[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本说明书中记载的技术涉及一种半导体装置。

背景技术

在日本专利公开公报2012-43890号中，公开了一种IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)区域与二极管区域被形成在同一半导体基板上的半导体装置。在半导体基板的表面上设置有表面电极，在半导体基板的背面上设置有背面电极。IGBT区域具备：第一导电型的集电层，其与背面电极相接；第二导电型的IGBT漂移层，其相对于集电层而被设置于半导体基板的表面侧；第一导电型的体层，其相对于IGBT漂移层而被设置于半导体基板的表面侧，并且与表面电极相接；栅电极，其被配置于从半导体基板的表面起到达至IGBT漂移层的沟槽的内部，并且通过绝缘膜而与半导体基板和表面电极绝缘；第二导电型的发射层，其局部地设置在体层与表面电极之间，并且与栅电极的绝缘膜和表面电极相接。二极管区域具备：较高的第二导电型的阴极层，其与背面电极相接；第二导电型的二极管漂移层，其相对于阴极层而被设置于半导体基板的表面侧，并且杂质浓度与阴极层相比较低；第一导电型的阳极层，其相对于二极管漂移层而被设置于半导体基板的表面侧，并且与表面电极相接；沟槽电极，其被配置于从半导体基板的表面起到达至二极管漂移层的沟槽的内部，并且通过绝缘膜而与半导体基板绝缘；第一导电型的阳极接触层，其被设置在阳极层与表面电极之间，并与表面电极相接，且杂质浓度与阳极层相比较高。二极管区域通过栅电极或沟槽电极，而被划分为单位二极管区域。

发明内容

发明所要解决的课题

当在二极管区域中阳极接触层被形成为较广时，在二极管动作时，从阳极接触层向二极管漂移层的空穴注入量将变多，从而开关元件损耗将增大。因此，为了改善二极管动作时的开关元件损耗，而优选降低在二极管区域中阳极接触层所占的比例。但是，若单纯地缩小阳极接触层，则在二极管动作时，由于栅极干扰而引起的正向电压的变动将会变大。

用于解决课题的方法

本发明公开了一种IGBT区域和二极管区域被形成在同一半导体基板上的半导体装置。在半导体基板的表面上设置有表面电极，在半导体基板的背面上设置有背面电极。IGBT区域具备：第一导电型的集电层，其与背面电极相接；第二导电型的IGBT漂移层，其相对于集电层而被设置于半导体基板的表面侧；第一导电型的体层，其相对于IGBT漂移层而被设置于半导体基板的表面侧，并且与表面电极相接；栅电极，其被配置于从半导体基板的表面起到达至IGBT漂移层的沟槽的内部，并且通过绝缘膜而与半导体基板和表面电极绝缘；第二导电型的发射层，其局部地设置在体层与表面电极之间，并且与栅电极的绝缘膜和表面电极相接。二极管区域具备：较高的第二导电型的阴极层，其与背面电极相接；第二导电型的二极管漂移层，其相对于阴极层而被设置于半导体基板的表面侧，并且杂质浓度与阴极层相比较低；第一导电型的阳极层，其相对于二极管漂移层而被设置于半导体基板的表面侧，并且与表面电极相接；沟槽电极，其被配置于从半导体基板的表面起到达至二极管漂移层的沟槽的内部，并且通过绝缘膜而与半导体基板绝缘；第一导电型的阳极接触层，其局部地被设置在阳极层与表面电极之间，并与表面电极相接，且杂质浓度与阳极层相比较高。二极管区域通过栅电极或沟槽电极而被划分为单位二极管区域。在与IGBT区域邻接的单位二极管区域中，在俯视观察半导体基板的表面时，阳极层与阳极接触层混合地被配置，并且至少在隔着栅电极而与发射层对置的位置处被配置有阳极接触层。

在上述的半导体装置中，在与IGBT区域邻接的单位二极管区域中，阳极接触层并没有全面地被形成，而是局部地被形成。通过采用这种的结构，从而减少了二极管动作时的从阳极接触层向二极管漂移层的空穴的注入量。从而能够提升二极管区域的反向恢复特性，进而降低开关元件损耗。

另外，根据上述的半导体装置，能够抑制二极管动作时的栅极干扰的影响。即，即使在二极管动作时，栅极电压被施加在IGBT区域的栅电极上，而在栅电极的附近形成连接发射层和IGBT漂移层的沟道的情况下，由于在与IGBT区域邻接的单位二极管区域中，在隔着栅电极而与发射层对置的位置处形成有阳极接触层，因此能够抑制因沟道的形成而引起的空穴的减少。由此，能够抑制二极管动作时的因栅极干扰而引起的正向电压的变动。

附图说明

图1为实施例1所涉及的半导体装置的俯视图。

图2为图1的Ⅱ-Ⅱ线剖视图。

图3为图1的Ⅲ-Ⅲ线剖视图。

图4为改变例所涉及的半导体装置的俯视图。