半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的半导体装置具有：基板，其具有IGBT区域、二极管区域、以及IGBT区域与二极管区域之间的高电阻区域；第1电极，其设置于基板的上表面；以及第2电极，其设置于基板的与上表面相反侧的面即背面，就高电阻区域而言，基板的上表面与第1电极之间的接触电阻或者基板的背面与第2电极之间的接触电阻比二极管区域大，高电阻区域的宽度大于或等于基板的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
在专利文献1中公开了RC-IGBT(Reverse-conducting-InsulatedGateBipolarTransistor)。就专利文献1的半导体装置而言，在半导体基板的第1主面侧的区域A设置发射极层，在区域B不设置发射极层。另外，在半导体基板的第2主面侧的区域A设置集电极P层，在区域B设置阴极N层。即，在区域A构成IGBT，在区域B构成二极管。专利文献1：日本特开2008-53648号公报
技术实现思路
就RC-IGBT而言，当在IGBT的栅极电压为0V时二极管进行动作的情况下，从n型阴极区域注入至n型漂移层的电子流入p型阳极层。并且，通过从p型阳极层注入空穴，从而引起电导率调制。由此，实现低电阻化。另一方面，当在向IGBT施加有栅极电压的状态下二极管进行动作的情况下，有时产生骤回。在IGBT与二极管的边界附近，由于在IGBT形成的n型反转层，有时成为二极管的n型阴极区域与IGBT的n型发射极区域短路的状态。其结果，从n型阴极层注入至n型漂移层的电子经由IGBT的n型反转层而通过n型发射极区域，向发射极电极逸出。由此，直到由电子的移动引起的电压降超过p型阳极层与n型漂移层的PN结的内建电压为止，产生骤回，不进行二极管的电导率调制。因此，二极管的正向电压降变大，就RC-IGBT而言，损耗增大。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于得到能够防止骤回的半导体装置。本专利技术涉及的半导体装置具有：基板，其具有IGBT区域、二极管区域、以及该IGBT区域与该二极管区域之间的高电阻区域；第1电极，其设置于该基板的上表面；以及第2电极，其设置于该基板的与上表面相反侧的面即背面，就该高电阻区域而言，该基板的上表面与该第1电极之间的接触电阻或者该基板的背面与该第2电极之间的接触电阻比该二极管区域大，该高电阻区域的宽度大于或等于该基板的厚度。本专利技术涉及的半导体装置具有：基板，其具有IGBT区域、二极管区域、以及该IGBT区域与该二极管区域之间的高电阻区域；第1电极，其设置于该基板的上表面；以及第2电极，其设置于该基板的与上表面相反侧的面即背面，在该二极管区域，该基板在背面侧具有阴极层，在该高电阻区域，该基板在背面侧具有杂质浓度与该阴极层相等的n型扩散层，该第2电极中的与该阴极层接触的部分和与该n型扩散层接触的部分由不同的材质形成，该n型扩散层与该第2电极之间的接触电阻比该阴极层与该第2电极之间的接触电阻大。本专利技术涉及的半导体装置具有：基板，其具有IGBT区域、二极管区域、以及该IGBT区域与该二极管区域之间的高电阻区域；第1电极，其设置于该基板的上表面；以及第2电极，其设置于该基板的与上表面相反侧的面即背面，在该IGBT区域，该基板在上表面侧具有基极层，在该二极管区域，该基板在上表面侧具有阳极层，在该高电阻区域，该基板在上表面侧具有p型扩散层，该阳极层和该p型扩散层的杂质浓度比该基极层低，该第1电极具有阻挡金属和上部电极，该阻挡金属在该IGBT区域和该高电阻区域与该基板的上表面接触，该上部电极设置于该阻挡金属之上，在该二极管区域与该基板的上表面接触，该p型扩散层与该阻挡金属之间的接触电阻比该阳极层与该上部电极之间的接触电阻大。专利技术的效果就本专利技术涉及的半导体装置而言，能够通过高电阻区域而防止电子从二极管区域流至IGBT区域。因此，能够防止骤回。附图说明图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖面图。图2是对比例涉及的半导体装置的剖面图。图3是对骤回进行说明的图。图4是表示单独地设置IGBT和二极管的情况下的单元面积与热阻的关系的图。图5是对RC-IGBT的热的扩散进行说明的图。图6是实施方式1的第1变形例涉及的半导体装置的俯视图。图7是实施方式1的第2变形例涉及的半导体装置的俯视图。图8是表示单元分割数与热阻的关系的图。图9是实施方式1的第3变形例涉及的半导体装置的俯视图。图10是实施方式2涉及的半导体装置的剖面图。图11是实施方式3涉及的半导体装置的剖面图。图12是实施方式4涉及的半导体装置的剖面图。具体实施方式参照附图，对本专利技术的实施方式涉及的半导体装置进行说明。对相同或者相应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。实施方式1.图1是实施方式1涉及的半导体装置100的剖面图。半导体装置100是内置了续流二极管的绝缘栅型双极晶体管。半导体装置100具有基板10、在基板10的上表面设置的第1电极20、在基板10的与上表面相反侧的面即背面设置的第2电极30。基板10具有IGBT区域40、二极管区域60、以及IGBT区域40与二极管区域60之间的高电阻区域50。基板10具有n-漂移层11。在n-漂移层11的背面侧设置n缓冲层12。n缓冲层12以将后述的p集电极层47、n型扩散层57以及n+阴极层67覆盖的方式而形成于基板10的整面。在IGBT区域40，在n-漂移层11的上表面侧设置p基极扩散层42。在IGBT区域40设置栅极电极43。栅极电极43从基板10的上表面延伸至与p基极扩散层42的下端相比更下方。在栅极电极43的周围设置栅极氧化膜44。在基板10的上表面侧设置n+发射极扩散层45。n+发射极扩散层45形成得比p基极扩散层42浅。在IGBT区域40，n+发射极扩散层45设置于栅极电极43的两侧。另外，在基板10的上表面侧，在2个n+发射极扩散层45之间设置p+接触扩散层46。在IGBT区域40，在n缓冲层12的背面侧设置p集电极层47。在二极管区域60，在n-漂移层11的上表面侧设置p阳极扩散层62。另外，在基板10的上表面侧设置p+接触扩散层66。p+接触扩散层66形成得比p阳极扩散层62浅。在二极管区域60设置栅极电极63。栅极电极63从基板10的上表面延伸至与p阳极扩散层62的下端相比更下方。在栅极电极63的周围设置栅极氧化膜。此外，栅极电极63与发射极短路，不进行动作。在二极管区域60，在n缓冲层12的背面侧设置n+阴极层67。在高电阻区域50，基板10的上表面侧的构造与二极管区域60相同。在高电阻区域50，基板10在上表面侧具有p型扩散层52。p阳极扩散层62与p型扩散层52的杂质浓度和厚度相等。在高电阻区域50的上表面也可以设置p+接触扩散层66。在图1中，在高电阻区域50的整面配置有p+接触扩散层66。不限于此，p+接触扩散层66也可以配置于高电阻区域50的上表面中的一部分。在高电阻区域50，在n缓冲层12的背面侧设置n型扩散层57。n型扩散层57的杂质浓度比n+阴极层67低。第1电极20在IGBT区域40、二极管区域60以及高电阻区域50具有与基板10的上表面接触的阻挡金属21。阻挡金属21是为了防止彼此扩散而设置的。阻挡金属例如由Ti形成。另外，在栅极电极43、63之上设置层间膜22。层间膜22例如由SiO2形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有：/n基板，其具有IGBT区域、二极管区域、以及所述IGBT区域与所述二极管区域之间的高电阻区域；/n第1电极，其设置于所述基板的上表面；以及/n第2电极，其设置于所述基板的与上表面相反侧的面即背面，/n就所述高电阻区域而言，所述基板的上表面与所述第1电极之间的接触电阻或者所述基板的背面与所述第2电极之间的接触电阻比所述二极管区域大，/n所述高电阻区域的宽度大于或等于所述基板的厚度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
基板，其具有IGBT区域、二极管区域、以及所述IGBT区域与所述二极管区域之间的高电阻区域；
第1电极，其设置于所述基板的上表面；以及
第2电极，其设置于所述基板的与上表面相反侧的面即背面，
就所述高电阻区域而言，所述基板的上表面与所述第1电极之间的接触电阻或者所述基板的背面与所述第2电极之间的接触电阻比所述二极管区域大，
所述高电阻区域的宽度大于或等于所述基板的厚度。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
在所述二极管区域，所述基板在背面侧具有阴极层，
在所述高电阻区域，所述基板在背面侧具有n型扩散层，
所述n型扩散层的杂质浓度比所述阴极层低，
所述n型扩散层与所述第2电极之间的接触电阻比所述阴极层与所述第2电极之间的接触电阻大。


3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
在所述二极管区域，所述基板在背面侧具有阴极层，
在所述高电阻区域，所述基板在背面侧具有杂质浓度与所述阴极层相等的n型扩散层，
所述第2电极中的与所述阴极层接触的部分和与所述n型扩散层接触的部分由不同的材质形成，
所述n型扩散层与所述第2电极之间的接触电阻比所述阴极层与所述第2电极之间的接触电阻大。


4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
所述第2电极中的与所述阴极层接触的部分由NiSi形成，
所述第2电极中的与所述n型扩散层接触的部分由AlSi形成。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1电极在所述IGBT区域、所述二极管区域以及所述高电阻区域具有与所述基板的上表面接触的阻挡金属，
所述基板中的与所述阻挡金属接触的部分的杂质浓度在所述高电阻区域比所述IGBT区域以及所述二极管区域低，
在所述高电阻区域，所述基板与所述阻挡金属之间的接触电阻比所述二极管区域大。


6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
在所述IGBT区域，所述基板在上表面侧具有基极层，
在所述二极管区域，所述基板在上表面侧具有阳极层，
在所述高电阻区域，所述基板在上表面侧具有p型扩散层，
所述基极层、所述阳极层和所述p型扩散层的杂质浓度相等，
所述基板在所述基极层与所述阻挡金属之间以及所述阳极层与所述阻挡金属之间具有与所述阳极层相比杂质浓度高、与所述阻挡金属接触的接触层，
在所述高电阻区域，与所述阻挡金属接触的部分的杂质浓度比所...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村光太，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP