[发明专利]半导体器件

说明书

本公开涉及一种半导体器件，该半导体器件包括半导体衬底、栅极绝缘膜、栅极和第一多晶硅膜。半导体衬底具有第一主表面和作为第一主表面的相对表面的第二主表面。半导体衬底具有第一部分和第二部分。半导体衬底包括被布置在位于第一部分中的第二主表面上的集电极区域、被布置在位于第二部分中的第二主表面上的阴极区域、被布置在集电极区域和阴极区域上的漂移区域、被布置在位于第一部分中的第一主表面上的发射极区域、被布置在发射极区域与集电极区域之间的基极区域、以及被布置在位于第二部分中的第一主表面上的阳极区域。

优先权要求

本申请要求于2021年10月26日提交的日本专利申请No.2021-174400的优先权，其内容在此通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种半导体器件。

背景技术

日本专利申请公开No.2021-093556(专利文献1)中公开了一种半导体器件，其具有逆导型绝缘栅极双极型晶体管(RC-IGBT)。专利文献1中公开的半导体器件包括半导体衬底、栅极绝缘膜、以及栅极。

半导体衬底具有第一主表面和第二主表面。第二主表面是第一主表面的相对表面。半导体衬底具有集电极区域、阴极区域、缓冲区域、漂移区域、发射极区域、基极区域、以及接触区域。

集电极区域位于第二主表面上。然而，代替集电极区域，阴极区域被部分地布置在第二主表面上。缓冲区域被布置在集电极区域以及阴极区域上。漂移区域被布置在缓冲区域上。发射极区域被布置在第一主表面上。基极区域被布置在漂移区域与发射极区域之间。接触区域被布置在基极区域内。阴极区域、缓冲区域、漂移区域、以及发射极区域的每个导电类型均为n型。集电极区域、基极区域、以及接触区域的每个导电类型均为p型。接触区域中的掺杂剂浓度高于基极区域中的掺杂剂浓度。

栅极沟槽形成在第一主表面中。栅极沟槽从第一主表面向第二主表面侧延伸。发射极区域、基极区域、以及漂移区域从栅极沟槽的侧表面暴露。

栅极被嵌入在栅极沟槽中。栅极绝缘膜被布置在栅极沟槽的侧表面和底表面中的每一者与栅极之间。因而，基极区域的被夹在发射极区域与漂移区域之间的部分隔着栅极绝缘膜与栅极相对。

发射极区域、基极区域、缓冲区域、集电极区域、栅极绝缘膜、以及栅极构成IGBT(绝缘栅极双极型晶体管)。接触区域、基极区域、漂移区域、缓冲区域、以及阴极区域构成体二极管(body diode)。接触区域以及基极区域构成体二极管的阳极。

发明内容

然而，因为接触区域中的掺杂剂浓度高于基极区域中的掺杂剂浓度，所以上述体二极管具有来自阳极的空穴注入效率变高，并且恢复损耗(recovery loss)增大。进一步地，因为接触区域具有抑制由发射极区域、基极区域、以及漂移区域构成的寄生npc双极型晶体管的操作的功能，所以难以降低掺杂剂浓度。

本公开提供了一种具有IGBT以及提高了恢复损耗的体二极管的半导体器件。

其他问题以及新颖性特征将从本文的说明书以及附图而变得显而易见。

根据一个实施例，一种半导体器件包括半导体衬底、栅极绝缘膜、栅极、以及第一多晶硅膜。半导体衬底具有第一主表面和第二主表面，该第二主表面为第一主表面的相对表面。半导体衬底具有第一部分和第二部分。该半导体衬底具有：集电极区域，被布置在位于第一部分中的第二主表面上；阴极区域，被布置在位于第二部分中的第二主表面上；漂移区域，被布置在集电极区域和阴极区域上；发射极区域，被布置在位于第一部分中的第一主表面上；基极区域，被布置在发射极区域与集电极区域之间；以及阳极区域，被布置在位于第二部分中的第一主表面上。栅极被布置为隔着栅极绝缘膜与基极区域的被夹在发射极区域与漂移区域之间的部分相对。第一多晶硅膜被布置在阳极区域上。发射极区域、漂移区域、以及阴极区域的每个导电类型均为n型。集电极区域、基极区域、阳极区域、以及第一多晶硅膜的每个导电类型均为p型。