專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通電壓的降低和可關(guān)斷電流的增加。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中參考文獻(xiàn)I (日本專利特開平8-316479，申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社)的半導(dǎo)體裝置的一截面示意圖，如圖1所示，在作為漂移區(qū)發(fā)揮作用的N-型半導(dǎo)體層42和作為基極區(qū)發(fā)揮作用的P型半導(dǎo)體層44之間，設(shè)置了比N-型半導(dǎo)體層42的不純物濃度更高的N型半導(dǎo)體層43。同時(shí)，在與發(fā)射電極51連接的P型半導(dǎo)體層44的暴露面上，形成比P型半導(dǎo)體層44的不純物濃度更高的P+型半導(dǎo)體層91。在參考文獻(xiàn)I中記載的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造中，為了設(shè)置N型半導(dǎo)體層43，使N-型半導(dǎo)體層42的載流子分布與二極管的載流子分布接近，因此，能夠在保持較高可關(guān)斷電流值的同時(shí)，使導(dǎo)通電壓降低。進(jìn)而，在參考文獻(xiàn)I中記載的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造中，為了設(shè)置P+型半導(dǎo)體層91，空穴很容易從P型半導(dǎo)體層44脫離向發(fā)射電極51移動(dòng)，因此能夠提高可關(guān)斷電流值。圖2是現(xiàn)有技術(shù) 中參考文獻(xiàn)I記載的其他構(gòu)造的一截面示意圖。在如圖2所示的實(shí)施例中，由于電阻值較低的N型半導(dǎo)體層43比較厚，所以可以進(jìn)一步降低導(dǎo)通電壓。圖3顯示了與現(xiàn)有技術(shù)中參考文獻(xiàn)I記載的N-型半導(dǎo)體層42和N型半導(dǎo)體層43的邊界深度相對應(yīng)的耐壓(Vces)以及導(dǎo)通電壓(Vce (sat))的值。如圖3所示，橫軸是以元件表面、即以P型半導(dǎo)體層44的暴露面或者作為發(fā)射極區(qū)發(fā)揮作用的N+型半導(dǎo)體區(qū)域45的表面為標(biāo)準(zhǔn)，到N-型半導(dǎo)體層42和N型半導(dǎo)體層43的邊界的深度；左邊的縱軸表示的是耐壓，右邊的縱軸表示的是導(dǎo)通電壓Vra (SAT)。如圖3所示，該模擬的條件為，從元件表面、即從P型半導(dǎo)體層44的暴露面或者N+型半導(dǎo)體區(qū)域45的表面到N-型半導(dǎo)體層42和作為緩沖層發(fā)揮作用的N+型半導(dǎo)體層46的邊界的厚度約為200 μ m，該N-型半導(dǎo)體層42的不純物濃度為5 X 1013cm_3，溝槽47的間隔約為4 μ m，從N+型半導(dǎo)體區(qū)域45的表面開始的溝槽47的深度約為8 μ m。由圖3所示的圖表可以確認(rèn)，Vce(SAT)的值隨著N型半導(dǎo)體層43的厚度的加厚而下降，導(dǎo)通電壓與N型半導(dǎo)體層43的厚度對應(yīng)地下降低。但是，耐壓在過了 N型半導(dǎo)體層43的厚度的臨界值后，急劇下降。在該實(shí)施例中，N-型半導(dǎo)體層42和N型半導(dǎo)體層43的邊界的深度從溝槽47的底部進(jìn)一步加深了約8 μ m后，耐壓急劇下降。因此，在耐壓允許范圍內(nèi)，使N型半導(dǎo)體層43加厚，能盡量降低導(dǎo)通電壓。如參考文獻(xiàn)I的實(shí)施例這樣，將N型半導(dǎo)體層43設(shè)置為使N型半導(dǎo)體層43與N-型半導(dǎo)體層42的邊界比溝槽47的前端更深的情況下，特別有效地適用于耐壓級別高的元件。這是因?yàn)樵陉P(guān)斷狀態(tài)的集電極電壓較高的情況下，即使溝槽47的前端從P型半導(dǎo)體層44和N型半導(dǎo)體層43的邊界明顯突出，溝槽47的前端角部56附近的電場集中對于耐壓降低沒有太大影響。同時(shí)，由于耐壓級別高，在耐壓沒有急劇降低時(shí)，即使N型半導(dǎo)體層43的厚度加厚，N型半導(dǎo)體層43不會(huì)成為從導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)時(shí)的空穴移動(dòng)的障礙，對于關(guān)斷時(shí)的電流降低沒有影響。因此，通過參考文獻(xiàn)I中記載的構(gòu)造，能夠在更低導(dǎo)通電壓的情況下提供低壓溝槽柵型 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn):參考文獻(xiàn)I中記載了只有N型半導(dǎo)體層43的深度(N型半導(dǎo)體層43與N-型半導(dǎo)體層42的邊界)對耐壓和導(dǎo)通電壓有影響；但是根據(jù)N型半導(dǎo)體層43的濃度，其效果也大不相同。應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹或技術(shù)問題的分析只是為了方便對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案或分析在本實(shí)用新型的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案或分析為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體裝置，目的在于充分滿足低導(dǎo)通電壓和高耐壓的權(quán)衡比。根據(jù)本實(shí)用新 型的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置具有:具有第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體區(qū)域；具有導(dǎo)電型與所述第I半導(dǎo)體區(qū)域上具有的第I導(dǎo)電型相反的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體區(qū)域；形成于所述第2半導(dǎo)體區(qū)域上的具有所述第2導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體區(qū)域；形成于所述第3半導(dǎo)體區(qū)域上的具有所述第I導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體區(qū)域；形成于所述第4半導(dǎo)體區(qū)域上的具有所述第2導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體區(qū)域；在所述第4半導(dǎo)體區(qū)域上通過絕緣膜形成的控制電極；與所述第I半導(dǎo)體區(qū)域電連接的第I電極；以及與所述第4半導(dǎo)體區(qū)域以及所述第5半導(dǎo)體區(qū)域電連接的第2電極；其中，所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的所述第2導(dǎo)電型的不純物濃度比所述第2半導(dǎo)體區(qū)域高，所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度的最大值大于等于5X1014cm_3、且小于等于5 X IO15Cm 3O在一方面，第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度比上述范圍低時(shí)，與第2半導(dǎo)體區(qū)域基本沒有差別，由第3半導(dǎo)體區(qū)域與第2半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度差而產(chǎn)生的空穴的蓄積效果就無法充分發(fā)揮，半導(dǎo)體裝置的導(dǎo)通電壓就會(huì)上升。另一方面，第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度比上述范圍高時(shí)，耗盡層到達(dá)第3半導(dǎo)體區(qū)域的上側(cè)，進(jìn)而向第3半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散時(shí)，耗盡層就無法在第3半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)充分?jǐn)U散，無法得到足夠的耐壓。因此，通過使第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度處于上述范圍內(nèi)，從而能夠提供充分滿足低導(dǎo)通電壓和高耐壓的權(quán)衡比的半導(dǎo)體裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的所述第2導(dǎo)電型的不純物濃度與所述第2半導(dǎo)體區(qū)域的所述第2導(dǎo)電型的不純物濃度相比高出5至50倍。由此，通過使第2半導(dǎo)體區(qū)域和第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度差處于上述范圍內(nèi)，可以充分得到上述技術(shù)效果。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述第3半導(dǎo)體區(qū)域與所述第4半導(dǎo)體區(qū)域相接；在向所述第I電極和所述第2電極施加規(guī)定電壓時(shí)，耗盡層擴(kuò)散至比所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的下表面還要靠下的下側(cè)。由此，由于第3半導(dǎo)體區(qū)域與第4半導(dǎo)體區(qū)域相接，第3半導(dǎo)體區(qū)域的電場最大強(qiáng)度增高，從此，隨著朝向半導(dǎo)體裝置的下方向下而緩緩下降，因此可以保證希望的耐壓。此夕卜，雖然通過第3半導(dǎo)體區(qū)域和第2半導(dǎo)體區(qū)域的能量隔斷，在這些界面附近的第2半導(dǎo)體區(qū)域上蓄積了多個(gè)空穴，但是，第3半導(dǎo)體區(qū)域與第4半導(dǎo)體區(qū)域不相接時(shí)，在其之間的區(qū)域上進(jìn)行空穴的移動(dòng)就需要使用施加在第I電極和第2電極之間的電壓。因此，來自第I半導(dǎo)體區(qū)域的空穴的注入量減少，導(dǎo)通電壓上升。因此，通過使第3半導(dǎo)體區(qū)域與第4半導(dǎo)體區(qū)域相接，解決了上述技術(shù)問題，抑制了導(dǎo)通電壓的上升。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的厚度為大于等于I μ m、且小于等于3 μ m。一方面，若第3半導(dǎo)體區(qū)域的厚度不足I μ m，第3半導(dǎo)體區(qū)域與第2半導(dǎo)體區(qū)域的界面附近的第2半導(dǎo)體區(qū)域上蓄積的空穴就會(huì)容易到達(dá)第4半導(dǎo)體區(qū)域，上述界面附近蓄積的空穴的數(shù)量就會(huì)減少。由此，導(dǎo)通電壓就會(huì)上升。另一方面，若第3半導(dǎo)體區(qū)域的厚度大于等于3 μ m，第3半導(dǎo)體區(qū)域的耗盡層就會(huì)難以擴(kuò)展，無法得到希望的耐壓。由此，通過使第3半導(dǎo)體區(qū)域的厚度處于上述范圍內(nèi)，可以充分得到上述技術(shù)效果。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，具有從所述第5半導(dǎo)體區(qū)域的上表面到達(dá)所述第3半導(dǎo)體區(qū)域的溝槽；在所述溝槽內(nèi)，通過所述絕緣膜具有所述控制電極。由此，由于采用溝槽柵型IGBT，可以實(shí)現(xiàn)小型化?；蛘呖梢栽黾訙喜劭偭?，降低導(dǎo)通電壓。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，具有從所述第5半導(dǎo)體區(qū)域的上表面貫通所述第4半導(dǎo)體區(qū)域以及所述第3半導(dǎo)體區(qū)域而到達(dá)所述第2半導(dǎo)體區(qū)域的溝槽；在所述溝槽內(nèi)，通過所述絕緣膜具有所述控制電極。由此，由于在槽底部附近的第2半導(dǎo)體區(qū)域的部分蓄積了空穴，所以能夠進(jìn)一步降低導(dǎo)通電壓。參照下面的描述和附圖，將清楚本實(shí)用新型的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本實(shí)用新型的特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本實(shí)用新型的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的范圍不受此限制。相反，本實(shí)用新型包括落入所附權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。針對一個(gè)實(shí)施方式描述和/或例示的特征，可以在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中以相同方式或以類似方式使用，和/或與其他實(shí)施方式的特征相結(jié)合或代替其他實(shí)施方式的特征使用。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，術(shù)語“包括”當(dāng)在本說明書中使用時(shí)用來指所述特征、要件、步驟或組成部分的存在，但不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、要件、步驟、組成部分或它們的組合的存在或增加。

[0039]參照以下的附圖可以更好地理解本實(shí)用新型的很多方面。附圖中的部件不是成比例繪制的，而只是為了示出本實(shí)用新型的原理。為了便于示出和描述本實(shí)用新型的一些部分，附圖中對應(yīng)部分可能被放大或縮小。在本實(shí)用新型的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。此夕卜，在附圖中，類似的標(biāo)號表示幾個(gè)附圖中對應(yīng)的部件，并可用于指示多于一種實(shí)施方式中使用的對應(yīng)部件。在附圖中:圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體裝置的一截面示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的其他構(gòu)造的一截面示意圖；圖3顯示了與現(xiàn)有技術(shù)中記載的N-型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層的邊界深度相對應(yīng)的耐壓以及導(dǎo)通電壓的值；圖4是本實(shí)用新型的半導(dǎo)體裝置的一截面示意圖；圖5是本實(shí)用新型的第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度與耐壓和導(dǎo)通電壓的關(guān)系示意圖；圖6是本實(shí)用新型的第3半導(dǎo)體區(qū)域的厚度與耐壓和導(dǎo)通電壓的關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，通過下面的說明書，本實(shí)用新型的前述以及其它特征將變得明顯。在說明書和附圖中，具體公開了本實(shí)用新型的特定實(shí)施方式，其表明了其中可以采用本實(shí)用新型的原則的部分實(shí)施方式，應(yīng)了解的是，本實(shí)用新型不限于所描述的實(shí)施方式，相反，本實(shí)用新型包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部修改、變型以及等同物。本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體裝置。圖4是本實(shí)用新型的半導(dǎo)體裝置的一截面示意圖,如圖4所示 ,該半導(dǎo)體裝置400包括:具有第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體區(qū)域11 ；具有第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體區(qū)域13 ;該第2導(dǎo)電型的導(dǎo)電型與第I半導(dǎo)體區(qū)域11上具有的第I導(dǎo)電型相反；形成于第2半導(dǎo)體區(qū)域13上的具有第2導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體區(qū)域14 ；形成于第3半導(dǎo)體區(qū)域14上的具有第I導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體區(qū)域16 ；形成于第4半導(dǎo)體區(qū)域16上的具有第2導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體區(qū)域17 ；在第4半導(dǎo)體區(qū)域16上通過絕緣膜18形成的控制電極19 ；與第I半導(dǎo)體區(qū)域11電連接的第I電極20 ;以及與第4半導(dǎo)體區(qū)域16以及第5半導(dǎo)體區(qū)域17電連接的第2電極21 ；其中，第3半導(dǎo)體區(qū)域14的第2導(dǎo)電型的不純物濃度比第2半導(dǎo)體區(qū)域13高，并且第3半導(dǎo)體區(qū)域14的不純物濃度的最大值大于或等于5X 1014cm_3、且小于或等于5 X IO15Cm 3O在本實(shí)用新型中，第I導(dǎo)電型可以為P型，第2導(dǎo)電型可以為N型。但本實(shí)用新型不限于此，可以根據(jù)實(shí)際情況確定具體的實(shí)施方式。以下僅以第I導(dǎo)電型為P型，第2導(dǎo)電型為N型為例進(jìn)行說明。在本實(shí)用新型中，對于半導(dǎo)體區(qū)域的不純物的說明可以參考現(xiàn)有技術(shù)；至于如何設(shè)置不純物濃度，可以根據(jù)實(shí)際情況確定具體的實(shí)施方式。在本實(shí)用新型中，比N-型第2半導(dǎo)體區(qū)域13的不純物濃度高的N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14傾向于顯示了參考文獻(xiàn)I所示的特征。但是，不純物濃度高的N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14的效果也受不純物濃度的影響。由此，本實(shí)用新型重新對N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14的不純物濃度的最大值進(jìn)行追蹤研究，發(fā)現(xiàn)在5 X IO14至5 X IO15CnT3時(shí)技術(shù)效果為最佳。圖5是本實(shí)用新型的第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度與耐壓(Vras)和導(dǎo)通電壓(VeE(SAT))的關(guān)系示意圖。如圖5所示，N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14的不純物濃度的最大值比上述范圍高時(shí)，耐壓就會(huì)急劇下降，N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14的不純物濃度的最大值比上述范圍低時(shí)，導(dǎo)通電壓就會(huì)升高。由于N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14的不純物濃度較高時(shí)，半導(dǎo)體裝置在深度方向上的電場強(qiáng)度從最大電場強(qiáng)度Emax下降的幅度就會(huì)增大，因此，半導(dǎo)體裝置的耐壓就會(huì)降低。同時(shí)，N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14的不純物濃度較低時(shí)，N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14和N-型第2半導(dǎo)體區(qū)域13之間的隔斷就會(huì)降低，空穴很難停留在N-型第2半導(dǎo)體區(qū)域13中，由此導(dǎo)通電壓升聞。在本實(shí)用新型中，第3半導(dǎo)體區(qū)域14的第2導(dǎo)電型的不純物濃度比第2半導(dǎo)體區(qū)域13高，第3半導(dǎo)體區(qū)域14的不純物濃度的最大值大于等于5X 1014cm_3、且小于等于5 X IO1W30第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度比上述范圍低時(shí)，與第2半導(dǎo)體區(qū)域基本沒有差另O，由第3半導(dǎo)體區(qū)域與第2半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度差而產(chǎn)生的空穴的蓄積效果就無法充分發(fā)揮，半導(dǎo)體裝置的導(dǎo)通電壓就會(huì)上升。另一方面，第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度比上述范圍高時(shí)，耗盡層(也可稱為空乏層)到達(dá)第3半導(dǎo)體區(qū)域的上側(cè)，進(jìn)而向第3半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散時(shí)，耗盡層就無法在第3半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)(向第3半導(dǎo)體區(qū)域下側(cè))充分?jǐn)U散，無法得到足夠的耐壓。因此，通過使第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度處于上述范圍內(nèi)，從而能夠提供充分滿足低導(dǎo)通電壓和高耐壓的權(quán)衡 比的半導(dǎo)體裝置。在本實(shí)用新型中，第3半導(dǎo)體區(qū)域14的第2導(dǎo)電型的不純物濃度與第2半導(dǎo)體區(qū)域13的第2導(dǎo)電型的不純物濃度相比，可以高出5至50倍。也就是說，N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14與N-型第2半導(dǎo)體區(qū)域13的第2導(dǎo)電型的不純物濃度相比，高出5至50倍為好。通過使第2半導(dǎo)體區(qū)域和第3半導(dǎo)體區(qū)域的不純物濃度差處于上述范圍內(nèi)，可以充分得到上述技術(shù)效果，充分滿足低導(dǎo)通電壓和高耐壓的權(quán)衡比。在本實(shí)用新型中，第3半導(dǎo)體區(qū)域14與第4半導(dǎo)體區(qū)域16相接，在向第I電極20和第2電極21施加規(guī)定電壓時(shí)，耗盡層可以擴(kuò)散至比第3半導(dǎo)體區(qū)域14的下表面還要靠下的下側(cè)。由于第3半導(dǎo)體區(qū)域14與第4半導(dǎo)體區(qū)域16相接，第3半導(dǎo)體區(qū)域14的電場最大強(qiáng)度增高。從此，隨著朝向半導(dǎo)體裝置的下方向下，緩緩下降，因此可以保證希望的耐壓。并且，雖然通過第3半導(dǎo)體區(qū)域14和第2半導(dǎo)體區(qū)域13的能量隔斷，在這些界面附近的第2半導(dǎo)體區(qū)域13上蓄積了多個(gè)空穴；但是，第3半導(dǎo)體區(qū)域14與第4半導(dǎo)體區(qū)域16不相接時(shí)，在其之間的區(qū)域上進(jìn)行空穴的移動(dòng)就需要使用施加在第I電極20和第2電極21之間的電壓。因此，來自第I半導(dǎo)體區(qū)域11的空穴的注入量減少，導(dǎo)通電壓上升。在本實(shí)用新型中，通過使第3半導(dǎo)體區(qū)域14與第4半導(dǎo)體區(qū)域16相接，解決了上述問題，抑制了導(dǎo)通電壓的上升。在本實(shí)用新型中，第3半導(dǎo)體區(qū)域14的厚度可以為大于等于I μ m、且小于等于3 μ m0圖6是本實(shí)用新型的第3半導(dǎo)體區(qū)域的厚度與耐壓(Vras)和導(dǎo)通電壓(VeE(SAT))的關(guān)系示意圖。如圖6所示，N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14的厚度最好可以為I至5 μ m ;并且，大于等于I μ m而小于等于3 μ m則技術(shù)效果更好。若第3半導(dǎo)體區(qū)域14的厚度不足I μ m,則第3半導(dǎo)體區(qū)域14與第2半導(dǎo)體區(qū)域13的界面附近的第2半導(dǎo)體區(qū)域13上蓄積的空穴就會(huì)容易到達(dá)第4半導(dǎo)體區(qū)域16，上述界面附近蓄積的空穴的數(shù)量就會(huì)減少。由此，導(dǎo)通電壓就會(huì)上升。另一方面，若第3半導(dǎo)體區(qū)域14的厚度大于等于3 μ m，第3半導(dǎo)體區(qū)域14的耗盡層就會(huì)難以擴(kuò)展，無法得到希望的耐壓。在本實(shí)用新型中，在一個(gè)實(shí)施方式中，還可以具有從第5半導(dǎo)體區(qū)域17的上表面到達(dá)第3半導(dǎo)體區(qū)域14的溝槽；在所述溝槽內(nèi)，通過絕緣膜18具有控制電極19。由此，由于可以采用溝槽柵型IGBT，可以實(shí)現(xiàn)小型化?；蛘呖梢栽黾訙喜劭偭浚档蛯?dǎo)通電壓。在本實(shí)用新型中，在另一個(gè)實(shí)施方式中，還可以具有從第5半導(dǎo)體區(qū)域17的上表面貫通第4半導(dǎo)體區(qū)域16以及第3半導(dǎo)體區(qū)域14而到達(dá)第2半導(dǎo)體區(qū)域13的溝槽；在所述溝槽內(nèi)，通過絕緣膜18具有控制電極19。
如圖4所示，形成柵電極19的溝槽可以貫通N型第3半導(dǎo)體區(qū)域14。由此，由于在槽底部附近的第2半導(dǎo)體區(qū)域13的部分蓄積了空穴，所以能夠進(jìn)一步降低導(dǎo)通電壓。以上參照附圖描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。這些實(shí)施方式的許多特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)該詳細(xì)的說明書是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實(shí)施方式的落入其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本實(shí)用新型的實(shí)施方式限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。在此公開了本實(shí)用新型的特定實(shí)施方式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識至IJ，本實(shí)用新型在其他環(huán)境下具有其他應(yīng)用。實(shí)際上，還存在許多實(shí)施方式和實(shí)現(xiàn)。所附權(quán)利要求絕非為了將本實(shí)用新型的范圍限制為上述具體實(shí)施方式
。另外，任意對于“用于……的裝置”的引用都是為了描繪要素和權(quán)利要求的裝置加功能的闡釋，而任意未具體使用“用于……的裝置”的引用的要素都不希望被理解為裝置加功能的元件，即使該權(quán)利要求包括了“裝置”的用詞。盡管已經(jīng)針對特定優(yōu)選實(shí)施方式或多個(gè)實(shí)施方式示出并描述了本實(shí)用新型，但是顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解說明書和附圖時(shí)可以想到等同的修改例和變型例。尤其是對于由上述要素(部件、組件、裝置、組成等)執(zhí)行的各種功能，除非另外指出，希望用于描述這些要素的術(shù)語(包括“裝置”的引用)對應(yīng)于執(zhí)行所述要素的具體功能的任意要素(即，功能等效)，即使該要素在結(jié)構(gòu)上不同于在本實(shí)用新型的所例示的示例性實(shí)施方式或多個(gè)實(shí)施方式中執(zhí)行該功能的公開結(jié)構(gòu)。另外，盡管以上已經(jīng)針對幾個(gè)例示的實(shí)施方式中的僅一個(gè)或更多個(gè)描述了本實(shí)用新型的具體特征，但是可以根據(jù)需要以及從對任意給定或具體應(yīng)用有利的方面考慮， 將這種特征與其他實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)其他特征相結(jié)合。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體裝置具有: 具有第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體區(qū)域(11)； 具有導(dǎo)電型與所述第I半導(dǎo)體區(qū)域(11)上具有的第I導(dǎo)電型相反的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體區(qū)域(13); 形成于所述第2半導(dǎo)體區(qū)域(13)上的具有所述第2導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體區(qū)域(14)； 形成于所述第3半導(dǎo)體區(qū)域(14)上的具有所述第I導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體區(qū)域(16)； 形成于所述第4半導(dǎo)體區(qū)域(16)上的具有所述第2導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體區(qū)域(17)； 在所述第4半導(dǎo)體區(qū)域(16)上通過絕緣膜(18)形成的控制電極(19); 與所述第I半導(dǎo)體區(qū)域(11)電連接的第I電極(20);以及 與所述第4半導(dǎo)體區(qū)域(16)以及所述第5半導(dǎo)體區(qū)域(17)電連接的第2電極(21); 其中，所述第3半導(dǎo)體區(qū)域(14)的所述第2導(dǎo)電型的不純物濃度比所述第2半導(dǎo)體區(qū)域(13)高，所述第3半導(dǎo)體區(qū)域(14)的不純物濃度的最大值大于等于5X1014cm_3、且小于等于 5 X IO15CnT3。
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3半導(dǎo)體區(qū)域(14)的所述第2導(dǎo)電型的不純物濃度與所述第2半導(dǎo)體區(qū)域(13)的所述第2導(dǎo)電型的不純物濃度相比高出5至50倍。
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3半導(dǎo)體區(qū)域(14)與所述第4半導(dǎo)體區(qū)域(16)相接， 在向所述第I電極(20)和所述第2電極(21)施加規(guī)定電壓時(shí)，耗盡層擴(kuò)散至比所述第3半導(dǎo)體區(qū)域(14)的下表面還要靠下的下側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第3半導(dǎo)體區(qū)域(14)的厚度為大于等于I μ m、且小于等于3 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有從所述第5半導(dǎo)體區(qū)域(17)的上表面到達(dá)所述第3半導(dǎo)體區(qū)域(14)的溝槽， 在所述溝槽內(nèi)，通過所述絕緣膜(18 )具有所述控制電極(19 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有從所述第5半導(dǎo)體區(qū)域(17)的上表面貫通所述第4半導(dǎo)體區(qū)域(16)以及所述第3半導(dǎo)體區(qū)域(14)到達(dá)所述第2半導(dǎo)體區(qū)域(13)的溝槽， 在所述溝 槽內(nèi)，通過所述絕緣膜(18 )具有所述控制電極(19 )。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置包括具有第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體區(qū)域；具有與第1導(dǎo)電型相反的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體區(qū)域；形成于第2半導(dǎo)體區(qū)域上的具有第2導(dǎo)電型的，該第2導(dǎo)電型的不純物濃度比第2半導(dǎo)體區(qū)域高的，并且不純物濃度的最大值大于等于5×1014cm-3、且小于等于5×1015cm-3的第3半導(dǎo)體區(qū)域。通過本實(shí)用新型，可以充分滿足低導(dǎo)通電壓和高耐壓的權(quán)衡比。
文檔編號H01L29/06GK203085555SQ20132009811
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者小川嘉壽子 申請人:三墾電氣株式會(huì)社