[发明专利]半导体装置

说明书

使半导体装置的关断损耗降低。半导体装置(1)具备半导体衬底(7)和第二电极(26)。半导体衬底(7)包含元件区域(100)和外周区域(103)。n^‑漂移区域(10)及第二电极(26)从元件区域(100)延伸至外周区域(103)。n缓冲层(20)及p集电极层(22)也设置于外周区域(103)。在外周区域(103)设置有n型区域(40)。n型区域(40)与第二电极(26)、n缓冲层(20)接触。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

日本特开2016-225363号公报公开了包含元件区域和包围元件区域的外周区域的半导体装置。在元件区域形成有如绝缘栅型双极晶体管(IGBT)那样的半导体元件。在外周区域，为了确保半导体元件的耐压，形成有保护环。

就专利文献1所公开的半导体装置而言，在半导体元件的接通状态下，从发射极电极向集电极(collector)电极(electrode)流动电流。该电流的一部分也流入至外周区域。在外周区域积蓄电子及空穴。在半导体元件的关断过程(半导体元件从接通状态转变为断开状态的过程)中，应该从外周区域排出的空穴的数量变多。因此，专利文献1所公开的半导体装置具有大的关断损耗。本发明就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于使半导体装置的关断损耗降低。

发明内容

本发明的第一方案的半导体装置具备：半导体衬底，其具有表面和背面；第一电极，其设置于表面之上；以及第二电极，其设置于背面之上。半导体衬底包含：元件区域，其包含第一半导体元件；以及外周区域，其包围元件区域。第一半导体元件包含n^-漂移区域、p基极区域、n⁺发射极区域、栅极绝缘膜、栅极电极、n缓冲层、p集电极层。n⁺发射极区域与第一电极接触。栅极绝缘膜设置于n⁺发射极区域和n^-漂移区域之间的p基极区域的部分之上。栅极电极隔着栅极绝缘膜而与p基极区域的部分相对。n缓冲层与n^-漂移区域接触，并且相对于n^-漂移区域设置于背面侧。p集电极层与n缓冲层及第二电极接触，并且相对于n缓冲层设置于背面侧。n^-漂移区域、n缓冲层及第二电极从元件区域延伸至外周区域。p集电极层也设置于外周区域。在外周区域设置有n型区域。n型区域与第二电极、n缓冲层接触。位于外周区域的内侧部分处的n型区域相对于位于外周区域处的n型区域的第一面积比例比位于外周区域的外侧部分处的n型区域相对于位于外周区域处的n型区域的第二面积比例大。

本发明的第二方案的半导体装置具备：半导体衬底，其具有表面和背面；第一电极，其设置于表面之上；以及第二电极，其设置于背面之上。半导体衬底包含：元件区域，其包含第一半导体元件；以及外周区域，其包围元件区域。第一半导体元件包含n^-漂移区域、p基极区域、n⁺发射极区域、栅极绝缘膜、栅极电极、n缓冲层、p集电极层。n⁺发射极区域与第一电极接触。栅极绝缘膜设置于n⁺发射极区域和n^-漂移区域间的p基极区域的部分之上。栅极电极隔着栅极绝缘膜而与p基极区域的部分相对。n缓冲层与n^-漂移区域接触，并且相对于n^-漂移区域设置于背面侧。p集电极层与n缓冲层接触，并且相对于n缓冲层设置于背面侧。n^-漂移区域、n缓冲层、p集电极层及第二电极从元件区域延伸至外周区域。在外周区域设置有n型区域。n型区域与第二电极接触。p集电极层包含处于n缓冲层和n型区域之间的p集电极部分。