[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供一种半导体装置，其降低在二极管区域与IGBT区域之间的边界附近处对半导体基板施加的负载。该半导体装置具有半导体基板。半导体基板具有与集电极区重叠的IGBT区域以及与阴极区重叠的二极管区域。半导体基板具有：横跨从IGBT区域至二极管区域而分布的漂移区；配置在IGBT区域内的体区、体接触区以及发射极区；和配置在二极管区域内的阳极区以及阳极接触区。体区具有第一体区和第二体区，该第二体区的p型杂质浓度与第一体区以及阳极区相比较低。第二体区与阳极区相邻。第一体区在第二体区的阳极区侧的相反侧与第二体区相邻。

技术领域

本发明公开的技术涉及半导体装置。

背景技术

专利文献1公开了具备IGBT(insulated gate bipolar transistor)区域和二极管区域的半导体装置。该半导体装置具有半导体基板、上部电极以及下部电极。上部电极设置在半导体基板的上表面，下部电极设置在半导体基板的下表面。在二极管区域内，以使上部电极为阳极而下部电极为阴极的方式设置有二极管。在IGBT区域内，以使上部电极为发射极而下部电极为集电极的方式设置有IGBT。设置在IGBT区域内的IGBT是沟槽栅极型的IGBT。

专利文献1：日本特开2013-197306号公报

发明内容

在专利文献1的半导体装置中，如果上部电极的电位与下部电极的电位相比较高，则二极管导通，空穴从阳极区流向阴极区。另外，在专利文献1的半导体装置中，IGBT区域内的体区隔着沟槽与阳极区相邻。因此，体区配置为非常靠近阳极区。所以，如果二极管导通，则在从IGBT区域内的体区朝向二极管区域内的阴极区的路径上也会流过空穴。因此，在二极管导通的状态下，在二极管区域与IGBT区域之间的边界附近，漂移区内的空穴的浓度变高。然后，如果上部电极的电位与下部电极的电位相比较低，则二极管进行恢复动作，漂移区内的空穴流向上部电极。通过空穴如上流动，从而恢复电流流动。由于在二极管导通的状态下，在二极管区域与IGBT区域之间的边界附近，空穴的浓度较高，所以在恢复动作中，恢复电流以高密度流过二极管区域与IGBT区域之间的边界附近。因此，存在在二极管区域和IGBT区域之间的边界附近对半导体基板施加高负载的问题。所以，本发明提出一种降低在二极管区域与IGBT区域之间的边界附近处对半导体基板施加的负载的技术。

本发明公开的半导体装置具有：半导体基板、沟槽、栅极绝缘膜、栅极、上部电极以及下部电极。所述沟槽设置在所述半导体基板的上表面。所述栅极绝缘膜配置在所述沟槽内。所述栅极配置在所述沟槽内，并通过所述栅极绝缘膜相对于所述半导体基板绝缘。所述上部电极与所述上表面相接。所述下部电极与所述半导体基板的下表面相接。所述半导体基板在与所述下部电极相接的范围内，具备p型集电极区和n型阴极区。在沿着所述半导体基板的厚度方向俯视观察所述半导体基板时，与所述集电极区重叠的半导体区域是IGBT区域，与所述阴极区重叠的半导体区域是二极管区域。所述沟槽设置在所述IGBT内。所述半导体基板具有：漂移区、体区、体接触区、发射极区、阳极区以及阳极接触区。所述漂移区是n型区域，其横跨从所述IGBT区域至所述二极管区域而分布，配置在所述集电极区的上方以及所述阴极区的上方，并与所述栅极绝缘膜相接。所述体区是p型区域，其配置在所述IGBT区域内的所述漂移区的上方，并与所述栅极绝缘膜相接。所述体接触区是p型区域，其配置在所述体区的上方，与所述上部电极相接，其p型杂质浓度所述体区相比更高。所述发射极区是n型区域，其配置在所述体区的上方，与所述上部电极相接且与所述栅极绝缘膜相接，与所述漂移区之间隔着所述体区。所述阳极区是p型区域，其配置在所述二极管区域内的所述漂移区的上方。所述阳极接触区是p型区域，其配置在所述阳极区的上方，与所述上部电极相接，其p型杂质浓度与所述阳极区相比更高。所述体区具有第一体区和第二体区，该第二体区与所述第一体区以及所述阳极区相比，其p型杂质浓度较低。所述第二体区与所述阳极区相邻。所述第一体区在第二体区的所述阳极区侧的相反侧与所述第二体区相邻。