[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

说明书

本发明涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。提供改善能量损耗的半导体装置。半导体装置包含半导体基板、第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层、二极管沟槽栅极及电极层。第1半导体层是作为半导体基板的上表面侧的表层而设置的。第2半导体层设置于第1半导体层的下方。二极管沟槽栅极的二极管沟槽绝缘膜是沿沟槽的内壁中的位于上部侧壁的下方的下部侧壁和底部形成的，该上部侧壁位于沟槽的上端侧。二极管沟槽栅极的二极管沟槽电极设置于沟槽内部。电极层将沟槽的上部侧壁覆盖。第1半导体层在沟槽的上部侧壁处与电极层接触。

技术领域

本发明涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。

背景技术

反向导通IGBT(RC-IGBT：Reverse Conducting Insulated Gate BipolarTransistor)为在1个半导体基板内设置有IGBT区域和二极管区域的半导体装置。在二极管区域形成有续流二极管。该续流二极管具有在半导体基板形成的沟槽、在该沟槽内壁形成的二极管沟槽绝缘膜、隔着该二极管沟槽绝缘膜在沟槽内部设置的二极管沟槽电极。专利文献1所记载的RC-IGBT中的二极管具有沟槽栅极(二极管沟槽电极)和与该沟槽栅极接触的栅极氧化膜(二极管沟槽绝缘膜)。阳极层的侧面和沟槽栅极被栅极氧化膜隔开，彼此没有接触。

专利文献1：日本特开2016-96222号公报

在阳极层的侧面通过二极管沟槽绝缘膜与二极管沟槽电极隔开的情况下，通过IE(Injection Enhanced)效应，阳极层附近的载流子浓度变高，正向电压降降低。另一方面，恢复电流增加，能量损耗增大。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，提供改善能量损耗的半导体装置。

本发明涉及的半导体装置包含半导体基板、第1导电型的第1半导体层、第2导电型的第2半导体层、二极管沟槽栅极、电极层。第1导电型的第1半导体层是作为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半导体层设置于第1半导体层的下方。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。二极管沟槽绝缘膜形成于从半导体基板的上表面将第1半导体层贯穿而到达第2半导体层的沟槽的内壁。二极管沟槽电极设置于沟槽的内部。电极层将半导体基板的表层覆盖。二极管沟槽绝缘膜是沿沟槽的内壁中的位于上部侧壁的下方的下部侧壁和底部形成的，该上部侧壁位于沟槽的上端侧。电极层进一步将沟槽的上部侧壁覆盖。第1半导体层在沟槽的上部侧壁处与电极层接触。

发明的效果

根据本发明的半导体装置，会改善能量损耗。

本发明的目的、特征、方案及优点通过下面的详细说明和附图而变得更加清楚。

附图说明

图1是表示实施方式1中的半导体装置的结构的一个例子的俯视图。

图2是表示实施方式1中的半导体装置的结构的一个例子的俯视图。

图3是表示实施方式1中的半导体装置的IGBT区域的结构的局部放大俯视图。

图4是表示实施方式1中的半导体装置的IGBT区域的结构的剖视图。

图5是表示实施方式1中的半导体装置的IGBT区域的结构的剖视图。

图6是表示实施方式1中的半导体装置的二极管区域的结构的局部放大俯视图。

图7是表示实施方式1中的半导体装置的二极管区域的结构的剖视图。

图8是将图7所示的区域放大后的剖视图。

图9是表示实施方式1中的半导体装置的二极管区域的结构的剖视图。

图10是表示IGBT区域和二极管区域的边界部分的结构的剖视图。