[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

实现IGBT或进行与IGBT类似的动作的半导体装置的闩锁耐量的提高以及低导通电压化。半导体装置(1A)具备：第一导电型的漂移层(3)；在漂移层(3)上被彼此相邻的沟槽(4)夹着的台面区(5)；栅极电极(8)，其隔着栅极绝缘膜(6)设置于各沟槽(4)的内部；第二导电型的基极区(9)，其设置于台面区(5)；第一导电型的发射极区(11)，其在基极区(9)的表层部沿着沟槽(4)的长边方向周期性地配置有多个；以及第二导电型的接触区(12)，其以夹着各发射极区(11)的方式沿着长边方向与发射极区交替地配置，形成为比发射极区(11)深，且蔓延到发射极区(11)的正下方并相互分离。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其制造方法，特别涉及一种有效地应用于与沟槽(trench)构造的IGBT等有关的半导体装置及其制造方法的技术。

背景技术

已知如下沟槽构造的绝缘栅型双极晶体管(下面称为IGBT。)：在半导体衬底的主面设置沟槽，在该沟槽的内部隔着栅极绝缘膜埋设栅极电极。与平面(planar)构造的IGBT相比，沟槽构造的IGBT能够增大沟道密度并能够降低导通电压，因此近年来其应用领域逐渐增加。

另外，作为沟槽构造的IGBT，存在以下IGBT：在被彼此相邻的沟槽夹着的岛区中，沿着该岛区的长边方向交替地配置n型发射极区和p型接触区。在该IGBT中，使n型发射极区与p型基极区之间的pn结界面的在岛区长边方向上测得的发射极注入宽度窄来使栅极宽度窄，由此能够提高对于寄生晶闸管的闩锁耐量。

然而，在专利文献1所公开的纵型沟槽IGBT中，发射极注入宽度相对性地依赖于在岛区长边方向上定义的n型发射极区的表面的宽度(发射极区接触宽度)。因此，当使发射极注入宽度窄来使栅极宽度窄时，n型发射极区的表面积缩小，与电连接于该n型发射极区的发射极电极之间的接触电阻增加，因此存在导通电压变高的问题。

特别是，在沟槽构造的IGBT中，为了实现高电流密度化，存在使岛区的宽度窄来增加岛区的数量的趋势。因此，由于使岛区的宽度窄而n型发射极区的表面积缩小，与发射极电极之间的接触电阻增加，因此即使要实现岛区的微细化也需要尽可能确保发射极区的表面积。

专利文献1：日本特开2013-187440号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种能够实现在独立器件或功率IC中使用的IGBT或进行与IGBT类似的动作的半导体装置的闩锁耐量的提高以及低导通电压化的技术。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的半导体装置的宗旨在于，具备：第一导电型的漂移层；在漂移层上被彼此相邻的沟槽夹着的台面区；栅极电极，其隔着栅极绝缘膜设置于各沟槽的内部；第二导电型的基极区，其设置于台面区；第一导电型的发射极区，其在基极区的表层部沿着沟槽的长边方向周期性地配置有多个；以及第二导电型的接触区，其以夹着各发射极区的方式沿着长边方向与发射极区交替地进行配置，形成为比发射极区深，且蔓延到发射极区的正下方并相互分离，定义在接触区的表面上的在长边方向上测得的接触区接触宽度比定义在发射极区的表面上的在长边方向上测得的发射极区接触宽度窄。

另外，本发明的一个方式所涉及的半导体装置的制造方法的宗旨在于，包括以下工序：在第一导电型的半导体衬底的表层部形成第二导电型的基极区；向基极区的表层部的周期性的多个区，沿着一个方向选择性地注入呈第二导电型的第一杂质离子；按具有比多个区的排列图案的间隔宽的间隔、且与多个区的排列相同的排列间距的图案，且利用比第一杂质离子低的加速能量，向注入有第一杂质离子的多个区之间的基极区的表层部，沿着一个方向选择性地注入呈第一导电型的第二杂质离子；以及以在注入有第一杂质离子的区形成第二导电型的接触区、且在注入有第二杂质离子的区形成第一导电型的发射极区的方式，使第一杂质离子和第二杂质离子活性化。