【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導體，尤其是涉及一種半導體裝置。
技術(shù)介紹
1、傳統(tǒng)的絕緣柵雙極型晶體管并不能實現(xiàn)反向?qū)ǎ谀孀儜弥行枰c反并聯(lián)的快恢復二極管進行合封使用，這樣會增加系統(tǒng)的成本和體積。基于此，反向?qū)ń^緣柵型雙極晶體管應運而生，將絕緣柵雙極型晶體管與快恢復二極管集成在同一芯片上，以其小芯片面積、高功率密度、低成本和高可靠性，引起了廣泛的研究。而優(yōu)化和平衡絕緣柵雙極型晶體管與快恢復二極管的特性是一項艱巨且重要的課題。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，在反向?qū)ń^緣柵型雙極晶體管中，快恢復二極管由導通狀態(tài)轉(zhuǎn)為關(guān)斷狀態(tài)的過程中，內(nèi)部存儲的非平衡載流子會被釋放，進而產(chǎn)生一個較大的反向恢復電流，并且導致較大的開關(guān)損耗。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本專利技術(shù)的一個目的在于提出一種半導體裝置，該半導體裝置可以降低反向恢復電流和反向恢復損耗。
2、根據(jù)本專利技術(shù)實施例的半導體裝置，包括：基體，所述基體具有第一主面及與第一主面相反側(cè)的第二主面；第一導電類型的漂移層，所述漂移層設(shè)置于所述基體且位于第一主面和第二主面之間；第二導電類型的基極層，所述第二導電類型的基極層設(shè)置于所述漂移層朝向所述第一主面的一側(cè)，所述基極層的上表面構(gòu)成所述第一主面的一部分；第一溝槽，所述第一溝槽厚度方向上從第一主面將所述基極層貫穿而到達所述漂移層，所述第一溝槽位于所述半導體裝置的快恢復二極管區(qū)域且長度方向在所述半導體裝置的第一方向上延伸，所述第一溝槽為多個，多個所述
3、由此，通過在快恢復二極管區(qū)域的第一層間絕緣膜上設(shè)置多個在第一方向上間隔設(shè)置的子接觸孔，這樣可以直接降低半導體裝置中快恢復二極管區(qū)域的發(fā)射極金屬層的注入通道面積，從而可以降低半導體裝置的反向恢復電流和反向恢復損耗，實現(xiàn)半導體裝置的軟恢復特性。
4、在本專利技術(shù)的一些示例中，所述子接觸孔在所述第一方向上的長度為w1，每個所述第一接觸孔中相鄰的兩個所述子接觸孔之間的間隔距離為w2，w1和w2滿足關(guān)系式：w2≤w1。
5、在本專利技術(shù)的一些示例中，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔分別為第一相鄰接觸孔和第二相鄰接觸孔，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔中的多個所述子接觸孔的投影與所述第二相鄰接觸孔中的多個所述子接觸孔投影一一對應重合。
6、在本專利技術(shù)的一些示例中，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔分別為第一相鄰接觸孔和第二相鄰接觸孔，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔中的多個所述子接觸孔的投影與所述第二相鄰接觸孔中的多個所述子接觸孔投影在第一方向上依次交替設(shè)置。
7、在本專利技術(shù)的一些示例中，所述子接觸孔在所述第一方向上的長度為w1，每個所述第一接觸孔中相鄰的兩個所述子接觸孔之間的間隔距離為w2，w1和w2滿足關(guān)系式：w2＞w1。
8、在本專利技術(shù)的一些示例中，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔分別為第一相鄰接觸孔和第二相鄰接觸孔，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔中的多個所述子接觸孔的投影與所述第二相鄰接觸孔中的多個所述子接觸孔投影一一對應重合。
9、在本專利技術(shù)的一些示例中，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔分別為第一相鄰接觸孔和第二相鄰接觸孔，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔中的多個所述子接觸孔的投影與所述第二相鄰接觸孔中的多個所述子接觸孔投影在第一方向上依次交替設(shè)置。
10、在本專利技術(shù)的一些實例中，所述第一溝槽為虛擬溝槽，所述虛擬溝槽內(nèi)設(shè)置有虛擬柵極電極，所述虛擬柵極電極與所述半導體裝置的發(fā)射極金屬層電連接，所述虛擬柵極電極與所述虛擬溝槽的內(nèi)壁間隔設(shè)置，所述虛擬柵極電極與所述虛擬溝槽之間設(shè)置有虛擬柵極絕緣膜，所述虛擬柵極電極隔著所述虛擬柵極絕緣膜與所述基極層和所述漂移層相對設(shè)置。
11、在本專利技術(shù)的一些示例中，所述半導體裝置還包括第二溝槽和發(fā)射極層，所述第二溝槽厚度方向上從所述第一主面將所述發(fā)射極層和所述基極層貫穿而到達所述漂移層，所述第二溝槽位于所述半導體裝置的絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域且長度方向在所述第一方向上延伸，所述第二溝槽為多個，多個所述第二溝槽在所述半導體裝置的所述第二方向上間隔設(shè)置；所述接觸層包括第二接觸層，所述第二接觸層位于所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域且長度方向在所述第一方向上延伸，所述第二接觸層為多個，多個所述第二接觸層在第二方向上間隔設(shè)置，相鄰兩個所述第二溝槽之間設(shè)置有一個所述第二接觸層；所述層間絕緣膜包括第二層間絕緣膜，所述第二層間絕緣膜設(shè)置于所述絕緣柵雙極型晶體管，所述第二層間絕緣膜設(shè)置有第二接觸孔，俯視視角下，所述第二接觸孔在第一方向上延伸且為多個，多個所述第二接觸孔在所述第二方向上間隔設(shè)置，所述第二接觸孔與所述第二接觸層在上下方向上相對應，所述發(fā)射極金屬層對應所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域的部分設(shè)置有第二接觸凸起，所述第二接觸凸起穿設(shè)所述第二接觸孔且與所述第二接觸層相接觸。
12、在本專利技術(shù)的一些示例中，所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域和所述快恢復二極管區(qū)域間隔設(shè)置，以形成過渡區(qū)域，所述過渡區(qū)域設(shè)置有連接溝槽，所述連接溝槽厚度方向上從所述第一主面將所述基極層貫穿而到達所述漂移層，所述連接溝槽長度方向在所述第二方向上延伸且將多個所述第一溝槽的一端連通，所述半導體裝置對應所述過渡區(qū)域未設(shè)置所述接觸層，所述層間絕緣膜包括第三層間絕緣膜，所述第三層間絕緣膜上設(shè)置有第三接觸孔，在俯視視角下，所述第三接觸孔在第二方向上延伸且與所述連接溝槽的至少部分上下對應，所述發(fā)射極金屬層對應所述過渡區(qū)域的部分設(shè)置有第三接觸凸起，所述第三接觸凸起穿設(shè)第三接觸孔且與所述連接溝槽的虛擬柵極電極相接觸。
13、在本專利技術(shù)的一些示例中，所述第三接觸孔分別與所述第一接觸孔和所述第二接觸孔相互間隔。
14、在本專利技術(shù)的一些示例中，所述第二溝槽為有源溝槽，所述有源溝槽內(nèi)設(shè)置有有源柵極電極，所述有源柵極電極與所述半本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種半導體裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述子接觸孔(60111)在所述第一方向上的長度為W1，每個所述第一接觸孔(6011)中相鄰的兩個所述子接觸孔(60111)之間的間隔距離為W2，W1和W2滿足關(guān)系式：W2≤W1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其特征在于，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔(6011)分別為第一相鄰接觸孔(60112)和第二相鄰接觸孔(60113)，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔(60112)中的多個所述子接觸孔(60111)的投影與所述第二相鄰接觸孔(60113)中的多個所述子接觸孔(60111)投影一一對應重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其特征在于，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔(6011)分別為第一相鄰接觸孔(60112)和第二相鄰接觸孔(60113)，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔(60112)中的多個所述子接觸孔(60111)的投影與所述第二相鄰接觸孔(60113)中的多個所述子接觸孔(60111)投影在第一方向上依次交替設(shè)置。
5.根據(jù)
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導體裝置，其特征在于，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔(6011)分別為第一相鄰接觸孔(60112)和第二相鄰接觸孔(60113)，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔(60112)中的多個所述子接觸孔(60111)的投影與所述第二相鄰接觸孔(60113)中的多個所述子接觸孔(60111)投影一一對應重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導體裝置，其特征在于，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔(6011)分別為第一相鄰接觸孔(60112)和第二相鄰接觸孔(60113)，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔(60112)中的多個所述子接觸孔(60111)的投影與所述第二相鄰接觸孔(60113)中的多個所述子接觸孔(60111)投影在第一方向上依次交替設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一溝槽(401)為虛擬溝槽，所述虛擬溝槽內(nèi)設(shè)置有虛擬柵極電極(402)，所述虛擬柵極電極(402)與所述半導體裝置(100)的發(fā)射極金屬層(7)電連接，所述虛擬柵極電極(402)與所述虛擬溝槽的內(nèi)壁間隔設(shè)置，所述虛擬柵極電極(402)與所述虛擬溝槽之間設(shè)置有虛擬柵極絕緣膜(4011)，所述虛擬柵極電極(402)隔著所述虛擬柵極絕緣膜(4011)與所述基極層(3)和所述漂移層(2)相對設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，還包括第二溝槽(801)和發(fā)射極層(802)，所述第二溝槽(801)厚度方向上從所述第一主面(101)將所述發(fā)射極層(802)和所述基極層(3)貫穿而到達所述漂移層(2)，所述第二溝槽(801)位于所述半導體裝置(100)的絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域(8)且長度方向在所述第一方向上延伸，所述第二溝槽(801)為多個，多個所述第二溝槽(801)在所述半導體裝置(100)的所述第二方向上間隔設(shè)置；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體裝置，其特征在于，所述絕緣柵雙極型晶體管區(qū)域(8)和所述快恢復二極管區(qū)域(4)間隔設(shè)置，以形成過渡區(qū)域(9)，所述過渡區(qū)域(9)設(shè)置有連接溝槽(901)，所述連接溝槽(901)厚度方向上從所述第一主面(101)將所述基極層(3)貫穿而到達所述漂移層(2)，所述連接溝槽(901)長度方向在所述第二方向上延伸且將多個所述第一溝槽(401)的一端連通，所述半導體裝置(100)對應所述過渡區(qū)域(9)未設(shè)置所述接觸層(5)，所述層間絕緣膜(6)包括第三層間絕緣膜(603)，所述第三層間絕緣膜(603)上設(shè)置有第三接觸孔(6031)，在俯視視角下，所述第三接觸孔(6031)在第二方向上延伸且與所述連接溝槽(901)的至少部分上下對應，所述發(fā)射極金屬層(7)對應所述過渡區(qū)域(9)的部分設(shè)置有第三接觸凸起(704)，所述第三接觸凸起(704)穿設(shè)第三接觸孔(6031)且與所述連接溝槽(901)的虛擬柵極電極(402)相接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導體裝置，其特征在于，所述第三接觸孔(6031)分別與所述第一接觸孔(6011)和所述第二接觸孔(6021)相互間隔。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導體裝置，其特征在于，所述第二溝槽(801)為有源溝槽，所述有源溝槽內(nèi)設(shè)置有有源柵極電極(803)，所述...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種半導體裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述子接觸孔(60111)在所述第一方向上的長度為w1，每個所述第一接觸孔(6011)中相鄰的兩個所述子接觸孔(60111)之間的間隔距離為w2，w1和w2滿足關(guān)系式：w2≤w1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其特征在于，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔(6011)分別為第一相鄰接觸孔(60112)和第二相鄰接觸孔(60113)，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔(60112)中的多個所述子接觸孔(60111)的投影與所述第二相鄰接觸孔(60113)中的多個所述子接觸孔(60111)投影一一對應重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體裝置，其特征在于，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔(6011)分別為第一相鄰接觸孔(60112)和第二相鄰接觸孔(60113)，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔(60112)中的多個所述子接觸孔(60111)的投影與所述第二相鄰接觸孔(60113)中的多個所述子接觸孔(60111)投影在第一方向上依次交替設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述子接觸孔(60111)在所述第一方向上的長度為w1，每個所述第一接觸孔(6011)中相鄰的兩個所述子接觸孔(60111)之間的間隔距離為w2，w1和w2滿足關(guān)系式：w2＞w1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導體裝置，其特征在于，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔(6011)分別為第一相鄰接觸孔(60112)和第二相鄰接觸孔(60113)，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔(60112)中的多個所述子接觸孔(60111)的投影與所述第二相鄰接觸孔(60113)中的多個所述子接觸孔(60111)投影一一對應重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導體裝置，其特征在于，設(shè)定相鄰的兩個所述第一接觸孔(6011)分別為第一相鄰接觸孔(60112)和第二相鄰接觸孔(60113)，在第二方向上，所述第一相鄰接觸孔(60112)中的多個所述子接觸孔(60111)的投影與所述第二相鄰接觸孔(60113)中的多個所述子接觸孔(60111)投影在第一方向上依次交替設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一溝槽(401)為虛擬溝槽，所述虛擬溝槽內(nèi)設(shè)置有虛擬柵極電極(402)，所述虛擬柵極電極(402)與所述半導體裝置(100)的發(fā)射極金屬層(7)電連接，所述虛擬柵極電極(402)與所述虛擬溝...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何濠啟，儲金星，陳道坤，劉子儉，鄒蘋，
申請(專利權(quán))人：海信家電集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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