[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明涉及半导体装置及其制造方法。目的在于提供一种能够改善恢复损耗以及恢复耐量这两者的技术。半导体装置具有：第2导电型的基极层，其配置于IGBT区域的半导体基板的表面侧；以及第2导电型的阳极层，其配置于二极管区域的半导体基板的表面侧。阳极层包含：第1部分，其具有下端，该下端位于与基极层的下端相同的位置或者与基极层的下端相比位于上方；以及第2部分，其在俯视观察时与第1部分相邻，下端与第1部分的下端相比位于上方。

技术领域

本发明涉及一种具有IGBT和二极管的半导体装置及其制造方法。

背景技术

作为功率用半导体装置的功率器件在家电产品、汽车、铁路等广泛的领域中使用。在这些领域中，大多通过功率器件来构建对感应电动机等电感性负载进行驱动的逆变器装置。这些用途的逆变器装置使用多个IGBT(insulated gate bipolar transistor)或者MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)等开关元件、以及续流二极管(下面，有时也简记为“二极管”)等而构成。逆变器装置要求高效率且小功率，对于构成逆变器装置的功率用半导体装置，市场也要求高性能化以及低成本化。

为了应对这些要求，例如在专利文献1以及非专利文献1中，提出了反向导通型IGBT(RC-IGBT：Reverse Conducting IGBT)。就RC-IGBT而言，IGBT和二极管被设置于同一半导体基板而一体化，得到半导体装置的面积缩小、搭载元件数量的削减、元件搭载面积的削减、热阻的降低等优点。此外，就通常的IGBT而言，在元件背面仅配置有P型集电极层，与此相对，就RC-IGBT而言，在元件背面配置有P型集电极层以及N型阴极层。表面侧的阳极具有统一的深度，以平坦的形状配置。

专利文献1：日本特开2008-53648号公报

非专利文献1：H.Takahashi，et al，“1200V Reverse Conducting IGBT”，Proc.ISPSD2004，P.133-P.136

RC-IGBT具有IGBT区域和设置有对来自电感性负载的电流进行续流的续流二极管的二极管区域。就该二极管而言，在从续流时的导通状态转变为截止状态时，发生恢复动作。这里，对二极管的恢复动作、恢复损耗以及恢复耐量进行简单说明。

在二极管从导通状态切换至截止状态时，在导通时蓄积于二极管内的电子载流子以及空穴载流子被排出，因此，反向电流从阴极侧流至阳极侧。将该动作称为恢复动作。另外，将在恢复过程中流动的反向电流称为恢复电流，与其电流值、施加电压、流过电流的时间相应地产生功率损耗。将该功率损耗称为恢复损耗。为了使逆变器装置以低损耗进行动作，内置于RC-IGBT的二极管要求低的恢复损耗。另一方面，在恢复动作中，由于在短时间排出二极管内的载流子，因此产生高电流以及高电压，如果续流电流超过二极管的极限电流，则在恢复过程中二极管产生不良状况。将该极限电流的值称为恢复耐量。

但是，就现有的RC-IGBT而言，存在难以改善恢复损耗以及恢复耐量这两者的问题。

发明内容

因此，本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够改善恢复损耗以及恢复耐量这两者的技术。