价本公开的第1实施方式所涉及的半导体装置 的反向电流的结果的曲线图。
[0030] 图12是表示在气氛温度为-40°C、25°C、85°C以及150°C时评价本公开的第1实施 方式所涉及的半导体装置的反向电流的结果的曲线图。
[0031] 图13是表示利用了包含运算放大器的电流电压变换电路的、用于测量本公开的 第1实施方式所涉及的半导体装置正向电流以及反向电流的测量系统的电路构成的图。
[0032] 图14是表示本公开的第1实施方式所涉及的半导体装置中的主区域的反向 Ism-Vds曲线的栅极电压依赖性的曲线图。
[0033] 图15(a)是表示本公开的第2实施方式所涉及的半导体装置的概要的俯视图，（b) 是表示（a)中的A-A'部分的概要的剖视图，（c)是表示该半导体装置中的单位单元的概要 的剖视图，（d)是表示图15(b)中的、主区域320与感测区域321的交界部分的放大剖视图。
[0034] 图16是表示本公开的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的一部分的 剖视图。
[0035] 图17是表示本公开的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的一部分的 剖视图。
[0036] 图18是表示本公开的第2实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的一部分的 剖视图。
[0037] 图19是表示具备本公开的第3实施方式所涉及的逆变器的负载驱动系统的构成 的框图。
[0038] 图20是表示本公开的第3实施方式所涉及的电流电压变换部（下臂用）的框图。
[0039] 图21是表示本公开的第3实施方式所涉及的电流电压变换部（上臂用）的框图。
[0040] 图22是表示本公开的第3实施方式所涉及的栅极控制部的框图。
[0041] 图23A是与在本公开的第3实施方式所涉及的负载驱动系统中流动正向的过电流 的情况下的保护动作有关的时序图。
[0042] 图23B是与在本公开的第3实施方式所涉及的负载驱动系统中流动反正向的过电 流的情况下的保护动作有关的时序图。
[0043] 图23C是与在本公开的第3实施方式所涉及的负载驱动系统中使再生电阻以及逆 变器的半导体装置消耗再生能量的情况下的保护动作有关的时序图。
[0044] 图24是表示本公开的第3实施方式所涉及的半导体装置的反向的IV曲线的温度 特性的曲线图。
[0045] 图25是表示本公开的第4实施方式所涉及的栅极控制部的框图。
[0046] 图26是与在本公开的第4实施方式所涉及的负载驱动系统中流动反正向的过电 流的情况下的保护动作有关的时序图。
[0047] 图27是表示具备比较例所涉及的逆变器的负载驱动系统的构成的框图。
[0048] 图28 (a)是本实施方式的单位单元的剖面构造图，（b)是表示反向动作时的（a)的 A-A'处的导带能量的分布的图，（c)是表示正向动作时的（a)的A-A'处的导带能量的分布 的图。
[0049] 图29(a)是本实施方式的单位单元的剖面构造图，（b)是（a)的C-C'处的电势分 布图。
[0050] 图30是表示本实施方式的半导体装置的体区域的掺杂剂浓度、与Vth以及I VfO 的相关的图。
[0051] 图31是表示在本实施方式的半导体装置中改变了第2碳化硅半导体层的厚度d 和杂质浓度Nd时的Vth与IVfOl的相关的图。
【具体实施方式】
[0052] 本公开的半导体装置的概要如下。
[0053] 本公开的一实施方式的半导体装置包含：第1导电型的半导体基板，其包含主区 域以及感测区域；多个单位单元，其分别设置于所述第1导电型的半导体基板的所述主区 域以及所述感测区域，具有金属-绝缘体-半导体场效应晶体管，且所述感测区域中所含的 单位单元的数量小于所述主区域中所含的单位单元的数量，在所述主区域以及所述感测区 域的各区域中，所述金属-绝缘体-半导体场效应晶体管被并联连接；栅极焊盘，其配置于 所述半导体基板的主面侧；相互绝缘的第1源极焊盘以及第2源极焊盘；以及漏极焊盘，其 配置于所述半导体基板的背面侧，各金属-绝缘体-半导体场效应晶体管包含：第1导电 型的第1碳化硅半导体层，其位于所述半导体基板的主面上；第2导电型的体区域，其与所 述第1碳化硅半导体层相接；第1导电型的源极区域，其与所述体区域相接；第2碳化硅半 导体层，其配置在所述第1碳化硅半导体层上且与所述体区域以及所述源极区域的至少一 部分相接；所述第2碳化硅半导体层上的栅极绝缘膜；所述栅极绝缘膜上的栅极电极；源极 电极，其与所述源极区域接触；以及漏极电极，其配置于所述半导体基板的背面侧，若将以 所述源极电极的电位为基准的所述漏极电极的电位设为Vds、将以所述源极电极的电位为 基准的所述栅极电极的电位设为Vgs、且将所述金属-绝缘体-半导体场效应晶体管的栅 极阈值电压设为Vth，则在所述Vds为正的情况下，在所述Vgs为所述Vth以上时，所述金 属-绝缘体-半导体场效应晶体管作为从所述漏极电极向所述源极电极流动电流的二极管 发挥作用，在所述Vds为负的情况下，在所述Vgs小于Vth时，所述金属-绝缘体-半导体 场效应晶体管作为从所述源极电极向所述漏极电极流动电流的二极管发挥作用，所述二极 管的启动电压的绝对值小于由所述体区域和所述第1碳化硅半导体层构成的体二极管的 启动电压的绝对值，所述主区域中所含的所述单位单元中的所述栅极电极以及所述感测区 域中所含的所述单位单元中的所述栅极电极与所述栅极焊盘电连接，所述主区域中所含的 所述单位单元中的所述漏极电极以及所述感测区域中所含的所述单位单元中的所述漏极 电极与所述漏极焊盘电连接，所述主区域中所含的所述单位单元中的所述源极电极与所述 第1源极焊盘电连接，所述感测区域中所含的所述单位单元中的所述源极电极与所述第2 源极焊盘电连接。
[0054] 可以是，所述体区域中的至少与所述第2碳化硅半导体层相接的区域的杂质浓度 为I X IO18CnT3以上，所述第2碳化娃半导体层的杂质浓度为I X 10 17CnT3以上且4X 10 18CnT3 以下，所述第2碳化硅半导体层的厚度为20nm以上且70nm以下。
[0055] 可以是，所述半导体装置还具备：第1导电型的所述第1碳化硅半导体层，其位于 所述主区域与所述感测区域的交界，并位于所述半导体基板上；以及第2导电型的元件分 离区域，其设置于所述第1碳化硅半导体层，在所述元件分离区域上未配置第2碳化硅半导 体层。
[0056] 可以是，所述半导体装置还具备沟槽，该沟槽贯通所述体区域以及所述源极区域， 并到达所述第1碳化硅半导体层。
[0057] 所述感测区域中流动的电流可以为IOOmA以下。
[0058] 可以是，在所述漏极焊盘和所述第2源极焊盘之间流动的电流与在所述漏极焊盘 和所述第1源极焊盘之间流动的电流成比例。
[0059] 可以是，在所述漏极焊盘和所述第2源极焊盘之间流动的电流的方向与在所述漏 极焊盘和所述第1源极焊盘之间流动的电流的方向一致。
[0060] 本公开的一实施方式所涉及的逆变器具备：支路，其由上臂以及下臂构成，且所述 上臂以及下臂当中至少一者是上位机中任一项所述的半导体装置；电流电压变换部，其与 所述半导体装置的所述第2源极焊盘连接，并输出与在所述漏极焊盘和所述第2源极焊盘 之间流动的电流的值对应的值的电压；以及栅极电压控制部，其基于从所述电流电压变换 部输出的所述电压，来对施加至所述半导体装置的所述栅极焊盘的电压进行控制。
[0061 ] 所述电流电压变换部可以包含：运算放大器，其包含反相输入端子、非反相输入端 子以及输出端子；以及电阻，其对所述反相输入端子与所述输出端子进行连接。
[0062] 所述运算放大器可以是双电源类型。
[0063] 可以是，所述逆变器还具备：平滑电容器，其与所述支路并联连接；电压检测部， 其对所述平滑电容器的电压进行检测；以及再生电力消耗电路，其包含用于将从负载向所 述逆变器流动的再生电流作为热进行消耗的电阻、以及对所述电阻中流动的再生电流进行 控制的开关元件，所述栅极电压控制部将由所述电压检测部检测出的所述平滑电容器的电 压与基准电压值进行比较，在所述平滑电容器的电压超过所述基准电压值的情况下，控制 所述开关元件以使在所述电阻中流动所述再生电流。
[0064] 可以是，所述逆变器还具备：平滑电容器，其与所述支路并联连接；以及电压检测 部，其对所述平滑电容器的电压进行检测