[发明专利]具备具有二极管区和IGBT区的半导体基板的半导体装置

说明书

技术领域

本说明书所记载的技术涉及一种具备形成有二极管区和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极性晶体管)区的半导体基板的半导体装置。

背景技术

在日本特许公开公报2008-235405号(以下，称为专利文献1)中，公开了一种具备形成有二极管区和IGBT区的半导体基板的半导体装置。在该半导体装置中，于二极管区和IGBT区之间的边界区内形成有p型区。该p型区被形成在，从半导体基板的上表面起到比阳极区的下端以及体区的下端更深的深度为止的范围内。并且，该p型区与阳极区以及体区相接。以此种方式，通过在阳极区和体区之间形成较深的p型区，从而抑制了电场在IGBT区和二极管区的边界附近的栅电极和体区内集中的现象。

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1的半导体装置中，较深的p型区经由阳极区而与阳极电极相连接，且经由体区而与发射电极相连接。并且，如专利文献1所述，具有二极管和IGBT的半导体装置在二极管的阳极电极和IGBT的发射电极导通的状态下被使用。即，在向阳极电极和阴极电极之间施加正向电压时，发射电极也和阳极电极同样成为高电位。在向专利文献1中的半导体装置的二极管施加正向电压时，由于阳极电极和发射电极将成为高电位，从而较深的p型区也将成为高电位。因此，电流将从较深的p型区起经由较深的p型区的下方的漂移区和阴极区，而朝向阴极电极流通。以此种方式，在专利文献1的半导体装置中，通过较深的p型区、漂移区和阴极区而形成了寄生二极管。

为了抑制在二极管的反向恢复动作时流通的反向电流，有时会在二极管的漂移区(以下，称为二极管漂移区)内形成寿命控制区。寿命控制区为，通过形成结晶缺陷从而缩短了载流子的寿命的区域。当在专利文献1的半导体装置的二极管漂移区内形成寿命控制区时，将产生以下的问题。如上文所述，在专利文献1的半导体装置中形成有寄生二极管。在二极管的反向恢复动作时，于二极管区中，二极管漂移区内的多数载流子通过在寿命控制区再结合而消失。因此，在二极管区内不会流有较大的反向电流。另一方面，在反向恢复动作时，寄生二极管内也流有反向电流。由于在寄生二极管内流通的反向电流不经过寿命控制区，因此寄生二极管内流通的反向电流将变大。由于通过寄生二极管而产生的反向电流，将会导致反向恢复动作时的损耗增大。

本说明书提供一种具有二极管和IGBT、且在二极管的反向恢复动作时不易产生反向电流的半导体装置。

用于解决课题的方法

本说明书公开的半导体装置具备形成有二极管区和IGBT区的半导体基板。在二极管区内形成有阳极区、二极管漂移区和阴极区。阳极区为p型，且被形成在包含半导体基板的上表面在内的范围内。二极管漂移区为n型，且被形成在阳极区的下侧。阴极区为n型，且n型杂质浓度高于二极管漂移区，并被形成在包含半导体基板的下表面在内的、二极管漂移区的下侧的范围内。在IGBT区内形成有发射区、体区、IGBT漂移区、集电区和栅电极。发射区为n型，且被形成在包含半导体基板的上表面在内的范围内。体区为p型，且被形成在包含半导体基板的上表面在内的范围以及发射区的下侧的范围内。IGBT漂移区为n型，且被形成在体区的下侧，并通过体区而与发射区分离。集电区为p型，且被形成在包含半导体基板的下表面在内的、IGBT漂移区的下侧的范围内。栅电极通过绝缘膜而与将发射区和IGBT漂移区分离的范围内的体区对置。在二极管漂移区内形成有寿命控制区。寿命控制区的载流子寿命短于寿命控制区外的、二极管漂移区内的载流子寿命。二极管漂移区和IGBT漂移区在边界区内连续。在边界区内形成有第1分离区、第2分离区和n型区。第1分离区为p型，且被形成在从半导体基板的上表面起到比阳极区的下端以及体区的下端更深的深度为止的范围内，并与阳极区相接。第2分离区为p型，且被形成在从半导体基板的上表面起到比阳极区的下端以及体区的下端更深的深度为止的范围内，并与体区相接。n型区被形成在第1分离区和第2分离区之间，从而将第1分离区和第2分离区分离。