[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201680018331.5
• 申請日: 2016-09-13
• 公開（公告）號: CN109952633B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 小谷涼平;松原壽樹;石塚信隆;三川雅人;押野浩
• 申請（專利權）人: 新電元工業株式會社
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L21/336;H01L21/822;H01L27/04;H01L29/78;H01L29/866
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

【課題】提供一種能夠抑制過電壓保護二極管的耐壓變動的半導體裝置及其制造方法。【解決手段】實施方式涉及的半導體裝置1包括：導電性的半導體基板2；絕緣膜4，形成在半導體基板2上；過電壓保護二極管5，形成在絕緣膜4上，并且其N型半導體層5a與P型半導體層5b鄰接配置；以及絕緣膜15，覆蓋過電壓保護二極管5，其中，P型半導體層5b中P型摻雜物的濃度，比N型半導體層5a中N型摻雜物的濃度更低，P型摻雜物的濃度峰值位于界面區域F1與界面區域F2之間的非界面區域G上。

技術領域

本發明涉及半導體裝置，具體為涉及具有MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)構造的，并且設置有過電壓保護二極管的半導體裝置及其制造方法。

背景技術

以往，具有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)或MOSFET(MOS FieldEffect Transistor)等的，所謂具有MOS構造的半導體裝置已被普遍認知。在這樣的MOS型半導體裝置中，作為過電壓保護的應對措施，使用的是由串聯而成的穩壓二極管(Zenerdiode)構成的過電壓保護二極管。具體來說，該過電壓保護二極管是由交替地相鄰配置的N型半導體層與P型半導體層所構成的(例如參照專利文獻1)。而IGBT則是在集電極端子與柵極端子之間，或柵極端子與發射極端子之間設置有過電壓保護二極管。

如圖11所示，過電壓保護二極管的P型半導體層50b(以及N型半導體層)在被配置在形成于半導體基板120上的絕緣膜140上的同時，被絕緣膜150所覆蓋。即，過電壓保護二極管被兩個絕緣膜140以及150包夾。

通常，在過電壓保護二極管中，P型半導體層中的P型摻雜物濃度比N型半導體層中的N型摻雜物濃度更低。因此，過電壓保護二極管的耐壓(齊納電壓)是通過P型摻雜物濃度的高濃度區域(濃度最高值)的位置而決定的。以往的過電壓保護二極管如圖11所示，P型摻雜物的濃度在P型半導體層50b與絕緣膜150之間的界面區域F10處為最大值。因此，過電壓保護二極管會在界面區域F10處齊納擊穿(Breakdown)。

先行技術文獻

專利文獻1：特開2009-111304號公報

然而，在MOS型半導體裝置的制造過程(加熱工序等)中，會發生：絕緣膜150中含有的納等的可動離子以及硼等的摻雜物移動到P型半導體層50b中、或相反地，P型半導體層50b的界面區域F10中的硼等的摻雜物移動到絕緣膜150中。像這樣，可動離子以及摻雜物的移動會導致界面區域F10的電位發生變化，從而導致P型半導體層50b中的載流子濃度(空穴濃度)的分布發生變化。這樣就與P型摻雜物濃度的高濃度區域的位置發生變動成為了同樣的狀態。其結果就是：過電壓保護二極管的耐壓會發生大的變動。以往，對可動離子以及摻雜物的移動進行控制是較為困難的，因此也就很難使過電壓保護二極管的耐壓處于穩定狀態。

本發明鑒于上述課題，目的是提供一種能夠對過電壓保護二極管的耐壓變動進行抑制的半導體裝置及其制造方法。

發明內容

本發明涉及的半導體裝置，其特征在于，包括：

導電性的半導體基板；

第一絕緣膜，形成在所述半導體基板上；

齊納二極管，形成在所述第一絕緣膜上，并且其N型半導體層與P型半導體層鄰接配置；以及

第二絕緣膜，覆蓋所述齊納二極管，

其中，所述P型半導體層中P型摻雜物的濃度，比所述N型半導體層中N型摻雜物的濃度更低，

所述P型摻雜物的濃度峰值位于：作為所述P型半導體層與所述第一絕緣膜之間的界面區域的第一界面區域，與作為所述P型半導體層與所述第二絕緣膜之間的界面區域的第二界面區域之間的非界面區域上。

另外，在所述半導體裝置中，也可以是：