半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置，所述半导体装置具有形成有IGBT的主IGBT区、形成有二极管的主二极管区、形成有IGBT的感测IGBT区、和形成有二极管的感测二极管区。体区与阳极区之间的间隔长于二者之间的n型区的移动率与寿命的乘积。阳极区与集电区之间的间隔长于二者之间的n型区的移动率与寿命的乘积。集电区的端部与体区之间的间隔长于二者之间的n型区的移动率与寿命的乘积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
(关联申请的相互参照)本申请为2014年2月10日提出的日本专利申请特愿2014-023867的关联申请，本申请要求基于该日本专利申请的优先权，并援引该日本专利申请所记载的全部内容来作为构成本说明书的内容。本说明书所公开的技术涉及一种半导体装置。
技术介绍
在国际公开第2011/138832号公报中公开了一种在同一半导体基板上形成有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极性晶体管)和二极管的半导体装置。此外，在该半导体基板上，在流有主电流的主IGBT之外还形成有流有较小的电流的感测IGBT。通过对流过感测IGBT的电流进行检测，从而能够检测出流过主IGBT的电流。此外，在该半导体基板上，在流有主电流的主二极管之外还形成有流有较小的电流的感测二极管。此外，通过对流过感测二极管的电流进行检测，从而能够检测出流过主二极管的电流。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在上述的半导体装置中，期望使感测IGBT以及感测二极管的检测精度进一步提高。用于解决课题的方法本说明书所公开的第一半导体装置具有半导体基板，所述半导体基板具有形成有IGBT的主IGBT区、形成有二极管的主二极管区、形成有IGBT的感测IGBT区、和形成有二极管的感测二极管区。所述感测IGBT区的面积小于所述主IGBT区。所述感测二极管区的面积小于所述主二极管区。跨及所述感测IGBT区与所述感测二极管区而形成有n型区。在所述感测IGBT区内形成
有：发射区，其为n型，并露出于所述半导体基板的表面；体区，其为p型，并与所述发射区相接；所述n型区，其通过所述体区而与所述发射区分离；集电区，其为p型，并露出于所述半导体基板的背面，且通过所述n型区而与所述体区分离；栅绝缘膜，其与所述体区相接；栅电极，其隔着所述栅绝缘膜而与所述体区对置。在所述感测二极管区内形成有：阳极区，其为p型，并露出于所述半导体基板的所述表面；所述n型区，其与所述阳极区相接，并露出于所述半导体基板的所述背面。通过所述n型区而使所述体区与所述阳极区分离。所述体区与所述阳极区之间的间隔长于所述体区与所述阳极区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。通过所述n型区而使所述阳极区与所述集电区分离。所述阳极区与所述集电区之间的间隔长于所述阳极区与所述集电区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。所述集电区的所述感测二极管区侧的端部与所述体区之间的间隔长于所述端部与所述体区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。另外，在本说明书中，“面积”是指在沿着半导体基板的厚度方向观察半导体基板时的面积。在该半导体装置中，体区与阳极区之间的间隔长于二者之间的n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。因此，抑制了载流子在体区与阳极区之间移动的情况。此外，在该半导体装置中，阳极区与集电区之间的间隔长于二者之间的n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。因此，抑制了载流子在阳极区与集电区之间移动的情况。此外，在该半导体装置中，集电区的感测二极管区侧的端部与体区之间的间隔长于所述端部与体区之间的n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。在集电区的感测二极管区侧中，n型区露出于半导体基板的背面。该露出的n型区作为二极管的所谓的阴极而发挥功能。即，所述端部与体区之间的间隔相当于二极管的阴极与体区之间的间隔。由于该间隔长于n型区中的的移动率与电子的寿命的乘积，因此抑制了载流子在阴极与体区之间移动的情况。如此，在该半导体装置中，抑制了载流子在感测IGBT区与感测二极管区之间移动的情况。即，抑制了感测IGBT与感测二极管之间的电流干扰。因此，能够准确地检测出感测IGBT区以及感测二极管区的电流。上述的半导体装置可以采用如下的方式，即，在隔着所述感测二极管区而位于所述感测IGBT区的相反侧的区域内，还具有露出于所述半导体基板的所述背面的外部p型区。此外，通过所述n型区而使所述阳极区与所述外部p型区分离，所述阳极区与所述外部p型区之间的间隔长于所述阳极区与所述外部p型区之间的所述n区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。根据这样的结构，能够抑制载流子在阳极区与外部p型区之间移动的情况。本说明书公开的第二半导体装置具有半导体基板，所述半导体基板具有形成有IGBT的主IGBT区、形成有二极管的主二极管区、形成有IGBT的感测IGBT区、和形成有二极管的感测二极管区。所述感测IGBT区的面积小于所述主IGBT区。所述感测二极管区的面积小于所述主二极管区。在所述感测IGBT区内形成有：发射区，其为n型，并露出于所述半导体基板的表面；体区，其为p型，并与所述发射区相接；IGBT漂移区，其通过所述体区而与所述发射区分离；集电区，其为p型，并露出于所述半导体基板的背面，且通过所述IGBT漂移区而与所述体区分离；栅绝缘膜，其与所述体区相接；栅电极，其隔着所述栅绝缘膜而与所述体区对置。在所述感测二极管区内形成有：阳极区，其为p型，并露出于所述半导体基板的所述表面；二极管漂移区，其与所述阳极区相接；阴极区，其为n型，并通过所述二极管漂移区而与所述阳极区分离，且露出于所述半导体基板的所述背面，并且与所述二极管漂移区相比n型杂质浓度较高。通过所述IGBT漂移区以及所述二极管漂移区而使所述体区与所述阳极区分离，在所述IGBT漂移区与所述二极管漂移区之间，形成有与所述IGBT漂移区以及所述二极管漂移区相比n型杂质浓度较高的高浓度n型区。在n型杂质浓度较高的高浓度n型区中，通过n型杂质或缺陷而使载流子被扩散。在该半导体装置中，由于在IGBT漂移区与二极管漂移区之间形成有高浓度n型区，因此，抑制了在感测IGBT区与感测二极管区之间载流子移动的情况。因此，能够准确地检测出感测IGBT区以及感测二极管区的电流。在所述半导体装置中，可以采用如下的方式，即，所述高浓度n型区从半导体基板的上表面起延伸至与所述IGBT漂移区以及所述二极管漂移区的厚度方向的中央部相比而较深的位置为止。本说明书所公开的第三个半导体装置具有半导体基板，所述半导体基板具有形成有IGBT的主IGBT区、形成有二极管的主二极管区、形成有IGBT的感测IGBT区、和形成有二极管的感测二极管区。所述感测IGBT区的面积小于所述主IGBT区。所述感测二极管区的面积小于所述主二极管区。在所述感测IGBT区内形成有：发射区，其为n型，并露出于所述半导体基板的表面；体区，其为p型，并与所述发射区相接；IGBT漂移区，其通过所述体区而与所述发射区分离；集电区，其为p型，并露出于所述半导体基板的背面，且通过所述IGBT漂移区而与所述体区分离；栅绝缘膜，其与所述体区相接；栅电极，其隔着所述栅绝缘膜而与所述体区对置。在所述感测二极管区内形成有：阳极区，其为p型，并露出于所述半导体基板的所述表面；二极管漂移区，其与所述阳极区相接；阴极区，其为n型，并通过所述二极管漂移区而与所述阳极区分离且露出于所述半导体基板的所述背面，并且与所述二极管漂移区相比n型杂质浓度较高。通过所述IGBT漂移区以及所述二极管漂移区而使所述体区与所述阳极区分离。在所述IGBT漂移区与所述二极管漂移区之间形成有绝缘层。在该半导体装置中，由于在IGBT漂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其为具有半导体基板的半导体装置，所述半导体基板具有形成有绝缘栅双极性晶体管的主绝缘栅双极性晶体管区、形成有二极管的主二极管区、形成有绝缘栅双极性晶体管的感测绝缘栅双极性晶体管区、和形成有二极管的感测二极管区，其中，所述感测绝缘栅双极性晶体管区的面积小于所述主绝缘栅双极性晶体管区，所述感测二极管区的面积小于所述主二极管区，跨及所述感测绝缘栅双极性晶体管区与所述感测二极管区而形成有n型区，在所述感测绝缘栅双极性晶体管区内形成有：发射区，其为n型，并露出于所述半导体基板的表面；体区，其为p型，并与所述发射区相接；所述n型区，其通过所述体区而与所述发射区分离；集电区，其为p型，并露出于所述半导体基板的背面，且通过所述n型区而与所述体区分离；栅绝缘膜，其与所述体区相接；栅电极，其隔着所述栅绝缘膜而与所述体区对置，在所述感测二极管区内形成有：阳极区，其为p型，并露出于所述半导体基板的所述表面；所述n型区，其与所述阳极区相接，并露出于所述半导体基板的所述背面，通过所述n型区而使所述体区与所述阳极区分离，所述体区与所述阳极区之间的间隔长于所述体区与所述阳极区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积，通过所述n型区而使所述阳极区与所述集电区分离，所述阳极区与所述集电区之间的间隔长于所述阳极区与所述集电区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积，所述集电区的所述感测二极管区侧的端部与所述体区之间的间隔长于所述端部与所述体区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.10 JP 2014-0238671.一种半导体装置，其为具有半导体基板的半导体装置，所述半导体基板具有形成有绝缘栅双极性晶体管的主绝缘栅双极性晶体管区、形成有二极管的主二极管区、形成有绝缘栅双极性晶体管的感测绝缘栅双极性晶体管区、和形成有二极管的感测二极管区，其中，所述感测绝缘栅双极性晶体管区的面积小于所述主绝缘栅双极性晶体管区，所述感测二极管区的面积小于所述主二极管区，跨及所述感测绝缘栅双极性晶体管区与所述感测二极管区而形成有n型区，在所述感测绝缘栅双极性晶体管区内形成有：发射区，其为n型，并露出于所述半导体基板的表面；体区，其为p型，并与所述发射区相接；所述n型区，其通过所述体区而与所述发射区分离；集电区，其为p型，并露出于所述半导体基板的背面，且通过所述n型区而与所述体区分离；栅绝缘膜，其与所述体区相接；栅电极，其隔着所述栅绝缘膜而与所述体区对置，在所述感测二极管区内形成有：阳极区，其为p型，并露出于所述半导体基板的所述表面；所述n型区，其与所述阳极区相接，并露出于所述半导体基板的所述背面，通过所述n型区而使所述体区与所述阳极区分离，所述体区与所述阳极区之间的间隔长于所述体区与所述阳极区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积，通过所述n型区而使所述阳极区与所述集电区分离，所述阳极区与所述集电区之间的间隔长于所述阳极区与所述集电区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积，所述集电区的所述感测二极管区侧的端部与所述体区之间的间隔长于所述端部与所述体区之间的所述n型区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，在隔着所述感测二极管区而位于所述感测绝缘栅双极性晶体管区的相反侧的区域内，还具有露出于所述半导体基板的所述背面的外部p型区，通过所述n型区而使所述阳极区与所述外部p型区分离，所述阳极区与所述外部p型区之间的间隔长于所述阳极区与所述外部p型区之间的所述n区中的电子的移动率与电子的寿命的乘积。3.一种半导体装置，其为具有半导体基板的半导体装置，所述半导体基板具有形成有绝缘栅双极性晶体管的主绝缘栅双极性晶体管区、形成有二极管的主二极管区、形成有绝缘栅双极性晶体管的感测绝缘栅双极性晶体管区、和形成有二极管的感测二极管区，其中，所述感测绝缘栅双极性晶体管区的面积小于所述主绝缘栅双极性晶体管区，所述感测二极管区的面积小于所述主二极管区，在所述感测绝缘栅双极性晶体管区内形成有：发射区，其为n型，并露出于所述半导体基板的表面；体区，...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村圭佑，龟山悟，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP