半導(dǎo)體裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置(10)，其包括半導(dǎo)體基板(11)，所述半導(dǎo)體基板具有元件區(qū)域(12)以及終端區(qū)域(14)。元件區(qū)域包括：第一體區(qū)域(36a，38)，其具有第一導(dǎo)電類型；第一漂移區(qū)(32)，其具有第二導(dǎo)電類型；以及第一浮動(dòng)區(qū)域(34)，其具有第一導(dǎo)電類型。終端區(qū)域包括場(chǎng)限環(huán)區(qū)域(41)、第二漂移區(qū)(32b)以及第二浮動(dòng)區(qū)域(37)。場(chǎng)限環(huán)區(qū)域具有第一導(dǎo)電類型并圍繞元件區(qū)域。第二漂移區(qū)具有所述第二導(dǎo)電類型，并與場(chǎng)限環(huán)區(qū)域相接觸且圍繞場(chǎng)限環(huán)區(qū)域。所述第二浮動(dòng)區(qū)域具有第一導(dǎo)電類型并被第二漂移區(qū)圍繞。所述第二浮動(dòng)區(qū)域圍繞元件區(qū)域。至少一個(gè)所述第二浮動(dòng)區(qū)域相對(duì)于最接近所述元件區(qū)域的一個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域而被置于元件區(qū)域側(cè)。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]序列號(hào)為2008-135522的日本專利申請(qǐng)(JP 2008-135522 A)描述了在半導(dǎo)體基板中形成元件區(qū)域和終端區(qū)域的半導(dǎo)體裝置。在該元件區(qū)域中，形成有多個(gè)線性溝槽柵電極，并且在該終端區(qū)域中，形成圍繞多個(gè)溝槽柵電極設(shè)置的多個(gè)終端溝槽。P型浮動(dòng)區(qū)域形成在終端溝槽的底面上。浮動(dòng)區(qū)域由η型漂移區(qū)圍繞。配置該半導(dǎo)體裝置使得在彼此相鄰的浮動(dòng)區(qū)域之間的距離最優(yōu)化，從而提高了終端區(qū)域中擊穿電壓的均勻性。
[0003]近年，期望開發(fā)具有低損耗的半導(dǎo)體裝置。作為實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的低損耗的一個(gè)方法，可以減小導(dǎo)通電阻。為了減小該導(dǎo)通電阻，可以想到增加漂移區(qū)中的雜質(zhì)濃度。然而，如果增加了漂移區(qū)中的雜質(zhì)濃度，可能會(huì)降低在元件區(qū)域和在終端區(qū)域中的各自的擊穿電壓。當(dāng)終端區(qū)域的擊穿電壓達(dá)到或小于元件區(qū)域的擊穿電壓時(shí)，在該終端區(qū)域會(huì)發(fā)生雪崩擊穿。一般地，終端區(qū)域具有比元件區(qū)域小的面積。因此，如果擊穿電流流經(jīng)終端區(qū)域，不利的是終端區(qū)域的溫度容易變高。因此，存在將終端區(qū)域的擊穿電壓設(shè)定得比元件區(qū)域的擊穿電壓更高以使得雪崩擊穿發(fā)生在元件區(qū)域的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種即使當(dāng)漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度相對(duì)高時(shí)也能夠維持終端區(qū)中的擊穿電壓的半導(dǎo)體裝置。所述半導(dǎo)體基板具有元件區(qū)域以及圍繞所述元件區(qū)域的終端區(qū)域。所述元件區(qū)域包括第一體區(qū)域、第一漂移區(qū)以及多個(gè)第一浮動(dòng)區(qū)域。所述第一體區(qū)域具有第一導(dǎo)電類型，并且被置于面向所述半導(dǎo)體基板的頂面的范圍內(nèi)。所述第一漂移區(qū)具有第二導(dǎo)電類型，并且與所述第一體區(qū)域的底面相接觸。所述第一浮動(dòng)區(qū)域具有所述第一導(dǎo)電類型，并且被所述第一漂移區(qū)圍繞。所述終端區(qū)域包括多個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域、第二漂移區(qū)以及多個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域。所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域具有所述第一導(dǎo)電類型，并被置于面向所述半導(dǎo)體基板的所述頂面的范圍內(nèi)且圍繞所述元件區(qū)域的外周。所述第二漂移區(qū)具有所述第二導(dǎo)電類型，并與所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域相接觸且圍繞所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域。所述第二浮動(dòng)區(qū)域具有所述第一導(dǎo)電類型并被所述第二漂移區(qū)圍繞。所述第二浮動(dòng)區(qū)域圍繞所述元件區(qū)域的所述外周。至少一個(gè)所述第二浮動(dòng)區(qū)域相對(duì)于所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域中的最接近所述元件區(qū)域的一個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域的內(nèi)周側(cè)表面而被置于元件區(qū)域側(cè)。
[0005]在上文所述的半導(dǎo)體裝置中，所述多個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域(FLR區(qū)域)和所述多個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域形成于所述終端區(qū)域。所述FLR區(qū)域形成于朝向半導(dǎo)體基板的頂面的范圍內(nèi)。所述第二浮動(dòng)區(qū)域形成在所述半導(dǎo)體基板內(nèi)部。當(dāng)將反偏壓電壓施加至所述半導(dǎo)體裝置時(shí)，耗盡層從在所述FLR區(qū)域和所述第二漂移區(qū)之間的接合面以及在所述第二浮動(dòng)區(qū)域和所述第二漂移區(qū)之間的接合面擴(kuò)張。這使得所述終端區(qū)域的電場(chǎng)分布能夠通過所述FLR區(qū)域和所述第二浮動(dòng)區(qū)域兩層來(lái)控制。這因此能夠使得等電位線被均勻地從半導(dǎo)體基板內(nèi)部到其頂面安置，從而能夠使得所述基板內(nèi)的以及所述基板的所述頂面的電場(chǎng)強(qiáng)度減小。因此，能夠提高所述終端區(qū)域的擊穿電壓。進(jìn)一步，一般地，所述電場(chǎng)易于集中在從所述元件區(qū)域和所述終端區(qū)域之間的邊界到終端結(jié)構(gòu)的最接近所述元素區(qū)域的一部分的范圍(在此稱為邊界區(qū)域)中，使得所述電場(chǎng)強(qiáng)度在此范圍中易于提高。在上文所述的半導(dǎo)體裝置中，至少一個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域相對(duì)于最接近所述元件區(qū)域的所述FLR區(qū)域的內(nèi)周側(cè)表面而被置于元件區(qū)域側(cè)(即，所述邊界區(qū)域)。這能夠抑制所述電場(chǎng)在所述邊界區(qū)域集中并減小所述邊界區(qū)域的所述電場(chǎng)強(qiáng)度。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，與所述元件區(qū)域的擊穿電壓相比，能夠獲得相對(duì)高的終端區(qū)域的擊穿電壓，并且即使在所述漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度相對(duì)高的情況下，也能夠在所述終端區(qū)域中保持擊芽電壓。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]將參照附圖在下文中描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)，以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，并且其中:
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的平面視圖；
[0008]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置的縱向截面圖；
[0009]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例1的形成于半導(dǎo)體基板中的FLR區(qū)域的放大視圖；以及
[0010]圖4示出了圖3的比較實(shí)例，其為相關(guān)技術(shù)的FLR區(qū)域的放大視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]將在下文描述本發(fā)明的實(shí)施例的主要特征。請(qǐng)注意，下文描述的技術(shù)要素為相互獨(dú)立的技術(shù)要素，并且單獨(dú)地或以各種組合來(lái)發(fā)揮技術(shù)有用性。
[0012]在本發(fā)明的實(shí)施例中，終端區(qū)域可以進(jìn)一步包括第二體區(qū)域。第二體區(qū)域具有第一傳導(dǎo)性類型，其被置于朝向半導(dǎo)體基板的頂面的范圍內(nèi)并且部分地布置在元素區(qū)域側(cè)，并且從第一體區(qū)域連續(xù)地形成。FLR區(qū)域被排布為遠(yuǎn)離第二體區(qū)域。第二漂移區(qū)與第二體區(qū)域的底面和側(cè)面相接觸。第二漂移區(qū)可以被配置為將第二體區(qū)域與FLR區(qū)域分離。當(dāng)以平面方式觀察半導(dǎo)體基板時(shí)，第二浮動(dòng)區(qū)域可以包括至少一個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域，下方第二浮動(dòng)區(qū)域包括與第二體區(qū)域的重疊部分。
[0013]在上述結(jié)構(gòu)中，在邊界區(qū)域中形成第二體區(qū)域。由此，與未在邊界區(qū)域形成第二體區(qū)域的結(jié)構(gòu)相比，能夠抑制邊界區(qū)域中擊穿電壓的減小。進(jìn)一步，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)以平面方式觀察半導(dǎo)體基板時(shí)，多個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域中的至少一個(gè)為包括與第二體區(qū)域的重疊部分的下方第二浮動(dòng)區(qū)域。據(jù)此，在下方第二浮動(dòng)區(qū)域形成的部位中，在半導(dǎo)體基板厚度方向上的電場(chǎng)能夠由兩個(gè)區(qū)域共享，即，第二體區(qū)域及下方第二浮動(dòng)區(qū)域。這能夠進(jìn)一步減小邊界區(qū)域中的電場(chǎng)強(qiáng)度。
[0014]在本發(fā)明的實(shí)施例中，第二浮動(dòng)區(qū)域可以包括多個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域?？梢栽诎雽?dǎo)體基板的厚度方向上的預(yù)定深度處，從元件區(qū)域側(cè)向終端區(qū)域側(cè)以預(yù)定間隔安置第一浮動(dòng)區(qū)域。下方第二浮動(dòng)區(qū)域可以被置于預(yù)定深度處。下方第二浮動(dòng)區(qū)域中的最外側(cè)的下方第二浮動(dòng)區(qū)域和與最外側(cè)的下方第二浮動(dòng)區(qū)域最接近的一個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域之間的間隔bo可為預(yù)定間隔的一半或以下。最接近的一個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域在半導(dǎo)體裝置的表面方向上被排布在最外側(cè)的下方第二浮動(dòng)區(qū)域的外側(cè)。
[0015]當(dāng)將反偏電壓施加至半導(dǎo)體裝置時(shí)，各耗盡層從第一體區(qū)域和第一漂移區(qū)之間的pn結(jié)以及第二體區(qū)域和第二漂移區(qū)之間的pn結(jié)擴(kuò)張。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，各耗盡層大體同時(shí)到達(dá)第一浮動(dòng)區(qū)域以及下方第二浮動(dòng)區(qū)域。進(jìn)一步，在從以預(yù)定間隔安置的第一浮動(dòng)區(qū)域擴(kuò)張的各耗盡層相互連接之前，從最外側(cè)的下方第二浮動(dòng)區(qū)域擴(kuò)張的耗盡層到達(dá)置于其外周側(cè)的第二浮動(dòng)區(qū)域。這能夠優(yōu)先地維持終端區(qū)域的擊穿電壓。在上述結(jié)構(gòu)中，可以用一個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域替換多個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域。
[0016]在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以形成η個(gè)FLR區(qū)域，并且除下方第二浮動(dòng)區(qū)域之外，可以形成m個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域。在此情況下，η和m是自然數(shù)。此外，以下關(guān)系式(I)可以成立:c0<b0, ci〈bj (I)。在此情況下，i至少為1，并且至多為n_l, j至少為1，并且至多為m_l,在關(guān)系式⑴中i等于j，并且在關(guān)系式⑴中，i的上限值是η-l和m-1中較小的一個(gè)。此夕hci表示在表面方向上從內(nèi)側(cè)向外側(cè)的第i個(gè)FLR區(qū)域和第(i+Ι)個(gè)FLR區(qū)域之間的間隔。此外，cO表示第二體區(qū)域和在表面方向上從內(nèi)側(cè)起的第一個(gè)FLR區(qū)域之間的間隔。此夕卜，bj表示當(dāng)在表面方向上從內(nèi)側(cè)向外側(cè)對(duì)m個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，第j個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域和第(j+Ι)個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域之間的間隔。
[0017]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在FLR區(qū)域之間的耗盡比在第二浮動(dòng)區(qū)域之間的耗盡進(jìn)行的更快。在終端區(qū)域中，與半導(dǎo)體基板內(nèi)的擊穿電壓相比，能夠在半導(dǎo)體基板的頂面獲得相對(duì)高的擊穿電壓。也就是說(shuō)，通過在半導(dǎo)體基板內(nèi)的終端結(jié)構(gòu)(也就是第二浮動(dòng)區(qū)域)來(lái)確定終端區(qū)域的擊穿電壓。因此，即使半導(dǎo)體基板的頂面的電場(chǎng)被外部電荷干擾，也能夠抑制由于頂面上的電場(chǎng)的干擾引起的終端區(qū)域的擊穿電壓下降。這獲得了難以被外部電荷影響的半導(dǎo)體裝置。在上述結(jié)構(gòu)中，可以用一個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域替換多個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域。
[0018]在本發(fā)明的實(shí)施例中，F(xiàn)LR區(qū)域的數(shù)量可以大于除下方第二浮動(dòng)區(qū)域之外的第二浮動(dòng)區(qū)域的數(shù)量。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在終端區(qū)域中，與半導(dǎo)體基板中的擊穿電壓相比，能夠在半導(dǎo)體基板的頂面上獲得相對(duì)高的擊穿電壓。在上述結(jié)構(gòu)中，可以用一個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域替換多個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域。
[0019]在本發(fā)明的實(shí)施例中，在半導(dǎo)體基板的厚度方向上FLR區(qū)域的厚度大于第二浮動(dòng)區(qū)域的厚度。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體基板的厚度方向上的FLR區(qū)域的側(cè)表面的長(zhǎng)度較長(zhǎng)。因此，耗盡層易于從FLR區(qū)域的側(cè)表面擴(kuò)張，從而能夠抑制電場(chǎng)集中于FLR區(qū)域的側(cè)表面上。在終端區(qū)域中，與半導(dǎo)體基板中的擊穿電壓相比，這能夠在半導(dǎo)體基板的頂面上獲得相對(duì)高的擊穿電壓。
[0020]在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)以平面方式觀察半導(dǎo)體基板時(shí)，終端區(qū)域可形成于元件區(qū)域的至少一側(cè)和半導(dǎo)體基板的端側(cè)之間。在元件區(qū)域的至少一側(cè)和半導(dǎo)體基板的端側(cè)之間，在從元件區(qū)域朝向半導(dǎo)體基板的端側(cè)這個(gè)特定方向上FLR區(qū)域的寬度可以大于在所述特定方向上第二浮動(dòng)區(qū)域的寬度。根據(jù)上述構(gòu)造，從FLR區(qū)域擴(kuò)張耗盡層比從第二浮動(dòng)區(qū)域擴(kuò)張耗盡層更容易。這能夠進(jìn)一步抑制電場(chǎng)集中于FLR區(qū)域的鄰近區(qū)域。
[0021]在本發(fā)明的實(shí)施例中，元件區(qū)域可以包括柵電極和絕緣體。柵電極可以被置于柵溝槽的內(nèi)側(cè)并且與第一體區(qū)域相對(duì)。柵溝槽可以貫穿第一體區(qū)域并且可以延伸至第一漂移區(qū)。絕緣體可以被置于柵溝槽的內(nèi)壁和柵電極之間。在元件區(qū)域中的第一浮動(dòng)區(qū)域可以圍繞柵溝槽的底部。
[0022]在本發(fā)明的實(shí)施例中，終端區(qū)域可以包括虛設(shè)溝槽以及絕緣體。虛設(shè)溝槽可以貫穿第二體區(qū)域并且在第二漂移區(qū)中延伸。絕緣體可以被置于虛設(shè)溝槽中。虛設(shè)溝槽可以圍繞元件區(qū)域的外周。至少一個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域可以圍繞虛設(shè)溝槽的底部。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，能夠通過形成虛設(shè)溝槽而進(jìn)一步提高終端區(qū)域的擊穿電壓。
[0023]下文參照?qǐng)D1和圖2描述了實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置10。在圖1中，為了便于觀察附圖，沒有示出在半導(dǎo)體基板11上的絕緣膜和電極。進(jìn)一步，在圖1和圖2中，為了便于觀察附圖，改變了縮尺。因此，應(yīng)該注意的是圖1的縮尺與圖2的縮尺不同。進(jìn)一步，將在下文中描述在圖1中用影線示出的柵電極16及虛設(shè)溝槽25。如圖1所示，在半導(dǎo)體基板11中形成半導(dǎo)體裝置10。在半導(dǎo)體基板11中形成元件區(qū)域12和終端區(qū)域14。當(dāng)以平面方式觀察半導(dǎo)體基板11時(shí)，元件區(qū)域12具有大致矩形形狀。終端區(qū)域14圍繞元件區(qū)域12。也就是說(shuō)，終端區(qū)域14形成于構(gòu)成元件區(qū)域12的四側(cè)和半導(dǎo)體基板11的端側(cè)之間。在下文的描述中，在終端區(qū)域14中，將在下文描述的比FLR區(qū)域41a的內(nèi)周側(cè)表面更接近元件區(qū)域12的區(qū)域特別地稱為邊界領(lǐng)域14a。用SiC基板作為半導(dǎo)體基板11。
[0024]在元件區(qū)域12中形成六個(gè)柵電極16。六個(gè)柵電極16在圖1中的y方向上延伸，并且以預(yù)定間隔在圖1中的X方向上被安置。在終端區(qū)域14中形成一個(gè)虛設(shè)溝槽25和六個(gè)FLR區(qū)域41。設(shè)置虛設(shè)溝槽25以使其圍繞元件區(qū)域12，并且設(shè)置六個(gè)FLR區(qū)域41以使其圍繞虛設(shè)溝槽25。
[0025]在此，描述元件區(qū)域12的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，在元件區(qū)域12中形成絕緣柵型半導(dǎo)體元件。也就是說(shuō)，在元件區(qū)域12面向半導(dǎo)體基板11的頂面的部分形成n+型源極區(qū)域40以及P+型體接觸區(qū)域38。形成體接觸區(qū)域38以使其接觸源極區(qū)域40。
[0026]在源極區(qū)域40及體接觸區(qū)域38的下方形成p-型體區(qū)域36a。將體區(qū)域36a的雜質(zhì)濃度設(shè)定為低于體接觸區(qū)域38的雜質(zhì)濃度。體區(qū)域36a與源極區(qū)域40及體接觸區(qū)域38相接觸。因此，源極區(qū)域40被體區(qū)域36a及體接觸區(qū)域38圍繞。甚至在部分終端區(qū)域14中形成體區(qū)域。在下文的描述中，在終端區(qū)域14中形成的p-型體區(qū)域被稱為“體區(qū)域36b”，體區(qū)域36a和體區(qū)域36b總稱為“體區(qū)域36”。體區(qū)域36a及體區(qū)域36b構(gòu)成連續(xù)的區(qū)域，并且一體形成。由此，體區(qū)域36a的底面以及體區(qū)域36b的底面在z方向上被安置在相同高度。注意，可以將P-型體區(qū)域36a及體接觸區(qū)域38視為本發(fā)明的第一體區(qū)域?？梢詫Ⅲw區(qū)域36b及體接觸區(qū)域39 (下文描述)視為本發(fā)明的第二體區(qū)域。
[0027]在體區(qū)域36a的下方形成n_型漂移區(qū)32a。在半導(dǎo)體基板11的整個(gè)表面形成漂移區(qū)。在下文的描述中，在終端區(qū)域14中形成的η-型漂移區(qū)被稱為“漂移區(qū)32b”，并且將漂移區(qū)32a及漂移區(qū)32b總稱為“漂移區(qū)32”。漂移區(qū)32a及漂移區(qū)32b構(gòu)成連續(xù)的區(qū)域，并且一體形成。漂移區(qū)32a與體區(qū)域36a的底面相接觸。通過體區(qū)域36a而將漂移區(qū)32a與源極區(qū)域40分離。在漂移區(qū)32a中，在圍繞已經(jīng)提到的柵溝槽24的底部的范圍中形成P-型擴(kuò)散區(qū)域34。擴(kuò)散區(qū)域34與在柵電極16下部的相應(yīng)的絕緣體26 ( S卩，柵溝槽24的底部)相接觸。擴(kuò)散區(qū)域34被漂移區(qū)32a所圍繞。在此，擴(kuò)散區(qū)域34與體區(qū)域36a分離。以間隔a從體區(qū)域36a的底面的深度dl的位置形成擴(kuò)散區(qū)域34。注意，可以將n_型漂移區(qū)32a視為本發(fā)明的第一漂移區(qū)?？梢詫ⅵ?型漂移區(qū)32b視為本發(fā)明的第二漂移區(qū)。可以將擴(kuò)散區(qū)域34視為本發(fā)明的第一浮動(dòng)區(qū)域。
[0028]在面向半導(dǎo)體基板11的底面的范圍中形成n+型漏極區(qū)域30。在半導(dǎo)體基板11的整個(gè)表面形成漏極區(qū)域30。將漏極區(qū)域30的雜質(zhì)濃度設(shè)定為高于漂移區(qū)32的雜質(zhì)濃度。漏極區(qū)域30與漂移區(qū)32的底面相接觸。通過漂移區(qū)32而將漏極區(qū)域30與體區(qū)域36分離。
[0029]在半導(dǎo)體基板11的頂面上形成柵溝槽24。柵溝槽24貫穿源極區(qū)域40及體區(qū)域36a，并且其底端在漂移區(qū)32a中延伸。在柵溝槽24中形成柵電極16。形成各柵電極16，使其底端比體區(qū)域36a的底面略深。在柵溝槽24的壁表面和柵電極16(即，柵電極16的橫向側(cè)和下側(cè))之間填充絕緣體26。因此，柵電極16經(jīng)由絕緣體26而與體區(qū)域36a及源極區(qū)域40相對(duì)。進(jìn)一步，在柵電極16的頂面上形成蓋狀絕緣膜45。
[0030]在半導(dǎo)體基板11的底面上形成漏電極28。在半導(dǎo)體基板11的整個(gè)表面上形成漏電極28。漏電極28與漏極區(qū)域30形成歐姆接觸。在半導(dǎo)體基板11的頂面上形成源電極46。在元件區(qū)域12及部分終端區(qū)域14中形成源電極46。在元件區(qū)域12中，源電極46與源極區(qū)域40和體接觸區(qū)域38形成歐姆接觸。在終端區(qū)域14中，源電極46與體接觸區(qū)域39形成歐姆接觸。通過蓋狀絕緣膜45而將源電極46與柵電極16絕緣。
[0031 ] 下文描述終端區(qū)域14。如圖2所示，在終端區(qū)域14形成一個(gè)虛設(shè)溝槽25，六個(gè)FLR區(qū)域41，以及六個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37。在部分終端區(qū)域14中，在面向半導(dǎo)體基板11的頂面的范圍中形成體接觸區(qū)域39。在體接觸區(qū)域39的下方形成體區(qū)域36b。體區(qū)域36b與體接觸區(qū)域39的底面和側(cè)面相接觸。在體區(qū)域36b的下方形成漂移區(qū)32b。漂移區(qū)32b與體區(qū)域36b的底面和側(cè)面相接觸。虛設(shè)溝槽25貫穿體接觸區(qū)域39及體區(qū)域36b，使得其底面在漂移區(qū)32b中延伸。虛設(shè)溝槽25的底端被安置在與柵溝槽24的底端相同的深度。用絕緣體27填充虛設(shè)溝槽25。
[0032]在終端區(qū)域14中，在漂移區(qū)32b中形成六個(gè)p-型擴(kuò)散區(qū)域37。在下文的描述中，各擴(kuò)散區(qū)域37朝向X方向依次被稱為擴(kuò)散區(qū)域37a，擴(kuò)散區(qū)域37b，…，擴(kuò)散區(qū)域37f。擴(kuò)散區(qū)域37a至擴(kuò)散區(qū)域37f大體具有相同尺寸。形成各擴(kuò)散區(qū)域37，使得其在從元件區(qū)域
12朝向半導(dǎo)體基板11的端側(cè)的方向(圖2中的X方向)上的寬度為w2，并且其在半導(dǎo)體基板11的厚度方向(圖2中的z方向)上的厚度為t2。在圍繞虛設(shè)溝槽25的底部的范圍中形成擴(kuò)散區(qū)域37中的擴(kuò)散區(qū)域37a。擴(kuò)散區(qū)域37被漂移區(qū)32b圍繞。在本實(shí)施例中，在與擴(kuò)散區(qū)域34的深度(S卩，深度dl)大體相同的深度中形成擴(kuò)散區(qū)域37a至37f，并且圍繞元件區(qū)域12的外周。注意，可以將擴(kuò)散區(qū)域37視為本發(fā)明的第二浮動(dòng)區(qū)域。
[0033]擴(kuò)散區(qū)域37中的擴(kuò)散區(qū)域37a和擴(kuò)散區(qū)域37b被置于終端區(qū)域14的邊界區(qū)域14a中。更具體地，擴(kuò)散區(qū)域37a和擴(kuò)散區(qū)域37b被置于體區(qū)域36b的下方。也就是說(shuō)，當(dāng)以平面方式觀察半導(dǎo)體基板11時(shí)，擴(kuò)散區(qū)域37a和擴(kuò)散區(qū)域37b與體區(qū)域36b重疊。因此，在本實(shí)施例中，六個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37中的兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37a，37b被置于體區(qū)域36b的下方，并且四個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37c至37f被置于體區(qū)域36b的外周側(cè)。注意，可以將擴(kuò)散區(qū)域37a和擴(kuò)散區(qū)域37b視為本發(fā)明的下方第二浮動(dòng)區(qū)域。
[0034]在此，當(dāng)假設(shè)擴(kuò)散區(qū)域37b和擴(kuò)散區(qū)域37c之間的間隔為b0，并且假設(shè)從擴(kuò)散區(qū)域37b朝向外周側(cè)的第j (j = 1至3)個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37和第(j+Ι)個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37之間的間隔為bj時(shí)，對(duì)于b0，bj，bj+l成立b0〈bj〈bj+l的關(guān)系。進(jìn)一步，如上文所述，鄰近的擴(kuò)散區(qū)域34被均勻地以間隔a安置。在間隔a和間隔b0之間成立2XbO < a的關(guān)系。
[0035]進(jìn)一步，自形成在元件區(qū)域12中的最接近終端區(qū)域14的擴(kuò)散區(qū)域34(下文中稱為端側(cè)擴(kuò)散區(qū)域34a)以間隔el形成擴(kuò)散區(qū)域37a。在本實(shí)施例中，假設(shè)el = a，但這并非唯一的選擇，例如可以假設(shè)el < a。進(jìn)一步，自擴(kuò)散區(qū)域37a以間隔e2形成擴(kuò)散區(qū)域37b。在本實(shí)施例中，假設(shè)e2 < a，但這并非唯一的選擇，例如可以假設(shè)el = a。
[0036]下面將描述FLR區(qū)域41。如上文，在終端區(qū)域14中，在面向半導(dǎo)體基板11的頂面的范圍中形成六個(gè)P+型FLR區(qū)域41。將FLR區(qū)域41的雜質(zhì)濃度設(shè)定為高于體區(qū)域36b的雜質(zhì)濃度。在下文的描述中，各FLR區(qū)域41朝向X方向依次被稱為FLR區(qū)域41a，F(xiàn)LR區(qū)域41b，...，F(xiàn)LR區(qū)域41f。FLR區(qū)域41a至FLR區(qū)域41f大體具有相同的尺寸。形成各FLR區(qū)域41，使得其在從元件區(qū)域12朝向半導(dǎo)體基板11的端側(cè)的方向上的寬度為wl，并且其在半導(dǎo)體基板11的厚度方向上的厚度為tl。漂移區(qū)32b與FLR區(qū)域41相接觸并且圍繞FLR區(qū)域41。從體區(qū)域36b以間隔cO形成FLR區(qū)域41a。在此，間隔cO嚴(yán)格地表示與元件區(qū)域12 (X方向側(cè))相對(duì)的體區(qū)域36b的側(cè)表面和FLR區(qū)域41a的更接近元件區(qū)域12(x方向偵D的側(cè)表面之間的間隔。漂移區(qū)32b被安置在體區(qū)域36b和FLR區(qū)域41a之間。也就是說(shuō)，漂移區(qū)32b將體區(qū)域36b與FLR區(qū)域41a分離。如在圖2中顯而易見的，將兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37a，37b安置在比FLR區(qū)域41a的內(nèi)周側(cè)表面更接近元件區(qū)域12的位置。
[0037]在此，當(dāng)假設(shè)從內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)的第i(i = 1至5)個(gè)FLR區(qū)域41和第(i+1)個(gè)FLR區(qū)域41之間的間隔為ci時(shí)，對(duì)于c0，ci, ci+1成立c0〈ci〈ci+l的關(guān)系。
[0038]進(jìn)一步，在間隔b0至b3和間隔cO至c3之間確立c0<b0, cl<bl, c2〈b2，c3〈b3的關(guān)系。進(jìn)一步，在FLR區(qū)域41的寬度wl和擴(kuò)散區(qū)域37的寬度《2之間確立wl>w2的關(guān)系，并且在FLR區(qū)域41的厚度tl和擴(kuò)散區(qū)域37的厚度t2之間確立tl>t2的關(guān)系。
[0039]進(jìn)一步，如上文，形成六個(gè)FLR區(qū)域41。與此同時(shí)，擴(kuò)散區(qū)域37中的四個(gè)擴(kuò)散區(qū)域形成為不被置于體區(qū)域36b的下方。也就是說(shuō)，F(xiàn)LR區(qū)域41的數(shù)量大于未被置于體區(qū)域36b下方的擴(kuò)散區(qū)域37 (即，擴(kuò)散區(qū)域37c至37f)的數(shù)量。
[0040]在終端區(qū)域14中的半導(dǎo)體基板11的頂面上形成絕緣膜44。絕緣膜44覆蓋體接觸區(qū)域39的頂面的一部分、體區(qū)域36b的頂面的一部分以及漂移區(qū)32b的頂面。
[0041]當(dāng)使用半導(dǎo)體裝置10時(shí)，漏電極28與電源電位連接，并且源電極46與地電位連接。當(dāng)施加至柵電極16的電位小于閾值電位時(shí)，半導(dǎo)體裝置10關(guān)斷。在半導(dǎo)體裝置10關(guān)斷的狀態(tài)下，耗盡層從體區(qū)域36和漂移區(qū)32之間的pn結(jié)擴(kuò)張。當(dāng)從pn結(jié)擴(kuò)張的耗盡層到達(dá)FLR區(qū)域41a時(shí)，耗盡層從FLR區(qū)域41a和漂移區(qū)32b之間的pn結(jié)擴(kuò)張。同樣地，當(dāng)從該pn結(jié)(體區(qū)域36和漂移區(qū)32之間的pn結(jié))擴(kuò)張的耗盡層到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域34，37a, 37b時(shí)，各耗盡層從擴(kuò)散區(qū)域34和漂移區(qū)32a之間的各pn結(jié)以及擴(kuò)散區(qū)域37a，37b和漂移區(qū)32b之間的各pn結(jié)擴(kuò)張。
[0042]當(dāng)施加至柵電極16的電位為閾值電位或更高時(shí)，半導(dǎo)體裝置10導(dǎo)通。當(dāng)半導(dǎo)體裝置導(dǎo)通時(shí)，在與絕緣體26相接觸的體區(qū)域36a部分中形成通道。據(jù)此，電子通過源極區(qū)域40、體區(qū)域36a的通道、漂移區(qū)32a以及漏極區(qū)域30，從源電極46流向漏電極28。也就是說(shuō)，電流從漏電極28流向源電極46。
[0043]然后，將描述實(shí)施例1的半導(dǎo)體裝置10的有益效果。如圖2所示，在半導(dǎo)體裝置10的終端區(qū)域14中形成擴(kuò)散區(qū)域37和FLR區(qū)域41。在半導(dǎo)體基板11內(nèi)(更具體地，在距體區(qū)域36的底面的深度dl的位置中)形成擴(kuò)散區(qū)域37，并且在面向半導(dǎo)體基板11的頂面的范圍中形成FLR區(qū)域41。據(jù)此，當(dāng)將反偏電壓施加至半導(dǎo)體裝置10時(shí)，等電位線被均勻地置于相鄰的擴(kuò)散區(qū)域37之間以及相鄰的FLR區(qū)域41之間。由此，在終端區(qū)域14中，能夠抑制電場(chǎng)集中在半導(dǎo)體基板11中，并且能夠抑制電場(chǎng)集中在其頂面上。因此，終端區(qū)域14中的電場(chǎng)強(qiáng)度不會(huì)局部地增加，由此能夠在整個(gè)終端區(qū)域14中減小電場(chǎng)強(qiáng)度。這從而使得終端區(qū)域14的擊穿電壓能夠被提高，并且使得終端區(qū)域14的面積減小。進(jìn)一步，一般地，在與邊界區(qū)域14a對(duì)應(yīng)的區(qū)域中，電場(chǎng)集中于其上使得電場(chǎng)強(qiáng)度容易變得較高并且其擊穿電壓容易下降。在本實(shí)施例中，擴(kuò)散區(qū)域37a、37b被安置在邊界區(qū)域14a中。這使得能夠?qū)⑦吔鐓^(qū)域14a中的電場(chǎng)強(qiáng)度限制為元件區(qū)域12的電場(chǎng)強(qiáng)度或以下。因此，多個(gè)FLR區(qū)域41及多個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37形成在終端區(qū)域14中，以使一些擴(kuò)散區(qū)域37被置于邊界區(qū)域14a中，從而與元件區(qū)域12的擊穿電壓相比，能夠獲得終端區(qū)域14的相對(duì)高的擊穿電壓。因此，即使在漂移區(qū)32的雜質(zhì)濃度相對(duì)高的情況下，也能夠在終端區(qū)域14中保持擊穿電壓。因此，發(fā)生雪崩擊穿的區(qū)域能夠?yàn)樵^(qū)域12。由于元件區(qū)域12具有比終端區(qū)域14相對(duì)更大的面積，因此其溫度難以升高，使得元件區(qū)域12能夠容忍大的擊穿電壓。這能夠使得半導(dǎo)體10的雪崩電阻增加。
[0044]進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，還在部分終端區(qū)域14(S卩，邊界區(qū)域14a)形成體區(qū)域36b。體區(qū)域36b從虛設(shè)溝槽25向半導(dǎo)體基板11的端側(cè)(X方向上)延伸。由于電場(chǎng)容易集中在溝槽上，當(dāng)如上文所述形成體區(qū)域36b時(shí)，能夠抑制電場(chǎng)集中于虛設(shè)溝槽25上。在虛設(shè)溝槽25未形成的情況下，能夠抑制電場(chǎng)集中于最接近終端區(qū)域14安置的柵溝槽24上。進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，擴(kuò)散區(qū)域37a，37b被安置在體區(qū)域36b的下方。一般地，當(dāng)將反偏電壓施加至半導(dǎo)體裝置10時(shí)，電場(chǎng)集中于體區(qū)域36b和漂移區(qū)32b之間的pn結(jié)上，并且pn結(jié)的擊穿電壓容易下降。然而，通過如此安置擴(kuò)散區(qū)域37a、37b，能夠限制電場(chǎng)集中于pn結(jié)上并且抑制擊穿電壓的下降。
[0045]進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，將六個(gè)擴(kuò)散區(qū)域34以間隔a安置在相同深度dl中。進(jìn)一步，兩個(gè)擴(kuò)散區(qū)域37a、37b也被安置在與擴(kuò)散區(qū)域34相同的深度dl。當(dāng)施加反偏電壓時(shí)，耗盡層從體區(qū)域36和漂移區(qū)32之間的pn結(jié)擴(kuò)張。通過將擴(kuò)散區(qū)域37a、37b置于相同深度，耗盡層大約同時(shí)到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域34、37a、37b。當(dāng)耗盡層到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域34、37a、37b時(shí)，各耗盡層從擴(kuò)散區(qū)域34和漂移區(qū)32a之間的pn結(jié)擴(kuò)張，并且從擴(kuò)散區(qū)域37a、37b和漂移區(qū)32b之間的pn結(jié)擴(kuò)張。通常，耗盡層大體以相同的速度從擴(kuò)散區(qū)域34以及從擴(kuò)散區(qū)域37a、37b擴(kuò)張。由于六個(gè)擴(kuò)散區(qū)域34以規(guī)則的間隔被安置，因此從相鄰的擴(kuò)散區(qū)域34擴(kuò)張的各耗盡層大體在擴(kuò)散區(qū)域34中同時(shí)相互連接。該正時(shí)假設(shè)為第一正時(shí)。耗盡層大體在相鄰的擴(kuò)散區(qū)域34之間的中心處相互連接。同時(shí)，從擴(kuò)散區(qū)域37b(即，在擴(kuò)散區(qū)域37a、37b中的外周側(cè)的擴(kuò)散區(qū)域37)擴(kuò)張的耗盡層到達(dá)在其外周側(cè)上的與擴(kuò)散區(qū)域37b鄰接的擴(kuò)散區(qū)域37c。將此正時(shí)假設(shè)為第二正時(shí)。在本實(shí)施例中，將擴(kuò)散區(qū)域37b和擴(kuò)散區(qū)域37c之間的間隔b0設(shè)為相鄰的擴(kuò)散區(qū)域34之間的間隔的一半或以下。因此，第二正時(shí)比第一正時(shí)來(lái)的更早。也就是說(shuō)，擴(kuò)散區(qū)域37b和擴(kuò)散區(qū)域37c之間的耗盡先于相鄰的擴(kuò)散區(qū)域34之間的耗盡。這使得能夠優(yōu)先地保持終端區(qū)域14的擊穿電壓，并且與元件區(qū)域12的擊穿電壓相比，能夠獲得相對(duì)高的終端區(qū)域14的擊穿電壓。進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，端側(cè)擴(kuò)散區(qū)域34a和擴(kuò)散區(qū)域37a之間的間隔el與間隔a相同，端側(cè)擴(kuò)散區(qū)域34a和擴(kuò)散區(qū)域37a之間的耗盡幾乎與相鄰的擴(kuò)散區(qū)域34之間的耗盡同時(shí)進(jìn)行。進(jìn)一步，由于將擴(kuò)散區(qū)域37a和擴(kuò)散區(qū)域37b之間的間隔e2設(shè)定為短于間隔a，因此擴(kuò)散區(qū)域37a和擴(kuò)散區(qū)域37b之間的耗盡先于擴(kuò)散區(qū)域34之間的耗盡。這使得能夠更適當(dāng)?shù)乇３纸K端區(qū)域14的擊穿電壓。
[0046]當(dāng)耗盡層到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域37a時(shí)，耗盡層從擴(kuò)散區(qū)域37a擴(kuò)張并且到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域37b。然后，耗盡層從擴(kuò)散區(qū)域37b擴(kuò)張并且到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域37c。耗盡層以此方法擴(kuò)張至擴(kuò)散區(qū)域37f。進(jìn)一步，從體區(qū)域36b的側(cè)表面和漂移區(qū)32b之間的pn結(jié)擴(kuò)張的耗盡層到達(dá)FLR區(qū)域41a。當(dāng)耗盡層到達(dá)FLR區(qū)域41a時(shí)，耗盡層從FLR區(qū)域41a擴(kuò)張并且到達(dá)FLR區(qū)域41b。然后，耗盡層從FLR區(qū)域41b擴(kuò)張并且到達(dá)FLR區(qū)域41c。耗盡層以此方法擴(kuò)張至FLR區(qū)域4If。在本實(shí)施例中，在間隔b0至b3和間隔cO至c3之間確立c0<b0, cl<bl, c2〈b2，c3〈b3的關(guān)系。一般地，耗盡層難以從體區(qū)域的側(cè)表面擴(kuò)張。然而，當(dāng)成立c0〈b0的關(guān)系時(shí)，經(jīng)由擴(kuò)散區(qū)域37b，在從體區(qū)域36b的底面擴(kuò)張的耗盡層到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域37c之前，在從體區(qū)域36b的側(cè)表面擴(kuò)張的耗盡層容易到達(dá)FLR區(qū)域41a。進(jìn)一步，當(dāng)成立cl〈bl的關(guān)系時(shí)，在耗盡層到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域37d之前，耗盡層容易到達(dá)FLR區(qū)域41b。相似地，當(dāng)成立c2〈b2和c3〈b3的關(guān)系時(shí)，在耗盡層到達(dá)擴(kuò)散區(qū)域37f之前耗盡層易于到達(dá)FLR區(qū)域41d。由此，F(xiàn)LR區(qū)域41a和41d之間的耗盡容易先于擴(kuò)散區(qū)域37b至37f之間的耗盡。因此，在終端區(qū)域14中，能夠?qū)⒃诎雽?dǎo)體基板11的頂面上的擊穿電壓(即，在形成FLR區(qū)域41的范圍中的擊穿電壓)設(shè)定為高于半導(dǎo)體基板11內(nèi)的擊穿電壓(即，形成擴(kuò)散區(qū)域37的范圍中的擊穿電壓)。也就是說(shuō)，擴(kuò)散區(qū)域37的擊穿電壓的值為終端區(qū)域14的擊穿電壓的值。由此，除非電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樾∮跀U(kuò)散區(qū)域37及其鄰近區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度，否則即使半導(dǎo)體基板11的頂面上的電場(chǎng)被外部電荷干擾并且頂面的電場(chǎng)強(qiáng)度些微減小，也能夠抑制由于外部電荷的附加而引起的終端區(qū)域14的擊穿電壓的減小。也就是說(shuō)，能夠獲得難以被外部電荷影響并且擊穿電壓的減小較小的終端結(jié)構(gòu)。
[0047]一般地，由于在相鄰的擴(kuò)散區(qū)域37之間的間隔b越來(lái)越小，因此從相鄰的擴(kuò)散區(qū)域37中的一個(gè)擴(kuò)張的耗盡層更早地到達(dá)相鄰的擴(kuò)散區(qū)域37中的另一個(gè)。然而，這些擴(kuò)散區(qū)域37的擊穿電壓的保持力減小。同時(shí)，由于間隔b越來(lái)越長(zhǎng)，因此從相鄰的擴(kuò)散區(qū)域37中的一個(gè)擴(kuò)張的耗盡層更慢地到達(dá)相鄰的擴(kuò)散區(qū)域37中的另一個(gè)。然而，這些擴(kuò)散區(qū)域37的擊穿電壓的保持力增加。在本發(fā)明中，在相鄰的擴(kuò)散區(qū)域37b至37f之間的間隔b0至b3被設(shè)定為b0〈bl〈b2〈b3。因此，從擴(kuò)散區(qū)域37b擴(kuò)張的耗盡層立刻擴(kuò)張至擴(kuò)散區(qū)域37c至37f。因此，與例如b0>bl>b2>b3的結(jié)構(gòu)相比，在擴(kuò)散區(qū)域37b至37f之間的耗盡進(jìn)行的更快。與此同時(shí)，能夠在以相對(duì)寬的間隔b設(shè)置的外周側(cè)的擴(kuò)散區(qū)域37 (例如，擴(kuò)散區(qū)域37d至37f)中產(chǎn)生擊穿電壓的高保持力。由此,例如與b0 = bl = b2 = b3的結(jié)構(gòu)相比，能夠通過擴(kuò)散區(qū)域37提高擊穿電壓的保持力。
[0048]進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，F(xiàn)LR區(qū)域41的數(shù)量(6個(gè))大于擴(kuò)散區(qū)域37中的未形成在體區(qū)域36b下方的擴(kuò)散區(qū)域37的數(shù)量(4個(gè))。一般地，隨著FLR區(qū)域41的數(shù)量更多，半導(dǎo)體基板11的頂面的擊穿電壓提高，并且隨著擴(kuò)散區(qū)域37的數(shù)量更多，半導(dǎo)體基板11內(nèi)的擊穿電壓提高。據(jù)此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在終端區(qū)域14中，與半導(dǎo)體基板11內(nèi)的擊穿電壓相t匕，能夠在半導(dǎo)體基板11的頂面上獲得相對(duì)高的擊穿電壓。
[0049]進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，在z方向上的FLR區(qū)域41的厚度tl大于同方向上的擴(kuò)散區(qū)域37的厚度t2。參照?qǐng)D3和圖4在下文中描述該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。圖3中z方向上的FLR區(qū)域41的厚度tl大于圖4中z方向上的FLR區(qū)域141的厚度t3。因此，F(xiàn)LR區(qū)域41的側(cè)表面的長(zhǎng)度比FLR區(qū)域141的側(cè)表面的長(zhǎng)度更長(zhǎng)。一般地，耗盡層在pn結(jié)處擴(kuò)張，使得P型區(qū)域的固定電荷與η型區(qū)域的固定電荷變得相等。由此，在各耗盡層從FLR區(qū)域的側(cè)表面及FLR區(qū)域的角部擴(kuò)張(即，確保在η型區(qū)域中的固定電荷等于p型區(qū)域中的固定電荷)的情況下，當(dāng)將在它們各自的擴(kuò)張方向上的各自的耗盡層的厚度相互比較時(shí)，從FLR區(qū)域的側(cè)表面擴(kuò)張的耗盡層厚于從角部擴(kuò)張的耗盡層。由此，相比于從FLR區(qū)域141的擴(kuò)張，耗盡層更易于從具有更長(zhǎng)側(cè)表面長(zhǎng)度的FLR區(qū)域41擴(kuò)張。因此，相鄰的FLR區(qū)域41之間的等電位線比相鄰的FLR區(qū)域141之間的等電位線布置得更均勻(也就是說(shuō)，等電位線布置得更疏松)。由此，與FLR區(qū)域141相比，F(xiàn)LR區(qū)域41能夠更多的降低半導(dǎo)體基板11的頂面的電場(chǎng)強(qiáng)度。特別地，在本實(shí)施例中，將FLR區(qū)域41的厚度tl設(shè)定為大于擴(kuò)散區(qū)域37的厚度t2。由此，耗盡層從FLR區(qū)域41擴(kuò)張的速度比耗盡層從擴(kuò)散區(qū)域37擴(kuò)張的速度更快。因此，F(xiàn)LR區(qū)域41之間的耗盡比擴(kuò)散區(qū)域37之間的耗盡更快。由此，在終端區(qū)域14中，與半導(dǎo)體基板11內(nèi)的擊穿電壓相比，能夠在半導(dǎo)體基板11的頂面上獲得相對(duì)高的擊穿電壓。
[0050]進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，將X方向上的FLR區(qū)域41的寬度wl設(shè)定為大于在同方向上的擴(kuò)散區(qū)域37的寬度《2。因此，F(xiàn)LR區(qū)域41的角部的曲率小于具有大略橢圓狀截面的擴(kuò)散區(qū)域37的曲率(S卩，F(xiàn)LR區(qū)域41的角部的曲率半徑大于擴(kuò)散區(qū)域37的曲率半徑)。由此，與擴(kuò)散區(qū)域37相比，耗盡層從FLR區(qū)域41擴(kuò)張相對(duì)容易。因此，F(xiàn)LR區(qū)域41之間的耗盡先于擴(kuò)散區(qū)域37之間的耗盡。因此，在終端區(qū)域14中，與半導(dǎo)體基板11內(nèi)的擊穿電壓相比，能夠在半導(dǎo)體基板11的頂面上獲得相對(duì)高的擊穿電壓。
[0051]已經(jīng)在上文中詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是這僅是實(shí)例，并且本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括通過上述實(shí)施例的各種修改或改變而獲得的實(shí)施例。
[0052]例如，可以使柵溝槽24的底端變淺，并且柵溝槽24的底部與擴(kuò)散區(qū)域34可以被漂移區(qū)32a分離。相似地，可以使虛設(shè)溝槽25的底端變淺，并且虛設(shè)溝槽25的底部與擴(kuò)散區(qū)域37a可以被漂移區(qū)32b分離。即使使用此結(jié)構(gòu)，也能夠取得與實(shí)施例1相同的效果。
[0053]進(jìn)一步，F(xiàn)LR區(qū)域41的數(shù)量和擴(kuò)散區(qū)域37的數(shù)量(置于邊界區(qū)域14a的外周側(cè)的擴(kuò)散區(qū)域37c至37f)之間的關(guān)系，F(xiàn)LR區(qū)域41的厚度tl與擴(kuò)散區(qū)域37的厚度t2之間的關(guān)系，以及FLR區(qū)域41的寬度wl與擴(kuò)散區(qū)域37的寬度《2之間的關(guān)系各自單獨(dú)地取得效果。由此，這三個(gè)關(guān)系不必同時(shí)被滿足，而應(yīng)該采用任意一個(gè)或兩個(gè)關(guān)系。
[0054]進(jìn)一步，置于邊界區(qū)域14a中的擴(kuò)散區(qū)域37的數(shù)量可以是一個(gè)，三個(gè)或更多個(gè)。進(jìn)一步，不需要將擴(kuò)散區(qū)域37完全置于體區(qū)域36b的下方，而是當(dāng)以水平方式觀察半導(dǎo)體基板11時(shí)，也可以部分地將擴(kuò)散區(qū)域37置于體區(qū)域36b的下方。
[0055]進(jìn)一步，擴(kuò)散區(qū)域37的數(shù)量和FLR區(qū)域41的數(shù)量不限于六個(gè)。如果形成更多的擴(kuò)散區(qū)域37和FLR區(qū)域41，能夠增加終端區(qū)域14的擊穿電壓。通過根據(jù)期望被保持的終端區(qū)域14的擊穿電壓的期望值來(lái)調(diào)整FLR區(qū)域之間的及擴(kuò)散區(qū)域37之間的各自的間隔和它們的數(shù)量，能夠獲得與元件區(qū)域12的擊穿電壓相比，相對(duì)高的終端區(qū)域14的擊穿電壓。
[0056]進(jìn)一步，在能夠維持擊穿電壓而不形成虛設(shè)溝槽25的情況下，可以不形成虛設(shè)溝槽25。可替換地，可以形成兩個(gè)或更多個(gè)虛設(shè)溝槽25?？梢赃M(jìn)一步在虛設(shè)溝槽25內(nèi)形成電導(dǎo)體。進(jìn)一步，可以在半導(dǎo)體基板11中形成兩個(gè)或更多個(gè)元件區(qū)域12。進(jìn)一步，本發(fā)明不限于M0S，并且能夠應(yīng)用至包括IGBT的通用高功率開關(guān)元件。
[0057]已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的具體實(shí)例，但是這些僅是示例。本發(fā)明包括通過對(duì)上文例示的具體實(shí)例進(jìn)行各種修改或替換而獲得的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置(10)，其特征在于包括 半導(dǎo)體基板(11)，其具有元件區(qū)域(12)以及圍繞所述元件區(qū)域的終端區(qū)域(14)，其中: 所述元件區(qū)域包括 第一體區(qū)域(36a，38)，其具有第一導(dǎo)電類型，并且被置于面向所述半導(dǎo)體基板的頂面的范圍內(nèi)， 第一漂移區(qū)(32)，其具有第二導(dǎo)電類型，并且與所述第一體區(qū)域的底面相接觸，以及多個(gè)第一浮動(dòng)區(qū)域(34)，各所述第一浮動(dòng)區(qū)域具有所述第一導(dǎo)電類型，并且被所述第一漂移區(qū)圍繞； 所述終端區(qū)域包括 多個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域(41)，各所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域具有所述第一導(dǎo)電類型，并被置于面向所述半導(dǎo)體基板的所述頂面的范圍內(nèi)且圍繞所述元件區(qū)域的外周， 第二漂移區(qū)(32b)，其具有所述第二導(dǎo)電類型，并與所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域相接觸且圍繞所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域，以及 多個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域(37)，各所述第二浮動(dòng)區(qū)域具有所述第一導(dǎo)電類型并被所述第二漂移區(qū)圍繞； 所述第二浮動(dòng)區(qū)域圍繞所述元件區(qū)域的所述外周；并且 至少一個(gè)所述第二浮動(dòng)區(qū)域相對(duì)于所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域中的最接近所述元件區(qū)域的一個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域的內(nèi)周側(cè)表面而被置于元件區(qū)域側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 所述終端區(qū)域進(jìn)一步包括第二體區(qū)域(36b，39)； 所述第二體區(qū)域具有所述第一導(dǎo)電類型，并被置于面向所述半導(dǎo)體基板的所述頂面的范圍內(nèi)，所述第二體區(qū)域部分地被布置在元件區(qū)域側(cè)，并且從所述第一體區(qū)域連續(xù)地形成； 所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域被排布為遠(yuǎn)離所述第二體區(qū)域； 所述第二漂移區(qū)與所述第二體區(qū)域的底面和側(cè)面相接觸； 所述第二漂移區(qū)被配置為將所述第二體區(qū)域與所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域分離；并且當(dāng)以平面方式觀察所述半導(dǎo)體基板時(shí)，所述第二浮動(dòng)區(qū)域包括至少一個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域，所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域包括與所述第二體區(qū)域的重疊部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 所述第二浮動(dòng)區(qū)域包括多個(gè)所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域； 在所述半導(dǎo)體基板的厚度方向上的預(yù)定深度處，從元件區(qū)域側(cè)向終端區(qū)域側(cè)以預(yù)定間隔安置所述第一浮動(dòng)區(qū)域； 所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域被置于所述預(yù)定深度處； 所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域中的最外側(cè)的下方第二浮動(dòng)區(qū)域和與所述最外側(cè)的下方第二浮動(dòng)區(qū)域最接近的一個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域之間的間隔b0為所述預(yù)定間隔的一半或以下；并且所述最接近的一個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域在所述半導(dǎo)體裝置的表面方向上被排布在所述最外側(cè)的下方第二浮動(dòng)區(qū)域的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 形成η個(gè)所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域； 除所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域之外，形成m個(gè)所述第二浮動(dòng)區(qū)域； η和m是自然數(shù)；并且 以下關(guān)系式(I)成立: cO<bO,ci<bj (I), 其中i至少為1，并且至多為n-1， j至少為I，并且至多為m-ι, 在關(guān)系式⑴中i等于j， 在關(guān)系式⑴中，i的上限值是η-1和m-Ι中較小的一個(gè)， ci表示在所述表面方向上從內(nèi)側(cè)向外側(cè)的第i個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域和第(i+1)個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域之間的間隔， CO表示所述第二體區(qū)域和在所述表面方向上從內(nèi)側(cè)起的第一個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域之間的間隔，并且 bj表示當(dāng)在所述表面方向上從內(nèi)側(cè)向外側(cè)對(duì)所述m個(gè)所述第二浮動(dòng)區(qū)域進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，第j個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域和第(j+Ι)個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域之間的間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域的數(shù)量大于除所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域之外的第二浮動(dòng)區(qū)域的數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 所述終端區(qū)域進(jìn)一步包括第二體區(qū)域(36b，39)； 所述第二體區(qū)域具有所述第一導(dǎo)電類型，且被置于面向所述半導(dǎo)體基板的所述頂面的范圍內(nèi)，所述第二體區(qū)域部分地被布置在元件區(qū)域側(cè)，并且從所述第一體區(qū)域連續(xù)地形成； 所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域被排布為遠(yuǎn)離所述第二體區(qū)域； 所述第二漂移區(qū)與所述第二體區(qū)域的底面和側(cè)面相接觸； 所述第二漂移區(qū)被配置為將所述第二體區(qū)域與所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域分離；并且當(dāng)以平面方式觀察所述半導(dǎo)體基板時(shí)，所述第二浮動(dòng)區(qū)域包括一個(gè)下方第二浮動(dòng)區(qū)域，所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域包括與所述第二體區(qū)域的重疊部分； 在所述半導(dǎo)體基板的厚度方向上的預(yù)定深度處，從元件區(qū)域側(cè)向終端區(qū)域側(cè)以預(yù)定間隔安置所述第一浮動(dòng)區(qū)域； 所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域被置于所述預(yù)定深度處； 所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域和與所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域最接近的一個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)之間的間隔bO為所述預(yù)定間隔的一半或以下；并且 所述最接近的一個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域在所述半導(dǎo)體裝置的表面方向上被排布在所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域的外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 形成η個(gè)所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域； 除所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域之外，形成m個(gè)所述第二浮動(dòng)區(qū)域； η和m是自然數(shù)；并且 以下關(guān)系式(I)成立: cO〈bO,ci〈bj (I), 其中i至少為1，并且至多為n-1， j至少為I，并且至多為m-1, 在關(guān)系式⑴中i等于j， 在關(guān)系式⑴中，i的上限值是η-1和m-Ι中較小的一個(gè)， ci表示在所述表面方向上從內(nèi)側(cè)向外側(cè)的第i個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域和第(i+1)個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域之間的間隔， CO表示所述第二體區(qū)域和在所述表面方向上從內(nèi)側(cè)起的第一個(gè)場(chǎng)限環(huán)區(qū)域之間的間隔，并且 bj表示當(dāng)在所述表面方向上從內(nèi)側(cè)向外側(cè)對(duì)所述m個(gè)所述第二浮動(dòng)區(qū)域進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，第j個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域和第(j+Ι)個(gè)第二浮動(dòng)區(qū)域之間的間隔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的半導(dǎo)體裝置，其中 所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域的數(shù)量大于除所述下方第二浮動(dòng)區(qū)域之外的第二浮動(dòng)區(qū)域的數(shù)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 在所述半導(dǎo)體基板的厚度方向上所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域的厚度大于在所述厚度方向上所述第二浮動(dòng)區(qū)域的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 當(dāng)以平面方式觀察所述半導(dǎo)體基板時(shí)，所述終端區(qū)域形成于所述元件區(qū)域的至少一側(cè)和所述半導(dǎo)體基板的端側(cè)之間；并且 在所述元件區(qū)域的所述至少一側(cè)和所述半導(dǎo)體基板的所述端側(cè)之間，在從所述元件區(qū)域朝向所述半導(dǎo)體基板的所述端側(cè)這個(gè)特定方向上所述場(chǎng)限環(huán)區(qū)域的寬度大于在所述特定方向上所述第二浮動(dòng)區(qū)域的寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 所述元件區(qū)域包括柵電極(16)和絕緣體(26)； 所述柵電極被置于柵溝槽(24)的內(nèi)側(cè)并且與所述第一體區(qū)域相對(duì)； 所述柵溝槽貫穿所述第一體區(qū)域并且延伸至所述第一漂移區(qū)； 所述絕緣體被置于所述柵溝槽的內(nèi)壁和所述柵電極之間；并且 在所述元件區(qū)域中的所述第一浮動(dòng)區(qū)域圍繞所述柵溝槽的底部。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至8中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中: 所述終端區(qū)域包括虛設(shè)溝槽(25)以及絕緣體(27)； 所述虛設(shè)溝槽貫穿所述第二體區(qū)域并且在所述第二漂移區(qū)中延伸； 所述絕緣體被置于所述虛設(shè)溝槽中； 所述虛設(shè)溝槽圍繞所述元件區(qū)域的所述外周；并且 至少一個(gè)所述第二浮動(dòng)區(qū)域圍繞所述虛設(shè)溝槽的底部。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK104465719SQ201410487147
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】齋藤順, 青井佐智子, 渡辺行彥, 山本敏雅 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社