧印加時にアノード電極からｐ型コンタクト領域にホールが流入し易く、ｎ型コンタクト領域から短時間で空乏層が消失する。このため、このダイオードは、応答速度が速い。
【０００３】
また、特許文献２には、特許文献１と同様のダイオードにおいて、ｐ型コンタクト領域を２層構造としたダイオードが開示されている。このダイオードでは、ｐ型コンタクト領域が、アノード電極に接する範囲に形成された高濃度領域と、高濃度領域の裏面側に配置された低濃度領域を有している。特許文献２のダイオードでも、アノード電極に接する高濃度領域のｐ型不純物濃度が高いので、アノード電極とｐ型コンタクト領域の間の障壁が小さい。このため、特許文献２のダイオードも、応答速度が速い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−９４４３３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２０７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のダイオードでは、ｐ型コンタクト領域のｐ型不純物濃度が高い。このため、ダイオードに逆電圧が印加されたときに、ｎ型コンタクト領域が空乏化される一方で、ｐ型コンタクト領域が空乏化されない。このため、ｐ型コンタクト領域の端部近傍で電界集中が生じる。このため、特許文献１のダイオードは、逆方向耐圧が低い。また、電界集中を抑制するためにｐ型コンタクト領域のｐ型不純物濃度を低くすると、逆電圧が印加されたときにｐ型コンタクト領域が空乏化する。ｐ型コンタクト領域が空乏化すると、それ以上ｎ型コンタクト領域に空乏層が広がらなくなるので、ｎ型コンタクト領域をピンチオフすることが困難となる。
【０００６】
特許文献２のダイオードでは、ｐ型コンタクト領域が、表面側に配置されている高濃度領域と裏面側に配置されている低濃度領域を有している。逆電圧が印加されたときに低濃度領域は空乏化されるので、低濃度領域はｎ型コンタクト領域の空乏化にほとんど寄与しない。このため、ｎ型コンタクト領域を確実にピンチオフするために、高濃度領域を比較的厚くする必要がある。ダイオードに逆電圧が印加されたときには、低濃度領域が空乏化されるが、高濃度領域が空乏化されない。すなわち、逆電圧印加時に、高濃度領域が空乏化されず、低濃度領域とｎ型コンタクト領域が空乏化される。空乏化しない高濃度領域が厚いので、逆電圧印加時に高濃度領域の端部近傍で電界集中が生じる。特許文献２のダイオードも、逆方向耐圧が低い。
【０００７】
なお、特許文献１、２のダイオードは、オンするときにｐ型コンタクト領域からｎ型ドリフト領域にホールが流入しないタイプのダイオードである。このタイプのダイオードは、ＪＢＳＤ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｄｉｏｄｅ）と呼ばれる。他方、オンするときにｐ型コンタクト領域からｎ型ドリフト領域にホールが流入するタイプ（すなわち、電子とホールの両方が電流に寄与するタイプ）のダイオードも存在する。このタイプのダイオードは、ＭＰＳＤ（Ｍｅｒｇｅｄ  ＰＩＮ  Ｓｈｏｔｔｋｙ  Ｄｉｏｄｅ）と呼ばれる。ＭＰＳＤでも、ＪＢＳＤと同様の問題が生じる。したがって、本明細書では、半導体基板とアノード電極とのコンタクト面にｐ型コンタクト領域とｎ型コンタクト領域を有するダイオードにおいて、逆方向耐圧を向上させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書が開示するダイオードは、半導体基板と、前記半導体基板の表面に形成されているアノード電極と、前記半導体基板の裏面に形成されているカソード電極を備えている。前記半導体基板が、複数のｐ型コンタクト領域と、ｎ型コンタクト領域と、カソード領域を備えている。前記ｐ型コンタクト領域は、前記アノード電極に接触しているｐ型領域である。前記ｎ型コンタクト領域は、隣り合う２つの前記ｐ型コンタクト領域の間に配置されており、前記アノード電極に接触しているｎ型領域である。前記カソード領域は、前記ｐ型コンタクト領域と前記ｎ型コンタクト領域の裏面側に配置されており、前記カソード電極に接触しているｎ型領域である。前記ｐ型コンタクト領域が、第１〜第３領域を有している。前記第１領域は、前記アノード電極に接触している。前記第２領域は、前記第１領域の裏面側に配置されており、前記第１領域のｐ型不純物濃度よりも低いｐ型不純物濃度を有している。前記第２領域のｐ型不純物濃度は、その平均値に対して−３０％から＋３０％の範囲内で分布している。前記第３領域は、前記第２領域の裏面側に配置されており、前記第２領域のｐ型不純物濃度よりも低いｐ型不純物濃度を有している。前記第２領域の厚みが、前記第１領域の厚みよりも厚い。
【０００９】
このダイオードは、ｐ型コンタクト領域が、ｐ型不純物濃度が高い第１領域と、ｐ型不純物濃度が中程度の第２領域と、ｐ型不純物濃度が低い第３領域を有している。第２領域内では、ｐ型不純物濃度が−３０％から＋３０％の範囲で分布しており、ｐ型不純物濃度の差が小さい。また、第２領域は、第１領域よりも厚い。すなわち、このダイオードでは、ｐ型不純物濃度が中程度で分布している第２領域が厚い。ｐ型不純物濃度が高い第１領域は、アノード電極とｐ型コンタクト領域の間の障壁を小さくしてダイオードの応答速度を速くするために設けられている。このダイオードに逆電圧が印加されると、ｐ型コンタクト領域からｎ型コンタクト領域に空乏層が伸びて、ｎ型コンタクト領域がピンチオフされる。ここで、ｐ型不純物濃度が低い第３領域は瞬時に空乏化されるのでｎ型コンタクト領域への空乏層の伸展にほとんど寄与しないが、ｐ型不純物濃度が高い第１領域とｐ型不純物濃度が中程度の第２領域は、ｎ型コンタクト領域への空乏層の伸展に寄与する。また、第１領域の厚みは薄いが第２領域の厚みが厚いので、ｎ型コンタクト領域を確実にピンチオフすることができる。また、逆電圧が印加されたときには、ｐ型不純物濃度が低い第３領域が空乏化する。また、より高い逆電圧が印加された場合には、第３領域に加えて、ｐ型不純物濃度が中程度の第２領域も空乏化する。ｐ型不純物濃度が高い第１領域は空乏化しない。しかしながら、第１領域の厚みが薄いので、第１領域が空乏化しなくても、第１領域の端部に電界集中が生じ難い。すなわち、このダイオードでは、高い逆電圧が印加された場合でも、電界集中が抑制される。したがって、このダイオードは、高い逆方向耐圧を有する。以上に説明したように、ｐ型不純物濃度の差が小さいとともに厚みが厚い第２領域を設けることで、ダイオードの逆方向耐圧を向上させることができる。
【００１０】
また、本明細書は、ダイオードを製造する方法であって、第１工程〜第４工程を有する。
第１工程では、ｎ型の半導体基板の表面のうちの間隔を開けて配置された複数の範囲に、第１深さで停止するように第１濃度でｐ型不純物濃度を注入する。第２工程では、前記複数の範囲に、前記第１深さよりも深い深さ範囲で停止するようにｐ型不純物を注入する。第２工程では、前記深さ範囲内の複数の深さに前記第１濃度よりも低い第２濃度でｐ型不純物を注入する。第３工程では、前記複数の範囲を含む前記表面に接触するアノード電極を形成する。第４工程では、前記半導体基板の裏面にカソード電極を形成する。
【００１１】
この方法では、第１工程でｐ型不純物濃度が高い第１領域を形成することができる。また、第２工程で、ｐ型不純物濃度の差が小さく、厚みが厚く、第１領域の裏面側に位置する第２領域を形成することができる。また、第２工程で注入されたｐ型不純物の一部がより深い側に拡散することで、第２領域の裏面側に位置するとともにｐ型不純物濃度が低い第３領域が形成される。なお、第３領域に対して低濃度でｐ型不純物を注入する工程がさらに設けられていてもよい。この方法によれば、逆方向耐圧が高いダイオードを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ダイオード１０の縦断面図（図２のＩ−Ｉ線における縦断面図）。
【図２】半導体基板１２の表面１２ａを示す平面図。
【図３】ｐ型コンタクト領域２０とｎ型コンタクト領域２５の拡大断面図。
【図４】ｐ型コンタクト領域２０内のｐ型不純物濃度分布を示すグラフ。
【図５】ダイオード１０に逆電圧が印加されたときの電位分布を示す拡大断面図。
【図６】比較例のダイオードに逆電圧が印加されたときの電位分布を示す拡大断面図。
【図７】ダイオード１０の製造方法の説明図。
【図８】第１変形例のダイオードの拡大断面図。
【図９】第２変形例のダイオードの拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１、２に示す実施例のダイオード１０は、半導体基板１２を有している。なお、図２では、ｐ型領域を斜線ハッチングにより示している。半導体基板１２は、ワイドギャップ半導体（例えば、ＳｉＣ）により構成されている。半導体基板１２の表面１２ａには、アノード電極１４と絶縁膜１８が形成されている。図２の点線１４は、アノード電極１４が形成されている範囲（すなわち、半導体基板１２とアノード電極１４が接触しているコンタクト面１５）の輪郭を示している。アノード電極１４は、半導体基板１２の表面１２ａの中央部に形成されている。表面１２ａのアノード電極１４に覆われていない領域（すなわち、点線１４の外側の領域：以下、周辺領域１３という）は、絶縁膜１８によって覆われている。半導体基板１２の裏面１２ｂには、カソード電極１６が形成されている。
【００１４】
半導体基板１２の内部には、ｎ型領域とｐ型領域が形成されている。ｐ型領域は、アノード電極１４に接触しているｐ型コンタクト領域２０と、アノード電極１４に接触していないＦＬＲ２４を有している。図１に示すように、ｐ型領域は、半導体基板１２の表面１２ａ近傍の表層部にのみ形成されている。ｎ型領域は、半導体基板１２の大部分を占めている。
【００１５】
ｐ型コンタクト領域２０は、ストライプ状ｐ型コンタクト領域２０ａと、環状ｐ型コンタクト領域２０ｂを有している。図２に示すように、ストライプ状ｐ型コンタクト領域２０ａと環状ｐ型コンタクト領域２０ｂは、半導体基板１２の表面１２ａのうちのコンタクト面１５内に形成されている。各ｐ型コンタクト領域２０は、アノード電極１４に接している。ＦＬＲ２４は、半導体基板１２の表面１２ａのうちのコンタクト面１５の外側に形成されている。すなわち、ＦＬＲ２４は、周辺領域１３内に形成されている。ＦＬＲ２４の上面は絶縁膜１８に覆われている。
【００１６】
図２に示すように、各環状ｐ型コンタクト領域２０ｂは、コンタクト面１５内を環状に伸びている。複数の環状ｐ型コンタクト領域２０ｂが、外周側から内周側に向かって間隔を開けて配置されている。最も外周側の環状ｐ型コンタクト領域２０ｂは、他の環状ｐ型コンタクト領域２０ｂよりも広い幅を有している。最も外周側の環状ｐ型コンタクト領域２０ｂは、その幅の中央よりも内周側の部分がコンタクト面１５内に位置しており、その幅の中央よりも外周側の部分がコンタクト面１５の外側にはみ出している。その他の環状ｐ型コンタクト領域２０ｂは、これらの全体がコンタクト面１５内に位置している。
【００１７】
図１、２に示すように、ストライプ状ｐ型コンタクト領域２０ａは、最も内周側の環状ｐ型コンタクト領域２０ｂの内周部に形成されている。ストライプ状ｐ型コンタクト領域２０ａの各々は、互いに平行に直線状に伸びている。ストライプ状ｐ型コンタクト領域２０ａは、その両端部において、最も内周側の環状ｐ型コンタクト領域２０ｂに接続されている。
【００１８】
図３は、ｐ型コンタクト領域２０の拡大断面図を示している。各ｐ型コンタクト領域２０（すなわち、各ストライプ状ｐ型コンタクト領域２０ａと各環状ｐ型コンタクト領域２０ｂ）は、第１領域２１、第２領域２２及び第３領域２３を有する三層構造を有している。第１領域２１は、半導体基板１２の表面１２ａに露出しており、アノード電極１４に接している。第２領域２２は、第１領域２１の下側に形成されている。第３領域２３は、第２領域２２の下側に形成されている。図４は、各ｐ型コンタクト領域２０の深さ方向（半導体基板１２の厚み方向）におけるｐ型不純物濃度分布を示している。図４に示すように、第１領域２１内のｐ型不純物濃度は高い。第２領域２２内のｐ型不純物濃度は、第１領域２１内のｐ型不純物濃度よりも低い。第３領域２３内のｐ型不純物濃度は、第２領域２２内のｐ型不純物濃度よりも低い。また、第２領域２２内では、ｐ型不純物が略一定の濃度で分布している。第２領域２２のｐ型不純物濃度の平均値は、濃度Ｎｂである。濃度Ｎｂは、１×１０１７〜１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲内の値であることが好ましい。濃度Ｎｂに対して−３０％から＋３０％の範囲内でｐ型不純物濃度が分布している領域が、第２領域２２である。第１領域２１は、濃度Ｎｂの１．３倍（Ｎｂ＋３０％）以上のｐ型不純物濃度を有する領域である。第３領域２３は、濃度Ｎｂの０．７倍（Ｎｂ−３０％）以下のｐ型不純物濃度を有する領域である。図３、４に示すように、第２領域２２の厚みＴ２は、第１領域２１の厚みＴ１及び第３領域２３の厚みＴ３の何れよりも厚い。但し、厚みＴ３が厚みＴ２より厚くてもよい。厚みＴ１は、０．２μｍ以下であることが好ましい。厚みＴ２は、０．３〜０．５μｍの範囲内の値であることが好ましい。厚みＴ３は、０．３〜０．５μｍの範囲内の値であることが好ましい。
【００１９】
ＦＬＲ２４は、ｐ型の半導体領域である。ＦＬＲ２４のそれぞれは、周辺領域１３に形成されており、アノード電極１４の周囲を囲むように環状に伸びている。
【００２０】
ｎ型領域は、ｎ型コンタクト領域２５と、カソード領域３０を有している。
【００２１】
ｎ型コンタクト領域２５は、隣り合う２つのｐ型コンタクト領域２０の間の各範囲に形成されている。ｎ型コンタクト領域２５は、両側のｐ型コンタクト領域２０に接している。ｎ型コンタクト領域２５は、第１領域２１、第２領域２２及び第３領域２３に接している。ｎ型コンタクト領域２５のｎ型不純物濃度は、低く、本実施例では、９．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である。ｎ型コンタクト領域２５は、アノード電極１４に接触している。ｎ型コンタクト領域２５は、アノード電極１４に対してショットキー接触している。
【００２２】
カソード領域３０は、ｐ型コンタクト領域２０及びｎ型コンタクト領域２５の下側に形成されている。カソード領域３０は、各ｎ型コンタクト領域２５に繋がっている。また、カソード領域３０は、各ｐ型コンタクト領域２０の下端部に接している。カソード領域３０は、半導体基板１２の裏面１２ｂまで広がっており、カソード電極１６に接している。また、カソード領域３０は、ＦＬＲ２４の下側にも形成されている。カソード領域３０は、ドリフト領域２６とカソードコンタクト領域２８を有している。
【００２３】
ドリフト領域２６のｎ型不純物濃度は低く、本実施例では、９．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である。ドリフト領域２６のｎ型不純物濃度は、ｎ型コンタクト領域２５のｎ型不純物濃度と略等しい。ドリフト領域２６は、ｐ型コンタクト領域２０、ｎ型コンタクト領域２５及びＦＬＲ２４に隣接する位置に形成されている。
【００２４】
カソードコンタクト領域２８は、ドリフト領域２６のｎ型不純物濃度よりも高いｎ型不純物濃度を有している。本実施例では、カソードコンタクト領域２８のｎ型不純物濃度は、３．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である。カソードコンタクト領域２８は、ドリフト領域２６の下側に形成されている。カソードコンタクト領域２８は、半導体基板１２の裏面１２ｂに露出する範囲に形成されている。カソードコンタクト領域２８は、カソード電極１６に対してオーミック接触している。カソードコンタクト領域２８は、ドリフト領域２６によって、ｐ型コンタクト領域２０、ｎ型コンタクト領域２５及びＦＬＲ２４から分離されている。
【００２５】
次に、ダイオード１０の動作について説明する。ダイオード１０に逆電圧（すなわち、カソード電極１６がアノード電極１４よりも高電位となる電圧）が印加されている状態では、ｐ型コンタクト領域２０とｎ型コンタクト領域２５に跨って空乏層が広がっている。ｎ型コンタクト領域２５は、その幅方向の全体が空乏化されている。また、ｐ型コンタクト領域２０のうちの第２領域２２と第３領域２３の全体が、空乏化されている。第１領域２１は、その一部のみが空乏化されており、その大部分が空乏化されていない。その後、ダイオード１０に順電圧を印加すると、アノード電極１４からｐ型コンタクト領域２０にホールが流入する。ｐ型コンタクト領域２０にホールが流入することで、空乏層が縮小する。より詳細には、ｎ型コンタクト領域２５内の空乏層は、ｎ型コンタクト領域２５とｐ型コンタクト領域２０の界面のｐｎ接合３２に向かって後退する。その結果、ｎ型コンタクト領域２５から空乏層が消失する。また、ｐ型コンタクト領域２０内の空乏層は、ｐｎ接合３２に向かって後退する。その結果、ｐ型コンタクト領域２０内から空乏層が消失する。ｎ型コンタクト領域２５内の空乏層が消失すると、アノード電極１４とｎ型コンタクト領域２５との間のショットキー界面を通って、ドリフト領域２６からアノード電極１４に電子が流れる。すなわち、電子が、カソード電極１６から、カソードコンタクト領域２８、ドリフト領域２６及びｎ型コンタクト領域２５を経由してアノード電極１４へ流れる。これによって、ダイオード１０がオンする。なお、第１領域２１のｐ型不純物濃度が高いので、第１領域２１とアノード電極１４の間の障壁は小さい。したがって、ダイオードがオンするときに、アノード電極１４からｐ型コンタクト領域２０に容易にホールが流入する。このため、ダイオードがオンするときに、ｎ型コンタクト領域２５及びｐ型コンタクト領域２０から空乏層が高速で消失する。このため、このダイオードは、応答速度が速い。また、ダイオード１０では、オンしているときにｐ型コンタクト領域２０に電流が流れない。すなわち、ダイオード１０は、ＪＢＳＤである。
【００２６】
その後、ダイオード１０に逆電圧を印加すると、ｐｎ接合３２からｎ型コンタクト領域２５とｐ型コンタクト領域２０に空乏層が広がる。ｎ型コンタクト領域２５には、その両側のｐ型コンタクト領域２０（すなわち、両側のｐｎ接合３２）から空乏層が広がる。両側からｎ型コンタクト領域２５に広がる空乏層は、ｎ型コンタクト領域２５内で接続される。すなわち、ｎ型コンタクト領域２５が、その幅方向の全域で空乏化される。このように、ｎ型コンタクト領域２５が空乏層によってピンチオフされるので、ｎ型コンタクト領域２５に流れる電流が停止し、ダイオード１０がオフする。このとき、第３領域２３はｐ型不純物濃度が低いので、ｐｎ接合３２から伸びる空乏層によって第３領域２３の全体が瞬時に空乏化される。このため、第３領域２３は、ｎ型コンタクト領域２５への空乏層の伸展にほとんど寄与しない。第１領域２１は高いｐ型不純物濃度を有しているので、第１領域２１は部分的にのみ空乏化される。また、第２領域２２は比較的高いｐ型不純物濃度を有しているので、第２領域２２は瞬時には空乏化されない。このため、第１領域２１と第２領域２２は、ｎ型コンタクト領域２５への空乏層の伸展に寄与する。また、ｎ型コンタクト領域２５をピンチオフするためには、ｎ型コンタクト領域２５への空乏層の進展に寄与するｐ型領域が、半導体基板１２の厚み方向においてある程度の厚みを有している必要がある。本実施形態では、第１領域２１の厚みＴ１が薄いが、第２領域２２の厚みＴ２が厚い。このため、第１領域２１と第２領域２２から伸びる空乏層によって、ｎ型コンタクト領域２５をピンチオフすることができる。
【００２７】
また、ｎ型コンタクト領域２５が空乏化された後に逆電圧がさらに上昇すると、ｐｎ接合３２から伸びる空乏層によって第２領域２２の全体が空乏化される。図５の点線は、第２領域２２が空乏化したときの電位分布を示している。第２領域２２が空乏化すると、アノード電極１４の近傍で空乏化していない領域は、第１領域２１だけである。空乏化していない第１領域２１が、空乏化した領域内に突出している状態となる。このため、第１領域２１の下端近傍（特に、下端の角部近傍）に電界が集中する。しかしながら、上述したように、第１領域２１の厚みＴ１は薄い。すなわち、空乏化していない第１領域２１が空乏化した領域内に突出する量が小さい。このため、第１領域２１の下端近傍に電界が集中することが抑制される。図６は、比較例として、ｐ型コンタクト領域２０全体が高いｐ型不純物濃度を有する場合（すなわち、ｐ型コンタクト領域２０の略全体が空乏化しない場合）の電界分布を示している。図６に示すように、空乏化しないｐ型コンタクト領域２０の厚みが厚いと、ｐ型コンタクト領域２０の下端の角部近傍で等電位線が密になり、その領域に高い電界が発生する。これに対し、図５に示すように、本実施形態のダイオード１０では、空乏化しない第１領域２１の厚みＴ１が薄いので、第１領域２１の下端近傍に高い電界が発生し難い。このため、本実施形態のダイオード１０は、高い逆方向耐圧を有する。
【００２８】
また、第１領域２１の下側の第２領域２２及び第３領域２３が空乏化されると、逆電圧が印加されたときに第１領域２１を介して漏れ電流が流れることが抑制される。特に、厚みＴ２が厚い第２領域２２が空乏化されるので、ダイオード１０では漏れ電流を効果的に抑制することができる。
【００２９】
次に、ダイオード１０の製造方法について説明する。ダイオード１０は、ドリフト領域２６と略同じｎ型不純物濃度を有するｎ型の半導体基板１２（加工前の半導体基板１２）から製造される。まず、図７に示すように、半導体基板１２の表面に、開口部６０を有するマスク６２を形成する。開口部６０は、ｐ型コンタクト領域２０を形成すべき領域及びＦＬＲ２４を形成すべき領域の上部に位置するように形成される。次に、半導体基板１２の表面１２ａに向かって、ｐ型不純物イオンを照射する。照射されたｐ型不純物イオンは、開口部６０内の半導体基板１２の表面１２ａに注入される。ここでは、第１〜第３注入工程を実施する。
【００３０】
第１注入工程では、低い照射エネルギーで長時間ｐ型不純物を照射する。これによって、図７の深さＤ１（すなわち、最表層部）に、高濃度にｐ型不純物が注入される。
【００３１】
第２注入工程では、照射エネルギーを変更しながら、複数回ｐ型不純物を照射する。これによって、図７の深さＤ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５（すなわち、深さＤ１よりも深い深さ範囲内）に、ｐ型不純物が注入される。ここでは、照射時間を第１注入工程よりも短くすることで、各深さＤ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５におけるｐ型不純物濃度を、深さＤ１におけるｐ型不純物濃度よりも低くなるように注入する。また、深さＤ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５のそれぞれにおけるｐ型不純物濃度が略同じとなるように注入する。
【００３２】
第３注入工程では、高い照射エネルギーで短時間ｐ型不純物を照射する。これによって、深さＤ５よりも深い深さＤ６に、低濃度にｐ型不純物が注入される。
【００３３】
次に、半導体基板１２をアニールすることで、半導体基板１２に注入されたｐ型不純物を活性化させる。アニールを実施すると、半導体基板１２中でｐ型不純物が拡散する。これによって、図４に示す分布でｐ型不純物が分布するようになる。すなわち、第１注入工程でｐ型不純物が注入された深さに、第１領域２１が形成される。第２注入工程でｐ型不純物が注入された深さに、第２領域２２が形成される。第３注入工程でｐ型不純物が注入された深さに、第３領域２３が形成される。第２注入工程で複数の深さに略同じ濃度でｐ型不純物が注入されたので、ｐ型不純物濃度が略均一で厚みＴ２が厚い第２領域２２が形成される。
【００３４】
その後、アノード電極１４、絶縁膜１８、カソードコンタクト領域２８、カソード電極１６を形成することで、図１〜３に示すダイオード１０が完成する。
【００３５】
なお、上記の製造方法では、第３注入工程で深さＤ６に低濃度でｐ型不純物を注入した。しかしながら、第３注入工程を実施しなくてもよい。このような構成でも、第２注入工程で注入されたｐ型不純物がアニール時に拡散することで、第３領域２３が形成される。
【００３６】
また、上述した実施形態では、第１領域２１が、第２領域２２と略同じ幅を有していた。しかしながら、図８、９に示すように、第１領域２１の幅Ｗ１が第２領域２２の幅Ｗ２より狭くてもよい。
【００３７】
また、上述した実施形態のダイオード１０では、ダイオードがオンしているときに、ｐ型コンタクト領域２０からカソード領域３０にホールが流入しない。しかしながら、ダイオードがオンしているときに、ｐ型コンタクト領域２０からカソード領域３０にホールが流入してもよい。すなわち、ダイオードが、ＭＰＳＤであってもよい。
【００３８】
本明細書が開示する技術要素について、以下に列記する。なお、以下の各技術要素は、それぞれ独立して有用なものである。
【００３９】
本明細書が開示する一例のダイオードでは、前記第２領域の厚みが、前記第３領域の厚みよりも厚くてもよい。
【００４０】
本明細書が開示する一例のダイオードでは、前記第１領域の幅が、前記第２領域の幅よりも狭くてもよい。
【００４１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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さまざまに変形、変更したものが含まれる。
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み合わ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み合わ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するものであり、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。
【符号の説明】
【００４２】
１０    ：ダイオード
１２    ：半導体基板
１４    ：アノード電極
１６    ：カソード電極
１８    ：絶縁膜
２０    ：ｐ型コンタクト領域
２１    ：第１領域
２２    ：第２領域
２３    ：第３領域
２５    ：ｎ型コンタクト領域
２６    ：ドリフト領域
２８    ：カソードコンタクト領域
３０    ：カソード領域
【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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【図９】
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