半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及具有末端區域的功率變換用半導體裝置。
【背景技術】
[0002]功率變換用半導體裝置即功率器件(Power Device)，從家電產品、電動汽車及鐵道這樣的領域到作為可再生能量而備受關注的太陽能發電和風力發電這樣的領域，受到廣泛應用。在上述領域中，功率器件或搭載有該功率器件的電力電子儀器，用于對電能進行功率變換，但希望進行小型化、高效率化等進一步的高性能化。
[0003]功率器件由設在芯片中央的主要流過電流的元件區域、和設在該元件區域的外周部并可耐壓的末端區域構成。末端區域是確定作為功率器件的重要特性之一的耐壓特性的區域，但在通電時，成為不激活的區域，因此，為了使芯片小型化而希望盡可能將末端區域設計得較小。
[0004]為了滿足上述要求,開始采用與至今為止通常使用的GR (Guard Ring)構造相比，能夠縮小末端區域的 RESURF (Reduced Surface Field)構造或VLD (Variat1n of LateralDoping)構造。
[0005]設在功率芯片上的末端區域由直線部和角部構成。在將直線部和角部設計為相同構造的情況下，存在角部由于具有曲率這一性質而與直線部相比容易使電場集中的問題。
[0006]作為上述問題的對策，當前提出有用于緩和角部處的電場集中的各種構造。例如，公開有下述構造(例如，參照專利文獻I)，即，通過將在角部形成的耐壓保持區域的寬度設為比直線部的耐壓保持區域的寬度大(即，增大末端區域中的角部面積)，從而緩和角部處的電場集中。
[0007]專利文獻1:日本特開2009-164486號公報
[0008]專利文獻I公開的構造可應用于在角部的外側(角部的與元件區域側相反的一偵U不設置任何構件的情況。然而，例如在角部的外側已配置有記錄有半導體裝置的信息的識別標記、或管理半導體工藝條件的管理圖案等的情況下，存在不能應用將形成在角部中的耐壓保持區域的寬度增大的末端區域的問題。
【發明內容】
[0009]本發明就是為了解決這些問題而提出的，其目的在于提供一種半導體裝置，該半導體裝置不增大末端區域的面積就能夠提高耐壓性能。
[0010]為了解決上述課題，本發明涉及的半導體裝置具備末端區域，該末端區域以俯視觀察時包圍元件區域的方式設置并具有直線部和角部，該半導體裝置的特征在于，在末端區域中，具有:耐壓保持區域，其為從第I導電型襯底的表面在預先設定的深度方向上形成的第2導電型的低濃度的雜質區域；第I絕緣膜，其在襯底上，以至少覆蓋耐壓保持區域的方式形成；第I場板，其形成在第I絕緣膜上；第2絕緣膜,其以覆蓋第I場板及第I絕緣膜的方式形成；以及第2場板，其形成在第2絕緣膜上，第I絕緣膜的膜厚度在角部中比在直線部中厚。
[0011]發明的效果
[0012]根據本發明，由于其特征為，在末端區域中，具有:耐壓保持區域，其為從第I導電型襯底的表面在預先設定的深度方向上形成的第2導電型的低濃度的雜質區域；第I絕緣膜，其在襯底上，以至少覆蓋耐壓保持區域的方式形成；第I場板，其形成在第I絕緣膜上；第2絕緣膜，其以覆蓋第I場板及第I絕緣膜的方式形成；以及第2場板，其形成在第2絕緣膜上，第I絕緣膜的膜厚度在角部中比在直線部中厚，因此，不增大末端區域的面積就能夠提聞耐壓性能。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示本發明的實施方式I涉及的半導體裝置的結構的一個例子的俯視圖。
[0014]圖2是表示本發明的實施方式I涉及的半導體裝置的結構的一個例子的剖面圖。
[0015]圖3是表示本發明的實施方式I涉及的半導體裝置的結構的一個例子的剖面圖。
[0016]圖4是示意地表示本發明的實施方式I涉及的半導體裝置的末端區域的角部中的電場分布的一個例子的圖。
[0017]圖5是示意地表示本發明的實施方式I涉及的半導體裝置的末端區域的角部中的電場分布的一個例子的圖。
[0018]圖6是表示本發明的實施方式2涉及的半導體裝置的結構的一個例子的剖面圖。
[0019]圖7是表示本發明的實施方式3涉及的半導體裝置的制造工序的一個例子的圖。
[0020]圖8是表示本發明的實施方式3涉及的半導體裝置的制造工序的一個例子的圖。
[0021]圖9是表示本發明的實施方式3涉及的半導體裝置的制造工序的一個例子的圖。
[0022]圖10是表示本發明的實施方式4涉及的半導體裝置的結構的一個例子的剖面圖。
[0023]圖11是表示前提技術涉及的半導體裝置的結構的一個例子的俯視圖。
[0024]圖12是表示前提技術涉及的半導體裝置的結構的一個例子的剖面圖。
[0025]圖13是表示前提技術涉及的半導體裝置的結構的一個例子的剖面圖。
[0026]標號的說明
[0027]IN —型襯底，2集電極電極，3發射極電極，4P+型集電極層，5N+型緩沖層，6P型阱區域，7P —型耐壓保持區域，SN+型溝道截斷環區域，9襯底表面，10第I絕緣膜，11第I場板，12第2絕緣膜，13第2場板，14保護膜，15凹部區域，16氮化膜，17氧化膜，18錐度角，20元件區域，21末端區域，22X方向直線部，23Y方向直線部，24角部。
【具體實施方式】
[0028]以下基于附圖，說明本發明的實施方式。
[0029]此外，以下“ + ”及“一”的標號表示N型或P型的雜質濃度相對為高濃度(+)或低濃度(一)。
[0030]另外，將N型設為第I導電型，將P型設為第2導電型而進行說明。
[0031]另外，作為半導體裝置，將具有RESURF構造的IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)作為一個例子進行說明。
[0032]<前提技術>
[0033]首先，說明成為本發明的前提的技術(前提技術)。
[0034]圖11是表示前提技術涉及的半導體裝置的結構的一個例子的俯視圖。
[0035]如圖11所示，半導體裝置在芯片的中央部設置元件區域20，在元件區域20的外周部(以俯視觀察時包圍元件區域20的方式)設置有末端區域21。
[0036]末端區域21具有作為直線部的X方向直線部22及Y方向直線部23，具有將X方向直線部22和Y方向直線部23連結的角部24。
[0037]圖12是表示圖11的D — D剖面結構的一個例子的剖面圖，示出末端區域21的Y方向直線部23的剖面結構。另外，圖13是表示圖11的E — E剖面結構的一個例子的剖面圖，示出末端區域21的角部24的剖面結構。此外，在圖12中示出Y方向直線部23的剖面結構，但X方向直線部22的剖面結構也相同。
[0038]如圖12、13所示，末端區域21中的直線部(X方向直線部22、Y方向直線部23)及角部24具有相同的結構。
[0039]具體而言，在前提技術涉及的末端區域21中，從N —型襯底I的襯底表面9在預先設定的深度方向上形成有P型阱區域6、P 一型耐壓保持區域7以及N+型溝道截斷環區域8。
[0040]P型阱區域6在從元件區域20至末端區域21的范圍中形成，減小曲率，由此緩和電場的集中。
[0041]P 一型耐壓保持區域7與P型阱區域6相鄰，且以保持耐壓的低濃度、滿足RESURF條件的雜質深度而形成。
[0042]N+型溝道截斷環區域8形成在末端區域21的最外周部。
[0043]另外，在N —型襯底I的襯底表面9上，形成有第I絕緣膜10、第I場板11、第2絕緣膜12、第2場板13、發射極電極3及保護膜14。
[0044]第I絕緣膜10形成為至少覆蓋P —型耐壓保持區域7。
[0045]第I場板11在第I絕緣膜10上隔著規定的間隔形成有多個。
[0046]第2絕緣膜12作為層間絕緣膜，形成為覆蓋第I場板11及第I絕緣膜10。
[0047]第2場板13在第2絕緣膜12上隔著規定的間隔形成有多個。第I場板11和第2場板13形成在彼此的端部在深度方向上重疊的位置處。另外，第I場板11和第2場板13具有使P —型耐壓保持區域7的襯底表面9處的電位穩定化的功能。
[0048]發射極電極3形成為覆蓋第2絕緣膜12的一部分，且與第2場板13分離。
[0049]保護膜14形成為覆蓋發射極電極3的一部分、第2絕緣膜12、及第2場板13的表面。
[0050]另外，在N—型襯底I的背面(與襯底表面9相反側的面)上，依次層疊而形成有N+型緩沖層5、P+型集電極層4及集電極電極2。
[0051]如上所述，在將直線部(X方向直線部22、Υ方向直線部23)和角部24設計為相同構造的情況下，存在下述問題，即，角部24由于具有曲率這一性質而與X方向直線部22及Y方向直線部23相比容易使電場集中。
[0052]另外，在專利文獻I中，具有將形成在角部的耐壓保持區域的寬度設置為大于直線部的耐壓保持區域的寬度的構造，但如上所述，存在不能應用于已配置有識別標記或管理圖案等的情況的問題。
[0053]本發明就是為了解決上述問題而提出的，以下進行詳細說明。
[0054]<實施方式1>
[0055]圖1是表示本發明的實施方式I涉及的半導體裝置結構的一個例子的俯視圖。另夕卜，圖2是表示圖1的A — A剖面結構的一個例子的剖面圖，示出末端區域