CN1691349A - 反向导通型半导体元件及其制造方法 - Google Patents

反向导通型半导体元件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1691349A
CN1691349A CNA2005100650087A CN200510065008A CN1691349A CN 1691349 A CN1691349 A CN 1691349A CN A2005100650087 A CNA2005100650087 A CN A2005100650087A CN 200510065008 A CN200510065008 A CN 200510065008A CN 1691349 A CN1691349 A CN 1691349A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
conduction type
base layer
layer
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005100650087A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100423287C (zh
Inventor
青野真司
山本绫
高桥英树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN1691349A publication Critical patent/CN1691349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100423287C publication Critical patent/CN100423287C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/083—Anode or cathode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices
    • H01L29/0834—Anode regions of thyristors or gated bipolar-mode devices, e.g. supplementary regions surrounding anode regions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
    • H01L29/7396—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions
    • H01L29/7397—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions and a gate structure lying on a slanted or vertical surface or formed in a groove, e.g. trench gate IGBT

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

提供一种反向导通型半导体元件在衬底上一体地形成有绝缘栅双极晶体管和恢复特性优良的整流二极管。该反向导通型半导体元件在由第一导电类型半导体构成的衬底上一体地形成有绝缘栅双极晶体管和整流二极管，其中，整流二极管包含绝缘栅双极晶体管的第二导电类型的基极层和第一导电类型的基极层，将衬底的一个表面的发射极电极作为阳极电极，将衬底的另一个表面的集电极电极作为阴极电极，并由此构成该整流二极管，在第一导电类型的基极层的一部分之上，形成载流子寿命比其它第一导电类型的基极层更短的短寿命区域。

Description

反向导通型半导体元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种在衬底上一体地形成有绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor)和整流二极管的反向导通型半导体元件及其制造方法。
背景技术
近年来，逆变器装置正广泛应用于家电产品和工业用电力设备等。由于这种逆变器装置通常使用商用电源(交流电源)，所以由执行将交流电源一次转换成直流的正向转换的转换器部分、平滑电路部分以及将直流电压反向转换为交流的逆变器部分构成。并且，在其逆变器部分的主功率元件中，主要使用可高速开关的绝缘栅双极晶体管。此外，在功率控制用的逆变器装置中，在每个晶体管芯片中，操作额定电流和额定电压分别工作在约为数安培～数百安培、数百伏～数千伏的范围，在靠电阻负载连续改变栅极电压来使绝缘栅双极晶体管(IGBT)工作的电路中，作为电流乘以电压的积的功率就导致在晶体管内部产生热。根据这些情况，就需要大的散热器，而功率的转换效率也会变差，通过组合工作电压和工作电流，由于晶体管本身因温度上升而导致热破坏，所以不适合于采用电阻负载电路。
在许多情况下，由于逆变器装置的负载为电动感应机(感应性负载的电机)，所以IGBT通常作为开关来进行工作，反复处于截止状态和导通状态，从而控制功率。在感应性负载开关逆变器电路的情况下，虽然从晶体管的导通状态到截止状态的切断过程和从截止状态到导通状态的开启过程由晶体管的导通状态构成，但流向负载的电流、感应性负载与上下支路(arm)的中间电位点连接，流向感应性负载的电流方向由于为正和负两个方向，流向负载的电流就一面从负载连接端返回高电位的电源侧、一面流向接地侧，所以需要具有使流向感应性负载的大电流在支路和闭路之间循环流动用途的续流二极管(free wheeling diode)。
现有的使用IGBT和续流二极管的逆变器电路，由于对IGBT无双向的通电能力，所以就采用其它芯片来制备反向并联的环流用的续流二极管。但是，近年来，已经提出了一种一体地内置了环流用的二极管和IGBT的逆变器装置，以便实现逆变器装置的小型化、重量轻的目标(专利文献1、2)。
[专利文献1]日本专利申请特开2000-200906号公报
[专利文献2]日本专利申请特开平10-74959号公报
发明内容
但是，现有的反向导通型的绝缘栅双极晶体管，阳极和阴极处于同一平面上，不具有相同程度的双向通电能力，由于通过共用用于构成绝缘栅双极晶体管的要素来构成内置二极管，因此就难于使单个二极管特性最佳化，特别地，就会存在所谓内置二极管的恢复特性比IGBT芯片和续流二极管芯片这2种芯片构成的情况下的二极管的恢复特性更差的问题。
此外，当进行恢复工作时，在处于芯片外周区域的连接终端区域存储的载流子就会在与单元部分交界的区域处引起电流集中，就存在所谓芯片被破坏的问题。
因此，本发明的目的在于，提供一种在衬底上一体地形成有绝缘栅双极晶体管和恢复特性优良的整流二极管的反向导通型半导体元件。
为了实现上述目的，本发明提供一种反向导通型半导体元件，在由第一导电类型的半导体构成的衬底上一体地形成有绝缘栅双极晶体管和整流二极管，其特征在于，上述整流二极管，包括：在用于构成上述绝缘栅双极晶体管的上述衬底的一个表面上，通过掺杂第二导电类型的杂质而形成的第二导电类型的基极层；和由构成上述绝缘栅双极晶体管的上述第一导电类型的半导体构成的第一导电类型的基极层；且以在上述衬底的一个表面中，形成为覆盖在上述第二导电类型的基极层的一部分上形成的第一导电类型的发射极层和上述第二导电类型的基极层的发射极电极作为阳极电极；以在上述衬底的另一个表面中，形成为覆盖上述第一导电类型的基极层和在该第一导电类型的基极层的一部分中形成的第二导电类型的集电极层的集电极电极作为阴极电极，在上述第一导电类型的基极层的一部分中，形成与其它第一导电类型的基极层相比载流子的寿命更短的短寿命区域。
如此构成的本发明的反向导通型半导体元件是在上述衬底上一体地形成有绝缘栅双极晶体管和整流二极管的反向导通型半导体元件，由于在上述第一导电类型的基极层的一部分中形成了短寿命区域，所以当进行恢复工作时就能够减少从上述第一导电类型的基极层转移的载流子数量，就能够提高反向回复特性。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施方式1的反向导通型半导体元件结构的剖面图。
图2是实施方式1的反向导通型半导体元件的正向电压(VF)与恢复电流的关系图。
图3是比较例的反向导通型半导体元件的剖面图。
图4是使用实施方式1的反向导通型半导体元件来构成逆变器电路的情况的电路图。
图5是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，在衬底上形成P型基极层后的剖面图。
图6是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，在P型基极层的一部分上形成N+型发射极层后的剖面图。
图7是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成贯通N+型发射极层及P型基极层的栅电极用的沟，并在此沟上形成绝缘栅膜后的剖面图。
图8是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，在沟内的绝缘栅膜上形成栅电极后的剖面图。
图9是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成发射极电极后的剖面图。
图10是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，在衬底的另一个主表面上形成P型集电极层后的剖面图。
图11是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，在衬底的另一个主表面的P型集电极层之间形成阴极层4后的剖面图。
图12是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，在衬底的另一个主表面上形成集电极电极后的剖面图。
图13是在实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成短寿命区域后的剖面图。
图14是表示根据本发明的实施方式2的反向导通型半导体元件结构的剖面图。
图15是表示未对实施方式2的反向导通型半导体元件结构照射电子束时的回复特性的曲线图。
图16是表示选择地照射电射线的实施方式2的反向导通型半导体元件的回复特性的曲线图。
图17是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，在衬底上形成P阱层后的剖面图。
图18是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成P型基极层后的剖面图。
图19是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成N+型发射极层后的剖面图。
图20是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成栅绝缘膜(沟槽型绝缘膜)后的剖面图。
图21是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成由硅构成的栅电极后的剖面图。
图22是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成发射极电极和电极后的剖面图。
图23是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成用于覆盖P阱层和电极的保护膜后的剖面图。
图24是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，在衬底的另一个主表面上形成P型集电极层后的剖面图。
图25是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，形成与P型集电极层和阴极层欧姆接触的集电极电极后的剖面图。
图26是在实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法中，对电场缓和区照射电子束形成短寿命区域后的剖面图。
图27是表示根据本发明的实施方式3的反向导通型半导体元件结构的剖面图。
图28是表示有选择地照射电子束并进行氦照射的实施方式3的反向导通型半导体元件的回复特性的曲线图。
符号说明
1 衬底、         1a N基极层、      2 P型基极层、
3 P型集电极层、  4 阴极层、        5，17 短寿命层、
6 集电极电极、   7 发射极电极、    8 N+发射极层、
9 P+集电极层、   10 栅绝缘膜、     11 栅电极、
12 层间绝缘膜、  13 P型阱层、      15 电极、16 保护膜
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
本发明的实施方式1的反向导通型半导体元件是在由N型半导体(例如，N型硅)构成的衬底1上一体地形成有绝缘栅双极晶体管和整流二极管的反向导通型绝缘栅双极晶体管，其结构如下所示(图1)。
在实施方式1的反向导通型半导体元件中，绝缘栅双极晶体管包括：
在由N型半导体构成的衬底1的一个侧面上形成的：(1)P型基极层2；(2)通过在此P型基极层2的一部分中掺杂N型杂质而形成的N+型发射极层8；(3)再通过在N+型发射极层8之间掺杂P型杂质而在P型基极层2之上形成的P+型集电极层9；(4)与P型基极层2、N+型发射极层8及衬底1的N型半导体相邻接地形成的栅绝缘膜10；(5)隔着栅绝缘膜10与P型基极层2、N+型发射极层8及衬底1的N型半导体对置而形成的栅电极11；(6)通过层间绝缘膜12与栅电极11绝缘的N+型发射极层8和P+型集电极层相邻接地形成的发射极电极7；以及
在衬底1的另一方表面上形成的：(7)P型集电极层3；(8)与此P型集电极层3相邻接而形成的集电极电极6，且
使衬底1的N型半导体作为N型基极层1a，由此来构成该绝缘栅双极晶体管。
而且，利用制造方法的说明，将使衬底1的一个侧面之上的栅电极结构等的详细内容更加清楚。
此外，N+型发射极层8中的“N+型”表示比衬底1的N型半导体的N型杂质浓度高，P+型集电极层9中的“P+型”表示比P型基极层2的P型杂质浓度高。
此外，对于实施方式1的反向导通型半导体元件，在衬底1的另一个表面上，与P型集电极层3邻接地形成由N+型半导体构成的阴极层4，通过形成与此阴极层4连接的集电极电极6，利用P型基极层2和衬底1的N型半导体(N型基极层1a)的PN结，就在发射极电极7和集电极电极6之间形成整流二极管。而且，发射极电极7相当于整流二极管的阳极电极，集电极电极6相当于整流二极管的阴极电极。
如上述构成的图1的反向导通型半导体元件构成为如图4所示的绝缘栅双极晶体管T1和整流二极管D1相连接的结构，其工作如下所示。而且，图4的电路表示使用本发明的反向导通型半导体元件来构成逆变器电路结构的例子。
下面说明其工作。
在图1的反向导通型半导体元件中，对栅极11施加阈值或更大的正向偏压，在发射极电极7和背面集电极电极6之间施加规定的电压(发射极电极＜背面集电极电极)时，绝缘栅双极晶体管成为导通(oN)状态，通过N型基极层1a、P型基极层2及N+型发射极层8导通。此时，由于整流二极管成为反向偏压，所以处于截止状态。
此外，在图1中的反向导通型半导体元件中，对栅极11施加阈值或更大的正向偏压，在发射极电极7和集电极电极6间施加规定的电压(发射极电极＞背面集电极电极)时，绝缘栅双极晶体管不导通，整流二极管成为正向偏压，电流从发射极电极7经过P+集电极层9、P型基极层2及N型基极层1a、流向集电极电极6(在与绝缘栅双极晶体管相反的方向上导通)。
此外，对栅极11施加负偏压，在发射极电极7和背面集电极电极6之间施加规定的电压(发射极电极＜背面集电极电极)时，通过从P型基极层2起使耗尽层扩展，由此就能够保持耐压，由于整流二极管也成为了反向偏置，所以不导通。
由此，在实施方式1的反向导通型半导体元件中，整流二极管和绝缘栅双极晶体管共用P型基极层2和N型基极层1a，在绝缘栅双极晶体管和整流二极管中，在其各自导通状态中，相反方向的电流流过P型基极层2和N型基极层1a。
由此，在实施方式1的反向导通型半导体元件中，就构成了将绝缘栅双极晶体管的P型基极层2作为整流二极管的阳极来使用的结构。通常，由于将在逆变器装置中使用的绝缘栅双极晶体管的栅极阈值电压(Vth)设定为5V左右，所以，沿P型基极层2的栅绝缘膜部分的峰值浓度就设定在大约1×1017/cm3～1×1018/cm3左右，器件表面部分的P型基极层2的浓度成为1018/cm3左右或更大。为此，整流二极管就成为导通状态，从作为阳极层的P型基极层2中注入的空穴就会超出需要，以至导致过剩，并在器件内部的N型基极层1a中形成载流子(空穴和电子)过剩存储的状态。当二极管反向回复工作(恢复工作)时，存储在此器件内部的电荷作为反向回复电流(恢复电流)从器件中被抽取出来。根据这样的理由，在没有形成短寿命层5的如图3所示的比较例的反向导通型半导体元件中，在将绝缘栅双极晶体管的P型基极层2作为整流二极管的阳极使用时，就会存在所谓整流二极管的恢复特性变差的问题。
因此，在实施方式1中，位于P型基极层2之下的N型基极层1a的一部分(衬底1的厚度方向上的一部分)中，形成与除此一部分之外的其它N型基极层1a相比，载流子的寿命短的短寿命区域5，通过此短寿命区域5就能够减少过剩的载流子，就能够提高整流二极管的回复特性。
更详细地，整流二极管的恢复特性是在反向导通型半导体元件反方向导通(即整流二极管导通)期间，从载流子大量聚集在N型基极层1a中的状态到施加反向偏压时所产生的特性，在N型基极层1a中存储的载流子中，空穴被抽取到P型基极层2，电子被抽取到阴极层4，以形成反向回复电流(恢复电流)。
在本实施方式1中，由于从P型基极层2的正下方到衬底中央存在寿命短的短寿命区域5，所以与未进行寿命控制的情况相比，就减少了向反方向导通的状态下的载流子密度。因此，就能够减少在恢复工作中转移出的载流子的数量，并能够抑制反向回复电流的绝对值。
此外，在恢复期间，流过最大电流之后，电流不会立即变为零，而流过时间常数大的拖尾(tail)电流。为了控制此拖尾电流，虽然存在进行铂扩散寿命控制或由均匀的电子束照射的寿命控制的情况，但在本实施方式1的在集电极侧形成N型阴极层4的集电极短路型的反向导通型半导体元件中，在恢复期间，对集电极施加正电压，由于器件内部的电子被集中在N型阴极层4，与集电极中无阴极区域的情况相比，由于从器件内部电子快速消失，就能够通过集电极侧的N型阴极层4减少拖尾电流，仅通过对靠近P型基极层2的部分进行氦照射的寿命控制，就能够抑制反向回复电流的绝对值并且能够抑制拖尾电流，从而改善了反向回复特性。
本发明人研究了：为了确认通过此短寿命区域5能够提高整流二极管的回复特性的效果，在图1的结构中试作了1200V量级的元件，将N型基极层(衬底的N型半导体层)的厚度设为190μm，并按照有无氦照射来研究内置二极管的正向电压降(VF)和反向回复工作时的恢复峰值电流(Irr)如何变化。其结果如图2所示。
而且，氦照射的多个点是改变了氦照射条件的情况。此外，氦照射的深度为比N型基极层的中央部分更靠近的前表面侧(更靠近P型基极层2)。判定出，进行氦照射时，尽管VF增加，但降低了恢复峰值电流(Irr)。
接着，说明实施方式1的反向导通型半导体元件的制造方法。
<第一工序>
在第一工序中，制备由N型硅构成的衬底1，从此衬底1的一个主表面注入P型杂质，通过扩散，形成P型基极层2(图5)。
<第二工序>
在第二工序中，从P型基极层2的表面有选择地注入N型杂质，通过扩散，形成N+型发射极层8(图6)。
<第三工序>
在第三工序中，贯通N+型发射极层8和P型基极层2，形成直达衬底1的N型半导体层的沟，在此沟的表面上形成栅绝缘膜10(沟槽型绝缘膜)(图7)。
<第四工序>
在第四工序中，在沟槽形状的栅绝缘膜10上形成作为导电体的由多晶硅构成的栅电极11(图8)。
<第五工序>
在第五工序中，对N+型发射极层8之间的P型基极层2的表面有选择地注入或扩散P型杂质，形成P+型集电极层9，并形成层间绝缘膜12覆盖栅电极11后，形成与N+型发射极层8和P+型集电极层9连接的发射极电极7(图9)。
<第六工序>
在第六工序中，对衬底1的另一个主表面有选择地注入或扩散P型杂质，在衬底1的另一个主表面上形成P型集电极层3(图10)。
<第七工序>
在第七工序中，在衬底1的另一个主表面中，对P型集电极层3之间的区域有选择地注入或扩散N型杂质，在衬底1的另一个主表面上形成N型杂质浓度比N型基极层更高的由N+型半导体构成的阴极层4(图11)。
而且，为了降低与集电极电极6的欧姆接触电阻，以形成由N+型半导体构成的阴极层4。
<第八工序>
在第八工序中，在衬底1的另一个主表面上，形成与P型集电极层3和阴极层4欧姆接触的集电极电极6(图12)。
<第九工序>
在第九工序中，从衬底1的一个主表面侧照射氦，在N型基极层1a的内部局部地形成寿命短的短寿命区域(氦照射区域)5(寿命控制)。
而且，在此寿命控制工序中，优选地，调整氦的射程，以便在比N型中央部分更靠近一个主表面上形成短寿命区域5，设定氦照射量，以便能够更有效地抑制Vf的上升，从而获得所希望的回复特性。
在本实施方式1中，由于通过氦照射形成短寿命区域5，因此就能够在所希望的位置可靠地形成短寿命区域5。
通过上述的工序，就能够制作实施方式1的反向导通型半导体元件。
以上详细说明了本实施方式1的反向导通型半导体元件，由于将P型基极层2和N型基极层1a作为共用的要素，构成绝缘栅双极晶体管和整流二极管，所以就能够使结构简单，并且，通过在N型基极层1a的一部分上形成短寿命区域5，整流二极管的回复特性就可以很好。
此外，在实施方式1的反向导通型半导体元件中，形成沟槽以便穿通N+型发射极层8及P型基极层2，由于具有形成栅电极11的沟槽结构，所以就能够增加栅极的重复间距数，就能够增大沟道宽度。
而且，在实施方式1中，虽然将n型设为第一导电类型，将p型设为第二导电类型，但本发明并没有限定于此，也可使导电类型相反。
(实施方式2)
下面，参照图14来说明本发明的实施方式2的反向导通型半导体元件。
本实施方式2的反向导通型半导体元件，包括在由N型半导体构成的衬底1上一体地形成的绝缘栅双极晶体管和整流二极管，以便在一体地形成有绝缘栅双极晶体管和整流二极管的工作区域100的周围形成，具有在缓和工作期间使周边部分的电场缓和的接合部终端结构的电场缓和区200。
而且，在实施方式2的反向导通型半导体元件中，由于工作区域100除没有形成短寿命区域5以外，是与实施方式1相同的结构，所以省略对工作区域100的详细说明。此外，在图14中，对与图1相同结构赋予相同的符号。
在实施方式2中，电场缓和区域200的接合部终端结构是包围工作区域100的周围形成的多个环状的P型阱层13的结构，按朝着外侧变宽的方式形成邻接的P型阱层的间隔。
此外，在各P型阱层13上形成彼此相互隔离的电极15，形成保护膜16以便覆盖这些多个P型阱层13及电极15。如此，由使用多个P型阱层13构成的接合部终端结构构成的电场缓和区域200就使在工作区域100的端部集中的电场向外侧慢慢地减弱，从而防止在工作区域100的端部处的破坏。
而且，电场缓和区域200的接合部终端结构不限定于形成了多个P型阱层的结构，也可使用形成了中间浓度的P型层的RESURF结构等的其它电场缓和结构。
但是，利用这样的接合部终端结构，虽然能够防止因在正向或反向导通工作期间的工作区域100端部的电场集中而引起的破坏，但不能够防止从正向导通向反向导通或与其相反的转换时的工作区域100端部的破坏。
即，不能防止当转换为正向阻塞工作时(整流二极管的恢复工作时)，因整流二极管导通下的反向导通工作时在电场缓和区域200的N型半导体(衬底的N型半导体)中存储的载流子流入P型基极层2而使工作区域100的端部破坏。
因此，在本实施方式2中，对由多个P型阱层13构成的接合部终端结构的正下部分照射电子束以形成短寿命区域17，虽然能够减少存储在整流二极管导通下的反向导通工作时的电场缓和区域200的N型半导体中的载流子，但不能防止因从反向导通工作转换为正向导通工作时流入载流子而引起的破坏。
而且，对于工作区域100中的绝缘栅双极晶体管和整流二极管反向导通半导体元件的工作，由于与实施方式1的相同，所以省略对其基本工作的说明。
在实施方式2中，为了确认形成短寿命区域17的效果，而试作了1200V量级的元件进行评价。具体地，将N型基极层1a(N型半导体层)的厚度设为190μm，试验制作1200V量级的元件，评价对结合终端结构部分的正下方照射电子束时和不照射电子束时的恢复特性。图15示出了未对接合部终端结构部分的正下方照射电子束时的恢复特性，图16示出了对接合部终端结构部分的正下方照射电子束时的恢复特性。根据图15及图16可判定，对结合终端部分照射电子束的情况下，恢复工作时芯片没有破坏。
详细说明此破坏及防止破坏的机理。
首先，反向导通型半导体元件反向导通(即，整流二极管导通)时，就会在N型半导体层中存储有大量的载流子。在载流子大量集中的状态下进行转换(恢复工作)时，由于在载流子大量集中的状态下施加反向偏压，所以在N型半导体层中存储的载流子中，空穴被抽取到工作区域100端部的P型基极区域2中，而电子被抽取到集电极区域4中，从而流过大的反向回复电流(恢复电流)。当进行此恢复工作时，在如图14所示构成的反向导通型半导体元件中，由于与P型基极层2邻接而形成发射极区域8，因此就构成了寄生晶闸管，就存在因寄生晶闸管的闭锁操作而引起破坏的情况。
因此，在本实施方式2中，通过对构成结合终端部的P阱层13的正下方选择地进行电子束照射，形成短寿命区域17，在反向导通状态下，在减少短寿命区域17的载流子的同时，就可以使载流子集中存在于绝缘栅双极晶体管单元正下方的工作区域100，并抑制空穴从反向偏压时的结合终端部的短寿命区域17集中地流入P型基极层2。
由此，在实施方式2中，就能够抑制整流二极管的恢复工作期间的破坏。
下面，参照图17～27，说明实施方式2的反向导通型半导体元件的制造方法。
<第一工序>
在第一工序中，准备由N型硅构成的衬底1，在形成P阱层13的部分形成具有开口部分的掩模14，通过掩模14的开口部分选择地注入P型杂质，形成P阱层13。而且，也可通过有选择地扩散P型杂质来形成P阱层13(图17)。
<第二工序>
在第二工序中，去除位于工作区域100的掩模14，在此被去除的部分上通过有选择地注入或扩散P型杂质来形成P型基极层2(图18)。
<第三工序>
在第三工序中，从P型基极层2的表面有选择地注入N型杂质，通过扩散形成N+型发射极层8(图19)。
<第四工序>
在第四工序中，形成贯通N+型发射极层8和P型基极层2，到达衬底1的N型半导体层的沟，在此沟的表面上形成栅绝缘膜10(沟槽型绝缘膜)(图20)。
<第五工序>
在第五工序中，在沟槽形状的栅绝缘膜10上形成作为导电体的由多晶硅构成的栅电极11(图21)。
>第六工序>
在第六工序中，对N+型发射极层8之间的P型基极层2的表面有选择地注入或扩散P型杂质，形成P+型集电极层9，并形成层间绝缘膜12覆盖栅电极11后，形成与N+型发射极层8和P+型集电极层9连接的发射极电极7，在P阱层13之上形成各电极15(图22)。
<第七工序>
在第七工序中，在电场缓和区域200的衬底1的表面，形成保护膜16以便覆盖P阱层13和电极15(图23)。
<第八工序>
在第八工序中，在衬底1的另一个主表面上有选择地注入或扩散P型杂质，在衬底1的另一个主表面上形成P型集电极层3(图24)。
<第九工序>
在第九工序中，在衬底1的另一个主表面中，对P型集电极层3之间的区域有选择地注入或扩散N型杂质，在衬底1的另一个主表面上形成N型杂质浓度高的由N型层构成的阴极层4，在衬底1的另一个主表面上形成与P型集电极层3和阴极层4欧姆接触的集电极电极6(图25)。
<第十工序>
在第十工序中，除工作区域100外，从第一主表面侧对电场缓和区域200照射电子束，通过对电场缓和区域200有选择地进行寿命控制，形成短寿命区域17(图26)。
在第十工序中，由于通过照射电子束，形成短寿命区域17，就能够形成按所希望的寿命控制的短寿命区域17。
通过以上的工序，可制作出图14的实施方式2的反向导通型半导体元件。
如上所述构成的反向导通型半导体元件，由于设置短寿命区域17以便使位于电场缓和区域200中的N型半导体层的载流子的寿命缩短，因此就能够抑制整流二极管处于导通状态时的位于电场缓和区域200的N型半导体层中的载流子的存储。因此，在整流二极管的恢复工作期间，就能够减少工作区域100端部的反向回复电流(恢复电流)，并能够防止因寄生晶闸管的闭锁操作而引起的破坏。
而且，在实施方式2中，虽然将n型设为第一导电类型，将p型设为第二导电类型，但本发明并没有限定于此，也可使导电类型相反。
(实施方式3)
除了在实施方式2的反向导通型半导体元件中进一步照射氦并形成与实施方式1相同的短寿命区域5以外，本发明的实施方式3的反向导通型半导体元件是与实施方式2相同的结构(图27)。
为了确认该实施方式3的反向导通型半导体元件的效果，而试作了1200V量级的元件进行评价。具体地，将N型基极层的厚度设为190μm，使用对结合终端结构部分的正下方照射电子束，对电场缓和区域上的全部N型半导体层进行寿命控制，并且与实施方式1相同地评价氦照射时的恢复特性。图28示出了其结果。对结合终端结构部分进行电子束照射，同时还进行氦照射的情况，在恢复工作时不会破坏芯片，由于氦照射的深度更靠近N型基极层中央处的表面侧，所以判定出尽管VF稍微增加但恢复峰值电流(Irr)则减小。
直到图26为止，与实施方式2相同地制作实施方式3的反向导通型半导体元件之后，还用氦从侧面对衬底中央附近进行局部寿命控制，由此就获得了图27的器件。
如上所述构成的实施方式3的反向导通型半导体元件同时具有实施方式1的效果和实施方式2的效果。
即，通过将P型基极层2和N型基极层1a作为共用的要素，单片地构成绝缘栅双极晶体管和整流二极管，在N型基极层1a的一部分上形成短寿命区域5，可以使整流二极管的恢复特性很好。
此外，通过将位于电场缓和区域200中的N型半导体层作为短寿命区域17，就能够减少恢复工作期间的工作区域100端部的反向回复电流(恢复电流)，就能够防止因寄生晶闸管的闭锁操作而引起的破坏。

Claims (11)

1、一种反向导通型半导体元件，在由第一导电类型的半导体构成的衬底上一体地形成有绝缘栅双极晶体管和整流二极管，其特征在于，
上述整流二极管，
包括：在用于构成上述绝缘栅双极晶体管的上述衬底的一个表面上，通过掺杂第二导电类型的杂质而形成的第二导电类型的基极层；和由构成上述绝缘栅双极晶体管的上述第一导电类型的半导体构成的第一导电类型的基极层；且
以在上述衬底的一个表面中，形成为覆盖在上述第二导电类型的基极层的一部分上形成的第一导电类型的发射极层和上述第二导电类型的基极层的发射极电极作为阳极电极；
以在上述衬底的另一个表面中，形成为覆盖上述第一导电类型的基极层和在该第一导电类型的基极层的一部分中形成的第二导电类型的集电极层的集电极电极作为阴极电极，
在上述第一导电类型的基极层的一部分中，形成与其它第一导电类型的基极层相比载流子的寿命更短的短寿命区域。
2、根据权利要求1所述的反向导通型半导体元件，其中：比上述第一导电类型的基极层的中央部分更靠近上述一个主表面地形成上述短寿命区域。
3、根据权利要求1或2所述的反向导通型半导体元件，其中：上述集电极电极通过比上述第一导电类型的基极层掺杂更多的第一导电类型的杂质的阴极层，与上述第一导电类型的基极层连接。
4、根据权利要求1或2所述的反向导通型半导体元件，其中：通过在上述第二导电类型的基极层的一部分上掺杂第一导电类型的杂质来形成上述第一导电类型的发射极层；在贯通上述第一导电类型的发射极层和上述第二导电类型的基极层而形成的沟内部，隔着绝缘栅膜来形成上述绝缘栅双极晶体管的栅电极。
5、根据权利要求1或2所述的反向导通型半导体元件，其中：通过氦照射形成上述短寿命区域。
6、根据权利要求1或2所述的反向导通型半导体元件，在上述衬底中，在形成了上述绝缘栅双极晶体管和上述整流二极管的工作区域的周围形成电场缓和区，与上述其它第一导电类型的半导体相比，位于该电场缓和区上的上述第一导电类型的半导体是载流子寿命更短的区域。
7、一种反向导通型半导体元件，在由第一导电类型的半导体构成的衬底上一体地形成有绝缘栅双极晶体管和整流二极管，其特征在于，
上述整流二极管，
包括：在用于构成上述绝缘栅双极晶体管的上述衬底的一个表面上通过掺杂第二导电类型的杂质而形成的第二导电类型的基极层；和由构成上述绝缘栅双极晶体管的上述第一导电类型的半导体构成的第一导电类型的基极层；且
以在上述衬底的一个表面上，形成为覆盖在上述第二导电类型的基极层的一部分上形成的第一导电类型的发射极层和上述第二导电类型的基极层的发射极电极作为阳极电极；以及
以在上述衬底的另一个表面上，形成为覆盖上述第一导电类型的基极层和在该第一导电类型的基极层的一部分中形成的第二导电类型的集电极层的集电极电极作为阴极电极，
在上述衬底中，在形成了上述绝缘栅双极晶体管和上述整流二极管的工作区域的周围还形成有电场缓和区，与其它第一导电类型的半导体的相比，该电场缓和区的第一导电类型的半导体是载流子寿命更短的区域。
8、根据权利要求7所述的反向导通型半导体元件，其中：通过电子束照射形成上述短寿命区域。
9、一种反向导通型半导体元件的制造方法，该反向导通型半导体元件包括在由第一导电类型的半导体构成的衬底上一体地形成的绝缘栅双极晶体管和整流二极管，其特征在于，该制造方法包括：
第一工序，通过在上述衬底的一个表面上掺杂第二导电类型的杂质来形成第二导电类型的基极层；
第二工序，通过在上述第二导电类型的基极层的一部分中掺杂第一导电类型的杂质来形成第一导电类型的发射极层；
第三工序，在上述第二导电类型的基极层上和第一导电类型的发射极层上形成发射极电极；
第四工序，通过在上述衬底的另一个表面的一部分中有选择地掺杂第二导电类型的杂质来形成第二导电类型的集电极层；
第五工序，通过在上述衬底的另一个表面的除了上述一部分之外的部分中有选择地掺杂第一导电类型的杂质来形成阴极层；以及
第六工序，以越过上述第二导电类型的基极层的射程向衬底内部照射氦。
10、一种反向导通型半导体元件的制造方法，是根据权利要求9所述的反向导通型半导体元件的制造方法，其中：在上述衬底的工作区域中形成上述第二导电类型的基极层、上述第一导电类型的发射极层、上述第二导电类型的集电极层及上述阴极层，其特征在于，包括：
替代上述第六工序，而对位于上述衬底的上述工作区域周围的上述第一导电类型的半导体照射电子束的工序。
11、根据权利要求10所述的反向导通型半导体元件的制造方法，至少包括：以越过上述第二导电类型的基极层的射程对上述工作区域的衬底内部照射氦的工序。
CNB2005100650087A 2004-04-28 2005-04-12 反向导通型半导体元件及其制造方法 Active CN100423287C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004133698A JP4791704B2 (ja) 2004-04-28 2004-04-28 逆導通型半導体素子とその製造方法
JP2004-133698 2004-04-28
JP2004133698 2004-04-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1691349A true CN1691349A (zh) 2005-11-02
CN100423287C CN100423287C (zh) 2008-10-01

Family

ID=35160465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100650087A Active CN100423287C (zh) 2004-04-28 2005-04-12 反向导通型半导体元件及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7400017B2 (zh)
JP (1) JP4791704B2 (zh)
KR (1) KR100723594B1 (zh)
CN (1) CN100423287C (zh)
DE (1) DE102005018366B4 (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101872771A (zh) * 2010-06-08 2010-10-27 杭州电子科技大学 逆导型soi ligbt器件单元
CN101740383B (zh) * 2009-12-20 2011-07-20 锦州七七七微电子有限责任公司 集成化pnp差分对管的制作方法
CN102347356A (zh) * 2010-07-27 2012-02-08 株式会社电装 具有开关元件和续流二极管的半导体装置及其控制方法
CN102376709A (zh) * 2010-08-17 2012-03-14 株式会社电装 半导体器件
CN102422416A (zh) * 2009-09-07 2012-04-18 丰田自动车株式会社 具备具有二极管区和igbt区的半导体基板的半导体装置
CN102931223A (zh) * 2012-11-28 2013-02-13 江苏物联网研究发展中心 Igbt集电极结构
CN103035519A (zh) * 2012-07-27 2013-04-10 上海华虹Nec电子有限公司 Igbt器件及其制作工艺方法
CN103392224A (zh) * 2011-06-08 2013-11-13 丰田自动车株式会社 半导体装置及其制造方法
CN103681786A (zh) * 2012-08-30 2014-03-26 株式会社东芝 半导体装置
CN103855203A (zh) * 2012-12-07 2014-06-11 中国科学院微电子研究所 一种逆导型绝缘栅双极晶体管结构及其制备方法
WO2015024502A1 (zh) * 2013-08-23 2015-02-26 无锡华润上华半导体有限公司 反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法
CN105304695A (zh) * 2011-10-17 2016-02-03 英飞凌科技奥地利有限公司 Igbt及制造功率半导体二极管的方法
CN101861651B (zh) * 2007-11-14 2016-06-01 Abb技术有限公司 反向导通绝缘栅双极晶体管和对应制造方法
CN106062958A (zh) * 2013-12-11 2016-10-26 理想能量有限公司 用于双向器件制造的系统和方法
CN110246887A (zh) * 2018-03-08 2019-09-17 三菱电机株式会社 半导体装置及电力变换装置
CN115117152A (zh) * 2022-08-26 2022-09-27 深圳芯能半导体技术有限公司 一种逆导型igbt器件及制备方法

Families Citing this family (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005354031A (ja) * 2004-05-13 2005-12-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP4872190B2 (ja) * 2004-06-18 2012-02-08 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP5034461B2 (ja) * 2006-01-10 2012-09-26 株式会社デンソー 半導体装置
JP5011748B2 (ja) * 2006-02-24 2012-08-29 株式会社デンソー 半導体装置
JP2007240904A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Hitachi Ltd プラズマディスプレイ装置
JP5228282B2 (ja) * 2006-03-28 2013-07-03 トヨタ自動車株式会社 電力用半導体装置及びその製造方法
US7557386B2 (en) * 2006-03-30 2009-07-07 Infineon Technologies Austria Ag Reverse conducting IGBT with vertical carrier lifetime adjustment
JP5052091B2 (ja) * 2006-10-20 2012-10-17 三菱電機株式会社 半導体装置
DE102006050338B4 (de) 2006-10-25 2011-12-29 Infineon Technologies Austria Ag Halbleiterbauelement mit verbessertem Speicherladung zu Dioden-Softness Trade-off
JP5283326B2 (ja) * 2006-10-27 2013-09-04 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2008117881A (ja) * 2006-11-02 2008-05-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2008192737A (ja) * 2007-02-02 2008-08-21 Denso Corp 半導体装置
EP2003694B1 (en) * 2007-06-14 2011-11-23 Denso Corporation Semiconductor device
JP2009004668A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Toshiba Corp 半導体装置
DE102008045410B4 (de) 2007-09-05 2019-07-11 Denso Corporation Halbleitervorrichtung mit IGBT mit eingebauter Diode und Halbleitervorrichtung mit DMOS mit eingebauter Diode
JP4240140B1 (ja) * 2007-09-10 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 給電装置とその駆動方法
US8125002B2 (en) * 2007-11-07 2012-02-28 Denso Corporation Semiconductor device and inverter circuit having the same
EP2073274A1 (en) * 2007-12-19 2009-06-24 ABB Technology AG Diode
JP2009194197A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Panasonic Corp 半導体装置及びその製造方法
JP5206541B2 (ja) * 2008-04-01 2013-06-12 株式会社デンソー 半導体装置およびその製造方法
JP4788734B2 (ja) 2008-05-09 2011-10-05 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US7932583B2 (en) * 2008-05-13 2011-04-26 Infineon Technologies Austria Ag Reduced free-charge carrier lifetime device
DE102008028452B4 (de) * 2008-06-14 2012-10-25 X-Fab Semiconductor Foundries Ag Leistungstransistor für hohe Spannungen in SOI-Technologie
JP4840482B2 (ja) * 2008-10-14 2011-12-21 株式会社デンソー 半導体装置
US20100117117A1 (en) 2008-11-10 2010-05-13 Infineon Technologies Ag Vertical IGBT Device
JP4905559B2 (ja) * 2009-01-27 2012-03-28 株式会社デンソー 半導体装置
JP5444758B2 (ja) * 2009-02-27 2014-03-19 日産自動車株式会社 半導体装置
JP2011023527A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Toshiba Corp 半導体装置
WO2011027473A1 (ja) * 2009-09-07 2011-03-10 トヨタ自動車株式会社 ダイオード領域とｉｇｂｔ領域を有する半導体基板を備える半導体装置
CN102414817B (zh) * 2009-09-14 2014-01-08 丰田自动车株式会社 具备具有二极管区和igbt区的半导体基板的半导体装置
JP5454073B2 (ja) * 2009-10-19 2014-03-26 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュールとその制御方法
CN102396056B (zh) 2009-12-15 2014-03-12 丰田自动车株式会社 半导体装置的制造方法
JP5182766B2 (ja) * 2009-12-16 2013-04-17 三菱電機株式会社 高耐圧半導体装置
JP5680299B2 (ja) * 2009-12-25 2015-03-04 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US8786024B2 (en) * 2010-04-15 2014-07-22 Yoshitaka Sugawara Semiconductor device comprising bipolar and unipolar transistors including a concave and convex portion
JP2011238771A (ja) * 2010-05-11 2011-11-24 Hitachi Ltd 半導体装置
JP5695343B2 (ja) * 2010-05-13 2015-04-01 株式会社豊田中央研究所 半導体装置
JP5605073B2 (ja) * 2010-08-17 2014-10-15 株式会社デンソー 半導体装置
US8502346B2 (en) * 2010-12-23 2013-08-06 Alpha And Omega Semiconductor Incorporated Monolithic IGBT and diode structure for quasi-resonant converters
US8384151B2 (en) 2011-01-17 2013-02-26 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor device and a reverse conducting IGBT
KR101244003B1 (ko) * 2011-03-25 2013-03-14 주식회사 케이이씨 전력 반도체 소자
JP2012209422A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｇｂｔ
JP5668576B2 (ja) 2011-04-01 2015-02-12 住友電気工業株式会社 炭化珪素半導体装置
US9064711B2 (en) 2011-06-09 2015-06-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Semiconductor device and method for fabricating semiconductor device
JP6026528B2 (ja) * 2011-07-14 2016-11-16 アーベーベー・テヒノロギー・アーゲー 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
JP5488687B2 (ja) 2011-09-28 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2013074181A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Toyota Motor Corp 半導体装置とその製造方法
JP6078961B2 (ja) 2012-03-19 2017-02-15 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP5619079B2 (ja) * 2012-06-15 2014-11-05 三菱電機株式会社 高耐圧半導体装置
US9362349B2 (en) 2012-06-21 2016-06-07 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with charge carrier lifetime reduction means
US9214521B2 (en) 2012-06-21 2015-12-15 Infineon Technologies Ag Reverse conducting IGBT
WO2014006695A1 (ja) * 2012-07-03 2014-01-09 新電元工業株式会社 半導体装置
WO2014030457A1 (ja) * 2012-08-22 2014-02-27 富士電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP5645899B2 (ja) * 2012-10-10 2014-12-24 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP6168513B2 (ja) * 2013-05-13 2017-07-26 ローム株式会社 半導体装置およびその製造方法
US9799731B2 (en) 2013-06-24 2017-10-24 Ideal Power, Inc. Multi-level inverters using sequenced drive of double-base bidirectional bipolar transistors
US9742385B2 (en) 2013-06-24 2017-08-22 Ideal Power, Inc. Bidirectional semiconductor switch with passive turnoff
KR20150031668A (ko) 2013-09-16 2015-03-25 삼성전기주식회사 전력 반도체 소자
JP6119577B2 (ja) 2013-11-26 2017-04-26 三菱電機株式会社 半導体装置
US9355853B2 (en) 2013-12-11 2016-05-31 Ideal Power Inc. Systems and methods for bidirectional device fabrication
US11637016B2 (en) 2013-12-11 2023-04-25 Ideal Power Inc. Systems and methods for bidirectional device fabrication
JP6119593B2 (ja) * 2013-12-17 2017-04-26 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
US9337270B2 (en) 2013-12-19 2016-05-10 Infineon Technologies Ag Semiconductor device
US9337185B2 (en) 2013-12-19 2016-05-10 Infineon Technologies Ag Semiconductor devices
CN105900221B (zh) * 2014-02-28 2019-01-22 三菱电机株式会社 半导体装置以及半导体装置的制造方法
JP6277814B2 (ja) 2014-03-25 2018-02-14 株式会社デンソー 半導体装置
CN106796938B (zh) 2014-08-26 2019-11-05 三菱电机株式会社 半导体元件
JP2016058428A (ja) * 2014-09-05 2016-04-21 株式会社東芝 半導体装置
EP3186888B1 (en) 2014-11-06 2021-05-05 Ideal Power Inc. Circuits, methods, and systems with optimized operation of double-base bipolar junction transistors
JP6260515B2 (ja) 2014-11-13 2018-01-17 三菱電機株式会社 半導体装置
JP6018163B2 (ja) * 2014-12-02 2016-11-02 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP6261494B2 (ja) 2014-12-03 2018-01-17 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP6272799B2 (ja) 2015-06-17 2018-01-31 富士電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP6384425B2 (ja) 2015-08-21 2018-09-05 株式会社デンソー 半導体装置
GB2589543A (en) 2019-09-09 2021-06-09 Mqsemi Ag Method for forming a low injection P-type contact region and power semiconductor devices with the same
JP7352437B2 (ja) * 2019-10-25 2023-09-28 株式会社東芝 半導体装置
JP2022092731A (ja) 2020-12-11 2022-06-23 株式会社東芝 半導体装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS649658A (en) * 1987-07-01 1989-01-12 Mitsubishi Electric Corp Gto thyristor
JPH0828506B2 (ja) 1988-11-07 1996-03-21 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
JPH03171777A (ja) * 1989-11-30 1991-07-25 Toshiba Corp 半導体装置
JPH03238871A (ja) * 1990-02-15 1991-10-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH06196705A (ja) * 1992-12-24 1994-07-15 Hitachi Ltd 逆導通型絶縁ゲートバイポーラトランジスタ及びその製造方法
JP3072753B2 (ja) 1994-07-29 2000-08-07 オリジン電気株式会社 半導体装置及び製造方法
KR970054363A (ko) 1995-12-30 1997-07-31 김광호 다이오드를 내장한 절연게이트 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법
US6040599A (en) 1996-03-12 2000-03-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Insulated trench semiconductor device with particular layer structure
JPH1074959A (ja) * 1996-07-03 1998-03-17 Toshiba Corp 電力用半導体素子
EP1014453B1 (en) 1997-08-14 2016-04-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device
JP4351745B2 (ja) * 1997-09-19 2009-10-28 株式会社東芝 半導体装置
US6429481B1 (en) * 1997-11-14 2002-08-06 Fairchild Semiconductor Corporation Field effect transistor and method of its manufacture
JPH11274477A (ja) 1998-01-22 1999-10-08 Mitsubishi Electric Corp 絶縁ゲート型半導体装置
JP4017258B2 (ja) 1998-07-29 2007-12-05 三菱電機株式会社 半導体装置
JP4198251B2 (ja) * 1999-01-07 2008-12-17 三菱電機株式会社 電力用半導体装置およびその製造方法
JP4788028B2 (ja) 2000-08-28 2011-10-05 富士電機株式会社 逆阻止型ｉｇｂｔを逆並列に接続した双方向ｉｇｂｔ
JP2002093813A (ja) * 2000-09-13 2002-03-29 Toyota Motor Corp 半導体装置の製造方法
JP4761644B2 (ja) 2001-04-18 2011-08-31 三菱電機株式会社 半導体装置
US6683331B2 (en) 2002-04-25 2004-01-27 International Rectifier Corporation Trench IGBT

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101861651B (zh) * 2007-11-14 2016-06-01 Abb技术有限公司 反向导通绝缘栅双极晶体管和对应制造方法
CN102422416B (zh) * 2009-09-07 2014-05-14 丰田自动车株式会社 具备具有二极管区和igbt区的半导体基板的半导体装置
CN102422416A (zh) * 2009-09-07 2012-04-18 丰田自动车株式会社 具备具有二极管区和igbt区的半导体基板的半导体装置
CN101740383B (zh) * 2009-12-20 2011-07-20 锦州七七七微电子有限责任公司 集成化pnp差分对管的制作方法
CN101872771B (zh) * 2010-06-08 2011-11-16 杭州电子科技大学 逆导型soi ligbt器件单元
CN101872771A (zh) * 2010-06-08 2010-10-27 杭州电子科技大学 逆导型soi ligbt器件单元
CN102347356B (zh) * 2010-07-27 2014-08-20 株式会社电装 具有开关元件和续流二极管的半导体装置及其控制方法
CN102347356A (zh) * 2010-07-27 2012-02-08 株式会社电装 具有开关元件和续流二极管的半导体装置及其控制方法
CN102376709A (zh) * 2010-08-17 2012-03-14 株式会社电装 半导体器件
CN102376709B (zh) * 2010-08-17 2015-04-01 株式会社电装 半导体器件
CN103392224A (zh) * 2011-06-08 2013-11-13 丰田自动车株式会社 半导体装置及其制造方法
CN105304695A (zh) * 2011-10-17 2016-02-03 英飞凌科技奥地利有限公司 Igbt及制造功率半导体二极管的方法
CN103035519A (zh) * 2012-07-27 2013-04-10 上海华虹Nec电子有限公司 Igbt器件及其制作工艺方法
CN103035519B (zh) * 2012-07-27 2015-10-14 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Igbt器件及其制作工艺方法
CN103681786A (zh) * 2012-08-30 2014-03-26 株式会社东芝 半导体装置
CN102931223A (zh) * 2012-11-28 2013-02-13 江苏物联网研究发展中心 Igbt集电极结构
CN102931223B (zh) * 2012-11-28 2015-11-04 江苏物联网研究发展中心 Igbt集电极结构
CN103855203A (zh) * 2012-12-07 2014-06-11 中国科学院微电子研究所 一种逆导型绝缘栅双极晶体管结构及其制备方法
CN103855203B (zh) * 2012-12-07 2018-06-01 中国科学院微电子研究所 一种逆导型绝缘栅双极晶体管结构及其制备方法
WO2015024502A1 (zh) * 2013-08-23 2015-02-26 无锡华润上华半导体有限公司 反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法
US9673193B2 (en) 2013-08-23 2017-06-06 Csmc Technologies Fab1 Co., Ltd. Manufacturing method for reverse conducting insulated gate bipolar transistor
CN106062958A (zh) * 2013-12-11 2016-10-26 理想能量有限公司 用于双向器件制造的系统和方法
CN106062958B (zh) * 2013-12-11 2019-11-19 理想能量有限公司 用于双向器件制造的系统和方法
CN110246887A (zh) * 2018-03-08 2019-09-17 三菱电机株式会社 半导体装置及电力变换装置
CN110246887B (zh) * 2018-03-08 2022-12-13 三菱电机株式会社 半导体装置及电力变换装置
CN115117152A (zh) * 2022-08-26 2022-09-27 深圳芯能半导体技术有限公司 一种逆导型igbt器件及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005018366A1 (de) 2005-11-17
KR100723594B1 (ko) 2007-05-31
CN100423287C (zh) 2008-10-01
JP2005317751A (ja) 2005-11-10
DE102005018366B4 (de) 2010-12-23
KR20060047492A (ko) 2006-05-18
JP4791704B2 (ja) 2011-10-12
US20050258493A1 (en) 2005-11-24
US7400017B2 (en) 2008-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1691349A (zh) 反向导通型半导体元件及其制造方法
CN1181548C (zh) 半导体集成电路
CN1254867C (zh) 半导体装置及其制造方法
CN1271720C (zh) 耐高压的绝缘体上的硅型半导体器件
CN100336229C (zh) 绝缘栅型双极晶体管及其制造方法以及变流电路
CN1228858C (zh) 电力半导体器件
CN1317771C (zh) 绝缘栅型半导体器件
CN1303689C (zh) 半导体器件
CN1677687A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN1280914C (zh) 半导体器件及其制造方法
CN1126180C (zh) 免闭锁功率金属氧化物半导体－双极型晶体管及其形成方法
US7768101B2 (en) Semiconductor device having an insulated gate bipolar transistor and a free wheel diode
CN1967868A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN1639875A (zh) 功率半导体器件
CN1581486A (zh) 半导体器件及其制造方法
CN101055894A (zh) 半导体装置及其制造方法
JP2006332127A (ja) 電力用半導体装置
CN1166001C (zh) 碳化硅场控双极型开关
CN101060133A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN101064305A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN1638144A (zh) 半导体器件及其制造方法
CN1488172A (zh) 半导体装置
CN1822394A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN1669151A (zh) 半导体器件及其制造方法
CN109103186A (zh) 一种集成异质结续流二极管碳化硅槽栅mosfet

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant