[发明专利]半导体装置

说明书

本申请是下述申请的分案申请：

发明名称: 半导体装置

申请日:2010年5月14日

申请号: 201010180242.5。

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别涉及功率半导体装置。

背景技术

作为功率半导体装置，例如有能够经受600V以上的电压的高耐压功率模块。在这样的功率模块中，有形成有二极管的功率模块。

例如根据日本特开平02-066977号公报，在二极管中，通过与p层相接的的n^－层形成pn结，在n^－层的与p层的相反侧的面上，设置有n⁺区域和p⁺区域。此外，在n⁺区域以及p⁺区域、和n^－层之间，设置有n缓冲层。根据该公报，记述了：p⁺区域具有减小二极管的反向恢复电流，此外缩短反向恢复时间的效果。此外，记述了：因为能够通过n缓冲层来阻止在施加反方向电压时向n^－层扩展的耗尽层，所以能够使n^－层变薄，由此能够改善高耐压二极管的反向恢复特性。

此外，根据例如日本特开平08-172205号公报，记述了二极管具有：n^－半导体层，形成在n型半导体衬底的一主表面上；n⁺阴极区域，形成在n^－半导体层的表面层；沟槽，从n⁺阴极区域的表面起贯通n^－半导体层而到达n型半导体衬底；栅极电极，在该沟槽内隔着栅极氧化膜而被填充；绝缘膜，在该栅极电极上形成；阴极电极，与被沟槽夹着的n⁺阴极区域的表面接触；p⁺阳极区域，形成在n型半导体衬底的表面层的一部分；以及阳极电极，接触于p⁺阳极区域。根据该公报，通过对栅极电极施加相对于阴极电极是负的电压，从而在过电流流过二极管时能够防止二极管的破坏或开关变压器（switching transformer ）的烧损。

在功率用二极管中，同时解决正向电压降（V_F）的降低、和恢复（反向恢复）时的振荡的抑制的课题是困难的。例如在上述日本特开平02-066977号公报中，仅公开了通过设置p⁺区域而改善恢复特性，并没有公开如何设置p⁺区域才能以平衡优良的方式同时解决上述各问题。

此外，根据功率用二极管的用途，存在特别希望减小V_F的情况。相对于此，根据上述特开平08-172205号公报的技术，对栅极电极施加相对于阴极电极是负的电压，结果存在V_F变大的问题。

发明内容

发明的概要

本发明正是鉴于上述课题而完成的，其一个目的在于提供一种能够降低V_F，并且能够抑制恢复时的振荡的半导体装置，此外本发明的另一个目的在于提供一种能够特别降低V_F的半导体装置。

按照本发明的一个方面的半导体装置具有：第一和第二电极、和第一～第四层。第一层设置在第一电极上，并且具有第一导电型。第二层设置在第一层上，并且具有与第一导电型不同的第二导电型。第三层设置在第二层上。第二电极设置在第三层上。第四层设置在上述第二层和上述第三层之间，并且具有上述第二导电型。第三层具有第一和第二部分。第一部分具有第二导电型，并且具有比第二层的杂质浓度的峰值高的杂质浓度的峰值。第二部分具有第一导电型。第二部分的面积相对于第一和第二部分的总面积所占的比例是20%以上95%以下。

按照本发明的另一个方面的半导体装置具有：第一和第二电极、第一～第三层、和沟槽结构。第一层设置在第一电极上，并且具有第一导电型。第二层设置在第一层上，并且具有与第一导电型不同的第二导电型。第三层设置在第二层上，并且具有第一部分。第一部分具有第二导电型，并且具有比第二层的杂质浓度的峰值高的杂质浓度的峰值。第二电极设置在第三层上。沟槽结构设置在第一部分中，并且将第二电极的电位作为基准被施加正的电位。

根据按照本发明的一个方面的半导体装置，二极管的V_F降低，并且恢复时的振荡被抑制。

根据按照本发明的其它方面的半导体装置，二极管的V_F降低。

本发明的上述和其它的目的、特征、方面、以及优点，通过与附图相关地理解的关于本发明的下面的详细的说明就能清楚了。