[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别涉及在元件的外周部具备用于提高耐压性能的终端区域的半导体装置。

背景技术

作为以二极管、MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管）、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管）为代表的半导体装置的耐压，有二极管的逆向耐压、晶体管的OFF（断开）耐压，但它们都是不使半导体元件作为有源元件发挥功能的状态下的耐压。在该不使半导体元件作为有源元件发挥功能的状态下，对半导体装置施加的电压通过向形成了元件的半导体基板内扩展的耗尽层保持。

作为用于提高半导体装置的耐压性能的技术，已知以包围在半导体基板中作为有源元件发挥功能的活性区域（Active Area）的方式，设置具有与该半导体基板相反的导电类型的杂质注入层的终端区域。

作为终端区域的构造（终端构造），已知如下构造：在活性区域的外侧朝向外侧多重地相互离开地形成与半导体基板相反的导电类型的杂质注入层。在从上部观察半导体装置时，该杂质注入层是环状，所以被称为保护环、或者FLR（Field Limiting Ring，场限环）。在本发明中，将多个保护环整体称为保护环构造。

如果预先设置这样的保护环构造，则耗尽层易于向活性区域的外侧扩展。其结果，活性区域的底端部（观察剖面时的注入层的拐角部）中的电场集中被缓和，能够提高半导体装置的耐压。

在MOSFET、IGBT等晶体管中，通常，活性区域的最外部成为与半导体基板相反的导电类型的深的杂质注入层（阱）。因此，保护环与阱同时形成的情况较多。这在PIN（P-Intrinsic（本征）-N）二极管中也相同，保护环通常与成为活性区域的杂质注入层（基极）同时形成。

如上所述，保护环构造的作用是使耗尽层向活性区域的外侧扩展。但是，与其相伴地，不仅是活性区域的底端部，而在各个保护环的外侧底端部也发生电场集中。PN结面附近的杂质浓度变化越急剧，该电场集中倾向于变得越强。

阱、基极有较高的浓度，所以PN结面附近的浓度变化变得剧烈，易于发生强的电场集中。因此，在Si（硅）中，通常，通过长时间高温的退火处理，促进杂质扩散，使PN结面附近的浓度变化变缓，从而缓和电场集中。

或者，在活性区域的底端部和各个保护环的外侧底端部，形成较低浓度的埋入注入层，使浓度阶段性地变化，从而能够缓和电场集中。在专利文献1中示出了这样的现有技术。

另外，作为与终端构造有关的技术，存在专利文献2以及专利文献3公开的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-4643号公报

专利文献2：日本特开2002-231965号公报

专利文献3：日本专利3708057号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

一般，在保护环构造中，耗尽层未连接的保护环无法保持电压。即，为了最大限度地发挥保护环构造的性能，需要将耗尽层连接至最外侧的保护环，但各个保护环有浮动电位，所以从它们扩展的耗尽层的延伸易于受到干扰（固定电荷、吸附电荷、外部电场）的影响。这在专利文献1中也是同样的。

另外，根据专利文献1，即使不使用杂质扩散，也能够缓和活性区域的底端部和各个保护环的外侧底端部的电场集中。因此，看起来对SiC（碳化硅）那样的杂质扩散长度极其短的半导体材料有效。

但是，关于SiC那样的宽能带隙半导体，由于基板浓度高，所以耗尽层的伸展小。因此，必须使各个保护环的间隔窄至小于几μm。在这样的状况下，难以高精度地形成专利文献1那样的埋入注入层。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种无需以高的位置精度形成埋入注入层，具有高耐压并且高可靠性的半导体装置。

解决技术问题的技术方案

本发明的半导体装置其特征在于具备：第2导电类型的活性区域，形成于第1导电类型的半导体层表层中，构成半导体元件；第2导电类型的多个第1杂质区域，在所述半导体层表层，以俯视时分别包围所述活性区域的方式，分别相互离开地形成；以及第2导电类型的第2杂质区域，被埋入到所述半导体层表层，连接多个所述第1杂质区域的底部中的至少两个。

发明效果