[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明提供了一种半导体装置及其制造方法，该装置包含衬底、外延层、漂移区、射极区、以及集极区。外延层设置于衬底之上且具有第一导电类型。漂移区设置于外延层中且具有第二导电类型，第二导电类型与第一导电类型相反。射极区设置于漂移区之外的外延层中。集极区设置于漂移区中。此半导体装置还包含掺杂区，此掺杂区设置于相邻漂移区的底面且具有第一导电类型。本发明实施例提供的半导体装置及其制造方法，可以增强半导体装置的关闭状态击穿电压和可靠性。

技术领域

本发明是有关于半导体装置，且特别是有关于具有高击穿电压的半导体装置及其制造方法。

背景技术

近年来，随着半导体集成电路制造技术的发展，对于形成于单一芯片上的控制器、存储器、低电压操作电路以及高电压操作电路等元件的需求也随之增加，藉以制作出更高积集成度的单一芯片系统。

于单一芯片系统内，通常采用了如绝缘栅极双极型晶体管(insulated gatebipolar transistors，IGBTs)的高电压元件，以改善功率转换效率并减少电量的损耗。绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)具有高电流增益(high current gain)、高操作电压(highoperating voltage)与低导通电阻值(low on-state resistance)等，因而适用于高电压操作的应用。

然而，随着单一芯片系统的尺寸微缩趋势，便需要一种绝缘栅极双极型晶体管元件，其可随着尺寸微缩趋势而仍具有一定或增加的电流密度与导通电阻值。

发明内容

本发明的一些实施例提供半导体装置，此半导体装置包含衬底、外延层、漂移区、射极区、以及集极区。外延层设置于衬底之上且具有第一导电类型。漂移区设置于外延层中且具有第二导电类型，第二导电类型与第一导电类型相反。射极区设置于漂移区之外的外延层中。集极区设置于漂移区中。此半导体装置还包含掺杂区，此掺杂区设置于相邻漂移区的底面且具有第一导电类型。

本发明的一些实施例提供半导体装置，此半导体装置包含衬底、外延层、漂移区、第一掺杂区、第二掺杂区、以及多个第三掺杂区。外延层设置于衬底之上且具有第一导电类型。漂移区设置于外延层中且具有第二导电类型，第二导电类型与第一导电类型相反。第一掺杂区设置于漂移区之外的外延层中且具有第二导电类型。第二掺杂区设置于漂移区中且具有第一导电类型。这些第三掺杂区设置于相邻漂移区与外延层之间的接面，并且具有第一导电类型。

本发明实施例提供半导体装置的制造方法，此方法包含提供衬底、以及形成外延层于衬底之上，外延层具有第一导电类型。此方法还包含形成掺杂区于外延层中、以及形成漂移区于外延层中。掺杂区具有第一导电类型且相邻漂移区的底面。漂移区具有第二导电类型，第二导电类型与第一导电类型相反。此方法还包含形成射极区于漂移区之外的外延层中、以及形成集极区于漂移区中。

本发明实施例提供的半导体装置及其制造方法，可以增强半导体装置的关闭状态击穿电压和可靠性。

为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出一些实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

藉由以下详细描述和范例配合所附图式，可以更加理解本发明实施例。为了使图式清楚显示，图式中各个不同的元件可能未依照比例绘制，其中：

图1-图8是根据本发明的一些实施例，显示形成半导体装置在各个不同中间阶段的剖面示意图。

图9是根据本发明的一些实施例，显示半导体装置的剖面示意图。

图10是根据本发明的一些实施例，显示半导体装置的剖面示意图。

附图标号：

100、200、300 半导体装置

102 半导体衬底

104 绝缘层