半導(dǎo)體元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體元件，其能夠解決電場及電流在PN結(jié)的局部處集中的問題。該半導(dǎo)體元件具有：第1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體襯底；第2導(dǎo)電型的激活區(qū)域，其形成在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?；?導(dǎo)電型的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域，其按照俯視觀察時與該激活區(qū)域接觸的方式，形成在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?；以及?導(dǎo)電型的阱區(qū)域，其按照俯視觀察時和該內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域的與該激活區(qū)域接觸的部分的相反側(cè)部分接觸的方式，形成在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?。該阱區(qū)域形成得比該激活區(qū)域深，該內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域構(gòu)成為，在與該激活區(qū)域接觸的部分，深度與該激活區(qū)域相同，從該激活區(qū)域朝向該阱區(qū)域深度逐漸增大，在與該阱區(qū)域接觸的部分成為與該阱區(qū)域相同的深度。
【專利說明】半導(dǎo)體元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于例如大電流的通斷切換等的高耐壓半導(dǎo)體元件。

【背景技術(shù)】
[0002] IGBT等功率用半導(dǎo)體元件被廣泛用于例如不斷節(jié)能化的空調(diào)、冰箱、或洗衣機(jī)等 家電產(chǎn)品的逆變器電路、新干線或地鐵的電動機(jī)控制、混合動力車輛的逆變器?轉(zhuǎn)換器控 制、或太陽能或風(fēng)力發(fā)電用的轉(zhuǎn)換器電路等。
[0003] 在這種半導(dǎo)體元件中，在動作（使用）時具有穩(wěn)定的高耐壓特性是非常重要的。因 此，截至目前，提出了多種在半導(dǎo)體元件的外周部分使電場緩和的構(gòu)造。在半導(dǎo)體元件的外 周部分設(shè)置的保護(hù)環(huán)是其具有代表性的構(gòu)造。作為其它構(gòu)造，在非專利文獻(xiàn)1、2中公開了 在外周部分形成的VLD (Variation of Lateral Doping)區(qū)域。VLD區(qū)域與保護(hù)環(huán)等相比， 能夠在減小面積的同時實現(xiàn)優(yōu)異的耐壓特性，從這方面來說是有效的。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開昭61 - 84830號公報
[0005] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平1 一 123478號公報
[0006] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開平2 - 114646號公報
[0007] 非專利文獻(xiàn) 1 'Variation of Lateral Doping-A New Concept to Avoid High Voltage Breakdown of Planar Junctions，'IEDM1985
[0008] 非專利文獻(xiàn) 2'Variation of Lateral Doping as a Field Terminator for High-Voltage Power Devices，'IEEE Trans. Electron Devices, 1986
[0009] 功率用半導(dǎo)體元件在半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)染哂行纬稍脑^(qū)域和包圍在 該元件區(qū)域周圍的電場緩和區(qū)域。在該元件區(qū)域的范圍內(nèi)，除了主電流流過的激活區(qū)域以 夕卜，在元件是例如晶體管的情況下，還包含用于形成控制電極焊盤等的部分。在這里，如果 剖面觀察時的激活區(qū)域端部接觸到導(dǎo)電型與激活區(qū)域相反的區(qū)域，則存在形成大曲率的PN 結(jié)的情況。其原因在于，激活區(qū)域的深度通常是根據(jù)元件的動作特性而決定的，因此，如果 激活區(qū)域的深度變淺，則PN結(jié)的曲率變大，容易產(chǎn)生電場及電流集中的問題。因此，由導(dǎo)電 型與激活區(qū)域相同且形成得比激活區(qū)域深的阱區(qū)域?qū)せ顓^(qū)域端部進(jìn)行覆蓋，以避免形成 大曲率的PN結(jié)。
[0010] 但是，由于阱區(qū)域形成得比激活區(qū)域深，因此，在阱區(qū)域的內(nèi)周側(cè)（激活區(qū)域偵彳）的 部分也會形成曲率部，所以存在由于圖案形狀而局部形成大曲率的PN結(jié)的問題。存在電場 及電流向大曲率的PN結(jié)集中的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的是提供一種半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo) 體元件能夠解決電場及電流在PN結(jié)的局部處集中的問題。
[0012] 本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體元件的特征在于，具有：第1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體襯底；第2導(dǎo) 電型的激活區(qū)域，其形成在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?；?導(dǎo)電型的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域，其按照 俯視觀察時與該激活區(qū)域接觸的方式，形成在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?；以及?導(dǎo)電型 的阱區(qū)域，其按照俯視觀察時和該內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域的與該激活區(qū)域接觸的部分的相反側(cè)部分 接觸的方式，形成在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?。并且，該阱區(qū)域形成得比該激活區(qū)域深，該 內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域構(gòu)成為，在與該激活區(qū)域接觸的部分，深度與該激活區(qū)域相同，從該激活區(qū)域 朝向該阱區(qū)域深度逐漸增大，在與該阱區(qū)域接觸的部分，成為與該阱區(qū)域相同的深度。
[0013] 本發(fā)明所涉及的其它半導(dǎo)體元件的特征在于，具有：第1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體襯底；第 2導(dǎo)電型的激活區(qū)域，其形成在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?；?導(dǎo)電型的阱區(qū)域，其俯視觀 察時具有凸部，該阱區(qū)域按照利用除了該凸部以外的部分與該激活區(qū)域接觸的方式，形成 在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?；以及?導(dǎo)電型的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域，其按照俯視觀察時與該凸 部及該激活區(qū)域接觸的方式，形成在該半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)取２⑶?，該阱區(qū)域形成得比 該激活區(qū)域深，該內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域構(gòu)成為，在與該激活區(qū)域接觸的部分，深度與該激活區(qū)域相 同，從該激活區(qū)域朝向該凸部深度逐漸增大，在與該凸部接觸的部分，成為與該凸部相同的 深度。
[0014] 發(fā)明的效果
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，能夠解決電場及電流在PN結(jié)的局部處集中的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件的俯視圖（A)及放大俯視圖（B)。
[0017] 圖2是圖1B的II - II'虛線處的剖視圖。
[0018] 圖3是圖1B的III - III'虛線處的剖視圖。
[0019] 圖4是圖1B的IV - IV'虛線處的剖視圖。
[0020] 圖5是包含本發(fā)明的實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件在內(nèi)的電路圖。
[0021] 圖6是表示截止時的動作波形（VCE (peak))的圖。
[0022] 圖7是對比例的半導(dǎo)體元件的剖視圖。
[0023] 圖8是表示VCE (peak)時的電流路徑的圖。
[0024] 圖9是表示通過1次離子注入而形成內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域、阱區(qū)域、及外側(cè)VLD區(qū)域的剖 視圖（A)、及俯視圖（B)。
[0025] 圖10是表示具有多個點狀開口的氧化膜的剖視圖（A)及俯視圖（B)。
[0026] 圖11是本發(fā)明實施方式2所涉及的半導(dǎo)體元件的剖視圖。
[0027] 圖12是本發(fā)明實施方式3所涉及的半導(dǎo)體元件的俯視圖（A)、及放大俯視圖（B)。
[0028] 標(biāo)號說明
[0029] 10半導(dǎo)體襯底，12激活區(qū)域，14、14A內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域，14a第2導(dǎo)電型層，16阱區(qū)域， 16a第1阱區(qū)域，16b第2阱區(qū)域，16c第3阱區(qū)域，16A凸部，18外側(cè)VLD區(qū)域，20發(fā)射極區(qū) 域，22溝槽柵極，40緩沖區(qū)域，42集電極區(qū)域，44集電極電極，70、72氧化膜，70a開口，100 阱區(qū)域，200半導(dǎo)體襯底，202陰極區(qū)域，204激活區(qū)域，206阱區(qū)域，208內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域，210 外側(cè)VLD區(qū)域

【具體實施方式】
[0030] 參照附圖，對本發(fā)明實施方式所涉及的半導(dǎo)體元件進(jìn)行說明。有時，對于相同或?qū)?應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)注相同的標(biāo)號，省略重復(fù)說明。
[0031] 實施方式1.
[0032] 圖1A是主要示意地表示本發(fā)明實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件中的p型區(qū)域的 俯視圖。在該圖中，為了說明方便，省略半導(dǎo)體襯底主面(半導(dǎo)體襯底上表面)上方的絕緣膜 及電極圖案。本發(fā)明的實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件是具有溝槽柵極的IGBT。該半導(dǎo)體 元件以硅等半導(dǎo)體襯底10為基底而構(gòu)成，通過使用η型（以下稱為第1導(dǎo)電型)的半導(dǎo)體襯 底，從而使得半導(dǎo)體襯底10的一部分作為η型漂移區(qū)域起作用。
[0033] 在半導(dǎo)體襯底10的上表面?zhèn)刃纬捎笑研停ㄒ韵路Q為第2導(dǎo)電型)的激活區(qū)域12,該 激活區(qū)域12占據(jù)包含俯視觀察時的半導(dǎo)體元件的中央部在內(nèi)的較大區(qū)域。激活區(qū)域12作 為IGBT的基極區(qū)域起作用。在激活區(qū)域12中形成后述的溝槽柵極及發(fā)射極區(qū)域。另外， 在激活區(qū)域12上方形成發(fā)射極電極。在半導(dǎo)體襯底10的上表面?zhèn)劝凑崭┮曈^察時與激活 區(qū)域12接觸的方式形成有第2導(dǎo)電型的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14。內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14是形成有第2 導(dǎo)電型的 VLD (Variation of lateral Doping)構(gòu)造的區(qū)域。
[0034] 在半導(dǎo)體襯底10的上表面?zhèn)刃纬捎械?導(dǎo)電型的阱區(qū)域16,該阱區(qū)域16在俯視 觀察時和內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14的與激活區(qū)域12接觸的部分的相反側(cè)部分接觸。阱區(qū)域16具 有一體形成的第1阱區(qū)域16a、第2阱區(qū)域16b、及第3阱區(qū)域16c。第1阱區(qū)域16a和第2 阱區(qū)域16b的邊界、及第2阱區(qū)域16b和第3阱區(qū)域16c的邊界以虛線表示。第1阱區(qū)域 16a與設(shè)置柵極指（gate finger)的部分對應(yīng)，第2阱區(qū)域16b與設(shè)置柵極焊盤的部分對 應(yīng)。
[0035] 在第3阱區(qū)域16c的外周部設(shè)有外側(cè)VLD區(qū)域18。外側(cè)VLD區(qū)域18包圍激活區(qū) 域12、內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14、及阱區(qū)域16,并與第3阱區(qū)域16c接觸。夕卜側(cè)VLD區(qū)域18是作為 形成在半導(dǎo)體襯底10外周側(cè)的公知的耐壓保持構(gòu)造起作用的區(qū)域。
[0036] 圖1B是由圖1A的虛線包圍的區(qū)域P1的放大俯視圖。與激活區(qū)域12接觸而形成 有第1導(dǎo)電型的發(fā)射極區(qū)域20。發(fā)射極區(qū)域20按照在俯視觀察時呈直線的方式形成有多 個。形成有在俯視觀察時從激活區(qū)域12至內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14或阱區(qū)域16為止以直線方式 延伸的多個溝槽柵極22。溝槽柵極22與發(fā)射極區(qū)域20正交。溝槽柵極22經(jīng)由柵極指與 柵極焊盤電連接，并接受驅(qū)動信號。
[0037] 圖2是圖1B的II 一 II'虛線處的剖視圖。發(fā)射極區(qū)域20形成得比激活區(qū)域12 淺。溝槽柵極22形成得比激活區(qū)域12深，換言之，溝槽柵極22形成為貫穿激活區(qū)域12。 內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14由橫向彼此重疊的多個第2導(dǎo)電型層14a形成。多個第2導(dǎo)電型層14a 的包絡(luò)線如虛線所示。由內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14形成的第2導(dǎo)電型區(qū)域的輪廓與該包絡(luò)線一致。 在半導(dǎo)體襯底10的漂移區(qū)域l〇a的下表面?zhèn)刃纬捎械?導(dǎo)電型的緩沖區(qū)域40、第2導(dǎo)電型 的集電極區(qū)域42、及集電極電極44。
[0038] 圖3是圖1B的III 一 III'虛線處的剖視圖。阱區(qū)域16形成得比激活區(qū)域12深， 且雜質(zhì)濃度比激活區(qū)域12高。內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14構(gòu)成為，在與激活區(qū)域12接觸的部分，深 度與激活區(qū)域12相同，從激活區(qū)域12朝向阱區(qū)域16深度逐漸增大，在與阱區(qū)域16接觸的 部分成為與阱區(qū)域16相同的深度。另外，內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14的雜質(zhì)濃度從激活區(qū)域12側(cè)朝 向阱區(qū)域16側(cè)逐漸增大。
[0039] 圖4是圖1B的IV - IV'虛線處的剖視圖。溝槽柵極22形成得比阱區(qū)域16淺。 溝槽柵極22的端部22a被內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14或阱區(qū)域16覆蓋(包含在內(nèi)部)，從而其不與半 導(dǎo)體襯底10的漂移區(qū)域l〇a接觸。此外，僅作為參考，為了明確與溝槽柵極22等的位置關(guān) 系，以虛線示出激活區(qū)域12和內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14。
[0040] 對于使用本發(fā)明實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件作為電路元素的情況進(jìn)行說明。 圖5是包含本發(fā)明實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件即IGBT的電路圖。該電路是L負(fù)載（電 感）的開關(guān)電路。在該電路中，在將半導(dǎo)體元件斷開時，集電極一發(fā)射極間電壓（V ra)變大。 圖6是在圖5所示的電路中使半導(dǎo)體元件即IGBT截止時的動作波形，示出VCE (peak)出現(xiàn) 的情況。截止時，VCE隨著柵極電壓下降而上升，流過半導(dǎo)體元件的電流(ICE)降低。并且， 在V CE上升而達(dá)到最大值（VCE (peak))時，在半導(dǎo)體元件內(nèi)產(chǎn)生的電場最強(qiáng)。
[0041] 在這里，為了便于理解本發(fā)明實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件，對對比例的半導(dǎo) 體元件進(jìn)行說明。圖7是對比例的半導(dǎo)體元件的剖視圖。圖7與圖2的剖視圖相似，但在 沒有形成內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域這一點上與圖2的剖視圖不同。在對比例的半導(dǎo)體元件中，激活區(qū) 域12和阱區(qū)域100直接接觸。由此，阱區(qū)域100中激活區(qū)域12側(cè)的曲率較大的部分（以虛 線表示）與半導(dǎo)體襯底10接觸，從而形成大曲率的PN結(jié)。
[0042] 例如，如果在RBS0A (反向偏置安全工作區(qū)：Reverse Biased Safe Operating Area)試驗等中，從大電流通電狀態(tài)進(jìn)行電流切斷，則存在于半導(dǎo)體襯底(漂移區(qū)域）內(nèi)的空 穴會集中流入至產(chǎn)生強(qiáng)電場的區(qū)域。該載流子的流入形成空穴電流。如果對于對比例的半 導(dǎo)體進(jìn)行該試驗，則圖7虛線部分的電場變高，空穴電流向該部分集中。從而，如果該部分 的溫度上升達(dá)到例如600K (開爾文）左右，則會嚴(yán)重受損。
[0043] 此外，根據(jù)本發(fā)明實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件，能夠防止電場及電流在以阱 區(qū)域16為結(jié)構(gòu)要素的PN結(jié)的局部處集中。本發(fā)明實施方式1所涉及的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14 構(gòu)成為，在與激活區(qū)域12接觸的部分，深度與激活區(qū)域12相同，從激活區(qū)域12朝向阱區(qū)域 16深度逐漸增大，在與阱區(qū)域16接觸的部分成為與阱區(qū)域16相同的深度。另外，該內(nèi)側(cè) VLD區(qū)域14的雜質(zhì)濃度從激活區(qū)域12側(cè)朝向阱區(qū)域16側(cè)逐漸增大。由此，不會由于阱區(qū) 域16而形成大曲率的PN結(jié)，因此能夠解決電場及電流在PN結(jié)的局部處集中的問題。
[0044] 圖8是表示VeE (peak)時的電流路徑的圖。空穴電流如箭頭所示。VeE (peak)時 的空穴電流不向阱區(qū)域集中，而是經(jīng)由激活區(qū)域12流向發(fā)射極區(qū)域20。由于激活區(qū)域12 形成得較大，因此能夠通過使空穴電流流過激活區(qū)域12而使空穴電流分散。由此能夠提高 半導(dǎo)體元件的可靠性。
[0045] 對于本發(fā)明實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件，在阱區(qū)域16和激活區(qū)域12之間形 成內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14,從而不存在阱區(qū)域16與激活區(qū)域12直接接觸的部分，因此，半導(dǎo)體元 件的可靠性提高效果顯著。此外，與對比例相比，雖然會有非常小的空穴電流流過阱區(qū)域 16,但由于阱區(qū)域16是低電阻區(qū)域，因此空穴電流引起的發(fā)熱少。
[0046] 由于溝槽柵極22的端部由內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14或阱區(qū)域16覆蓋，因此，溝槽柵極22 的端部不與半導(dǎo)體襯底10接觸。由此，能夠防止溝槽柵極22端部的角部部分的電場變高 而使耐壓性降低。
[0047] 此外，內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14、阱區(qū)域16、及外側(cè)VLD區(qū)域18 (耐壓保持區(qū)域）可以通過 1次離子注入形成。在這種情況下，能夠避免由于設(shè)置內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14而導(dǎo)致的工序增加。 圖9是表示為了同時形成內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域、阱區(qū)域、及外側(cè)VLD區(qū)域，通過1次離子注入形成 上述區(qū)域的剖視圖和俯視圖。圖9A是剖視圖，圖9B是俯視圖。
[0048] 對內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14、阱區(qū)域16、及外側(cè)VLD區(qū)域18的制造方法進(jìn)行簡單說明。首 先，在半導(dǎo)體襯底10的上方設(shè)置了氧化膜之后，通過照片制版技術(shù)而形成具有多個俯視觀 察時為條狀的開口的氧化膜70。多個開口形成為，距離用于形成阱區(qū)域16的開口 70a越 遠(yuǎn)，開口寬度及開口密度越小。然后，以氧化膜70為掩膜，進(jìn)行例如硼等雜質(zhì)注入。然后實 施將雜質(zhì)激活的熱處理。由于能夠按照這種方式通過1次離子注入及熱處理形成內(nèi)側(cè)VLD 區(qū)域14、阱區(qū)域16、及外側(cè)VLD區(qū)域18 (耐壓保持區(qū)域)，因此高效。在這種情況下，在俯視 觀察時，內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14為多個條狀區(qū)域重疊的構(gòu)造。
[0049] 也可以在作為掩膜使用的氧化膜上形成點狀開口。圖10是表示具有多個點狀開 口的氧化膜的剖視圖和俯視圖。圖10A是剖視圖，圖10B是俯視圖。氧化膜72在俯視觀察 時具有多個點狀開口。通過以氧化膜72為掩膜，對半導(dǎo)體襯底10實施離子注入及熱處理， 從而能夠形成俯視觀察時多個點狀區(qū)域重疊的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域。在這種情況下，通過對氧化 膜72的開口的大小進(jìn)行調(diào)整，從而能夠精細(xì)地對內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域及外側(cè)VLD區(qū)域的雜質(zhì)濃度 進(jìn)行調(diào)整。此外，也可以形成兼具有條狀部分和點狀部分的氧化膜。
[0050] 本發(fā)明的實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件，抑制在以發(fā)射極電極為基準(zhǔn)對集電極 電極施加正電位時，空穴電流向阱區(qū)域集中。因此，除了上述的大電流切斷時以外，本發(fā)明 實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件在高溫反向偏置試驗（HTRB:High Temperature Reverse Bias Test)等的始終施加電壓的情況下也有效。
[0051] 上述各區(qū)域的導(dǎo)電型也可以相反。SP，以上是將η型設(shè)為第1導(dǎo)電型，將p型設(shè)為 第2導(dǎo)電型，但也可以將ρ型設(shè)為第1導(dǎo)電型，將η型設(shè)為第2導(dǎo)電型。
[0052] 溝槽柵極22可以在俯視觀察時從激活區(qū)域12延伸至內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14,也可以從 激活區(qū)域12延伸至阱區(qū)域16。在任意一種情況下，都優(yōu)選使得溝槽柵極22的端部不與第 1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體襯底10接觸。
[0053] 外側(cè)VLD區(qū)域18能夠由非VLD構(gòu)造的耐壓保持區(qū)域置換。代替外側(cè)VLD區(qū)域18， 也可以形成例如保護(hù)環(huán)或降低表面場（RESURF)構(gòu)造等電場緩和區(qū)域。另外，優(yōu)選在半導(dǎo)體 元件的最外周形成公知的溝道截斷區(qū)。
[0054] 本發(fā)明實施方式1所涉及的半導(dǎo)體元件不限定于IGBT，也可以是功率M0SFET、具 有平面型柵極構(gòu)造的半導(dǎo)體元件、LSI、或二極管。此外，這些變形還能夠適當(dāng)應(yīng)用于下述實 施方式所涉及的半導(dǎo)體元件。
[0055] 實施方式2.
[0056] 圖11是本發(fā)明實施方式2所涉及的半導(dǎo)體元件的剖視圖。本發(fā)明實施方式2所 涉及的半導(dǎo)體元件是二極管。在第1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體襯底200的下表面?zhèn)刃纬捎械?導(dǎo)電 型的陰極區(qū)域202。在半導(dǎo)體襯底200的上表面?zhèn)刃纬捎凶鳛殛枠O區(qū)域起作用的第2導(dǎo)電 型的激活區(qū)域204。
[0057] 在半導(dǎo)體襯底200的上表面?zhèn)?，以俯視觀察時包圍激活區(qū)域204的方式形成有比 激活區(qū)域204深的阱區(qū)域206。阱區(qū)域206是低電阻區(qū)域，在抑制發(fā)熱方面效果顯著，因此， 其形成得比激活區(qū)域204深。并且，阱區(qū)域206和激活區(qū)域204通過內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域208連 接。內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域208的深度與實施方式1相同。在阱區(qū)域206的外側(cè)形成有外側(cè)VLD區(qū) 域 210。
[0058] 由此，通過在激活區(qū)域204和阱區(qū)域206之間形成內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域208,從而能夠制 造具有與實施方式1相同效果的二極管。
[0059] 實施方式3.
[0060] 本發(fā)明實施方式3所涉及的半導(dǎo)體元件與實施方式1共通之處很多，因此，圍繞其 與實施方式1的不同之處進(jìn)行說明。圖12A是本發(fā)明實施方式3所涉及的半導(dǎo)體元件的俯 視圖。在本發(fā)明實施方式3所涉及的半導(dǎo)體元件中，局部形成有內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14A，這一點 與實施方式1不同。
[0061] 在半導(dǎo)體襯底10的上表面?zhèn)刃纬傻内鍏^(qū)域16在俯視觀察時具有多個凸部16A。 所謂凸部16A，是指阱區(qū)域16中的在俯視觀察時向激活區(qū)域12側(cè)凸出的部分。阱區(qū)域16 的除了凸部16A以外的部分與激活區(qū)域12接觸。并且，以使得凸部16A與激活區(qū)域12接 觸的方式，形成有第2導(dǎo)電型的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14A。即，凸部16A和激活區(qū)域12經(jīng)由內(nèi)側(cè) VLD區(qū)域14A連接。圖12B是由圖12A的虛線包圍的區(qū)域P2的放大俯視圖。
[0062] 內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14A構(gòu)成為，在與激活區(qū)域12接觸的部分，深度與激活區(qū)域12相同， 從激活區(qū)域12朝向凸部16A，深度逐漸增大，在與凸部16A接觸的部分，成為與凸部16A相 同的深度。
[0063] 阱區(qū)域16中曲率最大的部分是凸部16A。因此，通過以與凸部16A接觸的方式設(shè) 置內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域14A，從而能夠防止電場在凸部16A集中而使電流局部地流入。
【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體元件，其特征在于，具有： 第1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體襯底； 第2導(dǎo)電型的激活區(qū)域，其形成在所述半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)龋? 第2導(dǎo)電型的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域，其按照俯視觀察時與所述激活區(qū)域接觸的方式，形成在所 述半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?；以? 第2導(dǎo)電型的阱區(qū)域，其按照俯視觀察時和所述內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域的與所述激活區(qū)域接觸 的部分的相反側(cè)部分接觸的方式，形成在所述半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)龋? 所述阱區(qū)域形成得比所述激活區(qū)域深， 所述內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域構(gòu)成為，在與所述激活區(qū)域接觸的部分，深度與所述激活區(qū)域相同， 從所述激活區(qū)域朝向所述阱區(qū)域深度逐漸增大，在與所述阱區(qū)域接觸的部分，成為與所述 阱區(qū)域相同的深度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于，具有： 第1導(dǎo)電型的發(fā)射極區(qū)域，其形成在所述激活區(qū)域的一部分上，比所述激活區(qū)域淺； 溝槽柵極，其在俯視觀察時從所述激活區(qū)域延伸至所述內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域或所述阱區(qū)域， 形成得比所述激活區(qū)域深且比所述阱區(qū)域淺；以及 第2導(dǎo)電型的集電極區(qū)域，其形成在所述半導(dǎo)體襯底的下表面?zhèn)龋? 所述激活區(qū)域是基極區(qū)域， 所述溝槽柵極的端部通過由所述內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域或所述阱區(qū)域覆蓋，從而不與所述半導(dǎo) 體襯底接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于， 具有第1導(dǎo)電型的陰極區(qū)域，該陰極區(qū)域形成在所述半導(dǎo)體襯底的下表面?zhèn)龋? 所述激活區(qū)域是陽極區(qū)域， 所述半導(dǎo)體元件構(gòu)成二極管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于， 所述內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域是俯視觀察時多個點狀區(qū)域重疊的構(gòu)造，或俯視觀察時多個條狀區(qū) 域重疊的構(gòu)造。
5. -種半導(dǎo)體元件，其特征在于，具有： 第1導(dǎo)電型的半導(dǎo)體襯底； 第2導(dǎo)電型的激活區(qū)域，其形成在所述半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)龋? 第2導(dǎo)電型的阱區(qū)域，其俯視觀察時具有凸部，該阱區(qū)域按照利用除了所述凸部以外 的部分與所述激活區(qū)域接觸的方式，形成在所述半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)?；以? 第2導(dǎo)電型的內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域，其按照俯視觀察時與所述凸部及所述激活區(qū)域接觸的方 式，形成在所述半導(dǎo)體襯底的上表面?zhèn)龋? 所述阱區(qū)域形成得比所述激活區(qū)域深， 所述內(nèi)側(cè)VLD區(qū)域構(gòu)成為，在與所述激活區(qū)域接觸的部分，深度與所述激活區(qū)域相同， 從所述激活區(qū)域朝向所述凸部深度逐漸增大，在與所述凸部接觸的部分，成為與所述凸部 相同的深度。
【文檔編號】H01L29/06GK104103676SQ201410136784
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月5日
【發(fā)明者】楢崎敦司 申請人:三菱電機(jī)株式會社