[發(fā)明專利]功率半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710475227.5
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107527950B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 金瑩俊;禹赫;金臺燁;趙漢信;樸泰泳;李珠煥
• 申請（專利權）人: 奧特潤株式會社
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 田喜慶;劉瑞賢

本申請公開了功率半導體裝置及其制造方法。提供了一種功率半導體裝置，包括：一對柵電極，在襯底中分別設置在彼此間隔開的第一溝槽和第二溝槽中；具有第一導電類型的本體區(qū)域，設置在第一溝槽和第二溝槽之間；具有第一導電類型的一對浮置區(qū)域，其彼此間隔開并且分別包圍第一溝槽和第二溝槽的底表面和至少一個側表面；以及具有第二導電類型的漂移區(qū)域，其這對浮置區(qū)域的下方延伸穿過這對浮置區(qū)域之間的區(qū)域直至所述本體區(qū)域，其中，在所述漂移區(qū)域中，這對浮置區(qū)域之間的第二導電類型的摻雜濃度高于在這對浮置區(qū)域下方的第二導電類型的摻雜濃度。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年6月21日在韓國知識產(chǎn)權局提交的韓國專利申請No.10-2016-0077602的優(yōu)先權和權益，其全部內容通過引證結合于此。

技術領域

本發(fā)明涉及功率半導體裝置及其制造方法，更具體地，涉及一種絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)裝置及其制造方法。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)通過金屬氧化物半導體(MOS)技術和雙極物理學的功能集成而開發(fā)。其特點是具有低飽和電壓和快速開關功能。其應用范圍擴展到無法用晶閘管、雙極晶體管、MOSFET等實現(xiàn)的應用。這也是下一代功率半導體裝置，該裝置主要用于在電壓范圍300V以上中廣泛使用的高效率高速功率系統(tǒng)中。自20世紀70年代的功率MOSFET的發(fā)展以來，MOSFET已在需要快速開關功能的領域中用作開關裝置，而雙極晶體管、晶閘管、GTO等已用于在中到高電壓中需要大量電流傳導的領域中。20世紀80年代初開發(fā)的IGBT在輸出特性方面具有比雙極晶體管更好的電流能力，并且在輸入特性方面具有類似MOSFET的柵極驅動特性，因此，能夠以約100KHz的高速進行開關。因此，IGBT用在從工業(yè)到家用電子的廣泛應用中，因為該器件不僅用于替代MOSFET、雙極晶體管和晶閘管，而且用于建立新的應用系統(tǒng)。

韓國特許公開號20140057630(于2014年5月13日公開，題目為“IGBT andmanufacturing method thereof”)是相關的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低電阻并改善短路和擊穿電壓特性的功率半導體裝置及其制造方法。然而，這些問題是說明性的，因此本發(fā)明的范圍不限于此。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種功率半導體裝置，用于解決上述問題。該功率半導體裝置包括：一對柵電極，分別設置在襯底中彼此間隔開的第一溝槽和第二溝槽中；具有第一導電類型的本體區(qū)域，其在襯底中設置在第一溝槽和第二溝槽之間；具有第一導電類型的一對浮置區(qū)域，在襯底中彼此間隔開并且分別包圍第一溝槽和第二溝槽的底表面和至少一個側表面；以及具有第二導電類型的漂移區(qū)域，其在襯底中從具有第一導電類型的一對浮置區(qū)域的下方延伸穿過具有第一導電類型的一對浮置區(qū)域之間的區(qū)域而到達具有第一導電類型的所述本體區(qū)域，其中，在所述漂移區(qū)域中，具有第一導電類型的這對浮置區(qū)域之間的第二導電類型的摻雜濃度高于具有第一導電類型的這對浮置區(qū)域下方的第二導電類型的摻雜濃度。

在功率半導體裝置中，具有第一導電類型的本體區(qū)域的最大摻雜深度可以小于第一溝槽和第二溝槽的深度，并且具有第一導電類型的浮置區(qū)域的最大摻雜深度可以大于第一溝槽和第二溝槽的深度。在此處，在所述漂移區(qū)域中，具有第一導電類型的這對浮置區(qū)域之間的第二導電類型的摻雜濃度和所述第一溝槽與所述第二溝槽之間的第二導電類型的摻雜濃度可以大于具有第一導電類型的這對浮置區(qū)域下方的第二導電類型的摻雜濃度。

功率半導體裝置還可以包括：在具有第一導電類型的這對浮置區(qū)域之間并且在所述第一溝槽和所述第二溝槽之間的基極電流路徑，其中，在具有第一導電類型的這對浮置區(qū)域的底表面的區(qū)域中可以產(chǎn)生最大電場。

在功率半導體裝置中，在從所述襯底的上表面穿過具有第一導電類型的這對浮置區(qū)域之間的區(qū)域到達所述襯底的下表面的電場的垂直分布中，最大電場所在的深度可以大于第一溝槽和第二溝槽的深度。