半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供具备有源部和终端结构部的半导体装置。所述半导体装置具备：设置于半导体基板的有源部以及设置于半导体基板的正面侧的终端且缓和终端的电场的终端结构部。在施加额定电压时，对于终端结构部的正面侧的电场分布而言，有源部侧的端部的电场可以比正面侧的电场分布的最大值小。另外，终端结构部的电场分布在比终端结构部的中心靠近与有源部相反的边缘侧的位置可以具有电场的最大峰。

Semiconductor Device

The invention provides a semiconductor device with an active part and a terminal structure part. The semiconductor device comprises an active part arranged on the semiconductor substrate and a terminal structure arranged on the front side of the semiconductor substrate and easing the electric field of the terminal. When the rated voltage is applied, the electric field at the end of the active part can be smaller than the maximum value of the electric field distribution at the front side of the terminal structure. In addition, the maximum peak of the electric field can be obtained when the electric field distribution in the terminal structure is closer to the edge opposite to the active part than the center of the terminal structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
以往，已知在具有有源部的半导体装置中，设置用于缓和有源部的端部处的电场集中的终端结构部(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开平9-232597号公报
技术实现思路
技术问题然而，在现有的半导体装置中，有时由于在终端结构部的有源部侧的端部处电场集中而导致耐压不够。技术方案在本专利技术的第一方式中，提供一种半导体装置，具备：有源部，其设置于半导体基板；以及终端结构部，其设置于半导体基板的正面侧的终端，缓和终端的电场。在额定动作(电压施加)时，终端结构部的正面侧的电场分布中的有源部侧的端部的电场可以比正面侧的电场分布的最大值小。终端结构部的电场分布在比终端结构部的中心靠近与有源部相反的边缘侧的位置可以具有电场的最大峰。终端结构部可以具备：多个保护环，其从有源部侧向与有源部相反的边缘侧并列地排列；以及多个第一场板层，其从有源部侧向边缘侧并列地排列，且与多个保护环分别电连接。多个第一场板层中的有源部侧的第一场板层可以比多个保护环中的对应的保护环向边缘侧突出。多个第一场板层中的边缘侧的第一场板层可以比多个保护环中的对应的保护环向有源部侧突出。多个第一场板层中的有源部侧的第一场板层随着朝向边缘侧，第一场板层的突出量可以依次变小。多个第一场板层中的边缘侧的第一场板层随着朝向有源部侧，第一场板层的突出量依次变小。多个第一场板层中的最靠近边缘侧的第一场板层可以向有源部侧突出，并且也向边缘侧突出。半导体装置还具备耐量结构部，上述耐量结构部设置于半导体基板的正面侧的有源部与终端结构部之间。半导体基板在第一导电型的半导体基板的正面侧可以至少形成有与第一导电型不同的第二导电型的第二导电型层。耐量结构部可以具有阱层作为第二导电型层。半导体装置还可以具备：层间绝缘膜，其设置在半导体基板的正面上；以及第二场板层，其设置在层间绝缘膜上，且与阱层电连接。第二场板层可以比阱层向边缘侧突出。第二场板层和与该第二场板层相邻的第一场板层之间以及第一场板层彼此之间的间隔可以相同。多个第一场板层的宽度可以是越靠近边缘侧变得越大。多个保护环的宽度可以相同。阱层和与该阱层相邻的保护环之间的间隔以及保护环彼此之间的间隔可以是越靠近边缘侧变得越大。在施加额定电压时，终端结构部的正面侧的电场分布在阱层和与该阱层相邻的保护环之间以及保护环彼此之间具有脉冲状的波形，且连结该脉冲状的波形的峰而得到的曲线可以呈凸状。应予说明，上述的
技术实现思路
未列举本专利技术的所有特征。另外，这些特征群的子组合也另外能够成为专利技术。附图说明图1表示半导体装置100的构成的概要。图2表示实施例1的半导体装置100的构成的一个例子。图3表示比较例1的半导体装置500的构成。图4表示实施例1的半导体装置100的电场分布的一个例子。图5表示比较例1的半导体装置500的电场分布的一个例子。符号说明10：半导体基板，20：有源部，22：基极层，30：终端结构部，32：保护环，34：场板层，36：层间绝缘膜，38：层间绝缘膜，40：耐量结构部，42：阱层，50：沟道截止部，60：曲线，100：半导体装置，102：正面侧电极，500：半导体装置，502：正面侧电极，530：终端结构部，532：保护环，534：场板层，540：耐量结构部，542：阱层，550：沟道截止部，560：曲线具体实施方式以下，通过专利技术的实施方式说明本专利技术，但以下的实施方式并非限定权利要求的专利技术。另外，实施方式中说明的特征的所有组合并不一定是专利技术的解决方案所必须的。图1表示半导体装置100的构成的概要。本例的半导体装置100具备形成于半导体基板10的有源部20、终端结构部30和耐量结构部40。半导体基板10是通过离子注入、扩散等在第一导电型的半导体基板形成第二导电型的第二导电型层而成的。本例的半导体基板10在第一导电型的半导体基板(N-型)的正面侧至少形成有与第一导电型不同的第二导电型的第二导电型层。在本说明书中，将第一导电型设为N型，将第二导电型设为P型进行说明，但也可以将第一导电型与第二导电型互换。半导体基板10可以是硅基板，也可以是碳化硅基板、氮化物半导体基板等。有源部20是在驱动半导体装置100时供电流流通的区域。有源部20设置于半导体基板10。在一个例子中，在半导体装置100为反向导通IGBT(RC-IGBT：ReverseConducting-IGBT)的情况下，在有源部20设置有晶体管和二极管。半导体装置100可以为晶体管或二极管。本例的有源部20具有设置于半导体装置100的正面侧的基极层22。基极层22具有第二导电型。终端结构部30缓和半导体基板10的正面侧的终端的电场。终端结构部30以包围有源部20的周围的方式设置。终端结构部30缓和有源部20的端部处的电场集中。终端结构部30设置于半导体基板10的正面侧的终端。在半导体装置100的额定动作(施加额定电压)时，终端结构部30的有源部侧的端部的电场比半导体基板10的正面侧的电场分布的最大值小。终端结构部30具备保护环32和场板层34。本例的终端结构部30具备多个保护环32和多个场板层34。保护环32设置于半导体基板10的正面侧。保护环32可以设置有多个。多个保护环32以从有源部侧起向边缘侧并列的方式排列。保护环32具有高浓度的第二导电型。本例的保护环32具有P+型的导电型。在一个例子中，保护环32是通过进行硼等杂质的离子注入而形成的。在此，在本说明书中，边缘侧是指从有源部20看时设置有终端结构部30的一侧。即，边缘侧是指从终端结构部30看时与有源部20相反的一侧。例如，在俯视时，在终端结构部30包围有源部20的周围的情况下，边缘侧是指半导体基板10的外侧。另一方面，在本说明书中，有源部侧是指从终端结构部30看时设置有有源部20的一侧。例如，在俯视时，在终端结构部30包围有源部20的周围的情况下，有源部侧是指半导体基板10的内侧。场板层34与保护环32电连接。另外，场板层34被设定为预先确定的电位。多个场板层34以从有源部侧起向边缘侧并列的方式排列。场板层34具有从保护环32突出的结构。本例的多个场板层34根据场板层34的设置位置，至少向有源部侧或边缘侧中的任一方突出。另外，多个场板层34可以向有源部侧和边缘侧这两方突出。例如，有源部侧的场板层34比对应的保护环32向边缘侧突出。边缘侧的场板层34比对应的保护环32向有源部侧突出。对应的保护环32是指多个保护环32中的与场板层34连接的保护环32。场板层34是第一场板层的一个例子。在多个场板层34为奇数的情况下，有源部侧的场板层34是指比正中的场板层34靠近有源部侧的场板层34。在多个场板层34为偶数的情况下，有源部侧的场板层34是指比中央的2个场板层34之间靠近有源部侧的场板层34。应予说明，有源部侧的场板层34可以是指比终端结构部30的中心位置靠近有源部侧的场板层34。另一方面，在多个场板层34为奇数的情况下，边缘侧的场板层34是指比正中的场板层34靠近边缘侧的场板层34。在多个场板层34为偶数的情况下，边缘侧的场板层34是指比中央的2个场板层34之间靠近边缘侧的场板层34。应予说明，边缘侧的场板层34可以是指比终端结构部30的中心位置靠近边缘侧的场板层34。在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具备：有源部，其设置于半导体基板；以及终端结构部，其设置于所述半导体基板的正面侧的终端，缓和该终端的电场，在施加额定电压时，所述终端结构部的正面侧的电场分布中的所述有源部侧的端部的电场比该正面侧的电场分布的最大值小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.25 JP 2017-0117041.一种半导体装置，其特征在于，具备：有源部，其设置于半导体基板；以及终端结构部，其设置于所述半导体基板的正面侧的终端，缓和该终端的电场，在施加额定电压时，所述终端结构部的正面侧的电场分布中的所述有源部侧的端部的电场比该正面侧的电场分布的最大值小。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述终端结构部的电场分布在比所述终端结构部的中心靠近与所述有源部相反的边缘侧的位置具有电场的最大峰。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述终端结构部具备：多个保护环，其从所述有源部侧向与所述有源部相反的边缘侧并列地排列；以及多个第一场板层，其从所述有源部侧向所述边缘侧并列地排列，且与所述多个保护环分别电连接，所述多个第一场板层中的所述有源部侧的第一场板层比所述多个保护环中的对应的保护环向所述边缘侧突出，所述多个第一场板层中的所述边缘侧的第一场板层比所述多个保护环中的对应的保护环向所述有源部侧突出。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述多个第一场板层中的所述有源部侧的第一场板层随着朝向所述边缘侧，所述第一场板层的突出量依次变小，所述多个第一场板层中的所述边缘侧的第一场板层随着朝向所述有源部侧，所述第一场板层的突出量依次变小。5.根据权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，所述多个第一场板层中的最靠近所述边缘侧的第一场板层向所述有源部侧突出，并且也向所述边缘侧突出。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾崎大辅，河野凉一，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP