[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置，其特征在于，具备：

n型半导体衬底；

p型基极层，其形成于所述n型半导体衬底的表面侧；

n型层，其在所述n型半导体衬底的表面侧形成于所述p型基极层之下，具有比所述n型半导体衬底高的杂质浓度；

n型发射极层，其形成于所述p型基极层之上；

第1、第2及第3沟槽，它们形成于所述n型半导体衬底的表面侧，将所述p型基极层及所述n型层贯穿；

沟槽栅极电极，其隔着绝缘膜而形成于所述第1沟槽内；

发射极电极，其形成于所述p型基极层和所述n型发射极层之上，与它们分别电连接；

p型集电极层，其形成于所述n型半导体衬底的背面侧；

集电极电极，其连接于所述p型集电极层；以及

p型阱区域，其形成于所述n型半导体衬底的表面侧，

所述第1沟槽和所述第2沟槽的间隔比所述第2沟槽和所述第3沟槽的间隔窄，

所述n型发射极层形成于所述第1沟槽与所述第2沟槽之间的单元区域，

所述p型阱区域形成于所述第2沟槽与所述第3沟槽之间的哑区域，

在所述哑区域，所述n型半导体衬底的最表面仅为p型，

所述p型阱区域与所述第1、第2及第3沟槽相比深度更深。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，

在垂直于所述n型半导体衬底的表面而进行俯视观察时，多个所述p型阱区域存在于相互分离的区域，将所述第1、第2及第3沟槽的端部包围而相互连接。

3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，

所述n型发射极层形成于所述第1沟槽的两侧，在所述第1沟槽的两侧，所述发射极电极与所述p型基极层和所述n型发射极层电连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

还具备哑沟槽栅极电极，该哑沟槽栅极电极隔着绝缘膜而形成在所述第2及第3沟槽内，与所述发射极电极电连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

还具备层间绝缘膜，该层间绝缘膜对所述p型阱区域和所述发射极电极进行绝缘分离。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述p型阱区域与所述发射极电极电连接。

7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，

所述p型阱区域的杂质浓度比所述p型基极层的杂质浓度高。

8.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具备下述工序：

在n型半导体衬底的表面侧形成p型基极层；

在所述n型半导体衬底的表面侧，在所述p型基极层之下形成n型层，该n型层与所述n型半导体衬底相比具有更高的杂质浓度；

在所述p型基极层之上形成n型发射极层；

在所述n型半导体衬底的表面侧形成将所述p型基极层及所述n型层贯穿的第1、第2及第3沟槽；

在所述第1沟槽内隔着绝缘膜而形成沟槽栅极电极；

在所述p型基极层和所述n型发射极层之上形成与它们分别电连接的发射极电极；

在所述n型半导体衬底的背面侧形成p型集电极层；

形成与所述p型集电极层连接的集电极电极；以及

在所述n型半导体衬底的表面侧形成p型阱区域，

所述第1沟槽和所述第2沟槽的间隔比所述第2沟槽和所述第3沟槽的间隔窄，

所述n型发射极层形成于所述第1沟槽与所述第2沟槽之间的单元区域，

所述p型阱区域形成于所述第2沟槽与所述第3沟槽之间的哑区域，

在所述哑区域，所述n型半导体衬底的最表面仅为p型，

所述p型阱区域与所述第1、第2及第3沟槽相比深度更深。

9.根据权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，具备下述工序：

在所述n型半导体衬底的表面通过蚀刻而形成凹部；以及

通过对所述n型半导体衬底的形成所述凹部的部分注入杂质而形成所述p型阱区域。

10.根据权利要求8或9所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

在形成所述第1、第2及第3沟槽之前，依次形成所述p型阱区域、所述p型基极层、所述n型层。