半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于，提供对骤回动作进行抑制且散热性优异的半导体装置。半导体装置包含半导体基板、表面电极、外部配线、多个晶体管部及多个二极管部。多个晶体管部和多个二极管部设置于半导体基板，且配置于与半导体基板的表面平行的一个方向。外部配线的接合部与表面电极接合。多个晶体管部和多个二极管部设置于半导体基板的俯视观察时的第1区域和第2区域。晶体管部和二极管部交替地配置于一个方向。第1区域处的第1晶体管宽度和第1二极管宽度比外部配线的接合部的宽度小。第2区域处的第2晶体管宽度和第2二极管宽度比外部配线的接合部的宽度大。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
当前,在半导体装置的领域中，为了对在半导体动作时产生的温度上升进行抑制，进行了半导体元件的薄化等半导体元件的特性的改善。在半导体装置的小型化的发展中，半导体元件的面积缩小化是必须的。但是，随着半导体元件的特性改善接近极限，半导体模块的热设计变得更加严格。近年来，作为对散热性进行改良的半导体装置，已知如下半导体装置(参照专利文献1)，该半导体装置包含：晶体管部，其包含绝缘栅极双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)；以及二极管部。专利文献1所示的半导体装置在从基板的表面方向观察的情况下具有晶体管部和二极管部交替地配置的平面形状。另外，半导体装置具有与表面电极接合的外部配线，外部配线和表面电极的接触宽度比晶体管部的宽度及二极管部的宽度的一者大。通过这样的构造，专利文献1的半导体装置减轻了外部配线的接合部的热疲劳，但另一方面，容易引起骤回动作，担心接通电压恶化。在专利文献2中公开了对骤回动作进行抑制的技术。专利文献2所示的半导体装置具有条形的多个IGBT元件区域和多个二极管元件区域相邻交替地配置的结构。多个IGBT元件区域由该条形的宽度窄的窄条形宽度区域、宽度比该窄条形宽度区域宽的至少1个宽条形宽度区域构成。专利文献2的半导体装置通过宽条形宽度区域对IGBT元件区域的通电开始时的骤回动作进行抑制。但是，在专利文献2中没有考虑二极管元件区域处的通电开始时的骤回动作，担心二极管的接通电压恶化。专利文献1：国际公开第2018/225571号专利文献2：日本特开2013-138069号公报为了对晶体管部的通电开始时的骤回动作进行抑制，晶体管部的背面的p+层的宽度需要比由n-漂移层的电阻率和厚度决定的规定值大。为了对二极管部的通电开始时的骤回动作进行抑制，二极管部的表面的p+层的宽度需要比由n-漂移层的电阻率和厚度决定的规定值大。这样，为了对骤回动作进行抑制，使用宽度比规定值大的晶体管部及二极管部。另一方面，从散热性的改善的观点出发，使用热量的分散特性良好的宽度小的晶体管部及二极管部。因此，难以实现对骤回动作进行抑制且散热性优异的半导体装置。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于，提供对骤回动作进行抑制且散热性优异的半导体装置。本专利技术涉及的半导体装置包含半导体基板、表面电极、外部配线、多个晶体管部、多个二极管部。多个晶体管部和多个二极管部设置于半导体基板，且配置于与半导体基板的表面平行的一个方向。表面电极设置于半导体基板的表面，与多个晶体管部和多个二极管部电连接。外部配线包含与表面电极接合的接合部，外部配线通过接合部与表面电极电连接。多个晶体管部和多个二极管部设置于半导体基板的俯视观察时的第1区域和第2区域。多个晶体管部的每一者和多个二极管部的每一者交替地配置于一个方向。第1区域处的多个晶体管部的每一者的一个方向的宽度即第1晶体管宽度和第1区域处的多个二极管部的每一者的一个方向的宽度即第1二极管宽度比外部配线的接合部的宽度小。第2区域处的多个晶体管部的每一者的一个方向的宽度即第2晶体管宽度和第2区域处的多个二极管部的每一者的一个方向的宽度即第2二极管宽度比外部配线的接合部的宽度大。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供对骤回动作进行抑制且散热性优异的半导体装置。通过下面的详细的说明和附图，本专利技术的目的、特征、方案、及优点会变得更加明了。附图说明图1是表示实施方式1中的半导体装置的结构的俯视图。图2是图1所示的A-A’处的剖视图。图3是表示实施方式2中的半导体装置的结构的俯视图。图4是表示实施方式3中的半导体装置的结构的俯视图。图5是表示实施方式4中的半导体装置的结构的俯视图。图6是表示实施方式5中的半导体装置的结构的俯视图。图7是表示实施方式6中的半导体装置的结构的俯视图。标号的说明10半导体基板，11第1区域，12第2区域，13末端区域，20晶体管部，25边界部，30二极管部，40栅极电极，50表面电极，60外部配线，61接合部，70沟槽栅极，80背面电极，90n-漂移层，100信号配线，110信号配线图案，120主电流配线图案。具体实施方式<实施方式1>图1是表示实施方式1中的半导体装置的结构的俯视图。图2是图1所示的A-A’处的剖视图。半导体装置由半导体基板10、栅极电极40、表面电极50(在图1中未图示)、外部配线60、多个晶体管部20及多个二极管部30构成。半导体基板10在俯视观察时具有第1区域11、第2区域12及末端区域13。末端区域13是沿半导体基板10的外周设置的。第1区域11和第2区域12位于末端区域13的内侧，换言之，末端区域13包围第1区域11及第2区域12。另外，在实施方式1中，第1区域11和第2区域12是相邻的。多个晶体管部20和多个二极管部30如图1所示，配置于第1区域11及第2区域12这两者，且如图2所示配置于半导体基板10的纵向。上述多个晶体管部20和多个二极管部30是以排列于与半导体基板10的表面平行的一个方向的方式配置的。下面，将该一个方向称为排列方向。另外，多个晶体管部20的每一者和多个二极管部30的每一者交替地配置于该排列方向。另外，实施方式1中的第1区域11及第2区域12是在与排列方向相同的方向相邻地配置的。多个晶体管部20和多个二极管部30各自具有条带构造。即，晶体管部20和二极管部30在俯视观察时，呈在与排列方向正交的方向上长的矩形。第1区域11处的晶体管部20的排列方向的宽度即第1晶体管宽度(D2)与第2区域12处的晶体管部20的排列方向的宽度即第2晶体管宽度(D4)不同。另外，第1区域11处的二极管部30的排列方向的宽度即第1二极管宽度(D3)与第2区域12处的二极管部30的排列方向的宽度即第2二极管宽度(D5)不同。栅极电极40配置于半导体基板10的第2区域12处的表面。此外，在图1中省略了与栅极电极40连接的信号配线的图示。如图2所示，表面电极50设置于多个晶体管部20及多个二极管部30的上方，即半导体基板10的表面。表面电极50与多个晶体管部20、多个二极管部30电连接。如图1所示，外部配线60包含与表面电极50接合的接合部61。外部配线60通过接合部61与表面电极50电连接。第1晶体管宽度(D2)及第1二极管宽度(D3)比外部配线60的接合部61的宽度(下面，称为接合宽度(D1))小。第2晶体管宽度(D4)及第2二极管宽度(D5)比外部配线60的接合部61的接合宽度(D1)大。如图2所示，多个沟槽栅极70设置于晶体管部20及二极管部30的表面。另外，在半导体基板10的背面设置有背面电极80。实施方式1中的半导体装置是对在表面电极50和背面电极80之间流动的电流进行控制的所谓的纵向型的半导体装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其具有：/n半导体基板；/n多个晶体管部和多个二极管部，它们设置于所述半导体基板，且配置于与所述半导体基板的表面平行的一个方向；/n表面电极，其设置于所述半导体基板的所述表面，与所述多个晶体管部和所述多个二极管部电连接；以及/n外部配线，其包含与所述表面电极接合的接合部，该外部配线通过所述接合部与所述表面电极电连接，/n所述多个晶体管部和所述多个二极管部设置于所述半导体基板的俯视观察时的第1区域和第2区域，/n所述多个晶体管部的每一者和所述多个二极管部的每一者交替地配置于所述一个方向，/n所述第1区域处的所述多个晶体管部的每一者的所述一个方向的宽度即第1晶体管宽度和所述第1区域处的所述多个二极管部的每一者的所述一个方向的宽度即第1二极管宽度比所述外部配线的所述接合部的宽度小，/n所述第2区域处的所述多个晶体管部的每一者的所述一个方向的宽度即第2晶体管宽度和所述第2区域处的所述多个二极管部的每一者的所述一个方向的宽度即第2二极管宽度比所述外部配线的所述接合部的所述宽度大。/n

【技术特征摘要】
20190426 JP 2019-0848261.一种半导体装置，其具有：
半导体基板；
多个晶体管部和多个二极管部，它们设置于所述半导体基板，且配置于与所述半导体基板的表面平行的一个方向；
表面电极，其设置于所述半导体基板的所述表面，与所述多个晶体管部和所述多个二极管部电连接；以及
外部配线，其包含与所述表面电极接合的接合部，该外部配线通过所述接合部与所述表面电极电连接，
所述多个晶体管部和所述多个二极管部设置于所述半导体基板的俯视观察时的第1区域和第2区域，
所述多个晶体管部的每一者和所述多个二极管部的每一者交替地配置于所述一个方向，
所述第1区域处的所述多个晶体管部的每一者的所述一个方向的宽度即第1晶体管宽度和所述第1区域处的所述多个二极管部的每一者的所述一个方向的宽度即第1二极管宽度比所述外部配线的所述接合部的宽度小，
所述第2区域处的所述多个晶体管部的每一者的所述一个方向的宽度即第2晶体管宽度和所述第2区域处的所述多个二极管部的每一者的所述一个方向的宽度即第2二极管宽度比所述外部配线的所述接合部的所述宽度大。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述外部配线的所述接合部接合至所述第1区域处的所述多个晶体管部中的一个晶体管部和所述第1区域处的所述多个二极管部中的与所述一个晶体管部相邻的一个二极管部之间的边界部之上的所述表面电极。


3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，
还具有在所述半导体基板的所述第2区域的所述表面设置的栅极电极，
所述第1区域设置于与连接于所述栅极电极的信号配线相反的方向。

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【专利技术属性】
技术研发人员：江口佳佑，米山玲，青木伸亲，日高大树，
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