【技术实现步骤摘要】
包括绝缘栅双极晶体管的半导体器件
[0001]本公开涉及半导体器件，特别是涉及包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)的半导体器件及其制造方法。
技术介绍
[0002]例如IGBT或绝缘栅场效应晶体管(IGFET)的半导体器件的技术开发目的在于改进电器件特性。虽然可以通过使特定的器件参数变化来改进一个半导体器件特性，但是这可能导致另一器件特性的劣化。作为示例，可以通过例如增加漂移区带掺杂浓度来改进特定于区域的导通状态电阻R
DS(on)
，然而，这可能导致源极和漏极之间的阻断电压能力V
DS
的劣化。作为另一示例，改进RC
‑
IGBT中的反向导通的RC二极管可能不利地影响例如接触电阻和换向耐久性。因此，在技术开发期间基于鉴于目标器件规格而要满足的许多折衷来设计器件参数。
[0003]存在改进包括IGBT的半导体器件的需要。
技术实现思路
[0004]本公开的示例涉及半导体器件。半导体器件包括在半导体本体的IGBT部分中的IGBT。半导体器件进一步包括在半导体本体的二极管部分中的二极管。二极管包括第一导电类型的阳极区。阳极区是由沿着第一横向方向的二极管沟槽界定的。每个二极管沟槽包括二极管沟槽电极和二极管沟槽电介质。二极管进一步包括从半导体本体的第一表面沿着竖向方向延伸到阳极区中的第一接触凹槽。二极管进一步包括第一导电类型的阳极接触区，其邻接第一接触凹槽的底部侧。二极管进一步包括第二导电类型的阴极接触区，其邻接半导体本体的与第一表面相对的第二表面。>[0005]本公开的另一示例涉及制造半导体器件的方法。方法包括在半导体本体的IGBT部分中形成IGBT。方法进一步包括在半导体本体的二极管部分中形成二极管。形成二极管包括形成第一导电类型的阳极区，其中阳极区是由沿着第一横向方向的二极管沟槽界定的。每个二极管沟槽包括二极管沟槽电极和二极管沟槽电介质。形成二极管进一步包括形成从半导体本体的第一表面沿着竖向方向延伸到阳极区中的第一接触凹槽。形成二极管进一步包括形成第一导电类型的阳极接触区，其邻接第一接触凹槽的底部侧。形成二极管进一步包括形成第二导电类型的阴极接触区，其邻接半导体本体的与第一表面相对的第二表面。
[0006]本领域技术人员在阅读以下的详细描述并且查看随附附图时将认识到附加的特征和优点。
附图说明
[0007]随附附图被包括以提供对实施例的进一步理解，并且被合并在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示半导体器件和制造半导体器件的方法的示例，并且与描述一起用于解释示例的原理。在以下的详细描述和权利要求中描述了进一步的示例。
[0008]图1是用于图示包括IGBT和二极管的半导体器件的示意性横截面视图。
[0009]图2A和图2B是用于图示图1的半导体器件的IGBT和二极管的示例性布置的示意性顶视图。
[0010]图3A和图3B是用于图示当制造图1的半导体器件时的处理特征的示意性横截面视图。
[0011]图4A和图4B是用于图示在图1的二极管和IGBT中的接触凹槽的示例的示意性横截面视图。
具体实施方式
[0012]在以下的详细描述中，参照随附附图，附图形成在此的一部分并且在附图中通过图示的方式示出其中可以实践半导体器件和制造半导体器件的方法的具体示例。要理解在不脱离本公开的范围的情况下可以利用其它示例并且可以作出结构或逻辑上的改变。例如，针对一个示例图示或描述的特征可以被使用在其它示例上或者与其它示例结合使用，以产生又一进一步的示例。意图的是本公开包括这样的修改和变化。使用特定的语言描述了示例，特定的语言不应当被解释为限制所附权利要求的范围。附图并非是按比例的，并且仅用于说明的目的。如果没有另外声明，则在不同的附图中由相同的参考标号指明对应的元素。
[0013]术语“具有”、“包含”、“包括”和“包括有”等是开放的，并且术语指示所声明的结构、元素或特征的存在但是不排除附加的元素或特征的存在。量词“一”、“一个”和指代词“该”意图包括复数以及单数，除非上下文另外清楚地指示。
[0014]术语“电连接”描述电连接的元件之间的永久的低电阻连接，例如相关元件之间的直接接触或经由金属和/或重掺杂的半导体材料的低电阻连接。术语“电耦合”包括被适配用于信号和/或功率传输的一个或多个的(多个)中间元件可以被连接在电耦合的元件之间，电耦合的元件例如是可控制以在第一状态中临时地提供低电阻连接并且在第二状态中临时地提供高电阻的电解耦的元件。
[0015]欧姆接触是具有线性或几乎线性的电流
‑
电压特性的非整流电气结。如果两个组件(例如两个区)分别形成欧姆接触或肖特基接触，则这可以意味着在所述两个组件之间存在欧姆接触或肖特基接触。在这两种情况下，对于所述两个区而言可以是可能的是直接彼此邻接。然而，还可以是可能的是进一步的组件位于所述两个组件之间。
[0016]针对物理尺寸给出的范围包括边界值。例如，针对参数y的从a到b的范围读作为a≤y≤b。这对于具有如“至多”和“至少”的一个边界值的范围而言同样适用。
[0017]术语“在
…
上”不被解释为仅意味着“直接在
…
上”。相反，如果一个元素位于另一元素“上”(例如，一层在另一层“上”或者在衬底“上”)，则进一步的组件(例如，进一步的层)可以位于两个元素之间(例如，如果一层在衬底“上”，则进一步的层可以位于该层和所述衬底之间)。
[0018]半导体的示例可以包括半导体本体的IGBT部分中的IGBT。半导体器件可以进一步包括在半导体本体的二极管部分中的二极管。
[0019]二极管可以包括第一导电类型的阳极区。阳极区可以是由沿着第一横向方向的二极管沟槽界定的。每个二极管沟槽可以包括二极管沟槽电极和二极管沟槽电介质。二极管
可以进一步包括从半导体本体的第一表面沿着竖向方向延伸到阳极区中的第一接触凹槽。二极管可以进一步包括第一导电类型的阳极接触区，其邻接第一接触凹槽的底部侧。二极管可以进一步包括第二导电类型的阴极接触区，其邻接半导体本体的与第一表面相对的第二表面。
[0020]例如，IGBT可以包括邻接第二表面的第一导电类型的集电极区。半导体器件可以进一步包括集电极电极，其被经由第二表面直接电连接到二极管区中的阴极接触区以及电连接到IGBT部分中的集电极区。
[0021]例如，IGBT可以进一步包括栅极沟槽，栅极沟槽包括栅极电极和栅极电介质。IGBT可以进一步包括邻接栅极沟槽的第二导电类型的源极区。IGBT可以进一步包括邻接栅极沟槽的第一导电类型的本体区。IGBT可以进一步包括发射极电极，其被经由半导体本体的第一表面电连接到本体区和源极区。IGBT可以进一步包括在本体区和半导体本体的第二表面之间的第二导电类型的漂移区。
[0022]例如，IGBT可以是竖向功率半导体器件。竖向功率半导体器件可以被配置为传导大于1A或大于10A或者甚至大于30A的电流，并且可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体器件(100)，包括：在半导体本体(106)的IGBT部分(104)中的IGBT(102)；在半导体本体(106)的二极管部分(110)中的二极管(108)，其中，二极管(108)包括：第一导电类型的阳极区(132)，其中阳极区(132)是由沿着第一横向方向(x1)的二极管沟槽(134)界定的，每个二极管沟槽(134)包括二极管沟槽电极(136)和二极管沟槽电介质(138)；第一接触凹槽(140)，其从半导体本体(106)的第一表面(122)沿着竖向方向(y)延伸到阳极区(132)中；第一导电类型的阳极接触区(148)，其邻接第一接触凹槽(140)的底部侧；以及第二导电类型的阴极接触区(128)，其邻接半导体本体(106)的与第一表面(122)相对的第二表面(126)。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，IGBT(102)包括第一导电类型的集电极区(130)，第一导电类型的集电极区(130)邻接第二表面(126)，并且其中，所述半导体器件进一步包括：集电极电极(C)，其被经由第二表面(126)直接电连接到二极管部分(110)中的阴极接触区(128)以及电连接到IGBT部分(104)中的集电极区(130)。3.根据前述两项权利要求中的任何一项所述的半导体器件(100)，其中，阳极接触区(148)在第一接触凹槽(140)的底部侧的中心下方的第一位置处具有第一掺杂浓度，并且其中，阳极接触区(148)的掺杂浓度在从第一位置开始沿着第一横向方向到第二位置的横向距离l1上至少减少至十分之一，并且其中，横向距离l1小于第一接触凹槽(140)在第一表面(122)处沿着第一横向方向(x1)的宽度(w1)的一半。4.根据前项权利要求所述的半导体器件(100)，其中，阳极接触区(148)的掺杂浓度在横向距离l1上至少减少至1/100。5.根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件(100)，其中，阳极接触区(148)的掺杂浓度轮廓是通过离子注入而被通过第一接触凹槽(140)的底部侧引入到半导体本体(106)中的掺杂剂的扩散展宽轮廓，其中，在离子注入的时间时在第一接触凹槽(140)的侧壁处布置有侧壁间隔部(144)或衬垫部(150)。6.根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件(100)，其中，IGBT(102)进一步包括：栅极沟槽(112)，其包括栅极电极(114)和栅极电介质(116)；第二导电类型的源极区(118)，其邻接栅极沟槽(112)；第一导电类型的本体区(120)，其邻接栅极沟槽(112)；发射极电极(E)，其被经由半导体本体(106)的第一表面(122)电连接到本体区(120)和源极区(118)；第二导电类型的漂移区(124)，其在本体区(120)和半导体本体(106)的第二表面(126)之间。7.根据前项权利要求所述的半导体器件(100)，进一步包括从第一表面(122)沿着竖向方向(y)延伸到本体区(120)中的第二接触凹槽(154)。
8.根据前项权利要求所述的半导体器件(100)，进一步包括第一导电类型的本体接触区(156)，第一导电类型的本体接触区(156)邻接第二接触凹槽(154)的底部侧，其中，阳极接触区(148)的在第一接触凹槽(140)的中心处沿着竖向方向(y)的掺杂浓度轮廓等于本体接触区(156)的在第二接触凹槽(154)的中心处沿着竖向方向(y)的掺杂浓度轮廓。9.根据前述两项权利要求中的任何一项所述的半导体器件(100)，其中，第二接触凹槽(154)在第一表面(122)处的宽度(w2)等于第一接触凹槽(140)在第一表面(122)处的宽度(w1)，并且第二接触凹槽的深度等于第一接触凹槽的深度。10.根据前述权利要求中的任何一项所述的半导体器件(100)，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。