[发明专利]半导体器件

说明书

公开了一种能够在二极管导通时降低损耗的技术。在本说明书中公开的二极管包括阴极电极、由第一导电型半导体制成的阴极区域、由浓度比所述阴极区域低的第一导电型半导体制成的漂移区、由第二导电型半导体制成的阳极区域、阳极电极、形成于所述漂移区和所述阳极区域之间且由浓度比所述漂移区的浓度更高的第一导电型半导体制成的势垒区域，以及形成为将所述势垒区域连接至所述阳极电极且由金属制成的柱电极。柱电极形成为从所述阳极电极侧透过所述阳极区域且到达所述势垒区域。势垒区域和柱电极通过肖特基结相连接。

本申请是申请号为2012800355775(国际申请号为PCT/JP2012/004804)、申请日为2012年7月27日、发明名称为“半导体器件”的专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及一种二极管、半导体器件和MOSFET。

背景技术

已经开发了一种通过改善PN二极管的反向恢复特性来降低开关损耗的技术。公开号为2003-163357的日本专利申请公开了一种MPS二极管，在该二极管中PIN二极管与肖特基势垒二极管结合。在公开号为2003-163357的日本专利申请所公开的技术中，通过将p阳极区域的尺寸减小至透穿(reach-through)限值来抑制从p阳极区域向n^-漂移区注入空穴，并且从而降低了开关损耗。公开号为2000-323488的日本专利申请公开了一种PIN二极管，该PIN二极管具有在p阳极区域和n^-漂移区之间的n势垒区域，n势垒区域具有比n^-漂移区的浓度更高浓度的n型杂质。在公开号为2000-323488的日本专利申请所公开的技术中，通过n势垒区域来抑制从p阳极区域向n^-漂移区注入空穴，从而降低了开关损耗。

即使在公开号为2003-163357的日本专利申请所公开的技术和公开号为2000-323488日本专利申请所公开的技术中，尽管只有少数空穴从p阳极区域被注入n^-漂移区，仍然出现了开关损耗。如果进一步抑制向n^-漂移区注入空穴，则可以进一步降低二极管的开关损耗。

发明内容

本说明书提供了一种解决上述问题的技术。本说明书公开了一种能够在二极管导通时降低损耗的技术。

在本说明书中所公开的二极管包括：阴极电极；阴极区域，其由第一导电型半导体制成；漂移区，其由低浓度的第一导电型半导体制成；阳极区域，其由第二导电型半导体制成；以及阳极电极，其由金属制成。所述二极管包括：势垒区域，其形成于所述漂移区和所述阳极区域之间且由浓度比所述漂移区的浓度更高的第一导电型半导体制成；以及柱区域，其形成为将所述势垒区域连接至所述阳极电极且由浓度比所述势垒区域的浓度更高的第一导电型半导体制成。在该二极管中，所述柱区域和所述阳极电极通过肖特基结相连接。

在该二极管中，当正向偏压被施加在阳极电极和阴极电极之间时，阳极电极和柱区域经由肖特基界面短路。柱区域和势垒区域具有大致相同的电位，并且因此势垒区域和阳极电极之间的电位差与肖特基界面处的电压降几乎相同。因为在肖特基界面处的电压降充分小于阳极区域和势垒区域之间的pn结的内建电压，所以抑制了从阳极区域向漂移区注入空穴。

接着，当阳极电极和阴极电极之间的电压从正向偏压变成反向偏压时，由阳极电极和柱区域之间的肖特基界面来限制反向电流。在二极管中，因为当施加正向偏压时抑制了从阳极区域向漂移区注入空穴，所以反向恢复电流小，且反向恢复时间短。根据该二极管，能够降低开关损耗而无需进行漂移区的寿命控制。

另外，在该二极管中，当反向偏压被施加在阳极电极和阴极电极之间时，电场不仅分布至从柱区域和阳极电极之间的肖特基界面生长的耗尽层，而且分布至从阳极区域和势垒区域之间的pn结的界面生长的耗尽层。因而，减小了被施加给柱区域和阳极电极之间的肖特基界面的电场。根据该二极管，能够提高对反向偏压的耐压性。