半導(dǎo)體裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種半導(dǎo)體裝置，具備具有第1面和對(duì)置于上述第1面的第2面的第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層、和形成在上述第1半導(dǎo)體層的上述第1面上的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層。進(jìn)而，上述裝置具備形成于上述第1及第2半導(dǎo)體層上且在與上述第1面平行的第1方向上延伸的多個(gè)控制電極、和在上述第2半導(dǎo)體層的與上述第1半導(dǎo)體層相反的一側(cè)沿著上述第1方向交替地形成的多個(gè)上述第1導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體層及多個(gè)上述第2導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體層。進(jìn)而，上述裝置具備在上述第2半導(dǎo)體層的上述第1半導(dǎo)體層側(cè)、或被上述第2半導(dǎo)體層包圍的位置上形成的多個(gè)上述第1導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體層；上述第5半導(dǎo)體層沿著上述第1方向相互離開(kāi)而配置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】半導(dǎo)體裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)享受以日本專(zhuān)利申請(qǐng)2013 - 185612號(hào)(申請(qǐng)日:2013年9月6日)為基礎(chǔ)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過(guò)參照該基礎(chǔ)申請(qǐng)而包括基礎(chǔ)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體裝置。

【背景技術(shù)】
[0004]在溝槽型IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)等電力用晶體管中，為了使IE效應(yīng)(載流子注入促進(jìn)效應(yīng))提高，有在溝槽間的發(fā)射極層及接觸層的下方形成阻擋層的情況。但是，阻擋層有空穴難以通過(guò)、在空穴通過(guò)時(shí)產(chǎn)生潛透電阻(日語(yǔ)C >9抵抗)等的問(wèn)題，帶來(lái)電力用晶體管的關(guān)斷時(shí)的損失的增大、及電力用晶體管的閉鎖耐量的降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種能夠降低具備阻擋層的電力用晶體管的關(guān)斷時(shí)的損失的半導(dǎo)體裝置。
[0006]根據(jù)一實(shí)施方式，半導(dǎo)體裝置具備具有第I面和對(duì)置于上述第I面的第2面的第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層、和形成在上述第I半導(dǎo)體層的上述第I面上的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層。進(jìn)而，上述裝置具備隔著絕緣膜形成于上述第I半導(dǎo)體層及第2半導(dǎo)體層上且在與上述第I面平行的第I方向上延伸的多個(gè)控制電極、和在上述第2半導(dǎo)體層的與上述第I半導(dǎo)體層相反的一側(cè)沿著上述第I方向交替地形成的多個(gè)上述第I導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體層及多個(gè)上述第2導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體層。進(jìn)而，上述裝置具備在上述第2半導(dǎo)體層的上述第I半導(dǎo)體層側(cè)、或被上述第2半導(dǎo)體層包圍的位置上形成的多個(gè)上述第I導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體層；上述第5半導(dǎo)體層沿著上述第I方向相互離開(kāi)而配置。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是表示第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的俯視圖及剖視圖。
[0008]圖2是表示第I實(shí)施方式及其變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的立體圖。
[0009]圖3是表示第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的Z方向的雜質(zhì)濃度分布的例子的圖。
[0010]圖4是表示第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的Y方向的雜質(zhì)濃度分布的例子的圖。
[0011]圖5是表示第I實(shí)施方式的變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的剖視圖。
[0012]圖6是表示第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的剖視圖。
[0013]圖7是表示第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的Y方向的雜質(zhì)濃度分布的例子的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]以下，參照【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0015](第I實(shí)施方式)
[0016]圖1是表示第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的俯視圖及剖視圖。圖2是表示第I實(shí)施方式及其變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的立體圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置作為電力用晶體管而具備溝槽型IGBT。
[0017]圖1 (a)是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的俯視圖，圖1 (b)和圖1 (C)分別是表示沿著圖1 (a)所示的I 一 I’線、J 一 J’線的剖視圖。另外，圖1 (a)相當(dāng)于沿著圖1 (b)和圖1 (C)所示的平面K的俯視圖。
[0018]圖2 Ca)是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的立體圖，圖2 (b)是表示本實(shí)施方式的變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的立體圖。圖2 (a)和圖2 (b)為了說(shuō)明的方便，僅表不圖1 (a)?圖1 (C)所不的構(gòu)成要素的一部分。
[0019]以下，參照?qǐng)D1 (a)?圖1 (C)對(duì)第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說(shuō)明，在該說(shuō)明中也適當(dāng)參照?qǐng)D2 (a)和圖2 (b)。
[0020]本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備作為第I半導(dǎo)體層的例子的η —型的第I基底層11、作為第2半導(dǎo)體層的例子的P型的第2基底層12、多個(gè)作為第3半導(dǎo)體層的例子的η+型的發(fā)射極層(源極層)13、多個(gè)作為第4半導(dǎo)體層的例子的P+型的接觸層14、P型的集電極層(漏極層)15、η型的緩沖層16、多個(gè)作為第5半導(dǎo)體層的例子的η型的阻擋層17、柵極絕緣膜18、多個(gè)作為控制電極的例子的柵極電極19、絕緣膜21、柵極布線22、絕緣膜23、發(fā)射極電極24和集電極電極25。在圖2 (a)中，將第I基底層11和第2基底層12的界面用虛線表示。
[0021]在本實(shí)施方式中，設(shè)第1、第2導(dǎo)電型分別為η型、P型，但也可以代之而設(shè)第1、第2導(dǎo)電型分別為P型、η型。
[0022]第I基底層11、第2基底層12、發(fā)射極層13、接觸層14、集電極層15、緩沖層16及阻擋層17例如是硅層。
[0023]第I基底層11具有第I面S1、和對(duì)置于第I面S1的第2面S2。圖1 (a)?圖1(c)表示與第I基底層11的第1、第2面Sp S2平行且相互垂直的X方向及Y方向、和與第I基底層11的第1、第2面SpS2垂直的Z方向。Y方向是第I方向的例子，Z方向是第2方向的例子。
[0024]第2基底層12形成在第I基底層11的第I面S1上。標(biāo)號(hào)T表示形成在第I及第2基底層11、12上、在Y方向上延伸的多個(gè)溝槽。
[0025]在本說(shuō)明書(shū)中，將+Z方向取為上方向，將一 Z方向取為下方向。例如，將第I基底層11的第1、第2面Sp S2的位置關(guān)系表現(xiàn)為第I面S1位于第2面S2的上方。
[0026]柵極絕緣膜18形成在溝槽T的側(cè)面及底面上。柵極絕緣膜18例如是硅氧化膜。柵極電極19在溝槽T內(nèi)隔著柵極絕緣膜18形成，在Y方向上延伸。柵極電極19例如是多晶娃層。
[0027]發(fā)射極層13和接觸層14沿著Y方向交替地形成在第2基底層12的與第I基底層11相反的一側(cè)。集電極層15隔著緩沖層16形成在第I基底層11的第2面S2上。本實(shí)施方式的發(fā)射極層13及接觸層14的上端被設(shè)定為與柵極電極19的上端相同的高度。標(biāo)號(hào)S表示發(fā)射極層13、接觸層14及柵極電極19的上端。
[0028]阻擋層17形成在第2基底層12的第I基底層11側(cè)。此外，阻擋層17沿著Y方向相互離開(kāi)而配置。標(biāo)號(hào)R表示在Y方向上鄰接的阻擋層17間的間隙。標(biāo)號(hào)P (參照?qǐng)D2(a))表示在Y方向上鄰接的阻擋層17間的間距(周期)。
[0029]在平行于Z方向地觀察半導(dǎo)體裝置的情況下，阻擋層17設(shè)在與發(fā)射極層13重疊的位置上。此外，在平行于Z方向地觀察半導(dǎo)體裝置的情況下，阻擋層17間的間隙R設(shè)置在與接觸層14重疊的位置上。此外，阻擋層17間的間距P設(shè)定為與在Y方向上相互鄰接的發(fā)射極層13間的間距相同的間距、或設(shè)定為與在Y方向上相互鄰接的接觸層14間的間距相同的間距。
[0030]另外，第2基底層12、發(fā)射極層13、接觸層14、阻擋層17以與夾持它們的兩側(cè)的溝槽T的側(cè)面相接的方式配置。此外，發(fā)射極層13和接觸層14沿著Y方向交替地配置。這樣的構(gòu)造與例如發(fā)射極層13和接觸層14在X方向上相互鄰接的構(gòu)造相比，有溝槽T間的間隔即使較窄也容易形成的優(yōu)點(diǎn)。
[0031]此外，柵極電極19的上端S與阻擋層17的下端的距離D1如圖2 Ca)所示，設(shè)定得比柵極電極19的上端S與溝槽T的下端的距離D2短汍洱)。但是，如圖2 (b)所示，如果柵極電極19的上端S與阻擋層17的上端的距離D3比柵極電極19的上端S與溝槽T的下端的距離D2短(D3〈D2)，則柵極電極19的上端S與阻擋層17的下端的距離D1也可以設(shè)定得比柵極電極19的上端S與溝槽T的下端的距離D2 *(Di>D2)。S卩，阻擋層17既可以其整體夾在溝槽T間(柵極電極19間)，也可以僅其一部分夾在溝槽T間(柵極電極19間)。
[0032]柵極布線22隔著絕緣膜21形成在接觸層14及柵極電極19的上端S上，在X方向上延伸。絕緣膜21例如是硅氧化膜，柵極布線22例如是多晶硅層。柵極布線22與柵極電極19電連接。
[0033]發(fā)射極電極24隔著絕緣膜21、柵極布線22及絕緣膜23形成在發(fā)射極層13、接觸層14及柵極電極19的上端S上，與發(fā)射極層13及接觸層14電連接。集電極電極25形成在集電極層15的下表面上，與集電極層15電連接。
[0034](I)第I實(shí)施方式的各半導(dǎo)體層的雜質(zhì)濃度
[0035]接著，參照?qǐng)D3及圖4，對(duì)第I實(shí)施方式的各半導(dǎo)體層的雜質(zhì)濃度進(jìn)行說(shuō)明。
[0036]圖3是表示第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的Z方向的雜質(zhì)濃度分布的例子的圖。
[0037]圖3表示通過(guò)發(fā)射極層13、第2基底層12、阻擋層17、第I基底層11的平行于Z方向的直線上的雜質(zhì)濃度分布。圖3的雜質(zhì)濃度單位是1/cm3。
[0038]標(biāo)號(hào)Cn、Cp分別表示各層的η型雜質(zhì)濃度、P型雜質(zhì)濃度。η型雜質(zhì)例如是磷，P型雜質(zhì)例如是硼。此外，標(biāo)號(hào)C表示將η型雜質(zhì)濃度與ρ型雜質(zhì)濃度抵消后的各層的有效的雜質(zhì)濃度。由此，在這些雜質(zhì)濃度之間，c=|cn - CpI的關(guān)系成立(11表示絕對(duì)值)。
[0039]在本實(shí)施方式中，阻擋層17內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值如圖3所示，設(shè)定得比發(fā)射極層13內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值低，設(shè)定得比第I基底層11內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值高。此外，阻擋層17內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值設(shè)定為與第2基底層12內(nèi)的有效的ρ型雜質(zhì)濃度C的峰值相同程度的值。
[0040]在本實(shí)施方式中，阻擋層17內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值如圖3所示，設(shè)定為發(fā)射極層13內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值的1/10以下，具體而言，設(shè)定為低兩個(gè)數(shù)量級(jí)左右。
[0041]圖4是表示第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的Y方向的雜質(zhì)濃度分布的例子的圖。
[0042]圖4表示通過(guò)阻擋層17、第2基底層12的平行于Y方向的直線上的雜質(zhì)濃度分布。圖4的雜質(zhì)濃度單位是Ι/cm3。標(biāo)號(hào)C表示各層的有效的雜質(zhì)濃度。
[0043]圖4與圖3同樣，表示阻擋層17內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值被設(shè)定為與第2基底層12內(nèi)的有效的P型雜質(zhì)濃度C的峰值相同程度的值的狀況。
[0044]如以上這樣，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置在第2基底層12的第I基底層11側(cè)具備多個(gè)阻擋層17，這些阻擋層17在各個(gè)柵極電極19間在Y方向上相互離開(kāi)而配置。因此，在Y方向上鄰接的阻擋層17間形成有間隙R。
[0045]由此，根據(jù)本實(shí)施方式，如用箭頭A表示那樣，第I基底層11內(nèi)的空穴通過(guò)經(jīng)過(guò)間隙R而容易從第I基底層11抽出到接觸層14。由此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠降低電力用晶體管的關(guān)斷時(shí)的損失。
[0046]此外，根據(jù)本實(shí)施方式，如用箭頭B表示那樣，通過(guò)減少第I基底層11內(nèi)的空穴經(jīng)過(guò)阻擋層17的比例，將由阻擋層17的通過(guò)而引起的潛透電阻降低。由此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠抑制由寄生電阻造成的閉鎖，能夠使電力用晶體管的閉鎖耐量提高。
[0047]這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在享受由阻擋層17帶來(lái)的IE效應(yīng)提高的利益的同時(shí)，降低電力用晶體管的關(guān)斷時(shí)的損失并使電力用晶體管的閉鎖耐量提高。
[0048]此外，在本實(shí)施方式中，阻擋層17設(shè)于在Z方向上與發(fā)射極層13重疊的位置上，阻擋層17間的間隙R設(shè)于在Z方向上與接觸層14重疊的位置上。
[0049]由此，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)采用這樣的配置，空穴從第I基底層11經(jīng)由間隙R到達(dá)接觸層14的路徑被縮短，空穴更容易抽出到接觸層14。
[0050]圖5是表示第I實(shí)施方式的變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的剖視圖。
[0051]圖1 (b)的阻擋層17的Y方向的寬度被設(shè)定為與發(fā)射極層13的Y方向的寬度相同程度。但是，本實(shí)施方式的阻擋層17的Y方向的寬度也可以如圖5 (a)所示那樣比發(fā)射極層13的Y方向的寬度短，也可以如圖5 (b)所示那樣比發(fā)射極層13的Y方向的寬度長(zhǎng)。
[0052]換言之，阻擋層17既可以如圖1 (b)所示那樣在Z方向上與發(fā)射極層13完全重疊，也可以如圖5 (a)或圖5 (b)所示那樣在Z方向上與發(fā)射極層13部分地重疊。
[0053]此外，阻擋層17間的間隙R既可以如圖1 (b)所示那樣在Z方向上與接觸層14完全重疊，也可以如圖5 (a)或圖5 (b)所示那樣在Z方向上與接觸層14部分地重疊。
[0054]另外，如圖1 (b)所示那樣將阻擋層17的Y方向的寬度設(shè)定為與發(fā)射極層13的Y方向的寬度相同程度，具有如下優(yōu)點(diǎn)，即:能夠?qū)⒂脕?lái)形成阻擋層17的雜質(zhì)注入處理和用來(lái)形成發(fā)射極層13的雜質(zhì)注入處理使用相同的抗蝕劑掩模實(shí)施。
[0055]本實(shí)施方式的阻擋層17如圖1 (b)、圖5 (a)、圖5 (b)所不,形成在第2基底層12的第I基底層11側(cè)。由此，阻擋層17的上表面接觸在第2基底層12的下表面上，阻擋層17的下表面接觸在第I基底層11的第I面S1上。但是，阻擋層17也可以形成在被第2基底層12包圍的位置上。即，本實(shí)施方式的第2基底層12可以不僅與阻擋層17的上表面相接、還夾在阻擋層17的下表面與第I基底層11的第I面S1之間。這在后述的第2實(shí)施方式中也是同樣的。
[0056](第2實(shí)施方式)
[0057]圖6是表示第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的剖視圖。
[0058]圖6與圖1 (b)同樣，是沿著圖1 (a)所示的I — I’線的剖視圖。以下對(duì)第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說(shuō)明，而關(guān)于在第I實(shí)施方式和第2實(shí)施方式中共通的事項(xiàng)省略說(shuō)明。
[0059]本實(shí)施方式的阻擋層17與第I實(shí)施方式的阻擋層17同樣，形成在第2基底層12的第I基底層11側(cè)。
[0060]但是，本實(shí)施方式的阻擋層17與第I實(shí)施方式的阻擋層17不同，在各個(gè)柵極電極19間在Y方向上延伸。
[0061]標(biāo)號(hào)17a表不阻擋層17的第I區(qū)域,位于發(fā)射極層13的正下方。標(biāo)號(hào)17b表不阻擋層17的第2區(qū)域，位于接觸層14的正下方。關(guān)于第1、第2區(qū)域17a、17b的詳細(xì)情況在后面敘述。
[0062]另外，本實(shí)施方式的阻擋層17例如可以通過(guò)用離子注入在第I基底層11與第2基底層12之間形成多個(gè)η型層、利用之后的熱工序使η型雜質(zhì)擴(kuò)散直到它們的η型層彼此被結(jié)合而形成。
[0063](I)第2實(shí)施方式的阻擋層17的雜質(zhì)濃度
[0064]接著，參照?qǐng)D7，對(duì)第2實(shí)施方式的阻擋層17的雜質(zhì)濃度進(jìn)行說(shuō)明。
[0065]圖7是表示第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的Y方向的雜質(zhì)濃度分布的例子的圖。
[0066]圖7表示通過(guò)阻擋層17的平行于Y方向的直線上的雜質(zhì)濃度分布。圖7的雜質(zhì)濃度單位是Ι/cm3。標(biāo)號(hào)C表示阻擋層17內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度。
[0067]本實(shí)施方式的阻擋層17如圖7所示，沿著Y方向交替地具有有效的η型雜質(zhì)濃度C的多個(gè)極大點(diǎn)C1、和有效的η型雜質(zhì)濃度C的多個(gè)極小點(diǎn)C2。
[0068]在將半導(dǎo)體裝置平行于Z方向觀察的情況下，極大點(diǎn)C1設(shè)在與發(fā)射極層13重疊的位置上。即，極大點(diǎn)C1設(shè)在阻擋層17的第I區(qū)域17a內(nèi)。
[0069]另一方面，在將半導(dǎo)體裝置平行于Z方向觀察的情況下，極小點(diǎn)C2設(shè)在與接觸層14重疊的位置上。即，極小點(diǎn)C2設(shè)在阻擋層17的第2區(qū)域17b內(nèi)。
[0070]在本實(shí)施方式中，極大點(diǎn)C1的有效的η型雜質(zhì)濃度C被設(shè)定得比發(fā)射極層13內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值低，被設(shè)定得比第I基底層11內(nèi)的有效的η型雜質(zhì)濃度C的峰值高。此外，極大點(diǎn)C1的有效的η型雜質(zhì)濃度C被設(shè)定為與第2基底層12內(nèi)的有效的ρ型雜質(zhì)濃度C的峰值相同程度的值。
[0071]此外，極小點(diǎn)C2的有效的η型雜質(zhì)濃度C被設(shè)定為極大點(diǎn)C1的有效的η型雜質(zhì)濃度C的1/10以下，具體而言被設(shè)定為低兩個(gè)數(shù)量級(jí)左右。
[0072]如以上這樣，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置在第2基底層12的第I基底層11側(cè)具備在Y方向上延伸的阻擋層17。此外，本實(shí)施方式的阻擋層17沿著Y方向交替地具有有效的η型雜質(zhì)濃度C的多個(gè)極大點(diǎn)C1和多個(gè)極小點(diǎn)C2。
[0073]由此，根據(jù)本實(shí)施方式，第I基底層11內(nèi)的空穴通過(guò)經(jīng)過(guò)極小點(diǎn)C2附近而容易從第I基底層11抽出到接觸層14中。由此,根據(jù)本實(shí)施方式,與第I實(shí)施方式同樣，能夠降低電力用晶體管的關(guān)斷時(shí)的損失。
[0074]此外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)減少第I基底層11內(nèi)的空穴經(jīng)過(guò)極大點(diǎn)C1附近的比例，將由阻擋層17的通過(guò)引起的潛透電阻降低。由此，根據(jù)本實(shí)施方式，與第I實(shí)施方式同樣，能夠抑制由寄生電阻造成的閉鎖，能夠使電力用晶體管的閉鎖耐量提高。
[0075]這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在享受由阻擋層17帶來(lái)的IE效應(yīng)提高的利益的同時(shí)，降低電力用晶體管的關(guān)斷時(shí)的損失并使電力用晶體管的閉鎖耐量提高。
[0076]此外，在本實(shí)施方式中，極大點(diǎn)C1設(shè)于在Z方向上與發(fā)射極層13重疊的位置上，極小點(diǎn)C2設(shè)于在Z方向上與接觸層14重疊的位置上。
[0077]由此，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)采用這樣的配置，空穴從第I基底層11經(jīng)由極小點(diǎn)C2附近到達(dá)接觸層14的路徑被縮短，空穴更容易抽出到接觸層14中。
[0078]說(shuō)明了本發(fā)明的一些實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子提示的，并不意味著限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠通過(guò)其他各種各樣的形態(tài)實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍及主旨中，并且包含在權(quán)利要求書(shū)所記載的發(fā)明和其等價(jià)的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 具備: 第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層，具有第I面、和對(duì)置于上述第I面的第2面； 第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層，形成在上述第I半導(dǎo)體層的上述第I面上； 多個(gè)控制電極，隔著絕緣膜形成在上述第I半導(dǎo)體層及第2半導(dǎo)體層上，在平行于上述第I面的第I方向上延伸； 多個(gè)上述第I導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體層及多個(gè)上述第2導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體層，在上述第2半導(dǎo)體層的與上述第I半導(dǎo)體層相反的一側(cè)，沿著上述第I方向交替地形成；以及多個(gè)上述第I導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體層，在上述第2半導(dǎo)體層的上述第I半導(dǎo)體層側(cè)、或被上述第2半導(dǎo)體層包圍的位置上形成， 上述第5半導(dǎo)體層沿著上述第I方向相互離開(kāi)而配置。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述第5半導(dǎo)體層設(shè)置在上述第I半導(dǎo)體層的在與上述第I面垂直的第2方向上、與上述第3半導(dǎo)體層重疊的位置上。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述第5半導(dǎo)體層之間的間隙設(shè)置在上述第I半導(dǎo)體層的在與上述第I面垂直的第2方向上、與上述第4半導(dǎo)體層重疊的位置上。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述第5半導(dǎo)體層內(nèi)的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度的峰值比上述第3半導(dǎo)體層內(nèi)的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度的峰值低。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述第5半導(dǎo)體層內(nèi)的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度的峰值比上述第I半導(dǎo)體層內(nèi)的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度的峰值高。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在上述第I方向上鄰接的上述第5半導(dǎo)體層之間的間距是與在上述第I方向上鄰接的上述第3半導(dǎo)體層之間的間距相同的間距。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述控制電極的上端與上述第5半導(dǎo)體層的下端的距離比上述控制電極的上端與上述絕緣膜的下端的距離短。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述控制電極的上端與上述第5半導(dǎo)體層的下端的距離比上述控制電極的上端與上述絕緣膜的下端的距離長(zhǎng)。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述控制電極的上端與上述第5半導(dǎo)體層的上端的距離比上述控制電極的上端與上述絕緣膜的下端的距離短。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述第5半導(dǎo)體層的上述第I方向的寬度比上述第3半導(dǎo)體層的上述第I方向的寬度短。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述第5半導(dǎo)體層的上述第I方向的寬度比上述第3半導(dǎo)體層的上述第I方向的寬度長(zhǎng)。
12.—種半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 具備: 第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層，具有第I面、和對(duì)置于上述第I面的第2面； 第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層，形成在上述第I半導(dǎo)體層的上述第I面上； 多個(gè)控制電極，隔著絕緣膜形成在上述第I半導(dǎo)體層及第2半導(dǎo)體層上，在平行于上述第I面的第I方向上延伸； 多個(gè)上述第I導(dǎo)電型的第3半導(dǎo)體層及多個(gè)上述第2導(dǎo)電型的第4半導(dǎo)體層，在上述第2半導(dǎo)體層的與上述第I半導(dǎo)體層相反的一側(cè)，沿著上述第I方向交替地形成；以及 上述第I導(dǎo)電型的第5半導(dǎo)體層，在上述第2半導(dǎo)體層的上述第I半導(dǎo)體層側(cè)、或被上述第2半導(dǎo)體層包圍的位置上形成，在上述第I方向上延伸， 上述第5半導(dǎo)體層沿著上述第I方向交替地具有上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度的多個(gè)極大點(diǎn)和多個(gè)極小點(diǎn)。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述極大點(diǎn)設(shè)置在上述第I半導(dǎo)體層的在與上述第I面垂直的第2方向上、與上述第3半導(dǎo)體層重疊的位置上。
14.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述極小點(diǎn)設(shè)置在上述第I半導(dǎo)體層的在與上述第I面垂直的第2方向上、與上述第4半導(dǎo)體層重疊的位置上。
15.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述極大點(diǎn)處的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度比上述第3半導(dǎo)體層內(nèi)的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度的峰值低。
16.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述極大點(diǎn)處的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度比上述第I半導(dǎo)體層內(nèi)的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度的峰值高。
17.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述極小點(diǎn)處的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度是上述極大點(diǎn)處的上述第I導(dǎo)電型的雜質(zhì)的有效的雜質(zhì)濃度的1/10以下。
18.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述控制電極的上端與上述第5半導(dǎo)體層的下端的距離比上述控制電極的上端與上述絕緣膜的下端的距離短。
19.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述控制電極的上端與上述第5半導(dǎo)體層的下端的距離比上述控制電極的上端與上述絕緣膜的下端的距離長(zhǎng)。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 上述控制電極的上端與上述第5半導(dǎo)體層的上端的距離比上述控制電極的上端與上述絕緣膜的下端的距離短。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK104425581SQ201410061291
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】原琢磨, 中村和敏, 小倉(cāng)常雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝