[發明專利]半導體器件、RC-IGBT和制造半導體器件的方法

在審

• 申請號: 201711020326.0
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN108122970A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 山田和寬
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L21/336
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝;呂世磊

1.一種半導體器件，包括：

包括第一主表面和第二主表面的半導體襯底；

設置在所述第一主表面中的發射極電極和柵極布線；

設置在所述第二主表面中的集電極電極；以及

當從所述第一主表面的一側看時沿著平行于所述第一主表面的平面中的一個方向延伸的第一單位單元區和在所述一個方向上延伸的第二單位單元區，其中

所述第一單位單元區和所述第二單位單元區的所述半導體襯底包括：

第一導電類型的漂移層；

第一導電類型的空穴阻擋層，其被設置成比所述漂移層更靠近所述第一主表面并且在所述一個方向上延伸；

成對的溝槽電極，其以使得在垂直于所述一個方向的另一個方向上從所述空穴阻擋層的兩側將所述空穴阻擋層夾住的方式進行設置，并且在所述一個方向上延伸；

第二導電類型的主體層，其被設置成比所述空穴阻擋層更靠近所述第一主表面，在所述一個方向上延伸，并且被連接至所述發射極電極；

絕緣膜，其被設置在所述溝槽電極與所述漂移層、所述空穴阻擋層以及所述主體層之間；

第一導電類型的場停止層，被設置成比所述漂移層更靠近所述第二主表面；和

第二導電類型的集電極層，其被設置成比所述場停止層更靠近所述第二主表面，并且被連接至所述集電極電極；

所述第一單位單元區的所述溝槽電極被連接至所述柵極布線；

所述第二單位單元區的所述溝槽電極被連接至所述發射極電極，且

所述第二單位單元區的所述半導體襯底包括第一導電類型的陰極層，所述陰極層被裝配到所述集電極層中，在所述一個方向上延伸，并且連接所述集電極電極和所述場停止層。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述陰極層在所述另一個方向上沿著通過所述第二單位單元區的中心的線進行設置。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述陰極層的在所述另一個方向上的長度比所述第二單位單元區中的所述空穴阻擋層在所述另一個方向上的長度小。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中當所述第二單位單元區中的所述溝槽電極在從所述第一主表面朝向所述第二主表面的方向上投影時，所述陰極層形成在由投影到所述集電極層上的所述溝槽電極包圍的區域中。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，其中

多個所述第一單位單元區和多個所述第二單位單元區在所述另一個方向上交替地設置，且

所述第二單位單元區包括：

在其中設置有所述陰極層的所述第二單位單元區；和

在其中未設置所述陰極層的所述第二單位單元區。

6.根據權利要求1所述的半導體器件，進一步包括設置在所述第一單位單元區的所述溝槽電極之間的第一導電類型的發射極層，所述發射極層被設置成比所述主體層更靠近所述第一主表面，

其中所述絕緣膜也設置在所述發射極層與所述溝槽電極之間。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，進一步包括第二導電類型的浮動層，所述浮動層被設置成比所述漂移層更靠近所述第一主表面且在所述一個方向上延伸，其中

所述主體層還被設置成比所述浮動層更靠近所述第一主表面，

所述溝槽電極被設置在所述空穴阻擋層以及所述主體層與所述浮動層之間，且

所述絕緣膜被設置在所述溝槽電極與所述浮動層之間。

8.根據權利要求7所述的半導體器件，其中所述浮動層的下端比所述溝槽電極的下端更靠近所述第二主表面。

9.根據權利要求1所述的半導體器件，進一步包括設置在所述主體層上的層間絕緣膜，

其中所述發射極電極經由接觸槽與所述主體層接觸，所述接觸槽以使得在所述一個方向上延伸、貫穿所述層間絕緣膜并且到達所述主體層的方式進行設置。