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CN102034817A - 半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置 - Google Patents

半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置。现有技术存在的问题是，电力变换装置中使用的使用现有的pn结的续流二极管，由于将使用寿命控制得较短，因此正向电压大且导通损耗大。另外，在反向恢复时反向恢复电流大且开关损耗大，电力变换装置的损耗大。本发明在正向电流流动时，使电流在正向电压小的pn二极管中流动，而在反向恢复时在反向恢复电流小的肖特基二极管中进行反向恢复。另外，本发明具有pn二极管与肖特基二极管的切换单元。由于降低了续流二极管的正向电压并且减小了反向恢复损耗，因此可以提供损耗小的半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置。

Description

半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置
技术领域
本发明涉及半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置，特别是涉及具有续流二极管(Flywheel Diode)的半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置。
背景技术
在近年来的节能或新能源的电力变换装置中，使用很多的逆变器或转换器，而为了实现低碳社会，它们的特别普及是必不可少的。图19示出对电动机950进行可变速控制以实现节能的逆变器的例子。使用作为功率半导体的一种的IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)700，将来自直流电源Vcc的电能转换成期望频率的交流，使电动机950的转速为可变速。电动机950为三相电动机，具有U相910、V相911和W相912的输入。在接通集电极连接到正极侧的电源端子900的IGBT 700(以下称为上臂的IGBT)的栅极电路800时，U相910的输入电力被供给。另一方面，为了停止U相910的输入电力，只要断开该栅极电路800即可。通过重复该操作，能够向电动机950供给期望频率的电力。
在IGBT 700上，与IGBT 700反向并联地连接有续流二极管600。例如在上臂的IGBT 700断开了的情况下，续流二极管600通过使在该IGBT 700中流动的电流换向到续流二极管600，释放存储在电动机950的线圈中的能量，其中续流二极管600与发射极连接到负极侧的电源端子901的IGBT 700(以下称为下臂的IGBT)反向并联。如果再次接通上臂的IGBT 700，则下臂的续流二极管600变为非导通状态，通过上臂的IGBT 700向电动机950供给电力。这样，续流二极管600根据IGBT 700的接通、断开来重复非导通和导通，因此为了通过使逆变器高效化、小型化和低成本化而促进其普及，需要降低续流二极管600的导通损耗。因此，需要减小电流在续流二极管600中流动时的续流二极管600中的正向电压降。在具有几百V以上的额定电压的功率半导体中，一般来说，为了减小正向电压降，使用pn二极管，该pn二极管使用了能够通过注入电荷来提高传导率的硅。
另一方面，如果上臂的IGBT 700重复地接通、断开，则下臂的续流二极管600在正向时蓄积的电荷被吐出，从而形成反向恢复电流并重叠在上臂的IGBT 700的导通电流上。该反向恢复电流在直流电源Vcc、寄生电感920、高电位侧900、上臂的IGBT 700、下臂的续流二极管600、低电位侧901的闭合电路中流动，在该开关时，使上臂的IGBT 700的导通损耗增加，使下臂的续流二极管600产生反向恢复损耗。另外，如果该反向恢复电流的电流变化率(di/dt)大，则在与寄生电感920(L)之间产生过量的跳起电压(L×di/dt)，并且如果该跳起电压超过IGBT 700或续流二极管600的额定电压，则逆变器会产生故障。
这样，如果在续流二极管600中使用pn二极管，则虽然能够降低正向电压、减小导通损耗，但却增加了反向恢复损耗、产生了跳起电压。对于pn二极管而言，作为电荷的注入少并且反向恢复电流极小的二极管，有肖特基二极管，但硅中的正向电压极大，在处理大电流的逆变器中损耗会增加。最近，使用碳化硅(SiC)来代替硅的肖特基二极管受到关注，但由于其结晶质量差、制造工艺难且大口径化还没有普及到碳化硅，因此成本高、无法使逆变器或转换器低价格化，从而其普及有限。
图20是专利文献1中记载的、复合了使用硅的pn二极管和肖特基二极管的现有的续流二极管。半导体基体1具有与n+层13进行了欧姆连接11的阴极电极2，n+层13上的n-层14与深p层形成pn结15。另一方面，n-层14夹着浅p层与电极3形成肖特基结16。电极3与深p层进行欧姆连接，促进来自深p层的电荷(空穴)的注入。这样，利用电极3来结合pn结和肖特基结，从而与仅有pn二极管的情况或仅有肖特基二极管的情况相比，可以增减电荷的注入，并且不会明显地增大正向电压，也不会明显地增大反向恢复电流，并且能够减小反向恢复电流的电流变化率di/dt，能够改善导通损耗或开关损耗的降低、跳起电压的抑制之间的权衡(tradeoff)特性关系。
但是，在图20的二极管中，进一步注入电荷并减小正向电压降会使反向恢复特性恶化，相反，如果抑制电荷的注入改善反向恢复特性，则存在正向电压变大且损耗上升的问题，很难通过该结构来进一步改善续流二极管的特性。
专利文献1：日本特许第2590284号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的是，明显地改善利用现有的续流二极管无法实现的、正向电压降的减小和反向恢复电流的减小之间的权衡关系，同时减小续流二极管的导通损耗和开关损耗，并且通过减小反向恢复电流的电流变化率di/dt来明显地抑制跳起电压。
解决技术问题的技术手段
为了实现上述目的，本发明提供一种半导体装置，其特征在于：
将直流电源、开关功率器件、续流二极管串联连接；
上述续流二极管具有肖特基结，具有作为肖特基二极管动作的区域和pn结，并且具有作为pn二极管动作的区域；
该半导体装置具有进行控制的单元，该进行控制的单元进行控制，使得电流在上述续流二极管中正向流动时，至少pn二极管动作，而在上述续流二极管反向恢复时，主要是肖特基二极管动作。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：上述进行控制的单元是绝缘栅。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：上述绝缘栅与上述开关功率器件的门信号同步，该门信号在将开关功率器件从断开切换到接通之前，控制上述续流二极管的上述绝缘栅，以从至少在上述pn二极管中正向流动电流的动作模式切换到以上述肖特基二极管为主地流动电流的动作模式。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：上述绝缘栅与上述开关功率器件的门信号同步，该门信号在将开关功率器件从接通切换到断开之前，控制续流二极管的上述绝缘栅，使得至少上述pn二极管正向地流动电流。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：上述续流二极管具有：半导体基体，具有一对主表面；第1导电型的第1半导体层，在该半导体基体的一个主表面露出；第2导电型的第2半导体层，在上述半导体基体的另一个主表面露出并且与上述第1半导体层相接；肖特基电极，位于上述半导体基体的另一个主表面，与上述第1半导体层相接并形成肖特基结；绝缘栅，跨过上述第2导电型的第2半导体层和上述肖特基电极；阳极电极，与上述肖特基电极低电阻地电连接；以及阴极电极，与上述第1半导体层低电阻地接触。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：在上述肖特基电极与上述第1半导体层之间，具有浓度比上述第2半导体层的杂质浓度低的第2导电型的第3半导体层。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：上述续流二极管具有：半导体基体，具有一对主表面；第1导电型的第1半导体层，在该半导体基体的一个主表面露出；第2导电型的第2半导体层，在上述半导体基体的另一个主表面露出并且与上述第1半导体层相接；肖特基电极，位于上述半导体基体的另一个主表面，与上述第1半导体层相接并形成肖特基结；第2导电型的第4半导体层，在上述肖特基电极的与上述第2半导体层相对的一侧，设置在与上述第1半导体层之间；绝缘栅，至少跨过该第4半导体层和上述第2半导体层；阳极电极，与上述肖特基电极低电阻地电连接；以及阴极电极，与上述第1半导体层低电阻地接触。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：在上述肖特基电极与上述第1半导体层之间，具有浓度比上述第2半导体层的杂质浓度低的第2导电型的第5半导体层。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：通过对上述绝缘栅的栅电极施加负的电压，将上述肖特基电极与上述第2半导体层电连接。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：上述续流二极管具有：半导体基体，具有一对主表面；第1导电型的第1半导体层，在该半导体基体的一个主表面露出；第2导电型的第2半导体层，在上述半导体基体的另一个主表面露出并且与上述第1半导体层相接；第1导电型的第6半导体层，形成在该第2半导体层内；进行短路的单元，将该第6半导体层与上述第2半导体层电气短路；肖特基电极，位于上述半导体基体的另一个主表面，与上述第1半导体层相接并形成肖特基结；绝缘栅，跨过该肖特基电极、上述第2半导体层和上述第6半导体层；阳极电极，与上述肖特基电极低电阻地电连接；以及阴极电极，与上述第1半导体层低电阻地接触。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：在上述肖特基电极与上述第1半导体层之间，具有浓度比上述第2半导体层的杂质浓度低的第2导电型的第3半导体层。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：上述续流二极管具有：半导体基体，具有一对主表面；第1导电型的第1半导体层，在该半导体基体的一个主表面露出；第2导电型的第2半导体层，在上述半导体基体的另一个主表面露出并且与上述第1半导体层相接；第1导电型的第6半导体层，形成在该第2半导体层内；进行短路的单元，将该第6半导体层与上述第2半导体层电气短路；肖特基电极，位于上述半导体基体的另一个主表面，与上述第1半导体层相接并形成肖特基结；第2导电型的第3半导体层，在该肖特基电极与上述第1半导体层之间，浓度比上述第2半导体层的杂质浓度低；第1导电型的第7半导体层，在该第3半导体层与上述肖特基电极之间；绝缘栅，在上述另一个主表面至少跨过该第7半导体层、上述第3半导体层、上述第1半导体层、上述第2半导体层和上述第6半导体层；阳极电极，与上述肖特基电极低电阻地电连接；以及阴极电极，与上述第1半导体层低电阻地接触。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：上述第3半导体层与上述第2半导体层相接。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：通过对上述绝缘栅的栅电极施加正的电压，将上述肖特基电极与上述第2半导体层电连接。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：某一个半导体层的带隙小于其它半导体层的带隙。
进而，本发明在半导体装置中，其特征在于：开关功率器件是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。
本发明还提供一种电力变换装置，其特征在于：使用上述半导体装置中的任意一个。
发明效果
根据本发明，通过使续流二极管具有现有技术没有的、用于切换pn二极管和肖特基二极管的单元，从而在流动正向电流时，能够使电流在正向电压小的pn二极管中流动，而在反向恢复时，能够在反向恢复电流小的肖特基二极管中进行反向恢复，因此能够降低续流二极管的正向电压，减小反向恢复损耗，因而能够提供损耗明显小的半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置。另外，能够降低反向恢复电流，并使其电流变化率di/dt极小，因此可以提供与寄生电感之间产生的跳起电压也明显减小的半导体装置以及使用该半导体装置的电力变换装置。
附图说明
图1示出本发明的结构。
图2示出本发明的优选驱动序列。
图3示出本发明与现有的二极管的正向特性。
图4示出本发明与现有的二极管的反向恢复特性。
图5示出本发明的一个实施例。
图6示出本发明的绝缘栅下的半导体层的能带图。
图7示出在图6中向栅电极施加负电压的情况下的能带图。
图8示出本发明的另一驱动序列。
图9示出本发明的另一实施例。
图10示出本发明的另一实施例。
图11示出本发明的另一实施例。
图12示出本发明的另一实施例。
图13示出本发明的绝缘栅下的半导体层的另一能带图。
图14示出在图13中向栅电极施加正电压的情况下的能带图。
图15示出本发明的另一驱动序列。
图16示出本发明的另一实施例。
图17示出本发明的另一实施例。
图18示出本发明的另一实施例。
图19示出电力变换装置的一例。
图20示出现有的实施例。
(附图标记说明)
1、101、102、103、104、105、106、107、108：半导体基体
2：阴极电极
3：阳极电极
4：绝缘物
11：半导体基体的一个主表面
12：半导体基体的另一个主表面
13、151、162：n+层
14：n-层
15：pn结
16：肖特基结
30：肖特基电极
100：续流二极管
110：栅电极
114：栅绝缘膜
152、161：p+层
160：p-层
300：电极
600：续流二极管
700：IGBT
800：栅极电路
900、901、910、911、912：电路的接点
920：寄生电感
950：电动机
具体实施方式
以下利用附图详细说明本发明的实施例。
图1示出应用了本发明的半导体装置以及使用它的电力变换装置的一例。在图1中，示出一对上下臂的电力变换装置。本发明的特征在于，续流二极管100在功能上分为pn二极管和肖特基二极管，并且具有对它们进行选择的门。将上述续流二极管100称为门控型二极管。利用门控型二极管100，在导通时使pn二极管动作，在反向恢复时使其作为肖特基二极管工作，从而有效利用两者的优点，实现导通损耗和反向恢复损耗的减小和跳起电压的抑制，同时实现明显的低损耗化和低噪声化。
在图2中，与IGBT 700的栅极波形一起示出门控型二极管100的门的驱动序列。首先，说明图2左端的pn二极管处于正向导通状态的情况。在该情况下，IGBT 700的栅极至少在即将接通之前处于断开状态，在IGBT 700的栅极即将接通之前，切换门控型二极管100的门，从pn二极管导通变为肖特基二极管导通的状态，预先准备反向恢复。在IGBT 700的栅极导通时，肖特基二极管处于导通状态，因此电荷的蓄积与pn二极管相比明显减少，从而能够大幅度地减小反向恢复电流。接着，在IGBT 700即将断开之前，通过将门控型二极管100的门从肖特基二极管切换到pn二极管，预先准备导通时正向电压的降低。在断开后，在pn二极管导通之后，在IGBT 700即将再次接通之前切换到肖特基二极管。通过重复上述操作，可以有效利用pn二极管和肖特基二极管的优点，实现导通损耗和反向恢复损耗的减小和跳起电压的抑制，同时实现明显的低损耗化和低噪声化。
以额定电压3.3kV的二极管为例，利用图3的正向特性和图4的反向恢复特性示出上述效果。在图20所示的现有的二极管1中，如3所示，可知正向电压比pn二极管动作时的门控型二极管100大，从而导通损耗大。另一方面，在图4的反向恢复特性中，肖特基二极管动作时的门控型二极管100的反向恢复电流与现有二极管相比明显小，另外在该电流到达峰值之后，衰减时的电流变化率di/dt也极小。由此可知，可以同时实现导通损耗和反向恢复损耗的减小和跳起电压的抑制。
图5是具有图1所示的电路特性的一个优选实施例。半导体基体101由n+层13、n-层14、多个p+层17等构成，p+层17和n-层14形成pn结15。在p+层17之间设置肖特基电极30，在肖特基电极30与n-层14之间形成肖特基结16。在半导体基体101的露出n+层的一个主表面形成阴极电极2，与n+层13低电阻地进行欧姆接触。在另一个主表面12，以跨过肖特基电极30和p+层17的方式形成由栅绝缘膜114、栅电极110构成的绝缘栅。另外，以与肖特基电极30低电阻地接触、并且被栅电极与绝缘膜4绝缘分离的方式形成阳极电极3。另外，虽然p+层17在图5的截面图中分离，但也可以在芯片周边等处连结。
接下来，使用图6和图7说明图5的本实施例的动作原理，并且使用图8说明其驱动序列。图6是示出没有对栅电极110施加电位而处于热平衡状态的情况的能带图。通过p+层17与n-层14的pn结15、以及肖特基电极30与n-层14的肖特基结16，p+层17与肖特基电极30被电气分离。在该状态下向栅电极110施加负电位时的能带图为图7。栅绝缘膜114的正下方的n-层14表面进行了p反转。空穴通过隧道电流等从肖特基二极管30流入反转层，p+层17与肖特基电极30电气短路。在图5的门控型二极管处于正向状态的情况下，电流从肖特基电极经由反转层流向p+层17，空穴从p+层17注入n-层14，促进n-层的传导率调制。其结果是，半导体基体101的正向电压降剧减，导通损耗明显变小。另一方面，如果去掉栅电极110的电位，则反转层消失，从肖特基电极30到p+层17的电流被切断。不再有来自p+层30的空穴的注入，蓄积的电荷减少。在该状态下，如果使半导体基体101反向恢复，则反向恢复电流变得极小，可以同时实现图4所示的反向恢复损耗的降低和电流变化率di/dt的减小。
为了实现这样的特性，优选具有图8所示的驱动序列。在门控型二极管处于正向导通状态时，向门控型二极管的栅电极110施加负电位，使pn结15动作。在IGBT即将接通之前去掉门控型二极管的栅极电位，使反转层消失，切换到肖特基二极管的模式，实现反向恢复时的低损耗和低噪声。在IGBT为导通状态下，在门控型二极管为反向阻断状态时，至少利用肖特基二极管来阻断电压，在中途向门控型二极管的栅电极110施加负电位，准备下一次IGBT断开时的门控制型二极管的正向偏压。由此，门控型二极管的pn结15可以顺利地向正向状态转移。
图9是如图20的浅p层那样在图5的肖特基结16与靠近肖特基结16的n-层14之间设置了浓度比p+层17低的p-层160的本发明的一个实施例。p-层160的方块载流子(sheet carrier)浓度优选为5×1012/cm2以下。由此，p-层160与n-层14之间的扩散电位也增加并且容易耗尽，肖特基势垒的宽度变厚，能够防止肖特基结处的漏电流的增加。另外，利用p-层160，在向栅电极110施加了负电位的情况下，p-层160的部分与n-层14进行了反转的情况相比成为更高浓度的p+层，因此，电流容易流过肖特基结16，能向p+层17供给更多的电流。结果是，正向电流增加，正向电压降低。
图10是在肖特基电极30的两端新设置了p+层161的本发明的一个实施例。为了使经由图5的肖特基电极30与p反转层之间的肖特基结16的电流的流动更加低电阻化，设置了p+层161。由此，在向栅电极110施加了负电位的情况下，能够更可靠地以低电阻将肖特基电极30与p+层17短路。其结果是，能够减小正向电压。
图11是组合了图9和图10的一个实施例。通过p-层160，能够减少肖特基结16的反向阻断状态下的漏电流，利用p+层161，可以可靠地以低电阻实现肖特基电极30与p+层17的p反转层的短路。
到图11为止使用p反转层作为对肖特基电极与p+层进行切换的单元，但图12是使用了n反转层的本发明的变形例。在p+层152的端部的栅电极侧设置n+层151，以跨过n+层151和肖特基电极30的方式形成绝缘栅110。p层171与n+层151经由p+层152在电极300处短路。如果向绝缘栅110施加正电位，则与栅绝缘膜114相接的p层171进行n反转，n-层14进行n蓄积，肖特基电极30与p层171低电阻地短路。由此，能够形成由p层171、n-层14、n+层13构成的pn二极管，在正向时实现低的正向电压。
图13和图14示出图12的栅电极110下的表面12的能带图。图13示出栅电极110上没有电位的情况下的热平衡状态。图14是在栅电极110上施加了正电位的情况。通过在n-层14上形成n型蓄积层，在p层171上形成n型反转层，电子(用(-)标记)通过肖特基势垒，从而使肖特基电极30与p层171短路。肖特基结与pn结的切换功能及其低损耗化、低噪声化的效果与图11以前的实施例相同，但是由于能够利用n沟道层使肖特基电极30与p层171短路，因此与p沟道层的图11以前的情况相比，能够低电阻地连接。图15示出其驱动序列。因为能够通过施加正电位来进行切换，因此具有能够共用门控型二极管的门电路的电源与IGBT的栅极电路的电源的优点。
图16是在图12的肖特基电极的周围如图9所示地设置了p-层160的本发明的另一实施例。通过设置p-层160，能够防止肖特基结16中的反向阻断状态下的漏电流的增加。
图17是以在绝缘栅110所处的肖特基电极30端侧设置了n+层162为特征的本发明的另一实施例。通过设置n+层162，在向栅电极施加正电位、p-层171进行了反转的情况下，电子更容易通过肖特基结16，从而经由进行了n反转的p层160与n+层162而低电阻地相连。其结果是，具有能够进一步降低正向电压的效果。
图18是图17的变形例。p-层160与p层171不一定要利用n-层14分离，即使如图18所示地接触也具有与图17同样的效果。
产业上的可利用性
根据本发明，在半导体装置或逆变器等电力变换装置的续流二极管的正向、反向状态下，通过具有现有技术没有的、用于切换pn二极管和肖特基二极管的单元，在流动正向电流时，能够使电流在正向电压小的pn二极管中流动，而在反向恢复时，能够在反向恢复电流小的肖特基二极管中进行反向恢复，因此可以降低续流二极管的正向电压，减小反向恢复损耗，从而能够提供损耗明显小的半导体装置以及电力变换装置。另外，能够减小反向恢复电流，并使其电流变化率di/dt极小，因此能够使与寄生电感之间产生的跳起电压也明显减小。其结果是，即使不使用高成本的SiC，通过使用了硅的续流二极管就能够使半导体装置或逆变器装置等电力变换装置高效化、低成本化，从而能够促进电力变换装置的普及，推进面向低碳社会的节能或新能源。

Claims (17)

1.一种半导体装置，其特征在于：
将电源、开关功率器件、续流二极管串联连接；
上述续流二极管具有肖特基结，具有作为肖特基二极管动作的区域和pn结，并且具有作为pn二极管动作的区域；
该半导体装置具有进行控制的单元，该进行控制的单元进行控制，使得电流在上述续流二极管中正向流动时，至少pn二极管动作，而在上述续流二极管反向恢复时，主要是肖特基二极管动作。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
上述进行控制的单元是绝缘栅。
3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于：
上述绝缘栅与上述开关功率器件的门信号同步，该门信号在将开关功率器件从断开切换到接通之前，控制上述续流二极管的上述绝缘栅，以从至少在上述pn二极管中正向流动电流的动作模式切换到以上述肖特基二极管为主地流动电流的动作模式。
4.如权利要求2或3所述的半导体装置，其特征在于：
上述绝缘栅与上述开关功率器件的门信号同步，该门信号在将开关功率器件从接通切换到断开之前，控制续流二极管的上述绝缘栅，使得至少上述pn二极管正向地流动电流。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的半导体装置，其特征在于：
上述续流二极管具有：
半导体基体，具有一对主表面；
第1导电型的第1半导体层，在该半导体基体的一个主表面露出；
第2导电型的第2半导体层，在上述半导体基体的另一个主表面露出并且与上述第1半导体层相接；
肖特基电极，位于上述半导体基体的另一个主表面，与上述第1半导体层相接并形成肖特基结；
绝缘栅，跨过上述第2导电型的第2半导体层和上述肖特基电极；
阳极电极，与上述肖特基电极低电阻地电连接；以及
阴极电极，与上述第1半导体层低电阻地接触。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于：
在上述肖特基电极与上述第1半导体层之间，具有浓度比上述第2半导体层的杂质浓度低的第2导电型的第3半导体层。
7.如权利要求1～4中任意一项所述的半导体装置，其特征在于：
上述续流二极管具有：
半导体基体，具有一对主表面；
第1导电型的第1半导体层，在该半导体基体的一个主表面露出；
第2导电型的第2半导体层，在上述半导体基体的另一个主表面露出并且与上述第1半导体层相接；
肖特基电极，位于上述半导体基体的另一个主表面，与上述第1半导体层相接并形成肖特基结；
第2导电型的第4半导体层，在上述肖特基电极的与上述第2半导体层相对的一侧，设置在与上述第1半导体层之间；
绝缘栅，至少跨过该第4半导体层和上述第2半导体层；
阳极电极，与上述肖特基电极低电阻地电连接；以及
阴极电极，与上述第1半导体层低电阻地接触。
8.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于：
在上述肖特基电极与上述第1半导体层之间，具有浓度比上述第2半导体层的杂质浓度低的第2导电型的第5半导体层。
9.如权利要求5～8中任意一项所述的半导体装置，其特征在于：
通过对上述绝缘栅的栅电极施加负电压，将上述肖特基电极与上述第2半导体层电连接。
10.如权利要求1～4中任意一项所述的半导体装置，其特征在于：
上述续流二极管具有：
半导体基体，具有一对主表面；
第1导电型的第1半导体层，在该半导体基体的一个主表面露出；
第2导电型的第2半导体层，在上述半导体基体的另一个主表面露出并且与上述第1半导体层相接；
第1导电型的第6半导体层，形成在该第2半导体层内；
进行短路的单元，将该第6半导体层与上述第2半导体层电气短路；
肖特基电极，位于上述半导体基体的另一个主表面，与上述第1半导体层相接并形成肖特基结；
绝缘栅，跨过该肖特基电极、上述第2半导体层和上述第6半导体层；
阳极电极，与上述肖特基电极低电阻地电连接；以及
阴极电极，与上述第1半导体层低电阻地接触。
11.如权利要求10所述的半导体装置，其特征在于：
在上述肖特基电极与上述第1半导体层之间，具有浓度比上述第2半导体层的杂质浓度低的第2导电型的第3半导体层。
12.如权利要求1～4中任意一项所述的半导体装置，其特征在于：
上述续流二极管具有：
半导体基体，具有一对主表面；
第1导电型的第1半导体层，在该半导体基体的一个主表面露出；
第2导电型的第2半导体层，在上述半导体基体的另一个主表面露出并且与上述第1半导体层相接；
第1导电型的第6半导体层，形成在该第2半导体层内；
进行短路的单元，将该第6半导体层与上述第2半导体层电气短路；
肖特基电极，位于上述半导体基体的另一个主表面，与上述第1半导体层相接并形成肖特基结；
第2导电型的第3半导体层，在该肖特基电极与上述第1半导体层之间，浓度比上述第2半导体层的杂质浓度低；
第1导电型的第7半导体层，在该第3半导体层与上述肖特基电极之间；
绝缘栅，在上述另一个主表面，至少跨过该第7半导体层、上述第3半导体层、上述第1半导体层、上述第2半导体层和上述第6半导体层；
阳极电极，与上述肖特基电极低电阻地电连接；以及
阴极电极，与上述第1半导体层低电阻地接触。
13.如权利要求12所述的半导体装置，其特征在于：
上述第3半导体层与上述第2半导体层相接。
14.如权利要求10～13中任意一项所述的半导体装置，其特征在于：
通过对上述绝缘栅的栅电极施加正电压，将上述肖特基电极与上述第2半导体层电连接。
15.如权利要求7～9中任意一项所述的半导体装置，其特征在于：
上述第4半导体层、权利要求10～14中的上述第6半导体层、权利要求12～14中的上述第7半导体层中的至少某一个半导体层的带隙小于其它半导体层的带隙。
16.如权利要求1～15中任意一项所述的半导体装置，其特征在于：
开关功率器件是IGBT即绝缘栅双极型晶体管。
17.一种电力变换装置，其特征在于：
使用权利要求1～16中任意一项所述的半导体装置。
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