半導體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書所記載的技術(shù)涉及一種半導體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本專利公開公報2009-141202中公開了一種在半導體基板上形成有包含IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)區(qū)域的元件區(qū)域的半導體裝置。在半導體基板的表面上設(shè)置有表面電極，在半導體基板的背面上設(shè)置有背面電極。IGBT區(qū)域具備:第一導電型的集電層，其與背面電極相接；第二導電型的漂移層，其相對于集電層而被設(shè)置在半導體基板的表面?zhèn)?；第一導電型的體層，其相對于漂移層而被設(shè)置在半導體基板的表面?zhèn)?，并與表面電極相接；柵電極，其被配置在從半導體基板的表面到達至漂移層的溝槽的內(nèi)部，并通過絕緣膜而與半導體基板及表面電極絕緣；第二導電型的發(fā)射層，其被設(shè)置在體層與表面電極之間，并與柵電極的絕緣膜和表面電極相接；第一導電型的接觸層，其被設(shè)置在體層與表面電極之間，并與表面電極相接，且與體層相比雜質(zhì)濃度較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明所要解決的課題
[0004]在上述的半導體裝置中，能夠使IGBT區(qū)域作為二極管而發(fā)揮功能。在IGBT區(qū)域進行二極管動作時，從接觸層向漂移層注入空穴。因此，為了降低二極管動作時的開關(guān)損耗，而減少從接觸層向漂移層的空穴注入量是較為有效的。當縮小IGBT區(qū)域的接觸層時，會減少從接觸層向漂移層的空穴注入量，從而能夠減少二極管動作時的開關(guān)損耗。
[0005]然而，當單純地縮小IGBT區(qū)域的接觸層時，存在IGBT動作時的RBSOA(ReverseBias Safe Operating Area:反向偏置安全區(qū)域)耐量下降這一問題。在IGBT區(qū)域關(guān)斷時，蓄積在漂移層的空穴會沿著溝槽而流動至表面附近的體層，并從表面附近的體層向接觸層集中流動。此時，當溝槽與接觸層的間隔被形成為較大時，體層中空穴集中流動的范圍將擴大，從而容易產(chǎn)生閉鎖。會使半導體裝置的RBSOA耐量下降。
[0006]本說明書提供一種解決上述課題的技術(shù)。在本說明書中，提供一種在半導體基板上形成有IGBT區(qū)域的半導體裝置中，能夠確保IGBT動作時的RBSOA耐量并且減少二極管動作時的開關(guān)損耗的技術(shù)。
[0007]用于解決課題的方法
[0008]本說明書公開了一種在半導體基板上形成有至少包含IGBT區(qū)域的元件區(qū)域的半導體裝置。在半導體基板的表面上設(shè)置有表面電極，在半導體基板的背面上設(shè)置有背面電極。IGBT區(qū)域具備:第一導電型的集電層，其與背面電極相接；第二導電型的漂移層，其相對于集電層而被設(shè)置在半導體基板的表面?zhèn)龋坏谝粚щ娦偷捏w層，其相對于漂移層而被設(shè)置在半導體基板的表面?zhèn)龋⑴c表面電極相接；柵電極，其被配置在從半導體基板的表面到達至漂移層的溝槽的內(nèi)部，并通過絕緣膜而與半導體基板及表面電極絕緣；第二導電型的發(fā)射層，其被設(shè)置在體層與表面電極之間，并與柵電極的絕緣膜及表面電極相接；第一導電型的接觸層，其被設(shè)置在體層與表面電極之間，并與表面電極相接，且與體層相比雜質(zhì)濃度較高。在該半導體裝置中，在將沿著半導體基板的表面且溝槽延伸的方向設(shè)為X方向，將沿著半導體基板的表面且與X方向正交的方向設(shè)為Y方向時，從接觸層至發(fā)射層的X方向上的間隔與從接觸層至溝槽的Y方向上的間隔相比較大。
[0009]在上述的半導體裝置中，從接觸層至溝槽的間隔被形成為較小。當采用這種結(jié)構(gòu)時，能夠在IGBT區(qū)域關(guān)斷時，蓄積在漂移層中的空穴沿著溝槽而流動至表面附近的體層，并從表面附近的體層向接觸層流動時，使體層中空穴集中流動的范圍縮小。由此，能夠抑制閉鎖的發(fā)生，從而確保半導體裝置的RBSOA耐量。
[0010]此外，根據(jù)上述的半導體裝置，通過將從接觸層至發(fā)射層的間隔設(shè)為較大，從而能夠?qū)⒔佑|層形成為較小。由此，能夠?qū)ΧO管動作時的向漂移層的空穴注入進行抑制，從而減少開關(guān)損耗。
【附圖說明】
[0011]圖1為實施例的半導體裝置2的俯視圖。
[0012]圖2為表示圖1的II部的詳細情況的俯視圖。
[0013]圖3為圖2的II1-1II剖視圖。
[0014]圖4為圖2的IV -1V剖視圖。
[0015]圖5為表示圖1的V部的詳細情況的俯視圖。
[0016]圖6為表示圖1的VI部的詳細情況的俯視圖。
【具體實施方式】
[0017]本說明書所公開的半導體裝置能夠以如下方式構(gòu)成，S卩，還具備第二導電型的載流子蓄積層，該第二導電型的載流子蓄積層以遮斷漂移層與表面電極之間的方式而被設(shè)置在體層的內(nèi)部。
[0018]在具有這種載流子蓄積層的半導體裝置中，通過載流子蓄積層而抑制在使IGBT區(qū)域?qū)〞r，載流子(空穴)從漂移層穿過體層而向表面電極流動的情況。因此，成為在漂移層中存在大量的載流子的狀態(tài)，從而漂移層的電阻降低，進而半導體裝置的導通態(tài)電壓降低。而且，在IGBT區(qū)域關(guān)斷時，蓄積在漂移層中的大量的空穴會沿著溝槽而流動至表面附近的體層，并從表面附近的體層向接觸層流動。根據(jù)上述的半導體裝置，能夠在IGBT區(qū)域關(guān)斷時，使體層中大量的空穴集中流動的范圍縮小。由此，能夠抑制閉鎖的發(fā)生，從而確保半導體裝置的RBSOA耐量。
[0019]本說明書所公開的半導體裝置能夠以如下方式構(gòu)成，即，元件區(qū)域的邊緣部處的從接觸層至發(fā)射層的X方向上的間隔與其他部分處的從接觸層至發(fā)射層的X方向上的間隔相比較小。
[0020]在IGBT區(qū)域關(guān)斷時，空穴尤其會向元件區(qū)域的邊緣部的接觸層集中流動。因此，當將元件區(qū)域的邊緣部的接觸層形成為較小時，半導體裝置的RBSOA耐量將會下降。在上述的半導體裝置中，通過將元件區(qū)域的邊緣部的接觸層形成為與其他部分處的接觸層相比較大，從而能夠防止半導體裝置的RBSOA耐量的下降。
[0021]本說明書所公開的半導體裝置能夠以如下方式構(gòu)成，S卩，在半導體基板上還形成有檢測IGBT區(qū)域，檢測IGBT區(qū)域具備:第一導電型的檢測集電層，其與背面電極相接；第二導電型的檢測漂移層，其相對于檢測集電層而被設(shè)置在半導體基板的表面?zhèn)?；第一導電型的檢測體層，其相對于檢測漂移層而被設(shè)置在半導體基板的表面?zhèn)?，并與表面電極相接；檢測柵電極，其被配置在從半導體基板的表面到達至檢測漂移層的溝槽的內(nèi)部，并通過絕緣膜而與半導體基板及表面電極絕緣；第二導電型的檢測發(fā)射層，其被設(shè)置在檢測體層與表面電極之間，并與檢測柵電極的絕緣膜及表面電極相接；第一導電型的檢測接觸層，其被設(shè)置在檢測體層與表面電極之間，并與表面電極相接，且與檢測體層相比雜質(zhì)濃度較高，檢測IGBT區(qū)域中的從檢測接觸層至檢測發(fā)射層的X方向上的間隔與IGBT區(qū)域中的從接觸層至發(fā)射層的X方向上的間隔相比較小。
[0022]檢測區(qū)域原本破壞耐量便較低，在將檢測區(qū)域的檢測接觸層形成為較小時，會使檢測區(qū)域的破壞耐量進一步下降。在上述的半導體裝置中，通過將檢測區(qū)域的檢測接觸層設(shè)為較大，從而能夠確保檢測區(qū)域的破壞耐量。
[0023]實施例
[0024]圖1圖示了本實施例的半導體裝置2。半導體裝置2具備被形成在同一半導體基板上的IGBT區(qū)域4、二極管區(qū)域6以及檢測區(qū)域8。半導體裝置2為所謂的反向?qū)?R