[发明专利]半导体装置

说明书

IGBT(2)、二极管(3)以及阱区域(4)设置于半导体衬底(1)。IGBT(2)具有在半导体衬底(1)的第1主面设置的沟槽栅极(6)。二极管(3)具有在半导体衬底(1)的第1主面设置的p型阳极层(19)。阱区域(4)设置于半导体衬底(1)的第1主面，具有比p型阳极层(19)浓度高、比沟槽栅极(6)深度深的p型阱层(21)。沟槽栅极(6)的末端设置于阱区域(4)，被p型阱层(21)包围。二极管(3)设置于比IGBT(2)更靠半导体衬底(1)的外侧处。阱区域(4)设置于比二极管(3)更靠半导体衬底(1)的外侧处。

技术领域

本发明涉及在相同半导体衬底设置有IGBT和二极管的半导体装置。

背景技术

作为电力用半导体元件的功率器件在家电产品、电动汽车以及铁路这样的领域乃至作为可再生能源而备受瞩目的太阳能发电或者风力发电的领域被广泛地使用。大多由功率器件构建逆变器电路，对感应电动机等电感性负载进行驱动。在这种情况下，需要用于对通过电感性负载的反电动势产生的电流进行续流的续流二极管(以下记作二极管)，通常的逆变器电路具有多个绝缘栅型双极晶体管(以下记作IGBT)和多个二极管。但是，强烈期望逆变器装置的小型轻量化和低成本化，不希望搭载多个半导体装置。作为其解决方法之一，正在推进将IGBT和二极管一体化的反向导通型IGBT(以下记作RC-IGBT)的开发。提出了为了减小RC-IGBT的芯片面积，在IGBT的外侧配置有二极管的装置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2018-46187号公报

发明内容

但是，就以往的装置而言，阱区域配置于IGBT与二极管之间，其中，在该阱区域设置有沟槽栅极的末端。因此，二极管被形成有高浓度的p⁺型层的阱区域和末端区域夹着。因此，有可能由于二极管动作时的电流集中而使恢复电流增大，半导体装置被破坏。

本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的，其目的在于得到能够防止恢复破坏的半导体装置。

本发明涉及的半导体装置的特征在于，具有：半导体衬底，其具有彼此相反侧的第1主面和第2主面；以及IGBT、二极管以及阱区域，它们设置于所述半导体衬底，所述IGBT具有在所述半导体衬底的所述第1主面设置的沟槽栅极，所述二极管具有在所述半导体衬底的所述第1主面设置的p型阳极层，所述阱区域设置于所述半导体衬底的所述第1主面，具有比所述p型阳极层浓度高、比所述沟槽栅极深度深的p型阱层，所述沟槽栅极的末端设置于所述阱区域，被所述p型阱层包围，所述二极管设置于比所述IGBT更靠所述半导体衬底的外侧处，所述阱区域设置于比所述二极管更靠所述半导体衬底的外侧处。

发明的效果

在本发明中，阱区域设置于比二极管更靠半导体衬底的外侧处。因此，二极管只受阱区域的p型阱层的影响，不受末端区域的高浓度的p⁺型层的影响，因此，能够防止恢复破坏。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的半导体装置的俯视图。

图2是将图1的区域A放大的俯视图。

图3是沿图2的I-II的IGBT的剖视图。

图4是沿图2的III-IV的二极管的剖视图。

图5是沿图2的V-VI的剖视图。

图6是沿图1的I-II的剖视图。

图7是表示芯片面积与热阻的关系的图。

图8是表示单元分割数与热阻的关联的图。

图9是表示热解析模拟出的RC-IGBT的温度分布的图。

图10是表示热解析模拟出的单体的IGBT的温度分布的图。