鄰的n+型發(fā)射極區(qū)域6與p++型接觸區(qū)域7的掩膜上的間隔W11彼此不同。圖15示出對實(shí)施例的各試料的閾值電壓Vth進(jìn)行測定得到的結(jié)果。此外，圖16示出將額定電流設(shè)為10A并對實(shí)施例的各試料的閂鎖電流進(jìn)行測定的結(jié)果。此外，圖15、16分別示出第一現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置(參照圖17?20。下面稱為現(xiàn)有例)的各特性以作為比較?，F(xiàn)有例按照上述現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的制造方法(參照圖21?23)來制作(制造)?，F(xiàn)有例的表面結(jié)構(gòu)(第一現(xiàn)有結(jié)構(gòu))以外的條件與實(shí)施例同樣。
[0070]由圖15所示的結(jié)果可以確認(rèn)，在實(shí)施例中，通過將在第一方向上相鄰的n+型發(fā)射極區(qū)域6與p++型接觸區(qū)域7在掩膜上的間隔W11設(shè)為0.4 μ m以上，從而能防止閾值電壓Vth上升。與此相對，在現(xiàn)有例中，確認(rèn)到在圖15所示的第一方向上相鄰的n+型發(fā)射極區(qū)域6與p++型接觸區(qū)域7在掩膜上的間隔W101的整個(gè)范圍內(nèi)，閾值電壓Vth上升。此外，由圖16所示的結(jié)果可以確認(rèn)，在實(shí)施例中，通過將在第一方向上相鄰的n+型發(fā)射極區(qū)域6與P++型接觸區(qū)域7在掩膜上的間隔W11設(shè)為1.2 μπι以下，從而能防止閂鎖電流降低。此夕卜，在實(shí)施例中確認(rèn)到，在第一方向上相鄰的η+型發(fā)射極區(qū)域6與ρ++型接觸區(qū)域7在掩膜上的間隔W11能設(shè)定地比現(xiàn)有例大。由以上結(jié)果可以確認(rèn)，在實(shí)施例中，優(yōu)選將在第一方向上相鄰的η+型發(fā)射極區(qū)域6與ρ++型接觸區(qū)域7在掩膜上的間隔W11設(shè)為0.4 μπι以上
1.2 μm以下。
[0071]如上所述，本發(fā)明能適用于所有IGBT(閂鎖耐量由n+型發(fā)射極區(qū)域的第一方向的寬度決定的半導(dǎo)體裝置)，且在上述各實(shí)施方式中，例如各部分的尺寸、雜質(zhì)濃度等根據(jù)所要求的規(guī)格等來進(jìn)行各種設(shè)定。具體而言，例如能適用于在夾在相鄰溝槽間的臺面部上設(shè)置懸浮(floating)電位或發(fā)射極電位的ρ-型浮置區(qū)域的結(jié)構(gòu)、在溝槽內(nèi)部設(shè)置虛擬柵極電極的結(jié)構(gòu)、以及將上述結(jié)構(gòu)組合后的半導(dǎo)體裝置。在溝槽內(nèi)部設(shè)置虛擬柵極電極的結(jié)構(gòu)是指，經(jīng)由虛擬柵極絕緣膜在溝槽內(nèi)部設(shè)置發(fā)射極電位、懸浮電位的虛擬柵極電極的結(jié)構(gòu)。此外，在上述各實(shí)施方式中，舉例說明了耐壓600V級別以及耐壓1200V級別，但也能適用于不同耐壓等級的IGBT。此外，各實(shí)施方式中雖然將第一導(dǎo)電型設(shè)為η型，將第二導(dǎo)電型設(shè)為Ρ型，但即使將第一導(dǎo)電型設(shè)為Ρ型，將第二導(dǎo)電型設(shè)為η型，本發(fā)明也同樣成立。
工業(yè)上的實(shí)用性
[0072]如上所述，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法適用于工業(yè)用設(shè)備、汽車、家用電器等所使用的功率半導(dǎo)體裝置。
標(biāo)號說明
[0073]1 η-型漂移層 2 ρ-型基極區(qū)域
3溝槽 4柵極絕緣膜 5柵極電極
6η+型發(fā)射極區(qū)域
7ρ++型接觸區(qū)域
8、28 ρ+型區(qū)域
11、14、31抗蝕劑掩膜 12第一離子注入
13、32第二離子注入 15、33第三離子注入
W1 η+型發(fā)射極區(qū)域的第一方向(溝槽呈條狀延伸的方向)的寬度 W2 Ρ++型接觸區(qū)域的第一方向的寬度 W3 Ρ+型區(qū)域的第一方向的寬度 W4 η+型發(fā)射極區(qū)域下端的第一方向的寬度
W11在第一方向上相鄰的η+型發(fā)射極區(qū)域與ρ++型接觸區(qū)域在掩膜上的間隔 W12在第一方向上相鄰的η+型發(fā)射極區(qū)域與ρ++型接觸區(qū)域的間隔
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體包括:第二導(dǎo)電型的第二半導(dǎo)體區(qū)域，該第二導(dǎo)電型的第二半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在第一導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體區(qū)域的一個(gè)面?zhèn)龋欢鄠€(gè)溝槽，該多個(gè)溝槽沿深度方向貫穿所述第二半導(dǎo)體區(qū)域并到達(dá)所述第一半導(dǎo)體區(qū)域，且以條狀的平面圖案來配置；柵極電極，該柵極電極隔著柵極絕緣膜設(shè)置在所述溝槽的內(nèi)部；第一導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體區(qū)域，該第一導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體區(qū)域選擇性地設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體區(qū)域的、夾在相鄰的所述溝槽之間的臺面部上；以及第二導(dǎo)電型的第四半導(dǎo)體區(qū)域，該第二導(dǎo)電型的第四半導(dǎo)體區(qū)域與所述第三半導(dǎo)體區(qū)域相接地設(shè)置在所述臺面部上，且雜質(zhì)濃度高于所述第二半導(dǎo)體區(qū)域， 該半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，包括: 在所述臺面部上以規(guī)定間隔在所述溝槽呈條狀延伸的第一方向上選擇性地形成所述第三半導(dǎo)體區(qū)域的第一工序； 在所述臺面部的、夾在所述第一方向上相鄰的所述第三半導(dǎo)體區(qū)域之間的整個(gè)部分上形成雜質(zhì)濃度高于所述第二半導(dǎo)體區(qū)域的第二導(dǎo)電型的第五半導(dǎo)體區(qū)域的第二工序；在所述第五半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)部與所述第三半導(dǎo)體區(qū)域相隔開的位置選擇性地形成雜質(zhì)濃度高于所述第五半導(dǎo)體區(qū)域的所述第四半導(dǎo)體區(qū)域的第三工序；以及 在所述第一方向上相鄰的所述第五半導(dǎo)體區(qū)域，使所述第三半導(dǎo)體區(qū)域與所述第四半導(dǎo)體區(qū)域擴(kuò)散并接觸，以使得所述第三半導(dǎo)體區(qū)域與所述第四半導(dǎo)體區(qū)域在所述第一方向上交替重復(fù)地配置的第四工序。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述第四工序中，在所述第三半導(dǎo)體區(qū)域與所述第四半導(dǎo)體區(qū)域的接合界面的所述第一半導(dǎo)體區(qū)域一側(cè)殘留所述第五半導(dǎo)體區(qū)域。3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述第二工序中，以所述第三半導(dǎo)體區(qū)域的深度以下的深度形成所述第五半導(dǎo)體區(qū)域。4.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述第二工序中，形成比所述第三半導(dǎo)體區(qū)域的深度要深且比所述第四半導(dǎo)體區(qū)域的深度要淺的所述第五半導(dǎo)體區(qū)域。5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述第二工序中，通過向所述臺面部的整個(gè)面離子注入第二導(dǎo)電型雜質(zhì)來形成所述第五半導(dǎo)體區(qū)域。6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，還包括: 在所述第一工序前、在所述臺面部的表面上形成第一掩膜的第一掩膜工序，該第一掩膜用于使與所述第三半導(dǎo)體區(qū)域的形成區(qū)域相對應(yīng)的部分開口； 在所述第一工序之后、所述第二工序之前去除所述第一掩膜的工序；以及在所述第二工序之后、所述第三工序之前，在所述臺面部的表面形成第二掩膜的第二掩膜工序，該第二掩膜用于使與所述第四半導(dǎo)體區(qū)域的形成區(qū)域相對應(yīng)的部分開口， 在所述第一工序中，通過以所述第一掩膜為掩膜來離子注入第一導(dǎo)電型雜質(zhì)，從而形成所述第三半導(dǎo)體區(qū)域， 在所述第三工序中，通過以所述第二掩膜為掩膜來離子注入第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，從而形成所述第四半導(dǎo)體區(qū)域， 使由于所述第一掩膜而露出的區(qū)域與由于所述第二掩膜而露出的區(qū)域的間隔在0.4 μ m以上、1.2 μ m以下。7.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述第一工序之后、所述第二工序之前，還包括在所述臺面部的表面形成第二掩膜的第二掩膜工序，該第二掩膜用于使與所述第四半導(dǎo)體區(qū)域的形成區(qū)域相對應(yīng)的部分開□， 在所述第二工序中，通過以所述第二掩膜為掩膜來離子注入第二導(dǎo)電型的第一雜質(zhì)，從而形成所述第五半導(dǎo)體區(qū)域， 在所述第三工序中，通過以所述第二掩膜為掩膜來離子注入擴(kuò)散系數(shù)比所述第二導(dǎo)電型的第一雜質(zhì)要低的第二導(dǎo)電型的第二雜質(zhì)，從而形成所述第四半導(dǎo)體區(qū)域。8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述第一工序前還包括在所述臺面部的表面上形成第一掩膜的第一掩膜工序，該第一掩膜用于使與所述第三半導(dǎo)體區(qū)域的形成區(qū)域相對應(yīng)的部分開口； 在所述第一工序中，通過以所述第一掩膜為掩膜來離子注入第一導(dǎo)電型雜質(zhì)，從而形成所述第三半導(dǎo)體區(qū)域， 使由于所述第一掩膜而露出的區(qū)域與由于所述第二掩膜而露出的區(qū)域的間隔在0.4 μ m以上、1.2 μ m以下。9.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括: 第二導(dǎo)電型的第二半導(dǎo)體區(qū)域，該第二導(dǎo)電型的第二半導(dǎo)體區(qū)域設(shè)置在第一導(dǎo)電型的第一半導(dǎo)體區(qū)域的一個(gè)面?zhèn)龋? 多個(gè)溝槽，該多個(gè)溝槽沿深度方向貫穿所述第二半導(dǎo)體區(qū)域并到達(dá)所述第一半導(dǎo)體區(qū)域，且以條狀的平面圖案來配置； 柵極電極，該柵極電極隔著柵極絕緣膜設(shè)置在所述溝槽的內(nèi)部； 第一導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體區(qū)域，該第一導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體區(qū)域在所述溝槽呈條狀延伸的第一方向上以規(guī)定間隔選擇性地設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體區(qū)域的、夾在相鄰的所述溝槽之間的臺面部上； 第二導(dǎo)電型的第四半導(dǎo)體區(qū)域，該第二導(dǎo)電型的第四半導(dǎo)體區(qū)域與所述第三半導(dǎo)體區(qū)域相接地設(shè)置在所述臺面部上，以使得在所述第一方向上與所述第三半導(dǎo)體區(qū)域交替重復(fù)地配置，且其雜質(zhì)濃度高于所述第二半導(dǎo)體區(qū)域；以及 第二導(dǎo)電型的第五半導(dǎo)體區(qū)域，該第二導(dǎo)電型的第五半導(dǎo)體區(qū)域以覆蓋所述第三半導(dǎo)體區(qū)域與所述第四半導(dǎo)體區(qū)域的接合界面的所述第一半導(dǎo)體區(qū)域側(cè)的端部的方式來選擇性地設(shè)置，其雜質(zhì)濃度高于所述第二半導(dǎo)體區(qū)域，且低于所述第四半導(dǎo)體區(qū)域。10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第五半導(dǎo)體區(qū)域的深度在所述第三半導(dǎo)體區(qū)域的深度以下。11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述第五半導(dǎo)體區(qū)域的深度比所述第三半導(dǎo)體區(qū)域的深度要深，且比所述第四半導(dǎo)體區(qū)域的深度要淺。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法，能實(shí)現(xiàn)精細(xì)化，并防止閾值電壓和導(dǎo)通電壓的上升，并且能防止破壞耐量的降低。n+型發(fā)射極區(qū)域(6)和p++型接觸區(qū)域(7)在溝槽呈條狀延伸的第一方向上交替重復(fù)配置于夾在槽柵之間的臺面部上。p+型區(qū)域(8)覆蓋n+型發(fā)射極區(qū)域(6)與p++型接觸區(qū)域(7)的接合界面的下側(cè)端部。在形成該槽柵結(jié)構(gòu)時(shí)，利用第一離子注入在臺面部沿第一方向以規(guī)定間隔選擇性地形成n+型發(fā)射極區(qū)域(6)。接著，利用第二離子注入在臺面部的整個(gè)面上形成比n+型發(fā)射極區(qū)域(6)要淺的p+型區(qū)域(8)。接著，利用第三離子注入在p+型區(qū)域(8)的內(nèi)部選擇性地形成p++型接觸區(qū)域(7)。之后，使n+型發(fā)射極區(qū)域(6)與p++型接觸區(qū)域(7)擴(kuò)散并接觸。
【IPC分類】H01L29/739, H01L21/331, H01L29/06
【公開號】CN105321999
【申請?zhí)枴緾N201510270742
【發(fā)明人】內(nèi)藤達(dá)也
【申請人】富士電機(jī)株式會社
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年5月25日
【公告號】DE102015209570A1, US20160035868