[发明专利]半导体装置

说明书

本发明提供半导体装置，抑制感测二极管的恢复电流。半导体装置具有：半导体基板；上部主电极，配置在所述半导体基板的上部；感测阳极电极，配置在所述半导体基板的上部；电阻层，配置在所述半导体基板的上部且具有比所述感测阳极电极高的电阻率；及下部主电极，配置在所述半导体基板的下部。所述半导体基板具有开关元件和感测二极管。所述开关元件连接在所述上部主电极与所述下部主电极之间。所述感测二极管具有经由所述电阻层而与所述感测阳极电极连接的p型的第一阳极区和与所述下部主电极连接的n型的第一阴极区。

技术领域

本说明书公开的技术涉及半导体装置。

背景技术

专利文献1公开了一种在共用的半导体基板上设有开关元件和保护二极管的半导体装置。保护二极管的阴极电极与开关元件的一方的端子连接。保护二极管的阳极电极与外部电路连接。保护二极管的阳极电极的电位根据开关元件的所述一方的端子的电位而变化。在专利文献1的技术中，根据保护二极管的阳极电极的电位来判定与开关元件并联连接的续流二极管是否处于接通。外部电路在续流二极管处于关断时允许开关元件的接通。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-149715号公报

发明内容

发明要解决的课题

当如专利文献1的保护二极管那样将二极管的阴极电极与开关元件的一方的端子连接时，二极管的阳极电极的电位根据该端子的电位而变化。这种二极管即使利用专利文献1的使用方法(即，续流二极管的接通的判定)以外的方法，也能够用于基于开关元件的端子的电位来判定开关元件的动作状态。以下，将这种二极管称为感测二极管。

在将感测二极管和开关元件设于单个半导体基板的情况下，可以在半导体基板的上表面设置上部主电极和感测阳极电极，在半导体基板的下表面设置下部主电极。感测二极管的p型的阳极层与感测阳极电极连接，感测二极管的n型的阴极层与下部主电极连接。开关元件连接在上部主电极与下部主电极之间。即，在下部主电极处，开关元件与感测二极管连接。即，下部主电极是开关元件的一方的端子，并且也是感测二极管的阴极电极。由于上部主电极和感测阳极电极都配置在半导体基板的上部，因此在上部主电极与感测阳极电极之间存在寄生电容。

图6示出该半导体装置的电路图。在图6中示出了开关元件100、感测二极管110、上部主电极120、下部主电极130、感测阳极电极140及寄生电容150。需要说明的是，在图6中，示出了IGBT作为开关元件100，但开关元件100也可以是MOSFET、双极型晶体管等其他开关元件。如图6所示，开关元件100连接在上部主电极120与下部主电极130之间。感测二极管110的阴极层与下部主电极130连接，感测二极管110的阳极层与感测阳极电极140连接。在感测阳极电极140与上部主电极120之间存在寄生电容150。

在图6的半导体装置中，当上部主电极120的电位比下部主电极130的电位高时，通过经由寄生电容150的电容耦合，感测阳极电极140的电位升高，向感测二极管110施加正向电压。因此，沿着正向在感测二极管110中流动电流。此时，从感测阳极电极140向半导体基板注入空穴。然后，当上部主电极120的电位下降至比下部主电极130的电位低的电位时，感测阳极电极140的电位下降，向感测二极管110施加的电压从正向电压切换成反向电压。于是，存在于半导体基板内的空穴朝向感测阳极电极140流动，在感测二极管110中流动反向电流。该反向电流通常被称为恢复电流。当在感测二极管110中流动高的恢复电流时，会向感测二极管110施加高的负荷。

因此，在本说明书中，提供一种抑制感测二极管的恢复电流的技术。

用于解决课题的方案