半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置，包含：第一导电型的半导体基板，其具有一侧的第一主面以及另一侧的第二主面；第二导电型的阱区，其形成在所述第一主面的表层部，将所述半导体基板划分为有源区以及外侧区；IGBT，其包含在所述第二主面的表层部中形成于所述有源区的第二导电型的集电极区、以及在所述第一主面中形成于所述有源区的FET结构；二极管，其包含在所述第二主面的表层部中仅形成于所述外侧区的第一导电型的阴极区，所述二极管具有所述阱区作为阳极区。所述二极管具有所述阱区作为阳极区。所述二极管具有所述阱区作为阳极区。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置


[0001]本专利技术涉及包含IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)和二极管的半导体装置。

技术介绍

[0002]在专利文献1中公开了RC
‑
IGBT(Reverse Conducting
‑
IGBT：逆导型IGBT)。RC
‑
IGBT包含一体地形成在半导体基板的IGBT和二极管。IGBT包含FET结构和集电极区。二极管包含阴极区和阳极区。
[0003]FET结构包含：p型的基极区，其形成于半导体基板的表面侧的表层部；发射极区，其形成于基极区的表层部；栅极绝缘层，其覆盖基极区以及发射极区；以及栅极电极，其覆盖栅极绝缘层。集电极区形成于半导体基板的背面侧的表层部整个区域。阴极区在半导体基板的背面侧的表层部中形成于FET结构的正下方的区域。阳极区由IGBT的基极区构成。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：美国专利申请公开第2010/090248号说明书

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]在FET结构的正下方形成有阴极区的结构中，在IGBT的上升动作时从发射极区注入的电子流入阴极区。结果，产生骤回现象，开关特性降低。
[0009]本专利技术的一实施方式提供一种能够抑制由骤回现象引起的开关特性降低的半导体装置。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]本专利技术的一实施方式提供一种半导体装置，包含：第一导电型的半导体基板，其具有一侧的第一主面以及另一侧的第二主面；第二导电型的阱区，其形成在所述第一主面的表层部，将所述半导体基板划分为有源区以及外侧区；IGBT，其包含在所述第二主面的表层部中形成于所述有源区的第二导电型的集电极区、以及在所述第一主面中形成于所述有源区的FET结构；以及二极管，其包含在所述第二主面的表层部中仅形成于所述外侧区的第一导电型的阴极区，所述二极管具有所述阱区作为阳极区。
[0012]根据该半导体装置，能够抑制由骤回现象引起的开关特性降低。
[0013]本专利技术中的上述或者其他目的、特征以及效果，参照附图通过下面叙述的实施方式的说明而变得明确。
附图说明
[0014]图1是表示本专利技术的第一实施方式的半导体装置的俯视图。
[0015]图2是表示图1所示的半导体基板的第一主面的结构的俯视图。
[0016]图3是图2所示的第一主面的主要部分放大图。
[0017]图4是沿着图3的IV
‑
IV线的剖视图。
[0018]图5是沿着图3的V
‑
V线的剖视图。
[0019]图6是沿着图3的VI
‑
VI线的剖视图。
[0020]图7是表示图1所示的半导体基板的第二主面的结构的俯视图。
[0021]图8是沿着图1所示的VIII
‑
VIII线的剖视图。
[0022]图9是表示电流电压特性的图表。
[0023]图10是图7的对应图，是表示本专利技术的第二实施方式的半导体装置的第二主面的结构的俯视图。
[0024]图11是图7的对应图，是表示本专利技术的第三实施方式的半导体装置的第二主面的结构的俯视图。
[0025]图12是表示本专利技术的第四实施方式的半导体装置的俯视图。
[0026]图13是图12所示的半导体装置的第一主面的主要部分放大图。
具体实施方式
[0027]图1是表示本专利技术的第一实施方式的半导体装置1的俯视图。图2是表示图1所示的半导体基板2的第一主面4的结构的俯视图。图3是图2所示的第一主面4的主要部分放大图。图4是沿着图3的IV
‑
IV线的剖视图。图5是沿着图3的V
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V线的剖视图。图6是沿着图3的VI
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VI线的剖视图。图7是表示图1所示的半导体基板2的第二主面5的结构的俯视图。图8是沿着图1所示的VIII
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VIII线的剖视图。
[0028]参照图1～图8，半导体装置1是包含具有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)以及二极管的RC
‑
IGBT(Reverse Conducting
‑
IGBT)的半导体开关器件。
[0029]半导体装置1包含形成为长方体形状的硅制的n型的半导体基板2。半导体基板2作为漂移区3发挥功能。半导体基板2由经由FZ(Floating Zone：浮动区)法形成的FZ基板、或者经由CZ(Czochralski：直拉)法形成的CZ基板构成。半导体基板2在本方式(this embodiment)下由FZ基板构成。半导体基板2的n型杂质浓度可以为1.0
×
10
13
cm
‑3以上且1.0
×
10
15
cm
‑3以下。
[0030]半导体基板2包含：一侧的第一主面4、另一侧的第二主面5、以及连接第一主面4和第二主面5的4个侧面6A、6B、6C、6D。侧面6A～6D包含：第一侧面6A、第二侧面6B、第三侧面6C以及第四侧面6D。
[0031]第一主面4和第二主面5在从它们的法线方向Z观察的俯视(以下，简称为“俯视”)中分别形成为四边形形状。第一侧面6A以及第二侧面6B沿着第一方向X延伸，在与第一方向X交叉的第二方向Y上对置。第三侧面6C以及第四侧面6D沿着第二方向Y延伸，在第一方向X上对置。具体而言，第二方向Y与第一方向X正交。
[0032]半导体装置1包含形成于第二主面5的表层部的n型的缓冲区7。在本方式中，缓冲区7形成于第二主面5的表层部的整个区域。缓冲区7具有超过半导体基板2的n型杂质浓度的n型杂质浓度。缓冲区7的n型杂质浓度可以为1.0
×
10
14
cm
‑3以上且1.0
×
10
18
cm
‑3以下。
[0033]半导体装置1包含形成于第一主面4的表层部的p型的阱区10。阱区10具有超过半导体基板2的n型杂质浓度的p型杂质浓度。阱区10的p型杂质浓度可以为1.0
×
10
15
cm
‑3以上
且1.0
×
10
18
cm
‑3以下。阱区10发射极接地。
[0034]阱区10在俯视图中形成为如下的线状：从侧面6A～6D向内侧隔开间隔地，从多个方向划分第一主面4的内部的线状。在本方式中，阱区10在俯视图中形成为包围第一主面4的内部的无端状(环状)。具体而言，阱区10形成为具有与侧面6A～6D平行的4边的环状(在本方式中为四边环状)。
[0035]阱区10包含焊盘阱区11和线阱区12。焊盘阱区11是呈宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，包含：第一导电型的半导体基板，其具有一侧的第一主面以及另一侧的第二主面；第二导电型的阱区，其形成在所述第一主面的表层部，将所述半导体基板划分为有源区以及外侧区；IGBT，其包含在所述第二主面的表层部中形成于所述有源区的第二导电型的集电极区、以及在所述第一主面中形成于所述有源区的FET结构；以及二极管，其包含在所述第二主面的表层部中仅形成于所述外侧区的第一导电型的阴极区，所述二极管具有所述阱区作为阳极区。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述集电极区形成于所述第二主面的表层部的整个区域，以通过第一导电型杂质抵消所述集电极区的第二导电型杂质的方式，形成所述阴极区。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述阴极区形成于与所述阱区重叠的区域。4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述阴极区仅形成于与所述阱区重叠的区域。5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述阴极区具有所述有源区的平面面积的1％以上且10％以下的平面面积。6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述阴极区具有所述有源区的平面面积的1％以上且5％以下的平面面积。7.根据权利要求1～6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述阱区呈线状延伸，所述阴极区沿着所述阱区呈线状延伸。8.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述阱区形成为无端状。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅木真也，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：