JP2001185727A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】順方向および逆方向の耐圧特性を有する半導体
装置とその製造方法を提供する。 【解決手段】IGBTのプレーナ型の耐圧構造13の外
側にポジティブベベル構造16を形成する。プレーナ型
の耐圧構造13で順方向耐圧を出し、ポジティブベベル
構造16で逆方向耐圧を出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、バイポーラトラ
ンジスタ、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタ)およびMOSFETなどの半導体装置とその製造
方法に関し、特に、その周辺耐圧構造に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、スイッチング半導体素子として、
一般的にバイポーラトランジスタ、MOSFETおよび
IGBTがその用途に応じて使用されている。バイポー
ラトランジスタ(以下、BJTと称す:Bipolar
Junction Transistor)は、飽和
状態では伝導度変調を起こしていることからオン抵抗は
小さいが、スイッチング速度、特に、ターンオフ時は、
少数キャリアの蓄積による過剰キャリアが存在すること
から、ターンオフ時間が長くなり、比較的低周波数領域
で用いられる。また、電流駆動素子であるために、駆動
回路での発生損失が大きくなる。
【0003】これに対して、MOSFETは電圧駆動素
子であることから、駆動回路での発生損失は小さく、ま
た少数キャリアの蓄積がないので、スイッチング速度は
速い。そのため、高周波数領域で用いられる。しかし、
少数キャリアの注入に基づく伝導度変調が起こらないの
で、オン抵抗が大きくなる。
【0004】IGBTは、MOSFETと同様に、電圧
駆動素子であるので、駆動回路での発生損失は小さく、
BJTと同様に、少数キャリアの注入に基づく伝導度変
調を起こすためにオン抵抗を小さくできる。しかし、タ
ーンオフ時は少数キャリアの蓄積効果に加えて、空乏層
の拡がりによる多数キャリアの掃き出しにより、コレク
タ領域からnベース領域へ少数キャリアの再注入が起こ
り、ターンオフ時間は遅くなる。
【0005】従って、スイッチング回路においては、B
JTやIGBTは定常損失は小さいがスイッチング損失
が大きい特性を示すので、比較的低周波数領域で用いら
れることが多く、MOSFETは、逆に定常損失は大き
いがスイッチング損失が小さいので比較的高周波数領域
で用いられることが多い。これらの半導体素子は、イン
バータ回路やチョッパー回路で、フリーホイールダイオ
ードを逆並列して使用され、電源は直流電源が多い。そ
のため、素子は、逆阻止能力を必要としないために、通
常、これらの素子は順阻止能力のみを有している。
【0006】これは、例えば、前記で説明したMOSF
ETは、素子構造上、耐圧を維持できるpn接合は1個
であり(他の1個のソース側のpn接合は短絡されてい
る)、素子耐圧特性は一方向しか示さない。これに対し
て、BJTやIGBTは2個のpn接合を有しているの
で、原理的には素子耐圧特性は双方向を示が、逆阻止能
力を必要としないことから、逆阻止能力をもつチップ端
面に露出したpn接合は、スクラバーで切断された機械
的歪みを持った接合となっている。そのために、逆阻止
能力はない。
【0007】図17は、従来のIGBTの要部断面図で
ある。高比抵抗のn形半導体基板の表面層に、pベース
領域102が形成され、裏面側の表面層にpコレクタ領
域103が形成されている。pベース領域102とpコ
レクタ領域103に挟まれた領域がnベース領域101
である。活性領域114であるpベース領域102の表
面層にはnエミッタ領域104が形成されている。この
活性領域114の外側にはガードリング構造113(プ
レーナ型の耐圧構造の1種)が形成されている。nエミ
ッタ領域104とnベース領域101に挟まれたpベー
ス領域102上と、pベース領域102に挟まれたnベ
ース領域101上にゲート酸化膜105を介してゲート
電極106が形成される。nエミッタ領域104上、p
コレクタ領域103上にエミッタ電極108とコレクタ
電極109が形成される。エミッタ電極108とゲート
電極106は層間絶縁膜107で絶縁されている。前記
のガードリング構造113は、前記の活性領域114を
取り囲むように、n形半導体基板の表面層にp領域11
1、酸化膜112および金属膜124を形成して作られ
る。前記したように、逆阻止能力をもつチップ端面に露
出したpn接合部(A部)は、スクラバーで切断された
機械的歪みを持った接合となっている。そのために、逆
阻止能力はない。
【0008】一方、順阻止能力を有するpn接合の外周
部には、図示したガードリング構造113や図示しない
フィールドプレート構造など各種周辺耐圧構造を半導体
チップの外周部に施して、素子の順方向の耐圧特性を安
定に確保している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】最近、半導体電力変換
装置において、直接リンク形変換回路という、双方向ス
イッチング素子を使った回路を用いて、AC(交流)/
AC変換、AC/DC(直流)変換、DC/AC変換を
行う各種変換装置が研究されている。双方向スイッチン
グ素子を使用することで、回路の小型化、軽量化、高効
率化、高速応答化および低コスト化を図ることができ
る。
【0010】従来素子は、前記したように、逆阻止能力
がないために、直列にダイオードを接続して変換装置を
構成する必要があり、ダイオードも含めた発生損失が大
きくなり、変換装置の変換効率の低下を招き、また、素
子点数が多くなり、変換装置の小型化、軽量化、低コス
ト化が困難となる。そのために、素子自身に逆素子能力
を持たせることが必要となる。この発明の目的は、順方
向および逆方向の耐圧特性を有する半導体装置とその製
造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、第1導電形半導体基板の一方の主面側の表面層
に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第1領域を形
成し、他方の主面側の表面層に、半導体基板の側面にp
n接合が露出する、半導体基板より高濃度の第2導電形
の第2領域を形成する半導体装置において、半導体基板
の外周部の一方の主面側の表面層に、プレーナ型の耐圧
構造を形成し、前記他方の主面側の表面層に形成された
pn接合で、該pn接合が露出する半導体基板の側面
に、第1ベベル構造の耐圧構造を形成する構成とする。
【0012】前記プレーナ型の耐圧構造の最外周端は半
導体基板の一方の主面側の表面層に形成された第2導電
形の第3領域からなり、該第3領域は半導体基板の側面
にpn接合露出部を形成し、該pn接合露出部に第2ベ
ベル構造の耐圧構造を形成するとよい。する請求項1に
記載の半導体装置。
【0013】前記第1ベベル構造がポジティブベベル構
造であるとよい。前記第1および第2ベベル構造が共に
ポジティブベベル構造であるとよい。前記プレーナ型の
耐圧構造が、ガードリング構造もしくはフィールドプレ
ート構造の耐圧構造であるとよい。第1導電形半導体基
板の一方の主面側の表面層に、半導体基板より高濃度の
第2導電形の第1領域を形成し、他方の主面側の表面層
に、半導体基板の側面にpn接合が露出する、半導体基
板より高濃度の第2導電形の第2領域を形成する半導体
装置で、半導体基板の外周部の一方の主面の表面層に、
プレーナ型の耐圧構造を形成し、前記pn接合が露出す
る半導体基板の側面に第1ベベル構造の耐圧構造を、該
ベベル構造を、半導体基板の側面に傾斜をつけて形成す
る製造方法とするとよい。
【0014】前記傾斜が、第2領域の方が広くなるよう
に形成するとよい。第1導電形半導体基板の一方の主面
側の表面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第
1領域を形成し、他方の主面側の表面層に、半導体基板
の側面にpn接合が露出し、半導体基板より高濃度の第
2導電形の第2領域を形成する半導体装置で、半導体基
板の外周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型の耐圧
構造を形成し、前記pn接合が露出する半導体基板の側
面に第1ベベル構造の耐圧構造を、該ベベル構造を一方
の主面から第2領域に達する溝で形成する製造方法とす
るとよい。
【0015】前記溝が半導体基板の他方の主面に達する
溝で形成するとよい。第1導電形半導体基板の一方の主
面側の表面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の
第1領域を形成し、他方の主面側の表面層に、半導体基
板の側面にpn接合が露出し、半導体基板より高濃度の
第2導電形の第2領域を形成する半導体装置で、半導体
基板の外周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型の耐
圧構造および半導体基板の側面に露出する第2導電形の
第3領域を形成し、前記pn接合が露出する半導体基板
の側面に第1ベベル構造を、該ベベル構造を一方の主面
から第2領域に達する溝で形成し、該溝の表面に、第2
領域とプレーナ型の耐圧構造を構成し、前記第3領域と
接する第4領域を形成する製造方法とする。
【0016】前記のように、プレーナ型の耐圧構造とベ
ベル型の耐圧構造を形成することで、順方向耐圧特性は
勿論のこと逆方向耐圧特性も得ることができる。また、
第1導電形半導体基板の一方の主面側の表面層に、半導
体基板より高濃度の第2導電形の第1領域を形成し、他
方の主面側の表面層に、半導体基板より高濃度の第2導
電形の第2領域を形成し、前記半導体基板の外周部の一
方の主面側の表面層に、プレーナ型の耐圧構造を形成
し、前記半導体基板の側面と、前記第2領域に接し、該
第2領域と前記第1領域の間に第2導電形の第5領域を
選択的に形成する構成とする。
【0017】また、前記第5領域と前記半導体基板との
pn接合が露出する半導体基板側面に第3ベベル構造の
耐圧構造を形成するとよい。また、前記第3ベベル構造
の耐圧構造が、一方の主面の第3領域から第2領域に達
する溝により形成、該溝表面層に前記第5領域と、前記
第2領域もしくは前記第1領域とに接する第6領域を形
成するとよい。
【0018】また、第1導電形半導体基板の一方の主面
側の表面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第
1領域を形成する工程と、他方の主面側の表面層に、半
導体基板の側面に当たる箇所に、該半導体基板より高濃
度の第2導電形で深い拡散深さの第5領域を選択的に形
成する工程と、他方の主面側の表面層に、前記第5領域
と接し、該第5領域より浅い拡散深さで、半導体基板よ
り高濃度の第2導電形の第2領域を形成する工程と、半
導体基板の外周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型
の耐圧構造を形成する工程と、前記半導体基板の側面
に、前記一方の主面側から前記第5領域に達する第1ベ
ベル構造の耐圧構造を、前記半導体基板の側面に傾斜を
つけて形成する工程とを含む製造方法とする。
【0019】また、第1導電形半導体基板の一方の主面
側の表面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第
1領域を形成する工程と、他方の主面側の表面層に、半
導体基板の側面に当たる箇所に、該半導体基板より高濃
度の第2導電形で深い拡散深さの第5領域を選択的に形
成する工程と、他方の主面側の表面層に、前記第5領域
と接し、該第5領域より浅い拡散深さで、半導体基板よ
り高濃度の第2導電形の第2領域を形成する工程と、半
導体基板の外周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型
の耐圧構造を形成する工程と、前記半導体基板の側面
に、前記一方の主面側から前記第5領域に達する溝を形
成する工程とを含む製造方法とする。
【0020】また、第1導電形半導体基板の一方の主面
側の表面層で、該半導体基板の側面に当たる箇所に、該
半導体基板より高濃度の第2導電形で、深い拡散深さの
第5領域を選択的に形成する工程と、前記一方の主面側
の表面層に、前記第5領域に接し、前記半導体基板より
高濃度の第2導電形で浅い拡散深さの第1領域を形成す
る工程と、他方の主面側の表面層に、前記半導体基板よ
り高濃度の第2導電形の第2領域を形成する工程と、前
記半導体基板の外周部の一方の主面の表面層に、プレー
ナ型の耐圧構造を形成する工程と、前記半導体基板の側
面に、前記他方の主面側から前記第5領域に達する第2
ベベル構造の耐圧構造を、前記半導体基板の側面に傾斜
をつけて形成する工程とを含む製造方法とする。
【0021】また、第1導電形半導体基板の一方の主面
側の表面層で、該半導体基板の側面に当たる箇所に、該
半導体基板より高濃度の第2導電形で、深い拡散深さの
第5領域を選択的に形成する工程と、前記一方の主面側
の表面層に、前記第5領域と接し、前記半導体基板より
高濃度の第2導電形で浅い拡散深さの第1領域を形成す
る工程と、他方の主面側の表面層に、前記半導体基板よ
り高濃度の第2導電形の第2領域を形成する工程と、前
記半導体基板の外周部の一方の主面の表面層に、プレー
ナ型の耐圧構造を形成する工程と、前記半導体基板の側
面に、前記他方の主面側から前記第5領域に達する溝を
形成する工程とを含む製造方法とする。
【0022】また、前記溝の表面層に第2導電形の第6
領域を形成するとよい。このように、第5領域および第
6領域を設けることで、順方向耐圧特性は勿論のこと逆
方向耐圧特性も得ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下の実施例の説明ではすべて、
第1導電形をn形、第2導電形をp形とするが、これを
逆にすることもできる。図1は、この発明の第1実施例
の半導体装置の要部断面図である。半導体装置として
は、IGBTを例にとり説明する。
【0024】高比抵抗のn形半導体基板の表面層に、p
ベース領域2が形成され、裏面側の表面層にpコレクタ
領域3が形成されている。pベース領域2とpコレクタ
領域3に挟まれた領域がnベース領域1である。活性領
域14であるpベース領域2の表面層にはnエミッタ領
域4が形成されている。この活性領域14の外側にはガ
ードリング構造13(プレーナ型の耐圧構造の1種)が
形成されている。nエミッタ領域4とnベース領域1に
挟まれたpベース領域2上と、pベース領域2に挟まれ
たnベース領域1上にゲート酸化膜5を介してゲート電
極6が形成される。nエミッタ領域4上、pコレクタ領
域3上にエミッタ電極8とコレクタ電極9が形成され
る。エミッタ電極8とゲート電極6は層間絶縁膜7で絶
縁されている。ゲート電極6、エミッタ電極8およびコ
レクタ電極9とゲート端子G、エミッタ端子Eおよびコ
レクタ端子Cがそれぞれ接続する。前記のガードリング
構造13は、前記の活性領域14を取り囲むように、n
形半導体基板の表面層にリング状の数本(ここでは外周
端も含め2本)のp領域11を形成し、このリング状に
形成された複数の独立したp領域11の間の表面に酸化
膜12を形成し、このp領域11上に金属膜24を形成
することで、作られる。この構成では、ベース領域1と
pコレクタ領域3によりpn接合が形成される、所謂、
ノンパンチスルー型のIGBTであり、ベース領域1と
pコレクタ領域の間にn+ バッファ層を有するパンチス
ルー型のIGBTに比べ、大きな逆方向耐圧を得ること
ができる。
【0025】n形半導体基板の外周端部は、pn接合2
1の面を横切る半導体基板の端面の表面を直線斜面にな
るように機械研磨加工し、化学処理で加工層を除去す
る。この加工面がベベル構造の面となり、ここでは、高
濃度領域(pコレクタ領域3)が低濃度領域(nベース
領域1)よりも、断面図で広くなるように、pn接合2
1に対してポジティブベベル構造18を形成する。この
実施例では、pコレクタ領域3の方をnベース領域1よ
り広くなるように加工する。このベベル加工面とpn接
合21面との角度θが、30度から60度程度になるよ
うに加工する。このようにして、pn接合21に対して
ポジティブベベル構造16を形成する。
【0026】尚、前記のことを再度説明すると、ポジテ
ィブベベル構造とは、低濃度領域の端部の面(ここで
は、nベース領域1の端部の面のこと)とpn接合21
との角度θが90度より小さくなるように端部を加工し
た耐圧構造とも言える。これに対してネガティブベベル
構造とは、高濃度領域の端部の面とpn接合との角度が
90度より小さくなるように端部を加工した耐圧構造の
ことである。勿論、ベベル加工された表面には図示しな
い表面保護膜が被覆される。ここでは、このベベル加工
面は、直線状の傾斜面をしている。
【0027】このIGBTの順方向の耐圧特性は、ゲー
ト電極6に零Vまたは負の電圧を印加あるいはゲート・
エミッタ電極を短絡させた状態でコレクタ電極9に正の
電圧を印加したときに、nベース領域1とpベース領域
2のpn接合22が逆バイアス状態になり、このpn接
合22の降伏電圧が素子耐圧となる。このプレーナ型の
半導体素子では、空乏層が半導体素子の外周部に向かっ
て横方向に拡がる。プレーナ型の耐圧構造であるガード
リング構造13により、空乏層を外側に拡がりやすくし
て、素子の順方向耐圧を得ている。
【0028】一方、コレクタ電極9に負の電圧(エミッ
タ電極8に正の電圧)を印加した場合、nベース領域1
とpコレクタ領域3の端面は、前記したように、ポジテ
ィブベベル構造16(正ベベル構造)の加工がなされ、
そのため、nベース領域1およびpコレクタ領域3に拡
がった空乏層の端部表面での電界強度は小さくなり、素
子の逆方向耐圧を得ている。特に、前記したように、角
度θを30度から60度程度にすることで、ベベル加工
面での電界強度を半導体基板内部での電界強度より低下
させることができて、高い逆方向耐圧を得ることができ
る。
【0029】この実施例では、順方向耐圧をプレーナ型
の耐圧構造で得て、逆方向耐圧をベベル構造の耐圧構造
で得ている。図2は、この発明の第2実施例の半導体装
置の要部断面図である。図1との違いは、ポジティブベ
ベル構造16をネガティブベベル構造17にした点であ
り、その他は、図1と同じである。この構造では、逆方
向耐圧が図1より得にくいが、pn接合23に対しては
ポジティブベベル構造となるので、ガードリング構造1
3と相まって順方向耐圧は得やすい。
【0030】図3は、この発明の第3実施例の半導体装
置の要部断面図である。図1との違いは、pn接合21
とpn接合23の両方のpn接合に対してもポジティブ
ベベル構造の加工がなされたダブルポジティブベベル構
造18にした点である。また、このダブルポジティブベ
ベルのことをΣベベルともいう。この場合は、逆方向耐
圧が得やすいことは勿論のこと、順方向耐圧も得やす
い。特に、順方向耐圧は、ガートリング構造13と、ダ
ブルポジティブベベル構造18の双方で分担するので、
電界強度が小さくなり、耐圧構造部を縮小して、チップ
サイズを小型化できる。
【0031】図4は、この発明の第4実施例の半導体装
置の要部断面図である。図1との違いは、ポジティブベ
ベル構造16を形成する箇所に、pn接合21を横切る
ようにエミッタ側の半導体基板表面から溝31を形成し
た点である。この溝31の面が、pn接合21に対して
ポジティブベベル構造となり、図1と同じ効果が得られ
る。また、ベベル加工面にガラスなどの保護膜を被覆す
る場合に、この溝31にガラスなどを充填することで容
易に保護膜を被覆することができる。
【0032】図5は、この発明の第5実施例の半導体装
置の要部断面図である。図4との違いは、コレクタ側の
半導体基板表面から溝32を形成した点である。図2と
同じ効果が得られる。図6は、この発明の第6実施例の
半導体装置の要部断面図である。図4との違いは、溝が
コレクタ側の半導体基板表面に達している点である。溝
側面41がpn接合21に対してポジティブベベル構造
の加工面となる。図4と同じ効果が得られる。
【0033】図7は、この発明の第7実施例の半導体装
置の要部断面図である。図5との違いは、溝がコレクタ
側の半導体基板表面に達している点である。溝側面42
がpn接合21に対してネガティブベベル構造の加工面
となる。図2と同じ効果が得られる。図8は、この発明
の第8実施例の半導体装置の要部断面図である。これ
は、溝をエミッタ側およびコレクタ側の双方の半導体基
板表面から形成し、この溝がnベース領域1の中央部で
接するようにしたものである。溝側面はpn接合21、
23に対してともにネガティブベベル構造となる。この
場合は、ポジティブベベル構造に比べて逆方向耐圧は得
にくい構造ではあるが、ベベル面の表面処理を適正に行
うことで、十分逆方向耐圧を得ることができる。
【0034】図9は、この発明の第9実施例の半導体装
置の要部断面図である。図4との違いは、溝31の最低
面から外側を切断除去した点である。溝側面44がpn
接合21に対してポジティブベベル構造となる。効果は
図6と同じである。図10は、この発明の第10実施例
の半導体装置の要部断面図である。図5との違いは、溝
32の最低面から外側を切断除去した点である。溝側面
45がpn接合21に対してネガティブベベル構造とな
る。効果は図7と同じである。
【0035】図11は、この発明の第11実施例の半導
体装置の要部断面図である。図5との違いは、溝46が
pn接合21は横切るが、pn接合23に達していない
点である。この溝46の表面が、pn接合21に対して
ネガティブベベル構造となる。逆方向の耐圧特性におい
て、図5と同じ効果が得られる。図12は、この発明の
第12実施例の半導体装置の要部断面図である。図8と
の違いは、溝47、48をエミッタ側およびコレクタ側
の双方の半導体基板表面から接しないように形成した点
である。効果は図8と同じである。
【0036】図13は、この発明の第13実施例の製造
方法で、同図(a)、同図(b)は工程順に示した要部
工程断面図である。この製造工程は、図1の半導体装置
の製造工程例である。nベース領域1、pベース領域
2、pコレクタ領域3、nエミッタ領域4、ガードリン
グ構造14、ゲート電極6、エミッタ電極8およびコレ
クタ電極9などを形成する(同図(a))。その後、n
ベース領域1とpコレクタ領域3のpn接合21を横切
るチップ端面の表面がpn接合21に対してポジティブ
ベベル構造になるように、点線で示すように、端面の表
面を斜面25(角度θ)になるように、機械研磨と化学
処理で形成し(同図(b))、ポジティブベベル構造1
6とする。その後でポジティブベベル構造16の表面
に、図示しない保護膜を被覆する。この角度θは図1で
説明したように、30度から60度程度にする。
【0037】図14は、この発明の第14実施例の製造
方法で、同図(a)、同図(b)は工程順に示した要部
工程断面図である。この製造工程は、図4の半導体装置
の製造工程例である。ガードリング構造13となる箇所
の外側に、nベース領域1のpn接合21近傍に達する
溝51を形成する(同図(a))。その後、この溝51
の表面層を化学処理(エッチング)により除去する。こ
のとき、エッチング後の溝31の底部の深さをpn接合
21を横切る深さにする(同図(b))。その後、溝3
1を図示しないガラスなど絶縁膜でパッシベーションす
る。このようにして、図4の半導体装置が完成する。
【0038】図5から図12の半導体装置の製造方法
は、図14と同様の製造方法である。ただし、図14と
違うのは、溝51の底部の深さが異なっている点であ
る。図15は、この発明の第15実施例の製造方法で、
同図(a)、同図(c)は工程順に示した要部工程断面
図である。同図(a)、(b)は、図14(a)、
(b)と同じである。図14(b)に続いて、溝31表
面からp領域32をpコレクタ領域3とp領域11に接
するように形成する(同図(c))。その後、この溝3
1を図示しないガラスなど絶縁膜でパッシベーションす
る。
【0039】このp領域32を形成することで、空乏層
が、ガードリング構造13の構成する外周端のpn接合
23から、pエミッタ領域2の方向に向かって拡がり、
順方向耐圧と同様に逆方向耐圧を得ることができる。こ
のp領域32は、埋め込み分離構造のp領域と同様の働
きをするが、埋め込み分離構造のようにエピタキシャル
成長工程という高コストの工程は不要で、溝31を形成
し、拡散工程でp領域31を形成するという極めて低コ
ストで逆方向耐圧を得る半導体装置を形成できる。ま
た、図15の半導体装置と類似の半導体装置は、図4を
除く、図1から図10の半導体装置のベベル面(半導体
基板の端面)にp領域を形成することで得ることができ
る。
【0040】図16は、この発明の半導体装置を逆並列
に接続し、双方向半導体装置とした例である。絶縁基板
61上に独立した金属板62、63を固着し、その上に
第1IGBT64と第2IGBT65のコレクタ電極9
a、9bをそれぞれ固着する。第1IGBT64のエミ
ッタ電極6aと金属板63を接続し、エミッタ電極8a
を主端子T1と接続する。また、金属板62を第2IG
BTのエミッタ電極8bと接続し、このエミッタ電極8
bを主端子T2と接続する。このようにして、第1IG
BT64と第2IGBT65が逆並列接続される。ま
た、第1IGBT64および第2IGBT65のゲート
電極6a、6bとゲート端子G1、G2とそれぞれ接続
する。これらの逆並列されたIGBT64、65を一個
のパッケージ70に収納して、主端子T1、T2とゲー
ト端子G1、G2を有する双方向半導体装置が得られ
る。勿論、個別のバッケージに収納されたIGBT6
4、65を互いに逆並列してもよい。この双方向半導体
装置を用いることにより、直流はもとより交流の電力を
制御することができる。
【0041】前記の各実施例は素子耐圧が600V以下
と比較的低耐圧素子に適用される。素子耐圧が600V
を超えると、nベース領域1の厚みが厚くなり、ベベル
構造をnベース領域1全体に亘って形成することが困難
となる。このように、ベベル1がpn接合16に達して
いない場合でも、耐圧は維持させる方法をつぎに説明す
る。
【0042】図18は、この発明の第16実施例の半導
体装置の要部断面図である。図1との違いは、pコレク
タ領域3に接して、p領域81をnベース領域1の側壁
にベベル構造部に達するように形成した点である。この
p領域81は埋め込みで形成する。このように、p領域
81を設けることで、pn接合21が逆バイアスされた
場合、空乏層はnベース領域2内を上方、つまり、pベ
ース領域2やp領域11に向かって広がると共に、p領
域81からnベース領域1内を横方向にも広がり、安定
した耐圧特性を得ることができる。また、p領域81が
無い箇所はベベル構造が形成されているために、空乏層
がnベース領域1内に拡がり易くなっている。
【0043】図19は、この発明の第17実施例の半導
体装置の要部断面図である。図2との違いは、p領域1
1に接して、p領域82をnベース領域1の側壁にベベ
ル構造部に達するように形成した点である。このp領域
82は埋め込みで形成する。図18と同じで、nベース
領域1とp領域21のpn接合が逆バイアスされた場
合、空乏層はnベース領域1の上方、つまり、p領域1
1に向かって広がると共に、空乏層がp領域82に達す
ると、nベース領域1内を横方向に広がり、安定した耐
圧特性を得ることができる。
【0044】図20は、この発明の第18実施例の半導
体装置の要部断面図である。図4との違いは、溝31の
先端がpn接合21に達せず、nベース領域1内にあ
り、p領域81がpコレクタ領域3より深く、この溝3
1に達するように形成されてる点である。図18と同じ
効果があり、安定した耐圧特性を得ることができる。図
21は、この発明の第19実施例の半導体装置の要部断
面図である。図5との違いは、溝32の先端がp領域1
1に達せず、nベース領域1内にあり、p領域82がp
領域11より深く、この溝32に達するように形成され
てる点である。図19と同じ効果があり、安定した耐圧
特性を得ることができる。
【0045】図22は、この発明の第20実施例の半導
体装置の要部断面図である。これは、図20の溝31の
底部の位置で切断して形成される。p領域81があるた
めに、この切断面88は化学処理なしでも構わない。効
果は図20と同じであり、安定した耐圧特性を得ること
ができる。図23は、この発明の第21実施例の半導体
装置の要部断面図である。これは、図21の溝32の底
部の位置で切断して形成される。p領域82があるため
に、この切断面89は化学処理なしでも構わない。効果
は図21と同じである。
【0046】図24は、この発明の第22実施例の半導
体装置の要部断面図である。図20の溝31の表面層に
p層83を形成し、p領域11とp領域81がp層83
で繋げる。このように、nベース領域1の側面がp領域
で囲むことで、空乏層がnベース領域1内に拡がり易く
なり、安定な耐圧特性を得ることができる。図25は、
この発明の第23実施例の半導体装置の要部断面図であ
る。図21の溝32の表面層にp層84を形成し、p領
域11とp領域81がp層84で繋げる。このように、
nベース領域1の側面がp領域で囲むことで、空乏層が
nベース領域1内に拡がり易くなり、安定な耐圧特性を
得ることができる。
【0047】図26は、この発明の第24実施例の半導
体装置の要部断面図である。これは、図24の溝31の
底部の位置で切断して形成される。p領域81があるた
めに、この切断面88は化学処理なしでも構わない。効
果は図24と同じであり、安定した耐圧特性を得ること
ができる。図27は、この発明の第25実施例の半導体
装置の要部断面図である。これは、図25の溝32の底
部の位置で切断して形成される。p領域82があるため
に、この切断面89はベベル構造で必要とされるパッシ
ベーション処理をしなくても構わない。効果は図25と
同じであり、安定した耐圧特性を得ることができる。
【0048】図28から図32は、この発明の第26実
施例の半導体装置の製造方法であり、工程順に示した要
部製造工程断面図である。n型半導体基板100のpコ
レクタ領域3を形成する側の主面(裏面側)で、ベベル
構造が形成される予定の箇所に、埋め込みによるp領域
81を形成する(図28)。
【0049】つぎに、反対の主面の表面層に、ガードリ
ング構造13のp領域11や活性領域14のpベース領
域2、nエミッタ領域4、ゲート電極6およびエミッタ
電極8などを形成する(図29)。つぎに、pコレクタ
領域3を形成する(図30)。つぎに、溝31をp領域
81に達するように形成する(図31)。この図31が
図20となる。また、この図31の溝31の底部から切
断線86に沿って切断すると図22となる。
【0050】つぎに、溝31の表面層にp層83を形成
する(図32)。この図32が図26となる。また、こ
の図32の溝の底部から切断線87に沿って切断すると
図26となる。図33は、この発明の第27実施例の半
導体装置の要部断面図である。この実施例は、図1のガ
ードリング構造をフィールドプレート構造にした場合で
ある。この場合、フィールドプレート構造13aの最外
周部に形成されるp領域11aが、図1のガードリング
構造13の最外周部に形成されるp領域11に相当す
る。この場合も図1と同様の効果が期待できる。尚、図
33は図1に相当する実施例を示したが、当然、図2か
ら図27のガードリング構造13を図33のフィールド
プレート構造13aとしても、同様の効果が期待でき
る。
【0051】また、図中の51はa−Si膜などの抵抗
性絶縁膜、52はフィールドプレート部、12aは層間
絶縁膜などの絶縁膜、24a、24bはAl−Si膜な
どの金属膜、14aは活性領域である。
【0052】
【発明の効果】この発明によれば、プレーナ型の耐圧構
造を有する半導体装置において、nベース領域とpコレ
クタ領域のpn接合の端部をベベル構造の耐圧構造にす
ることで、逆方向耐圧を有する半導体装置にすることが
できる。また、半導体基板が厚い場合、ベベル構造が形
成されない端部にp領域をpコレクタ領域または/およ
びガードリングのp領域に接続するように形成すること
で、逆方向耐圧を有する半導体装置にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例の半導体装置の要部断面
【図2】この発明の第2実施例の半導体装置の要部断面
【図3】この発明の第3実施例の半導体装置の要部断面
【図4】この発明の第4実施例の半導体装置の要部断面
【図5】この発明の第5実施例の半導体装置の要部断面
【図6】この発明の第6実施例の半導体装置の要部断面
【図7】この発明の第7実施例の半導体装置の要部断面
【図8】この発明の第8実施例の半導体装置の要部断面
【図9】この発明の第9実施例の半導体装置の要部断面
【図10】この発明の第10実施例の半導体装置の要部
断面図
【図11】この発明の第11実施例の半導体装置の要部
断面図
【図12】この発明の第12実施例の半導体装置の要部
断面図
【図13】この発明の第13実施例の製造方法で、
(a)、(b)は工程順に示した要部工程断面図
【図14】この発明の第14実施例の製造方法で、
(a)、(b)は工程順に示した要部工程断面図
【図15】この発明の第15実施例の製造方法で、
(a)、(c)は工程順に示した要部工程断面図
【図16】この発明の半導体装置を逆並列に接続し、双
方向半導体装置とした構成図
【図17】従来のIGBTの要部断面図
【図18】この発明の第16実施例の半導体装置の要部
断面図
【図19】この発明の第17実施例の半導体装置の要部
断面図
【図20】この発明の第18実施例の半導体装置の要部
断面図
【図21】この発明の第19実施例の半導体装置の要部
断面図
【図22】この発明の第20実施例の半導体装置の要部
断面図
【図23】この発明の第21実施例の半導体装置の要部
断面図
【図24】この発明の第22実施例の半導体装置の要部
断面図
【図25】この発明の第23実施例の半導体装置の要部
断面図
【図26】この発明の第24実施例の半導体装置の要部
断面図
【図27】この発明の第25実施例の半導体装置の要部
断面図
【図28】この発明の第26実施例の半導体装置の要部
製造工程断面図
【図29】図28に続く、この発明の第26実施例の半
導体装置の要部製造工程断面図
【図30】図29に続く、この発明の第26実施例の半
導体装置の要部製造工程断面図
【図31】図30に続く、この発明の第26実施例の半
導体装置の要部製造工程断面図
【図32】図31に続く、この発明の第26実施例の半
導体装置の要部製造工程断面図
【図33】この発明の第26実施例の半導体装置の要部
断面図
【符号の説明】
1 nベース領域 2 pベース領域 3 pコレクタ領域 4 nエミッタ領域 5 ゲート酸化膜 6、6a、6b ゲート電極 7 層間絶縁膜 8、8a、8b エミッタ電極 9、9a、9b コレクタ電極 11、11a p領域 12 酸化膜 12a 絶縁膜 13 ガードリング構造 13a フィールドプレート構造 14、14a 活性領域 16 ポジティブベベル構造 17 ネガティブベベル構造 18 ダブルポジティブベベル構造 21、22、23 pn接合 24、24a、24b 金属膜 25 斜面 31、32 46、47、48、51 溝 41、42、43、44、45 溝側面 51 抵抗性絶縁膜 52 フィールドプレート部 61 絶縁基板 62、63 金属板 64 第1IGBT 65 第2IGBT 70 パッケージ 81、82 p領域 83、84 p層 86、87 切断線 88、89 切断面 100 n型半導体基板

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電形半導体基板の一方の主面側の表
    面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第1領域
    を形成し、他方の主面側の表面層に、半導体基板の側面
    にpn接合が露出する、半導体基板より高濃度の第2導
    電形の第2領域を形成する半導体装置において、半導体
    基板の外周部の一方の主面側の表面層に、プレーナ型の
    耐圧構造を形成し、前記他方の主面側の表面層に形成さ
    れたpn接合で、該pn接合が露出する半導体基板の側
    面に、第1ベベル構造の耐圧構造を形成することを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記プレーナ型の耐圧構造の最外周端は半
    導体基板の一方の主面側の表面層に形成された第2導電
    形の第3領域からなり、該第3領域は半導体基板の側面
    にpn接合露出部を形成し、該pn接合露出部に第2ベ
    ベル構造の耐圧構造を形成することを特徴とする請求項
    1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記第1ベベル構造がポジティブベベル構
    造もしくはネガティブベベル構造であることを特徴とす
    る請求項1に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】前記第1および第2ベベル構造が共にポジ
    ティブベベル構造もしくはネガティブベベル構造である
    ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】前記プレーナ型の耐圧構造が、ガードリン
    グ構造もしくはフィールドプレート構造の耐圧構造であ
    ることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装
    置。
  6. 【請求項6】第1導電形半導体基板の一方の主面側の表
    面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第1領域
    を形成し、他方の主面側の表面層に、半導体基板の側面
    にpn接合が露出し、半導体基板より高濃度の第2導電
    形の第2領域を形成する半導体装置で、半導体基板の外
    周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型の耐圧構造を
    形成し、前記pn接合が露出する半導体基板の側面に第
    1ベベル構造の耐圧構造を、該ベベル構造を、半導体基
    板の側面に傾斜をつけて形成すること特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  7. 【請求項7】前記傾斜が、第2領域の方が広くなるよう
    に形成することを特徴とする請求項6に記載の半導体装
    置の製造方法。
  8. 【請求項8】第1導電形半導体基板の一方の主面側の表
    面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第1領域
    を形成し、他方の主面側の表面層に、半導体基板の側面
    にpn接合が露出する、半導体基板より高濃度の第2導
    電形の第2領域を形成する半導体装置で、半導体基板の
    外周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型の耐圧構造
    を形成し、前記pn接合が露出する半導体基板の側面に
    第1ベベル構造の耐圧構造を、該ベベル構造を一方の主
    面から第2領域に達する溝で形成すること特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】前記溝が半導体基板の他方の主面に達する
    溝で形成することを特徴とする請求項8に記載の半導体
    装置の製造方法。
  10. 【請求項10】第1導電形半導体基板の一方の主面側の
    表面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第1領
    域を形成し、他方の主面側の表面層に、半導体基板の側
    面にpn接合が露出し、半導体基板より高濃度の第2導
    電形の第2領域を形成する半導体装置で、半導体基板の
    外周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型の耐圧構造
    および半導体基板の側面に露出する第2導電形の第3領
    域を形成し、前記pn接合が露出する半導体基板の側面
    に第1ベベル構造を、該ベベル構造を一方の主面から第
    2領域に達する溝で形成し、該溝の表面に、第2領域と
    プレーナ型の耐圧構造を構成し、前記第3領域と接する
    第4領域を形成することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  11. 【請求項11】第1導電形半導体基板の一方の主面側の
    表面層に、半導体基板より高濃度の第2導電形の第1領
    域を形成し、他方の主面側の表面層に、半導体基板より
    高濃度の第2導電形の第2領域を形成し、前記半導体基
    板の外周部の一方の主面側の表面層に、プレーナ型の耐
    圧構造を形成し、前記半導体基板の側面と、前記第1領
    域もしくは前記第2領域に接し、該第2領域と前記第1
    領域の間に第2導電形の第5領域を選択的に形成するこ
    とを特徴とする半導体装置。
  12. 【請求項12】前記第5領域と前記半導体基板とのpn
    接合が露出する半導体基板側面に第3ベベル構造の耐圧
    構造を形成することを特徴とする請求項11に記載の半
    導体装置。
  13. 【請求項13】前記第3ベベル構造の耐圧構造が、一方
    の主面の第3領域から第2領域に達する溝により形成、
    該溝表面層に前記第5領域と、前記第2領域もしくは前
    記第1領域とに接する第6領域を形成することを特徴と
    する請求項12記載の半導体装置。
  14. 【請求項14】第1導電形半導体基板の一方の主面側の
    表面層に、該半導体基板より高濃度の第2導電形の第1
    領域を形成する工程と、他方の主面側の表面層に、前記
    半導体基板の側面に当たる箇所に、該半導体基板より高
    濃度の第2導電形で深い拡散深さの第5領域を選択的に
    形成する工程と、他方の主面側の表面層に、前記第5領
    域と接し、該第5領域より浅い拡散深さで、前記第5領
    域と接し、前記半導体基板より高濃度の第2導電形の第
    2領域を形成する工程と、前記半導体基板の外周部の一
    方の主面の表面層に、プレーナ型の耐圧構造を形成する
    工程と、前記半導体基板の側面に、前記一方の主面側か
    ら前記第5領域に達する第1ベベル構造の耐圧構造を、
    前記半導体基板の側面に傾斜をつけて形成する工程とを
    含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  15. 【請求項15】第1導電形半導体基板の一方の主面側の
    表面層に、該半導体基板より高濃度の第2導電形の第1
    領域を形成する工程と、他方の主面側の表面層に、前記
    半導体基板の側面に当たる箇所に、該半導体基板より高
    濃度の第2導電形で深い拡散深さの第5領域を選択的に
    形成する工程と、他方の主面側の表面層に、前記第5領
    域と接し、該第5領域より浅い拡散深さで、前記半導体
    基板より高濃度の第2導電形の第2領域を形成する工程
    と、前記半導体基板の外周部の一方の主面の表面層に、
    プレーナ型の耐圧構造を形成する工程と、前記半導体基
    板の側面に、前記一方の主面側から前記第5領域に達す
    る溝を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  16. 【請求項16】第1導電形半導体基板の一方の主面側の
    表面層で、該半導体基板の側面に当たる箇所に、該半導
    体基板より高濃度の第2導電形で、深い拡散深さの第5
    領域を選択的に形成する工程と、前記一方の主面側の表
    面層に、前記第5領域と接し、該半導体基板より高濃度
    の第2導電形で浅い拡散深さの第1領域を形成する工程
    と、他方の主面側の表面層に、前記半導体基板より高濃
    度の第2導電形の第2領域を形成する工程と、前記半導
    体基板の外周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型の
    耐圧構造を形成する工程と、前記半導体基板の側面に、
    前記他方の主面側から前記第5領域に達する第2ベベル
    構造の耐圧構造を、前記半導体基板の側面に傾斜をつけ
    て形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  17. 【請求項17】第1導電形半導体基板の一方の主面側の
    表面層で、該半導体基板の側面に当たる箇所に、該半導
    体基板より高濃度の第2導電形で、深い拡散深さの第5
    領域を選択的に形成する工程と、前記一方の主面側の表
    面層に、前記第5領域と接し、前記半導体基板より高濃
    度の第2導電形で浅い拡散深さの第1領域を形成する工
    程と、他方の主面側の表面層に、前記半導体基板より高
    濃度の第2導電形の第2領域を形成する工程と、前記半
    導体基板の外周部の一方の主面の表面層に、プレーナ型
    の耐圧構造を形成する工程と、前記半導体基板の側面
    に、前記他方の主面側から前記第5領域に達する溝を形
    成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  18. 【請求項18】前記溝の表面層に第2導電形の第6領域
    を形成することを特徴とする請求項15または17に記
    載の半導体装置の製造方法。
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Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004336008A (ja) * 2003-04-16 2004-11-25 Fuji Electric Holdings Co Ltd 逆阻止型絶縁ゲート形バイポーラトランジスタおよびその製造方法
EP1505657A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vertical semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2005101551A (ja) * 2003-08-29 2005-04-14 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置とその製造方法およびその半導体装置を用いた双方向スイッチ素子
JP2005209843A (ja) * 2004-01-22 2005-08-04 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置
JP2006049600A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2006156926A (ja) * 2004-08-19 2006-06-15 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2006278382A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2006303410A (ja) * 2005-03-25 2006-11-02 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US7157785B2 (en) 2003-08-29 2007-01-02 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Semiconductor device, the method of manufacturing the same, and two-way switching device using the semiconductor devices
US7307330B2 (en) 2003-04-10 2007-12-11 Fuji Electric Holdings Co., Ltd. Reverse blocking semiconductor device and a method for manufacturing the same
US7414268B2 (en) * 2005-05-18 2008-08-19 Cree, Inc. High voltage silicon carbide MOS-bipolar devices having bi-directional blocking capabilities
WO2009139417A1 (ja) * 2008-05-13 2009-11-19 富士電機デバイステクノロジー株式会社 半導体装置およびその製造方法
US7772677B2 (en) 2006-02-02 2010-08-10 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Semiconductor device and method of forming the same having a junction termination structure with a beveled sidewall
US7776672B2 (en) 2004-08-19 2010-08-17 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2010272647A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Fuji Electric Systems Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US7872282B2 (en) 2008-02-04 2011-01-18 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing same
DE102011003136A1 (de) 2010-02-12 2011-08-18 Fuji Electric Holdings Co., Ltd., Kawasaki-shi Verfahren zur Herstellung eines rückwärts sperrenden Bipolartransistors mit isoliertem Gate
DE102011101457A1 (de) 2010-05-17 2011-11-17 Fuji Electric Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
US8080846B2 (en) 2006-06-15 2011-12-20 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device having improved breakdown voltage and method of manufacturing the same
DE102011084956A1 (de) 2010-10-21 2012-04-26 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2012089866A (ja) * 2004-08-19 2012-05-10 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
DE102012211105A1 (de) 2011-06-30 2013-01-03 Fuji Electric Co., Ltd Verfahren zur herstellung eines rückwärts sperrenden bipolaren transistorsmit isoliertem gate
DE102006009961B4 (de) * 2005-03-25 2013-07-11 Fuji Electric Co., Ltd Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils
JP2013197169A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
DE112012000501T5 (de) 2011-01-18 2013-10-24 Fuji Electric Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung eines rückwärts sperrenden Halbleiterelements
CN103688346A (zh) * 2011-07-15 2014-03-26 富士电机株式会社 用于制造半导体器件的方法
JP2014187364A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Infineon Technologies Austria Ag 炭化ケイ素デバイスを製造するための方法および炭化ケイ素デバイス
WO2015019540A1 (ja) * 2013-08-08 2015-02-12 シャープ株式会社 半導体素子基板およびその製造方法
US8999768B2 (en) 2011-03-14 2015-04-07 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device manufacturing method
CN106252401A (zh) * 2016-09-28 2016-12-21 中国科学院微电子研究所 一种逆阻型绝缘栅双极晶体管终端结构
CN106711036A (zh) * 2015-11-12 2017-05-24 上海联星电子有限公司 逆阻型igbt芯片及其制作方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53107282A (en) * 1977-03-02 1978-09-19 Toshiba Corp Thyristor
JPS57166078A (en) * 1981-04-06 1982-10-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor device
JPS61144871A (ja) * 1984-12-19 1986-07-02 Toyo Electric Mfg Co Ltd 半導体素子のベベル構造
JPH0479374A (ja) * 1990-07-23 1992-03-12 Meidensha Corp 逆導通型ゲートターンオフサイリスタ
JPH04162777A (ja) * 1990-10-26 1992-06-08 Fuji Electric Co Ltd 双方向電圧阻止型半導体装置
JPH0888351A (ja) * 1994-09-20 1996-04-02 Meidensha Corp ゲートターンオフサイリスタ
JPH10270686A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Matsushita Electron Corp 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53107282A (en) * 1977-03-02 1978-09-19 Toshiba Corp Thyristor
JPS57166078A (en) * 1981-04-06 1982-10-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor device
JPS61144871A (ja) * 1984-12-19 1986-07-02 Toyo Electric Mfg Co Ltd 半導体素子のベベル構造
JPH0479374A (ja) * 1990-07-23 1992-03-12 Meidensha Corp 逆導通型ゲートターンオフサイリスタ
JPH04162777A (ja) * 1990-10-26 1992-06-08 Fuji Electric Co Ltd 双方向電圧阻止型半導体装置
JPH0888351A (ja) * 1994-09-20 1996-04-02 Meidensha Corp ゲートターンオフサイリスタ
JPH10270686A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Matsushita Electron Corp 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ

Cited By (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004017723B4 (de) * 2003-04-10 2011-12-08 Fuji Electric Co., Ltd In Rückwärtsrichtung sperrendes Halbleiterbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
US7307330B2 (en) 2003-04-10 2007-12-11 Fuji Electric Holdings Co., Ltd. Reverse blocking semiconductor device and a method for manufacturing the same
US7638368B2 (en) 2003-04-10 2009-12-29 Fuji Electric Holdings Co., Ltd. Reverse blocking semiconductor device and a method for manufacturing the same
JP2004336008A (ja) * 2003-04-16 2004-11-25 Fuji Electric Holdings Co Ltd 逆阻止型絶縁ゲート形バイポーラトランジスタおよびその製造方法
EP1505657A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vertical semiconductor device and manufacturing method thereof
US7009239B2 (en) 2003-08-08 2006-03-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vertical semiconductor device and manufacturing method thereof
US7572683B2 (en) 2003-08-29 2009-08-11 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Semiconductor device, the method of manufacturing the same, and two-way switching device using the semiconductor devices
JP2005101551A (ja) * 2003-08-29 2005-04-14 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置とその製造方法およびその半導体装置を用いた双方向スイッチ素子
US7157785B2 (en) 2003-08-29 2007-01-02 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Semiconductor device, the method of manufacturing the same, and two-way switching device using the semiconductor devices
JP2005209843A (ja) * 2004-01-22 2005-08-04 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置
JP4696451B2 (ja) * 2004-01-22 2011-06-08 富士電機システムズ株式会社 半導体装置
JP2006049600A (ja) * 2004-08-05 2006-02-16 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置の製造方法
US8759870B2 (en) 2004-08-19 2014-06-24 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
JP2012089866A (ja) * 2004-08-19 2012-05-10 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
US8697558B2 (en) 2004-08-19 2014-04-15 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2006156926A (ja) * 2004-08-19 2006-06-15 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US7741192B2 (en) 2004-08-19 2010-06-22 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8119496B2 (en) 2004-08-19 2012-02-21 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7776672B2 (en) 2004-08-19 2010-08-17 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2006303410A (ja) * 2005-03-25 2006-11-02 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
DE102006009961B4 (de) * 2005-03-25 2013-07-11 Fuji Electric Co., Ltd Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils
JP2006278382A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Fuji Electric Holdings Co Ltd 半導体装置の製造方法
US7414268B2 (en) * 2005-05-18 2008-08-19 Cree, Inc. High voltage silicon carbide MOS-bipolar devices having bi-directional blocking capabilities
JP2008541480A (ja) * 2005-05-18 2008-11-20 クリー インコーポレイテッド 双方向遮断能力を有する高電圧炭化ケイ素mosバイポーラデバイスおよびその製造方法
US7772677B2 (en) 2006-02-02 2010-08-10 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Semiconductor device and method of forming the same having a junction termination structure with a beveled sidewall
US8080846B2 (en) 2006-06-15 2011-12-20 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device having improved breakdown voltage and method of manufacturing the same
US7872282B2 (en) 2008-02-04 2011-01-18 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing same
US8507327B2 (en) 2008-05-13 2013-08-13 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device manufacturing method thereof
WO2009139417A1 (ja) * 2008-05-13 2009-11-19 富士電機デバイステクノロジー株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP5327219B2 (ja) * 2008-05-13 2013-10-30 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法
US8531007B2 (en) 2009-05-20 2013-09-10 Octec, Inc. Semiconductor device and the method for manufacturing the same
JP2010272647A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Fuji Electric Systems Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US8809130B2 (en) 2010-02-12 2014-08-19 Fuji Electric Co., Ltd. Reverse block-type insulated gate bipolar transistor manufacturing method
US8460975B2 (en) 2010-02-12 2013-06-11 Fuji Electric Co., Ltd. Reverse block-type insulated gate bipolar transistor manufacturing method
DE102011003136A1 (de) 2010-02-12 2011-08-18 Fuji Electric Holdings Co., Ltd., Kawasaki-shi Verfahren zur Herstellung eines rückwärts sperrenden Bipolartransistors mit isoliertem Gate
DE102011101457A1 (de) 2010-05-17 2011-11-17 Fuji Electric Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
US8399309B2 (en) 2010-05-17 2013-03-19 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device manufacturing method
DE102011101457B4 (de) * 2010-05-17 2015-06-11 Fuji Electric Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, insbesondere eines IGBTs
US8692350B2 (en) 2010-10-21 2014-04-08 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
DE102011084956A1 (de) 2010-10-21 2012-04-26 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112012000501T5 (de) 2011-01-18 2013-10-24 Fuji Electric Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung eines rückwärts sperrenden Halbleiterelements
US8853009B2 (en) 2011-01-18 2014-10-07 Fuji Electric Co., Ltd. Method for manufacturing reverse-blocking semiconductor element
US8999768B2 (en) 2011-03-14 2015-04-07 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device manufacturing method
US9905684B2 (en) 2011-03-14 2018-02-27 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device having schottky junction between substrate and drain electrode
US8501549B2 (en) 2011-06-30 2013-08-06 Fuji Electric Co., Ltd. Method of manufacturing a reverse blocking insulated gate bipolar transistor
DE102012211105A1 (de) 2011-06-30 2013-01-03 Fuji Electric Co., Ltd Verfahren zur herstellung eines rückwärts sperrenden bipolaren transistorsmit isoliertem gate
CN103688346B (zh) * 2011-07-15 2016-12-28 富士电机株式会社 用于制造半导体器件的方法
US9240456B2 (en) 2011-07-15 2016-01-19 Fuji Electric Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
CN103688346A (zh) * 2011-07-15 2014-03-26 富士电机株式会社 用于制造半导体器件的方法
JP2013197169A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2014187364A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Infineon Technologies Austria Ag 炭化ケイ素デバイスを製造するための方法および炭化ケイ素デバイス
US9704718B2 (en) 2013-03-22 2017-07-11 Infineon Technologies Austria Ag Method for manufacturing a silicon carbide device and a silicon carbide device
WO2015019540A1 (ja) * 2013-08-08 2015-02-12 シャープ株式会社 半導体素子基板およびその製造方法
JPWO2015019540A1 (ja) * 2013-08-08 2017-03-02 シャープ株式会社 半導体素子基板およびその製造方法
CN106711036A (zh) * 2015-11-12 2017-05-24 上海联星电子有限公司 逆阻型igbt芯片及其制作方法
CN106252401A (zh) * 2016-09-28 2016-12-21 中国科学院微电子研究所 一种逆阻型绝缘栅双极晶体管终端结构

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