半导体装置制造方法及图纸

实施方式的半导体装置具备：第一电极；第二电极；第一导电型的第一半导体层；第二导电型的第二半导体层；第一导电型的第三半导体层；第二导电型的第四半导体层；第二导电型的第五半导体层；第一及第二控制电极。第一半导体层设置于第一电极与第二电极之间。第二半导体层设置于第一半导体层与第二电极之间。第三半导体层选择性地设置于第二半导体层与第二电极之间。第四半导体层设置于第一半导体层与第一电极之间。在沿着第一半导体层与第二半导体层之间的边界排列的第一及第二控制电极之间第五半导体层包含：第一部分，设置于第一半导体层中；及第二部分，设置于第一半导体层与第二半导体层之间。第二半导体层之间。第二半导体层之间。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
[0001]相关申请
[0002]本申请享受以日本专利申请2020
‑
157707号(申请日：2020年9月18日)为基础申请的优先权。本申请通过参考该基础申请而包括基础申请的全部内容。


[0003]实施方式涉及半导体装置。

技术介绍

[0004]在逆变器等电力变换器中所使用的半导体装置中，例如期望相对于关断时的电流集中的破坏耐量大。

技术实现思路

[0005]实施方式提供提高了破坏耐量的半导体装置。
[0006]实施方式的半导体装置具备：第一电极；第二电极，与所述第一电极对置；第一导电型的第一半导体层；第二导电型的第二半导体层；所述第一导电型的第三半导体层；所述第二导电型的第四半导体层；所述第二导电型的第五半导体层；多个控制电极；以及第一绝缘膜。所述第一半导体层设置于所述第一电极与所述第二电极之间。所述第二半导体层设置于所述第一半导体层与所述第二电极之间，与所述第二电极电连接。所述第三半导体层选择性地设置于所述第二半导体层与所述第二电极之间，与所述第二电极电连接。所述第四半导体层设置于所述第一半导体层与所述第一电极之间，与所述第一电极电连接。所述多个控制电极分别设置于具有从所述第三半导体层的表面到所述第一半导体层中的深度的沟槽的内部，沿着所述第一半导体层与所述第二半导体层的边界排列。所述第一绝缘膜设置于所述多个控制电极各自与所述第一半导体层之间、以及所述多个控制电极各自与所述第二半导体层之间。所述第五半导体层在所述多个控制电极中的相邻的第一控制电极与第二控制电极之间包含第一部分及第二部分，所述第一部分设置于所述第一半导体层中，所述第二部分设置于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，且与所述第一部分以及所述第二半导体层电连接，所述第一部分位于所述第三半导体层与所述第四半导体层之间。
附图说明
[0007]图1是表示第一实施方式的半导体装置的示意剖视图。
[0008]图2的(a)及(b)是表示第一实施方式的半导体装置的动作的示意剖视图。
[0009]图3的(a)及(b)是表示第一实施方式的半导体装置的特性的曲线图。
[0010]图4是表示第一实施方式的半导体装置的其他特性的曲线图。
[0011]图5的(a)～(c)是表示第一实施方式的第一变形例的半导体装置的示意图。
[0012]图6的(a)～(c)是表示第一实施方式的第二变形例的半导体装置的示意图。
[0013]图7的(a)及(b)是表示第一实施方式的第三变形例的半导体装置的示意图。
[0014]图8的(a)～(c)是表示第一实施方式的变形例的半导体层的示意图。
[0015]图9的(a)及(b)是表示第一实施方式的第四变形例的半导体装置的示意图。
[0016]图10的(a)及(b)是表示第一实施方式的第五变形例的半导体装置的示意图。
[0017]图11的(a)及(b)是表示第一实施方式的第六变形例的半导体装置的示意图。
[0018]图12是表示第二实施方式的半导体装置的示意剖视图。
具体实施方式
[0019]以下，参照附图对实施方式进行说明。对附图中的相同部分标注相同的附图标记并适当省略其详细的说明，对不同的部分进行说明。另外，附图是示意性或概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等未必与现实的相同。另外，即使在表示相同部分的情况下，也存在根据附图而彼此的尺寸、比率不同地表示的情况。
[0020]进而，使用各图中所示的X轴、Y轴及Z轴，对各部分的配置及结构进行说明。X轴、Y轴、Z轴相互正交，分别表示X方向、Y方向、Z方向。另外，有时将Z方向作为上方，将其相反方向作为下方进行说明。
[0021](第一实施方式)
[0022]图1是表示第一实施方式的半导体装置1A的示意剖视图。半导体装置1A例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)。
[0023]如图1所示，半导体装置1A具备半导体部10、第一电极20、第二电极30以及控制电极40。第一电极20例如是集电极电极。第二电极30例如是发射极电极。控制电极40例如是栅极电极。
[0024]第一电极20与第二电极30设置于对置的位置，半导体部10设置于第一电极20与第三电极30之间。第一电极20例如设置于半导体部10的背面上。第二电极30设置于半导体部10的表面侧。半导体部10例如是硅。第一电极20及第二电极30例如是包含铝的金属层。
[0025]半导体部10例如包含第一导电型的第一半导体层11、第二导电型的第二半导体层13、第一导电型的第三半导体层15、第二导电型的第四半导体层19以及第二导电型的第五半导体层21。以下，将第一导电型设为n型，将第二导电型设为p型来进行说明。
[0026]第一半导体层11例如是n型基底层。第一半导体层11在第一电极20与第二电极30之间延伸。
[0027]第二半导体层13例如是p型基底层。第二半导体层13设置于第一半导体层11与第二电极30之间。第二半导体层13例如经由第二导电型的第六半导体层17而与第二电极30电连接。第六半导体层17例如是p型发射极层，包含浓度比第二半导体层13的第二导电型杂质的浓度高的第二导电型杂质。
[0028]第三半导体层15例如是n型发射极层。第三半导体层15选择性地设置于第二半导体层13与第二电极30之间。第三半导体层15与第二电极30电连接。
[0029]第四半导体层19例如是p型集电极层。第四半导体层19设置于第一半导体层11与第一电极20之间。第四半导体层19与第一电极20电连接。
[0030]控制电极40配置于在半导体部10的表面侧设置的沟槽GT的内部。沟槽GT具有从第三半导体层17的表面(上表面)到第一半导体层11中的深度。
[0031]控制电极40例如是导电性的多晶硅。控制电极40通过第一绝缘膜43与第一半导体层11、第二半导体层13、第三半导体层15以及第六半导体层17电绝缘。第一绝缘膜43例如是栅极绝缘膜。第一绝缘膜43例如是硅氧化膜。
[0032]控制电极40设置于半导体部10与第二电极30之间。控制电极40通过第二绝缘膜45而与第二电极30电绝缘。第二绝缘膜45例如是层间绝缘膜。第二绝缘膜45例如是硅氧化膜。
[0033]控制电极40包含位于第一半导体层11中的部分，隔着第一绝缘膜43与第一半导体层11相对。另外，控制电极40隔着第一绝缘膜43与第二半导体层13相对。即，第一绝缘膜43设置于第一半导体层11与控制电极40之间、第二半导体层13与控制电极40之间。第三半导体层15与第一绝缘膜43接触。
[0034]控制电极40设置有多个，例如在沿着第一半导体层11与第二半导体层13的边界的方向(例如X方向)上排列。多个控制电极40包括第一控制电极40a和第二控制电极40b。
[0035]例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，具备：第一电极；第二电极，与所述第一电极对置；第一导电型的第一半导体层，设置于所述第一电极与所述第二电极之间；第二导电型的第二半导体层，设置于所述第一半导体层与所述第二电极之间，与所述第二电极电连接；所述第一导电型的第三半导体层，选择性地设置于所述第二半导体层与所述第二电极之间，与所述第二电极电连接；所述第二导电型的第四半导体层，设置于所述第一半导体层与所述第一电极之间，与所述第一电极电连接；多个控制电极，分别设置于在从所述第二电极朝向所述第一电极的第一方向上从所述第三半导体层延伸到所述第一半导体层中的沟槽的内部，在沿着所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的边界的第二方向上排列；第一绝缘膜，设置于所述多个控制电极各自与所述第一半导体层之间、以及所述多个控制电极各自与所述第二半导体层之间；以及所述第二导电型的第五半导体层，在所述多个控制电极中的相邻的第一控制电极与第二控制电极之间包括第一部分及第二部分，所述第一部分设置于所述第一半导体层中，第二部分设置于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，且与所述第一部分以及所述第二半导体层电连接，所述第一部分位于所述第三半导体层与所述第四半导体层之间。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一半导体层包含位于所述第五半导体层的所述第一部分与所述第一绝缘膜之间的部分。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述第一半导体层包含位于所述第五半导体层的所述第二部分与所述第一绝缘膜之间的部分。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，还具备所述第二导电型的第六半导体层，所述第六半导体层选择性地设置于所述第二半导体层与所述第二电极之间，且沿着所述第二半导体层而与所述第三半导体层并排，所述第六半导体层位于所述第五半导体层的所述第二部分与所述第二电极之间，所述第六半导体层包含浓度比所述第二半导体层的第二导电型杂质的浓度高的第二导电型杂质，所述第二半导体层经由所述第六半导体层与所述第二电极电连接。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中，所述第五半导体层包含浓度比所述第二半导体层的所述第二导电型杂质的浓度高的第二导电型杂质。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第五半导体层具有从所述第二部分起沿第三方向延伸的所述第一部分，所述第三方向是沿着所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的边界、且与所述第二方向正交的方向。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第五半导体层还包含第三部分，所述第三部分设置于所述第一部分与所述第二部分之间，且将所述第一部分与所述第二部分电连接。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：诹访刚史，末代知子，岩鍜治阳子，系数裕子，
申请(专利权)人：东芝电子元件及存储装置株式会社，
类型：发明
国别省市：