[发明专利]半导体装置

说明书

在共通的半导体基板(10)上形成有具有IGBT元件(1a)的IGBT区域(1)和具有FWD元件(2a)的FWD区域(2)的半导体装置中，在阴极层(22)中，形成与第2电极(23)电连接并与场阻挡层(20)构成PN结的载流子注入层(24)。并且，从在FWD元件(2a)中流过正向电流的状态起将该电流切断时，FWD元件(2a)内的第1载流子穿过位于载流子注入层(24)上的场阻挡层(20)向阴极层(22)流动，由此从第2电极(23)经由载流子注入层(24)向漂移层(11)注入第2载流子。

关联申请的相互参照

本申请基于2016年5月17日提出的日本专利申请第2016－98875号主张优先权，这里通过参照而引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及在共通的半导体基板上形成有具有绝缘栅极构造的绝缘栅双极型晶体管元件(以下称作IGBT元件)和续流二极管元件(以下称作FWD元件)的半导体装置。

背景技术

以往，作为例如在逆变器等中使用的开关元件，提出了在共通的半导体基板上形成有具有IGBT元件的IGBT区域和具有FWD元件的FWD区域的半导体装置(例如，参照专利文献1)。

具体而言，在该半导体装置中，在构成N^－型的漂移层的半导体基板的表层部形成有基底层，以将基底层贯通的方式形成有多个沟槽。并且，在各沟槽中，依次形成有栅极绝缘膜及栅极电极。此外，在基底层的表层部，以与沟槽接触的方式形成有N⁺型的发射极区域。在半导体基板的背面侧，形成有P⁺型的集电极层及N⁺型的阴极层。

并且，在半导体基板的表面侧，形成有与基底层及发射极区域电连接的上部电极。在半导体基板的背面侧，形成有与集电极层及阴极层电连接的下部电极。

在这样的半导体装置中，将在半导体基板的背面侧形成有集电极层的区域作为具有IGBT元件的IGBT区域，将形成有阴极层的区域作为具有FWD元件的FWD区域。另外，在FWD区域中，通过做成上述结构，由N型的阴极层及漂移层和P型的基底层构成具有PN结的FWD元件。

在上述半导体装置中，IGBT元件如果在上部电极上被施加比下部电极低的电压、并且在栅极电极上被施加规定电压，则在基底层中的与沟槽接触的部分上形成N型的反型层(即沟道)。并且，IGBT元件从发射极区域经由反型层向漂移层供给电子，并且从集电极层向漂移层供给空穴，通过电导率调制而漂移层的电阻值下降，成为导通状态。

此外，FWD元件如果在上部电极上被施加比下部电极高的电压，则从基底层向漂移层供给空穴并从阴极层向漂移层供给电子，成为导通状态。然后，FWD元件如果在下部电极上被施加比上部电极高的电压，则积蓄在FWD元件内的空穴被向上部电极拉近并且电子被向下部电极拉近，从而成为产生恢复(recovery)电流的恢复状态，在经过恢复状态后成为截止状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5157201号公报

发明内容

但是，本发明者们发现，在这样的半导体装置中，在使FWD元件从导通状态成为截止状态时的恢复状态下，有以下的问题。即，在这样的半导体装置中，在恢复状态下，在漂移层与基底层之间构成的耗尽层向下部电极侧(即，半导体基板的背面侧)延伸，从而恢复时的浪涌峰值电压容易变大。并且，担心由于恢复时的浪涌峰值电压变大而半导体装置被破坏。

本发明的目的是提供一种能够降低恢复时的浪涌峰值电压的半导体装置。