[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 201080034016.4
• 申請日: 2010-06-28
• 公開（公告）號: CN102473705A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 齊藤順;青井佐智子;杉山隆英
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04;H01L21/336;H01L21/76;H01L21/8234;H01L27/06;H01L27/088;H01L29/739;H01L29/78
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;孫麗梅

技術領域

本申請要求基于2010年4月2日申請的日本專利申請第2010-086148號的優先權。在本說明書中以參照的方式引用該申請的全部內容。

本發明涉及一種具備形成有二極管區和IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor：絕緣柵雙極性晶體管)區的半導體層的半導體裝置。

背景技術

開發了一種使半導體區和IGBT區并存在同一半導體層內的半導體裝置。在這種半導體裝置中，二極管區被用作為續流二極管(Free?Wheeling?Diode：FWD)，并在IGBT區置于關閉時，使負載電流回流。在這種半導體裝置中，改善二極管區的反向恢復特性成為重要的課題。

在日本特開2009-267394號公報以及日本特開2008-192737號公報中，為了改善二極管區的反向恢復特性，而提出了一種在半導體層內形成壽命控制區的技術。壽命控制區是為了通過再結合來使在負載電流回流時被注入的過剩的載流子消失，從而降低反向恢復時的反向恢復電量(Qrr)而形成的。在日本特開2009-267394號公報中，公開了一種橫跨二極管區和IGBT區雙方而形成壽命控制區的技術。在日本特開2008-192737號公報中，公開了一種選擇性地僅在二極管區內形成壽命控制區的技術。

發明內容

發明所要解決的課題

當如日本特開2009-267394號公報這樣，橫跨二極管區和IGBT區雙方而形成壽命控制區時，則在IGBT區置于導通時，存在于IGBT區內的壽命控制區將使載流子的輸送效率下降。因此，日本特開2009-267394號公報中的半導體裝置存在通態電壓較大的問題。另一方面，當如日本特開2008-192737號公報這樣，僅在二極管區內形成有壽命控制區時，則抑制了上述這種的通態電壓的增大。

然而，根據本發明人們的詳細的研究的結果，明確了如下內容。在IGBT區內，于體區和漂移區之間存在寄生二極管。因此，可明確如下內容，即，當負載電流回流時，在二極管區和IGBT區的邊界附近，所述寄生二極管將被正向偏置，從而載流子有時會經由寄生二極管而被注入。

因此，當如日本特開2008-192737號公報這樣，僅在二極管區內形成有壽命區時，則無法良好地使經由IGBT區內的寄生二極管而被注入的載流子消失。因此，根據本發明人們的詳細的研究的結果，可明確如下內容，即，由于經由IGBT區內的寄生二極管而被注入的載流子，從而反向恢復電量(Qrr)增大。

本申請說明書中所公開的技術是以上述新的見解為契機而創作的技術，其目的在于，對通態電壓和反向恢復電量(Qrr)雙方進行改善。

用于解決問題的方法

本申請說明書中所公開的半導體的特征在于，具有在俯視觀察時位于二極管區中的第一壽命控制區、和位于IGBT區的一部分中的第二壽命控制區。第二壽命控制區的特征在于，從二極管區和IGBT區的邊界起朝向IGBT區內延伸。更具體而言，第二壽命控制區的特征在于，以在俯視觀察時與IGBT區的體區的形成范圍的一部分重疊的方式而被形成。由此，由于能夠通過第二壽命控制區來使經由IGBT區內的寄生二極管而被注入的載流子的至少一部分消失，因此能夠抑制反向恢復電量(Qrr)的增大。此外，第二壽命控制區被形成在IGBT區的一部分中，而不是被形成在IGBT區的整個區域內。因此，也抑制了由于形成第二壽命控制區而導致的通態電壓的增大。根據本說明書中所公開的技術，能夠將改善了通態電壓和反向恢復電量(Qrr)雙方的半導體裝置具體化。

發明效果

根據本說明書中所公開的技術，能夠將改善了通態電壓和反向恢復電量(Qrr)雙方的半導體裝置具體化。

附圖說明

圖1為模式化地表示第一實施例中的半導體裝置的主要部分的剖視圖。

圖2圖示了二極管區的正向電壓和反向恢復電量(Qrr)之間的關系。

圖3圖示了距二極管區和IGBT區的邊界的長度與反向恢復電量(Qrr)之間的關系。

圖4為模式化地表示第二實施例中的半導體裝置的主要部分的剖視圖。

具體實施方式