半导体器件和功率转换装置的制作方法

本发明涉及半导体器件和功率转换装置。

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、作为以在rc-igbt的二极管部实现低注入为要解决的问题的技术，例如有专利文献1。专利文献1公开了一种半导体器件的结构，在区域a(igbt区)设置了多个第一沟槽6，这些沟槽以第一间隔等间隔地设置，在区域b(二极管区)设置了多个第二沟槽10，这些沟槽以第二间隔等间隔地设置，使上述第二间隔比上述第一间隔小。根据专利文献1的结构，因为在区域b(二极管区)设置了更多的沟槽，所以在二极管导通时作为二极管的阳极发挥作用的p基区(p-base)层2的面积相对减小，所以空穴对p基区层2的注入受到抑制，第一主面附近的载流子密度减小，能够降低恢复动作时的峰值电流，能够改善二极管的恢复特性。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2008-53648号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、上述专利文献1中，通过减小rc-igbt的二极管部的p基区层2(p-body层，p体层)的面积来抑制空穴注入，但上述专利文献1的方法由于是通过减小沟槽间隔而使p-body层面积减小的，所以会因沟槽的加工极限而导致p-body层面积的减小存在极限。

3、本发明鉴于上述状况，提供一种能够减小rc-igbt的二极管部的p-body层面积来抑制空穴注入、提高恢复特性的半导体器件和功率转换装置。

4、解决问题的技术手段

5、解决上述问题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：从芯片的背面一侧去往正面一侧，层叠有集电极电极层/阴极电极层、扩散层、缓冲层、漂移层、body层、绝缘层和发射极/阳极电极层，二极管部具有多个沟槽，多个沟槽包括在沟槽之间具有body层的区域和在沟槽之间不具有body层的区域。

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，能够提供一种能够减小rc-igbt的二极管部的p-body层面积来抑制空穴注入、提高恢复特性的半导体器件和功率转换装置。

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.如权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于：

4.如权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于：

5.一种功率转换装置，包括：

技术总结本发明提供一种能够减小RC‑IGBT的二极管部的p‑body层面积来抑制空穴注入、提高恢复特性的半导体器件和功率转换装置。本发明的半导体器件100是在1个芯片内具有IGBT部和二极管部的RC‑IGBT，其特征在于，从1个芯片的背面一侧去往正面一侧，层叠有集电极电极层/阴极电极层、扩散层1、缓冲层2、漂移层3、body层10、绝缘层4和发射极/阳极电极层5，二极管部具有多个沟槽6，多个沟槽6包括在沟槽6之间具有body层10的区域和在沟槽6之间不具有body层10的区域11。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：2024/11/18