專利名稱：具有橫向元件的半導(dǎo)體器件的制作方法
具有橫向元件的半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域
本公開內(nèi)容總體上涉及具有諸如橫向二極管或橫向絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的橫向元件的半導(dǎo)體器件，并尤其涉及具有形成在絕緣體上硅(SOI)襯底中的這種橫向元件的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
對應(yīng)于JP 3207615的US 5315139公開了用于減小橫向高電壓橫向功率元件中的電場的渦旋形場板(SRFP)。該SRFP用于高電壓橫向二極管、高電壓橫向IGBT、以及高電壓橫向M0SFET。該SRFP使得這種元件具有直流和低速切換應(yīng)用所期望的擊穿電壓。
US5315139未記載SRFP的電阻。本發(fā)明人深入研究了 SRFP的電阻與擊穿電壓之間的關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)擊穿電壓會取決于SRFP中的雜質(zhì)濃度以及SRFP的電阻而變化。發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本公開內(nèi)容的目的是提供一種具有橫向元件且配置為減小橫向元件的擊穿電壓中的變化的半導(dǎo)體器件。
根據(jù)本公開內(nèi)容的一方面，一種具有橫向元件的半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底、第一電極、第二電極以及電阻性場板。所述半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層。所述第一電極位于所述半導(dǎo)體層的表面上。所述第二電極位于所述半導(dǎo)體層的所述表面上。所述電阻性場板從所述第一電極和朝向所述第二電極延伸。所述橫向元件傳送所述第一電極與所述第二電極之間的電流。施加至所述第二電極的電壓小于施加至所述第一電極的電壓。 所述電阻性場板具有第一端部和與所述第一端部相對的第二端部。所述電阻性場板的所述第二端部設(shè)置得比所述電阻性場板的所述第一端部更靠近所述第二電極。所述第二端部中的雜質(zhì)濃度等于或大于I X IO18CnT3。
根據(jù)本公開內(nèi)容的另一方面，一種具有橫向元件的半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底、 第一電極、第二電極以及電阻 性場板。所述半導(dǎo)體襯底包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。所述第一電極位于所述半導(dǎo)體層的表面上。所述第二電極位于所述半導(dǎo)體層的所述表面上。所述電阻性場板以渦旋形狀卷繞在所述第一電極的周圍并且朝向所述第二電極延伸。所述電阻性場板的電阻等于或小于I Xio6 Ω/sq。


根據(jù)參照附圖而作出的以下詳細(xì)描述，本公開內(nèi)容的上述和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將會變得更加明顯。在附圖中
圖1是采用根據(jù)本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件而構(gòu)造的逆變器的電路圖2是示出半導(dǎo)體器件的橫向續(xù)流二極管(FWD)的一個單元(cell)的頂部布局圖的視圖3是示出沿圖2中的線II1-1II取得的截面圖的視圖4是示出半導(dǎo)體器件的橫向絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的一個單元的頂部布局圖的視圖5是示出沿圖4中的線V-V取得的截面圖的視圖6A是示出在實(shí)驗(yàn)中使用以評價IGBT的渦旋形場板(SRFP)中的雜質(zhì)濃度與耗盡之間的關(guān)系的橫向IGBT的截面圖的視圖，圖6B是示出由圖6A中的區(qū)域R所指示的SRFP 的發(fā)射極側(cè)端部的放大的截面圖以及示出SRFP的發(fā)射極側(cè)端部中的電場分布和耗盡的視圖，以及圖6C是示出SRFP的發(fā)射極側(cè)端部的表面部分、中間部分以及底部部分中的每一個的設(shè)定的雜質(zhì)濃度與測量的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系的視圖7A是示出SRFP的發(fā)射極側(cè)端部的表面部分的測量的雜質(zhì)濃度與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系的視圖，圖7B是示出SRFP的發(fā)射極側(cè)端部的中間部分的測量的雜質(zhì)濃度與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系的視圖，以及圖7C是示出SRFP的發(fā)射極側(cè)端部的底部部分的測量的雜質(zhì)濃度與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系的視圖8A是示出橫向IGBT的截面圖以及示出當(dāng)SRFP的設(shè)定的雜質(zhì)濃度低時所觀測的橫向IGBT中的電場分布的視圖，以及圖8B是示出橫向IGBT的截面圖以及示出當(dāng)SRFP 的設(shè)定的雜質(zhì)濃度為IXlO18Cm-3或更大時所觀測的橫向IGBT中的電場分布的視圖9是示出SRFP的發(fā)射極側(cè)端部的測量的雜質(zhì)濃度與距SRFP的發(fā)射極側(cè)端部的表面的深度之間的關(guān)系的視圖10是示出設(shè)定的雜質(zhì)濃度和測量的雜質(zhì)濃度之間的濃度比與SRFP的設(shè)定的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系的視圖11是示出SRFP的設(shè)定的雜質(zhì)濃度與橫向IGBT的擊穿電壓之間的關(guān)系的視圖12A是示出橫向IGBT的截面圖以及示出當(dāng)SRFP的設(shè)定的雜質(zhì)濃度為 IX IO14CnT3時所觀測的橫向I GBT中的電場分布的視圖，圖12B是示出橫向IGBT的截面圖以及示出當(dāng)SRFP的設(shè)定的雜質(zhì)濃度為I X IO17CnT3時所觀測的橫向IGBT中的電場分布的視圖，以及圖12C是示出橫向IGBT的截面圖以及示出當(dāng)SRFP的設(shè)定的雜質(zhì)濃度為I X 102°cnT3 時所觀測的橫向IGBT中的電場分布的視圖13是示出在LOCOS層正下方的漂移層中的電位和電位差的視圖14是示出漂移層中的電場強(qiáng)度、漂移層中的電位、以及橫向IGBT的擊穿電壓之間的關(guān)系的視圖15是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第二實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD的SRFP的電阻與橫向FWD的擊穿電壓之間的關(guān)系的視圖16是示出添加至橫向FWD的SRFP的雜質(zhì)的劑量與橫向FWD的擊穿電壓的變化之間的關(guān)系的視圖17是示出橫向FWD的SRFP的電阻與橫向FWD的擊穿電壓的減小之間的關(guān)系的視圖18是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD的一個單元的截面圖的視圖19A是示出添加至圖18的橫向FWD的SRFP的雜質(zhì)的劑量與圖18的橫向FWD 的擊穿電壓之間的關(guān)系的視圖；以及圖19B是由圖19A創(chuàng)建的并且示出圖18的橫向FWD的SRFP的相鄰匝的間隔距離與圖18的橫向FWD的擊穿電壓之間的關(guān)系的視圖20是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD的頂部布局圖的視圖21A是示出沿圖20中的線XXIA-XXIA取得的截面圖的視圖，以及圖2IB是示出沿圖20中的線XXIB-XXIB取得的截面圖的視圖22是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第五實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD的一個單元的截面圖的視圖23是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第六實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD的一個單元的截面圖的視圖24是示出根據(jù)本公開內(nèi)容的第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD的一個單元的截面圖的視圖25是示出根據(jù)實(shí)施例的變型的半導(dǎo)體器件的橫向LDMOS的頂部布局圖的視圖；·
圖26是示出根據(jù)實(shí)施例的另一變型的半導(dǎo)體器件的橫向LDMOS的頂部布局圖的視圖。
具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施例)
以下描述了根據(jù)本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例的具有橫向元件的半導(dǎo)體器件。作為半導(dǎo)體器件的應(yīng)用的示例，描述了用于三相電動機(jī)的逆變器。
圖1是逆變器I的電路圖。如圖1中所示，逆變器I將由直流電源2提供的直流 (DC)功率轉(zhuǎn)換為交流(AC)功率，并由AC功率驅(qū)動三相電動機(jī)3 (B卩，電力負(fù)載)。
逆變器I包括三條彼此平行的腿。每條腿包括串聯(lián)連接的上部開關(guān)5和下部開關(guān) 6。將每條腿的上部開關(guān)5與下部開關(guān)6之間的結(jié)點(diǎn)的電位依次施加至電動機(jī)3的三個端子之一。上部開關(guān)5和下部開關(guān)6中的每一個均包括橫向續(xù)流二極管(FWD)7和橫向IGBT 8。導(dǎo)通和截止橫向IGBT 8，以使得可以將三相AC電流提供至電動機(jī)3。因此，逆變器I驅(qū)動電動機(jī)3。
平滑電容器4并聯(lián)連接至逆變器電路I。電容器4減小在切換橫向IGBT8期間的紋波或噪聲，以使得可以產(chǎn)生恒定電源電壓。
接著，參照圖2-圖5描述了橫向FWD 7和橫向IGBT 8的結(jié)構(gòu)。每條腿的上部開關(guān)5和下部開關(guān)6中的每一個的橫向FWD 7和橫向IGBT 8可以形成在一個芯片中或者形成在分離的芯片中。根據(jù)第一實(shí)施例，橫向FWD7和橫向IGBT 8形成在一個芯片中。
圖2是示出橫向FWD 7的一個單元的頂部布局圖的視圖。圖3是示出沿圖2中的線II1-1II取得的橫向FWD 7的截面圖的視圖。圖4是示出橫向IGBT 8的一個單元的頂部布局圖的視圖。圖5是示出沿圖5中的線V-V取得的橫向IGBT 8的截面圖的視圖。
首先，參照圖2和圖3描述了橫向FWD 7的結(jié)構(gòu)。如圖3中所示，根據(jù)第一實(shí)施例， 通過使用SOI襯底11形成橫向FWD 7。SOI襯底11包括支撐襯底I la、支撐襯底Ila上的埋入氧化層(BOX) lib、以及BOX層Ilb上的有源層11c。支撐襯底Ila和有源層Ilc由硅制成。BOX層Ilb用作電絕緣層。有源層Ilc用作n_型漂移層12。
BOX層lib的厚度不限于特定值。有源層Ilc (即，漂移層12)的厚度和雜質(zhì)濃度不限于特定值。將BOX層Ilb的厚度和有源層Ilc的厚度及雜質(zhì)濃度設(shè)定為使得橫向FWD 7 可以具有預(yù)定電壓擊穿。根據(jù)第一實(shí)施例，這些值設(shè)定如下Β0Χ層Ilb的厚度范圍從2μπι 至ΙΟμπι，優(yōu)選為5μπι或更大。有源層Ilc的厚度范圍從3μπι至20μπι。有源層Ilc的雜質(zhì)濃度為7. 0X1014cm_3。溝槽隔離結(jié)構(gòu)Ild形成在SOI襯底11上。采用溝槽隔離結(jié)構(gòu)Ild 圍繞橫向FWD 7，并由溝槽隔離結(jié)構(gòu)Ild將該橫向FWD 7與其它元件隔離。溝槽隔離結(jié)構(gòu) Ild是常規(guī)元件隔離結(jié)構(gòu)。例如，溝槽隔離結(jié)構(gòu)Ild可以具有從有源層Ilc的表面通過有源層Ilc延伸至BOX層Ilb的溝槽，并且該溝槽可以以絕緣層、多晶硅等填充。
硅的局部氧化(LOCOS)層13形成在漂移層12的表面上，并且使橫向FWD 7的部分彼此隔離。n+型陰極接觸區(qū)14形成在漂移層12的表面部分中，并且暴露在LOCOS層13 的外部。陰極接觸區(qū)14具有平行于漂移層12的表面的縱向方向。采用η型緩沖層15圍繞陰極接觸區(qū)14。緩沖層15的雜質(zhì)濃度大于漂移層12的雜質(zhì)濃度。例如，陰極接觸區(qū) 14可以具有1. OX 102°cm_3的η型雜質(zhì)濃度和O. 2 μ m的深度。例如，緩沖層15可以具有 3. OX l016cm^3的η型雜質(zhì)濃度和5 μ m的深度。
P型陽極區(qū)16形成在漂移層12的表面部分中，并暴露在LOCOS層13的外部。陽極區(qū)16環(huán)形地設(shè)置在陰極接觸區(qū)14的周圍，使得可以采用陽極區(qū)16圍繞陰極接觸區(qū)14。 陽極區(qū)16具有P—型低雜質(zhì)濃度部分17和P+型高雜質(zhì)濃度部分18。
低雜質(zhì)濃度部分17設(shè)置得比高雜質(zhì)濃度部分18更接近于陰極接觸區(qū)14。另外， 低雜質(zhì)濃度部分17的深度大于高雜質(zhì)濃度部分18的深度。根據(jù)第一實(shí)施例，如圖3中所示，當(dāng)從頂部觀察時，低雜質(zhì)濃度部分17具有橢圓形狀。具體而言，低雜質(zhì)濃度部分17具有平行于陰極接觸區(qū)14延伸的兩個直線部分和連接直線部分的端部的兩個弧形部分。例如，低雜質(zhì)濃度部分17可以具有3. OX IO16CnT3的P型雜質(zhì)濃度和3.1 μ m的厚度。
高雜質(zhì)濃度部分18與低雜質(zhì)濃度部分17的表面接觸。根據(jù)第一實(shí)施例，以高雜質(zhì)濃度部分18的表面可以暴露在低雜質(zhì)濃度部分17的外部的方式,米用低雜質(zhì)濃度部分 17來覆蓋高雜質(zhì)濃度部分18。如圖3中所示，當(dāng)從頂部觀察時，高雜質(zhì)濃度部分18具有直線形狀。高雜質(zhì)濃度部分18位于陰極接觸區(qū)14的每一側(cè)上。因此，高雜質(zhì)濃度部分18的總數(shù)是兩個。根據(jù)第一實(shí)施例，高雜質(zhì)濃度部分18形成在低雜質(zhì)濃度部分17的最遠(yuǎn)離陰極接觸區(qū)14的位置處的表面部分中。即，高雜質(zhì)濃度部分18位于低雜質(zhì)濃度部分17的距離陰極接觸區(qū)14的較遠(yuǎn)側(cè)上。例如，高雜質(zhì)濃度部分18可以具有1. OX 102°cm_3的p型雜質(zhì)濃度。
陰極電極19形成在陰極接觸區(qū)14的表面上，并電連接至陰極接觸區(qū)14。陽極電極20形成在陽極區(qū)16的表面上，并電連接至陽極區(qū)16。陰極電極19與陰極接觸區(qū)14形成歐姆接觸。陰極電極19具有與陰極接觸區(qū)14相同的直線形狀，并且形成在陰極接觸區(qū) 14的幾乎整個表面上。陽極電極20具有直線形狀，并位于陰極電極19的每一側(cè)上。陽極電極20與陽極區(qū)16的低雜質(zhì)濃度部分17的直線部分形成肖特基(schottky)或歐姆接觸。 另外，陽極電極20與陽極區(qū)16的高雜質(zhì)濃度部分18形成歐姆接觸。因此，陽極電極20連接至低雜質(zhì)濃度部分17和高雜質(zhì)濃度部分18兩者。根據(jù)第一實(shí)施例，陽極電極20形成在陽極區(qū)16的幾乎整個直線部分上。
渦旋形場板(SRFP)21形成在陰極與陽極之間的LOCOS層13上。SRFP 21是通過將離子注入到非摻雜多晶硅中而形成的電阻器層。SRFP 21用于在陰極與陽極之間保持均勻的電位梯度。具體而言，如圖3中所示，將SRFP 21以渦旋(即，螺旋)形狀卷繞在陰極電極19周圍，并隨后朝向陽極電極20延伸。SRFP 21的第一端部電連接至陰極電極19，并且 SRFP 21的第二端部電連接至陽極電極20。由于SRFP 21的內(nèi)電阻所引起的電壓降而導(dǎo)致 SRFP 21的電位隨著距陰極電極19的距離而逐漸降低。S卩，SRFP 21的電位在從SRFP 21 的第一端部到SRFP 21的第二端部的方向上逐漸降低。換句話說，SRFP 21的電位在從陰極電極19到陽極電極20的方向上逐漸降低。因此，可以使SRFP 21中的電位梯度保持均勻。因此，可以使位于跨越LOCOS層13的SRFP 21下方的漂移層12中的電位梯度保持均勻。因此，減小了由非均勻電位梯度導(dǎo)致的電場集中，使得可以提高電壓擊穿。另外，減少了碰撞電離，使得可以減小截止切換時間的增加。根據(jù)第一實(shí)施例，將SRFP 21的雜質(zhì)濃度設(shè)定為使得可以減小橫向FWD 7的擊穿電壓的變化。稍后將詳細(xì)描述SRFP 21的雜質(zhì)濃度。
如上所述，在第一實(shí)施例的橫向FWD 7中，當(dāng)陽極電極20與低雜質(zhì)濃度部分17形成肖特基或歐姆接觸時，陽極電極20與高雜質(zhì)濃度部分18形成歐姆接觸。由于陽極電極 20電連接至低雜質(zhì)濃度部分17，所以注入電子的量變小，使得可以減少注入空穴的量而不會減小電流量。因此，減少了反向恢復(fù)電荷Qrr,使得能夠提高反向恢復(fù)能力。此外，由于減少了注入空穴的量，因此橫向FWD 7可以快速操作而無壽命控制。
接著，參照圖4和圖5描述橫向IGBT 8的結(jié)構(gòu)。如圖5中所示，根據(jù)第一實(shí)施例， 橫向IGBT 8形成在形成橫向FWD 7的SOI襯底11上。即，橫向FWD 7和橫向IGBT 8形成在同一 SOI襯底11上。雖然圖5中未示出，但是采用溝槽隔離結(jié)構(gòu)Ild圍繞橫向IGBT 8， 并通過溝槽隔離結(jié)構(gòu)Ild將該橫向IGBT 8與其它元件隔離。
有源層Ilc還用作n_型漂移層22，且橫向IGBT 8的部分形成在漂移層22的表面部分中。如前面所提到 的，BOX層Ilb的厚度不限于特定值。有源層Ilc(即，漂移層22)的厚度和雜質(zhì)濃度不限于特定值。將BOX層Ilb的厚度以及有源層Ilc的厚度和雜質(zhì)濃度設(shè)定為使得橫向IGBT 8可以具有預(yù)定的擊穿電壓。例如，BOX層Ilb的厚度范圍可以從2μπι 至ΙΟμπι。為了獲得600伏特或更大的穩(wěn)定擊穿電壓，優(yōu)選地將這些值設(shè)定如下Β0Χ層Ilb 的厚度為5 μ m或更大。如果有源層Ilc的厚度為15 μ m或更小,則有源層Ilc的η型雜質(zhì)濃度的范圍從I X IO14CnT3至1. 2X IO15cm-3。如果有源層Ilc的厚度為20 μ m，則有源層Ilc 的η-型雜質(zhì)的濃度的范圍從IX IO14CnT3至8Χ 1014cnT3。
LOCOS層23形成在漂移層22的表面上，并與橫向IGBT 8的部分彼此隔離。集電極區(qū)24形成在漂移層22的表面部分中，并暴露在LOCOS層23的外部。如圖5中所示，集電極區(qū)24具有平行于漂移層22的表面的縱向方向。集電極區(qū)24具有的P+型部分24a和 P型部分24b。p+型部分24a的雜質(zhì)濃度相對較高。P型部分24b的雜質(zhì)濃度小于p+型部分24a的雜質(zhì)濃度。
例如，P+型部分24a的表面雜質(zhì)濃度的范圍可以從IX IO19CnT3至IX 102°cm_3，而P 型部分24b的表面雜質(zhì)濃度的范圍可以從IX IO16CnT3至IX IO19CnT3或者從I X IO15CnT3至 IXlO1W30如圖4和5中所示，根據(jù)第一實(shí)施例，P+型部分24a和p型部分24b中的每一個均具有平行于漂移層22的表面延伸的直線形狀。以P+型部分24a的表面可以暴露在p 型部分24b外部的方式，采用P型部分24b覆蓋p+型部分24a。
采用η型緩沖層25圍繞集電極區(qū)24。緩沖層25的雜質(zhì)濃度大于漂移層22的雜質(zhì)濃度。緩沖層25用作場截止(FS)層，并防止耗盡層的擴(kuò)展。因此，提高了橫向IGBT 8的擊穿電壓，并減小了恒穩(wěn)態(tài)損耗。例如，緩沖層25的η型雜質(zhì)濃度的范圍可以從4 X IO16CnT3 至 I X IO18Cm 3O
另外，P溝道阱層26、η.型發(fā)射極區(qū)27、ρ+型接觸層28、以及ρ型體層29形成于漂移層22的在集電極區(qū)24周圍且暴露在LOCOS層23的外部的表面部分中。
阱層26的表面部分用作溝道區(qū)。例如，阱層26的厚度可以為2 μ m或更小，并且阱層26的寬度可以為6 μ m或更小。如圖5中所示，阱層26相對于集電極區(qū)24同心設(shè)置， 使得可以采用阱層26完全圍繞集電極區(qū)24。S卩，阱層26成形為閉合的環(huán)，且集電極區(qū)24 位于講層26的內(nèi)部。
發(fā)射極區(qū)27形成在阱層26的表面部分中，并且終止在阱層26的內(nèi)部。發(fā)射極區(qū) 27在集電極區(qū)24的縱向方向上延伸。發(fā)射極區(qū)27具有直線形狀，并平行于除了集電極區(qū) 24在縱向方向上的端部(B卩，圓形的部分)之外的集電極區(qū)24設(shè)置。根據(jù)第一實(shí)施例，如圖 5中所示，發(fā)射極區(qū)27位于接觸層28和體層29的每一側(cè)。
接觸層28將阱層26固定至發(fā)射極電位，并且該接觸層28的雜質(zhì)濃度大于阱層26 的雜質(zhì)濃度。如圖5中所示，接觸層28相對于集電極區(qū)24同心地設(shè)置，使得可以采用接觸層28完全圍繞集電極區(qū)24。即，接觸層28成形為閉合的環(huán)，并且集電極區(qū)24位于接觸層 28的內(nèi)部。
體層29減小了由從集電極流向發(fā)射極的霍爾電流所引起的電壓降。體層29相對于集電極區(qū)24同心地設(shè)置，使得可以采用體層29完全圍繞集電極區(qū)24。S卩，體層29成形為閉合的環(huán)，并且集電極區(qū)24位于體層29的內(nèi)部。體層29減小或防止了采用發(fā)射極區(qū) 27、阱層26以及漂移層22構(gòu)造的寄生npn晶體管的操作。因此，可以改善截止時間。
在每個單元中，如圖5中所示，阱層26、發(fā)射極區(qū)27、接觸層28以及體層29設(shè)置在集電極區(qū)24的每一側(cè)。
柵極電極31位于阱層26的表面上，兩者之間設(shè)置有柵極絕緣層30。例如，柵極電極31可以由摻雜的多晶硅制成。通過將預(yù)定的電壓施加至柵極電極31，阱層26的表面部分成為溝道區(qū)。
集電極電極32位于集電極區(qū)24的表面上，并電連接至集電極區(qū)24。另外，發(fā)射極電極33位于發(fā)射極區(qū)27和接觸層2的表面上，并電連接至發(fā)射極區(qū)27和接觸層28。
集電極電極32與ρ+型部分24a形成歐姆接觸，并與P型部分24b形成肖特基接觸。
渦旋形場板(SRFP)34形成在集電極與柵極之間的LOCOS層23上。SRFP 34是通過將離子注入至非摻雜多晶硅中而形成的電阻器層。SRFP 34用于在集電極與柵極之間保持均勻的電位梯度。具體而言，如圖4中所示，將SRFP 34以渦旋(S卩，螺旋)形狀卷繞在集電極電極32周圍，并朝向發(fā)射極電極33延伸。SRFP 34的第一端部電連接至集電極電極 32，并且SRFP34的第二端部電連接至柵極電極31。由于由SRFP 34的內(nèi)電阻所引起的電壓降而導(dǎo)致隨著距集電極電極32的距離，SRFP 34的電位逐漸降低。S卩，SRFP 34的電位在從SRFP 34的第一端部到SRFP 34的第二端部的方向上逐漸降低。換句話說，SRFP 34的電位在從集電極電極32到發(fā)射極電極33的方向上逐漸降低。因此，可以使SRFP 34中的電位梯度保持均勻。因此，可以使位于跨越LOCOS氧化物23的SRFP 34下方的漂移層22中的電位梯度保持均勻。因此，減少了由非均勻電位梯度所導(dǎo)致的電場集中，使得可以提高擊穿電壓。另外，減少了碰撞電離，使得可以減小截止切換時間的增加。根據(jù)第一實(shí)施例， 將SRFP 34的雜質(zhì)濃度設(shè)定為使得可以減小橫向IGBT 8的擊穿電壓的變化。稍后會詳細(xì)描述SRFP 34的雜質(zhì)濃度。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，SRFP 34的第二電極電連接至柵極電極31?？商鎿Q地，SRFP 34的第二電極可以電連接至發(fā)射極電極33。
接著，將描述橫向IGBT 8的操作。當(dāng)將電壓施加至柵極電極31時，溝道區(qū)出現(xiàn)在阱層26的位于發(fā)射極區(qū)27與漂移層22之間的柵極電極31下方的表面部分中。隨后，電子從發(fā)射極電極33和發(fā)射極區(qū)27通過溝道區(qū)流動到漂移層22中。因此，空穴通過集電極電極32和集電極區(qū)24流動到漂移層22中。因此，在漂移層22中發(fā)生電導(dǎo)率調(diào)制，使得大電流可以在發(fā)射極與集電極之間流動。橫向IGBT 8以該方式來操作。
如上所述，在第一實(shí)施例的橫向IGBT 8中，集電極電極32與ρ+型部分24a形成歐姆接觸，并且與P型部分24b形成肖特基接觸。因此，可以減小來自集電極的空穴注入。具體來說，由于空穴注入的減小是由集電極電極32與集電極區(qū)24之間的接觸狀況來實(shí)現(xiàn)的， 所以并不需要緩沖層25用于減小空穴注入。因此，需要緩沖層25至少用作場截止層。為此，可以將緩沖層25的雜質(zhì)濃度降低至不影響來自集電極的空穴注入的效率的低水平。
接著，詳細(xì)描述橫向FWD 7的SRFP 21的雜質(zhì)濃度和橫向IGBT 8的SRFP 34的雜質(zhì)濃度。由于SRFP 21的雜質(zhì)濃度基本上等于SRFP 34的雜質(zhì)濃度，所以以下描述涉及 SRFP 34的雜質(zhì)濃度。
在深入研究之后，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)SRFP 34的第二端部被耗盡并且由于耗盡 而導(dǎo)致減小了 SRFP 34的第二端部中的空穴濃度。如以上所提到的，SRFP 34的電位在從SRFP 34 的第一端部至SRFP 34的第二端部的方向上降低。即，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)空穴濃度減小發(fā)生在 SRFP 34的最低電位側(cè)(即，在發(fā)射極側(cè)，而不是集電極側(cè))。
本發(fā)明人得出結(jié)論為擊穿電壓變化是由空穴濃度減小引起的。具體而言，將電場從下方通過LOCOS層23施加至SRFP 34，并且SRFP 34的電場強(qiáng)度在第二端部中變?yōu)樽畲蟮摹Ｒ虼?，SRFP 34的第二端部被耗盡，使得可以減小SRFP 34的第二端部中的空穴的濃度。 當(dāng)電流在SRFP 34中均勻流動時，由于空穴濃度減小而導(dǎo)致在第二端部中增大了 SRFP 34 的電阻，使得在第二端部中增大了電壓降。因此，漂移層22中的電場梯度在發(fā)射極側(cè)變得大于集電極側(cè)。這種非均勻的電場梯度引起了擊穿電壓變化。
另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)耗盡對于擊穿電壓的影響取決于SRFP 34的雜質(zhì)濃度，特別是SRFP 34的第二端部的雜質(zhì)濃度。具體而言，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)隨著SRFP 34的雜質(zhì)濃度變得越高，影響變得越小。以下參照圖6A-圖6C來討論這個原因。
本發(fā)明人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)來評價SRFP 34的雜質(zhì)濃度(即，空穴濃度)與耗盡之間的關(guān)系。圖6A是示出在實(shí)驗(yàn)中使用的橫向IGBT 8的視圖。圖6A是圖4的鏡像圖。圖6A中的區(qū)域R指示SRFP 34的第二端部。圖6B是區(qū)域R (B卩，SRFP 34的第二端部)的放大截面圖，并且示出了 SRFP 34的第二端部的表面部分、中間部分以及底部部分的每一個中的電場分布。圖6C是示出SRFP 34的第二端部的表面部分、中間部分以及底部部分的每一個的設(shè)定的雜質(zhì)濃度與測量的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系的視圖。在圖6C中，橫軸表示設(shè)定的雜質(zhì)濃度，而縱軸表示測量的雜質(zhì)濃度。在實(shí)驗(yàn)中使用的橫向IGBT 8中，將BOX層Ilb的厚度設(shè)定為5 μ m，將漂移層22的厚度設(shè)定為15 μ m,將LOCOS層23的厚度設(shè)定為O. 6 μ m，將集電極電壓設(shè)定為600V，將柵極電壓設(shè)定為0V，將發(fā)射極電壓設(shè)定為0V，并且所設(shè)定的雜質(zhì)濃度為1. 0X1014cnT3、l. OX 1016cnT3、2. 5 X 1016cm_3、5. O X 1016cm_3、7. 5 X 1016cm_3、I X 1017cm_3、 2. 5 X IO1W3,5. OXIO1Wu. OXlO1W 以及1. OXlO2W30
當(dāng)集電極電壓高(即，600V)，且柵極電壓和發(fā)射極電壓每一個均為OV時，SRFP 34 的電位在第二端部中變?yōu)樽畹?。在該情況下，如圖6B中所示，SRFP 34開始從第二端部的底部部分耗盡。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明耗盡展開的耗盡區(qū)取決于SRFP 34的雜質(zhì)濃度。
在實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整添加至SRFP 34的雜質(zhì)的劑量(S卩，量)，使得SRFP 34的第二端部的雜質(zhì)濃度可以變成由圖6C的橫軸表示的設(shè)定的雜質(zhì)濃度。由圖6C中的縱軸表示的所測量的雜質(zhì)濃度指示在實(shí)驗(yàn)中測量的SRFP 34的第二端部的實(shí)際雜質(zhì)濃度。在理想情況下，所測量的雜質(zhì)濃度將變成等于所設(shè)定的雜質(zhì)濃度。然而，如從圖6C中可見的，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明所測量的雜質(zhì)濃度小于所測量的雜質(zhì)濃度。具體而言，隨著所設(shè)定的雜質(zhì)濃度越低 (即，添加至SRFP 34的雜質(zhì)的劑量越小)，所設(shè)定的雜質(zhì)濃度與所測量的雜質(zhì)濃度之間的差變得越大。這種趨勢的原因在于隨著SRFP 34的雜質(zhì)濃度越低，SRFP 34越可能被耗盡。 即，SRFP 34的耗盡區(qū)取決于SRFP 34的第二端部的雜質(zhì)濃度。具體而言，隨著SRFP 34的第二端部的雜質(zhì)濃度越低，SRFP 34的耗盡層的尺寸變得越大。換言之，隨著SRFP 34的第二端部的雜質(zhì)濃度越高，SRFP 34的耗盡層的尺寸變得越小。
更具體地，如圖6中所示，在SRFP 34的第二端部的表面部分中，無論所設(shè)定的雜質(zhì)濃度如何，所設(shè)定的雜質(zhì)濃度與所測量的雜質(zhì)濃度之間的差很小。在SRFP 34的第二端部的中間部分和底部部分中，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度小于IXlO18Cnr3時，所設(shè)定的雜質(zhì)濃度與所測量的雜質(zhì)濃度之間的差非常大。基于該結(jié)果，本發(fā)明人得出結(jié)論可以通過將SRFP 34的第二端部的所設(shè)定的雜質(zhì)濃度設(shè)定為等于或大于I X IO18CnT3的值來 限制SRFP 34的耗盡區(qū)。
另外，本發(fā)明人通過改變電場強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以便評價SRFP 34的第二端部所測量的雜質(zhì)濃度與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。具體而言，將集電極電壓改變?yōu)?00V、300V以及 600V，使得電場強(qiáng)度可以以三個級別改變。應(yīng)當(dāng)注意，在SRFP 34的第二端部位于其上的 LOCOS層23的正下方的漂移層22中測量電場強(qiáng)度。圖7A、圖7B以及圖7C是示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的視圖。圖7A示出了 SRFP 34的第二端部的表面部分的測量的雜質(zhì)濃度與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。圖7B示出了 SRFP 34的第二端部的中間部分的測量的雜質(zhì)濃度與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。圖7C示出了 SRFP 34的第二端部的底部部分的測量的雜質(zhì)濃度與電場強(qiáng)度之間的關(guān)系。在圖7A-圖7C中，在電場強(qiáng)度為O. OXlOtl ( = 0)V/cm時所測量的雜質(zhì)濃度對應(yīng)于所設(shè)定的雜質(zhì)濃度。
如圖7A中所示，在表面部分中，無論所設(shè)定的雜質(zhì)濃度和電場強(qiáng)度如何，所設(shè)定的雜質(zhì)濃度與所測量的雜質(zhì)濃度之間的差很小。相反，如圖7B和7C中所示，在中間部分和底部部分中，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度很小且電場強(qiáng)度很高時，所設(shè)定的雜質(zhì)濃度與所測量的雜質(zhì)濃度之間的差很大。換言之，在中間部分和底部部分中，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度很低時， 測量的雜質(zhì)濃度對電場強(qiáng)度的依賴度很高。然而，即使在中間部分和底部部分中，當(dāng)設(shè)定的雜質(zhì)濃度很高時，所測量的雜質(zhì)濃度對電場強(qiáng)度依賴度會很低。具體而言，在中間部分和底部部分中，當(dāng)設(shè)定的雜質(zhì)濃度等于或大于IXlO18Cm-3時，無論電場強(qiáng)度如何，所設(shè)定的雜質(zhì)濃度與所測量的雜質(zhì)濃度之間的差很小，使得所測量的雜質(zhì)濃度對電場強(qiáng)度的依賴度可以很低。
另外，本發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以評價SRFP 34的第一端部(即，在集電極側(cè))、第二端部 (即，在發(fā)射極側(cè))以及第一端部與第二端部之間的中間部分中的所測量的雜質(zhì)濃度和耗盡區(qū)。在實(shí)驗(yàn)中，所設(shè)定的雜質(zhì)濃度改變?yōu)镮 X IO14Cm' I X IO16Cm' I X 1017cnT3、I X IO18CnT3 以及 I X 1020cm 3o IX IO14Cm 3、I X IO16Cm 3、I X IO17Cm 3、I X IO18Cm 3 以及 I X IO20Cm 3 的設(shè)定的雜質(zhì)濃度分別對應(yīng)于 2. 6X109cm_2、2. 6X10ncm_2、2. 6X1012cm_2、2. 6X1013cm_2 以及 2. 6 X IO15CnT2的雜質(zhì)劑量。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明在SRFP 34的第二部分中，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度很小時，所測量的雜質(zhì)濃度減小到低于所設(shè)定的雜質(zhì)濃度。相反，在SRFP 34的中間部分和第一端部中，即使當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度很小時，所測量的雜質(zhì)濃度幾乎等于所設(shè)定的雜質(zhì)濃度。另外，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度很小時，SRFP 34的第二部分被耗盡。相反，即使當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度很小時，SRFP 34的中間部分和第一端部也未被耗盡。此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度等于或大于I X IO18CnT3時，在SRFP 34的第一端部、第二端部以及中間部分的任一個中均不會發(fā)生所測量的雜質(zhì)濃度的減小和耗盡。
如上所述，當(dāng)SRFP 34的設(shè)定的雜質(zhì)濃度很低時，SRFP 34的第二端部被耗盡，使得SRFP 34的第二端部的所測量的雜質(zhì)濃度可以減小到低于所設(shè)定的雜質(zhì)濃度。因此， SRFP 34的電阻變得非均勻，使得漂移層22中的電場梯度變得非均勻。圖8A示出了當(dāng)SRFP 34的設(shè)定的雜質(zhì)濃度很低時所觀測的電場分布。圖SB示出了當(dāng)SRFP 34的設(shè)定的雜質(zhì)濃度等于或大于IXlO18Cm-3時所觀測的電場分布?！?br> 如圖8A中所示，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度很低時，SRFP 34的第二端部側(cè)(即，發(fā)射極偵D的電場梯度很大，而SRFP 34的第一端部側(cè)(S卩，集電極側(cè))的電場梯度很小。因此，電場梯度變得非均勻。因此，在SRFP 34的第二端部側(cè)，電場未適當(dāng)?shù)販p小，使得會出現(xiàn)擊穿電壓變化。相反，如圖8B中所示，當(dāng)SRFP 34的設(shè)定的雜質(zhì)濃度等于或大于I X 1018cm_3時， 電場梯度變得幾乎均勻，使得可以減小擊穿電壓變化。
如上所述，可以通過將SRFP 34的(至少第二端部的)雜質(zhì)濃度設(shè)定為等于或大于 IX IO18CnT3的值來限制SRFP 34的耗盡區(qū)。在這種方案中，減小了 SRFP 34的雜質(zhì)濃度(即， 空穴濃度)的減小，使得漂移層22中的電場的梯度可以是幾乎均勻的。因此，可以減小橫向 IGBT 8的擊穿電壓的變化。
本發(fā)明人評價了 SRFP 34的第二端部的所測量的雜質(zhì)濃度與距SRFP34的第二端部的表面的深度之間的關(guān)系。圖9是示出SRFP 34的第二端部的測量的雜質(zhì)濃度與距SRFP 34的第二端部的表面的深度之間的評價關(guān)系的視圖。圖10是基于圖9中所示的評價結(jié)果所創(chuàng)建的視圖，并且示出了 SRFP 34的濃度比與所設(shè)定的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系。該濃度比表示所測量的雜質(zhì)濃度與所設(shè)定的雜質(zhì)濃度的比率。
如圖10中所示，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度小于lX1018cm_3時(S卩，當(dāng)雜質(zhì)劑量小于 2. 5X IO1W2時)，濃度比很低。本發(fā)明人評價了三種情況下的橫向IGBT 8的靜態(tài)擊穿電壓和耐久性。在第一種情況下，將雜質(zhì)劑量設(shè)定為2. 5X1013Cm_2，使得所設(shè)定的雜質(zhì)濃度可以為lX1018cnT3。在第二種情況下，將雜質(zhì)劑量設(shè)定為1. 2X IO13CnT2，使得所設(shè)定的雜質(zhì)濃度可以小于lX1018cm_3。在第三種情況下，將雜質(zhì)劑量設(shè)定為7. OX 1012cm_2，使得設(shè)定的雜質(zhì)濃度可以小于lX1018cm_3。如圖10中所示，在第一種情況下，靜態(tài)擊穿電壓和耐久度良好。 相反，在第二和第三種情況下，靜態(tài)擊穿電壓和耐久度是不可接受的。具體而言，在第二種情況下，靜態(tài)擊穿電壓是可接受的，但靜態(tài)擊穿電壓的變化很大。因此，在第二種情況下，認(rèn)為靜態(tài)擊穿電壓是不可接受的。根據(jù)圖10中所示的評價結(jié)果，可以通過將SRFP 34的雜質(zhì)濃度設(shè)定為等于或大于IXlO18Cm-3的值來減小耗盡、雜質(zhì)濃度減小以及非均勻電場梯度。
另外，本發(fā)明人評價了集電極至發(fā)射極擊穿電壓與SRFP 34的設(shè)定的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系。圖11示出了擊穿電壓與所設(shè)定的雜質(zhì)濃度之間的評價關(guān)系。此外，圖11示出了圖10中所示的濃度比與設(shè)定的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系。在圖11中，實(shí)心圓表示擊穿電壓與所設(shè)定的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系，而實(shí)心方塊表示濃度比與所設(shè)定的雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系。
如圖11中所示，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度等于或大于lX1018cm_3時，濃度比幾乎是 100%,并且擊穿電壓等于或大于750V。相反，當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度減小至低于I X IO18CnT3 時，濃度比開始降低，并且擊穿電壓也開始降低。當(dāng)所設(shè)定的雜質(zhì)濃度等于或大于 IX IO17CnT3時，可以確保500V的高擊穿電壓。然而，在該情況下，發(fā)生擊穿電壓的變化。因此，為了確保穩(wěn)定的高擊穿電壓，優(yōu)選為使所設(shè)定的雜質(zhì)濃度等于或大于lX1018cnT3。應(yīng)當(dāng)注意可以通過增大所設(shè)定的雜質(zhì)濃度來增大擊穿電壓。然而，考慮到器件的漏電流標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)選為使所設(shè)定的雜質(zhì)濃度等于或小于2X 102°cnT3。
本發(fā)明人評價了在如圖12A-12C中所示的電場梯度為非均勻的條件下在LOCOS層 23正下方的漂移層22中的電位和電位差。在圖12A中所示的條件下，SRFP 34的設(shè)定雜質(zhì)條件是lX1014cm_3。在圖12B中所示的條件下，SRFP 34的設(shè)定雜質(zhì)條件是I X 1017cm_3。在圖12C中所示的條件下，SRFP34的設(shè)定雜質(zhì)條件是I X 102°cm_3。
圖13示出了漂移層22中所評價的電位和電位差。在圖13中，橫軸表示定義為在朝向集電極的方向上距發(fā)射極的距離的X坐標(biāo)。如圖13中所示，電位取決于所設(shè)定的雜質(zhì)濃度而變化。隨著所設(shè)定的雜質(zhì)濃度越低，在發(fā)射極側(cè)的電位差越大。這個的原因在于由于耗盡而導(dǎo)致SRFP 34的第二端部的電阻增大。因此，第二端部中的電壓降增大，使得在第二端部中的電位差增大。
圖14是示出在SRFP 34的第二端部位于其上的LOCOS層23正下方的漂移層22 中的電場、電位差以及電壓擊穿之間的關(guān)系的視圖。圖14由圖11和圖13中所示的結(jié)果而創(chuàng)建。如圖14中所示，當(dāng)電場等于或大于7.0 X 10_5cm時，電位差局部增大，使得可以減小擊穿電壓。
7. OX 10_5V/cm的電場對應(yīng)于I X 1018cm_3的雜質(zhì)濃度。即，當(dāng)SRFP 34的雜質(zhì)濃度小于IXlO18cnT3時，電位差增大，使得可以減小擊穿電壓。因此，本發(fā)明人得出結(jié)論為當(dāng) SRFP 34的雜質(zhì)濃度等于或大于IXlO18Cnr3時，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高擊穿電壓。應(yīng)當(dāng)注意在圖14中，擊穿電壓是實(shí)際數(shù)據(jù)，但電位差是模擬數(shù)據(jù)。
如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例，SRFP 34的第二端部的雜質(zhì)濃度設(shè)定為I X IO18CnT3或更大。SRFP 34的電位在第二端部最低。因此，減小了由于SRFP34的耗盡所導(dǎo)致的雜質(zhì)濃度(即，空穴濃度)的減小，使得可以減小IGBT8的擊穿電壓的變化。通過以與橫向FWD 7的 SRFP 21的雜質(zhì)濃度相同的方式來設(shè)定SRFP 34的雜質(zhì)濃度，可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。
(第二實(shí)施例)
以下描述本公開內(nèi)容的第二實(shí)施例。第一實(shí)施例與第二實(shí)施例之間的差別如下。
在第一實(shí)施例中，將SRFP 21和SRFP 34的雜質(zhì)濃度設(shè)定為使得可以減小橫向FWD 7和橫向IGBT 8的擊穿電壓的變化。在第二實(shí)施例中，將SRFP 21和SRFP 34的電阻設(shè)定為使得可以減小橫向FWD 7和橫向IGBT 8的擊穿電壓的變化。
由于基本上以與橫向FWD 7的SRFP 21的電阻相同的方式來設(shè)定橫向IGBT 8的 SRFP 34的電阻，所以以下描述涉及SRFP 21的電阻。
本發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來評價SRFP 21的電阻與圖2和圖3中所示的橫向FWD 7的擊穿電壓之間的關(guān)系。圖15示出了 SRFP 21的電阻與橫向FWD 7的擊穿電壓之間的評價關(guān)系。在圖15中，電阻表示為表面電阻率(Ω · cm)或體積電阻率(Ω/口，8卩，Ω/sq)。
如圖15中所示，擊穿電壓取決于SRFP 21的電阻而變化。另外，擊穿電壓變化取決于SRFP 21的電阻而變化。例如，當(dāng)調(diào)節(jié)添加至SRFP 21的雜質(zhì)的劑量以使得SRFP 21的表面電阻率的范圍可以從I X IO5 Ω / □至I X IO6 Ω / 口(S卩，使得SRFP 21的體積電阻率的范圍可以從1Χ1(Γ2 Ω · cm至IX KT1 Ω · cm)時，可以獲得700V或更大(具體地，約750V) 的穩(wěn)定的高擊穿電壓。相反，當(dāng)調(diào)節(jié)添加至SRFP 21的雜質(zhì)的劑量使得SRFP 21的表面電阻率可以為IX IO6 Ω/ □或更大時，可獲得不穩(wěn)定的低擊穿電壓。
例如，當(dāng)將SRFP 21的表面電阻率設(shè)定為1Χ106Ω/ □或更小時，橫向FED7可以具有600V或更小的穩(wěn)定保證的操作電壓。為此，根據(jù)第二實(shí)施例，將SRFP 21的表面電阻率設(shè)定為I X IO6 Ω/ □或更小。
另外，本發(fā)明人評價了添加至SRFP 21的雜質(zhì)的劑量與橫向FWD 7的擊穿電壓的變化之間的關(guān)系。圖16示出了雜質(zhì)的劑量與擊穿電壓的變化之間的評價關(guān)系。在圖16中， Λ V表示擊穿電壓的變化。
如圖16中所示，當(dāng)添加至SRFP 21的雜質(zhì)的劑量設(shè)定為I X IO13CnT3或更小時， 擊穿變化Λ V變?yōu)?80V，這是很大的值。相反，當(dāng)將添加至SRFP21的雜質(zhì)的劑量設(shè)定為2X IO13CnT3或更大時，擊穿變化AV變?yōu)?0V，這是很小的值。這樣做的原因在于SRFP 21 的電阻取決于雜質(zhì)激活率而變化。隨著添加至SRFP 21的雜質(zhì)的劑量越大，SRFP 21的電阻的變化變得越小，使得擊穿電壓變化AV可以變得更小。因此，根據(jù)實(shí)施例，為了減小擊穿電壓變化△ V，將雜質(zhì)的劑量設(shè)定為很大的值，使得可以將SRFP 21的表面電阻率設(shè)定為IX IO6 Ω/ □或更小。
另外，本發(fā)明人進(jìn)行了高溫阻斷測試來評價SRFP 21的電阻和橫向FWD 7的擊穿電壓的減小。圖17示出了測試的結(jié)果。在該測試中，如圖1中所示，橫向FWD 7和橫向IGBT 8彼此并聯(lián)連接，并且集電極-發(fā)射極電壓Vce相對于通電時間Time的變化是在以下條件下測量的JfSRFP 21的表面電阻率設(shè)定為2.1 XlO6 Ω/□和92. 8XlO3 Ω/□、將溫度設(shè)定為175°C、以及在陽極與陰極之間施加600V的電壓，使得在陽極與陰極之間可以流動1μ A 的電流。另外，在該測試中，將渦旋形SRFP 21的相鄰匝的間隔距離設(shè)定為1.2μπι，將BOX 層Ilb的厚度設(shè)定為5 μ m,并且將有源層Ilc的厚度設(shè)定為15 μ m。
如圖16中所示，當(dāng)SRFP 21的表面電阻率設(shè)定為92.8Χ103Ω/ □(其小于 1Χ106Ω/0)時，在測試期間擊穿電壓保持不變。相反，當(dāng)SRFP 21的表面電阻率設(shè)定為 2. 1Χ106Ω/□(其大于1Χ106Ω/□)時，在測試期間擊穿電壓減小。因此，當(dāng)將SRFP 21 的表面電阻率設(shè)定為1Χ106Ω/ □或更小時，在高溫條件下橫向FWD 7的擊穿電壓可以保持不變。
如上所述，根據(jù)第二實(shí)施例，將SRFP 21和SRFP 34的每一個的表面電阻率設(shè)定為 1Χ106Ω/□或更小。在這種方案中，可以減小橫向FWD 7和橫向IGBT 8的擊穿電壓的變化。
(第三實(shí)施例)
以下描述本公開內(nèi)容的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例與第一和第二實(shí)施例的差別如下。
圖18是根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD 7的截面圖。圖18對應(yīng)于圖3， 并且是沿圖2中的線II1-1II取得的。
如圖18中所示，有源層Ilc在與BOX層Ilb的界面處具有η型界面層lie。界面層Ile具有與有源層Ilc相同的導(dǎo)電類型。界面層lie的雜質(zhì)濃度高于有源層Ilc的雜質(zhì)濃度。如同第一和第二實(shí)施例，將SRFP 21的雜質(zhì)濃度設(shè)定為1. OX IO18cnT3或更大，或者將 SRFP 21的表面電阻率設(shè)定為I X IO6 Ω/ □或更小。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有源層Ilc具有界面層lie時，可以通過減小渦旋形SRFP 21的相鄰匝之間的間隔距離來改善電場減小效應(yīng)。因此，可以提高橫向FWD 7的擊穿電壓。
圖19A示出了由本發(fā)明人所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，該實(shí)驗(yàn)通過將SRFP 21的相鄰匝之間的間隔距離設(shè)定為2. 5μπι和Ι.Ομπι來評價添加至界面層Ile的雜質(zhì)的劑量與橫向 FffD 7的擊穿電壓之間的關(guān)系。圖19Β是由圖19Α所創(chuàng)建的視圖，并且示出了當(dāng)將雜質(zhì)劑量設(shè)定為1. 8Χ IO12CnT2和2. 3Χ IO12CnT2時，間隔距離與擊穿電壓之間的關(guān)系。在該實(shí)驗(yàn)中， 將BOX層IlB的厚度設(shè)定為5 μ m。
如圖19A中所示，擊穿電壓隨添加至界面層Ile的雜質(zhì)的劑量的增大而增大。然而，在雜質(zhì)劑量超過特定值之后，擊穿電壓開始降低。如圖19B中所示，間隔距離越小，擊穿電壓越高。具體而言，在雜質(zhì)劑量從1. 3X1012cm_2至2. 8X1012cm_2的范圍內(nèi)，在間隔距離設(shè)定為1. Ομπι時的擊穿電壓高于在間隔距離設(shè)定為2. 5μπι時的擊穿電壓。
如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例，橫向FWD 7的有源層Ilc在與BOX層Ilb的界面處具有界面層He，并 且減小SRFP 21的相鄰匝的間隔距離。在這種方案中，改善了電場集中效應(yīng)，使得可以提高橫向FWD 7的擊穿電壓。同樣，橫向IGBT 8的有源層Ilc可以在與BOX 層Ilb的界面處具有界面層lie，并且可以減小SRFP 34的相鄰匝的間隔距離。在這種方案中，改善了電場集中效應(yīng)，使得可以提高橫向IGBT 8的擊穿電壓。
(第四實(shí)施例)
以下參照圖20、圖21A以及圖21B描述本公開內(nèi)容的第四實(shí)施例。在第四實(shí)施例中，描述了第一、第二和第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的布線結(jié)構(gòu)。
圖20是示出第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD 7的一個單元的頂部布局圖的視圖。圖21A是示出沿圖20中的線XXIA-XXIA取得的截面圖的視圖。圖21B是示出沿圖 20中的線XXIB-XXIB取得的截面圖的視圖。第四實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)幾乎與第一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)相同。為了簡單起見，在圖21A和圖21B中省略了高雜質(zhì)濃度部分18等。
如圖20中所示，布線結(jié)構(gòu)形成在SOI襯底11的表面上，并連接至橫向FWD 7的每個部分。以下詳細(xì)描述布線結(jié)構(gòu)。
如圖21A和圖21B中所不,作為第一層間介電層的硼磷娃玻璃(BPSG)層40形成在SOI襯底11的表面上，使得可以采用BPSG層40覆蓋SRFP 21。BPSG層40具有接觸孔。 陰極接觸區(qū)14、陽極區(qū)16、以及SRFP 21的兩端通過接觸孔暴露在BPSG層40的外部。陰極電極19和陽極電極20形成在BPSG層40上。例如，陰極電極19和陽極電極20可由鋁制成。陰極電極19通過接觸孔連接至SRFP 21的一端以及陰極接觸區(qū)14。陽極電極20通過接觸孔連接至SRFP 21的另一端以及陽極區(qū)16。
氮化硅層41形成在陰極電極19、陽極電極20以及BPSG層40上。層間介電層42 形成在氮化娃層41上。第一旋涂式玻璃(SOG)層43形成在層間介電層42上。層間介電層44形成在第一 SOG層43上。氮化硅層41保護(hù)橫向FWD 7不與水接觸。第一 SOG層43 和層間介電層42及44用作第二層間介電層。此外，由于第一 SOG層43的高流動性，該第一 SOG層43用于提高平坦性。
層41-44具有接觸孔。陰極電極19和陽極電極20通過接觸孔暴露在層41-44的外部。第一招布線層46形成在層間介電層44上。第一招布線層46包括第一導(dǎo)線46a和第二導(dǎo)線46b。第一導(dǎo)線46a通過接觸孔電連接至陰極電極19。第二導(dǎo)線部46b通過接觸孔電連接至陽極電極20。
層間介電層47形成在第一鋁布線層46和層間介電層44上。第二旋涂式玻璃 (SOG)層48形成在層間介電層47上。層間介電層49形成在第二 SOG層48上。第二 SOG 層48和層間介電層47及49用作第三層間介電層。此外，由于第二 SOG層48的高流動性， 該第二 SOG層48用于提高平坦性。層47-49具有接觸孔。第一和第二導(dǎo)線46a和46b通過接觸孔暴露在層47-49的外部。第二鋁布線層50形成在層間介電層49上。第二鋁布線層50包括第一導(dǎo)線50a和第二導(dǎo)線50b。第一導(dǎo)線50a通過接觸孔電連接至第一導(dǎo)線46a， 該第一導(dǎo)線46a連接至陰極電極19。第二導(dǎo)線50b通過接觸孔電連接至第二導(dǎo)線46b，該第二導(dǎo)線46b連接至陽極電極20。
第一和第二鋁布線層46、50分別沿陰極接觸區(qū)14和陽極區(qū)16的縱向方向延伸。 連接至陽極區(qū)16的第一和第二招布線層46、50a的第一導(dǎo)線46a、50a在第一方向上延伸。 連接至陰極接觸區(qū)14的第一和第二鋁布線層46、50a的第二導(dǎo)線46b、50b在與第 一方向相反的第二方向上延伸。即，如圖21B中所示，連接至陰極接觸區(qū)14的第一和第二鋁布線層 46、50位于橫向FWD 7的每個層和SRFP 21的上方。將高電壓施加至第一和第二鋁布線層 46,50ο
諸如等離子體氮化硅(P-SiN)的保護(hù)層51形成在第二鋁層50上，使得可以采用保護(hù)層51覆蓋半導(dǎo)體器件的表面。以這種方式形成橫向FWD 7的布線結(jié)構(gòu)。
在該布線結(jié)構(gòu)中，水包含在諸如SOG層的層間介電層中。如果層間介電層中的水中的H離子和O離子進(jìn)入橫向FWD 7，則會使橫向FWD 7的特性退化。由于將高電壓施加至第一和第二鋁布線層46、50，所以具有正電荷的H離子和O離子有可能在遠(yuǎn)離第一和第二鋁布線層46、50的方向上移動。即，H離子和O離子有可能在朝向橫向FWD 7的方向上移動。 可以根據(jù)圖17來理解這樣的水的移動，該圖17示出了集電極-發(fā)射極電壓Vra隨著時間的推移而降低。
根據(jù)第四實(shí)施例，氮化硅層41位于包含水的層間介電層的下方，并且保護(hù)橫向 FffD 7不與水接觸。因此，可以保持橫向FWD 7的特性。
第四實(shí)施例中所討論的布線結(jié)構(gòu)不僅可以用于橫向FWD 7，還可以用于橫向IGBT 8。
(第五實(shí)施例)
以下參照圖22描述本公開內(nèi)容的第五實(shí)施例。在第五實(shí)施例中，如同在第四實(shí)施例中，描述了第一、第二以及第三實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的布線結(jié)構(gòu)。第五個實(shí)施例與第四實(shí)施例之間的差別如下。
圖22是示出第五實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD 7的一個單元的截面圖的視圖。 如圖22中所示，根據(jù)第五實(shí)施例，氮化硅層41位于BPSG層40的下方。S卩，氮化硅層41位于橫向FWD 7與BPSG層40之間。在這種方案中，氮化硅層41保護(hù)橫向FWD 7不與包含在 BPSG層40中的水接觸。因此，可以保持橫向FWD 7的特性。
(第六實(shí)施例)
以下參照圖23描述本公開內(nèi)容的第六實(shí)施例。第一實(shí)施例與第六實(shí)施例之間的差別如下。
在第六實(shí)施例中，使用半導(dǎo)體襯底60來代替SOI襯底11。圖23是示出第六實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD 7的一個單元的截面圖的視圖。如圖23中所示，半導(dǎo)體襯底60 包括Γ型硅襯底61和形成在硅襯底61上的n_型層62。層62用作漂移層12。溝槽63從漂移層12的表面通過漂移層12延伸至硅襯底61。例如，溝槽63可以具有0.67±0.07μπι 的寬度。以BPSG層填充溝槽63，使得可以形成溝槽隔離結(jié)構(gòu)64。采用溝槽隔離結(jié)構(gòu)64圍繞橫向FWD 7，并且由溝槽隔離結(jié)構(gòu)64將該橫向FWD 7與其它元件隔離。
以該方式，諸如硅襯底61的典型的硅襯底可以用作替代SOI襯底11的半導(dǎo)體襯 。
(第七實(shí)施例)
以下參照圖24描述本公開內(nèi)容的第七實(shí)施例。第六實(shí)施例與第七實(shí)施例之間的差別如下。
在第七實(shí)施例中，如同在第六實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底60用來替代SOI襯底11。圖 24是示出第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD 7的一個單元的截面圖的視圖。如圖24中所不，半導(dǎo)體襯底60包括P.型娃襯底61和形成在娃襯底61上的rT型層62。層62用作漂移層12。P—型隔離區(qū)65從漂移層12的表面通過漂移層12延伸至硅襯底61。采用隔離區(qū)65圍繞橫向FWD7，并且由隔離區(qū)65與漂移層22之間的pn結(jié)將該橫向FWD 7與其它元件隔離。
以該方式，由隔離區(qū)65和漂移層22形成的pn結(jié)隔離結(jié)構(gòu)可以用于替代溝槽隔離結(jié)構(gòu)64。
(第七實(shí)施例)
以下參照圖24描述本公開內(nèi)容的第七實(shí)施例。第六實(shí)施例與第七實(shí)施例之間的差別如下。
在第七實(shí)施例中，如同在第六實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底60用來替代SOI襯底11。圖 24是示出第七實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的橫向FWD 7的一個單元的截面圖的視圖。如圖24中所不，半導(dǎo)體襯底60包括P.型娃襯底61和形成在娃襯底61上的rT型層62。層62用作漂移層12。P—型隔離區(qū)65從漂移層12的表面通過漂移層12延伸至硅襯底61。采用隔離區(qū)65圍繞橫向FWD7，并且由隔離區(qū)65與漂移層22之間的pn結(jié)將該橫向FWD 7與其它元件隔離。
以該方式，由隔離區(qū)65和漂移層22形成的pn結(jié)隔離結(jié)構(gòu)可以用于替代溝槽隔離結(jié)構(gòu)64。
(變型)
雖然已經(jīng)參照其實(shí)施例描述了本公開內(nèi)容，但是應(yīng)當(dāng)理解，本公開內(nèi)容并不限于所述實(shí)施例和構(gòu)造。本公開內(nèi)容意在涵蓋各種變型和等同設(shè)置。此外，雖然描述了各種組合和配置，但是包括更多、更少或僅單個元件的其它組合和配置也均在本公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)。
例如，在實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有橫向FWD 7和橫向IGBT 8兩者?？商鎿Q地，半導(dǎo)體器件可以具有橫向FWD 7或橫向IGBT 8中的任一個。橫向兀件并不限于橫向FWD 7 和橫向IGBT 8。例如，如圖25中所示，橫向元件可以是橫向LDMOS。圖25是橫向LDMOS頂部布局圖。在橫向LDMOS中，柵極電極91和源極區(qū)72相對于漏極區(qū)70同心地設(shè)置。將 SRFP73以渦旋(即，螺旋)形狀卷繞在漏極區(qū)70的周圍。如實(shí)施例中所描述的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于LDMOS。
在這些實(shí)施例中，電阻性場板21和34是渦旋形的。電阻性場板21和34并不限于渦旋形狀。即使當(dāng)電阻性場板具有除渦旋以外的形狀時，也可以通過將低電位電極側(cè)(在橫向FWD 7的情況下為陽極，在橫向IGBT 8的情況下為發(fā)射極)的電阻性場板的第二端的雜質(zhì)濃度設(shè)定為等于或大于IXlO18Cm-3的值，來獲得這些實(shí)施例的相同優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)當(dāng)注意，將電阻性場板的第二端部定義為面對連接至較低電位電極的擴(kuò)散層的部分。例如，當(dāng)電阻性場板具有渦旋形狀且卷繞在較高電位電極周圍時，電阻性場板的第二端部是渦旋形狀的最外匝。更具體地，電阻性場板的第二端部是面對連接至較低電位電極的擴(kuò)散層的渦旋形狀的最外匝的部分。相反，當(dāng)電阻性場板具有渦旋形狀且卷繞在較低電位電極周圍時，電阻性場板的第二端部是渦旋形狀的最內(nèi)匝。更具體地，電阻性場板的第二端部是面對連接至較低電位電極的擴(kuò)散層的渦旋形狀的最內(nèi)匝的部分。
在這些實(shí)施例中，渦旋形電阻性場板的相鄰匝由預(yù)定的距離來間隔?？商鎿Q地，如圖26中所示，電阻性場板21的相鄰匝的間隔距離可以為零，使得電阻性場板21可以具有環(huán)形形狀，該環(huán)形形狀在從陰極至陽極的方向上具有預(yù)定的寬度。如圖26中的粗線所指示的，電阻性場板21具有面對連接至陽極電極20的陽極區(qū)16的部分。在圖26中所示的示例中，電阻性場板21的至少面對部分的雜質(zhì)濃度可以設(shè)定為I X IO18CnT3或更大。在這種方案中，可以獲得與這些實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。
這些實(shí)施例中的導(dǎo)電類型可以互換。
權(quán)利要求
1.一種具有橫向元件(7，8)的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底(11，60)，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層(llc，62)；第一電極(19, 32),位于所述半導(dǎo)體層(11c, 62)的表面上；第二電極(20，33)，位于所述半導(dǎo)體層(llc，62)的所述表面上；以及電阻性場板(21, 34),從所述第一電極(19, 32)朝向所述第二電極(20, 33)延伸,其中 所述橫向元件(7，8)傳送所述第一電極(19，32)與所述第二電極(20，33)之間的電流； 施加至所述第二電極(20，33)的電壓小于施加至所述第一電極(19，32)的電壓；所述電阻性場板(21，34)具有第一端部和與所述第一端部相對的第二端部；所述電阻性場板(21，34)的所述第二端部設(shè)置得比所述電阻性場板(21，34)的所述第一端部更靠近所述第二電極(20，33);并且所述第二端部中的第一雜質(zhì)的濃度等于或大于I X IO1W30
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述電阻性場板(21，34)以渦旋形狀卷繞在所述第一電極(19，32)和所述第二電極 (20，33)中的一個的周圍，并且朝向所述第一電極(19，32)和所述第二電極(20，33 )中的另一個延伸；當(dāng)所述電阻性場板(21，34)卷繞在所述第一電極(19，32)周圍時，所述渦旋形狀的最外匝中的所述第一雜質(zhì)的濃度等于或大于lX1018cm_3 ;并且當(dāng)所述電阻性場板(21，34)卷繞在所述第二電極(20，33)周圍時，所述渦旋形狀的最內(nèi)匝中的所述第一雜質(zhì)的濃度等于或大于lX1018cm_3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述電阻性場板(21，34)中的所述第一雜質(zhì)的劑量等于或大于2.0X1013cm_3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體襯底是SOI襯底(11 )，所述SOI襯底(11)包括支撐襯底(I la)、所述支撐襯底(Ila)上的埋入絕緣層(lib)、以及所述埋入絕緣層(Ilb)上的有源層(11c)，所述有源層 (Ilc)用作所述半導(dǎo)體層；所述有源層(Ilc)在與所述埋入絕緣層(Ilb)的界面處具有第一導(dǎo)電類型的界面層 (He)；所述界面層(He)中的第二雜質(zhì)的濃度大于所述有源層(He)的剩余部分中的所述第二雜質(zhì)的濃度；所述第二雜質(zhì)是第一導(dǎo)電類型的；所述渦旋形狀的相鄰匝之間的間隔距離等于或小于I μ m ;并且所述界面層(lie)中的所述第二雜質(zhì)的劑量的范圍從1. 3 X IO12CnT2至2. 8 X 1012cm_2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述半導(dǎo)體襯底(11，16)上的第一層間介電層(40)，所述第一層間介電層(40)覆蓋所述電阻性場板(21，34);以及所述第一層間介電層(40)上的氮化硅層(41)，所述氮化硅層(41)覆蓋所述第一電極 (19，32)和所述第二電極(20，33);其中所述第一層間介電層(40)具有接觸孔；并且所述第一電極(19，32 )和所述第二電極(20，33 )通過所述接觸孔電連接至所述橫向元件(7，8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述半導(dǎo)體襯底(11，16)上的氮化硅層(41 )，所述氮化硅層(41)覆蓋所述電阻性場板 (21，34);以及所述氮化硅層(41)上的第一層間介電層(40);其中所述氮化硅層(41)和所述第一層間介電層(40)中的每一個均具有接觸孔；并且所述第一電極(19，32 )和所述第二電極(20，33 )通過所述接觸孔電連接至所述橫向元件(7，8)。
7.一種具有橫向元件(7，8)的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底(11，60)，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層(llc，62)；在所述半導(dǎo)體層(11c, 62)的表面上的第一電極(19, 32)；在所述半導(dǎo)體層(llc，62)的所述表面上的第二電極(20，33)；電阻性場板(21，34)，所述電阻性場板(21，34)以渦旋形狀卷繞在所述第一電極(19， 32)的周圍并且朝向所述第二電極(20，33)延伸；其中所述電阻性場板(21，34)的電阻等于或小于I X IO6 Ω /Sq。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中所述電阻性場板(21,34)中的第一雜質(zhì)的劑量等于或大于2. OX 1013cm_3。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中所述半導(dǎo)體襯底是SOI襯底(11 )，所述SOI襯底(11)包括支撐襯底(I la)、所述支撐襯底(Ila)上的埋入絕緣層(lib)、以及所述埋入絕緣層(Ilb)上的有源層(11c)，所述有源層 (Ilc)用作所述半導(dǎo)體層；所述有源層(Ilc)在與所述埋入絕緣層(Ilb)的界面處具有第一導(dǎo)電類型的界面層 (He)；所述界面層(He)中的第二雜質(zhì)的濃度大于所述有源層(He)的剩余部分中的所述第二雜質(zhì)的濃度；所述第二雜質(zhì)是第一導(dǎo)電類型的；所述渦旋形狀的相鄰匝之間的間隔距離等于或小于I μ m ;并且所述界面層(lie)中的所述第二雜質(zhì)的劑量的范圍從1. 3 X IO12CnT2至2. 8 X 1012cm_2。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述半導(dǎo)體襯底(11，16)上的第一層間介電層(40)，所述第一層間介電層(40)覆蓋所述電阻性場板(21，34);以及所述第一層間介電層(40)上的氮化硅層(41)，所述氮化硅層(41)覆蓋所述第一電極 (19，32)和所述第二電極(20，33);其中所述第一層間介電層(40)具有接觸孔；并且所述第一電極(19，32 )和所述第二電極(20，33 )通過所述接觸孔電連接至所述橫向元件(7，8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述半導(dǎo)體襯底(11，16)上的氮化硅層(41 )，所述氮化硅層(41)覆蓋所述電阻性場板 (21,34);以及所述氮化硅層 (41)上的第一層間介電層(40);其中所述氮化硅層(41)和所述第一層間介電層(40)中的每一個均具有接觸孔；并且所述第一電極(19，32 )和所述第二電極(20，33 )通過所述接觸孔電連接至所述橫向元件(7，8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有橫向元件(7，8)的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底(11，60)、所述襯底(11，60)上的第一和第二電極(19，32，20，33)、以及從所述第一電極(19，32)延伸至所述第二電極(20，33)的電阻性場板(21，34)。所述橫向元件(7，8)傳送所述第一與第二電極(19，32，20，33)之間的電流。施加至所述第二電極(20，33)的電壓小于施加至所述第一電極(19，32)的電壓。所述電阻性場板(21，34)具有第一端部和與所述第一端部相對的第二端部。所述第二端部設(shè)置得比所述第一端部更靠近所述第二電極(20，33)。所述第二端部中的雜質(zhì)濃度等于或大于1×1018cm-3。
文檔編號H01L29/40GK103022095SQ20121036937
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者酒井健, 山田明, 高橋茂樹, 蘆田洋一, 白木聰 申請人:株式會社電裝