本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，尤其是涉及一種半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，逆導(dǎo)型絕緣柵雙極型晶體管在正向?qū)ǔ跗冢骷蓡螛O導(dǎo)通狀態(tài)向雙極導(dǎo)通狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)存在一個(gè)電流不斷增大而電阻不斷減小的正反饋過(guò)程，稱作電壓折回現(xiàn)象。電壓折回現(xiàn)象會(huì)減緩逆導(dǎo)型絕緣柵雙極型晶體管器件的開啟速度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致逆導(dǎo)型絕緣柵雙極型晶體管器件無(wú)法開啟，對(duì)器件可靠性及性能造成危害。

2、在相關(guān)技術(shù)中，為消除逆導(dǎo)型絕緣柵雙極型晶體管中的電壓折回現(xiàn)象，常見的方法是增加p型集電極區(qū)的寬度，但是過(guò)大的p型集電極區(qū)會(huì)引起器件內(nèi)部電流分布不均進(jìn)而導(dǎo)致器件耐壓性降低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置可以提高耐壓性。

2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置，包括：半導(dǎo)體基體，具有第一主面及與所述第一主面相反的第二主面，所述第一主面和所述第二主面在第一方向上間隔設(shè)置；漂移層，所述漂移層設(shè)置于所述半導(dǎo)體基體且位于所述第一主面和所述第二主面之間，所述半導(dǎo)體基體包括絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域和快恢復(fù)二極管區(qū)域，所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域周向環(huán)繞設(shè)置于所述快恢復(fù)二極管區(qū)域的外側(cè)；所述漂移層包括第一漂移層和第二漂移層，所述第二漂移層為第一導(dǎo)電類型且位于所述快恢復(fù)二極管區(qū)域，所述第一漂移層位于所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域且包括第一導(dǎo)電類型的第一子漂移層和第二導(dǎo)電類型的第二子漂移層，所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域鄰近所述快恢復(fù)二極管區(qū)域，所述第二區(qū)域遠(yuǎn)離所述快恢復(fù)二極管區(qū)域；所述第一區(qū)域中設(shè)置有所述第一子漂移層和所述第二子漂移層，所述第一子漂移層相較于所述第二子漂移層在第一方向上更加鄰近所述第一主面；所述第二區(qū)域中也設(shè)置有所述第一子漂移層和所述第二子漂移層，在所述第二區(qū)域中，所述第二子漂移層相較于所述第一子漂移層在第一方向上更加鄰近所述第一主面；第二導(dǎo)電類型的基層，所述基層設(shè)置于所述漂移層朝向所述第一主面的一側(cè)，所述基層遠(yuǎn)離所述漂移層的一側(cè)表面構(gòu)成所述第一主面的一部分；發(fā)射極金屬層，所述發(fā)射極金屬層設(shè)置于所述第一主面；溝槽，所述溝槽的深度方向從所述第一主面貫穿所述基層且到達(dá)所述漂移層中，所述溝槽為多個(gè)，多個(gè)所述溝槽在第二方向上間隔設(shè)置，多個(gè)所述溝槽中的至少一個(gè)伸入所述第一區(qū)域的所述第一子漂移層中；第二導(dǎo)電類型的集電極層和第一導(dǎo)電類型的陰極層，所述集電極層設(shè)置于所述第一漂移層朝向所述第二主面的一側(cè)，所述集電極層遠(yuǎn)離所述漂移層的一側(cè)構(gòu)成所述第二主面的至少部分，所述集電極層位于所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域中；所述陰極層設(shè)置于所述第二漂移層朝向所述第二主面的一側(cè)，所述陰極層遠(yuǎn)離所述漂移層的一側(cè)構(gòu)成所述第二主面的至少部分，所述陰極層位于所述快恢復(fù)二極管區(qū)域中；集電極金屬層，所述集電極金屬層設(shè)置于所述第二主面。

3、由此，通過(guò)在絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域的第一區(qū)域中設(shè)置第一導(dǎo)電類型的第一子漂移層和第二導(dǎo)電類型的第二子漂移層，并且第一子漂移層相較于第二子漂移層更加鄰近第一主面，這樣在半導(dǎo)體裝置正向關(guān)斷時(shí)，第一區(qū)域中的第一子漂移層和第二子漂移層可以形成阻塞結(jié)，該阻塞結(jié)不僅可以主要承擔(dān)電場(chǎng)而且還可以輔助耗盡載流子，從而可以降低峰值電壓，提高反向耐壓性和擊穿電壓耐測(cè)性。

4、在本發(fā)明的一些示例中，所述第一區(qū)域中的所述第一子漂移層和所述第二子漂移層的交界處與所述第二區(qū)域中的所述第一子漂移層和所述第二子漂移層的交界處相互平齊。

5、在本發(fā)明的一些示例中，所述第一區(qū)域中的所述第一子漂移層和所述第二子漂移層在第一方向上的深度相等且均為d1，所述第二區(qū)域中的所述第一子漂移層和所述第二子漂移層在第一方向上的深度相等且均為d2，d1和d2滿足關(guān)系式：d1＝d2。

6、在本發(fā)明的一些示例中，所述半導(dǎo)體裝置還包括第一介質(zhì)隔離層，所述第一介質(zhì)隔離層設(shè)置于所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域和所述快恢復(fù)二極管區(qū)域之間，所述第一介質(zhì)隔離層的深度方向從所述第二主面朝向所述第一主面延伸設(shè)置，所述第一介質(zhì)隔離層貫穿所述集電極層和所述陰極層之間且到達(dá)所述漂移層中。

7、在本發(fā)明的一些示例中，所述第一介質(zhì)隔離層為二氧化硅隔離層。

8、在本發(fā)明的一些示例中，所述第一介質(zhì)隔離層朝向所述第一主面的一端不超出所述第一區(qū)域中的所述第二子漂移層以及所述第二區(qū)域中的所述第一子漂移層。

9、在本發(fā)明的一些示例中，所述半導(dǎo)體裝置還包括第二介質(zhì)隔離層，所述集電極金屬層包括第一集電極金屬層和第二集電極金屬層，所述第一集電極金屬層位于絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域，所述第二集電極金屬層設(shè)置于所述快恢復(fù)二極管區(qū)域，所述第一集電極金屬層和所述第二集電極金屬層間隔設(shè)置，所述第二介質(zhì)隔離層設(shè)置于所述所述第一集電極金屬層和所述第二集電極金屬層之間且與所述第一介質(zhì)隔離層相對(duì)應(yīng)。

10、在本發(fā)明的一些示例中，所述半導(dǎo)體裝置還包括第二導(dǎo)電類型的浮空層，所述浮空層設(shè)置于所述第二漂移層中，所述浮空層的深度方向從所述第二漂移層鄰近所述第二主面的一側(cè)朝向所述第一主面延伸，所述浮空層與所述陰極層相接觸。

11、在本發(fā)明的一些示例中，所述浮空層為多個(gè)，多個(gè)所述浮空層通過(guò)所述漂移層間隔設(shè)置。

12、在本發(fā)明的一些示例中，所述第一介質(zhì)隔離層鄰近所述第一主面的一端凸出于所述浮空層鄰近所述第一主面的一端。

13、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一區(qū)域(1031)中的所述第一子漂移層(2011)和所述第二子漂移層(2012)的交界處與所述第二區(qū)域(1032)中的所述第一子漂移層(2011)和所述第二子漂移層(2012)的交界處相互平齊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一區(qū)域(1031)中的所述第一子漂移層(2011)和所述第二子漂移層(2012)在第一方向上的深度相等且均為d1，所述第二區(qū)域(1032)中的所述第一子漂移層(2011)和所述第二子漂移層(2012)在第一方向上的深度相等且均為d2，d1和d2滿足關(guān)系式：d1＝d2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括第一介質(zhì)隔離層(8)，所述第一介質(zhì)隔離層(8)設(shè)置于所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域(103)和所述快恢復(fù)二極管區(qū)域(104)之間，所述第一介質(zhì)隔離層(8)的深度方向從所述第二主面(102)朝向所述第一主面(101)延伸設(shè)置，所述第一介質(zhì)隔離層(8)貫穿所述集電極層(601)和所述陰極層(602)之間且到達(dá)所述漂移層(2)中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一介質(zhì)隔離層(8)為二氧化硅隔離層。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一介質(zhì)隔離層(8)朝向所述第一主面(101)的一端不超出所述第一區(qū)域(1031)中的所述第二子漂移層(2012)以及所述第二區(qū)域(1032)中的所述第一子漂移層(2011)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括第二介質(zhì)隔離層(9)，所述集電極金屬層(7)包括第一集電極金屬層(701)和第二集電極金屬層(702)，所述第一集電極金屬層(701)位于絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域(103)，所述第二集電極金屬層(702)設(shè)置于所述快恢復(fù)二極管區(qū)域(104)，所述第一集電極金屬層(701)和所述第二集電極金屬層(702)間隔設(shè)置，所述第二介質(zhì)隔離層(9)設(shè)置于所述所述第一集電極金屬層(701)和所述第二集電極金屬層(702)之間且與所述第一介質(zhì)隔離層(8)相對(duì)應(yīng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括第二導(dǎo)電類型的浮空層(10)，所述浮空層(10)設(shè)置于所述第二漂移層(202)中，所述浮空層(10)的深度方向從所述第二漂移層(202)鄰近所述第二主面(102)的一側(cè)朝向所述第一主面(101)延伸，所述浮空層(10)與所述陰極層(602)相接觸。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述浮空層(10)為多個(gè)，多個(gè)所述浮空層(10)通過(guò)所述漂移層(2)間隔設(shè)置。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一介質(zhì)隔離層(8)鄰近所述第一主面(101)的一端凸出于所述浮空層(10)鄰近所述第一主面(101)的一端。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體裝置，半導(dǎo)體裝置包括：半導(dǎo)體基體，其具有第一主面和第二主面，第一主面和第二主面在第一方向上間隔設(shè)置，半導(dǎo)體基體包括絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域，絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域包括第一區(qū)域，第一區(qū)域中設(shè)置有第一子漂移層和第二子漂移層，第一子漂移層相較于第二子漂移層在第一方向上更加鄰近第一主面；溝槽，溝槽的深度方到達(dá)漂移層，溝槽為多個(gè)，多個(gè)溝槽中的至少一個(gè)伸入第一區(qū)域的第一子漂移層中。由此，在半導(dǎo)體裝置正向關(guān)斷時(shí)，第一區(qū)域中的第一子漂移層和第二子漂移層可以形成阻塞結(jié)，該阻塞結(jié)不僅可以主要承擔(dān)電場(chǎng)而且還可以輔助耗盡載流子，從而可以降低峰值電壓，提高反向耐壓性和擊穿電壓耐測(cè)性。

技術(shù)研發(fā)人員：聶碧穎,儲(chǔ)金星,史世平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海信家電集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19