特許ウォッチ

公開番号2024089750
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2022205132
出願日2022-12-22
発明の名称半導体装置
出願人株式会社日立パワーデバイス
代理人ポレール弁理士法人
主分類H01L 21/336 20060101AFI20240627BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】IGBTのオン電圧の上昇を抑制しつつ、リカバリ破壊を防止し、リカバリ損失を低減することができる半導体装置を提供すること。
【解決手段】IGBT領域とダイオード領域とを有する半導体装置であって、第1導電型の半導体基板と、裏面側主電極と、IGBT領域からダイオード領域内まで延伸して形成され、裏面側主電極に接する第2導電型の第1半導体層と、ダイオード領域に形成され、裏面側主電極に接する第1導電型の第2半導体層と、半導体基板内のダイオード領域における第1半導体層の上に形成された低ライフタイム領域とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＩＧＢＴ領域とダイオード領域とを有する半導体装置であって、
第１導電型の半導体基板と、
裏面側主電極と、
前記ＩＧＢＴ領域から前記ダイオード領域内まで延伸して形成され、前記裏面側主電極に接する第２導電型の第１半導体層と、
前記ダイオード領域に形成され、前記裏面側主電極に接する第１導電型の第２半導体層と、
前記半導体基板内の前記ダイオード領域における前記第１半導体層の上に形成された低ライフタイム領域と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記低ライフタイム領域は、前記半導体基板内の前記ダイオード領域における前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に形成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置において、
前記ダイオード領域内に前記第１半導体層に接しないように形成され、前記第２半導体層と前記裏面側主電極に接するように形成された第２導電型の第３半導体層をさらに備え、
前記低ライフタイム領域は、前記半導体基板内の前記ダイオード領域における前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に形成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置において、
前記低ライフタイム領域は、前記半導体基板内の前記ダイオード領域における前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に加え、前記半導体基板内の前記ダイオード領域における表面側とに形成されたことを特徴とする半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
同一の半導体装置内にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）とダイオードを形成した逆導通ＩＧＢＴ（RC-IGBT： Reverse Conducting-IGBT)は、各々のデバイス特性を最適化し、高効率かつ高破壊耐量とすることが要求される。
【０００３】
ＲＣ－ＩＧＢＴにおいては、ダイオード領域に、電子線照射や水素、ヘリウムといった軽イオンを注入することで半導体基板のライフタイムを制御し、リカバリ時にドリフト層に残存するキャリアを減少させて、リカバリ電流とリカバリ損失とを低減する方法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、一面および他面を有する半導体基板を備え、半導体基板の一面の面方向において、ＩＧＢＴ素子として動作する領域がＩＧＢＴ領域とされ、ダイオード素子として動作する領域がダイオード領域とされており、ＩＧＢＴ領域とダイオード領域とが交互に繰り返し配置された半導体装置であって、半導体基板は、少なくとも、ＩＧＢＴ領域のうちＩＧＢＴ領域とダイオード領域との境界側に低ライフタイム領域を備える半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－４３８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術においては、ダイオード領域のドリフト層におけるベース層側（表面側）の領域と、ＩＧＢＴ領域のドリフト層におけるｎバッファ層との境界領域（裏面ｐコレクタ層側：裏面側）及びダイオード領域との境界領域の表面側の領域とに低ライフタイム領域を形成し、ＩＧＢＴ領域の裏面ｐコレクタ層からダイオード領域へのホール注入を抑制することにより、リカバリ電流に寄与するキャリアを再結合させて消滅させて、リカバリ損失の抑制を図っている。
【０００７】
しかしながら、ＩＧＢＴ領域の裏面側に低ライフタイム領域を形成しているため、ＩＧＢＴの導通時にドリフト層のキャリア蓄積が不十分となってＩＥ効果（Injection Enhancement Effect）が弱くなり、導通損失が増加するため、オン電圧が高くなってしまう。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、ＩＧＢＴのオン電圧の上昇を抑制しつつ、リカバリ破壊を防止し、リカバリ損失を低減することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ＩＧＢＴ領域とダイオード領域とを有する半導体装置であって、第１導電型の半導体基板と、裏面側主電極と、前記ＩＧＢＴ領域から前記ダイオード領域内まで延伸して形成され、前記裏面側主電極に接する第２導電型の第１半導体層と、前記ダイオード領域に形成され、前記裏面側主電極に接する第１導電型の第２半導体層と、前記半導体基板内の前記ダイオード領域における前記第１半導体層の上に形成された低ライフタイム領域とを備えたものとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＩＧＢＴのオン電圧の上昇を抑制しつつ、リカバリ破壊を防止し、リカバリ損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許