[发明专利]纵型半导体装置

说明书

技术领域

本申请要求基于2013年12月5日提交的日本专利申请第2013-251994 号的优先权。该申请的全部内容以参照的方式被援引至本说明书中。

本说明书中公开的技术涉及一种纵型半导体装置。

背景技术

作为纵型半导体装置的一个示例，已知有穿通型的IGBT(InsulatedGate BipolarTransistor：绝缘栅双极性晶体管)。当穿通型的IGBT关断时，从 n型的漂移层与p型的基层之间的接合面起延伸的耗尽层将越过漂移层而到 达至n⁺型的缓冲层。因此，在关断时漂移层内的载流子瞬间匮乏，从而电流 急速地减少。当漂移层的载流子匮乏时，穿通型的IGBT变得与具有耗尽层电 容的电容器等效，并且该电容器与电路内的寄生电感之间产生谐振现象。其 结果为，在穿通型的IGBT关断时，集电极与发射极之间的电压将因谐振现象 进行振荡。

日本特开2004-193212号公报中公开了一种具备在半导体层的厚度方向 上分离设置的两个缓冲区的穿通型的IGBT，以抑制该集电极与发射极之间的 电压的振荡。在该穿通型的IGBT关断时，从n型的漂移层与p型的基层之间 的接合面起延伸的耗尽层的伸展会在被配置于接近接合面的一侧的缓冲区处 停止。因此，两个缓冲区之间会残留有载流子，故此关断时的电流的减少变 得缓慢，从而集电极与发射极之间的电压的振荡被抑制。

为了使关断时的电流的减少较为缓慢，关键在于使残留于两个缓冲区之 间的载流子适度地流入漂移层。在日本特开2009-218543号公报中公开了一 种被配置于接近接合面的一侧的缓冲区(日本特开2009-218543号公报中表 示为n⁺型扩散区)被分散配置于半导体层的面内方向上的穿通型的IGBT。当 被配置于接近接合面的一侧的缓冲区被分散配置时，残留载流子易于经由这 些缓冲区之间而流入漂移层内。由此，关断时的电流的减少变得缓慢，从而 集电极与发射极之间的电压的振荡被抑制。

发明内容

发明所要解决的课题

期待使关断时的残留载流子进一步增加，从而进一步抑制振荡现象。本 说明书的目的在于提供一种抑制了振荡现象的纵型半导体装置。

用于解决课题的方法

在本说明书中公开的纵型半导体装置的一个实施方式具备半导体层、对 半导体层的第一主面进行覆膜的第一主电极以及对半导体层的第二主面进行 覆膜的第二主电极。半导体层具有缓冲层、第一导电型的第一半导体层以及 第二导电型的第二半导体层。第一半导体层与缓冲层相接，并被配置在与缓 冲层相比靠第二主面侧。第二半导体层与第一半导体层相接，并被配置在与 第一半导体层相比靠第二主面侧。缓冲层具有第一导电型的第一缓冲区与第 一导电型的第二缓冲区。第一缓冲区被形成在从第一主面起的第一深度处， 并且该第一缓冲区的杂质浓度与第一半导体层的杂质的浓度相比较浓。此外， 第一缓冲区在半导体层的第一深度的面内划定了开口。第二缓冲区被形成在 从第一主面起的与第一深度相比较浅的第二深度处，且该第二缓冲区的杂质 浓度与第一半导体层的杂质的浓度相比较浓。第二缓冲区在半导体层的第二 深度的面内划定了开口。

在上述实施方式的纵型半导体装置中，第一缓冲区与第二缓冲区之间的 残留载流子能够经由通过第一缓冲区所划定的开口而适度地流入第一半导体 层中。因此，关断时的电流的减少变得缓慢，从而集电极与发射极之间的电 压的振荡被抑制。另外，在上述实施方式的纵型半导体装置中，第二缓冲区 也划定了开口。因此，在关断时，在通过第二缓冲区所划定的开口中也能够 残留有载流子。因此，由于关断时残留有大量的载流子，因此可进一步抑制 集电极与发射极之间的电压的振荡。

附图说明

图1示意性地表示第一实施例的半导体装置的主要部分的剖视图。

图2表示第一实施例的半导体装置的厚度方向上的杂质浓度的分布。

图3A示意性地表示第一比较例的缓冲区附近的主要部分的剖视图。

图3B表示图3A的结构的关断时的集电极与发射极之间的电压的推移。

图4A示意性地表示第二比较例的缓冲区附近的主要部分的剖视图。

图4B表示图4A的结构的关断时的集电极与发射极之间的电压的推移。

图5A示意性地表示第三比较例的缓冲区附近的主要部分的剖视图。