[發明專利]半導體裝置

在審

• 申請號: 201280036061.2
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN103703565A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 川上剛史;中木義幸;藤井善夫;渡邊寬;中田修平;海老原洪平;古川彰彥
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/12;H01L29/47;H01L29/78;H01L29/861;H01L29/868;H01L29/872
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 于麗

技術領域

本發明涉及半導體裝置，特別涉及在元件的外周部具備用于提高耐壓性能的終端區域的半導體裝置。

背景技術

作為以二極管、MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor?Field-Effect-Transistor，金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）、IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極晶體管）為代表的半導體裝置的耐壓，有二極管的逆向耐壓、晶體管的OFF（斷開）耐壓，但它們都是不使半導體元件作為有源元件發揮功能的狀態下的耐壓。在該不使半導體元件作為有源元件發揮功能的狀態下，對半導體裝置施加的電壓通過向形成了元件的半導體基板內擴展的耗盡層保持。

作為用于提高半導體裝置的耐壓性能的技術，已知以包圍在半導體基板中作為有源元件發揮功能的活性區域（Active?Area）的方式，設置具有與該半導體基板相反的導電類型的雜質注入層的終端區域。

作為終端區域的構造（終端構造），已知如下構造：在活性區域的外側朝向外側多重地相互離開地形成與半導體基板相反的導電類型的雜質注入層。在從上部觀察半導體裝置時，該雜質注入層是環狀，所以被稱為保護環、或者FLR（Field?Limiting?Ring，場限環）。在本發明中，將多個保護環整體稱為保護環構造。

如果預先設置這樣的保護環構造，則耗盡層易于向活性區域的外側擴展。其結果，活性區域的底端部（觀察剖面時的注入層的拐角部）中的電場集中被緩和，能夠提高半導體裝置的耐壓。

在MOSFET、IGBT等晶體管中，通常，活性區域的最外部成為與半導體基板相反的導電類型的深的雜質注入層（阱）。因此，保護環與阱同時形成的情況較多。這在PIN（P-Intrinsic（本征）-N）二極管中也相同，保護環通常與成為活性區域的雜質注入層（基極）同時形成。

如上所述，保護環構造的作用是使耗盡層向活性區域的外側擴展。但是，與其相伴地，不僅是活性區域的底端部，而在各個保護環的外側底端部也發生電場集中。PN結面附近的雜質濃度變化越急劇，該電場集中傾向于變得越強。

阱、基極有較高的濃度，所以PN結面附近的濃度變化變得劇烈，易于發生強的電場集中。因此，在Si（硅）中，通常，通過長時間高溫的退火處理，促進雜質擴散，使PN結面附近的濃度變化變緩，從而緩和電場集中。

或者，在活性區域的底端部和各個保護環的外側底端部，形成較低濃度的埋入注入層，使濃度階段性地變化，從而能夠緩和電場集中。在專利文獻1中示出了這樣的現有技術。

另外，作為與終端構造有關的技術，存在專利文獻2以及專利文獻3公開的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-4643號公報

專利文獻2：日本特開2002-231965號公報

專利文獻3：日本專利3708057號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

一般，在保護環構造中，耗盡層未連接的保護環無法保持電壓。即，為了最大限度地發揮保護環構造的性能，需要將耗盡層連接至最外側的保護環，但各個保護環有浮動電位，所以從它們擴展的耗盡層的延伸易于受到干擾（固定電荷、吸附電荷、外部電場）的影響。這在專利文獻1中也是同樣的。

另外，根據專利文獻1，即使不使用雜質擴散，也能夠緩和活性區域的底端部和各個保護環的外側底端部的電場集中。因此，看起來對SiC（碳化硅）那樣的雜質擴散長度極其短的半導體材料有效。

但是，關于SiC那樣的寬能帶隙半導體，由于基板濃度高，所以耗盡層的伸展小。因此，必須使各個保護環的間隔窄至小于幾μm。在這樣的狀況下，難以高精度地形成專利文獻1那樣的埋入注入層。

本發明是為了解決上述那樣的問題而完成的，其目的在于提供一種無需以高的位置精度形成埋入注入層，具有高耐壓并且高可靠性的半導體裝置。

解決技術問題的技術方案

本發明的半導體裝置其特征在于具備：第2導電類型的活性區域，形成于第1導電類型的半導體層表層中，構成半導體元件；第2導電類型的多個第1雜質區域，在所述半導體層表層，以俯視時分別包圍所述活性區域的方式，分別相互離開地形成；以及第2導電類型的第2雜質區域，被埋入到所述半導體層表層，連接多個所述第1雜質區域的底部中的至少兩個。

發明效果