(57)【要約】      （修正有）【課題】静電ブロッキング性能が高く、かつ動的な作用に対する耐性が高いチャネル阻止ゾーンを有する半導体部品を提供する。【解決手段】第１面（１０１）、及び第２面（１０２）を有し、第１面と第２面との間に内部領域（１０３）とエッジ領域（１０４）が配され、半導体基板（１００）を備え、上記第１面（１０１）の領域における内部領域（１０３）には、基本ドーピングと相補的にドープされた能動部品ゾーン（１２）が、少なくとも１つ配され、第１面（１０１）の領域におけるエッジ領域（１０４）には、上記基本ドーピングと同一の導電型であり、かつ基本ドーピングよりも強くドープされたチャネル阻止ゾーン（２０）が配され、少なくとも上記能動部品ゾーン（１２）へ向かって、ラテラル方向の断面において、チャネル阻止ゾーン（２０）におけるドーピング濃度が、少なくとも１０μｍを超える距離（ｄ１）で減少する構成の半導体部品とする。【選択図】図１
2007036221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体部品であって、
基本ドーピングされ、第１面（１０１）、及び第１面（１０１）と対向する第２面（１０２）を有し、第１面と第２面との間に内部領域（１０３）が配され、エッジ領域（１０４）がラテラル方向に内部領域と隣接して配された、半導体基板（１００）を備え、
上記第１面（１０１）の領域における内部領域（１０３）には、基本ドーピングと相補的にドープされた能動部品ゾーン（１２）が、少なくとも１つ配され、
第１面（１０１）の領域におけるエッジ領域（１０４）には、上記基本ドーピングと同一の導電型であり、かつ基本ドーピングよりも強くドープされたチャネル阻止ゾーン（２０）が配され、
少なくとも上記能動部品ゾーン（１２）へ向かって、ラテラル方向の断面において、チャネル阻止ゾーン（２０）におけるドーピング濃度が、少なくとも１０μｍを超える距離（ｄ１）で減少し続けている、半導体部品。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体部品であって、
上記ドーピング濃度が、少なくとも２５μｍを超える距離で減少し続けている、半導体部品。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体部品であって、
少なくとも上記第２面（１０２）へ向かって、部品の垂直方向の断面において、チャネル阻止ゾーン（２０）におけるドーピング濃度が減少している、半導体部品。
【請求項４】
請求項１、２、または３に記載の半導体部品であって、
半導体基板（１００）内で、上記チャネル阻止ゾーン（２０）が、能動部品ゾーン（１２）よりも、第１面（１０１）から垂直方向に向かって延びている、半導体部品。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体部品であって、
上記ドーピング濃度の勾配が、５・１０１４ｃｍ−３／μｍと５・１０１１ｃｍ−３／μｍとの間である、半導体部品。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体部品であって、
上記チャネル阻止ゾーン（２０）は、第１半導体ゾーン（２１）と、第２半導体ゾーン（２２）とを有し、第２半導体ゾーン（２２）は、第１半導体ゾーン（２１）よりも強くドープされており、
第１半導体ゾーン（２１）におけるドーピング濃度は、第２半導体ゾーン（２２）からラテラル方向及び／または垂直方向に向かって減少している、半導体部品。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体部品であって、
第２半導体ゾーンにおけるドーピング濃度が、１０１７ｃｍ−３と１０２０ｃｍ−３との間である、半導体部品。
【請求項８】
請求項６または７に記載の半導体部品であって、
第１半導体ゾーンにおける最大ドーピング濃度が、１０１４ｃｍ−３と１０１６ｃｍ−３との間である、半導体部品。
【請求項９】
請求項６〜８の何れか１項に記載の半導体部品であって、
能動部品ゾーン（１２）に向かって、第１半導体ゾーン（２１）のラテラル方向の寸法が、１０μｍと２００μｍとの間、好ましくは２５μｍと２００μｍとの間である、半導体部品。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の半導体部品であって、
第１半導体ゾーン（２１）には、以下のドーパント原子、
リン、セリン、または硫黄の少なくとも１つが含まれている、半導体部品。
【請求項１１】
請求項６〜１０の何れか１項に記載の半導体部品であって、
第２半導体ゾーン（２２）には、以下のドーパント原子、
リン、セリン、または硫黄の少なくとも１つが含まれている、半導体部品。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体部品であって、
第２半導体ゾーン（２２）には、ドーパント原子として、リン、及びセリンが含まれている、半導体部品。
【請求項１３】
半導体部品であって、
基本ドーピングされ、第１面（１０１）、及び第１面（１０１）と対向する第２面（１０２）を有し、第１面と第２面との間に内部領域（１０３）が配され、エッジ領域（１０４）がラテラル方向に内部領域と隣接して配された、半導体基板（１００）を備え、
上記第１面（１０１）領域における内部領域（１０３）には、基本ドーピングと相補的にドープされた能動部品ゾーン（１２）が、少なくとも１つ配され、
第１面（１０１）領域におけるエッジ領域（１０４）には、上記基本ドーピングと同一の導電型であり、かつ基本ドーピングよりも強くドープされたチャネル阻止ゾーン（２０）が配され、
チャネル阻止ゾーン（２０）は、第１面（１０１）の領域に配された第１半導体ゾーン（２３）と、第１半導体ゾーン（２３）よりも強くドープされた第２半導体ゾーンとを有し、
第１半導体ゾーン（２３）は、少なくとも上記能動部品ゾーン（１２）へ向かって、ラテラル方向に、第２半導体ゾーン（２４）と隣接しており、
第１半導体ゾーンでは、少なくとも略均一なドーピング濃度になっている、半導体部品。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体部品であって、
第１半導体ゾーン（２３）は、第２面（１０２）に向かって垂直方向に、第２半導体ゾーン（２４）と隣接している、半導体部品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの能動部品ゾーンを有する内部領域と、チャネル阻止ゾーンを有するエッジ領域とを備える半導体基板を有する半導体部品に関する。
【０００２】
半導体部品にチャネル阻止ゾーンが設けられていることはよく知られている。チャネル阻止ゾーン（チャネルストッパーとも呼ばれる）は、例えば電力部品（例えば、電力ダイオード、電力ＩＧＢＴ、または、電力ＭＯＳＦＥＴ）において使用されている。これらは、部品がスイッチオフされる場合にエッジの方向へ向かって伝播する空間電荷ゾーンを区切ることにより、部品の静電ブロッキング性能を増大させる機能を果たしている。
【０００３】
特に電力部品では、いわゆる電流分配動作によって生じた極めて高い電流密度は、動作中に、特に、スイッチオフプロセス中に、局部的に生じることがある。このような電流分配プロセスは、外部の影響ばかりではなく、特に、エッジ末端の領域における不均質性と組み合わさった、動的作用が引き金となる。この不均質性としては、例えば、ドーピング、電荷キャリアの寿命、または、表面電荷または界面電荷の不均質性が挙げられる。このような外部の影響の例としては、半導体基板の表面における局部的に変化する湿度が挙げられる。
【０００４】
このような動的な作用の影響を最小にするために、半導体基板の基本ドーピングを、可能な限り高く選択することが知られている。しかしながら、このことにより、静電ブロッキング性能が制限され、さらに、放射線に対する耐性が制限される。
【０００５】
本発明の目的は、静電ブロッキング性能が高く、かつ動的な作用に対する耐性（すなわち動的なブロッキング性能が高い）が高いチャネル阻止ゾーンを有する半導体部品を提供することにある。このような目的は、請求項１及び１３に記載の半導体部品により達成される。
【０００６】
この半導体部品は、基本ドーピングされ、第１面、及び第１面と対向する第２面を有し、第１面と第２面との間に内部領域が配され、エッジ領域がラテラル方向に内部領域と隣接して配された、半導体基板を備えている。
【０００７】
半導体基板の第１面の領域における内部領域には、半導体基板の基本ドーピングと相補的にドープされた能動部品ゾーンが、少なくとも１つ配されている。この能動部品ゾーンは、半導体部品が電力ダイオードとして形成されている場合、エミッタゾーンの１つを形成してもよく、部品がＩＧＢＴとして形成されている場合、ベースゾーンの１つを形成してもよく、部品がＭＯＳＦＥＴとして形成されている場合、基体ゾーンを形成してもよい。
【０００８】
半導体基板の第１面の領域におけるエッジ領域には、チャネル阻止ゾーンが配されている。このチャネル阻止ゾーンは、基本ドーピングと同一の導電型である一方、基本ドーピングよりも強くドープされている。部品の動的なブロッキング性能を最適化するために、この構成では、少なくとも上記能動部品ゾーンへ向かって、半導体基板のラテラル方向の断面において、チャネル阻止ゾーンにおけるドーピング濃度が、少なくとも１０μｍ（好ましくは２５μｍ）を超える距離（ｄ１）で減少し続けるようになっている。チャネル阻止ゾーンにおけるドーピング濃度が能動部品ゾーンへ向かって減少する勾配ｄＮ／ｄｘは、相対的に小さいことが好ましく、例えば、５・１０１４ｃｍ−３／μｍと５・１０１１ｃｍ−３／μｍとの間である。チャネル阻止ゾーンにおける、ドーピング濃度が能動部品ゾーンへ向かって減少する領域の寸法は、２００μｍまでであればよい。
【０００９】
ｎ型基本ドーピングされ、チャネル阻止ゾーンが均一にドープされている、あるいは、チャネル阻止ゾーンのドーピング濃度勾配がラテラル方向及び垂直方向に急になっている従来の電力部品では、チャネル阻止ゾーンで局所的に電流密度が高くなることで、半導体基板の基本ドーピングが、チャネル阻止ゾーンを囲む領域の電子濃度により、過補償される。これにより、いわゆる電界強度分布の「反転」が生じる。電界強度の最大値がチャネル阻止ゾーンの「内端」の領域（すなわち、能動部品ゾーンと対向するチャネル阻止ゾーンの境界領域）にシフトする。この場合、電界分布の勾配、及び電界分布範囲は、自由電子の濃度と基本ドーピングとの差により決定される。この場合、結果としての電界の勾配は、静電オフ状態における電界の勾配よりもはるかに急になる。その結果、部品の動的なブロッキング性能が顕著に低下する。
【００１０】
本発明の部品では、少なくとも上記能動部品ゾーンへ向かう断面において、チャネル阻止ゾーンにおけるドーピング濃度が、相対的に小さいドーピング濃度勾配で減少しており、この断面ではドーピング濃度がそれほど高くなっていない。動的なオフ状態で、チャネル阻止ゾーンのドーピングは、基本ドーピングよりも高く、能動部品ゾーンへ向かって減少しており、チャネル阻止ゾーンの領域に存在する自由電子の電荷を少なくとも部分的に補償する、もしくは過補償している。その結果、高い動的ブロッキング性能が実現される。この場合、チャネル阻止ゾーンにおけるドーピングが減少した領域の最大ドーピング濃度は、動的オフ状態でチャネル阻止ゾーンの領域で予想される最大電子濃度に調整され、上記電子濃度と略一致するべきである。
【００１１】
部品の逆静電電圧を十分に高くすることを実現するために、概して、チャネル阻止ゾーンで、十分に高いドーパント量を供することが必要になる。これを実現するために、チャネル阻止ゾーンは、ドーピングが基本ドーピングを少し上回る領域を有するが、本発明におけるチャネル阻止ゾーンは、従来のチャネル阻止ゾーンと比較して、ラテラル方向及び垂直方向で比較的大きい寸法になっている。チャネル阻止ゾーンは、半導体基板内で、能動部品ゾーンよりも、第１面から垂直方向に向かって延びていることが好ましい。
【００１２】
静電ブロッキング性能を増加させる、またはチャネル阻止ゾーンにおけるドーパント総量を増加させるために、チャネル阻止ゾーンでは、第１面の領域に高くドープされた半導体ゾーンが配されていることが好ましい。より弱くドープされた半導体ゾーンは、能動部品ゾーンに向かって、少なくともラテラル方向に、上記の高くドープされた半導体ゾーンと隣接している。上記のより弱くドープされた半導体ゾーンにおいては、ドーピング濃度が能動部品ゾーンへ向かって減少している。より高くドープされた半導体ゾーンにおけるドーピング濃度は、例えば１０１７ｃｍ−３と１０２０ｃｍ−３との間である。より弱くドープされた半導体ゾーンにおける最大ドーピング濃度が、１０１４ｃｍ−３と１０１６ｃｍ−３との間である。より弱くドープされた半導体ゾーンにおける、このドーピング濃度は、能動部品ゾーンへ向かって、半導体基板の基本ドーピングまで減少する。上記基本ドーピングは、部品のブロッキング性能を高くするために５・１０１２ｃｍ−３である。また、部品の所望のブロッキング性能に応じて、１０１４ｃｍ−３までであってもよい。
【００１３】
また、少なくとも上記第２面へ向かって、部品の垂直方向の断面においても、チャネル阻止ゾーンにおけるドーピング濃度が減少していることが好ましい。ドーピング分布の勾配が小さい、より強くドープされた半導体ゾーン、及びより弱くドープされた半導体ゾーンが存在すると仮定すると、一実施形態では、より弱くドープされた半導体ゾーンは、垂直方向に、より強くドープされた半導体ゾーンと隣接しており、より弱くドープされた半導体ゾーンにおけるドーピング濃度が、半導体基板の上記垂直方向に減少している。
【００１４】
チャネル阻止ゾーンの他の構成は、後者が、第１面領域に配された第１半導体ゾーンと、第１半導体ゾーンよりも強くドープされた第２半導体ゾーンとを有し、第１半導体ゾーンは、少なくとも上記能動部品ゾーンへ向かって、少なくともラテラル方向に、第２半導体ゾーンと隣接しており、第１半導体ゾーンでは、少なくとも略均一なドーピング濃度になっている構成を提供する。第１半導体ゾーンにおいては、能動部品ゾーンに向かって、ドーピング濃度の勾配が、少なくとも略ゼロになる。この場合、第１半導体ゾーンにおけるドーピング濃度は、部品動作中に一般的な条件に揃えられ、ドーピング濃度が、チャネルストッパー領域で起きる最大電子濃度と略一致するようになる。
【００１５】
以下で図を参照しながら本発明をより詳しく説明する。
【００１６】
図１は、ダイオードとして形成され、本発明のチャネル阻止ゾーンを有する、半導体部品の断面図である。
【００１７】
図２は、図１の部品のチャネル阻止ゾーンのセクションのドーピング濃度の分布を示す図である。
【００１８】
図３は、本発明のチャネル阻止ゾーンを製造するための一方法を示す図である。
【００１９】
図４は、本発明のチャネル阻止ゾーンを製造するための他の一方法を示す図である。
【００２０】
図５は、ＩＧＢＴとして形成され、本発明のチャネル阻止ゾーンを有する、半導体部品の断面図である。
【００２１】
図６は、他の一実施形態のチャネル阻止ゾーンを有する半導体部品の断面図である。
【００２２】
図では、別記しない限り、同様の参照符号は、同じ機能を有する同様の部品領域を示している。
【００２３】
図１は、ダイオードとして形成され、本発明のチャネル阻止ゾーンを有する半導体部品の実施形態の一例を示す。この部品は、半導体基板１００を備えている。半導体基板１００は、第１側１０１、第２側１０２、第１側１０１と第２側１０２との間に配された内部領域１０３、および、内部領域１０３に対しラテラル方向に隣接しているエッジ領域１０４を有している。なお、半導体基板１００における内部領域１０３のラテラル方向の寸法は、エッジ領域１０４の寸法よりもかなり大きくなっている。図１には、上記内部領域１０３の小さなセクションだけが示されている。
【００２４】
半導体基板１００は、基本ドーピングを備えている。この基本ドーピングは、部品のプロパティを決定するドープされた半導体ゾーンを形成する前に、半導体基板が備えているドーピングに相当する。上記他の部品ゾーンの製造後にまだ基本ドーピングを備え、かつ半導体基板の体積の大部分を成している半導体領域は、図１の参照符号１１によって示されている。
【００２５】
基本ドーピングに対して相補的にドープされた能動部品ゾーン１２は、半導体基板１００の内部領域１０３の第１面１０１の領域に配されている。第１面１０１は、この例では半導体基板１００の正面となっている。半導体基板１００は、この例ではｎ型の基本ドーピングを有している。したがって、相補的にドープされた能動部品ゾーン１２は、ｐドープされている。上記部品ゾーン１２は、この例では、ダイオードのｐ型エミッタを形成しており、アノード端子Ａによって上記エミッタとの接続が行われている。アノード端子Ａは、端に概略的に示されている。強くｎドープされた半導体ゾーン１３は、半導体基板の背面１０２の領域に存在している。このゾーンは、ダイオードのｎ型エミッタを形成し、概略的に記載されているカソード端子Ｋに接続されている。基本ドーピングを有しており、ｐ型エミッタ１２とｎ型エミッタ１３との間の内部領域に配置されている半導体基板１００のセクションは、ダイオードのｎ型のベースを形成している。
【００２６】
チャネル阻止ゾーン２０は、部品のエッジ領域１０４に存在しており、半導体基板１００のラテラル方向においてｐ型エミッタ１２から離間している。上記チャネル阻止ゾーンのドーピングの型は、半導体基板の基本ドーピングのドーピング型に対応しているが、上記チャネル阻止ゾーンは、基本ドーピングよりも高くドープされている。上記チャネル阻止ゾーン２０には、正面１０１と背面１０２との間を延びるエッジ面１０５への電場のパンチスルーを防止するために、アノードＡとカソードＫとの間の逆電圧印加でｐ型エミッタ１２とｎ型ベース１１との間のｐｎ接合から伝播する電界を制限するという役割がある。
【００２７】
チャネル阻止ゾーン２０は、第１半導体ゾーン２１を備えている。第１半導体ゾーン２１においては、ドーパント濃度が、能動部品ゾーン１２へ向かう半導体基板１００のラテラル方向に行くに従い、第１濃度値から次第に低下している。能動部品ゾーン１２へ向かう半導体基板のラテラル方向を、以下では、半導体基板のｘ方向と呼ぶ。
【００２８】
チャネル阻止ゾーン２０は、第２半導体ゾーン２２を備えていることがさらに好ましい。第２半導体ゾーン２２は、第１半導体ゾーン２１よりも高くドープされている。また、第２半導体ゾーン２２は、能動部品ゾーン１２から遠い面において第１半導体ゾーン２１のドーピングの減少するセクションに隣接している。
【００２９】
ドーピング濃度についてよりよく理解できるように、図２に、第２半導体ゾーン２２の中央に配された点ｘ０からラテラルｘ方向のチャネル阻止ゾーン２０のドーピング濃度の分布の一例を示す。この場合、図２は、第１面または正面１０１のすぐ下のチャネル阻止ゾーン２０の領域のドーピング濃度の分布を示す。
【００３０】
第２半導体ゾーン２２のドーピング濃度は、図２のＮ２によって示されている。ｎドープされた第２半導体ゾーン２２のドーピング濃度は、例えば１０１７ｃｍ−３と１０１９ｃｍ−３との間である。図２では、Ｎ１は、第２半導体ゾーン２２にラテラル方向に隣接している第１半導体ゾーン２１のセクションの最大ドーピング濃度を示している。この最大ドーピング濃度は、例えば１０１４ｃｍ−３と５・１０１６ｃｍ−３との間である。
【００３１】
第１半導体ゾーン２１と第２半導体ゾーン２２との間の遷移領域におけるドーピング濃度は、比較的急激に、すなわち、第２半導体ゾーン２２から第１半導体ゾーン２１へ向かって非常に急勾配で減少している。第１半導体ゾーン２１内で、ドーピング濃度は、能動部品ゾーン１２へ向かい、かつラテラル方向に、第１半導体ゾーン２１と第２半導体ゾーン２２との間の遷移領域よりも極めて小さな勾配で連続的に、半導体基板１００の基本ドーピングの値まで低減している。部品の上記基本ドーピングは、所望のブロッキング性能に依存しており、５・１０１２ｃｍ−２と１０１４ｃｍ−２との間である。ドーピング濃度が減少し続ける、第１半導体ゾーン２１のラテラル方向に延びる断面の寸法ｄ１は、少なくとも１０μｍであり、好ましくは２５μｍである。ラテラル方向の上記第１ゾーンの寸法ｄ１は、この場合、２００μｍ以下である。
【００３２】
第１半導体ゾーン２１の端部（基本ドーピングに相当する）における、上述の最大ドーピング濃度及び最小ドーピング濃度を考慮して、第１半導体ゾーン２１におけるドーピング分布の勾配は、５・１０１４ｃｍ−３／μｍと５・１０１１ｃｍ−３／μｍとの間である。上記の勾配は、５・１０１３ｃｍ−３／μｍと５・１０１２ｃｍ−３／μｍとの間であることが好ましい。
【００３３】
チャネル阻止ソーン２０におけるドーパント総量は、部品における所望の静電ブロッキング性能（特に高くドープされた第２半導体ゾーン２２）を考慮して選択される。第２半導体ゾーン２２には、チャネル阻止ゾーン２０におけるドーパント総量を設定する役割がある。ドーパント濃度が能動部品ゾーン１２に向かって減少している第１半導体ゾーン２１には、スイッチオフされるときに、上記ゾーン２１（例えばオフプロセス中においてはチャネル阻止ゾーン））に高濃度で存在する自由電荷キャリア（すなわち自由電子）を補い、電界の反転作用を最小にする役割がある。
【００３４】
チャネル阻止ゾーン２０における第１半導体ゾーン２１は、そのドーパント濃度が、半導体基板の背面１０２に向かって（ラテラルｘ方向に対し垂直に延びる）ｙ方向に減少するように形成されていることが好ましい。図２に示されたドーパント濃度の分布が、このｙ方向におけるドーパント濃度の分布に相当することが好ましい。
【００３５】
図１に示された構成例では、半導体基板１００内で、弱くドープされた第１半導体ゾーン２１がより強くドープされた半導体ゾーン２２を四方に取り囲むようになっている。なお、ここで、第１半導体ゾーン２１が、高くドープされた第２半導体ゾーン２２と能動部品ゾーン１２との間にラテラル方向に配されている（好ましくは、縦方向に高くドープされた第２半導体ゾーン２２と隣接している）とき、第１半導体ゾーン２１では、ドーピング分布が緩やかな勾配になっていることにより、部品の動的なブロッキング性能の増加が実現される。また、端面１０５と高くドープされた半導体ゾーン２２との間に、より弱くドープされた半導体ゾーンが存在することは、必ずしも必要ではない。
【００３６】
本発明におけるチャネル阻止ゾーンを形成する可能な一方法について、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、以下に説明する。ここで、これらの図では、半導体基板１０１における端面１０５及び正面１０１の領域の詳細のみを示す。
【００３７】
上記の方法は、マスク２０１を用いて、半導体基板１０表面近傍の領域に、ドーパント原子（例えば、セレン原子、または硫黄原子）を注入する工程を含む。この工程は、ドーパント原子が導入された表面近傍に半導体ゾーン２３を形成するためのものである。注入するドーパント原子の量は、例えばドーパント材料としてセレンを用いた場合、１０１２ｃｍ−２と数・１０１４ｃｍ−２(a few 1014cm-2)との間である。
【００３８】
上記の注入工程の次に、加熱工程が続く（図３Ｂ参照）。この工程中では、半導体基板１００が、所定時間、所定温度に加熱される。例えば、ドーパント材料としてセレンを用いた場合、上記の温度は、９００℃と１０００℃との間である。そして、この加熱工程の時間は、３０分と５時間との間である。この加熱工程により、上記第１工程中に半導体基板１００内に注入されたドーパント原子が、注入領域２３から半導体基板１００の全方向に拡散する。そして、能動部品ゾーンが配される内部領域１０３（図３Ａ及び図３Ｂには示されていない）に向かって、半導体基板１００のラテラル方向にも拡散することになる。この拡散プロセスにより、ドーピング濃度は、領域２３からラテラル方向に向かうに従い減少する。この領域２３では、ドーパント原子が、全方向に注入されており、半導体基板１００のラテラル方向にも注入されている。その結果、第１半導体ソーン２１のドーピング分布は、上述のようになり、図２に示されたものになる。
【００３９】
第１半導体ゾーン２１における、高くドープされた第２半導体ゾーン（図１における２２）の形成は、さらなる注入工程（不図示）により行われていてもよい。その結果、第１半導体ゾーン２１内の半導体基板１００表面近傍領域で、ドーパント原子がさらに注入される。上記のさらなるドーパント原子としては、例えば、セレン原子、またはその他にリン原子が挙げられる。上記注入後、注入された原子の活性化及び不拡散(indiffusion)のために、再度高温工程を実施する。弱くドープされたソーン２２を形成するドーパント原子が、より強くドープされたソーン２２を形成するために注入されたドーパント原子よりも早く拡散する場合には、原子の不拡散のために、同時に高温工程を実施することが可能である。すなわち、より弱くドープされたゾーン２１とより高くドープされたゾーン２２とを形成するために、２つの材料の注入が、連続的に（好ましくは同一の注入マスクを用いて）開始される。
【００４０】
図４は、本発明におけるチャネル阻止ゾーン形成の他の方法を示す。この方法は、特に、（例えばリンのような）セレンと比較して遅く拡散するドーパント材料を半導体基板にドーピングするのに適している。図４Ａを参照すると、この方法は、マスク２０２を介して、半導体基板１００表面近傍の第１面１０１内にドーパント原子を注入する工程を含む。使用されるマスク２０２は、複数の開口２０３−２０６を備えている。開口のサイズ及び／または各開口間の距離は、半導体基板１００に注入されるドーパントの量が、能動部品ゾーンに向かって減少するように選択される。これは、例えば、開口２０３−２０６の寸法を内部領域１０３に向かって減少させること、及び／または、各開口間の距離を内部領域１０３に向かって増加させることによって実現される。この注入工程により、複数の注入領域２４が、互いにラテラル方向に離間して配置されるようになる。注入量は、例えばドーパント材料がリンである場合、５・１０１２ｃｍ−２と１０１５ｃｍ−２との間である。
【００４１】
上記の注入工程の次に、上述の加熱工程が続く（図４Ｂ参照）。この工程中では、半導体基板１００が、所定時間、注入されたドーパント原子の不拡散に適した所定温度に加熱される。例えば、ドーパント材料としてりんを用いた場合、上記の温度は、１２００℃と１２８０℃との間である。そして、この加熱工程の時間は、５時間と５０時間との間である。
【００４２】
加熱工程中に、ドーパント原子が、半導体基板１００内の注入領域２４から全方向に拡散する。この場合、各注入領域２４から外部拡散した結果生じた領域は重畳され、ドープされた半導体ゾーンを形成する。この半導体ゾーンは、チャネル阻止ゾーン２１の第１半導体ゾーン２１を形成する。図４にて説明した方法では、特に、「非対称な」チャネル阻止ゾーン２０を形成することが可能になる。すなわち、ドーパント濃度量が全方向で均一に減少するよりむしろ、ドーパント濃度が小さな勾配になった領域が内部領域１０３へ向かってラテラル方向に、目標とする様態で延びたチャネル阻止ゾーンを形成することが可能になる。このドーパントゾーン２２は、例えばこのゾーンを形成しようとする領域においてイオン注入用の開口の幅を比較的広くすることにより形成される。
【００４３】
なお、図４Ａ及び４Ｂにて説明した方法の次に、第１半導体ゾーン２１に加え、高くドープされた第２半導体ゾーン（図１における２２）を形成するために注入処理が続くことは、いうまでもない。この注入工程においては、特に、先に形成された半導体ゾーン２１内の半導体基板表面近傍領域に、リンまたはセリンといったドーパント原子を注入することが可能になる。この注入工程の次に高温処理が続く。
【００４４】
また。本発明におけるチャネル阻止ゾーン２０の利用は、電力ダイオードに限定されないことは、いうまでもない。むしろ、チャネル阻止ゾーン２０は、任意の様々な電力部品に利用されていてもよい。図５は、ＩＧＢＴとして形成された部品に利用した、チャネル阻止ゾーン２０を示す。この部品では、半導体ゾーン１２は、ｐ型ドープベースを形成する半導体基板１００の基本ドーピングと相補的にドープされている。ｐ型ドープベースに、ｎドープされた半導体ゾーン１５が配されている。この半導体ゾーン１５は、ｎ型エミッタを形成する。通常、ここに配されたｎ型エミッタ１５とともに、複数のｐ型ベースゾーン１２が存在する。ｎ型エミッタ１５と基本ドーピングを有する半導体基板領域との間に電気伝導チャネルを形成し、ＩＧＢＴのｎ型ベースを形成するために、ゲート電極４２が存在する。このゲート電極４２は、ゲート絶縁４１により半導体基板から絶縁されるように配されている。上記ゲート電極４２は、例えば上面１０１に配されている。この場合、基本ドーピングを有する断面は、該断面において、上面１０１まで延びる。ｎ型エミッタ１５は、端子電極４３により接点接続される。好ましくは、端子電極４３は、ｎ型エミッタ１５及びｐ型ベース１２と短絡している。
【００４５】
チャネル阻止ゾーン２０のさらに他の構成においては、２段階でチャネル阻止ゾーンを実現するために、より弱くドープされた第１半導体ゾーン２３、及びより強くドープされた第２半導体ゾーン２４が形成されている（図６参照）。より弱くドープされた第１半導体ゾーン２３は、略均一のドープされているとともに、能動部品ゾーン１２とより強くドープされた第２半導体ゾーン２４との間において、半導体基板１００のラテラル方向に配されている。より弱くドープされた第１半導体ゾーン２３は、図示された様態で、垂直方向に、より強くドープされた第２半導体ゾーン２４と隣接していてもよい。また、より弱くドープされたゾーン２３は、半導体基板１００内で、より弱くドープされたゾーン２４を（図示しない様態で）完全に取り囲んでいてもよい。
【００４６】
当然のことながら、上述したチャネル阻止ゾーンの全ての構成においては、さらに部品の絶縁耐力を向上させる手段を取ることが可能である。このような手段としては、例えば、半導体基板の基本ドーピングと相補的にドープされたフィールドリング(field ring)が形成されている構成が挙げられる。このフィールドリングは、図１及び５の破線により示されている。フィールドリングの代わりに、上面１０１の領域に、いわゆるＶＬＤゾーンが形成されることも可能である。ＶＬＤゾーンとは、すなわち、基本ドーピングと相補的にドープされ、そのドーピング濃度が端部もしくは半導体部品の端面１０５に向かって減少した、半導体ゾーンのことである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ダイオードとして形成され、本発明のチャネル阻止ゾーンを有する、半導体部品の断面図である。
【図２】図１の部品のチャネル阻止ゾーンのセクションのドーピング濃度の分布を示す図である。
【図３Ａ】本発明のチャネル阻止ゾーンを製造するための一方法を示す図である。
【図３Ｂ】本発明のチャネル阻止ゾーンを製造するための一方法を示す図である。
【図４Ａ】本発明のチャネル阻止ゾーンを製造するための他の一方法を示す図である。
【図４Ｂ】本発明のチャネル阻止ゾーンを製造するための他の一方法を示す図である。
【図５】ＩＧＢＴとして形成され、本発明のチャネル阻止ゾーンを有する、半導体部品の断面図である。
【図６】他の一実施形態のチャネル阻止ゾーンを有する半導体部品の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
2007036221000001.pdf