半导体器件、半导体器件的制造方法和功率转换装置与流程

本发明涉及半导体器件、半导体器件的制造方法和功率转换装置。

背景技术：

1、将igbt(insulated gate bipolar transistor)和二极管内置于同一芯片内的逆导型igbt(以后称为“rc-igbt”)，具有(1)因为igbt和二极管能够共用终端区所以芯片尺寸减小、和(2)因为igbt区或二极管区中产生的损耗通过整个芯片进行散热所以热阻降低这样的优势。另一方面，因为在同一芯片内制作igbt和二极管，所以各芯片难以同时优化，特别是难以进行二极管部的寿命控制，二极管实现低注入和降低恢复损耗成为问题。

2、作为在rc-igbt的二极管部实现低注入的方法，例如专利文献1公开了一种半导体器件，其设置了与阳极电极14形成肖特基接触的n型的多个柱区24。根据专利文献1，利用与上部电极14形成肖特基接触的柱区24形成了肖特基势垒二极管(以下称为sbd)，能够抑制pn二极管的空穴注入。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2015-165541号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、但是，上述专利文献1中，为了在rc-igbt的二极管部形成肖特基势垒二极管而设置了n柱层，但为了形成这样的柱层，除了通常的rc-igbt的二极管部的形成工艺之外，还需要追加用于形成n柱层的光刻工序、注入工序，工艺变得繁琐。

3、本发明鉴于上述状况，提供一种能够通过比以往更简单的工艺在rc-igbt的二极管部形成肖特基势垒二极管，在二极管部实现低注入的半导体器件、半导体器件的制造方法和功率转换装置。

4、解决问题的技术手段

5、用于实现上述目的的本发明的一个方面是一种半导体器件，其是在1个芯片内具有igbt部和二极管部的rc-igbt，其特征在于：在二极管部，不存在第二导电类型的body层，具有：与栅极电位或发射极电位连接的多个第一沟槽，和形成在2个第一沟槽之间的与发射极电位连接的第二沟槽，具有由第二沟槽和与第二沟槽的侧壁接触的第一导电类型的漂移层形成的肖特基势垒二极管。

6、另外，用于解决上述问题的本发明的另一方面是一种功率转换装置，包括：一对直流端子；与交流输出的相数相同数量的交流端子；连接在一对直流端子之间的、与交流输出的相数相同数量的开关桥臂，其中，各开关桥臂通过串联连接2个由开关元件和与开关元件反向并联连接的二极管构成的并联电路而构成；和控制开关元件的栅极电路，其特征在于：二极管和开关元件是上述半导体器件。

7、本发明的更具体的结构记载于要求保护的技术方案中。

8、发明效果

9、根据本发明，可提供一种能够通过比以往更简单的工艺在rc-igbt的二极管部形成肖特基势垒二极管，在二极管部实现低注入的半导体器件、半导体器件的制造方法和功率转换装置。

10、另外，上述以外的问题、特征和效果将通过以下实施例的说明而明确。

技术特征：

1.一种半导体器件，其是在1个芯片内具有igbt部和二极管部的rc-igbt，其特征在于：

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

3.一种如权利要求1或2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：

4.一种功率转换装置，包括：

技术总结本发明提供一种能够通过比以往更简单的工艺在RC‑IGBT的二极管部形成肖特基势垒二极管，在二极管部实现低注入的半导体器件、半导体器件的制造方法和功率转换装置。本发明的半导体器件100(RC‑IGBT)是在1个芯片内具有IGBT部和二极管部的RC‑IGBT，其特征在于，在二极管部不存在第二导电类型的body层，且具有与栅极电位或发射极电位连接的多个第一沟槽9和形成在2个所述第一沟槽9之间的与发射极电位连接的第二沟槽7，具有由第二沟槽7和与第二沟槽7的侧壁接触的第一导电类型的漂移层3形成的肖特基势垒二极管10。技术研发人员：白石正树受保护的技术使用者：美蓓亚功率半导体株式会社技术研发日：技术公布日：2024/11/14