本发明专利技术提供一种能够使耗尽层在外周区域内更加高速地伸展，从而实现较高的耐压的技术。半导体装置具有元件区域和与元件区域邻接的外周区域，所述元件区域具有绝缘栅型开关元件。在外周区域内形成有第一沟槽与第二沟槽。在第一沟槽与第二沟槽之间形成有第二导电型的表面区域。在第一沟槽的底面上形成有第二导电型的第一底面区域。在第二沟槽的底面上形成有第二导电型的第二底面区域。沿着第一沟槽的侧面而形成有对表面区域和第一底面区域进行连接的第二导电型的第一侧面区域。沿着第二沟槽的侧面而形成有对表面区域和第二底面区域进行连接的第二导电型的第二侧面区域。在第一侧面区域以及第二侧面区域的至少一部分中形成有低面密度区域。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
(关联申请的相互参照)本申请为2013年12月26日申请的日本专利申请特愿2013-269265的关联申请，并要求基于该日本专利申请的优先权，且将该日本专利申请所记载的全部内容作为构成本说明书的内容而进行援用。本说明书所公开的技术涉及一种半导体装置。
技术介绍
在日本专利公开2008-135522号公报(以下，称为专利文献1)中公开了一种半导体装置，其具有形成有MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)结构的元件区域和该区域的周围的外周区域。在外周区域中以包围元件区域的方式而形成有多个沟槽，并且在各个沟槽内填充有绝缘层。在外周区域的各个沟槽的下端处形成有p型的底面围绕区域。当MOSFET(Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)关断时，耗尽层将从元件区域向外周区域延伸。此时，各个底面围绕区域促进耗尽层的延伸。因此，根据该结构，能够实现较高的耐压。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1的半导体装置中，当从元件区域扩展的耗尽层到达外周区域内的最初的底面围绕区域(距元件区域最近的底面围绕区域)时，耗尽层将从最初的底面围绕区域朝向第二个底面围绕区域(从元件区域起第二个底面围绕区域)延伸。当耗尽层到达第二个底面围绕区域时，耗尽层将从第二个底面围绕区域朝向第三个底面围绕区域延伸。如此，由于耗尽层经由各个底面围绕区域而依次扩展开来，因此耗尽层的扩展速度并没有那么快。因此，
在本说明书中，提供一种能够通过使耗尽层迅速地在外周区域内伸展，从而实现较高的耐压的技术。用于解决课题的方法本说明书公开的半导体装置具有：半导体基板；表面电极，其被形成在所述半导体基板的表面上；背面电极，其被形成在所述半导体基板的背面上。所述半导体基板具有元件区域和外周区域，所述元件区域内形成有对所述表面电极与所述背面电极之间进行开关的绝缘栅型开关元件，所述外周区域与所述元件区域邻接。所述绝缘栅型开关元件具有：第一导电型的第一区域，其与所述表面电极连接；第二导电型的第二区域，其与所述表面电极连接，并与所述第一区域相接；第一导电型的第三区域，其被形成在所述第二区域的下侧，且通过所述第二区域而与所述第一区域隔开；栅绝缘膜，其与所述第二区域相接；栅电极，其隔着所述栅绝缘膜而与所述第二区域对置。在所述外周区域内的所述半导体基板的所述表面上，形成有第一沟槽和与所述第一沟槽隔开间隔而配置的第二沟槽。在所述第一沟槽内与所述第二沟槽内形成有绝缘膜。在所述第一沟槽与所述第二沟槽之间的区域内的所述表面侧形成有第二导电型的表面区域。在所述第一沟槽的底面上露出的范围内形成有第二导电型的第一底面区域。在所述第二沟槽的底面上露出的范围内形成有第二导电型的第二底面区域。沿着所述第一沟槽的侧面而形成有对所述表面区域与所述第一底面区域进行连接的第二导电型的第一侧面区域。沿着所述第二沟槽的侧面而形成有对所述表面区域与所述第二底面区域进行连接的第二导电型的第二侧面区域。在与所述表面区域、所述第一底面区域、所述第二底面区域、所述第一侧面区域以及所述第二侧面区域相接的范围内，形成有与所述第三区域连续的第一导电型的第四区域。在所述第一侧面区域的至少一部分中形成有第一低面密度区域。沿着与第一沟槽的侧面垂直的方向进行观察时的所述第一低面密度区域内的第二导电型杂质的面密度低于，沿着所述半导体基板的厚度方向进行观察时的所述第一底面区域内的第二导电型杂质的面密度。通过所述第一低面密度区域，所述第一底面区域与所述表面区域被隔开。在所述第二侧面区域的至少一部分中形成有第二低面密度区域。沿着与第二沟槽的侧面垂直的方向进行观察时的所述第二低面密度区域内的第二导电型杂质的面密度低于，沿着所述半导体基板的厚度方向进行观察时
的所述第二底面区域内的第二导电型杂质的面密度。通过所述第二低面密度区域，所述第二底面区域与所述表面区域被隔开。在该半导体装置中，在绝缘栅型开关元件关开时，耗尽层从第二区域延伸至第三区域内。在元件区域与外周区域的边界附近，耗尽层朝向第一底面区域延伸。此处，在外周区域内，第一底面区域、第一侧面区域、表面区域、第二侧面区域以及第二底面区域相互连接(以下，将这些相互连接的区域称为外周部第二导电型区域)。因此，当耗尽层到达第一底面区域时，耗尽层从外周部第二导电型区域整体延伸至第四区域内。即，多个沟槽的下侧的区域一起被耗尽化。如此，在该半导体装置中，能够使耗尽层在外周区域内迅速地伸展。此外，在绝缘栅型开关元件关断时，耗尽层也延伸至外周部第二导电型区域内。此处，外周部第二导电型区域具有第一低面密度区域与第二低面密度区域。由于这些区域的第二导电型杂质的面密度较低，因此与其他的外周部第二导电型区域相比容易被耗尽化。因此，在绝缘栅型开关元件关断时，第一低面密度区域与第二低面密度区域被耗尽化。因此，通过耗尽层而使第一底面区域、表面区域以及第二底面区域相互隔开。因此，能够在外周部第二导电型区域内产生电位差，从而能够使电位在外周区域更均匀地分布。因此，该半导体装置的耐压较高。在上述的半导体装置中，也可以采用如下方式，即，所述半导体基板由SiC构成，所述第一低面密度区域以及所述第二低面密度区域的所述面密度小于3.2×1013cm-2。此外，在上述的半导体装置中，也可以采用如下方式，即，所述半导体基板由Si构成，所述第一低面密度区域以及所述第二低面密度区域的所述面密度小于2.0×1012cm-2。根据这样的结构，能够使各个低面密度区域耗尽化。在上述的半导体装置中，也可以采用如下方式，即，所述半导体基板由SiC构成，所述第一底面区域以及所述第二底面区域的所述面密度在1.5×1013cm-2以上。此外，在上述的半导体装置中，也可以采用如下方式，即，所述半导体基板由Si构成，所述第一底面区域以及所述第二底面区域的所述面密度在1.9×1012cm-2以上。根据这种结构，能够抑制第一沟槽以及第二沟槽的下侧的区域耗尽化的情况。由此，能够对在绝缘栅型开关元件关断时，在各个沟槽的下端附近产生较高的电场的情况进行抑制。此外，上述的半导体装置能够通过下述的方法来制造。该制造方法包括：以使第一沟槽以及第二沟槽的锥角大于栅极沟槽的锥角的方式，在外周区域内的半导体基板的表面上形成第一沟槽与第二沟槽并且在元件区域内的半导体基板的表面上形成栅极沟槽的工序；在第一沟槽、第二沟槽以及栅极沟槽的内表面上形成保护膜的工序；向半导体基板注入第二导电型杂质的工序。在所述注入的工序中，第二导电型杂质贯穿栅极沟槽的底面的保护膜而被注入至所述栅极沟槽的底面，通过栅极沟槽的侧面的保护膜而阻止第二导电型杂质被注入至所述栅极沟槽的侧面的情况，并且第二导电型杂质贯穿第一沟槽以及第二沟槽的底面的保护膜而被注入至所述第一沟槽以及所述第二沟槽的底面，而且第二导电型杂质贯穿第一沟槽以及第二沟槽的侧面的保护膜而被注入至所述第一沟槽以及所述第二沟槽的侧面。如此，通过在栅极沟槽与外周区域的沟槽中使锥角不同，从而能够在阻止第二导电型杂质被注入至栅极沟槽的侧面的情况的同时，使第二导电型杂质注入至第一沟槽以及第二沟槽的侧面。此外本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，具有：半导体基板；表面电极，其被形成在所述半导体基板的表面上；背面电极，其被形成在所述半导体基板的背面上，所述半导体基板具有元件区域和外周区域，所述元件区域内形成有对所述表面电极与所述背面电极之间进行开关的绝缘栅型开关元件，所述外周区域与所述元件区域邻接，所述绝缘栅型开关元件具有：第一导电型的第一区域，其与所述表面电极连接；第二导电型的第二区域，其与所述表面电极连接，并与所述第一区域相接；第一导电型的第三区域，其被形成在所述第二区域的下侧，且通过所述第二区域而与所述第一区域隔开；栅绝缘膜，其与所述第二区域相接；栅电极，其隔着所述栅绝缘膜而与所述第二区域对置，在所述外周区域内的所述半导体基板的所述表面上，形成有第一沟槽和与所述第一沟槽隔开间隔而配置的第二沟槽，在所述第一沟槽内与所述第二沟槽内形成有绝缘膜，在所述第一沟槽与所述第二沟槽之间的区域内的所述表面侧形成有第二导电型的表面区域，在所述第一沟槽的底面上露出的范围内形成有第二导电型的第一底面区域，在所述第二沟槽的底面上露出的范围内形成有第二导电型的第二底面区域，沿着所述第一沟槽的侧面而形成有对所述表面区域与所述第一底面区域进行连接的第二导电型的第一侧面区域，沿着所述第二沟槽的侧面而形成有对所述表面区域与所述第二底面区域进行连接的第二导电型的第二侧面区域，在与所述表面区域、所述第一底面区域、所述第二底面区域、所述第一侧面区域以及所述第二侧面区域相接的范围内，形成有与所述第三区域连续的第一导电型的第四区域，在所述第一侧面区域的至少一部分中形成有第一低面密度区域，沿着与第一沟槽的侧面垂直的方向进行观察时的所述第一低面密度区域内的第二导电型杂质的面密度低于，沿着所述半导体基板的厚度方向进行观察时的所述第一底面区域内的第二导电型杂质的面密度，通过所述第一低面密度区域，所述第一底面区域与所述表面区域被隔开，在所述第二侧面区域的至少一部分中形成有第二低面密度区域，沿着与第二沟槽的侧面垂直的方向进行观察时的所述第二低面密度区域内的第二导电型杂质的面密度低于，沿着所述半导体基板的厚度方向进行观察时的所述第二底面区域内的第二导电型杂质的面密度，通过所述第二低面密度区域，所述第二底面区域与所述表面区域被隔开。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.26 JP 2013-2692651.一种半导体装置，具有：半导体基板；表面电极，其被形成在所述半导体基板的表面上；背面电极，其被形成在所述半导体基板的背面上，所述半导体基板具有元件区域和外周区域，所述元件区域内形成有对所述表面电极与所述背面电极之间进行开关的绝缘栅型开关元件，所述外周区域与所述元件区域邻接，所述绝缘栅型开关元件具有：第一导电型的第一区域，其与所述表面电极连接；第二导电型的第二区域，其与所述表面电极连接，并与所述第一区域相接；第一导电型的第三区域，其被形成在所述第二区域的下侧，且通过所述第二区域而与所述第一区域隔开；栅绝缘膜，其与所述第二区域相接；栅电极，其隔着所述栅绝缘膜而与所述第二区域对置，在所述外周区域内的所述半导体基板的所述表面上，形成有第一沟槽和与所述第一沟槽隔开间隔而配置的第二沟槽，在所述第一沟槽内与所述第二沟槽内形成有绝缘膜，在所述第一沟槽与所述第二沟槽之间的区域内的所述表面侧形成有第二导电型的表面区域，在所述第一沟槽的底面上露出的范围内形成有第二导电型的第一底面区域，在所述第二沟槽的底面上露出的范围内形成有第二导电型的第二底面区域，沿着所述第一沟槽的侧面而形成有对所述表面区域与所述第一底面区域进行连接的第二导电型的第一侧面区域，沿着所述第二沟槽的侧面而形成有对所述表面区域与所述第二底面区域进行连接的第二导电型的第二侧面区域，在与所述表面区域、所述第一底面区域、所述第二底面区域、所述第一侧面区域以及所述第二侧面区域相接的范围内，形成有与所述第三区域连续的第一导电型的第四区域，在所述第一侧面区域的至少一部分中形成有第一低面密度区域，沿着与第一沟槽的侧面垂直的方向进行观察时的所述第一低面密度区域内的第二导电型杂质的面密度低于，沿着所述半导体基板的厚度方向进行观察时的所述第一底面区域内的第二导电型杂质的面密度，通过所述第一低面密度区域，所述第一底面区域与所述表面区域被隔开，在所述第二侧面区域的至少一部分中形成有第二低面密度区域，沿着与第二沟槽的侧面垂直的方向进行观察时的所述第二低面密度区域内的第二导电型杂质的面密度低于，沿着所述半导体基板的厚度方向进行观察时的所述第二底面区域内的第二导电型杂质的面密度，通过所述第二低面密度区域，所述第二底面区域与所述表面区域被隔开。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述半导体基板由SiC构成，所述第一低面密度区域以及所述第二低面密度区域的所述面密度小于3.2×1013cm-2。3.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述半导体基板由Si构成，所述第一低面密度区域以及所述第二低面密度区域的所述面密度小于2.0×1012cm-2。4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中，在向处于断开状态的所述绝缘栅型开关元件施加了额定电压时...
【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤顺，藤原広和，池田知治，渡边行彦，山本敏雅，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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