t的值為30kV/ys的情況下的模擬結(jié)果，三角形符號是dV/dt的值為40kV/ys 的情況下的模擬結(jié)果，圓形符號是dV/dt的值為50kV/ys的情況下的模擬結(jié)果。
[0076] 圖8是表示用于計(jì)算圖6以及圖7的模擬結(jié)果的模擬模型的剖面圖。在圖8所示 的模擬模型中，在各構(gòu)成要素的配置、構(gòu)造以及各構(gòu)成要素的厚度、濃度中，除了表面電極5 的外周端的位置以外，設(shè)為與上述的本實(shí)施方式相同。在圖6的模擬中，將終端阱區(qū)域2的 外周端和高濃度終端阱區(qū)域2a之間的距離固定為15ym，對表面電極5的外周端和終端阱 區(qū)域2的外周端之間的距離E進(jìn)行變更，在圖7的模擬中，在將表面電極5的外周端和終端 阱區(qū)域2的外周端之間的距離E固定為13ixm的基礎(chǔ)上，對表面電極5的外周端和高濃度 終端阱區(qū)域2a的外周端之間的距離D進(jìn)行變更。
[0077] 此外，在圖6至圖8中，距離D以及距離E均為起始自基準(zhǔn)點(diǎn)的以內(nèi)周側(cè)（圖8中 為左側(cè)）為正方向的水平方向上的距離，距離D以高濃度終端阱區(qū)域2a的外周端為基準(zhǔn)點(diǎn) 而示出至表面電極5的外周端的距離，距離E以終端阱區(qū)域2的外周端為基準(zhǔn)點(diǎn)而示出至 表面電極5的外周端的距離。另外，在表面電極5的外周端、終端阱區(qū)域2的外周端、以及 高濃度終端阱區(qū)域2a的外周端的端面分別傾斜的情況下，對于表面電極5的外周端以外周 下端為基準(zhǔn)，對于終端阱區(qū)域2以及高濃度終端阱區(qū)域2a以外周上端為基準(zhǔn)，計(jì)算距離D 及距離E。
[0078] 另外，該模擬中的表面電極5的外周端處的電場強(qiáng)度表不表面電極5的外周端的 下端處的電場強(qiáng)度，但現(xiàn)實(shí)中表面電極5的外周端下端成為奇點(diǎn)，因此，對圖8所示的點(diǎn)B 處的電場強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，具體而言，對與表面電極5的外周下端相比在X方向上靠外周側(cè) IOnrn的點(diǎn)處的電場強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算（在以下說明的其他模擬結(jié)果中也一樣。）。此外，不言而 喻，圖8所示的模擬模型與圖I(a)所示的碳化硅半導(dǎo)體裝置100的右半部分對應(yīng)。
[0079] 如圖6所示，隨著增大表面電極5的外周端和終端阱區(qū)域2的外周端之間的距離 E，能夠使切換時(shí)的電場強(qiáng)度緩和。特別是通過將距離E設(shè)為大于或等于15ym，從而能夠充 分獲得電場緩和效果，若大于或等于15ym則電場緩和效果逐漸飽和。這樣，充分確保因切 換時(shí)產(chǎn)生的位移電流而產(chǎn)生的電壓降最大的終端阱區(qū)域2的外周端和處于基準(zhǔn)電位的表 面電極5的外周端之間的距離，由此終端阱區(qū)域2的外周端和表面電極5的外周端之間的 等電位線的密度緩和，因此，能夠使表面電極5的外周端的電場緩和?？梢哉J(rèn)為圖6所示的 模擬結(jié)果是由這種原因引起的。另外，可知電場強(qiáng)度隨著切換時(shí)的電壓變動(dòng)量dV/dt增大 而升高，在期待與現(xiàn)有的硅半導(dǎo)體裝置相比以高速進(jìn)行動(dòng)作的碳化硅半導(dǎo)體裝置中，特別 是切換時(shí)的電場強(qiáng)度成為問題。
[0080] 在這種結(jié)果的基礎(chǔ)上，在本實(shí)施方式中，將表面電極5的外周端設(shè)置在相對于終 端阱區(qū)域2的外周端靠內(nèi)側(cè)大于或等于15ym處，由此使因切換時(shí)的位移電流而產(chǎn)生的電 場緩和。
[0081] 并且，如圖7所示，隨著表面電極5的外周端和高濃度終端阱區(qū)域2a的外周端之 間的距離D增大，能夠降低切換時(shí)的電場強(qiáng)度。特別是通過將距離D設(shè)為大于或等于2ym， 從而能夠充分獲得電場緩和效果，若大于或等于2ym則電場緩和效果逐漸飽和。另外，和 圖6的結(jié)果相同，電場強(qiáng)度隨著電壓變動(dòng)量dV/dt增大而升高。可以認(rèn)為，圖7所示的模擬 結(jié)果是由以下所述的原因引起的。
[0082] 與終端阱區(qū)域2相比，高濃度終端阱區(qū)域2a的薄層電阻降低，因此，在高濃度終端 阱區(qū)域2a內(nèi)因位移電流而產(chǎn)生的電壓降降低。并且，表面電極5的外周端位于高濃度終端 阱區(qū)域2a上，從而使得表面電極5的外周端的電場緩和，但是，由于在表面電極5的外周端 位于高濃度終端阱區(qū)域2a和終端阱區(qū)域2的邊界附近上的情況下，受到來自電位較高的終 端阱區(qū)域2側(cè)的電場的影響，因此，無法獲得充分的電場緩和效果。因此，將表面電極5的 外周端設(shè)置于在電位較低的高濃度終端阱區(qū)域2a上向內(nèi)周側(cè)大于或等于規(guī)定距離處，具 體而言，設(shè)置于向內(nèi)側(cè)大于或等于2ym處，由此能夠更加有效地使表面電極5的外周端的 電場緩和。
[0083] 在這種結(jié)果的基礎(chǔ)上，在本實(shí)施方式中，將表面電極5的外周端設(shè)置于相對于高 濃度終端阱區(qū)域2a的外周端向內(nèi)側(cè)大于或等于2ym處，從而使因切換時(shí)的位移電流而產(chǎn) 生的電場緩和。另外，如本實(shí)施方式所示，肖特基電極4和高濃度終端阱區(qū)域2a直接接觸， 從而能夠使位移電流路徑的接觸電阻降低，因此能夠使切換時(shí)產(chǎn)生的電場更進(jìn)一步緩和。
[0084] 此外，在圖6及圖7中并未進(jìn)行圖示，但是，在靜態(tài)的斷開狀態(tài)（dV/dt= 0)下，由 于位移電流并未流動(dòng)，施加于正極電極以及負(fù)極電極的電壓由終端阱區(qū)域2和碳化硅半導(dǎo) 體層Ib的耗盡層保持，因此只要至少使得表面電極5的外周端存在于終端阱區(qū)域2上，則 無論表面電極5的外周端的位置如何，施加于表面電極5的外周端的電場都達(dá)到幾10 4[V/ cm]數(shù)量級左右，不會(huì)成為問題。然而，如上所述，在切換時(shí)，有時(shí)施加于表面電極5的外周 端的電場超過幾l〇5[V/cm]數(shù)量級，因此，需要調(diào)整表面電極5的外周端的位置。
[0085] 在此，為了使因切換時(shí)的位移電流而產(chǎn)生的電場緩和，能夠想到提高終端阱區(qū)域2 整體的P型雜質(zhì)濃度，并降低終端阱區(qū)域2內(nèi)的薄層電阻。然而，如果不斷提高終端阱區(qū)域 2的P型雜質(zhì)濃度，則靜態(tài)的斷開狀態(tài)下碳化硅半導(dǎo)體層Ib內(nèi)的電場增大，雪崩擊穿電壓有 可能降低。此外，雪崩擊穿電壓是指，在逐漸增大施加于碳化硅半導(dǎo)體裝置的電壓時(shí)，在碳 化硅半導(dǎo)體層中產(chǎn)生雪崩擊穿的時(shí)刻的施加電壓。
[0086] 圖9是表示終端阱區(qū)域2的每單位面積的P型雜質(zhì)量[cm_ 2]和雪崩擊穿電壓的 關(guān)系的模擬結(jié)果，圖10是為了獲得圖9的模擬結(jié)果而使用的模擬模型的剖面圖。在圖10 所示的模擬模型中，與本實(shí)施方式所涉及的碳化硅半導(dǎo)體裝置1〇〇相比，不同點(diǎn)在于不設(shè) 置高濃度終端阱區(qū)域2a、以及設(shè)置有FLR(FieldLimitingRing)區(qū)域10,其他結(jié)構(gòu)相同， 按照3. 3kV的耐壓設(shè)計(jì)對碳化硅半導(dǎo)體層Ib的厚度和雜質(zhì)濃度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0087] 如圖9所示，隨著終端阱區(qū)域2的每單位面積的P型雜質(zhì)量增大，雪崩擊穿電壓會(huì) 降低。這是因?yàn)椋o態(tài)的斷開狀態(tài)下的碳化硅半導(dǎo)體層Ib內(nèi)的終端阱區(qū)域2的端部的電場 與P型雜質(zhì)量的增加一起增大。因此，如果以使因切換時(shí)的位移電流引起的電場緩和為目 的而使終端阱區(qū)域2的P型雜質(zhì)量過度增加，則碳化硅半導(dǎo)體層Ib的雪崩擊穿電壓降低， 因此，元件耐壓有可能降低。也就是說，由靜態(tài)的斷開狀態(tài)下的電場決定的耐壓（靜態(tài)耐 壓）和由動(dòng)態(tài)的切換時(shí)的電場決定的耐壓（動(dòng)態(tài)耐壓）處于折衷關(guān)系。
[0088] 因此，在本實(shí)施方式中，將終端阱區(qū)域2整體的P型雜質(zhì)量設(shè)為1.0XIO1Vcm2~ IXIO1Vcm2 (更優(yōu)選為2. 0X1013/cm2~5X10 13/cm2)，僅在終端阱區(qū)域2內(nèi)的一部分設(shè)置高 濃度終端阱區(qū)域2a，由此抑制雪崩擊穿電壓的降低，且實(shí)現(xiàn)因切換時(shí)的位移電流而產(chǎn)生的 電場緩和。并且，如上所述，將表面電極5的外周端的位置設(shè)置于相對于高濃度終端阱區(qū)域 2a的外周端向內(nèi)側(cè)大于或等于2ym處，且相對于終端阱區(qū)域2的外周端位于向內(nèi)側(cè)大于或 等于15ym處，從而不會(huì)導(dǎo)致雪崩擊穿電壓的降低，使因切換時(shí)的位移電流而產(chǎn)生的電場 更進(jìn)一步緩和。
[0089] 另一方面，圖11是表示高濃度終端阱區(qū)域2a的每單位面積的P型雜質(zhì)量和切換 時(shí)的表面電極5的外周端處的電場強(qiáng)度的關(guān)系的模擬結(jié)果。圖11的模擬結(jié)果使用了圖8所 示的模擬模型，將表面電極5的外周端和終端阱區(qū)域2的外周端之間的距離固定為13ym， 將高濃度阱區(qū)域2a的外周端和終端阱區(qū)域2的外周端之間的距離固定為15ym。另外，在 圖11中，菱形符號是dV/dt的值為20kV/ys的情況下的模擬結(jié)果，方形符號是dV/dt的值 為30kV/ys的情況下的模擬結(jié)果，三角形符號是dV/dt的值為40kV/ys的情況下的模擬 結(jié)果，圓形符號是dV/dt的值為50kV/ys的情況下的模擬結(jié)果。此外，圖11中由點(diǎn)劃線表 示的縱線，示出P型雜質(zhì)量為2.OXIO1Vcm2的位置。
[0090] 如圖11所示，隨著高濃度終端阱區(qū)域2a的P型雜質(zhì)量增加，使切換時(shí)的電場強(qiáng) 度緩和，如果超過2. 0X1014/cm2,則電場緩和效果逐漸飽和。因此，優(yōu)選將高濃度終端阱區(qū) 域2a的P型雜質(zhì)量設(shè)為大于或等于2.OX1014/cm2。另一方面，盡管是在局部設(shè)置