绝缘栅双极型晶体管制造技术

本发明专利技术提供一种绝缘栅双极型晶体管，在具有矩形沟槽的IGBT中抑制接触电阻的上升同时抑制闩锁。一种绝缘栅双极型晶体管，其中，具备配置于矩形沟槽内的栅电极。发射极区域与构成矩形沟槽的一边的直线沟槽接触。表层体区域在与发射极区域相邻的范围中与直线沟槽接触。体接触区域从直线沟槽的相反侧与发射极区域接触。体接触区域具有第一部分和相比第一部分向发射极区域侧突出的第二部分。第二部分与直线沟槽之间的发射极区域的宽度比第一部分与直线沟槽之间的发射极区域的宽度窄。

Insulated gate bipolar transistor

【技术实现步骤摘要】
绝缘栅双极型晶体管
本说明书公开的技术涉及绝缘栅双极型晶体管。
技术介绍
在专利文献1中公开了一种绝缘栅双极型晶体管(以下，称作IGBT(insulatedgatebipolartransistor))。图14、15示出了专利文献1的IGBT。如图14、15所示，专利文献1的IGBT具有矩形沟槽。在矩形沟槽内配置有栅极绝缘膜182和栅电极180。栅电极180的上表面由层间绝缘膜178覆盖。通过层间绝缘膜178，栅电极180从发射极150绝缘。在由矩形沟槽包围的矩形区域112内配置有n型的发射极区域122、高浓度p型的体接触区域124、p型的表层体区域126、p型的分离体区域127及n型的柱区域128。分离体区域127相对于发射极区域122、体接触区域124及表层体区域126从下侧接触，并与矩形沟槽接触。在分离体区域127的下侧配置有n型的漂移区域134。发射极区域122与构成矩形沟槽的一边的直线沟槽191接触。表层体区域126在与发射极区域122相邻的范围中与直线沟槽191接触。体接触区域124从直线沟槽191的相反侧与发射极区域122接触。当向栅电极180施加栅极阈值以上的电位时，在表层体区域126和分离体区域127形成沟道。通过沟道，发射极区域122与漂移区域134连接，电子从发射极区域122向漂移区域134流动。即，IGBT接通。由于不仅在发射极区域122的下部的分离体区域127，也在相对于发射极区域122在横向上相邻的表层体区域126形成沟道，所以该IGBT的沟道密度高。因而，该IGBT的饱和电流高，在该IGBT中难以产生稳态损失。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-107948号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题当IGBT接通时，不仅是电子，也会流动空穴。空穴从漂移区域134经由分离体区域127和体接触区域124而向发射极150流动。如图15的箭头200所示那样流入到发射极区域122的正下方的分离体区域127的空穴如图15的箭头202所示那样在发射极区域122的下部在横向上流动并向体接触区域124流入。在专利文献1的IGBT中，由于发射极区域122的宽度W122大，所以在发射极区域122的下部空穴在横向上流动的距离长，该部分的电阻高。其结果，发射极区域122的正下方的分离体区域127的电位容易变高，空穴容易从分离体区域127向发射极区域122流入。因而，存在容易产生闩锁这一问题。通过缩窄发射极区域的宽度W122而缩短箭头202所示的空穴的路径，能够抑制闩锁。然而，由于发射极区域122的表面的一部由层间绝缘膜178覆盖，所以发射极区域122相对于发射极150的接触面积小。若使发射极区域122的宽度W122比图15窄，则发射极区域122相对于发射极150的接触面积会变得极小，接触电阻会变得极高。因此，在本说明书中，提供一种在具有矩形沟槽的IGBT中抑制接触电阻的上升同时抑制闩锁的技术。用于解决课题的方案本说明书公开的IGBT具备半导体基板、配置于所述半导体基板的上表面的发射极、配置于所述半导体基板的下表面的集电极、在所述上表面处呈矩形状延伸的矩形沟槽、配置于所述矩形沟槽内的栅极绝缘膜、栅电极及层间绝缘膜。所述栅电极配置于所述矩形沟槽内，沿着所述矩形沟槽呈矩形状延伸，通过所述栅极绝缘膜而从所述半导体基板绝缘。所述层间绝缘膜将所述栅电极从所述发射极绝缘。所述半导体基板具有发射极区域、体接触区域、表层体区域、分离体区域、漂移区域及集电极区域。所述发射极区域是配置于由所述矩形沟槽包围的矩形区域内且与所述发射极接触的n型区域。所述体接触区域是配置于所述矩形区域内且与所述发射极接触的p型区域。所述表层体区域是配置于所述矩形区域内且与所述发射极接触且p型杂质浓度比所述体接触区域低的p型区域。所述分离体区域是相对于所述发射极区域、所述体接触区域及所述表层体区域从下侧接触且与所述矩形沟槽接触且p型杂质浓度比所述体接触区域低的p型区域。所述漂移区域是配置于所述分离体区域的下侧且通过所述分离体区域而从所述发射极区域分离且与所述矩形沟槽的下端接触的n型区域。所述集电极区域是配置于所述漂移区域的下侧且通过所述漂移区域而从所述分离体区域分离且与所述集电极接触的p型区域。所述矩形沟槽具备构成所述矩形沟槽的一边的直线沟槽。所述发射极区域与所述直线沟槽接触。所述表层体区域在与所述发射极区域相邻的范围中与所述直线沟槽接触。所述体接触区域从所述直线沟槽的相反侧与所述发射极区域接触。所述体接触区域具有第一部分和相比所述第一部分向所述发射极区域侧突出的第二部分。所述第二部分与所述直线沟槽之间的所述发射极区域的宽度比所述第一部分与所述直线沟槽之间的所述发射极区域的宽度窄。在该IGBT中，体接触区域具有相比第一部分向发射极区域侧突出的第二部分，第二部分与直线沟槽之间的发射极区域的宽度窄。因而，流入到发射极区域的正下方的分离体区域的空穴容易向体接触区域的第二部分流入。因而，空穴在分离体区域内流动的路径短，发射极区域的正下方的分离体区域的电位难以上升。因此，空穴难以向发射极区域流入，难以产生闩锁。另外，由于第一部分与直线沟槽之间的发射极区域的宽度宽，所以能够在该部分处全部发射极区域与发射极的接触面积。因此，能够抑制接触电阻的上升。这样，根据该IGBT，能够抑制接触电阻的上升同时抑制闩锁。附图说明图1是示出半导体基板的上表面的俯视图。图2是图1的II-II线处的纵剖视图。图3是图1的III-III线处的纵剖视图。图4是图1的IV-IV线处的纵剖视图。图5是图1的V-V线处的纵剖视图。图6是矩形区域的放大俯视图。图7是发射极区域及其周边的放大俯视图。图8是图2的发射极区域及其周边的放大剖视图。图9是图3的发射极区域及其周边的放大剖视图。图10是发射极区域及其周边的放大俯视图。图11是第一变形例的IGBT的与图6对应的放大俯视图。图12是第一变形例的IGBT的与图2对应的纵剖视图。图13是第二变形例的IGBT的与图7对应的放大俯视图。图14是专利文献1的半导体装置的放大俯视图。图15是专利文献1的半导体装置的纵剖视图。具体实施方式图1～5示出了实施方式的IGBT10。如图2～5所示，IGBT10具有半导体基板20、发射极50及集电极60。发射极50配置于半导体基板20的上表面20a。集电极60配置于半导体基板20的下表面20b。需要说明的是，在图1中，省略了发射极50等比半导体基板20的上表面20a靠上侧的构造的图示。另外，在以下的说明中，将与上表面20a平行的一方向称作x方向，将与上表面20a平行并且与x方向正交的方向称作y方向，将半导体基板20的厚度方向(即，与x方向及y方向正交的方向)称作z方向。如图1所示，在半导体基板20的上表面20a形成有多个沟槽91和多个沟槽92。如图2～5所示，各沟槽91、92相对于半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝缘栅双极型晶体管，其中，具备：/n半导体基板；/n发射极，配置于所述半导体基板的上表面；/n集电极，配置于所述半导体基板的下表面；/n矩形沟槽，在所述上表面处呈矩形状延伸；/n栅极绝缘膜，配置于所述矩形沟槽内；/n栅电极，配置于所述矩形沟槽内，沿着所述矩形沟槽而呈矩形状延伸，通过所述栅极绝缘膜而从所述半导体基板绝缘；及/n层间绝缘膜，将所述栅电极从所述发射极绝缘，/n所述半导体基板具备：/nn型的发射极区域，配置于由所述矩形沟槽包围的矩形区域内，与所述发射极接触；/np型的体接触区域，配置于所述矩形区域内，与所述发射极接触；/np型的表层体区域，配置于所述矩形区域内，与所述发射极接触，p型杂质浓度比所述体接触区域低；/np型的分离体区域，相对于所述发射极区域、所述体接触区域及所述表层体区域从下侧接触，与所述矩形沟槽接触，p型杂质浓度比所述体接触区域低；/nn型的漂移区域，配置于所述分离体区域的下侧，通过所述分离体区域而从所述发射极区域分离，与所述矩形沟槽的下端接触；及/np型的集电极区域，配置于所述漂移区域的下侧，通过所述漂移区域而从所述分离体区域分离，与所述集电极接触，/n所述矩形沟槽具备构成所述矩形沟槽的一边的直线沟槽，/n所述发射极区域与所述直线沟槽接触，/n所述表层体区域在与所述发射极区域相邻的范围中与所述直线沟槽接触，/n所述体接触区域从所述直线沟槽的相反侧与所述发射极区域接触，/n所述体接触区域具有第一部分和相比所述第一部分向所述发射极区域侧突出的第二部分，/n所述第二部分与所述直线沟槽之间的所述发射极区域的宽度比所述第一部分与所述直线沟槽之间的所述发射极区域的宽度窄。/n...

【技术特征摘要】
20180918 JP 2018-1740311.一种绝缘栅双极型晶体管，其中，具备：
半导体基板；
发射极，配置于所述半导体基板的上表面；
集电极，配置于所述半导体基板的下表面；
矩形沟槽，在所述上表面处呈矩形状延伸；
栅极绝缘膜，配置于所述矩形沟槽内；
栅电极，配置于所述矩形沟槽内，沿着所述矩形沟槽而呈矩形状延伸，通过所述栅极绝缘膜而从所述半导体基板绝缘；及
层间绝缘膜，将所述栅电极从所述发射极绝缘，
所述半导体基板具备：
n型的发射极区域，配置于由所述矩形沟槽包围的矩形区域内，与所述发射极接触；
p型的体接触区域，配置于所述矩形区域内，与所述发射极接触；
p型的表层体区域，配置于所述矩形区域内，与所述发射极接触，p型杂质浓度比所述体接触区域低；
p型的分离体区域，相对于所述发射极区域、所述体接触区域及所述表层体区域从下侧接触，与所述矩形沟槽接触，p型杂质浓度比所述体接触区域低；
n型的漂移区域，配置于所述分离体区域的下侧，通过所述分离体区域而...

【专利技术属性】
技术研发人员：细川博司，岩崎真也，利田祐麻，
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