[發明專利]具備具有二極管區和絕緣柵雙極性晶體管區的半導體基板的半導體裝置

有效

• 申請號: 201080065840.6
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN102822968A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 巖崎真也;添野明高
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04;H01L21/265;H01L21/322;H01L21/336;H01L21/76;H01L29/739;H01L29/78
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;蘇萌萌

1.一種半導體裝置，其為二極管區和絕緣柵雙極性晶體管區被形成在同一半導體基板上的半導體裝置，其中，

二極管區具備：

第一導電型的陽極區，其露出于半導體基板的表面；

第二導電型的二極管漂移區，其被形成于陽極區的背面側；

第二導電型的陰極區，其與二極管漂移區相比第二導電型的雜質濃度較高，并被形成于二極管漂移區的背面側，

絕緣柵雙極性晶體管區具備：

第二導電型的發射區，其露出于半導體基板的表面；

第一導電型的體區，其被形成于發射區的側方以及背面側，并與發射電極相接；

第二導電型的絕緣柵雙極性晶體管漂移區，其被形成于體區的背面側；

第一導電型的集電區，其被形成于絕緣柵雙極性晶體管漂移區的背面側；

柵電極，其通過絕緣膜而與將發射區和絕緣柵雙極性晶體管漂移區分離的范圍內的體區對置，

在半導體基板的背面側的陰極區與集電區之間，設置有低濃度區，

低濃度區具有第一低濃度區和第二低濃度區中的至少某一方，所述第一低濃度區為第一導電型，且與集電區相比第一導電型的雜質濃度較低，所述第二低濃度區為第二導電型，且與陰極區相比第二導電型的雜質濃度較低。

2.如權利要求1所述的半導體裝置，其中，

還具備與半導體基板的背面相接的電極，

陰極區、集電區和低濃度區露出于半導體基板的背面，

低濃度區與電極的接觸電阻高于，陰極區與電極的接觸電阻、以及集電區與電極的接觸電阻中的任意一方。

3.如權利要求1或2所述的半導體裝置，其中，

在俯視觀察半導體裝置時，陰極區與低濃度區的邊界位于與絕緣柵雙極性晶體管區的體區的下方相比較靠近二極管區的位置處。

4.如權利要求1至3中的任意一項所述的半導體裝置，其中，

在二極管漂移區內，形成有壽命控制區，

壽命控制區內的載流子的壽命短于壽命控制區外的、二極管漂移區內的載流子的壽命，

在俯視觀察半導體裝置時，壽命控制區的絕緣柵雙極性晶體管區側的端部位于低濃度區的上方。

5.如權利要求1至4中的任意一項所述的半導體裝置，其中，

在二極管區與絕緣柵雙極性晶體管區之間，從半導體基板的表面起到深于陽極區的下端以及體區的下端的深度為止的范圍內，形成有第一導電型的分離區，

在俯視觀察半導體裝置時，壽命控制區的絕緣柵雙極性晶體管區側的端部位于分離區的下方。

6.一種半導體裝置的制造方法，其為權利要求1至5中的任意一項所述的半導體裝置的制造方法，包括：

掩膜工序，將掩膜配置在半導體晶片的二極管形成區的背面側或絕緣柵雙極性晶體管形成區的背面側；

離子注入工序，從掩膜的背面側向半導體晶片的背面實施雜質離子的注入，從而形成離子注入區；

退火工序，實施對離子注入區的退火處理，

離子注入工序包括：第一離子注入工序，以從在掩膜工序中形成了掩膜的區域側朝向未形成掩膜的區域側而與半導體晶片的背面形成銳角的第一方向，對半導體晶片的背面實施離子注入；第二離子注入工序，以與所述第一方向交叉的第二方向，對半導體晶片的背面實施離子注入。

7.一種半導體裝置的制造方法，其為權利要求1至5中的任意一項所述的半導體裝置的制造方法，包括：

掩膜工序，將掩膜配置在半導體晶片的二極管形成區的背面側或絕緣柵雙極性晶體管形成區的背面側；

離子注入工序，從掩膜的背面側向半導體晶片的背面實施雜質離子的注入，從而形成離子注入區；

激光退火工序，在配置了掩膜的狀態下對離子注入區實施激光退火處理。

8.如權利要求6或7所述的半導體裝置的制造方法，其中，

在掩膜工序中，掩膜通過與半導體晶片的背面相接的粘合層，而被固定在半導體晶片上。