[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本说明书中所公开的技术涉及一种在同一半导体基板中具备二极管区域以及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)区域的半导体装置。

背景技术

日本特开2012-043890号公报公开了在同一半导体基板中具备二极管区域以及IGBT区域的半导体装置的一个示例。

发明内容

发明所要解决的课题

在同一半导体基板中具备二极管区域以及IGBT区域的半导体装置中，在半导体装置作为二极管进行工作时，存在由IGBT区域的体区、漂移区与二极管区域的阴极区构成的寄生二极管导通的情况。当寄生二极管导通时，空穴也会从IGBT区域的体区向漂移区注入，从而会由于电导率调制现象而使二极管区域的正向电压下降。从体区被注入至漂移区的空穴的量会根据是否向IGBT区域的栅电极施加导通电位而发生变化。即，在向栅电极施加了导通电位的状态下，被注入至漂移区的空穴的量会变少，而在未向栅电极施加导通电位的状态下，被注入至漂移区的空穴的量会增多。由于二极管区域的正向电压由被注入至漂移区的空穴的量决定，因此当从IGBT区域的体区被注入至漂移区的空穴的量发生变动时，二极管区域的正向电压也会发生变动。在现有的半导体装置中，当寄生二极管导通时，从IGBT区域的体区被注入至漂移区的空穴的量相对于从二极管区域的阳极区被注入至漂移区的空穴的量，具有较大的比例。其结果为，存在二极管区域的正向电压根据有无向栅电极的导通电位的施加而大幅变动的问题。

因此本说明书的目的在于提供一种能够对上述的二极管区域中的正向电压的变动进行抑制的技术。

用于解决课题的方法

本说明书所公开的半导体装置在同一半导体基板中具备二极管区域以及IGBT区域。所述二极管区域具备：阴极电极；阴极区，其由第一导电型的半导体构成；第一漂移区，其由低浓度的第一导电型的半导体构成；下部阳极区，其由第二导电型的半导体构成；上部阳极区，其由第二导电型的半导体构成；阳极电极，其由金属构成；第一势垒区，其被形成在所述下部阳极区与所述上部阳极区之间，并由与所述漂移区相比浓度较高的第一导电型的半导体构成；第一柱区，其以对所述第一势垒区与所述阳极电极进行连接的方式而形成，并由与所述势垒区相比浓度较高的第一导电型的半导体构成。此外，所述第一柱区与所述阳极电极形成肖特基结。此外，所述IGBT区域具备：集电极；集电区，其由第二导电型的半导体构成；第二漂移区，其从所述第一漂移区连续，并由低浓度的第一导电型的半导体构成；下部体区，其由第二导电型的半导体构成；上部体区，其由第二导电型的半导体构成；发射区，其由第一导电型的半导体构成；发射极，其由金属构成；栅电极，其隔着绝缘膜而与所述发射区和所述第二漂移区之间的所述上部体区及所述下部体区对置；第二势垒区，其被形成在所述下部体区与所述上部体区之间，并由与所述第二漂移区相比浓度较高的第一导电型的半导体构成；第二柱区，其以对所述第二势垒区与所述发射极进行连接的方式而形成，并由与所述第二势垒区相比浓度较高的第一导电型的半导体构成。所述第二柱区与所述发射极形成肖特基结。此外，所述半导体装置作为二极管而工作时的所述发射极与所述第二势垒区之间的第二柱区的电阻值小于所述阳极电极与所述第一势垒区之间的第一柱区的电阻值。

上述的发射极与第二势垒区之间的第二柱区的电阻值为包括发射极与第二柱区形成的肖特基结处的电阻值以及从发射极至第二势垒区的路径中的第二柱区的电阻值的值。此外，上述的阳极电极与第一势垒区之间的第一柱区的电阻值为包括阳极电极与第一柱区的肖特基结处的电阻值以及从阳极电极至第一势垒区的路径中的第一柱区的电阻值。

根据这种结构，能够在半导体装置作为二极管进行工作时，对从IGBT区域的上部体区朝向二极管区域的阴极区而流动的空穴的量进行抑制。即，在上述的半导体装置中，与发射极形成肖特基结的第二柱区与第二势垒区连接，与阳极电极形成肖特基结的第一柱区与第一势垒区连接。而且，当半导体装置作为二极管而进行工作时(即，正向的电压被施加于上述的肖特基结时)，发射极与第二势垒区之间的第二柱区的电阻值小于阳极电极与第一势垒区之间的第一柱区的电阻值。因此，从上部体区经由第二势垒区而被注入至漂移区的空穴的量与从上部阳极区经由第一势垒区而被注入至漂移区的空穴的量相比变少。因此，相对于被注入至漂移区的空穴的总量，从IGBT区域的体区被注入至漂移区的空穴的量相对地变少。其结果为，能够在半导体装置作为二极管而进行工作时，对根据有无向IGBT区域的栅电极的导通电位的施加而产生的二极管区域的正向电压的变化进行抑制。