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，其具备：半导体基板，其具有第一导电型的漂移区；晶体管部，其设置于半导体基板；相邻元件部，其设置于半导体基板，并且沿预先设定的排列方向与晶体管部排列，晶体管部和相邻元件部这两者都具有：第二导电型的基区，其在半导体基板的内部设置于漂移区的上方；多个沟槽部，其从半导体基板的上表面贯穿基区并在半导体基板的上表面沿与排列方向垂直的延伸方向延伸且在内部设置有导电部；第一下表面侧寿命控制区域，其在半导体基板的下表面侧从晶体管部连续地设置到相邻元件部，并包含寿命控制剂，在俯视半导体基板时，第一下表面侧寿命控制区域在排列方向上设置于整个晶体管部和相邻元件部的一部分。

Semiconductor device

The invention provides a semiconductor device, which has: a semiconductor substrate, which has a drift area of the first conductive type; a transistor part, which is arranged on the semiconductor substrate; an adjacent component part, which is arranged on the semiconductor substrate, and is arranged with the transistor part along the preset arrangement direction; both the transistor part and the adjacent component part have: a base area of the second conductive type, which is arranged on the semiconductor substrate The inner part of the substrate is arranged above the drift area; a plurality of groove parts run through the substrate area from the upper surface of the semiconductor substrate and extend along the extension direction perpendicular to the arrangement direction on the upper surface of the semiconductor substrate and are internally provided with a conductive part; the first lower surface side life control area is continuously arranged from the transistor part to the adjacent component part on the lower surface side of the semiconductor substrate, and The first lower surface side life control region is arranged on a part of the whole transistor part and the adjacent component part in the arrangement direction when looking down on the semiconductor substrate.

【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，已知绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等半导体装置(例如参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2012-43891号公报
技术实现思路
技术问题在半导体装置中，优选改善漏电流等特性。技术方案在本专利技术的一个方式中，提供一种半导体装置，其具备：半导体基板，其具有第一导电型的漂移区；晶体管部，其设置于半导体基板；相邻元件部，其设置于半导体基板，并沿预先设定的排列方向与所述晶体管部排列。晶体管部和相邻元件部这两者都具有：第二导电型的基区，其在半导体基板的内部设置于漂移区的上方；多个沟槽部，其从半导体基板的上表面贯穿基区，在半导体基板的上表面沿与排列方向垂直的延伸方向延伸，并且在内部设置有导电部；包含寿命控制剂的第一下表面侧寿命控制区域，其在半导体基板的下表面侧，从晶体管部连续地设置到相邻元件部。在俯视半导体基板时，第一下表面侧寿命控制区域在排列方向上设置于整个晶体管部和相邻元件部的一部分。在半导体基板的下表面侧可以还具有包含寿命控制剂的第二下表面侧寿命控制区域，所述第二下表面侧寿命控制区域以半导体基板的下表面为基准而设置在比第一下表面侧寿命控制区域更深的位置，并且在俯视半导体基板时与第一下表面侧寿命控制区域重叠地配置。第二下表面侧寿命控制区域可以在排列方向上从所述晶体管部连续地设置到所述相邻元件部，并且设置于晶体管部的一部分和相邻元件部的一部分。晶体管部可以在半导体基板的上表面侧还具有包含寿命控制剂的上表面侧寿命控制区域。在晶体管部，第二下表面侧寿命控制区域的端部可以设置在比上表面侧寿命控制区域的端部更靠排列方向上的相邻元件部侧的位置。在晶体管部的排列方向上的端部，第一下表面侧寿命控制区域和第二下表面侧寿命控制区域可以在半导体基板的深度方向上重叠。相邻元件部可以具有二极管部以及沿排列方向夹在二极管部与晶体管部之间的边界部。第一下表面侧寿命控制区域和第二下表面侧寿命控制区域可以在边界部，在所述半导体基板的深度方向上重叠。在二极管部的排列方向上的端部，第一下表面侧寿命控制区域和第二下表面侧寿命控制区域可以在半导体基板的深度方向上不重叠。上表面侧寿命控制区域可以在半导体基板的上表面侧从晶体管部起连续地设置到相邻元件部。上表面侧寿命控制区域可以在排列方向上设置于晶体管部的一部分和整个相邻元件部。半导体装置还可以具有在俯视半导体基板时与多个沟槽部重叠地设置的第二导电型的阱区。上表面侧寿命控制区域的一部分可以从阱区的端部起沿延伸方向以预先设定的长度设置到阱区外。预先设定的长度可以大于半导体基板的深度方向上的厚度。在俯视半导体基板时，第二下表面侧寿命控制区域的一部分可以从阱区的端部起沿延伸方向以预先设定的长度设置到阱区外。预先设定的长度可以大于所述半导体基板的深度方向上的厚度。在俯视半导体基板时，第一下表面侧寿命控制区域的一部分可以从阱区的端部起沿延伸方向以预先设定的长度设置到阱区外。预先设定的长度可以大于半导体基板的深度方向上的厚度。半导体装置可以具备设置有晶体管部和相邻元件部的有源部。半导体装置可以具备在俯视半导体基板时包围有源部的边缘终端构造部。在边缘终端构造部的至少一部分的区域可以不设置第一下表面侧寿命控制区域。应予说明，通过专利技术的实施方式对本专利技术进行说明，但以下实施方式并不限定权利要求书所涉及的专利技术。此外，实施方式中所说明的特征的全部组合未必是专利技术的技术方案所必须的。应予说明，上述专利技术概要没有列举本专利技术的全部必要技术特征。另外，这些特征组的子组合也可以成为专利技术。附图说明图1a是局部表示本实施方式的半导体装置100的上表面的图。图1b是表示图1a中的a-a’截面的一例的图。图1c是表示图1b的b-b’截面中的上表面侧寿命控制区域72及第一下表面侧寿命控制区域74的寿命控制剂浓度分布的一例的图。图2a是局部表示比较例的半导体装置150的上表面的图。图2b是表示图2a中的z-z’截面的一例的图。图3a是表示图1a中的a-a’截面的另一例的图。图3b是表示图3a的c-c’截面中的上表面侧寿命控制区域72、第一下表面侧寿命控制区域74及第二下表面侧寿命控制区域75-1的寿命控制剂浓度分布的图。图3c是表示图1a中的a-a’截面的另一例的图。图4a是表示图1a中的a-a’截面的另一例的图。图4b是表示图1a中的a-a’截面的另一例的图。图5a是表示图1a中的a-a’截面的另一例的图。图5b是表示图5a的d-d’截面中的上表面侧寿命控制区域72、第一下表面侧寿命控制区域74及第二下表面侧寿命控制区域75的寿命控制剂浓度分布的图。图5c是表示图1a中的a-a’截面的另一例的图。图5d是表示图1a中的a-a’截面的另一例的图。图5e是表示图1a中的a-a’截面的另一例的图。图6是表示在图1a的半导体装置100中，包含位于阱区11的外侧的外周区域96的上表面的一例的图。图7a是以包含直到在Y轴方向正侧与晶体管部70相邻的相邻元件部80为止的方式来表示图1b所示的截面图的图。图7b是以包含直到在Y轴方向正侧与晶体管部70相邻的相邻元件部80为止的方式来表示图3a所示的截面图的图。图7c是以包含直到在Y轴方向正侧与晶体管部70相邻的相邻元件部80为止的方式来表示图5a所示的截面图的图。图8是表示半导体基板10的上表面的构造的图。图9是表示在俯视半导体基板10时，设置有上表面侧寿命控制区域72的范围的图。图10是表示在俯视半导体基板10时，设置有第一下表面侧寿命控制区域74的范围的图。图11是表示设置有第一下表面侧寿命控制区域74的范围的另一例的图。图12是放大图11的区域A而得的俯视图。图13是表示图12中的e-e’截面的一例的图。图14是表示图11中的f-f’截面的一例的图。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···蓄积区、18···漂移区、20···缓冲区、21···上表面、22···集电区、23···下表面、24···集电电极、25···连接部、29···延伸部分、30···虚设沟槽部、31···连接部分、32···虚设绝缘膜、34···虚设导电部、38···层间绝缘膜、39···延伸部分、40···栅极沟槽部、41···连接部分、42···栅极绝缘膜、44···栅极导电部、48···栅极流道、49···接触孔、50···栅极金属层、52···发射电极、54···接触孔、56···接触孔、60···第一台面部、62···第二台面部、64···第三台面部、70···晶体管部、72···上表面侧寿命控制区域、74···第一下表面侧寿命控制区域、75···第二下表面侧寿命控制区域、75-1···第二下表面侧寿命控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有：/n半导体基板，其具有第一导电型的漂移区；/n晶体管部，其设置于所述半导体基板；以及/n相邻元件部，其设置于所述半导体基板，并且沿预先设定的排列方向与所述晶体管部排列；/n所述晶体管部和所述相邻元件部这两者都具有：/n第二导电型的基区，其在所述半导体基板的内部设置在所述漂移区的上方；/n多个沟槽部，其从所述半导体基板的上表面贯穿所述基区，在所述半导体基板的上表面沿与所述排列方向垂直的延伸方向延伸，并且在内部设置有导电部；以及/n包含寿命控制剂的第一下表面侧寿命控制区域，其在所述半导体基板的下表面侧，从所述晶体管部起连续地设置到所述相邻元件部，/n在俯视所述半导体基板时，所述第一下表面侧寿命控制区域在所述排列方向上设置在整个所述晶体管部和所述相邻元件部的一部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171115 JP 2017-2203471.一种半导体装置，其特征在于，具有：
半导体基板，其具有第一导电型的漂移区；
晶体管部，其设置于所述半导体基板；以及
相邻元件部，其设置于所述半导体基板，并且沿预先设定的排列方向与所述晶体管部排列；
所述晶体管部和所述相邻元件部这两者都具有：
第二导电型的基区，其在所述半导体基板的内部设置在所述漂移区的上方；
多个沟槽部，其从所述半导体基板的上表面贯穿所述基区，在所述半导体基板的上表面沿与所述排列方向垂直的延伸方向延伸，并且在内部设置有导电部；以及
包含寿命控制剂的第一下表面侧寿命控制区域，其在所述半导体基板的下表面侧，从所述晶体管部起连续地设置到所述相邻元件部，
在俯视所述半导体基板时，所述第一下表面侧寿命控制区域在所述排列方向上设置在整个所述晶体管部和所述相邻元件部的一部分。


2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
在所述半导体基板的下表面侧还具有包含寿命控制剂的第二下表面侧寿命控制区域，所述第二下表面侧寿命控制区域以所述半导体基板的下表面为基准而设置在比所述第一下表面侧寿命控制区域更深的位置，并且在俯视所述半导体基板时与所述第一下表面侧寿命控制区域重叠地设置。


3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第二下表面侧寿命控制区域在所述排列方向上从所述晶体管部连续地设置到所述相邻元件部，并且设置在所述晶体管部的一部分和所述相邻元件部的一部分。


4.如权利要求2或3所述的半导体装置，其特征在于，
在所述晶体管部的所述排列方向上的端部，所述第一下表面侧寿命控制区域和所述第二下表面侧寿命控制区域在所述半导体基板的深度方向上重叠。


5.如权利要求2至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述晶体管部在所述半导体基板的上表面侧还具有包含寿命控制剂的上表面侧寿命控制区域，
在所述晶体管部，所述第二下表面侧寿命控制区域的端部设置在比所述上表面侧寿命控制区域的端部更靠所述排列方向上的所述相邻元件部侧的位置。


6.如权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
所述相邻...

【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