(57)【要約】【課題】  製造工程数を増加させることなく、ボディ領域とリサーフ層を同時に作成する技術を提供すること。【解決手段】  半導体装置１０は、中心領域１０Ａから終端領域１０Ｂに亘って連続しているｎ−型のドリフト領域２６と、中心領域１０Ａのドリフト領域２６上に設けられているｐ型のボディ領域５２と、ボディ領域５２によってドリフト領域２６から隔てられているｎ型のキャリア蓄積層５８と、終端領域１０Ｂのドリフト領域２６上に設けられているｐ型のリサーフ層４２と、そのリサーフ層４２内に設けられているｎ型の半導体領域４４を備えている。キャリア蓄積層５８と半導体領域４４は、同一面内に設けられている。半導体領域４４の不純物濃度とキャリア蓄積層５８の不純物濃度が異なっている。【選択図】  図１
2008227240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路素子が作り込まれている中心領域とその中心領域の周囲に設けられている終端領域に区画されており、中心領域の表面に設けられているボディ領域と、終端領域の表面に設けられているとともに一端がボディ領域の側面に接しているリサーフ層を有する半導体装置を製造する方法であって、
中心領域のボディ領域に対応する範囲で開口率が大きく、終端領域のリサーフ層に対応する範囲で開口率が小さく調整されている第１マスク越しに、半導体基板に向けて不純物を照射する第１工程と、
中心領域のボディ領域に対応する範囲と終端領域のリサーフ層に対応する範囲の半導体基板に向けて第１工程とは反対導電型の不純物を照射する第２工程と、を備えている半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２工程は、
中心領域のボディ領域に対応する範囲で開口率が大きく、終端領域のリサーフ層に対応する範囲で開口率が小さく調整されている第２マスク越しに、半導体基板に向けて第１工程とは反対導電型の不純物を照射することを特徴としている請求項１の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
第１マスクと第２マスクを兼用させ、第１工程と第２工程を連続して実施することを特徴とする請求項２の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
終端領域の半導体基板の表面の少なくとも一部に、第１工程とは反対導電型の不純物で構成された表面局所半導体領域を形成する第３工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記表面局所半導体領域は、リサーフ層が存在している範囲の半導体基板の表面の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする請求項４の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
回路素子が作り込まれている中心領域とその中心領域の周囲に設けられている終端領域に区画されている半導体装置であって、
中心領域から終端領域に亘って連続しており、第１導電型の不純物を含んでいるドリフト領域と、
中心領域のドリフト領域上に設けられており、第２導電型の不純物を含んでいるボディ領域と、
ボディ領域によってドリフト領域から隔てられており、第１導電型の不純物を含んでいるキャリア蓄積層と、
終端領域のドリフト領域上に設けられており、一端がボディ領域の側面に接しており、第２導電型の不純物をボディ領域よりも低濃度に含んでいるリサーフ層と、
そのリサーフ層内に設けられており、第１導電型の不純物を含んでいる半導体領域と、を備えており、
キャリア蓄積層と前記半導体領域は、同一面内に設けられており、
前記半導体領域の不純物濃度とキャリア蓄積層の不純物濃度が異なっている半導体装置。
【請求項７】
前記半導体領域は、前記リサーフ層の上面と下面の間の所定深さに位置している面内を延びていることを特徴とする請求項６の半導体装置。
【請求項８】
前記半導体領域は、前記リサーフ層の一方の側面から他方の側面まで延びていることを特徴とする請求項７の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置とその製造方法に関する。本発明は特に、終端領域にリサーフ層が設けられている半導体装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、回路素子が作り込まれている中心領域と、その中心領域の周囲に設けられている終端領域に区画されている。回路素子には、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）、MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などが用いられることが多い。終端領域は、中心領域の周囲を一巡しており、回路素子が非導通状態のときに中心領域から終端領域の周縁に向けて空乏層を伸展させるための終端構造を備えている。終端構造は、回路素子に加わる電圧を横方向で負担しており、半導体装置の耐圧を向上させるために必要とされている。終端構造には、リサーフ層が広く用いられている。回路素子がIGBT又はMOSFETの場合、中心領域の表面にはボディ領域が設けられており、リサーフ層の一端はそのボディ領域の側面に接している。
【０００３】
リサーフ層とボディ領域は、同一導電型の不純物（典型的にはｐ型）を含んでいる。リサーフ層に必要とされる不純物濃度は、ボディ領域に必要とされる不純物濃度よりも薄いことが多い。このため、リサーフ層とボディ領域は、それぞれ別の製造工程を経て形成されることが多い。
製造工程数を削減するために、リサーフ層とボディ領域を同時に形成する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、中心領域のボディ領域に対応する範囲で開口率が大きく、終端領域のリサーフ層に対応する範囲で開口率が小さく調整されているマスクを利用する。ここで、開口率とは、単位面積当たりに存在する開口面積の割合をいう。特許文献１の技術では、このマスク越しに半導体基板に向けて不純物を導入する。これにより、不純物濃度が薄く調整されたリサーフ層と不純物濃度が濃く調整されたボディ領域を同時に形成することができる。
【０００４】
ところで、特許文献２には、半導体装置のオン電圧（又はオン抵抗）を低減する技術として、ボディ領域内にボディ領域とは反対導電型の不純物を含んでいるキャリア蓄積層を形成する技術が開示されている。キャリア蓄積層は、ボディ領域内のキャリア濃度を増加させ、半導体装置のオン電圧（又はオン抵抗）を低減することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−９４４６９号公報
【特許文献２】国際公開第ＷＯ２００５／１０９５２１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記したように、特許文献１の技術を利用すると、リサーフ層とボディ領域を同時に形成することができ得る。しかし、リサーフ層に必要とされる不純物濃度とボディ領域に必要とされる不純物濃度の差が大きい場合、リサーフ層に対応するマスクの開口率を極めて小さく調整しなければならない。開口率が小さいと、マスクの開口と開口の間の距離が長くなる。このため、半導体基板の表面に導入された不純物を横方向に連続させるためには、長期間の熱拡散処理が必要となる。このような熱拡散処理は、他の半導体領域の特性に不具合を生じさせ得る。
【０００７】
マスクの開口率が大きければ短期間の熱拡散処理によって横方向に連続したリサーフ層を形成することができるが、リサーフ層の不純物濃度とボディ領域の不純物濃度の差を大きくすることができない。一方、リサーフ層に対応するマスクの開口率が小さければリサーフ層の不純物濃度とボディ領域の不純物濃度の差を大きくすることができるが、長期間の熱拡散処理が必要となり他の半導体領域に不具合を生じさせてしまう。
本発明は、製造工程数を増加させることなく、ボディ領域とリサーフ層を同時に作成する技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示される技術は、ボディ領域内にキャリア蓄積層を形成するときに、その導入される不純物の少なくとも一部をリサーフ層にも導入することを特徴としている。キャリア蓄積層を形成するときに導入される不純物は、リサーフ層とは反対導電型である。したがって、その反対導電型の不純物の少なくとも一部をリサーフ層に導入すると、リサーフ層の実効的な不純物濃度を低下させることができる。本明細書で開示される技術では、リサーフ層の実効的な不純物濃度を低下させることで、リサーフ層の不純物濃度を調整する。なお、先に反対導電型の不純物を導入し、後からリサーフ層を形成しても同様である。即ち、反対導電型の不純物でリサーフ層の不純物濃度を低下させることができるので、リサーフ層自体を形成するときは、不純物濃度を濃い状態で形成することができる。このため、リサーフ層自体を形成するときは、リサーフ層に対応するマスクの開口率を大きくすることができる。したがって、短期間の熱拡散処理によって横方向に連続したリサーフ層を形成することができ、他の半導体領域に不具合を生じさせるような長期間の熱拡散処理を必要としない。さらに、キャリア蓄積層を形成する製造工程は、もとより備えていた製造工程なので、上記技術では、キャリア蓄積層を形成するときに不純物を導入する範囲を変えれば良く、製造工程を増加させることがない。
本明細書で開示される技術によれば、製造工程を増加させることなく、ボディ領域とリサーフ層を同時に作成することができる。
【０００９】
即ち、本明細書で開示される技術は、回路素子が作り込まれている中心領域とその中心領域の周囲に設けられている終端領域に区画されている半導体装置の製造方法に具現化することができる。対象となる半導体装置は、中心領域の表面に設けられているボディ領域と、終端領域の表面に設けられているとともに一端がボディ領域の側面に接しているリサーフ層を有している。この半導体装置の製造方法は、中心領域のボディ領域に対応する範囲で開口率が大きく、終端領域のリサーフ層に対応する範囲で開口率が小さく調整されている第１マスク越しに、半導体基板に向けて不純物を照射する第１工程を備えている。半導体装置の製造方法はさらに、中心領域のボディ領域に対応する範囲と終端領域のリサーフ層に対応する範囲の半導体基板に向けて第１工程とは反対導電型の不純物を照射する第２工程を備えている。
上記製造方法によれば、製造工程を増加させることなく、ボディ領域とリサーフ層を同時に作成することができる。
【００１０】
本明細書で開示される製造方法では、第２工程が、中心領域のボディ領域に対応する範囲で開口率が大きく、終端領域のリサーフ層に対応する範囲で開口率が小さく調整されている第２マスク越しに、半導体基板に向けて第１工程とは反対導電型の不純物を照射することが好ましい。
リサーフ層を好ましい濃度に調整するためには、導入する反対導電型の不純物濃度を調整するのが好ましい。上記技術によれば、第２マスクを利用して、終端のリサーフ層に対応する範囲に導入する反対導電型の不純物濃度を調整することができる。これにより、キャリア蓄積層に好ましい濃度とリサーフ層に好ましい濃度を作り分けることができる。
【００１１】
本明細書で開示される製造方法では、第１マスクと第２マスクを兼用させ、第１工程と第２工程を連続して実施することが好ましい。
上記製造方法によると、第１工程と第２工程を１つのマスクのみで実施することができる。製造工程を簡略化することができ、製造コストを低減することができる。
【００１２】
本明細書で開示される製造方法では、終端領域の半導体基板の表面の少なくとも一部に、第１工程とは反対導電型の不純物で構成された表面局所半導体領域を形成する第３工程をさらに備えていることが好ましい。
表面局所半導体領域は、半導体基板の表面の保護膜等に外部電荷が蓄積したときに、終端領域のチャージバランスの崩れを抑制し、安定した耐圧を実現することができる。
【００１３】
表面局所半導体領域は、リサーフ層が存在している範囲の半導体基板の表面の少なくとも一部に形成されていることが好ましい。
上記形態によると、表面局所半導体領域は、外部電荷が蓄積したときの終端領域のチャージバランスの崩れを抑制するだけでなく、リサーフ層の表面の実効的な不純物濃度を調整することにも効果がある。
【００１４】
上記の製造方法を利用すると、回路素子が作り込まれている中心領域とその中心領域の周囲に設けられている終端領域に区画されている半導体装置を提供することができる。上記の製造方法で提供される半導体装置は、ドリフト領域と、ボディ領域と、キャリア蓄積層と、リサーフ層と、半導体領域を備えている。ドリフト領域は、中心領域から終端領域に亘って連続しており、第１導電型の不純物を含んでいる。ボディ領域は、中心領域のドリフト領域上に設けられており、第２導電型の不純物を含んでいる。キャリア蓄積層は、ボディ領域によってドリフト領域から隔てられており、第１導電型の不純物を含んでいる。リサーフ層は、終端領域のドリフト領域上に設けられており、一端がボディ領域の側面に接しており、第２導電型の不純物をボディ領域よりも低濃度に含んでいる。前記半導体領域は、そのリサーフ層内に設けられており、第１導電型の不純物を含んでいる。キャリア蓄積層と前記半導体領域は、同一面内に設けられている。前記半導体領域の不純物濃度とキャリア蓄積層の不純物濃度が異なっている。
【００１５】
前記半導体領域は、リサーフ層の上面と下面の間の所定深さに位置している面内を延びていることが好ましい。
この形態によると、リサーフ層の不純物濃度をバランス良く調整することができる。
【００１６】
より好ましくは、前記半導体領域は、リサーフ層の一方の側面から他方の側面まで延びていることが好ましい。
上記形態の半導体装置は、ダイナミック時の耐圧変動を抑制するという有利な効果を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本明細書で開示される技術によると、製造工程を増加させることなく、ボディ領域とリサーフ層を同時に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本明細書で開示される技術の好ましい特徴を列記する。
（第１特徴）  回路素子には、IGBT、MISFET、MOSFET等を用いるのが好ましい。
（第２特徴）  第１工程及び第２工程で使用されるマスクは、半導体基板の表面を直接的に接することで被覆するものの他に、半導体基板の表面から所定距離を隔てて対向するステンシルマスクを利用してもよい。
（第３特徴）  表面局所半導体領域は、イオン注入技術を利用して形成される。
（第４特徴）  終端領域の半導体基板の表面の少なくとも一部を選択的に熱酸化する工程を備えているのが好ましい。さらに、その熱酸化膜は、リサーフ層が存在している範囲の半導体基板の表面の少なくとも一部に形成されていることが好ましい。
【実施例】
【００１９】
以下、図面を参照して実施例を説明する。以下の実施例では、半導体材料にシリコンが用いられた例を説明するが、その例に代えて、炭化シリコン、ガリウムヒ素、窒化ガリウム等の半導体材料を用いてもよい。
【００２０】
図１に、半導体装置１０の要部縦断面図を模式的に示す。半導体装置１０は、縦型のn型IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor：回路素子の一例）が作り込まれている中心領域１０Ａと、その中心領域１０Ａの周囲に設けられている終端領域１０Ｂに区画されている。中心領域１０Ａは、半導体基板２１の中心側に配置されている。終端領域１０Ｂは、中心領域１０Ａの周囲を一巡して配置されている。中心領域１０Ａに作り込まれている縦型のn型IGBTは、電流のオン・オフを経時的に切替えるための構造である。終端領域１０Ｂは、縦型のn型IGBTに加わる電圧を横方向で負担している。図１は、中心領域１０Ａと終端領域１０Ｂの境界部分を示している。
【００２１】
半導体装置１０は、半導体基板２１の裏面に形成されているコレクタ電極２２を備えている。コレクタ電極２２には、アルミニウムが用いられている。半導体装置１０はさらに、ｐ＋型のコレクタ領域２３と、ｎ＋型のバッファ領域２４と、ｎ−型のドリフト領域２６を備えている。コレクタ領域２３、バッファ領域２４及びドリフト領域２６は、半導体基板２１内に形成されている。コレクタ領域２３、バッファ領域２４及びドリフト領域２６は、中心領域１０Ａから終端領域１０Ｂに亘って連続して形成されている。コレクタ領域２３の不純物には、ボロンが用いられている。バッファ領域２４とドリフト領域２６の不純物には、リンが用いられている。
【００２２】
終端領域１０Ｂは、ｐ型のリサーフ層４２と、ｎ＋型のチャネルストッパ領域３２を備えている。
リサーフ層４２は、終端領域１０Ｂのドリフト領域２６上の一部に形成されている。リサーフ層４２の一方の側面は、ボディ領域５２の側面に接している。リサーフ層４２の他方の側面は、チャネルストッパ領域３２から離反している。リサーフ層４２とチャネルストッパ領域３２は、ドリフト領域２６によって隔てられている。リサーフ層４２は、平面視したときに、終端領域１０Ｂに沿って中心領域１０Ａの周囲を一巡して設けられている。リサーフ層４２の不純物濃度は、ボディ領域２７の不純物濃度よりも薄い。リサーフ層４２は、中心領域１０Ａのn型IGBTがオフしたときに、中心領域１０Ａから終端領域１０Ｂの周縁に向けて空乏層を伸展させる。リサーフ層４２の不純物には、ボロンが用いられている。
【００２３】
チャネルストッパ領域３２は、終端領域１０Ｂの周縁のドリフト領域２６上に設けられている。チャネルストッパ領域３２は、平面視したときに、終端領域１０Ｂの周縁に沿って中心領域１０Ａの周囲を一巡している。チャネルストッパ領域３２は、チャネルストッパ電極３４に電気的に接続されている。チャネルストッパ電極３４は、コレクタ電極２２と同電位に固定されている。チャネルストッパ領域３２は、終端領域１０Ｂのドリフト領域２６の電位を安定させている。チャネルストッパ領域３２の不純物には、リンが用いられている。
【００２４】
中心領域１０Ａは、ｐ型のボディ領域５２と、ｐ＋型のボディコンタクト領域５３と、ｎ＋型のエミッタ領域５４と、酸化シリコンのゲート絶縁膜５５と、ポリシリコンのトレンチゲート電極５６と、アルミニウムのエミッタ電極５７を備えている。
ボディ領域５２は、中心領域１０Ａのドリフト領域２６上に設けられており、中心領域１０Ａの全範囲に亘って設けられている。ボディコンタクト領域５３は、ボディ領域５２よりも不純物濃度が濃く調整されており、エミッタ電極５７に電気的に接続されている。エミッタ領域５４は、ボディ領域５２によってドリフト領域２６から隔てられており、エミッタ電極５７に電気的に接続されている。トレンチゲート電極５６は、半導体基板２１の表面から深部に向けて伸びており、ドリフト領域２６とエミッタ領域５４を隔てているボディ領域５２にゲート絶縁膜５５を介して対向している。ボディ領域５２とボディコンタクト領域５３の不純物には、ボロンが用いられている。エミッタ領域５４の不純物には、リンが用いられている。
【００２５】
半導体装置１０はさらに、終端領域１０Ｂの半導体基板２１上に形成されている酸化シリコンのフィールド酸化膜３６と、半導体基板２１の表面を覆っている保護膜３８を備えている。フィールド酸化膜３６の厚みは約1μm以上である。フィールド酸化膜３６の表面の一部には、ソース電極５７の一部が張り出しており、フィールドプレート電極を構成している。保護膜３８の材料には、プラズマ絶縁膜が用いられている。保護膜３８は、半導体装置１０を機械的応力、不純物の侵入、湿気などから保護するために設けられている。
【００２６】
半導体装置１０はさらに、中心領域１０Ａのボディ領域５２内に設けられているｎ型のキャリア蓄積層５８と、終端領域１０Ｂのリサーフ層４２内に設けられているｎ型の半導体領域４４を備えている。
キャリア蓄積層５８は、ボディ領域５２によってドリフト領域２６及びソース領域５４から隔てられている。キャリア蓄積層５８のピーク不純物濃度は、約0.5〜5×1017cm-3である。キャリア蓄積層５８は、ボディ領域５２の所定深さに位置する面内を延びている。キャリア蓄積層５８は、中心領域１０Ａの全体に亘って設けられている。キャリア蓄積層５８は、ボディ領域５２内において正孔に対するエネルギー障壁を形成し、ボディ領域５２内の正孔濃度を上昇させ、半導体装置１０のオン電圧を低減することができる。なお、キャリア蓄積層５８に係る技術は、例えば、本出願人が出願した国際公開番号ＷＯ２００５／１０９５２１に詳しく記載されている。
半導体領域４４は、リサーフ層４２の上面と下面の間の所定深さに位置している面内を延びている。半導体領域４４のピーク不純物濃度は、約0.5〜5×1017cm-3である。半導体領域４４は、リサーフ層４２の一方の側面から他方の側面まで延びており、一方の側面でキャリア蓄積層５８に接しており、他方の側面でドリフト領域２６に接している。半導体領域４４の不純物濃度は、ドリフト領域２６の不純物濃度よりも濃く調整されている。半導体領域４４の不純物濃度は、ドリフト領域２６の不純物濃度よりも１桁〜２桁程度濃く調整されているのが好ましい。
キャリア蓄積層５８と半導体層４４は、同一面内に設けられている。したがって、キャリア蓄積層５８と半導体層４４は、同一の製造工程を利用して同時に作製されている。
【００２７】
次に、半導体装置１０の特徴を、図２〜図６の製造工程を参照して説明する。図２〜図６の製造工程は、ボディ領域５２とリサーフ層４２の製造工程の過程を示している。
図２に示すように、リソグラフィ技術とエッチング技術を利用して、半導体基板２１の表面にマスク６２をパターニングする。マスク６２は、中心領域１０Ａのボディ領域５２に対応する範囲６２ａで開口率が大きく、終端領域１０Ｂのリサーフ層４２に対応する範囲６２ｂで開口率が小さく調整されている。本実施例では、中心領域１０Ａのボディ領域５２に対応する範囲６２ａの半導体基板２１の表面には、マスク６２が被覆されていない。終端領域１０Ｂのリサーフ層４２に対応する範囲６２ｂの半導体基板２１の表面には、開口率が４０〜８０％のマスク６２が被覆されている。
次に、図３に示すように、マスク６２越しに半導体基板２１の表面に向けてボロンを照射する。中心領域１０Ａのボディ領域５２に対応する範囲６２ａの半導体基板２１の表面には多量のボロンが導入され、終端領域１０Ｂのリサーフ層４２に対応する範囲６２ｂの半導体基板２１の表面には制限されたボロンが導入される。
次に、図４に示すように、熱処理を実施すると、導入されたボロンが熱拡散し、ボディ領域５２とリサーフ層４２が同時に形成される。なお、この熱処理は、次に説明するキャリア蓄積層５８と半導体領域４４を熱拡散する際の熱処理と兼用させてもよい。
次に、図５に示すように、マスク６２を残したままで、半導体基板２１の所定深さに不純物濃度のピークが位置するように、そのマスク６２越しに半導体基板２１に向けてリンを照射する。前記所定深さは、ボディ領域５２とリサーフ層４２の拡散深さよりも浅い位置に調整されている。
次に、図６に示すように、熱処理を実施すると、導入されたリンが熱拡散し、キャリア蓄積層５８と半導体領域４４を同時に形成される。
これらの工程を経て、ボディ領域５２、リサーフ層４２、キャリア蓄積層５８、半導体領域４４を形成することができる。
【００２８】
一般的に、リサーフ層４２に必要とされる不純物濃度とボディ領域５２に必要とされる不純物濃度の差が大きいことが多い。このような場合、リサーフ層４２に対応するマスク６２の開口率を極めて小さく調整しなければならない。開口率が小さいと、マスク６２の開口と開口の間の距離（図２中の６２Ｄ）が長くなる。このため、半導体基板２１の表面に導入された不純物を横方向に連続させるためには、長期間の熱拡散処理が必要となる。
【００２９】
上記の製造技術は、ボディ領域５２内にキャリア蓄積層５８を形成するときに、その導入される不純物（リン）の少なくとも一部をリサーフ層４２にも導入することを特徴としている。キャリア蓄積層５８を形成するときに導入される不純物（リン）は、リサーフ層４２の不純物（ボロン）とは反対導電型である。したがって、その反対導電型の不純物（リン）の少なくとも一部をリサーフ層４２に導入すると、ボロンの一部をリンによって補償することになるので、リサーフ層４２の実効的な不純物濃度を低下させることができる。上記の製造技術では、リサーフ層４２の実効的な不純物濃度を低下させることで、リサーフ層４２の不純物濃度を必要とされる濃度に調整する。反対導電型の不純物（リン）でリサーフ層４２の不純物濃度を低下させることができるので、リサーフ層４２を形成するために導入する不純物（ボロン）の濃度を濃い状態で形成することができる。このため、リサーフ層４２自体を形成するときは、リサーフ層４２に対応する範囲６２ｂのマスク６２の開口率を大きくすることができる。即ち、マスク６２ｂの開口と開口の間の距離６２Ｄを狭くすることができる。
【００３０】
したがって、短期間の熱拡散処理によって横方向に連続したリサーフ層４２を形成することができ、他の半導体領域に不具合を生じさせるような長期間の熱拡散処理を必要としない。さらに、キャリア蓄積層５８を形成する製造工程は、もとより備えていた製造工程なので、上記技術では、キャリア蓄積層５８を形成するときに不純物を導入する範囲を変えれば良く、製造工程を増加させることがない。
上記技術によれば、製造工程を増加させることなく、それぞれが必要とされる不純物濃度に調整されたボディ領域５２とリサーフ層４２を同時に作成することができる。
【００３１】
さらに、半導体装置１０は、以下の特徴を備えている。図１を参照して説明する。
半導体装置１０がオフしているときは、空乏層がリサーフ層４２の周縁を越えてドリフト領域２６内の広い範囲に広がっている。半導体装置１０では、リサーフ層４２の周縁のコーナー部４２ａで電界が集中し易い。このため、半導体装置１０がターンオフする過渡期間において、高いサージ電圧が半導体装置１０に加わると、リサーフ層４２のコーナー部４２ａの電界が強くなる。このため、半導体装置１０がターンオフする過渡期間では、リサーフ層４２のコーナー部４２ａでアバランシェ現象が発生し、リサーフ層４２のコーナー部４２ａでキャリアが多量に発生する。このとき、リサーフ層４２内にドリフト領域２６よりも不純物濃度が濃い半導体領域４４が設けられていると、リサーフ層４２のコーナー部４２ａでアバランシェ現象が発生したとしても、ドリフト領域２６とリサーフ層４２の間のチャージバランスの崩れが、半導体領域４４が存在することによって相対的に小さく抑えられる。このため、空乏層の急激な収縮が抑えられ、半導体装置１０の耐圧変動が小さく抑えられる。この結果、半導体装置１０は、安定したダイナミック特性を得ることができる。
【００３２】
図７に、変形例の半導体装置１００の要部断面図を模式的に示す。
半導体装置１００は、終端領域１０Ｂの半導体基板２１の表面にｎ＋型の表面局所半導体領域１４６を備えていることを特徴としている。表面局所半導体領域１４６は、エミッタ電極５７とチャネルストッパ電極３４の間の全範囲に対向している。即ち、表面局所半導体領域１４６は、離間するエミッタ電極５７とチャネルストッパ電極３４の間に臨んでいる半導体基板２１の表面の全範囲に設けられている。表面局所半導体領域１４６は、平面視すると、終端領域１０Ｂに沿って中心領域１０Ａの周囲を一巡している。表面局所半導体領域１４６は、イオン注入技術を利用して半導体基板２１の表面からリンを導入することによって形成することができる。
【００３３】
酸化膜３６及び／又は保護膜３８には、半導体装置１００の製造工程、輸送工程及び実装工程等を通して、その表面及び内部に正又は負の外部電荷が蓄積する。酸化膜３６及び／又は保護膜３８の表面及び内部に正又は負の外部電荷が蓄積すると、蓄積した正又は負の外部電荷に引き寄せられて半導体基板２１の表面に反対の極性を有する負又は正の反対電荷が集積してくる。半導体装置１００は、終端領域１０Ｂにおいて、この反対電荷の移動に伴う影響を低減する対策が施されている。
図７に示すように、半導体装置１００は終端領域１０Ｂの半導体基板２１の表面に表面局所半導体領域１４６が設けられている。表面局所半導体領域１４６は、その不純物濃度が濃く調整されているので、表面局所半導体領域１４６の表面に集積する反対電荷による影響は相対的に小さく抑えられる。このため、外部電荷が蓄積したとしても、外部電荷によって引き寄せられる反対電荷による影響は、表面局所半導体領域１４６内に留まり、その周囲に存在するドリフト領域２６の実効的な不純物濃度に影響を及ぼすことがない。この結果、外部電荷が蓄積したとしても、半導体装置１０９の耐圧の低下が抑制される。
【００３４】
また、半導体装置１００では、表面局所半導体領域１４６が、リサーフ層４２が存在する範囲の半導体基板２１の表面の一部に形成されている。即ち、表面局所半導体領域１４６の一部とリサーフ層４２の一部がオーバーラップしている。
本実施例では、ボディ領域５２とリサーフ層４２が同時に形成されている。リサーフ層４２の不純物濃度は、半導体領域４４を形成することによって適値に調整されているが、場合によってはリサーフ層４２の表面の濃度をさらに調整して最適なチャージバランス条件にしたいこともある。あるいは、表面局所半導体領域１４６を形成することによって、半導体領域４４の不純物濃度を抑えることができる。このような場合には、表面局所半導体領域１４６を形成する技術は、リサーフ層４２の表面のチャージバランス条件を最適化するために極めて有用なものとなる。
【００３５】
図６に、変形例の半導体装置２００の要部断面図を模式的に示す。
半導体装置２００は、終端領域１０Ｂの半導体基板２１の表面に設けられている酸化膜２３６の厚みが大きいことを特徴としている。酸化膜２３６は、選択熱酸化法によって形成することができる。
この例でも、酸化膜２３６を形成することによって、リサーフ層４２の表面の濃度をさらに調整して最適なチャージバランス条件にすることができる。
【００３６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例の半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図２】ボディ領域とリサーフ層を形成する製造工程の第１の過程を示す。
【図３】ボディ領域とリサーフ層を形成する製造工程の第２の過程を示す。
【図４】ボディ領域とリサーフ層を形成する製造工程の第３の過程を示す。
【図５】ボディ領域とリサーフ層を形成する製造工程の第４の過程を示す。
【図６】ボディ領域とリサーフ層を形成する製造工程の第５の過程を示す。
【図７】第１の変形例の半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図８】第２の変形例の半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【符号の説明】
【００３８】
１０Ａ：中心領域
１０Ｂ：終端領域
２１：半導体基板
２２：コレクタ電極
２３：コレクタ領域
２４：バッファ領域
２６：ドリフト領域
３２：チャネルストッパ領域
３４：チャネルストッパ電極
４２：リサーフ層
４４：半導体領域
５８：キャリア蓄積層
１４６：表面局所半導体領域
【図１】
2008227240.tif 000003
【図２】
2008227240.tif 000004
【図３】
2008227240.tif 000005
【図４】
2008227240.tif 000006
【図５】
2008227240.tif 000007
【図６】
2008227240.tif 000008
【図７】
2008227240.tif 000009
【図８】
2008227240.tif 000010