[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

摘要

n型FS层(14)具有使在施加额定电压时扩散的耗尽层停止于n型FS层(14)内部的总杂质量，并具有n^‑型漂移层(1)的总杂质量。此外，n型FS层(14)具有如下的浓度梯度，即n型FS层(14)的杂质浓度从p⁺型集电极层(15)向p型基极层(5)减少，且其扩散深度为大于或等于20μm。并且，在n型FS层(14)与p⁺型集电极层(15)之间包括n⁺型缓冲层(13)，该n⁺型缓冲层(13)的峰值杂质浓度比n型FS层(14)的峰值杂质浓度要高，为大于或等于6×10¹⁵cm^‑3，且小于或等于p⁺型集电极层(15)的峰值杂质浓度的十分之一。因此，能够提供一种场阻断(FS)绝缘栅双极晶体管，兼顾改善发生短路时对元器件损坏的耐受性以及抑制热失控损坏，并且，能减少导通电压的变化。

主权项

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：第一导电型漂移层，该第一导电型漂移层由第一导电型半导体衬底形成；第二导电型基极层，该第二导电型基极层形成在所述第一导电型半导体衬底的一个主面的表面层；第一导电型发射极层，该第一导电型发射极层形成在所述第二导电型基极层的所述第一导电型半导体衬底的一个主面侧的表面层；栅电介质膜，该栅电介质膜设置在所述第一导电型半导体衬底的一个主面，且与第一导电型发射极层、第二导电型基极层以及第一导电型漂移层相接触；栅电极，该栅电极隔着栅电介质膜与第一导电型发射极层、第二导电型基极层以及第一导电型漂移层相对；MOS栅结构，该MOS栅结构由第一导电型漂移层、第二导电型基极层、第一导电型发射极层、栅电介质膜以及栅电极构成；第二导电型集电极层，该第二导电型集电极层设置在所述第一导电型半导体衬底的另一个主面；第一导电型场阻断层，该第一导电型场阻断层设置在第一导电型漂移层和第二导电型集电极层之间，并具有比第一导电型漂移层更高的杂质浓度；以及第一导电型缓冲层，该第一导电型缓冲层设置在第一导电型场阻断层与第二导电型集电极层之间，所述第一导电型场阻断层的净掺杂浓度要高于所述第一导电型漂移层的净掺杂浓度，所述第一导电型场阻断层按照下述杂质浓度分布到达所述第一导电型漂移层，即：在与所述第一导电型缓冲层的边界侧变为最大，且从变为最大的位置起朝向所述第一导电型半导体衬底的一个主面侧，浓度梯度的大小减小，且杂质浓度减小，所述第一导电型场阻断层的深度大于或等于20μm，并且所述第一导电型缓冲层的最大杂质浓度要大于所述第一导电型场阻断层的最大杂质浓度，为大于或等于6×1015cm‑3，且小于或等于所述第二导电型集电极层的最大杂质浓度的十分之一，所述第一导电型场阻断层的所述浓度梯度随着朝向所述第一导电型半导体衬底的一个主面侧而变小，越是靠近所述第一导电型半导体衬底的一个主面侧的部分，朝向所述第一导电型半导体衬底的一个主面侧就越是变得平缓。