半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

提供晶体管部和二极管部的导通特性优良的半导体装置。提供具有晶体管部与二极管部的半导体装置，该半导体装置具备：第一导电型的漂移区，其设置在半导体基板；第二导电型的第一阱区，其设置在半导体基板的上表面侧；第二导电型的阳极区，其在二极管部，设置在半导体基板的上表面侧；以及第二导电型的第一高浓度区，其在阳极区与第一阱区之间，与第一阱区接触地设置，并且掺杂浓度比阳极区的掺杂浓度高。

Semiconductor device and manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及一种半导体装置及其制造方法。
技术介绍
以往，已知有具有晶体管部和二极管部的RC-IGBT。例如，在专利文献1的第0015段中记载有：“阳极层40的杂质浓度低于基区14的杂质浓度，并且低于P+接触区18的杂质浓度”。专利文献1：国际公开第2016/030966号
技术实现思路
技术问题在RC-IGBT中优选分别改善晶体管部和二极管部的导通特性。技术方案在本专利技术的第一方式中，提供具有晶体管部和二极管部的半导体装置，所述半导体装置具备：第一导电型的漂移区，其设置在半导体基板；第二导电型的第一阱区，其设置在半导体基板的上表面侧；第二导电型的阳极区，其在二极管部，设置在半导体基板的上表面侧；以及第二导电型的第一高浓度区，其在阳极区与第一阱区之间，与第一阱区接触地设置，并且掺杂浓度比阳极区的掺杂浓度高。晶体管部可以具有设置在半导体基板的上表面侧的第二导电型的基区。阳极区的掺杂浓度可以比基区的掺杂浓度低。第一高浓度区的掺杂浓度可以与基区的掺杂浓度相同。半导体装置还可以具备：层间绝缘膜，其设置在半导体基板的上表面的上方；以及发射电极，其设置在层间绝缘膜的上方。层间绝缘膜可以设置有用于将发射电极与半导体基板电连接的一个或多个接触孔，一个或多个接触孔可以沿着晶体管部所具有的多个沟槽部的延伸方向延伸地设置，在俯视时的延伸方向上，阳极区与第一高浓度区之间可以位于二极管部中比的一个或多个接触孔的延伸方向上的端部更靠外侧的位置。半导体装置还可以具备：层间绝缘膜，其设置在半导体基板的上表面的上方；以及发射电极，其设置在层间绝缘膜的上方。层间绝缘膜可以设置有用于将发射电极与半导体基板电连接的一个或多个接触孔，一个或多个接触孔可以沿着晶体管部所具有的多个沟槽部的延伸方向延伸地设置，在俯视时的延伸方向上，阳极区与第一高浓度区之间可以位于二极管部中的与一个或多个接触孔的延伸方向上的端部相同的位置。半导体装置还可以具备：层间绝缘膜，其设置在半导体基板的上表面的上方；以及发射电极，其设置在层间绝缘膜的上方。层间绝缘膜可以设置有用于将发射电极与半导体基板电连接的一个或多个接触孔，一个或多个接触孔可以沿着晶体管部所具有的多个沟槽部的延伸方向延伸地设置，在俯视时的延伸方向上，阳极区与第一高浓度区之间可以位于二极管部中的比一个或多个接触孔的延伸方向上的端部更靠内侧的位置。二极管部可以具备设置在半导体基板的下表面侧的阴极区。在俯视时的多个沟槽部的延伸方向上，阳极区与第一高浓度区之间可以位于阴极区的外侧。二极管部可以具备设置在半导体基板的下表面侧的阴极区。在俯视时的多个沟槽部的延伸方向上，阳极区与第一高浓度区之间可以位于与阴极区的端部相同的位置。晶体管部可以具备设置在半导体基板的下表面侧的集电区。二极管部可以具备设置在半导体基板的下表面侧的阴极区。在俯视时，在晶体管部所具有的多个沟槽部的排列方向上，阳极区可以在与阴极区和集电区的边界相同的位置上具有端部。晶体管部可以具备设置在半导体基板的下表面侧的集电区。在俯视时，阳极区可以从二极管部延伸到设置有集电区的区域。半导体装置还可以具备：一个或多个晶体管部和一个或多个二极管部；第二导电型的第二阱区，其在一个或多个晶体管部和一个或多个二极管部中的任意两个之间，设置在半导体基板的上表面侧；以及第二导电型的第二高浓度区，其与第二阱区接触地设置，并且掺杂浓度比阳极区的掺杂浓度高。第二高浓度区可以具有与第一高浓度区相同的掺杂浓度。在本专利技术的第二方式中，提供具有晶体管部与二极管部的半导体装置的制造方法，所述制造方法具备：在半导体基板形成第一导电型的漂移区的工序；在比漂移区更靠半导体基板的上表面侧设置第二导电型的第一阱区的工序；在二极管部，在半导体基板的上表面侧设置第二导电型的阳极区的工序；以及在阳极区与第一阱区之间，设置与第一阱区邻接并且掺杂浓度比阳极区的掺杂浓度高的第二导电型的第一高浓度区的工序。设置第一高浓度区的工序可以包括在设置有阳极区的区域设置掩模，而向半导体基板注入掺杂剂的工序。应予说明，上述
技术实现思路
并没有列举本专利技术的全部特征。另外，这些特征的子组合也能够另外成为专利技术。附图说明图1A是实施例一的半导体装置100的俯视图的一例。图1B是实施例一的半导体装置100的a-a’截面图的一例。图2是比较例的半导体装置500的俯视图的一例。图3A是实施例二的半导体装置100的俯视图的一例。图3B是实施例二的半导体装置100的a-a’截面图的一例。图4是实施例三的半导体装置100的俯视图的一例。图5示出栅极流道48的周边的俯视图的一例。图6示出半导体装置100的制造方法的一例。图7示出半导体装置100的制造方法的其他例。图8示出将半导体装置100与半导体装置500的反向恢复耐量进行比较而得的图表。符号说明10···半导体基板、11···第一阱区、12···发射极区、13···阳极区、14···基区、15···接触区、16···蓄积区、17···第二阱区、18···漂移区、20···缓冲区、21···上表面、22···集电区、23···下表面、24···集电极、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、66···第四台面部、70···晶体管部、80···二极管部、82···阴极区、90···边界部、91···第一高浓度区、92···第二高浓度区、100···半导体装置、500···半导体装置、513···第二导电型区具体实施方式以下，虽然通过专利技术的实施方式对本专利技术进行说明，但是以下的实施方式并不限定权利要求所涉及的专利技术。另外，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。在本说明书中，将与半导体基板的深度方向平行的方向上的一侧称为“上”，将另一侧称为“下”。在基板、层或其他部件的两个主表面之中，将一个表面称为上表面，将另一个表面称为下表面。“上”、“下”、“正”、“背”的方向不限于重力方向、或半导体装置实际安装时向基板等安装的方向。在本说明书中，有时使用X轴、Y轴以及Z轴的直角坐标轴来说明技术性的事项。在本说明书中，将与半导体基板的上表面平行的面设为XY面，将半导体基板的深度方向设为Z轴。应予说明，在本说明书中，将沿Z轴方向观察半导体基板的情况称为俯视。在各实施例中，虽然示出了将第一导电型设为N型，将第二导电型设为P型的例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置具有晶体管部和二极管部，并且，所述半导体装置具备：/n第一导电型的漂移区，其设置在半导体基板；/n第二导电型的第一阱区，其设置在所述半导体基板的上表面侧；/n第二导电型的阳极区，其在所述二极管部，设置在所述半导体基板的上表面侧；以及/n第二导电型的第一高浓度区，其在所述阳极区与所述第一阱区之间，与所述第一阱区接触地设置，并且掺杂浓度比所述阳极区的掺杂浓度高。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171214 JP 2017-2395031.一种半导体装置，其特征在于，所述半导体装置具有晶体管部和二极管部，并且，所述半导体装置具备：
第一导电型的漂移区，其设置在半导体基板；
第二导电型的第一阱区，其设置在所述半导体基板的上表面侧；
第二导电型的阳极区，其在所述二极管部，设置在所述半导体基板的上表面侧；以及
第二导电型的第一高浓度区，其在所述阳极区与所述第一阱区之间，与所述第一阱区接触地设置，并且掺杂浓度比所述阳极区的掺杂浓度高。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述晶体管部具有设置在所述半导体基板的上表面侧的第二导电型的基区，
所述阳极区的掺杂浓度比所述基区的掺杂浓度低。


3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一高浓度区的掺杂浓度与所述基区的掺杂浓度相同。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具备：
层间绝缘膜，其设置在所述半导体基板的上表面的上方；以及
发射电极，其设置在所述层间绝缘膜的上方，
所述层间绝缘膜设置有用于将所述发射电极与所述半导体基板电连接的一个或多个接触孔，
所述一个或多个接触孔沿着所述晶体管部所具有的多个沟槽部的延伸方向延伸地设置，
在俯视时的所述延伸方向上，所述阳极区与所述第一高浓度区之间位于所述二极管部中的比所述一个或多个接触孔的所述延伸方向上的端部更靠外侧的位置。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具备：
层间绝缘膜，其设置在所述半导体基板的上表面的上方；以及
发射电极，其设置在所述层间绝缘膜的上方，
所述层间绝缘膜设置有用于将所述发射电极与所述半导体基板电连接的一个或多个接触孔，
所述一个或多个接触孔沿着所述晶体管部所具有的多个沟槽部的延伸方向延伸地设置，
在俯视时的所述延伸方向上，所述阳极区与所述第一高浓度区之间位于所述二极管部中的与所述一个或多个接触孔的所述延伸方向上的端部相同的位置。


6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还具备：
层间绝缘膜，其设置在所述半导体基板的上表面的上方；以及
发射电极，其设置在所述层间绝缘膜的上方，
所述层间绝缘膜设置有用于将所述发射电极与所述半导体基板电连接的一个或多个接触孔，
所述一个或多个接触孔沿着所述晶体管部所具有的多个沟槽部的延伸方向延伸地设置，
在俯视时的所述延伸方向上，所述阳极区与所述第一高...

【专利技术属性】
技术研发人员：三塚要，高桥美咲，白川彻，
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