[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 201780065823.4
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN109964317B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 村川浩一;住友正清;高橋茂樹
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/78;H01L29/861;H01L29/868
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 高迪

在IGBT區域(1a)與二極管區域(1b)之間、即與二極管區域(1b)鄰接的位置，設置與IGBT區域(1a)相比高濃度P型層的形成比例較小的邊界區域(1c)。由此，在復原時，能夠抑制從IGBT區域(1a)向二極管區域(1b)的空穴注入，并且由于形成在邊界區域(1c)中的高濃度P型層的形成比例較小，所以還能夠使從邊界區域(1c)的高濃度P型層的空穴注入量變少。因而，能夠抑制復原時的最大逆向電流Irr的增加，并且能夠使陰極側的載流子密度變低而抑制尾電流的增大。由此，能夠做成不僅能夠降低開關損失、對于復原破壞也耐受性較高的半導體裝置。

本申請基于2016年10月26日提出申請的日本專利申請第2016－209803號主張優先權，這里引用其全部內容。

技術領域

本發明涉及具有形成有絕緣柵型場效應晶體管(以下稱作IGBT(Insulated GateBipolar Transistor))的IGBT區域和形成有續流二極管(以下稱作FWD(Free WheelingDiode))的二極管區域的半導體裝置。

背景技術

以往，例如作為逆變器等的開關元件，使用具有將FWD與IGBT一起裝備在1個芯片上的RC－IGBT(逆導通IGBT(Reverse－Conducting IGBT)的簡稱)構造的半導體裝置。

在該RC－IGBT中，在復原動作時，過渡性地流過較大的逆向電流。特別是，在IGBT區域與二極管區域之間的邊界部，如專利文獻1所示，從形成在IGBT區域的表面側的溝道等的高濃度的P型區域朝向形成在二極管區域的背面側的N型的陰極層注入空穴。由于該空穴的注入導致復原時的最大逆向電流Irr的增加，所以希望抑制空穴的注入量。因此，在專利文獻1所記載的半導體裝置中，在二極管區域中的第1陽極層內具備使P型雜質濃度為一定值的第2陽極層。在通過一定程度提高該第2陽極層的P型雜質濃度來抑制閂鎖(latch up)的同時，通過不使其過高來抑制空穴的注入量，能夠進行高速開關而降低開關損失。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015－109341號公報

發明內容

但是，在專利文獻1的結構中，由于為IGBT區域與二極管區域鄰接的配置，所以不能充分地抑制從形成在IGBT區域的表面側的溝道等的高濃度的P型區域的空穴的注入。因此，不能充分地降低開關損失。此外，提高陰極側的載流子密度帶來尾電流的增大，也有可能導致復原破壞。

本發明的目的是提供一種在復原時能夠進一步抑制從IGBT區域側向二極管區域側的載流子的注入的半導體裝置。

本發明的1個技術方案的半導體裝置使用半導體基板構成，所述半導體基板具有形成IGBT的IGBT區域和形成二極管的二極管區域、以及形成在IGBT區域與二極管區域之間的邊界區域，包括第1導電型的漂移層、形成在漂移層的表層部的第2導電型的基極層、在IGBT區域及邊界區域中形成在漂移層的與基極層側相反側的第2導電型的集電極層、以及在二極管區域中形成在漂移層的與基極層側相反側的第1導電型的陰極層。

在IGBT區域和二極管區域及邊界區域中，形成有在多個溝槽內配置有柵極絕緣膜及柵極電極的溝槽柵極構造。此外，將IGBT區域中的基極層作為第1基極層，在被溝槽劃分為多個的第1基極層中的至少一部分，形成有與溝槽接觸而形成的第1導電型的發射極區域、和配置在第1基極層的與發射極區域不同的部分處的第1接觸區域。進而，將二極管區域及邊界區域中的基極層作為第2基極層，在二極管區域中，形成有形成在第2基極層的表層部、第2導電型雜質濃度比該第2基極層高的第2導電型的第2接觸區域，以及在邊界區域中，形成有形成在第2基極層的表層部、第2導電型雜質濃度比該第2基極層高的第2導電型的第3接觸區域。并且，除了發射極區域以外，上部電極還與第1接觸區域和第2接觸區域及第3接觸區域電氣地連接，下部電極與集電極層及陰極層電氣地連接。在這樣的結構中，相對于半導體基板的表面的每單位面積的第2接觸區域的形成面積，第3接觸區域的形成面積較小。