半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供半导体装置，具备：半导体基板，其具有第一导电型的漂移区；第一沟槽部，其从半导体基板的上表面设置到半导体基板的内部；第二导电型的基区，其以与第一沟槽部邻接的方式设置在半导体基板的上表面与漂移区之间；第一导电型的第一蓄积区，其设置在基区与漂移区之间，且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高；第一导电型的第二蓄积区，其设置在比第一蓄积区深的位置，且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高；以及第二导电型的中间区域，其设置在第一蓄积区与第二蓄积区之间，第二蓄积区具有第一开口部，所述第一开口部设置在比第一蓄积区深的位置。

Semiconductor Device

The invention provides a semiconductor device, which comprises: a semiconductor substrate with a first conductive drift zone; a first groove portion, which is arranged from the upper surface of the semiconductor substrate to the inner part of the semiconductor substrate; a second conductive base portion, which is arranged between the upper surface and the drift zone of the semiconductor substrate in a manner adjacent to the first groove portion; and a first conductive accumulation region, which has a first conductive storage area. The doping concentration is higher in the drift region than in the base region; the second storage region of the first conductive type is located deeper than that of the first storage region, and the doping concentration is higher than that of the drift region; and the middle region of the second conductive type is located between the first storage region and the second storage region, and the second storage region has the first opening. The first opening is located deeper than the first storage area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
以往，已知在绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等半导体装置中，在作为沟道发挥功能的P型的基区下设置高浓度的N型区域的构成(例如，参照专利文献1)。另外，已知在正面侧具备n+源极层和沟槽的反向导通IGBT(RC-IGBT)(例如，参照专利文献2)。专利文献1：日本特开2014-197702号公报专利文献2：日本特开平11-97715号公报
技术实现思路
技术问题优选半导体装置的耐压等特性好。技术方案为了解决上述课题，在本专利技术的一个方式中，提供具备具有第一导电型的漂移区的半导体基板的半导体装置。半导体装置可以具备从半导体基板的上表面设置到上述半导体基板的内部的第一沟槽部。半导体装置可以具备以与第一沟槽部邻接的方式设置在半导体基板的上表面与漂移区之间的第二导电型的基区。半导体装置可以具备设置在基区与漂移区之间，且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高的第一导电型的第一蓄积区。半导体装置可以具备设置在比第一蓄积区深的位置，且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高的第一导电型的第二蓄积区。半导体装置可以具备设置在第一蓄积区与第二蓄积区之间的第二导电型的中间区域。第二蓄积区可以具有设置在比第一蓄积区深的位置的第一开口部。第一蓄积区可以在其与第一沟槽部之间具有第一间隙。第二蓄积区可以以在半导体基板的深度方向上与第一间隙重叠的方式设置。第一开口部可以设置在不与第一间隙重叠的位置。半导体装置可以具备从半导体基板的上表面设置到半导体基板的内部，且与第一沟槽部对置的第二沟槽部。第一蓄积区可以在其与第二沟槽部之间具有第二间隙。第二蓄积区可以以在半导体基板的深度方向上与第二间隙重叠的方式设置。第一开口部可以设置在半导体基板的深度方向上与第二间隙不重叠的位置。第一沟槽部可以为栅极沟槽部。半导体装置可以具备以与第一沟槽部邻接的方式设置在半导体基板的上表面与基区之间，且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高的第一导电型的发射区。可以将在半导体基板的内部被第一沟槽部和第二沟槽部所夹的区域作为台面部。可以将连结第一沟槽部和第二沟槽部的方向作为台面宽度方向。在台面宽度方向上，第一开口部的宽度可以比第二蓄积区的宽度小。第一开口部可以包含台面部的台面宽度方向上的中央的方式配置。中间区域可以在半导体基板的深度方向上与第一开口部重叠。中间区域还可以设置在第一开口部的内部。中间区域可以以穿过第一开口部而相对于第二蓄积区向下侧突出的方式设置。中间区域可以以在半导体基板的深度方向上不与第一开口部重叠的方式配置。第一蓄积区在与第一开口部重叠的区域可以具有第二开口部。将第一间隙在台面宽度方向上的宽度记为L1，将台面部在台面宽度方向上的宽度记为M的情况下，可以为0＜L1/M≤0.1。第一沟槽部可以以在半导体基板的上表面沿着预先确定的延伸方向延伸的方式设置。第一沟槽部在与延伸方向垂直的截面上可以具有侧壁形成为直线状的上侧部分。第一沟槽部可以具有设置于上侧部分的下侧且侧壁形成为曲线状的下侧部分。将在与延伸方向垂直的截面上，不通过第二蓄积区地连结第一沟槽部的下侧部分的上端与中间区域的最短路径的距离记为X，将台面部的宽度记为M的情况下，可以为M/2＜X。将第一间隙在台面宽度方向上的宽度记为L1，将第一开口部在台面宽度方向上的宽度记为L2的情况下，可以为L1＜L2。将第一间隙与第一开口部之间在台面宽度方向上的距离记为L3，将台面部在台面宽度方向上的宽度记为M的情况下，可以为0.9×M/2≤L3。第一开口部的在台面宽度方向上的宽度可以比在与中间区域的在半导体基板的上表面垂直的深度方向上的厚度大。在与半导体基板的上表面垂直的深度方向上，设置于发射区的下侧的基区的厚度可以比中间区域的厚度大。在与半导体基板的上表面垂直的深度方向上，第一蓄积区的厚度可以比中间区域的厚度大。在与半导体基板的上表面垂直的深度方向上，第二蓄积区的厚度可以比中间区域的厚度大。半导体基板可以包括含有栅极沟槽部的晶体管部和形成有二极管的二极管部。二极管部可以具有多个从半导体基板的上表面设置到半导体基板的内部的虚设沟槽部。将二极管部的半导体基板的内部的夹在虚设沟槽部之间的区域作为台面部的情况下，二极管部的台面部可以具有基区、第一蓄积区、第二蓄积区和中间区域。半导体基板可以具备配置在晶体管部与二极管部之间的边界台面部。边界台面部可以具有基区、第一蓄积区、第二蓄积区和中间区域。边界台面部处的第一开口部的宽度可以比晶体管部中的任意晶体管部的台面部处的第一开口部的宽度均大。二极管部的台面部处的第一开口部的宽度可以比晶体管部的台面部处的第一开口部的宽度大。半导体装置可以具备配置于半导体基板的下表面的集电极。半导体装置可以具备设置于晶体管部的半导体基板的内部，且与集电极电连接的第二导电型的集电区。半导体装置可以具备设置于二极管部的半导体基板的内部，且与集电极电连接的第一导电型的阴极区。半导体装置可以具备在半导体基板的内部形成于阴极区的上方，且不与集电极接触的第二导电型的浮置区。浮置区可以具有第三开口部。第三开口部可以配置在与设置于二极管部的第二蓄积区的第一开口部重叠的位置。设置于二极管部的第二蓄积区的第一开口部的个数可以比设置于晶体管部的第二蓄积区的第一开口部的个数多。可以将在半导体基板的内部被2个虚设沟槽部所夹的区域作为台面部。可以将连结2个虚设沟槽部的方向作为台面宽度方向。在二极管部的第二蓄积区，可以沿着台面宽度方向配置有多个第一开口部。沿着台面宽度方向配置于二极管部的第二蓄积区的多个第一开口部中的最接近虚设沟槽部的第一开口部的宽度可以比最远离虚设沟槽部的第一开口部的宽度大。在二极管部的台面部处的半导体基板的上表面，沿着与台面宽度方向垂直的方向交替地配置第二导电型的接触区和空穴的迁移率比接触区的空穴的迁移率小的调整区。在二极管部的第二蓄积区中沿着台面宽度方向配置的多个第一开口部中的最接近虚设沟槽部的第一开口部可以以与接触区重叠的方式沿着与台面宽度方向垂直的方向离散地配置。半导体基板还可以具备形成有二极管的二极管部。二极管部可以具有基区。二极管部可以具有第一蓄积区。二极管部可以具有第二蓄积区。二极管部可以具有中间区域。二极管部可以具有与基区接触且从半导体基板的上表面形成到漂移区，且掺杂浓度比基区的掺杂浓度高的第二导电型的柱区。在半导体基板的上表面，柱区可以被掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高的高浓度区所夹。柱区的在半导体基板的深度方向上的掺杂浓度分布可以具有多个峰。柱区的掺杂浓度分布成为极小值的深度位置可以不与第二蓄积区重叠。柱区的掺杂浓度的峰值可以为5.0×1017/cm3以上且1.0×1020/cm3以下。应予说明，上述的
技术实现思路
未列举本专利技术的所有必要特征。另外，这些特征群的子组合也另外能够成为专利技术。附图说明图1是局部地示出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是放大地示出晶体管部70、二极管部80和边界部90处的台面部60的俯视图。图3是表示图1的a-a截面处的半导体装置100的结构的一个例子的图。图4是台面部60的YZ截面的放大图。图5是台面部60的YZ截面的另一例的放大图。图6是台面部60的YZ截面的另一例的放大图。图7是台面部60的YZ截面的另一例的放大图。图8是表示图1的a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，其具有第一导电型的漂移区；第一沟槽部，其从所述半导体基板的上表面设置到所述半导体基板的内部；第二导电型的基区，其以与所述第一沟槽部邻接的方式设置在所述半导体基板的上表面与所述漂移区之间；第一导电型的第一蓄积区，其设置在所述基区与所述漂移区之间，且掺杂浓度比所述漂移区的掺杂浓度高；第一导电型的第二蓄积区，其设置在比所述第一蓄积区深的位置，且掺杂浓度比所述漂移区的掺杂浓度高；以及第二导电型的中间区域，其设置在所述第一蓄积区与所述第二蓄积区之间，所述第二蓄积区具有第一开口部，所述第一开口部设置在比所述第一蓄积区深的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.31 JP 2017-1077021.一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体基板，其具有第一导电型的漂移区；第一沟槽部，其从所述半导体基板的上表面设置到所述半导体基板的内部；第二导电型的基区，其以与所述第一沟槽部邻接的方式设置在所述半导体基板的上表面与所述漂移区之间；第一导电型的第一蓄积区，其设置在所述基区与所述漂移区之间，且掺杂浓度比所述漂移区的掺杂浓度高；第一导电型的第二蓄积区，其设置在比所述第一蓄积区深的位置，且掺杂浓度比所述漂移区的掺杂浓度高；以及第二导电型的中间区域，其设置在所述第一蓄积区与所述第二蓄积区之间，所述第二蓄积区具有第一开口部，所述第一开口部设置在比所述第一蓄积区深的位置。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一蓄积区在其与所述第一沟槽部之间具有第一间隙。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述第二蓄积区以在所述半导体基板的深度方向上与所述第一间隙重叠的方式设置，所述第一开口部设置在不与所述第一间隙重叠的位置。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具备第二沟槽部，所述第二沟槽部从所述半导体基板的上表面设置到所述半导体基板的内部，且与所述第一沟槽部对置，所述第一蓄积区在其与所述第二沟槽部之间具有第二间隙，所述第二蓄积区以在所述半导体基板的深度方向上与所述第二间隙重叠的方式设置，所述第一开口部设置在所述半导体基板的深度方向上与所述第二间隙不重叠的位置。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述第一沟槽部为栅极沟槽部，所述半导体装置还具备第一导电型的发射区，所述第一导电型的发射区以与所述第一沟槽部邻接的方式设置在所述半导体基板的上表面与所述基区之间，且掺杂浓度比所述漂移区的掺杂浓度高。6.根据权利要求4或5所述的半导体装置，其特征在于，在将所述半导体基板的内部中被所述第一沟槽部和所述第二沟槽部所夹的区域作为台面部，将连结所述第一沟槽部和所述第二沟槽部的方向作为台面宽度方向的情况下，在所述台面宽度方向上，所述第一开口部的宽度比所述第二蓄积区的宽度小。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，所述第一开口部以包含所述台面部的所述台面宽度方向上的中央的方式配置。8.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述中间区域在所述半导体基板的深度方向上与所述第一开口部重叠。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于，所述中间区域还设置在所述第一开口部的内部。10.根据权利要求8或9所述的半导体装置，其特征在于，所述中间区域以穿过所述第一开口部而相对于所述第二蓄积区向下侧突出的方式设置。11.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述中间区域以在所述半导体基板的深度方向上不与所述第一开口部重叠的方式配置。12.根据权利要求1～11中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第一蓄积区在与所述第一开口部重叠的区域具有第二开口部。13.根据权利要求6或7所述的半导体装置，其特征在于，在将所述第一间隙在所述台面宽度方向上的宽度记为L1，将所述台面部在所述台面宽度方向上的宽度记为M的情况下，0＜L1/M≤0.1。14.根据权利要求6或7所述的半导体装置，其特征在于，所述第一沟槽部以在所述半导体基板的上表面沿着预先确定的延伸方向延伸的方式设置，所述第一沟槽部在与所述延伸方向垂直的截面上具有侧壁形成为直线状的上侧部分以及设置于所述上侧部分的下侧且侧壁形成为曲线状的下侧部分，在与所述延伸方向垂直的截面上，将不通过所述第二蓄积区地连结所述第一沟槽部的下侧部分的上端与所述中间区域的最短路径的距离记为X，将所述台面部的宽度记为M的情况下，M/2＜X。15.根据权利要求6或7所述的半导体装置，其特征在于，将所述第一间隙在所述台面宽度方向上的宽度记为L1，将所述第一开口部在所述台面宽度方向上的宽度记为L2的情况下，L1＜L2。16.根据权利要求6或7所述的半导体装置，其特征在于，将所述第一间隙与所述第一开口部之间在所述台面宽度方向上的距离记为L3，将所述台面部在所述台面宽度方向上的宽度记为M的情况下，0.9×M/2≤L3。17.根据权利要求6或7所述的半导体装置，其特征在于，所述第一开口部的在所述台面宽度方向上的宽度比所述中间区域的在与所述半导体基板的上表面垂直的深度方向上的厚度大。18.根据权利要求5所述的半...

【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