半导体装置的制作方法

本发明涉及半导体，尤其是涉及一种半导体装置。

背景技术：

1、在半导体器件中，逆导型导通绝缘栅型双极晶体管是指在单个芯片上集成了绝缘栅型双极晶体管和续流二极管或者快恢复二极管。一般而言，行业中通常将绝缘栅型双极晶体管和快恢复二极管通过集总式或分布式的方法，集成在芯片的元胞区，二者共用终端，从而实现了集成度较高的逆导型导通绝缘栅型双极晶体管，无需再通过封装将绝缘栅型双极晶体管和快恢复二极管两个分立器件连接起来。

2、现有技术中，由于绝缘栅型双极晶体管和快恢复二极管共用器件的元胞区，为了达到绝缘栅型双极晶体管器件的理论性能，在芯片设计的时候，需要通过增加元胞区的面积来容纳快恢复二极管区域。因此，随着芯片面积的变大，同样尺寸的晶圆上，可以生产的芯片数量减少，在成本上进行了一定的妥协。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种半导体装置，该半导体装置的集成度更高。

2、根据本发明实施例的半导体装置，包括：第一导电类型的漂移层；第二导电类型的阱区，所述阱区设置于所述漂移层且上表面构成所述漂移层上表面的至少部分；介质层，所述介质层设置于所述阱区的上表面；栅极焊盘，所述栅极焊盘设置于所述介质层的上表面；场截止层，所述场截止层设置于所述漂移层的下表面；第二导电类型的集电极层，所述集电极层设置于所述场截止层的下表面，所述集电极层的至少部分设置有发射极层，所述集电极层位于所述半导体装置的绝缘栅双极晶体管区域中，所述发射极层位于所述半导体装置的快恢复二极管区域中，所述发射极层与所述栅极焊盘上下对应。

3、由此，通过在集电极层对应栅极焊盘的下方设置发射极层，这样不仅可以使半导体装置反向导通，而且还可以提高半导体装置的集成度，从而在实现半导体装置反向导通的同时，缩小半导体装置的尺寸。

4、在本发明的一些示例中，所述阱区第一方向上宽度为w1，所述发射极层第一方向上的宽度为w2，w1和w2满足关系式：w1＞w2。

5、在本发明的一些示例中，所述发射极层在在上下方向上的横截面呈在第一方向上连续的长条形。

6、在本发明的一些示例中，所述发射极层在上下方向上的横截面包括多个发射部，多个所述发射部在第一方向上间隔设置，多个所述发射部在第一方向上的宽度之和为w2。

7、在本发明的一些示例中，多个所述发射部第一方向上的宽度均相同；或多个所述发射部第一方向上的宽度不完全相同。

8、在本发明的一些示例中，从俯视视角看，所述发射极层为正方形、圆角矩形、圆形、小椭圆和六边形中的至少一种；和/或，所述发射极层为多个小正方形、小圆形、小椭圆、小圆角矩形中的至少两种组合而成。

9、在本发明的一些示例中，所述漂移层在对应所述半导体装置的有源区的部分设置有多个第一方向间隔设置的沟槽部，相邻两个所述沟槽部在第一方向上的间隔距离为l1，多个所述沟槽部中邻近所述阱区的一个第一方向上到所述阱区的距离为w3，w3和l1满足关系式：w3≥l1。

10、在本发明的一些示例中，所述漂移层设置有沟槽部，所述沟槽部在第二方向上延伸设置，所述沟槽部为多个，多个所述沟槽部在第一方向上间隔设置；或所述沟槽部在第一方向上延伸设置，所述沟槽部为多个，多个所述沟槽部在第二方向上间隔设置。

11、在本发明的一些示例中，所述栅极焊盘位于所述漂移层第二方向的一侧，所述栅极焊盘关于所述漂移层第二方向延伸的中心线对称设置；或所述栅极焊盘位于所述漂移层第一方向的一端。

12、在本发明的一些示例中，所述介质层上表面还设置有发射极金属，所述介质层上设置有第一接触孔，所述发射极金属的至少部分穿设所述第一接触孔且与所述阱区接触，所述第一接触孔呈连续的长条形；或所述第一接触孔呈矩形为多个，多个所述第一接触孔在第一方向上间隔设置。

13、在本发明的一些示例中，所述沟槽部包括栅极沟槽部和假栅沟槽部，相邻两个所述栅极沟槽部之间设置有至少一个假栅沟槽部，所述第一接触孔位于相邻的两个所述栅极沟槽部之间且与所述假栅沟槽部在第二方向上间隔设置；和/或，所述第一接触孔与所述栅极沟槽部在第一方向上间隔设置。

14、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种半导体装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述阱区(101)第一方向上宽度为w1，所述发射极层(5)第一方向上的宽度为w2，w1和w2满足关系式：w1＞w2。

3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述发射极层(5)在上下方向上的横截面呈在第一方向上连续的长条形。

4.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述发射极层(5)在上下方向上的横截面包括多个发射部(501)，多个所述发射部(501)在第一方向上间隔设置，多个所述发射部(501)在第一方向上的宽度之和为w2，多个所述发射部(501)第一方向上的宽度均相同；或多个所述发射部(501)第一方向上的宽度不完全相同。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，从俯视视角看，所述发射极层(5)为正方形、圆角矩形、圆形、小椭圆和六边形中的至少一种；和/或，所述发射极层(5)为多个小正方形、小圆形、小椭圆、小圆角矩形中的至少两种组合而成。

6.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述漂移层(1)在对应所述半导体装置(100)的有源区(6)的部分设置有多个第一方向间隔设置的沟槽部(7)，相邻两个所述沟槽部(7)在第一方向上的间隔距离为l1，多个所述沟槽部(7)中邻近所述阱区(101)的一个第一方向上到所述阱区(101)的距离为w3，w3和l1满足关系式：w3≥l1。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述漂移层(1)设置有沟槽部(7)，所述沟槽部(7)在第二方向上延伸设置，所述沟槽部(7)为多个，多个所述沟槽部(7)在第一方向上间隔设置；或

8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极焊盘(2)位于所述漂移层(1)第二方向的一侧，所述栅极焊盘(2)关于所述漂移层(1)第二方向延伸的中心线对称设置；或所述栅极焊盘(2)位于所述漂移层(1)第一方向的一端。

9.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，所述介质层(9)上表面还设置有发射极金属(1001)，所述介质层(9)上设置有第一接触孔(1101)，所述发射极金属(1001)的至少部分穿设所述第一接触孔(1101)且与所述阱区(101)接触，所述第一接触孔(1101)呈连续的长条形；或

10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述沟槽部(7)包括栅极沟槽部(701)和假栅沟槽部(702)，相邻两个所述栅极沟槽部(701)之间设置有至少一个假栅沟槽部(702)，所述第一接触孔(1101)位于相邻的两个所述栅极沟槽部(701)之间且与所述假栅沟槽部(702)在第二方向上间隔设置；

技术总结
本发明公开了一种半导体装置，半导体装置包括：第一导电类型的漂移层；第二导电类型的阱区；介质层，介质层设置于阱区的上表面；栅极焊盘，栅极焊盘设置于介质层上表面；场截止层，场截止层设置于漂移层的下表面；第二导电类型的集电极层，集电极层设置于场截止层的下表面，集电极层的至少部分设置有发射极层，发射极层位于半导体装置的快恢复二极管区域中，发射极层与栅极焊盘上下对应。由此，通过在集电极层对应栅极焊盘的下方设置发射极层，这样不仅可以使半导体装置反向导通，而且还可以提高半导体装置的集成度，从而在实现半导体装置反向导通的同时，缩小半导体装置的尺寸。

技术研发人员：刘子俭,陈道坤,储金星,周文杰,张永旺,刘恒,杨晶杰,何濠启,史世平,邹苹
受保护的技术使用者：海信家电集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5