型負極層13橫向并排而交替地配置。負極電 極6歐姆接觸于η型負極層3和ρ型負極層13。因此，ρ型負極層13通過負極電極6與η 型負極層3短路。η型負極層3的峰值濃度高于ρ型負極層13。
[0075] 在η_型漂移層1的深度tn_、η型負極層3的寬度Wn、ρ型負極層13的寬度Wp 之間，下述關(guān)系成立。
[0076] 2tn_多（Wn+Wp)多tn_/10
[0077] 與對比例對比，說明本實施方式的效果。具體地說，說明在設(shè)計為耐壓1700V的本 實施方式與對比例的二極管中，η型緩沖層4的峰值濃度和擴散深度相對于Vrrm、階躍耐 量、以及恢復(fù)耐量的依賴性。圖8是表示對比例所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。在對比例 中，不存在η型緩沖層4,η型負極層3為單層。
[0078] 在此，將非專利文獻14的圖4的恢復(fù)條件相對于峰值電壓Vsnap。"的容許程度稱 為階躍耐量。階躍耐量越高，越能夠容許高施加電壓、低電流、低溫、快速電流切斷等所謂的 硬恢復(fù)條件下的動作。另外，將非專利文獻14的圖7中表示的由施加電壓Vcc和最大切斷 電流密度JMbraak)構(gòu)成的安全動作區(qū)域稱為恢復(fù)耐量?；謴?fù)耐量越高，越能夠容許高施加電 壓、大電流密度條件下的恢復(fù)動作。
[0079]圖9是表示用于模擬的η型緩沖層的峰值濃度和擴散深度的圖。如該圖所示，將 劑量固定為3. 75X1012cm2,設(shè)定以三角形近似法所設(shè)定的峰值濃度和擴散深度，模擬出接 近高斯分布的η型緩沖層4。另外，與η型緩沖層4的厚度無關(guān)，將ιΓ型漂移層1的厚度設(shè) 為恒定。
[0080]圖10是表示對比例和實施方式3中的耐壓波形的緩沖層厚度依賴性的模擬結(jié)果 的圖。各個二極管均設(shè)計為耐壓1700V。圖11、12是表示對比例和實施方式3中的活躍恢 復(fù)（snappyrecovery)波形的Vcc依賴性的模擬結(jié)果的圖。η型緩沖層4的峰值濃度為 5X1016cm3，n型緩沖層4的厚度在圖11中為1.5μπι，在圖12中為50μπι。
[0081] 在對比例中，由主結(jié)部處的電場強度的增高造成的碰撞電離所產(chǎn)生的電子利用 ιΓ型漂移層1中的高電場而向負極側(cè)移動。由此，電子的濃度超過緩沖層中的載流子濃度， 從而根據(jù)泊松方程的關(guān)系，η型緩沖層4中的電場的梯度逆轉(zhuǎn)，在主結(jié)的基礎(chǔ)上，在負極側(cè) 電場強度也增高。因此，在對比例中，η型緩沖層4越厚，負微分電阻NDR的特性從JR= ΙΟΑ/cm2左右起越表現(xiàn)得顯著。在JR= 100~ΙΟΟΟΑ/cm2附近，在主結(jié)和負極側(cè)兩者處產(chǎn) 生碰撞電離，從主結(jié)側(cè)和負極側(cè)兩者向ιΓ型漂移層1中供給電子和空穴，達到二次擊穿。
[0082] 另一方面，在本實施方式中，耐壓波形中沒有顯現(xiàn)出NDR特性，在η型緩沖層4較 薄的情況下，在耐壓波形的JR=lA/cm2附近出現(xiàn)2次擊穿。該小電流區(qū)域中的二次擊穿 導(dǎo)致二極管的恢復(fù)S0A中的最大切斷電流密度的降低、雪崩耐量的降低，因此要求使二次 擊穿的發(fā)生點大電流化。另一方面，在表現(xiàn)出NDR特性的二極管構(gòu)造中，在恢復(fù)時負極側(cè)的 電場上升，由此發(fā)生電壓浪涌和階躍，容易以其作為觸發(fā)而發(fā)生高頻振蕩（參照圖11、12)。 因此，二極管的耐壓波形需要接近直線型的線，而不表現(xiàn)出由NDR特性、二次擊穿產(chǎn)生的S 形曲線。從圖10可以看出，優(yōu)選使η型緩沖層4較厚。
[0083] 但是，如果使ιΓ型漂移層1的厚度恒定，僅僅使η型緩沖層4變厚，則導(dǎo)通狀態(tài)下 的電阻成分變大，導(dǎo)致VF的增加（惡化）。因此，在本實施方式中，將ιΓ型漂移層1與η型 緩沖層4的連接部分處的載流子濃度的梯度設(shè)為20~2000cm4。通過如上述所示使連接 部分處的濃度變化變緩，從而能夠防止耐壓波形的二次擊穿以及NDR，抑制VF的增加，并且 抑制恢復(fù)時的連接部分處的電場強度的增高。其結(jié)果，能夠防止由負極側(cè)的電場強度的增 高而產(chǎn)生的階躍、以及以該階躍作為觸發(fā)而產(chǎn)生的高頻振蕩，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高振蕩耐量。
[0084] 另外，將由（Wn+Wp)表示的寬度稱為RFC單元間距（cellpitch)。如果使RFC單 元間距變窄，則VF增加，EREC減少。即，VF-EREC折衷曲線向高速側(cè)偏移。因此，在將本實 施方式應(yīng)用于要裝入逆變器的續(xù)流二極管的情況下，通過與用途相匹配地調(diào)整RFC單元間 距，從而能夠調(diào)整VF-EREC折衷特性。但是，如果將RFC單元間距設(shè)定得過窄，則階躍耐量 降低，相反，如果設(shè)定得過寬，則恢復(fù)耐量降低。
[0085] 另外，將由（Wp/(Wn+Wp))表示的比率稱為RFC單元短路率（cellshortrate)。 如果使RFC單元短路率變小，則VF增加，EREC減少。S卩，VF-EREC折衷曲線向高速側(cè)偏移。 因此，在將本實施方式應(yīng)用于要裝入逆變器的續(xù)流二極管的情況下，通過與用途相匹配地 調(diào)整RFC單元短路率，從而能夠調(diào)整VF-EREC折衷特性。但是，如果將RFC單元短路率設(shè)定 得過小，則階躍耐量降低，交叉點（crosspoint)增加，相反，如果設(shè)定得過大，則恢復(fù)耐量 降低。
[0086] 如上述所示，在本實施方式中，通過調(diào)整RFC單元間距或RFC單元短路率，從而能 夠控制VF-EREC折衷特性而不依賴于壽命控制方法。
[0087] 另外，如果減少p型負極層13的劑量，則階躍耐量降低，但能夠抑制EREC和泄漏 電流。如果增加P型負極層13的劑量，則得到相反的結(jié)果。與此相對，在本實施方式中，能 夠確保階躍耐量和恢復(fù)耐量，能夠擴大P型負極層13的劑量的設(shè)定容許范圍。
[0088] 在單純的p-n結(jié)中，VF的溫度依賴性基本為正，如果溫度上升，則電流變得容易流 動。在將功率芯片并聯(lián)連接而得到的大容量的功率模塊中，如果芯片的溫度分布產(chǎn)生不均 勻，則發(fā)生諸如在發(fā)熱量大的芯片中進一步流過電流而發(fā)熱這樣的正反饋，有可能引起模 塊的損壞。因此，室溫的VF曲線與高溫的VF曲線相交叉的電流值（交叉點）優(yōu)選較低。在 本實施方式中，能夠降低正極和負極的有效的劑量，降低來自雙方的載流子注入效率，因此 能夠?qū)崿F(xiàn)低電流值的交叉點。
[0089] 另外，也可以使負極電極6與η型負極層3歐姆接觸，與p型負極層13肖特基接 觸。負極電極6與ρ型負極層13之間的肖特基勢皇差較大，由此，變?yōu)榕c對寄生的ρηρ晶 體管附加了電阻成分相同的狀態(tài)，能夠抑制由寄生的ρηρ晶體管動作產(chǎn)生的器件縱向的電 流。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)高恢復(fù)S0A和高雪崩耐量。
[0090] 實施方式4
[0091] 圖13是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置的后視圖。圖14是沿圖13 的Ι-ΙΙ的剖視圖。代替實施方式3的單層的η型緩沖層4,將η型緩沖層4與η型緩沖層 14橫向并排而交替地配置。在ιΓ型漂移層1與η型負極層3之間設(shè)置有η型緩沖層4,在 ιΓ型漂移層1與ρ型負極層13之間設(shè)置有η型緩沖層14。η型緩沖層4、14的峰值濃度高 于ιΓ型漂移層1，低于η型負極層3。η型緩沖層4的峰值濃度高于η型緩沖層14。其他 結(jié)構(gòu)與實施方式3相同。
[0092] 圖15是沿圖13的III-IV的剖視圖。設(shè)置有ρ型正極層2的區(qū)域是活性區(qū)域，與 其相比外側(cè)的區(qū)域是終端區(qū)域。在終端區(qū)域的正極側(cè)設(shè)置有通常的Ρ型保護環(huán)層15,在終 端區(qū)域的最外周部設(shè)置有η型溝道截斷層16。ρ型保護環(huán)層15的峰值濃度高于ρ型正極 層2,η型溝道截斷層16的峰值濃度高于ιΓ型漂移層1。
[0093] 終端區(qū)域的負極構(gòu)造從向活性區(qū)域側(cè)與ρ型正極層2的最外周部分離了距離WGR: 10~500μm的位置開始。終端區(qū)域的負極構(gòu)造是η型層17和ρ型層18的兩層構(gòu)造。
[0094] 在本實施方式中，通過提高η型負極層3上的η型緩沖層4的劑量，從而提高導(dǎo)通 狀態(tài)下的來自負極側(cè)的電子的注入效率。另外，在施加L負載電路中的感應(yīng)電動勢而使裝 置達到雪崩狀態(tài)時，耗盡層難以到達Ρ型負極層13,耐壓波形的NDR(二次擊穿）得到抑制。 其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)低VF和高雪崩耐量。將雪崩狀態(tài)的容許程度稱為雪崩耐量。
[0095]另外，η型負極層3和ρ型負極層13為條帶圖案。由此，能夠簡單地設(shè)計反映出 設(shè)想的η型負極層3與p型負極層13之比的圖案。
[0096] 圖16是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置的變形例1的仰視圖。如 上述所示，即使終端區(qū)域的負極為η型，也能夠得到與上述相同的效果。
[0097] 圖17是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置的變形例2的仰視圖。η型 負極層3為點圖案。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對角部也進行了考慮的圖案設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的器件 動作。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)高恢復(fù)S0A。此外，ρ型負極層13為點圖案也能夠得到相同的效 果。
[0098] 實施方式5
[0099] 圖18是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。η型緩沖層4的 深度比η型緩沖層14深。其他結(jié)構(gòu)與實施方式4相同。在此情況下，也能夠得到與實施方 式4相同的效果。
[0100] 實施方式6
[0101] 圖19是表示本發(fā)明的實施方式6所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。代替實施方式 4的單層的ρ型正極層2,將ρ型正極層2與ρ型正極層19橫向并排而交替地配置。正極 電極5與ρ型正極層2、19歐姆接觸。因此，ρ型正