專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書公開的技術(shù)涉及半導(dǎo)體裝置，其具有半導(dǎo)體基板，在半導(dǎo)體基板上形成有二極管和IGBT。
背景技術(shù)：
在公開號(hào)為2009-272550的日本專利申請(qǐng)(JP-2009-272550A)中，公開了一種半導(dǎo)體裝置，其具有半導(dǎo)體基板，在半導(dǎo)體基板上形成有二極管和IGBT。通常，這種半導(dǎo)體裝置被稱作RC-1GBT。在該RC-1GBT中，二極管的陰極區(qū)域和IGBT的集電極區(qū)域形成在暴露于半導(dǎo)體基板的下表面的范圍內(nèi)。此外，導(dǎo)通至陰極區(qū)域和集電極區(qū)域的共用電極形成在半導(dǎo)體基板的下表面上。在具有導(dǎo)通至陰極區(qū)域和集電極區(qū)域的共用電極的常規(guī)RC-1GBT中，如公開號(hào)為2009-272550的日本專利申請(qǐng)(JP-2009-272550A)中那樣，具有相對(duì)大的功函數(shù)的金屬(諸如AlSi等)用于共用電極。具有大的功函數(shù)的該金屬對(duì)于P型集電極區(qū)域具有低勢(shì)壘。因此，共用電極適當(dāng)?shù)貙?dǎo)通至集電極區(qū)域。另一方面，具有大的功函數(shù)的該金屬對(duì)于η型陰極區(qū)域具有高勢(shì)壘。因而，在常規(guī)RC-1GBT中，為了使共用電極導(dǎo)通至陰極區(qū)域，會(huì)將極高濃度的η型雜質(zhì)注入陰極區(qū)域中。當(dāng)高濃度的η型雜質(zhì)如此被注入半導(dǎo)體基板中時(shí)，在半導(dǎo)體基板中形成了非晶質(zhì)化缺陷。這種缺陷是不利的，因?yàn)樗鼈儗?dǎo)致電流的漏泄。通過對(duì)半導(dǎo)體基板進(jìn)行激光退火，能夠在一定程度上消除這種缺陷。但是，很難完全消除該缺陷。尤其是，在η型雜質(zhì)濃度高的區(qū)域中，激光容易被吸收。因而，激光不會(huì)到達(dá)半導(dǎo)體基板的較深位置，并且極難消除存在于較深位置的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體裝置，其具有半導(dǎo)體基板，在半導(dǎo)體基板上形成有二極管和IGBT，在陰極區(qū)域中有相對(duì)低濃度的η型雜質(zhì)。本發(fā)明的第一方案涉及一種具有半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體裝置，在半導(dǎo)體基板上形成有二極管和IGBT。在該半導(dǎo)體裝置中，所述二極管的陰極區(qū)域和所述IGBT的集電極區(qū)域形成在所述半導(dǎo)體基板的一個(gè)表面上。在所述表面上形成有與所述陰極區(qū)域接觸的第一導(dǎo)體層和與所述集電極區(qū)域接觸的第二導(dǎo)體層。所述第二導(dǎo)體層的功函數(shù)大于所述第一導(dǎo)體層的功函數(shù)。在該半導(dǎo)體裝置中，第一導(dǎo)體層與陰極區(qū)域接觸。因?yàn)榈谝粚?dǎo)體層的功函數(shù)較小，所以第一導(dǎo)體層和陰極區(qū)域之間的勢(shì)壘較小。也就是說，在該半導(dǎo)體裝置中，即使當(dāng)陰極區(qū)域中的η型雜質(zhì)的濃度相對(duì)低時(shí)，第一導(dǎo)體層和陰極區(qū)域之間的勢(shì)壘也較小。因?yàn)椴恍枰獙⒏邼舛鹊摩切碗s質(zhì)注入所述陰極區(qū)域中，所以前述缺陷問題不會(huì)發(fā)生。此外，在該半導(dǎo)體裝置中，第二導(dǎo)體層與集電極區(qū)域接觸。因?yàn)榈诙?dǎo)體層的功函數(shù)較大，所以第二導(dǎo)體層和集電極區(qū)域之間的勢(shì)壘較小。以此方式，在該半導(dǎo)體裝置中，即使當(dāng)沒有使得陰極層和集電極層之一中的雜質(zhì)的濃度很高時(shí)，陰極區(qū)域和集電極區(qū)域二者也分別以低勢(shì)壘連接至導(dǎo)體層。此外，取決于注入陰極區(qū)域和集電極區(qū)域中的雜質(zhì)的量、注入步驟之后的雜質(zhì)活性化處理中的雜質(zhì)的擴(kuò)散長(zhǎng)度等，陰極區(qū)域和集電極區(qū)域之間的邊界的位置會(huì)變化。因而，當(dāng)半導(dǎo)體裝置是大量生產(chǎn)時(shí)，陰極區(qū)域和集電極區(qū)域之間的邊界的位置散布在半導(dǎo)體裝置之間。尤其是，在通過激光退火實(shí)施雜質(zhì)活性化處理的情況下，加熱范圍(激光輻射范圍)窄于半導(dǎo)體基板的所述表面。因此，該表面需要被多次激光退火。因而，半導(dǎo)體基板的該表面的一部分具有被多次激光退火的區(qū)域，并且雜質(zhì)的擴(kuò)散長(zhǎng)度在該區(qū)域中較長(zhǎng)。因而，前述邊界的位置散布得更廣。當(dāng)?shù)诙?dǎo)體層和集電極區(qū)域之間的接觸面積由于該邊界的位置的散布而變化時(shí)，經(jīng)由集電極區(qū)域傳送至半導(dǎo)體基板中的空穴的量發(fā)生變化，并且IGBT的特性也發(fā)生很大變化。因而，IGBT的特性的散布增大。因此，在前述半導(dǎo)體裝置中，優(yōu)選的是，陰極區(qū)域在暴露于該表面的范圍內(nèi)鄰近集電極區(qū)域。此外，優(yōu)選的是，所述第一導(dǎo)體層鄰近所述第二導(dǎo)體層。此外，優(yōu)選的是，所述陰極區(qū)域和所述集電極區(qū)域之間的邊界(以下被稱作第一邊界)布置得比所述第一導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)體層之間的邊界(以下被稱作第二邊界)更靠近所述陰極區(qū)域一側(cè)。在該配置中，第一邊界布置得比第二邊界更靠近第一導(dǎo)體層一側(cè)。因此，即使當(dāng)?shù)谝贿吔绲奈恢冒l(fā)生變化時(shí)，第二導(dǎo)體層和集電極區(qū)域之間的接觸面積也不會(huì)發(fā)生變化。此夕卜，第一導(dǎo)體層和集電極區(qū)域在第一導(dǎo)體層和第二邊界之間的區(qū)域中彼此接觸。該第一導(dǎo)體層和該集電極區(qū)域彼此接觸的區(qū)域的面積取決于第一邊界的位置而變化。但是，因?yàn)榈谝浑姌O和集電極區(qū)域之間的勢(shì)壘較大，所以幾乎沒有空穴通過該第一電極和該集電極區(qū)域彼此接觸的區(qū)域而供給至半導(dǎo)體基板。因而，第一電極和集電極區(qū)域彼此接觸的區(qū)域的面積幾乎不會(huì)影響IGBT的特性。因此，在該配置的半導(dǎo)體裝置中，即使當(dāng)?shù)谝贿吔绲奈恢梅稚r(shí)，IGBT的特性也幾乎不會(huì)分散。


以下將參考附圖來描述本發(fā)明的示范實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)及工業(yè)重要性，其中類似附圖標(biāo)記指代類似元件，其中:圖1是RC-1GBT10的縱向剖視圖；圖2是示出制造RC-1GBT10的過程的流程圖；圖3是改進(jìn)例子的RC-1GBT的縱向剖視圖；圖4是另一改進(jìn)例子的RC-1GBT的縱向剖視圖；圖5是又一改進(jìn)例子的RC-1GBT的縱向剖視圖；以及圖6是又一改進(jìn)例子的RC-1GBT的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的RC-1GBT10設(shè)置有由硅制成的半導(dǎo)體基板12、電極(導(dǎo)體層)、絕緣層等，它們形成于半導(dǎo)體基板12的上表面和下表面上。二極管區(qū)域20和IGBT區(qū)域40形成于半導(dǎo)體基板12上。陽極電極22形成于二極管區(qū)域20中的半導(dǎo)體基板12的上表面上。發(fā)射電極42形成于IGBT區(qū)域40中的半導(dǎo)體基板12的上表面上。共用電極60形成在半導(dǎo)體基板12的下表面上。陽極區(qū)域26、漂移層28、緩沖層29、陰極層30和溝槽電極32形成于二極管區(qū)域20中。多個(gè)溝槽形成于二極管區(qū)域20中的半導(dǎo)體基板12的上表面中。各個(gè)溝槽的內(nèi)表面被絕緣膜34覆蓋。此外，溝槽電極32分別形成于溝槽內(nèi)部。溝槽電極32的上表面分別被絕緣膜36覆蓋。溝槽電極32分別通過絕緣膜36與陽極電極22絕緣。每個(gè)陽極區(qū)域26是P型半導(dǎo)體。每個(gè)陽極區(qū)域26設(shè)置有對(duì)應(yīng)的一個(gè)高濃度陽極區(qū)域26a和對(duì)應(yīng)的一個(gè)低濃度陽極區(qū)域26b。每個(gè)高濃度陽極區(qū)域26a在暴露于半導(dǎo)體基板12的上表面的范圍內(nèi)形成為島狀。高濃度陽極區(qū)域26a包含高濃度的P型雜質(zhì)。每個(gè)高濃度陽極區(qū)域26a歐姆連接至對(duì)應(yīng)的一個(gè)陽極電極22。每個(gè)低濃度陽極區(qū)域26b形成在對(duì)應(yīng)的一個(gè)高濃度陽極區(qū)域26a的下方及側(cè)方。低濃度陽極區(qū)域26b中的P型雜質(zhì)的濃度低于高濃度陽極區(qū)域26a中的P型雜質(zhì)的濃度。漂移層28形成在陽極區(qū)域26的下方。漂移層28是η型半導(dǎo)體，并且包含低濃度的η型雜質(zhì)。緩沖層29形成在二極管區(qū)域20中的漂移層28的下方。緩沖層29是η型半導(dǎo)體。緩沖層29中的η型雜質(zhì)的濃度高于漂移層28中的η型雜質(zhì)的濃度。陰極層30形成在緩沖層29的下方。陰極層30形成在暴露于半導(dǎo)體基板12的下表面的范圍內(nèi)。陰極層30是η型半導(dǎo)體，并且包含高濃度的η型雜質(zhì)。但是，陰極層30中的η型雜質(zhì)的濃度低于常規(guī)RC-1GBT的陰極層中的η型雜質(zhì)的濃度。陰極層30的下表面上的η型雜質(zhì)的濃度大約是IX 1019atoms/cm3。陰極層30歐姆連接至共用電極60。在二極管區(qū)域20中，二極管由陽極區(qū)域26、漂移層28、緩沖層29和陰極層30形成。在IGBT區(qū)域40中，形成有發(fā)射極區(qū)域44、主體區(qū)域48、漂移層28、緩沖層29、集電極層52和柵電極54。多個(gè)溝槽形成于IGBT區(qū)域40中的半導(dǎo)體基板12的上表面中。每個(gè)溝槽的內(nèi)表面被對(duì)應(yīng)的一個(gè)柵絕緣膜56覆蓋。在每個(gè)溝槽中，形成有對(duì)應(yīng)的一個(gè)柵電極54。每個(gè)柵電極54的上表面被對(duì)應(yīng)的一個(gè)絕緣膜58覆蓋。每個(gè)柵電極54通過對(duì)應(yīng)的一個(gè)絕緣膜58與對(duì)應(yīng)的一個(gè)發(fā)射電極42絕緣。每個(gè)發(fā)射極區(qū)域44在暴露于半導(dǎo)體基板12的上表面的范圍內(nèi)形成為島狀。每個(gè)發(fā)射極區(qū)域44形成在便于與對(duì)應(yīng)的一個(gè)柵絕緣膜56接觸的范圍內(nèi)。每個(gè)發(fā)射極區(qū)域44是η型半導(dǎo)體，并且包含高濃度的雜質(zhì)。每個(gè)發(fā)射極區(qū)域44歐姆連接至對(duì)應(yīng)的一個(gè)發(fā)射電極42。每個(gè)主體區(qū)域48是P型半導(dǎo)體。每個(gè)主體區(qū)域48設(shè)置有對(duì)應(yīng)的一個(gè)高濃度主體區(qū)域48a和對(duì)應(yīng)的一個(gè)低濃度主體區(qū)域48b。每個(gè)高濃度主體區(qū)域48a在暴露于半導(dǎo)體基板12的上表面的范圍內(nèi)形成為島狀。每個(gè)高濃度主體區(qū)域48a形成在兩個(gè)對(duì)應(yīng)的發(fā)射極區(qū)域44之間。高濃度主體區(qū)域48a包含高濃度的雜質(zhì)。每個(gè)高濃度主體區(qū)域48a歐姆連接至對(duì)應(yīng)的一個(gè)發(fā)射電極42。每個(gè)低濃度主體區(qū)域48b形成在對(duì)應(yīng)的一個(gè)發(fā)射極區(qū)域44和對(duì)應(yīng)的一個(gè)高濃度主體區(qū)域48a的下方。每個(gè)低濃度主體區(qū)域48b形成在比對(duì)應(yīng)的一個(gè)柵電極54的下端淺的范圍內(nèi)。低濃度主體區(qū)域48b中的雜質(zhì)的濃度低于高濃度主體區(qū)域48a中的雜質(zhì)的濃度。每個(gè)發(fā)射極區(qū)域44通過對(duì)應(yīng)的一個(gè)低濃度主體區(qū)域48b與漂移層28隔離。每個(gè)柵電極54經(jīng)由對(duì)應(yīng)的一個(gè)柵絕緣膜56而在發(fā)射極區(qū)域44與漂移層28隔離的范圍內(nèi)面對(duì)對(duì)應(yīng)的一個(gè)低濃度主體區(qū)域48b。漂移層28形成在主體區(qū)域48的下方。也就是說，漂移層28形成為橫跨二極管區(qū)域20和IGBT區(qū)域40之間。緩沖層29形成在IGBT區(qū)域40中的漂移層28的下方。也就是說，緩沖層29形成為橫跨二極管區(qū)域20和IGBT區(qū)域40之間。集電極層52形成在IGBT區(qū)域40中的緩沖層29的下方。集電極層52形成在暴露于半導(dǎo)體基板12的下表面的范圍內(nèi)。集電極層52是P型半導(dǎo)體，并且包含高濃度的雜質(zhì)。集電極層52的下端面上的P型雜質(zhì)的濃度大約是I X 1018atoms/cm3。集電極層52歐姆連接至共用電極60。集電極層52鄰近陰極層30。當(dāng)垂直于半導(dǎo)體基板12的上表面看時(shí)，集電極層52和陰極層30之間的邊界70與二極管區(qū)域20和IGBT區(qū)域40之間的邊界72 (形成有陽極區(qū)域26的區(qū)域和形成有發(fā)射極區(qū)域44和主體區(qū)域48的區(qū)域之間的邊界，在半導(dǎo)體基板12的上表面?zhèn)?基本重合。在IGBT區(qū)域40中，IGBT由發(fā)射極區(qū)域44、主體區(qū)域48、漂移層28、緩沖層29、集電極層52和柵電極54形成。接下來，將更詳細(xì)描述共用電極60的結(jié)構(gòu)。由AlSi (鋁硅合金)形成的AlSi層62和由Ti (鈦)形成的Ti層64形成于與半導(dǎo)體基板12的下表面接觸的位置。AlSi層62和Ti層64彼此鄰近。Ti層64形成為與陰極層30的下端面15的整個(gè)區(qū)域接觸。AlSi層62形成為與集電極層52的下表面的基本上整個(gè)范圍接觸。但是，Ti層64與集電極層52的定位為距邊界70在距離L內(nèi)的下表面接觸。也就是說，Ti層64在集電極層52的下側(cè)延伸至超出邊界70。因而，當(dāng)垂直于半導(dǎo)體基板12的上表面看時(shí)，陰極層30和集電極層52之間的邊界70布置得比AlSi層62和Ti層64之間的邊界74更靠近陰極層30 —側(cè)。邊界74平行于邊界70延伸(在該情況下，邊界74不包括Ti層64和AlSi層62的下表面之間的邊界)。此外，Ti層64也形成在AlSi層62的下方。由Ni (鎳)形成的Ni層66形成在Ti層64的下方。由Au (金)形成的Au層68形成在Ni層66的下方(最表面層)。附帶提及，前述距離L取決于邊界70位置的散布而變化，但是優(yōu)選在大約0.5 μ m至大約20 μ m的范圍內(nèi)。AlSi具有的功函數(shù)高至大約5.0eV (勢(shì)壘高度為0.3至0.4eV)。因而，即使當(dāng)集電極層52中的P型雜質(zhì)的濃度不是很高時(shí)，AlSi層62和集電極層52之間的勢(shì)壘也較小。此外，Ti具有的功函數(shù)低至大約4.33eV (勢(shì)壘高度大約為0.6eV)。因而，即使當(dāng)陰極層30中的η型雜質(zhì)的濃度不是很高時(shí)，Ti層64和陰極層30之間的勢(shì)壘也較小。以此方式，通過對(duì)于與集電極層52接觸的導(dǎo)體層使用具有較大功函數(shù)的AlSi，以及對(duì)于與陰極層30接觸的導(dǎo)體層使用具有較小功函數(shù)的Ti，即使是當(dāng)沒有使得集電極層52和陰極層30中的雜質(zhì)的濃度很高時(shí)，也獲得了適當(dāng)?shù)貙?dǎo)通至集電極層52和陰極層30 二者的共用電極60。此外，當(dāng)垂直于半導(dǎo)體基板12的上表面看時(shí)，Ti層64和集電極層52的接觸區(qū)域76形成在邊界70和邊界74之間的區(qū)域中。Ti的功函數(shù)較小，并且集電極層52是P型半導(dǎo)體。因此，接觸區(qū)域76中存在高勢(shì)壘。因而，在集電極層52和共用電極60之間，幾乎沒有電流流經(jīng)接觸區(qū)域76。因?yàn)閹缀鯖]有電流流過接觸區(qū)域76，所以集電極層52和共用電極60基本上導(dǎo)通至彼此的范圍是集電極層52和AlSi層62彼此接觸的范圍。在RC-1GBT10大量生產(chǎn)的情況下，由于制造條件的影響，集電極層52和陰極層30之間的邊界70 (圖1中的橫向位置)在制造的RC-1GBT10之間散布較廣。當(dāng)邊界70的位置變化時(shí)，接觸區(qū)域76的面積變化。但是，如上所述，幾乎沒有電流流過接觸區(qū)域76。因此，即使當(dāng)接觸區(qū)域76的面積變化時(shí)，RC-1GBT10的特性也幾乎不受影響。如上所述，集電極層52和共用電極60基本上導(dǎo)通至彼此的范圍是集電極層52和AlSi層62彼此接觸的范圍。也就是說，當(dāng)集電極層52和AlSi層62之間的接觸面積變化時(shí)，流入IGBT區(qū)域40的空穴的量發(fā)生變化，并且IGBT的特性發(fā)生很大變化。但是，邊界70和邊界74彼此隔開距離L。因此，即使當(dāng)邊界70的位置變化時(shí)，集電極層52和AlSi層62之間的接觸面積也不會(huì)發(fā)生變化。因此，即使當(dāng)在RC-1GBT10大量生產(chǎn)的情況下邊界70的位置分散，在大量生產(chǎn)的RC-1GBT10之間IGBT的特性也不易分散。附帶提及，當(dāng)邊界70的位置在RC-1GBT10中變化時(shí)，陰極層30和Ti層64之間的接觸面積也變化。但是，即使當(dāng)該接觸面積變化時(shí)，二極管的特性也不會(huì)很大地發(fā)生變化。因此，即使當(dāng)在RC-1GBT10大量生產(chǎn)的情況下邊界70的位置分散時(shí)，在大量生產(chǎn)的RC-1GBT10之中二極管的特性也不會(huì)很大地分散。接下來，將描述RC-1GBT10的制造過程。RC-1GBT10由η型半導(dǎo)體晶片制成，η型半導(dǎo)體晶片具有的η型雜質(zhì)的濃度與漂移層28基本相同。如圖2的步驟S2指示的，首先，形成RC-1GBT10的上表面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)(即，發(fā)射極區(qū)域44、主體區(qū)域48、柵電極54、發(fā)射電極42、陽極區(qū)域26、溝槽電極32、陽極電極22等)。在步驟S4中，通過對(duì)半導(dǎo)體晶片的下表面進(jìn)行磨光和濕法刻蝕，將半導(dǎo)體晶片變薄。步驟S2和S4根據(jù)常規(guī)的公知方法實(shí)施。在步驟S6中，將η型雜質(zhì)注入半導(dǎo)體晶片的整個(gè)下表面中。在該步驟中，將η型雜質(zhì)注入至主要待形成緩沖層29的深度。此外，在該步驟中，雜質(zhì)被注入的濃度低于后述步驟S8和SlO中的濃度。在步驟S8中，將P型雜質(zhì)注入半導(dǎo)體晶片的整個(gè)下表面中。在該步驟中，將P型雜質(zhì)注入集電極層52的深度(到達(dá)極淺的位置)。此外，在該步驟中，以相對(duì)低的濃度注入P型雜質(zhì)。在步驟SlO中，將η型雜質(zhì)注入半導(dǎo)體晶片的下表面中、待形成陰極層30的范圍內(nèi)。在該步驟中，η型雜質(zhì)被注入的濃度高于步驟S8中注入的P型雜質(zhì)的濃度。但是，在步驟SlO中，η型雜質(zhì)被注入的濃度低于常規(guī)RC-1GBT的陰極層中的濃度。以此方式，以相對(duì)低的濃度實(shí)施步驟S6至SlO的離子注入。因而，在步驟S6至SlO中半導(dǎo)體晶片中形成的晶體缺陷的數(shù)量較少。在步驟S12中，朝向半導(dǎo)體晶片的下表面輻射激光，從而加熱半導(dǎo)體晶片的下表面(激光退火)。因而，使得注入半導(dǎo)體晶片中的雜質(zhì)活性化，并且形成緩沖層29、陰極層30和集電極層52。此外,在該情況下,注入的雜質(zhì)被擴(kuò)散。在該時(shí)刻雜質(zhì)的擴(kuò)散長(zhǎng)度取決于制造條件(尤其是步驟S12的激光退火條件)而發(fā)生很大變化。因此，陰極層30和集電極層52之間的邊界70的位置相對(duì)散布較廣。此外，半導(dǎo)體晶片中的缺陷通過激光退火而消失。因?yàn)殛帢O層30中的雜質(zhì)的濃度相對(duì)低，所以激光通過陰極層30到達(dá)半導(dǎo)體晶片的相對(duì)深的位置。因此，還能夠消去形成在半導(dǎo)體晶片的較深位置處的晶體缺陷。因而，能夠使得半導(dǎo)體晶片中剩余的晶體缺陷的數(shù)量少于常規(guī)半導(dǎo)體晶片中的那樣。在步驟S14中，通過范圍由罩等限制的濺射使AlSi生長(zhǎng)在集電極層52的下表面上。因而，形成AlSi層62。但是，在該情況下，AlSi層62不是形成在集電極層52的下端面上鄰近邊界70。也就是說，AlSi層62形成的位置被設(shè)定為使得:即使在邊界70在制造公差的范圍內(nèi)定位得最靠近集電極層52側(cè)的情況下，AlSi層62的端部(相當(dāng)于圖1中邊界74的端部)也定位得比邊界70更靠近集電極層52 —側(cè)。附帶提及，在常規(guī)RC-1GBT中，AlSi層形成在包括陰極層的下表面的半導(dǎo)體晶片的整個(gè)下表面上。但是，在該情況下，一部分Al擴(kuò)散入陰極層中。在半導(dǎo)體層中，Al起到P型雜質(zhì)的作用。因此，在常規(guī)RC-1GBT中，需要將高濃度的η型雜質(zhì)注入陰極層中以消除擴(kuò)散的Al的影響。但是，在本發(fā)明的該實(shí)施例中，AlSi層62不是形成在陰極層30的下表面上。因此，Al不會(huì)擴(kuò)散入陰極層30中。因此，即使當(dāng)陰極層30中的η型雜質(zhì)的濃度較低時(shí)也不會(huì)發(fā)生問題。在步驟S16中，在半導(dǎo)體晶片的整個(gè)下表面上形成Ti層64。因而，形成了與陰極層30和邊界70附近的集電極層52接觸的Ti層64。此外，Ti層64也形成在AlSi層62的下方。在步驟S18中，在Ti層64的下方形成Ni層66。在步驟S20中，在Ni層66的下方形成Au層68。圖1所示的RC-1GBT10通過以下步驟制造。如上所述，本發(fā)明實(shí)施例的RC-1GBT10使得能夠保持陰極層30中的η型雜質(zhì)的濃度相對(duì)低。因而，半導(dǎo)體基板12中的晶體缺陷的數(shù)量較少。因此，從RC-1GBT10漏泄的電流量較少。此外，即使當(dāng)邊界70的位置變化時(shí)，集電極層52和AlSi層62之間的接觸面積不會(huì)變化。因此，即使當(dāng)邊界70的位置在大量生產(chǎn)的RC-1GBT10之中分散時(shí)，在RC-1GBT10之中特性也不易分散。因而，能夠以穩(wěn)定的質(zhì)量大量生產(chǎn)RC-1GBT10。在本發(fā)明的前述實(shí)施例中，在步驟S14中，通過范圍由罩等限制的濺射形成AlSi層62。但是，AlSi層62可以形成在半導(dǎo)體晶片的整個(gè)下端面上，于是，可以通過刻蝕去除AlSi層62的不需要部分(陰極層30的下端面上的在距離L內(nèi)的AlSi層62)。附帶提及，在本發(fā)明的前述實(shí)施例中，Ni層和Au層形成在Ti層的下方。但是，AlSi層、Ni層和Au層可以以該順序堆疊在Ti層的下方。此外，AlSi層、Ti層、Ni層和Au層可以以該順序堆疊在Ti層的下方。此外，在本發(fā)明的前述實(shí)施例中，邊界72(8卩，在上端面?zhèn)刃纬申枠O區(qū)域26的區(qū)域和在上端面?zhèn)刃纬砂l(fā)射極區(qū)域44和主體區(qū)域48的區(qū)域之間的邊界)在位置上與邊界70基本重合。但是，在上表面?zhèn)冉Y(jié)構(gòu)和下表面?zhèn)冉Y(jié)構(gòu)之間可以建立任何位置關(guān)系。例如，如圖3所示，邊界72和邊界74可以在位置上彼此重合，并且邊界70可以存在得比邊界74更靠近Ti層64—側(cè)。此外，如圖4所示，邊界72可以存在于邊界70和邊界74之間。此外，如圖5所示，在半導(dǎo)體基板12的上表面?zhèn)?，可以存在有不形成陽極區(qū)域26、發(fā)射極區(qū)域44和主體區(qū)域48的隔離區(qū)域45。此外，如圖6所示，與發(fā)射極區(qū)域44不接觸的虛擬柵電極54a可以形成于IGBT區(qū)域40中。在圖5以及圖6的情形中，在上表面?zhèn)冉Y(jié)構(gòu)和下表面?zhèn)冉Y(jié)構(gòu)之間可以建立任何位置關(guān)系。此外，在本發(fā)明的前述實(shí)施例中，AlSi層62形成為與在距離L之外的集電極層52接觸的導(dǎo)體層(即，具有較大功函數(shù)的導(dǎo)體層)。但是，取代該該層，可以形成有由以下材料制成的層:Au、Be、C、Co、Cu、Fe、Ge、Ir、Mo、Nb、N1、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Se、Te、W、Zn 或這些元素中一些元素制成的合金。此外，在本發(fā)明的前述實(shí)施例中，Ti層64形成為與在距離L內(nèi)的集電極層52和陰極層30接觸的導(dǎo)體層(即，具有較小功函數(shù)的導(dǎo)體層)。但是，取代該層，可以形成有由以下材料制成的層:Ag、As、B、Ba、Ca、Cd、Ce、Cs、Eu、Ga、Gd、Hf、In、K、La、L1、Lu、Mg、Mn、Na、Nd、Rb、Sc、Sm、Sn、Sr、Tb、Th、Tl、U、V、Y、Zr 或這些元素中一些元素制成的合金。附帶提及，優(yōu)選的是，使用功函數(shù)等于或大于4.75eV的材料作為具有較大功函數(shù)的導(dǎo)體層的材料。此外，優(yōu)選的是，使用功函數(shù)等于或小于4.45eV的材料作為具有較小功函數(shù)的導(dǎo)體層的材料。此外，為了抑制在相應(yīng)導(dǎo)體層擴(kuò)散入半導(dǎo)體基板中的情況下的影響，優(yōu)選的是，使用起到半導(dǎo)體層中的P型雜質(zhì)的作用的材料作為主要與P型集電極層52接觸并且具有較大功函數(shù)的導(dǎo)體層。此外，在與η型陰極層30接觸并且具有較小功函數(shù)的導(dǎo)體層的情況下，優(yōu)選的是，使用起到半導(dǎo)體層中的η型雜質(zhì)的作用的材料。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 半導(dǎo)體基板，在其上形成有具有陰極區(qū)域的二極管和具有集電極區(qū)域的IGBT，所述陰極區(qū)域和所述集電極區(qū)域形成在所述半導(dǎo)體基板的一個(gè)表面上， 其中，在所述表面上形成有與所述陰極區(qū)域接觸的第一導(dǎo)體層和與所述集電極區(qū)域接觸的第二導(dǎo)體層，并且 所述第二導(dǎo)體層的功函數(shù)大于所述第一導(dǎo)體層的功函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中 所述陰極區(qū)域在所述表面上與所述集電極區(qū)域接觸， 所述第一導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)體層接觸，并且 所述陰極區(qū)域和所述集電極區(qū)域之間的邊界布置得比所述第一導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)體層之間的邊界更靠近所述陰極區(qū)域一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其中 所述第一導(dǎo)體層是 Ti 層或者是由 Ag、As、B、Ba、Ca、Cd、Ce、Cs、Eu、Ga、Gd、Hf、In、K、La、L1、Lu、Mg、Mn、Na、Nd、Rb、Sc、Sm、Sn、Sr、Tb、Th、Tl、U、V、Y、Zr 或由這些元素中一些元素的合金制成的層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中 所述第一導(dǎo)體層由起到半導(dǎo)體層中的η型雜質(zhì)的作用的材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中 所述第一導(dǎo)體層的所述功函數(shù)等于或小于4.45eV。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中 所述第二導(dǎo)體層是 AlSi 層或者是由 Au、Be、C、Co、Cu、Fe、Ge、Ir、Mo、Nb、N1、Os、Pd、Pt、Re、Rh、Se、Te、W、Zn或由這些元素中一些元素的合金制成的層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中 所述第二導(dǎo)體層由起到半導(dǎo)體層中的P型雜質(zhì)的作用的材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中 所述第二導(dǎo)體層的所述功函數(shù)等于或大于4.75eV。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體裝置。在具有半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體裝置中，二極管和IGBT形成在半導(dǎo)體基板上，二極管的陰極區(qū)域和IGBT的集電極區(qū)域形成在暴露于半導(dǎo)體基板的一個(gè)表面的范圍內(nèi)。在所述表面上形成有與陰極區(qū)域接觸的第一導(dǎo)體層和與集電極區(qū)域接觸的第二導(dǎo)體層。第二導(dǎo)體層的功函數(shù)大于第一導(dǎo)體層的功函數(shù)。
文檔編號(hào)H01L27/06GK103208492SQ201310013128
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者巖崎真也 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社