半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供一种半导体装置，其具备：半导体基板；第1导电型的发射区，其设置于半导体基板的内部；第2导电型的基区，其在半导体基板的内部，设置于发射区的下方；第1导电型的积累区，其在半导体基板的内部，设置于比基区更靠下方的位置，且包含氢作为杂质；以及沟槽部，其从半导体基板的上表面贯通发射区、基区以及积蓄区域而设置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及半导体装置的制造方法
本专利技术涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。
技术介绍
以往，在绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等半导体装置中，已知有将积累载流子的积累区形成于p型基区的下方的结构(例如，参照专利文献1和2)。通过积累载流子，减少半导体装置的通态电压。专利文献1：日本特开2007-311627号公报专利文献2：日本特开2014-7254号公报
技术实现思路
技术问题如果注入磷等杂质而在比较深的位置形成积累区，则积累区在半导体基板的深度方向上的位置及宽度易于产生偏差。如果在积累区的位置及宽度产生偏差，则会对基区的掺杂浓度分布带来影响，有导致半导体装置的阈值变动的情况。技术方案在本专利技术的第一方式中，提供具备半导体基板的半导体装置。半导体装置可以具备设置于半导体基板的内部的第1导电型的发射区。半导体装置可以在半导体基板的内部具备设置于发射区的下方的第2导电型的基区。半导体装置可以在半导体基板的内部具备设置于比基区更靠下方的位置，且包含氢作为杂质的第1导电型的积累区。半导体装置可以具备从半导体基板的上表面贯通发射区、基区以及积累区而设置的沟槽部。基区可以包含氢。半导体基板的深度方向上的氢的浓度分布可以在基区以及积累区这两区具有峰。位于积累区的氢浓度分布的峰值可以比位于基区的氢浓度分布的峰值高。在半导体基板的深度方向上，基区的掺杂浓度分布的峰位置和基区的氢浓度分布的峰位置可以一致。与位于基区的掺杂浓度分布的峰值相比，位于基区的氢浓度分布的峰值可以更大。半导体装置可以在半导体基板的内部具备设置于比积累区更靠下方的位置，掺杂浓度比发射区的掺杂浓度低的第1导电型的漂移区。位于基区的氢浓度分布的峰值可以比漂移区的掺杂浓度高。半导体装置可以在半导体基板的内部，在基区与积累区之间，具备掺杂浓度比积累区的掺杂浓度低的中间区。半导体装置可以在半导体基板的上表面具备以覆盖上述沟槽部的方式设置的层间绝缘膜。半导体装置可以具备设置于层间绝缘膜的整个上表面的势垒金属，该层间绝缘膜位于沟槽部的上方。在本专利技术的第二方式中，提供半导体装置的制造方法。制造方法可以在半导体基板的上表面侧，具备杂质区形成步骤，形成第1导电型的发射区以及设置于发射区的下方的第2导电型的基区。制造方法可以具备质子注入步骤，从半导体基板的上表面注入质子而形成设置于比基区更靠下方的位置，且包含氢作为杂质的第1导电型的积累区。制造方法可以在杂质区形成步骤与质子注入步骤之间，具备沟槽形成步骤，形成从半导体基板的上表面贯通发射区和基区的沟槽部。制造方法可以在杂质区形成步骤与质子注入步骤之间，具备层间绝缘膜形成步骤，在半导体基板的上表面以覆盖沟槽部的方式形成层间绝缘膜。制造方法可以在杂质区形成步骤与质子注入步骤之间，具备势垒金属形成步骤，在位于沟槽部的上方的层间绝缘膜的整个上表面形成势垒金属。上述的
技术实现思路
并未列举出本专利技术的所有必要特征。另外，这些特征组的子组合也能够构成专利技术。附图说明图1是部分地表示本专利技术的实施方式的半导体装置100的上表面的图。图2是表示图1的a-a’截面的一个例子的图。图3是表示图2的c-c’截面的杂质和氢的浓度分布的一个例子的图。图4是表示图2的c-c’截面的杂质和氢的浓度分布的其他的例子的图。图5是表示图1的a-a’截面的另一个例子的图。图6是表示图5的c-c’截面的杂质及氢的浓度分布的一个例子的图。图7是表示图1的a-a’截面的另一个例子的图。图8是表示图1的a-a’截面的另一个例子的图。图9是部分地表示半导体基板10的上表面附近的截面的图。图10是表示半导体装置100的制造方法的一个例子的流程图。符号说明10：半导体基板，11：阱区，12：发射区，14：基区，15：接触区，16：积累区，17：中间区，18：漂移区，19：高浓度区，20：缓冲区，21：连接部，22：集电区，24：集电极，25：连接部，26，28：接触孔，30：虚设沟槽部，32：虚设绝缘膜，34：虚设导电部，36：寿命控制体，38：层间绝缘膜，40：栅沟槽部，42：栅绝缘膜，44：栅导电部，48：栅通路，49：接触孔，50：栅金属层，52：发射电极，54：接触孔，60：绝缘沟槽部，62：势垒金属，70：晶体管部，80：二极管部，82：阴极区，100：半导体装置具体实施方式以下，通过专利技术的实施方式说明本专利技术，但以下的实施方式并不限定权利要求涉及的专利技术。另外，实施方式中说明的特征的组合的全部并不一定都是专利技术的解决方案所必须的。在本说明书中将与半导体基板的深度方向平行的方向的一侧称为“上”，将另一侧称为“下”。将基板、层或者其他的部件的2个主面中的一个表面称为上表面，将另一个表面称为下表面。“上”、“下”的方向不限定于重力方向。在各实施例中，示出了将第1导电型设为n型，将第2导电型设为p型的例子，但基板、层、区域等的导电型也可以是分别相反的极性。图1是部分地表示本专利技术的实施方式的半导体装置100的上表面的图。本例的半导体装置100是具有晶体管部70和二极管部80的半导体晶片，晶体管部70包括IGBT等晶体管，二极管部80包括FWD(FreeWheelingDiode，续流二极管)等二极管。二极管部80以与晶体管部70邻接的方式形成于半导体基板的上表面。图1中示出了芯片端部周边的芯片上表面，省略其他的区域。另外，图1中示出了位于半导体装置100的半导体基板的有源区，但半导体装置100还可以包围有源区而具有边缘终端结构部。有源区是指在将半导体装置100控制为导通状态的情况下有电流流通的区域。边缘终端结构部缓和半导体基板的上表面侧的电场集中。边缘终端结构部具有例如保护环、场板、降低表面电场结构(RESURF)以及将这些组合而成的结构。本例的半导体装置100具备形成于半导体基板的上表面侧的内部的栅沟槽部40、虚设沟槽部30、阱区11、发射区12、基区14以及接触区15。另外，本例的半导体装置100具备设置于半导体基板的上表面的上方的发射电极52及栅金属层50。发射电极52以及栅金属层50以相互分开的方式设置。栅沟槽部40及虚设沟槽部30为沟槽部的一个例子。在发射电极52及栅金属层50与半导体基板的上表面之间形成有层间绝缘膜，但图1中省略。在本例的层间绝缘膜，以贯通该层间绝缘膜的方式形成有接触孔26、接触孔28、接触孔49以及接触孔54。发射电极52通过接触孔54与位于半导体基板的上表面的发射区12、接触区15以及基区14接触。另外，发射电极52通过接触孔26以及接触孔28，与虚设沟槽部30内的虚设导电部连接。在发射电极52与虚设导电部之间，可以设置有由掺杂了杂质的多晶硅等的具有导电性的材料形成的连接部21及连接部25。连接部21和连接部25形成于半导体基板的上表面。连接部21以及连接部25与半导体基板之间由氧化膜等的绝缘膜绝缘。栅金属层50通过接触孔49与栅通路48接触。栅通路48由掺杂了杂质的多晶硅等形成。栅通路48在半导体基板的上表面，与栅沟槽部40内的栅导电部连接。栅通路48不与虚设沟槽部30内的虚设导电部连接。本例的栅通路48从接触孔49的下方形成到栅沟槽部40的前端部。栅通路48与半导体基板之间由氧化膜等的绝缘膜绝缘。在栅沟槽部40的前端部，栅导电部在半导体基板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体基板；第1导电型的发射区，其设置于所述半导体基板的内部；第2导电型的基区，其在所述半导体基板的内部，设置于所述发射区的下方；第1导电型的积累区，其在所述半导体基板的内部，设置于比所述基区更靠下方的位置，且包含氢作为杂质；以及沟槽部，其从所述半导体基板的上表面贯通所述发射区、所述基区以及所述积累区而设置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.12 JP 2016-1586941.一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体基板；第1导电型的发射区，其设置于所述半导体基板的内部；第2导电型的基区，其在所述半导体基板的内部，设置于所述发射区的下方；第1导电型的积累区，其在所述半导体基板的内部，设置于比所述基区更靠下方的位置，且包含氢作为杂质；以及沟槽部，其从所述半导体基板的上表面贯通所述发射区、所述基区以及所述积累区而设置。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述基区包含氢。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体基板的深度方向上的氢的浓度分布在所述基区及所述积累区这两区具有峰。4.根据权利要求2或3所述的半导体装置，其特征在于，位于所述积累区的氢浓度分布的峰值比位于所述基区的氢浓度分布的峰值高。5.根据权利要求2～4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，在所述半导体基板的深度方向上，所述基区的掺杂浓度分布的峰位置与所述基区的氢浓度分布的峰位置一致。6.根据权利要求2～5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，与所述基区的掺杂浓度分布的峰值相比，所述基区的氢浓度分布的峰值大。7.根据权利要求2～6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，在所述半导体基板的内部还具备第1导电型的漂移区，该第1导...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤达也，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP