[发明专利]半导体装置

说明书

本发明得到不会增加制造工序，能够抑制恢复电流的增大，实现高耐压、高耐破坏量的半导体装置。半导体基板(6)具有单元区域、终端区域以及配线区域，该终端区域配置于单元区域的外周。IGBT设于单元区域。在配线区域，绝缘膜(16)设于半导体基板(6)之上。与IGBT的栅极连接的栅极电极(17、18)设于绝缘膜(16)之上。p阱层(15)在终端区域设于半导体基板(6)的表面。二极管设于配线区域。二极管具有：p基极层(8)，其设于半导体基板(6)的表面；以及n阴极层(21)，其设于半导体基板(6)的背面。p基极层(8)共通地设于配线区域和单元区域，与p阱层(15)相比杂质浓度低、深度浅。

技术领域

本发明涉及具有晶体管和续流二极管的、具有逆导通特性的半导体装置。

背景技术

对于绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor： IGBT)、功率MOSFET或二极管等功率半导体装置，谋求由导通状态下的稳态损耗和通断时的通断损耗之和构成的功率损耗的降低。对此，通过进行器件构造设计的优化来适应该市场要求。这些功率半导体装置通常大多被用作逆变器装置，该逆变器装置是将开关元件和与其反向并联连接的续流二极管组合多个而得到的。

逆导通型IGBT(Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistor，以下记载为RC-IGBT)是将IGBT和续流二极管的功能集成到一个半导体基板、即以1个芯片形成的器件。与通常的将IGBT 的芯片和续流二极管的芯片独立地进行组合的逆变器电路相比，如果由RC-IGBT构成逆变器电路，则能够将芯片数量减半，能够实现小型化、低成本化。像这样除了降低功率损耗之外还以小型化和低成本化为目的而进行着RC-IGBT的开发。

RC-IGBT中的IGBT和续流二极管设置在单元区域，该单元区域以通过向半导体基板的表、背面的电极施加电压而在半导体基板的纵向流过电流的方式进行动作。在单元区域的外周部配置有用于保持耐压的终端区域。在单元区域和终端区域之间或在单元区域之间配置有配线区域。在配线区域设有导线接合用栅极焊盘、以及将栅极焊盘和单元区域的IGBT单元的栅极之间电连接的栅极配线。在终端区域以及配线区域设有杂质浓度高、深度深的扩散层，在对半导体装置施加了反向偏置时向这些区域施加的电场得到缓和。另外，终端区域以及配线区域是无效区域，该无效区域是在构成pnp或npn双极型晶体管而施加了正向偏置时不流过电流，有意地不作为半导体装置进行动作的区域。

由于这样的无效区域宽，因此为了获得期望的性能，需要扩大单元区域，增大半导体装置的尺寸。对此，提出有如下构造：通过在配线区域在基板背面形成n阴极层，从而有意地作为二极管动作，扩大了有效区域(例如，参照专利文献1)。由此，能够提高二极管的性能。

专利文献1：日本特开2009-267394号公报

但是，与终端区域相同地，在配线区域形成有杂质浓度高、深度深的p⁺阱层而作为阳极层。因此，存在恢复电流增大的问题。为了防止这个问题，也可以在配线区域局部性地照射电子束或者氦束而控制寿命，或者在其他工序中在配线区域形成低浓度的阳极层，但是会增加制造工序。另外，在配线区域以及终端区域，如果将基板表面的p层的杂质浓度变低、使深度变浅，则担心耐压会降低，会有急剧的通断动作时的破坏等。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于获得不会增加制造工序，能够抑制恢复电流的增大，实现高耐压和高耐破坏量的半导体装置。