[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有绝缘栅型双极性晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)的半导体装置。

背景技术

作为高耐压(600V以上)的功率器件，使用具有IGBT的半导体装置。作为这种半导体装置，提出在设有IGBT的晶体管区域和在其周围配置的终端区域之间配置有抽取区域的半导体装置(例如，参照专利文献1的图1的p层4’)。通过该抽取区域的结构，能够在断开动作时抽取剩余的载流子(空穴)。

此外，在专利文献1的半导体装置中，通过离子注入向终端区域和抽取区域导入晶格缺陷。从而，能够降低断开动作时的载流子浓度，因此容易耗尽化，并且能够降低电场强度。因而，能够提高断开动作时的电流截断能力。在此，电流截断能力是指在断开时不破坏半导体装置而能够截断的最大的电流密度。

专利文献1：日本特开平6-21358号公报

发明内容

抽取区域被包括在IGBT的导通时流过主电流的激活区域内。因而，存在的问题是在向该抽取区域导入晶格缺陷时，导通电压(导通电阻)上升。

本发明为解决上述那样的课题而构思，其目的在于得到能够提高断开动作时的电流截断能力并降低导通电压的半导体装置。

本发明的半导体装置，其中包括：晶体管区域，设有具有栅极电极和发射极电极的绝缘栅型双极性晶体管；终端区域，配置在所述晶体管区域的周围；以及抽取区域，其配置在所述晶体管区域和所述终端区域之间，抽取剩余的载流子，其特征在于：在所述抽取区域中，在N型漂移层上设有P型层，所述P型层与所述发射极电极连接，在所述P型层上隔着绝缘膜设有伪栅极电极，所述伪栅极电极与所述栅极电极连接，所述终端区域中的载流子的寿命短于所述晶体管区域及所述抽取区域中的载流子的寿命。

通过本发明能提高断开动作时的电流截断能力并降低导通电压。

附图说明

图1是示出本发明实施方式1的半导体装置的俯视图。

图2是沿着图1的A-A’的剖视图。

图3是示出模拟IGBT的L负载断开特性时的评价电路的图。

图4是示出采用图3的电路进行模拟的典型的IGBT的断开波形的图。

图5是示出沿着图4的A点上的比较例的终端区域和激活区域的边界的载流子浓度与电场强度的深度方向分布的图。

图6是示出沿着图4的B点上的比较例的终端区域和激活区域的边界的载流子浓度与电场强度的深度方向分布的图。

图7是示出沿着图4的A点上的实施方式1的终端区域和激活区域的边界的载流子浓度与电场强度的深度方向分布的图。

图8是示出沿着图4的B点上的实施方式1的终端区域和激活区域的边界的载流子浓度与电场强度的深度方向分布的图。

图9是示出导入了晶格缺陷的区域的宽度和电流截断能力的关系的图。

图10是示出导入了晶格缺陷的区域的宽度和导通电压的关系的图。

图11是示出导入了晶格缺陷的区域的宽度和泄漏电流密度的关系的图。

图12是示出本发明实施方式2的半导体装置的剖视图。

图13是示出对比较例和实施方式2的装置的L负载断开特性进行模拟时的评价电路的图。

图14是示出采用图13的电路进行模拟的实施方式2和比较例的IGBT的断开波形的图。

图15是示出本发明实施方式3的半导体装置的剖视图。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式的半导体装置进行说明。对于相同或对应的构成要素标注相同的符号，有时省略重复说明。

实施方式1

图1是示出本发明实施方式1的半导体装置的俯视图。该半导体装置是具有IGBT的高耐压(600V以上)的功率器件。在激活区域的周围配置有终端区域。若在IGBT截止时有电压施加到集电极/发射极间，则在终端区域有耗尽层沿器件横向延伸。因而，通过设置终端区域，能够保持耐压。此外，当IGBT导通时，主电流在激活区域流动，但在终端区域中没有主电流流过。

图2是沿着图1的A-A’的剖视图。激活区域包含设有多个沟槽栅型IGBT结构的晶体管区域、和配置在晶体管区域与终端区域之间的抽取区域。