[发明专利]功率用半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及功率用半导体装置。

背景技术

对于IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管）等的功率用半导体装置来说，由于进行处理的功率较大，所以，其通电损失所引起的发热较大。因此，半导体衬底的温度上升较大，此外，导通/截止动作所引起的温度变化也较大。

当温度上升、温度变化等较大时，导致引线接合部等的疲劳，使功率循环寿命降低。此外，所谓功率循环寿命是表示功率用半导体装置的可靠性的指标之一，表示由于与动作相伴的温度变化而产生引线接合部的剥离等导致的寿命。

专利文献1：日本特开平6-342876号公报。

在功率用半导体装置中，与衬底外周部相比，在衬底中央部温度变高，衬底中央部的温度使衬底整体的温度上升。在上述专利文献1中介绍了具有检测衬底中央部的温度以将温度上升所引起的热破坏防患于未然的功能的半导体装置。

具体地说，在专利文献1的半导体装置中，在形成于半导体衬底上的功率用晶体管的中央部（相对于衬底中央部）设置空区域，在该空区域形成有温度检测用晶体管等的温度检测用元件。并且，根据温度检测用元件的检测温度对功率用晶体管进行控制。

但是，根据专利文献1的半导体装置，必须确保温度检测用元件的配置区域，所以，导致装置大型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率用半导体装置，能够抑制针对衬底整体的温度贡献较大的衬底中央部的温度上升。

本发明的一个实施方式的功率用半导体装置具有半导体衬底，并且，在所述半导体衬底的厚度方向流过电流，其特征在于，所述半导体衬底具有电阻控制结构，该电阻控制结构以如下方式构成：针对所述电流的电阻在所述半导体衬底的中央部比所述半导体衬底的外周部高。

根据上述方式，在厚度方向流过半导体衬底的电流在衬底中央部比衬底外周部小。因此，在衬底中央部，该电流所引起的发热被抑制，由此，衬底中央部的温度上升被抑制。由于衬底中央部的温度对衬底整体的温度贡献较大，所以，能够抑制衬底整体的温度上升。其结果是，能够提高功率循环寿命等的可靠性。此外，根据该实施方式，即便不采用温度检测用元件，也能够起到温度抑制效果，所以，能够避免与采用温度检测用元件相伴的装置大型化。

附图说明

图1是对实施方式1的IGBT进行概述的平面图；

图2是对实施方式1的IGBT进行概述的纵剖面图；

图3是对实施方式1的集电极层进行概述的立体图；

图4是对实施方式1的集电极层的杂质浓度分布进行概述的图；

图5是对实施方式2的IGBT进行概述的图；

图6是对实施方式2的集电极层进行概述的立体图；

图7是对实施方式3的IGBT进行概述的纵剖面图；

图8是对实施方式3的寿命控制层进行概述的立体图；

图9是对实施方式3的寿命控制层的寿命扼杀剂（lifetime killer）浓度分布进行概述的图；

图10是对实施方式4的IGBT进行概述的图；

图11是对实施方式4的寿命控制层进行概述的立体图；

图12是对实施方式5的IGBT进行概述的纵剖面图；

图13是对实施方式5的缓冲层进行概述的立体图；

图14是对实施方式5的缓冲层的杂质浓度分布进行概述的图；

图15是对实施方式6的IGBT进行概述的图；

图16是对实施方式6的缓冲层进行概述的立体图；

图17是对实施方式7的IGBT进行概述的纵剖面图；

图18是对实施方式7的载流子蓄积层进行概述的立体图；

图19是对实施方式7的载流子蓄积层的杂质浓度分布进行概述的图；

图20是对实施方式8的IGBT进行概述的图；

图21是对实施方式8的载流子蓄积层进行概述的立体图；

图22是对实施方式9的IGBT进行概述的纵剖面图；

图23是对实施方式9的基极层进行概述的立体图；

图24是对实施方式9的基极层的杂质浓度分布进行概述的图；

图25是对实施方式10的IGBT进行概述的纵剖面图；

图26是对实施方式11的功率MISFET进行概述的纵剖面图；

图27是对实施方式11的漏极层进行概述的立体图；

图28是对实施方式11的漏极层的杂质浓度分布进行概述的图；