[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置，其具有：

半导体基板；

第1导电型的第1半导体层，其是作为所述半导体基板的上表面侧的表层而设置的；

第2导电型的第2半导体层，其设置于所述第1半导体层的下方；

二极管沟槽栅极，其包含二极管沟槽绝缘膜和二极管沟槽电极，该二极管沟槽绝缘膜形成于从所述半导体基板的上表面将所述第1半导体层贯穿而到达所述第2半导体层的沟槽的内壁，该二极管沟槽电极设置于所述沟槽的内部；以及

电极层，其将所述半导体基板的所述表层覆盖，

所述二极管沟槽绝缘膜是沿所述沟槽的所述内壁中的位于上部侧壁的下方的下部侧壁和底部形成的，该上部侧壁位于所述沟槽的上端侧，

所述电极层进一步将所述沟槽的所述上部侧壁覆盖，

所述第1半导体层在所述沟槽的所述上部侧壁处与所述电极层接触。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，

与所述沟槽的所述上部侧壁的下端对应的所述二极管沟槽绝缘膜的上端位于所述第2半导体层的上方。

3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，

从所述半导体基板的所述上表面至所述二极管沟槽绝缘膜的所述上端为止的深度大于或等于0.5μm。

4.根据权利要求2或3所述的半导体装置，其中，

还具有第1导电型的接触层，该第1导电型的接触层被作为所述半导体基板的所述上表面侧的所述表层而设置于所述第1半导体层的表面侧，

所述二极管沟槽栅极的所述沟槽将所述接触层贯穿，

所述二极管沟槽绝缘膜的所述上端位于所述接触层的下方。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中，

还具有第1导电型的接触层，该第1导电型的接触层被作为所述半导体基板的所述上表面侧的所述表层而选择性地设置于所述第1半导体层的表面侧，

设置有所述接触层的多个接触区域在俯视观察时被所述第1半导体层包围，

所述二极管沟槽栅极在俯视观察时，以所述沟槽的所述上部侧壁将位于所述多个接触区域的周围的所述第1半导体层贯穿的方式，配置于所述多个接触区域之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其中，

所述沟槽的所述上部侧壁具有朝向所述沟槽的外侧而扩展开的倾斜度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体装置，其中，

所述电极层由铝合金形成。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体装置，其还具有：

二极管区域，其设置于所述半导体基板内，形成有二极管；以及

晶体管区域，其与所述二极管区域相邻地设置于所述半导体基板内，形成有绝缘栅型双极晶体管，

所述二极管包含所述第1半导体层、所述第2半导体层和所述二极管沟槽栅极，

所述二极管和所述绝缘栅型双极晶体管形成反向导通IGBT即RC-IGBT。

9.一种半导体装置的制造方法，其具有：

准备半导体基板的工序，该半导体基板包含作为上表面侧的表层设置的第1导电型的第1半导体层、以及设置于所述第1半导体层的下方的第2导电型的第2半导体层；

形成二极管沟槽栅极的工序，该二极管沟槽栅极包含二极管沟槽绝缘膜和二极管沟槽电极，该二极管沟槽绝缘膜形成于从所述半导体基板的上表面将所述第1半导体层贯穿而到达所述第2半导体层的沟槽的内壁，该二极管沟槽电极设置于所述沟槽的内部；以及

形成电极层的工序，该电极层将所述半导体基板的所述表层覆盖，

所述二极管沟槽绝缘膜是沿所述沟槽的所述内壁中的位于上部侧壁的下方的下部侧壁和底部形成的，该上部侧壁位于所述沟槽的上端侧，

所述电极层进一步将所述沟槽的所述上部侧壁覆盖，

所述第1半导体层在所述沟槽的所述上部侧壁处与所述电极层接触。