半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种能够提高半导体装置的耐压以及耐压稳定性的半导体装置。本发明专利技术的半导体装置的特征在于，具备：第一导电型的半导体衬底；半导体元件，形成于该半导体衬底；保护环，在该半导体衬底上以包围该半导体元件的方式由第二导电型的扩散层形成；低洼部分，在该半导体衬底上以包围该保护环的方式形成得比该半导体衬底的主面低；沟道停止层，沿着该低洼部分的内壁由第一导电型的扩散层形成。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在例如大电流的开关等中使用的半导体装置。
技术介绍
在专利文献I中公开了在半导体衬底上形成有保护环和沟道停止层(channelstopper)的半导体装置。保护环和沟道停止层是为了提高半导体装置的耐压而形成的。专利文献 专利文献I :日本特开2005-183891号公报。在专利文献I所公开的半导体装置中不能够充分地提高耐压以及耐压稳定性。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于提供一种能够提高半导体装置的耐压以及耐压稳定性的半导体装置。本专利技术提供一种半导体装置，其特征在于，具备第一导电型的半导体衬底；半导体元件，形成于该半导体衬底；保护环，在该半导体衬底上以包围该半导体元件的方式由第二导电型的扩散层形成；低洼部分，在该半导体衬底上以包围该保护环的方式形成得比该半导体衬底的主面低；沟道停止层，沿着该低洼部分的内壁由第一导电型的扩散层形成。本专利技术的另一半导体装置的特征在于，具备第一导电型的半导体衬底；半导体元件，形成于该半导体衬底；槽内保护环，沿着在该半导体衬底的主面以包围该半导体元件的方式形成的沟槽的内壁由第二导电型的扩散层形成；第二导电型的导电膜，以填埋该沟槽的方式形成；浮置场板(floating field plate),在该半导体衬底的主面的上方以包围该半导体元件的方式形成。根据本专利技术，由于将沟道停止层或保护环以到达衬底的较深的位置的方式形成，所以，能够提高半导体装置的耐压以及耐压稳定性。附图说明图I是本专利技术的实施方式I的半导体装置的平面图。图2是图I的2-2虚线的剖面图。图3是表示阳极和保护环形成前的状态的剖面图。图4是表示形成了阳极和保护环的剖面图。图5是表示低洼部分形成前的状态的剖面图。图6是表示形成了低洼部分的剖面图。图7是表示形成了沟道停止层的剖面图。图8是本专利技术的实施方式2的半导体装置的剖面图。图9是表示形成了沟槽的剖面图。图10是表示形成了阳极、保护环以及槽内保护环的剖面图。图11是表示形成了沟道停止层的剖面图。图12是本专利技术的实施方式3的半导体装置的剖面图。图13是表示形成了阳极和槽内保护环的剖面图。图14是表示用绝缘膜埋入了沟槽的剖面图。图15是表示用导电膜埋入了沟槽的剖面图。图16是表示形成了沟道停止层的剖面图。图17是表示形成了绝缘膜的剖面图。具体实施方式·实施方式I 图I是本专利技术的实施方式I的半导体装置的平面图。在本专利技术的实施方式I的半导体装置10的中央部分形成有导电膜12。此外，以包围导电膜12的方式形成有绝缘膜14。图2是图I的2-2虚线的剖面图。半导体装置10具备N型(以下，称为第一导电型)的半导体衬底20。在半导体衬底20上形成有P型(以下，称为第二导电型)的阳极22。该阳极22起到二极管的阳极的作用。在阳极22的外侧形成有保护环24。保护环24以包围二极管的方式形成于半导体衬底20的主面。保护环24由第二导电层的扩散层形成。在半导体衬底20上以包围保护环24的方式形成有低洼部分26。低洼部分26是以比半导体衬底20的主面低的方式形成的部分。沿着该低洼部分26的内壁形成有沟道停止层28。沟道停止层28由第一导电型的扩散层形成。半导体装置10具备形成有二极管的元件区域40 ;形成有保护环24的保护环区域42 ;形成有沟道停止层28的沟道停止层区域44。在保护环区域42以及沟道停止层28、元件区域40的一部分形成有绝缘膜30。绝缘膜30—体形成。导电膜12形成在阳极22之上。此外，导电膜12的一部分也形成在绝缘膜30的一部分之上。绝缘膜14形成在绝缘膜30之上。此外，绝缘膜14的一部分也形成在导电膜12的一部分之上。并且，图2中的虚线示出半导体衬底20内的耗尽层的延伸方式。以下，对本专利技术的实施方式I的半导体装置的制造方法进行说明。首先，形成用于形成阳极和保护环的图案。图3是表示阳极和保护环形成前的状态的剖面图。以使形成保护环的部分以及形成阳极的部分开口的方式形成绝缘膜50。接着，形成阳极和保护环。图4是表示形成了阳极和保护环的剖面图。首先，利用离子注入法，将绝缘膜50作为掩模向半导体衬底20注入第二导电型的杂质。之后，使该杂质热扩散，形成阳极22和保护环24。而且，在进入到下一处理之前将绝缘膜50除去。接着，形成低洼部分。图5是表示低洼部分形成前的状态的剖面图。在半导体衬底20上形成绝缘膜52。以使半导体衬底20的外周部开口的方式对绝缘膜52进行构图。接着，将绝缘膜52作为掩模对半导体衬底20的外周部进行刻蚀，形成低洼部分26。图6是表不形成了低挂部分的剖面图。接着，形成沟道停止层。图7是表示形成了沟道停止层的剖面图。首先，将绝缘膜52作为掩模利用离子注入法向低洼部分26注入第一导电型的杂质。以第一导电型的杂质密度比半导体衬底20高的方式向低洼部分26注入杂质。之后，使该杂质热扩散，以沿着低洼部分26的内壁的方式形成沟道停止层28。而且，在进入到下一处理之前将绝缘膜52除去。接着，依次形成绝缘膜30、导电膜12以及绝缘膜14，从而完成图I的半导体装置。但是，若对阳极施加反向电压，则在半导体衬底中形成耗尽层，电场集中，所以，存在半导体装置劣化的情况。为了防止半导体装置的劣化，需要提高半导体装置的耐压以及耐压稳定性(例如，耐压的时间变动的稳定性)。为了提高耐压以及耐压稳定性，需要将成为保护环或沟道停止层的杂质在衬底的纵向较深地扩散而形成。但是，为了使杂质在衬底的纵向较深地扩散，必须在高温下进行长时间的杂质扩散，使生产率降低。进而，若长时间地使杂质扩散，则杂质也在横向广泛地扩散，难以实现半导体装置的尺寸的缩小。但是，根据本专利技术的实施方式I的半导体装置10，预先形成比半导体衬底20的主面低的低洼部分26，以沿着低洼部分26的内壁的方式形成沟道停止层28。因此，将沟道停止层28形成至半导体衬底20的深处，能够提高半导体装置的耐压以及耐压稳定性。此外，由于不需要使杂质长时间扩散，所以，能够抑制杂质的横向的扩散，能够缩小半导体装置的尺寸。具体地说，能够缩小参照图2说明了的保护环区域42和沟道停止层区域44的尺寸。 如果低洼部分26形成得比半导体衬底20的主面低，则能够得到上述的效果。因此，低洼部分26不限定于上述的形状，例如以槽形成也可以。在本专利技术的实施方式I的半导体装置10中，在元件区域40形成了二极管，但是，形成例如IGBT或功率MOSFET等半导体元件也可以。此外，在本专利技术的实施方式I的半导体装置10中，将N型作为第一导电型，将P型作为第二导电型。但是，使它们的导电型反转，将N型作为第二导电型并且将P型作为第一导电型也可以。为了防止由于离子注入导致对半导体衬底造成损伤，也可以在离子注入之前在半导体衬底的表面形成薄的绝缘膜。此外，也可以利用离子注入以外的方法形成扩散层。通常半导体衬底20由硅形成。但是，由带隙比硅大的宽带隙半导体形成半导体衬底20也可以。作为宽带隙半导体，例如有碳化硅、氮化镓类材料、金刚石。实施方式2图8是本专利技术的实施方式2的半导体装置的剖面图。图8是与上述的图2对应的图。以与上述的半导体装置10的不同点为中心对本专利技术的实施方式2的半导体装置进行说明。本专利技术的实施方式2的半导体装置具备沟槽60。沟槽60以包围半导体元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：第一导电型的半导体衬底；半导体元件，形成于所述半导体衬底；保护环，在所述半导体衬底上以包围所述半导体元件的方式由第二导电型的扩散层形成；低洼部分，在所述半导体衬底上以包围所述保护环的方式形成得比所述半导体衬底的主面低；以及沟道停止层，沿着所述低洼部分的内壁由第一导电型的扩散层形成。

【技术特征摘要】
2011.07.26 JP 2011-1634201.一种半导体装置，其特征在于，具备 第一导电型的半导体衬底； 半导体元件，形成于所述半导体衬底； 保护环，在所述半导体衬底上以包围所述半导体元件的方式由第二导电型的扩散层形成； 低洼部分，在所述半导体衬底上以包围所述保护环的方式形成得比所述半导体衬底的主面低；以及 沟道停止层，沿着所述低洼部分的内壁由第一导电型的扩散层形成。2.如权利要求I所述的半导体装置，其特征在于， 具备槽内保护环，该槽内保护环沿着在所述半导体衬底的主面以包围所述半导体元件的方式形成的沟槽的内壁由第二导电型的扩散层形成。3.一种半导体装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：星子高广，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：