JP2017143138A - Semiconductor device and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thyristor having an isolated structure which improves reverse breakdown voltage.SOLUTION: A semiconductor device comprises: a first conductivity type isolation region 17 which is formed on a circumferential part of a semiconductor substrate 10 and joined to a semiconductor region 12; and a second conductivity type channel stopper region 16 which is formed on a principal surface 10b of the semiconductor substrate 10 so as to surround a semiconductor region 13 and contains an impurity at a higher concentration than the semiconductor region 12. The isolation region 17 has: a diffusion region 18 which extends from a principal surface 10a to the inside of the semiconductor substrate 10 to be connected to a first conductivity type semiconductor region 11; and a diffusion region 19 which extends from the principal surface 10b to the inside of the semiconductor substrate 10 to be connected to the diffusion region 18. The shortest distance D1 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 18 is shorter than the shortest distance D2 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 19.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

従来、半導体基板の周縁部にP型のアイソレーション領域を設けたアイソレート構造を有するサイリスタが知られている(特許文献1参照)。アイソレート構造を採用することで、繰り返しピーク逆電圧VRRM(Repetitive Peak Reverse Voltage)等の逆方向耐圧を安価に確保できるという利点がある。 Conventionally, a thyristor having an isolation structure in which a P-type isolation region is provided on a peripheral portion of a semiconductor substrate is known (see Patent Document 1). By adopting an isolation structure, there is an advantage that reverse withstand voltage such as repetitive peak reverse voltage VRRM (Repetitive Peak Reverse Voltage) can be secured at low cost.

特開昭57−78171号公報JP-A-57-78171

ところで、アイソレート構造を有するサイリスタでは、バイアス印加状態において電界強度が不均一となることに起因して十分な逆方向耐圧を確保することが困難であるという課題があった。これについて、図7を参照して詳しく説明する。なお、図7は、サイリスタの半導体基板110の右半分のみを図示している。   By the way, in the thyristor having an isolated structure, there is a problem that it is difficult to ensure a sufficient reverse breakdown voltage due to non-uniform electric field strength in a bias application state. This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 shows only the right half of the semiconductor substrate 110 of the thyristor.

図7に示すように、サイリスタは、半導体基板110の下面に形成されたP型の半導体領域111と、N型の半導体領域112と、P型の半導体領域113と、N型の半導体領域114とが順に接合された構造を有する。なお、図7においてアノード電極、カソード電極およびゲート電極は図示していないが、実際には、半導体領域111上にアノード電極が設けられ、半導体領域114上にカソード電極が設けられ、半導体領域113上にゲート電極が設けられる。   As shown in FIG. 7, the thyristor includes a P-type semiconductor region 111, an N-type semiconductor region 112, a P-type semiconductor region 113, and an N-type semiconductor region 114 formed on the lower surface of the semiconductor substrate 110. Have a structure in which these are joined in order. Although an anode electrode, a cathode electrode, and a gate electrode are not shown in FIG. 7, actually, an anode electrode is provided on the semiconductor region 111, a cathode electrode is provided on the semiconductor region 114, and Is provided with a gate electrode.

上記サイリスタは、さらに、P型のガードリング115と、N型のチャネルストッパー領域116と、P型のアイソレーション領域117とを有する。ガードリング115は、半導体基板110の上面に半導体領域113を取り囲むように形成されている。チャネルストッパー領域116は、半導体基板110の上面にガードリング115を取り囲むように形成されており、半導体領域112よりも高濃度(N+)の不純物を含有する。   The thyristor further includes a P-type guard ring 115, an N-type channel stopper region 116, and a P-type isolation region 117. The guard ring 115 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 110 so as to surround the semiconductor region 113. The channel stopper region 116 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 110 so as to surround the guard ring 115, and contains a higher concentration (N +) impurity than the semiconductor region 112.

アイソレーション領域117は、半導体基板110の周縁部に形成され、半導体領域112に接合する。このアイソレーション領域117は、半導体基板110の周縁部に導入された不純物を熱拡散させて形成された拡散領域からなる。すなわち、アイソレーション領域117は、半導体基板110の表側の拡散領域119と、半導体基板110の裏側の拡散領域118とが半導体基板110の内部で接続したものである。   The isolation region 117 is formed at the peripheral edge of the semiconductor substrate 110 and is joined to the semiconductor region 112. The isolation region 117 includes a diffusion region formed by thermally diffusing impurities introduced into the peripheral portion of the semiconductor substrate 110. That is, the isolation region 117 is a region in which the diffusion region 119 on the front side of the semiconductor substrate 110 and the diffusion region 118 on the back side of the semiconductor substrate 110 are connected inside the semiconductor substrate 110.

上記のサイリスタでは、拡散領域119と半導体領域112との間の接合境界付近の領域A、拡散領域118と半導体領域112との間の接合境界付近の領域B、半導体領域111と半導体領域112との間の接合境界付近の領域C間で、逆バイアス印加状態における電界強度の不均一性が大きい。具体的には、領域Aにおける電界強度が最も大きく、次いで領域Cにおける電界強度が大きく、領域Bにおける電界強度は最も小さい(図3の「設計寸法85μm」の場合参照)。領域Bの電界強度が領域A,Cの電界強度に比べて小さいのは、逆バイアス印加状態における領域Bの空乏層幅が領域A,Cの空乏層幅に比べて広いためである。   In the thyristor, the region A near the junction boundary between the diffusion region 119 and the semiconductor region 112, the region B near the junction boundary between the diffusion region 118 and the semiconductor region 112, and the semiconductor region 111 and the semiconductor region 112. Between regions C in the vicinity of the junction boundary between them, the non-uniformity of the electric field strength in the reverse bias applied state is large. Specifically, the electric field strength in the region A is the highest, the electric field strength in the region C is the next highest, and the electric field strength in the region B is the smallest (see “design dimension 85 μm” in FIG. 3). The reason why the electric field strength in the region B is smaller than the electric field strengths in the regions A and C is that the depletion layer width in the region B in the reverse bias applied state is wider than the depletion layer width in the regions A and C.

上記のように、従来のアイソレート構造を有するサイリスタでは、逆バイアス印加時に領域Aにおいて電界強度が最も高くなる。その結果、領域Aにおいて降伏(ブレークダウン)が最も起こりやすくなり、十分な逆方向耐圧を確保することが困難であった。   As described above, in the thyristor having the conventional isolated structure, the electric field strength is highest in the region A when the reverse bias is applied. As a result, breakdown (breakdown) is most likely to occur in the region A, and it has been difficult to ensure a sufficient reverse breakdown voltage.

本発明は、上記の技術的認識に基づいてなされたものであり、その目的は、アイソレート構造を有するサイリスタの逆方向耐圧を向上させることである。   The present invention has been made based on the above technical recognition, and an object thereof is to improve the reverse breakdown voltage of a thyristor having an isolated structure.

本発明に係る半導体装置は、
半導体基板の互いに対向する一方の主面と他方の主面との間に、前記一方の主面に形成された第1導電型の第1半導体領域と、第2導電型の第2半導体領域と、第1導電型の第3半導体領域と、第2導電型の第4半導体領域とが順に接合された半導体装置であって、
前記半導体基板の周縁部に形成され、前記第2半導体領域に接合する第1導電型のアイソレーション領域と、
前記半導体基板の前記他方の主面に前記第3半導体領域を取り囲むように形成され、前記第2半導体領域よりも高濃度の不純物を含有する第2導電型のチャネルストッパー領域と、を備え、
前記アイソレーション領域は、前記一方の主面から前記半導体基板の内部に延在し、前記第1半導体領域に接続する第1拡散領域と、前記他方の主面から前記半導体基板の内部に延在し、前記第1拡散領域に接続する第2拡散領域とを有し、
前記チャネルストッパー領域と前記第1拡散領域との間の最短距離は、前記チャネルストッパー領域と前記第2拡散領域との間の最短距離よりも短いことを特徴とする。
A semiconductor device according to the present invention includes:
A first conductive type first semiconductor region formed on the one main surface, and a second conductive type second semiconductor region, between one main surface and the other main surface of the semiconductor substrate facing each other; A semiconductor device in which a third semiconductor region of a first conductivity type and a fourth semiconductor region of a second conductivity type are joined in order,
An isolation region of a first conductivity type formed on a peripheral portion of the semiconductor substrate and bonded to the second semiconductor region;
A channel stopper region of a second conductivity type formed on the other main surface of the semiconductor substrate so as to surround the third semiconductor region and containing a higher concentration of impurities than the second semiconductor region;
The isolation region extends from the one main surface to the inside of the semiconductor substrate, a first diffusion region connected to the first semiconductor region, and extends from the other main surface to the inside of the semiconductor substrate. And a second diffusion region connected to the first diffusion region,
The shortest distance between the channel stopper region and the first diffusion region is shorter than the shortest distance between the channel stopper region and the second diffusion region.

また、前記半導体装置において、
前記第1拡散領域に含有される第1導電型の不純物の拡散係数は、前記第2拡散領域に含有される第1導電型の不純物の拡散係数よりも大きくてもよい。
In the semiconductor device,
The diffusion coefficient of the first conductivity type impurity contained in the first diffusion region may be larger than the diffusion coefficient of the first conductivity type impurity contained in the second diffusion region.

また、前記半導体装置において、
前記第1拡散領域の前記一方の主面における幅は、前記第2拡散領域の前記他方の主面における幅よりも大きくてもよい。
In the semiconductor device,
The width of the first main surface of the first diffusion region may be larger than the width of the other main surface of the second diffusion region.

また、前記半導体装置において、
前記半導体基板の主面に垂直であり且つ前記第3半導体領域および前記アイソレーション領域を通る断面において、前記第1拡散領域と前記第2半導体領域との接合境界の曲率は、前記第2拡散領域と前記第2半導体領域との接合境界の曲率よりも大きくてもよい。
In the semiconductor device,
In a cross section perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate and passing through the third semiconductor region and the isolation region, the curvature of the junction boundary between the first diffusion region and the second semiconductor region is the second diffusion region. And the curvature of the junction boundary between the second semiconductor region and the second semiconductor region.

本発明に係る半導体装置の製造方法は、
半導体基板の互いに対向する一方の主面と他方の主面との間に、前記一方の主面に形成された第1導電型の第1半導体領域と、第2導電型の第2半導体領域と、第1導電型の第3半導体領域と、第2導電型の第4半導体領域とが順に接合された半導体装置の製造方法であって、
第1拡散領域および第2拡散領域を有する第1導電型のアイソレーション領域を、前記半導体基板の周縁部に形成する工程と、
前記第2半導体領域よりも高濃度の不純物を含有する第2導電型のチャネルストッパー領域を、前記半導体基板の前記他方の主面に前記第3半導体領域を取り囲むように形成する工程と、を備え、
前記アイソレーション領域を形成する工程において、前記半導体基板の他方の主面から第1導電型の不純物を導入し拡散させることにより前記第2拡散領域を形成し、前記半導体基板の一方の主面から第1導電型の不純物を導入し拡散させることにより、前記第2拡散領域に接続し前記第2拡散領域より大きい前記第1拡散領域を形成し、
前記チャネルストッパー領域を形成する工程において、前記チャネルストッパー領域と前記第1拡散領域との間の最短距離が前記チャネルストッパー領域と前記第2拡散領域との間の最短距離よりも短くなる位置に前記チャネルストッパー領域を形成することを特徴とする。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
A first conductive type first semiconductor region formed on the one main surface, and a second conductive type second semiconductor region, between one main surface and the other main surface of the semiconductor substrate facing each other; A method of manufacturing a semiconductor device in which a third semiconductor region of a first conductivity type and a fourth semiconductor region of a second conductivity type are sequentially joined,
Forming a first conductivity type isolation region having a first diffusion region and a second diffusion region on a peripheral edge of the semiconductor substrate;
Forming a second conductivity type channel stopper region containing an impurity at a higher concentration than the second semiconductor region so as to surround the third semiconductor region on the other main surface of the semiconductor substrate. ,
In the step of forming the isolation region, the second diffusion region is formed by introducing and diffusing impurities of the first conductivity type from the other main surface of the semiconductor substrate, and from one main surface of the semiconductor substrate. Introducing and diffusing impurities of the first conductivity type to form the first diffusion region connected to the second diffusion region and larger than the second diffusion region;
In the step of forming the channel stopper region, the shortest distance between the channel stopper region and the first diffusion region is shorter than the shortest distance between the channel stopper region and the second diffusion region. A channel stopper region is formed.

また、前記半導体装置の製造方法において、
前記アイソレーション領域を形成する工程において、第1拡散係数を有する不純物を用いて前記第2拡散領域を形成し、前記第1拡散係数より大きい第2拡散係数を有する不純物を用いて前記第1拡散領域を形成してもよい。
In the method for manufacturing the semiconductor device,
In the step of forming the isolation region, the second diffusion region is formed using an impurity having a first diffusion coefficient, and the first diffusion is performed using an impurity having a second diffusion coefficient larger than the first diffusion coefficient. A region may be formed.

本発明では、アイソレーション領域は、半導体基板の一方の主面から半導体基板の内部に延在し、第1半導体領域に接続する第1拡散領域と、半導体基板の他方の主面から半導体基板の内部に延在し、第1拡散領域に接続する第2拡散領域とを有し、チャネルストッパー領域と第1拡散領域との間の最短距離がチャネルストッパー領域と第2拡散領域との間の最短距離よりも短い。これにより、逆バイアス印加時に第1拡散領域と第2半導体領域との間の接合境界付近の領域における空乏層幅が従来よりも短くなるため、当該領域の電界強度が大きくなり、これに伴って第2拡散領域と第2半導体領域との間の接合境界付近の電界強度が低下する。その結果、各領域間で電界強度が均一化される。   In the present invention, the isolation region extends from one main surface of the semiconductor substrate to the inside of the semiconductor substrate, and is connected to the first semiconductor region, and from the other main surface of the semiconductor substrate to the semiconductor substrate. A second diffusion region extending inward and connected to the first diffusion region, the shortest distance between the channel stopper region and the first diffusion region being the shortest distance between the channel stopper region and the second diffusion region Shorter than distance. As a result, the depletion layer width in the region near the junction boundary between the first diffusion region and the second semiconductor region becomes shorter than that in the conventional case when the reverse bias is applied, and the electric field strength in the region increases accordingly. The electric field strength in the vicinity of the junction boundary between the second diffusion region and the second semiconductor region is reduced. As a result, the electric field strength is made uniform between the regions.

よって、本発明によれば、アイソレート構造を有するサイリスタの逆方向耐圧を向上させることができる。   Therefore, according to the present invention, the reverse breakdown voltage of a thyristor having an isolated structure can be improved.

本発明の実施形態に係る半導体装置1の断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device 1 according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る半導体装置1の半導体基板10の断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate 10 of a semiconductor device 1 according to an embodiment of the present invention. 逆バイアス印加時における領域A、領域Bおよび領域Cの電界強度のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the electric field strength of field A, field B, and field C at the time of reverse bias application. 実施形態に係る半導体装置1の製造方法を説明するための工程断面図である。It is process sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor device 1 which concerns on embodiment. 図4に続く、実施形態に係る半導体装置1の製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 5 is a process cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the semiconductor device 1 according to the embodiment, which is subsequent to FIG. 4; 図5に続く、実施形態に係る半導体装置1の製造方法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the semiconductor device 1 according to the embodiment, which is subsequent to FIG. 5; 従来のアイソレート構造を有するサイリスタの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the thyristor which has the conventional isolation structure.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

<半導体装置1>
図1および図2を参照して、本発明の実施形態に係る半導体装置1の構成について説明する。なお、図1において、領域Aは拡散領域19と半導体領域12との間の接合境界付近の領域であり、領域Bは拡散領域18と半導体領域12との間の接合境界付近の領域であり、領域Cは半導体領域11と半導体領域12との間の接合境界付近の領域である。
<Semiconductor device 1>
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the structure of the semiconductor device 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. In FIG. 1, the region A is a region near the junction boundary between the diffusion region 19 and the semiconductor region 12, and the region B is a region near the junction boundary between the diffusion region 18 and the semiconductor region 12, Region C is a region near the junction boundary between the semiconductor region 11 and the semiconductor region 12.

半導体装置1は、アイソレート構造を有するサイリスタである。図2に示すように、半導体基板10の互いに対向する主面10a(一方の主面)と主面10b(他方の主面)との間に、主面10aに形成された第1導電型の半導体領域11(第1半導体領域)と、第2導電型の半導体領域12(第2半導体領域)と、第1導電型の半導体領域13(第3半導体領域)と、第2導電型の半導体領域14(第4半導体領域)とが順に接合されている。   The semiconductor device 1 is a thyristor having an isolated structure. As shown in FIG. 2, the first conductivity type formed on the main surface 10 a between the main surface 10 a (one main surface) and the main surface 10 b (the other main surface) facing each other of the semiconductor substrate 10. Semiconductor region 11 (first semiconductor region), second conductivity type semiconductor region 12 (second semiconductor region), first conductivity type semiconductor region 13 (third semiconductor region), and second conductivity type semiconductor region 14 (fourth semiconductor region) are sequentially joined.

半導体基板10は、第2導電型の不純物を含むシリコン基板である。なお、半導体基板10は、その他の半導体、例えば化合物半導体(GaAs,GaN,SiC等)からなる基板であってもよい。   The semiconductor substrate 10 is a silicon substrate containing a second conductivity type impurity. The semiconductor substrate 10 may be a substrate made of another semiconductor, for example, a compound semiconductor (GaAs, GaN, SiC, etc.).

本実施形態では、第1導電型はP型であり、第2導電型はN型である。ただし、本発明はこれに限られず、第1導電型がN型であり、第2導電型がP型であってもよい。   In the present embodiment, the first conductivity type is P-type, and the second conductivity type is N-type. However, the present invention is not limited to this, and the first conductivity type may be N-type and the second conductivity type may be P-type.

半導体装置1は、上記の半導体領域11〜14に加えて、図1に示すように、ガードリング15と、チャネルストッパー領域16と、アイソレーション領域17と、アノード電極21と、カソード電極22と、ゲート電極23とを有している。アノード電極21は半導体領域11上に形成され、カソード電極22は半導体領域14上に形成され、ゲート電極23は半導体領域13上に形成されている。なお、半導体基板10の上面(主面10b)は絶縁膜25により被覆されている。   In addition to the semiconductor regions 11 to 14 described above, the semiconductor device 1 includes a guard ring 15, a channel stopper region 16, an isolation region 17, an anode electrode 21, a cathode electrode 22, as shown in FIG. And a gate electrode 23. The anode electrode 21 is formed on the semiconductor region 11, the cathode electrode 22 is formed on the semiconductor region 14, and the gate electrode 23 is formed on the semiconductor region 13. The upper surface (main surface 10b) of the semiconductor substrate 10 is covered with an insulating film 25.

ガードリング15は、順バイアス印加時に半導体領域13の端部付近で電界集中が発生することを抑制し、サイリスタの高耐圧化を図るために設けられている。このガードリング15は、半導体基板10の主面10bに半導体領域13を取り囲むように環状に形成されている。なお、ガードリングは、サイリスタに求められる性能に応じて省略してもよいし、あるいは多重に(二重、三重等)設けてもよい。   The guard ring 15 is provided in order to suppress the occurrence of electric field concentration near the end of the semiconductor region 13 when forward bias is applied and to increase the breakdown voltage of the thyristor. The guard ring 15 is formed in an annular shape so as to surround the semiconductor region 13 on the main surface 10 b of the semiconductor substrate 10. The guard ring may be omitted depending on the performance required for the thyristor, or may be provided in multiple (double, triple, etc.).

チャネルストッパー領域16は、逆バイアス印加時に領域A,Bから伸びる空乏層が半導体領域13に達することを防止し、漏れ電流(チャネル電流)を抑制する。このチャネルストッパー領域16は、半導体領域12よりも高濃度(N+)の不純物を含有する第2導電型の半導体領域であり、半導体基板10の主面10bに半導体領域13を取り囲むように形成されている。なお、本実施形態では、図1に示すように、チャネルストッパー領域16上を等電位にし、チャネル電流の発生を抑制するための電極24が設けられている。   The channel stopper region 16 prevents a depletion layer extending from the regions A and B from reaching the semiconductor region 13 when a reverse bias is applied, and suppresses leakage current (channel current). The channel stopper region 16 is a second conductivity type semiconductor region containing a higher concentration (N +) impurity than the semiconductor region 12, and is formed on the main surface 10 b of the semiconductor substrate 10 so as to surround the semiconductor region 13. Yes. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an electrode 24 is provided for making the channel stopper region 16 equipotential and suppressing the generation of channel current.

アイソレーション領域17は、図1および図2に示すように、半導体基板10の周縁部に形成されており、半導体領域12に接合する第1導電型の半導体領域である。ここで、「周縁部」とは、半導体基板10の側面10cを含む、半導体基板10の周縁の部分のことである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the isolation region 17 is formed on the peripheral portion of the semiconductor substrate 10 and is a first conductivity type semiconductor region joined to the semiconductor region 12. Here, the “peripheral portion” is a peripheral portion of the semiconductor substrate 10 including the side surface 10 c of the semiconductor substrate 10.

アイソレーション領域17は、拡散領域18(第1拡散領域)と、拡散領域19(第2拡散領域)とを有する。拡散領域19は、拡散領域18に接続しており、拡散領域18よりも小さい。   The isolation region 17 has a diffusion region 18 (first diffusion region) and a diffusion region 19 (second diffusion region). The diffusion region 19 is connected to the diffusion region 18 and is smaller than the diffusion region 18.

拡散領域18は、半導体基板10の主面10aから導入された不純物が拡散して形成された領域である。同様に、拡散領域19は、半導体基板10の主面10bから導入された不純物が拡散して形成された領域である。図2に示すように、拡散領域18は拡散領域19よりも大きく形成されている。   The diffusion region 18 is a region formed by diffusing impurities introduced from the main surface 10 a of the semiconductor substrate 10. Similarly, the diffusion region 19 is a region formed by diffusing impurities introduced from the main surface 10 b of the semiconductor substrate 10. As shown in FIG. 2, the diffusion region 18 is formed larger than the diffusion region 19.

拡散領域18は、主面10aから半導体基板10の内部に延在している。拡散領域19は、主面10bから半導体基板10の内部に延在している。拡散領域19は拡散領域18に接続し、拡散領域18は半導体領域11に接続している。拡散領域18は主面10aから半導体基板10の内部に進むにつれて側面10cからの幅が狭くなる。同様に、拡散領域19は主面10bから半導体基板10の内部に進むにつれて側面10cからの幅が狭くなる。   Diffusion region 18 extends from main surface 10 a to the inside of semiconductor substrate 10. The diffusion region 19 extends from the main surface 10 b to the inside of the semiconductor substrate 10. The diffusion region 19 is connected to the diffusion region 18, and the diffusion region 18 is connected to the semiconductor region 11. As the diffusion region 18 advances from the main surface 10a to the inside of the semiconductor substrate 10, the width from the side surface 10c becomes narrower. Similarly, the width of the diffusion region 19 from the side surface 10 c becomes narrower as it goes from the main surface 10 b to the inside of the semiconductor substrate 10.

なお、拡散領域18に含有される第1導電型の不純物の拡散係数は、拡散領域19に含有される第1導電型の不純物の拡散係数よりも大きくてもよい。例えば、拡散領域18に含有される不純物はアルミニウムであり、拡散領域19に含有される不純物はボロンである。また、図2に示すように、拡散領域18の主面10aにおける幅W1は、拡散領域19の主面10bにおける幅W2よりも大きくてもよい。   The diffusion coefficient of the first conductivity type impurity contained in the diffusion region 18 may be larger than the diffusion coefficient of the first conductivity type impurity contained in the diffusion region 19. For example, the impurity contained in the diffusion region 18 is aluminum, and the impurity contained in the diffusion region 19 is boron. Further, as shown in FIG. 2, the width W <b> 1 of the main surface 10 a of the diffusion region 18 may be larger than the width W <b> 2 of the main surface 10 b of the diffusion region 19.

本実施形態においては、図2に示すように、チャネルストッパー領域16と拡散領域18との間の最短距離D1は、チャネルストッパー領域16と拡散領域19との間の最短距離D2よりも短い。これにより、サイリスタに逆バイアスを印加した際に、拡散領域18と半導体領域12との間の接合境界付近の領域Bにおける空乏層幅が従来よりも短くなるため、領域Bの電界強度が大きくなる。また、これに伴って領域Aの電界強度が低下する。図3を参照してさらに詳しく説明する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the shortest distance D1 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 18 is shorter than the shortest distance D2 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 19. As a result, when a reverse bias is applied to the thyristor, the depletion layer width in the region B near the junction boundary between the diffusion region 18 and the semiconductor region 12 becomes shorter than the conventional one, so that the electric field strength in the region B increases. . Along with this, the electric field strength in the region A decreases. This will be described in more detail with reference to FIG.

図3は、逆バイアス印加時における領域A、領域Bおよび領域Cの電界強度のシミュレーション結果を示している。なお、図3中の「設計寸法」は、拡散領域18を形成する際の不純物導入領域の大きさを示している。「設計寸法85μm」の場合は、半導体基板10の表裏の不純物導入領域の大きさが等しく、拡散領域18と拡散領域19はほぼ同程度の大きさとなる。「設計寸法140μm」、「設計寸法250μm」、「設計寸法350μm」の場合については、拡散領域19を形成するための不純物導入領域の幅(後述の図4(1)の露出幅X2に相当)は85μmのままとし、拡散領域18を形成するための不純物導入領域の幅(後述の図4(1)の露出幅X1に相当)を各設計寸法の値とした。半導体基板10(シリコン基板)の厚さは350μmとした。   FIG. 3 shows a simulation result of the electric field strengths in the regions A, B, and C when the reverse bias is applied. The “design dimension” in FIG. 3 indicates the size of the impurity introduction region when the diffusion region 18 is formed. In the case of the “design dimension 85 μm”, the sizes of the impurity introduction regions on the front and back sides of the semiconductor substrate 10 are equal, and the diffusion region 18 and the diffusion region 19 have substantially the same size. In the case of “design dimension 140 μm”, “design dimension 250 μm”, and “design dimension 350 μm”, the width of the impurity introduction region for forming the diffusion region 19 (corresponding to the exposure width X2 in FIG. 4 (1) described later) Is 85 μm, and the width of the impurity introduction region for forming the diffusion region 18 (corresponding to an exposure width X1 in FIG. 4 (1) described later) is set as a value of each design dimension. The thickness of the semiconductor substrate 10 (silicon substrate) was 350 μm.

シミュレーションの結果、チャネルストッパー領域16と拡散領域19との間の最短距離D2は217μmであった。これに対して、チャネルストッパー領域16と拡散領域18との間の最短距離D1は、設計寸法140μm、250μm、350μmに対してそれぞれ304μm、231μm、184μmであった。すなわち、本シミュレーションでは、設計寸法が350μmの場合に最短距離D1が最短距離D2より短くなった。そして、図3に示すように、設計寸法が350μmの場合に、領域Bにおける電界強度の上昇と、それに伴う領域Aにおける電界強度の減少とによって、領域A、領域B、領域Cにおける電界強度はほぼ同じ(フラット)になった。すなわち、各領域A,B,C間で電界強度が均一化された。   As a result of simulation, the shortest distance D2 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 19 was 217 μm. On the other hand, the shortest distance D1 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 18 was 304 μm, 231 μm, and 184 μm for the design dimensions of 140 μm, 250 μm, and 350 μm, respectively. That is, in this simulation, the shortest distance D1 is shorter than the shortest distance D2 when the design dimension is 350 μm. As shown in FIG. 3, when the design dimension is 350 μm, the electric field strength in the region A, the region B, and the region C is increased by the increase in the electric field strength in the region B and the accompanying decrease in the electric field strength in the region A. It became almost the same (flat). That is, the electric field strength was made uniform between the regions A, B, and C.

上記のように、本実施形態では、チャネルストッパー領域16と拡散領域18との間の最短距離D1をチャネルストッパー領域16と拡散領域19との間の最短距離D2よりも短くすることで、領域Bの空乏層幅を狭めて電界強度を大きくし、それにより領域A、領域Bおよび領域Cにおける電界強度の差を小さくすることができる。よって、本実施形態によれば、従来のサイリスタでは最も電界強度が高い領域Aにおける降伏(ブレークダウン)を抑制することができ、半導体装置1(サイリスタ)の逆方向耐圧を向上させることができる。   As described above, in the present embodiment, the shortest distance D1 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 18 is shorter than the shortest distance D2 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 19, so that the region B The width of the depletion layer can be reduced to increase the electric field strength, thereby reducing the difference in electric field strength between regions A, B, and C. Therefore, according to the present embodiment, breakdown in the region A where the electric field strength is highest can be suppressed in the conventional thyristor, and the reverse breakdown voltage of the semiconductor device 1 (thyristor) can be improved.

さらに、逆方向耐圧を向上させることで、繰り返しピーク逆電圧VRRMを確保することが容易となり、サイリスタの信頼性を向上させることができる。また、従来と同程度の逆方向耐圧で良ければ、サイリスタを小型化することができる。 Furthermore, by improving the reverse breakdown voltage, it becomes easy to secure the repeated peak reverse voltage V RRM , and the reliability of the thyristor can be improved. In addition, if the reverse breakdown voltage of the same level as before is sufficient, the thyristor can be reduced in size.

なお、領域Bにおける電界強度を上昇させるために、拡散領域18が拡散領域19よりも半導体基板10の内部に向かって尖った形状を有するようにしてもよい。すなわち、半導体基板10の主面10a,10bに垂直であり且つ半導体領域13およびアイソレーション領域17を通る断面(つまり、半導体基板10の縦断面)において、図2に示すように、拡散領域18と半導体領域12との接合境界J1の曲率が、拡散領域19と半導体領域12との接合境界J2の曲率よりも大きくなるようにしてもよい。ここで、接合境界J1,J2の曲率とは、接合境界J1,J2に内接する円の半径の逆数である。   In order to increase the electric field strength in the region B, the diffusion region 18 may have a pointed shape toward the inside of the semiconductor substrate 10 rather than the diffusion region 19. That is, as shown in FIG. 2, in the cross section perpendicular to the main surfaces 10a and 10b of the semiconductor substrate 10 and passing through the semiconductor region 13 and the isolation region 17 (that is, the longitudinal cross section of the semiconductor substrate 10), The curvature of the junction boundary J1 with the semiconductor region 12 may be larger than the curvature of the junction boundary J2 between the diffusion region 19 and the semiconductor region 12. Here, the curvature of the joint boundaries J1 and J2 is the reciprocal of the radius of the circle inscribed in the joint boundaries J1 and J2.

厳密には、接合境界J1の曲率は、半導体基板10の主面10aからの深さに応じて変化する。すなわち、接合境界J1の曲率は、半導体基板10の主面10aからの位置が深くなるにつれて大きくなり、拡散領域18と拡散領域19が接続する部分より少し浅い位置で最大となり、その後減少する。接合境界J2の曲率についても同様である。接合境界J1の曲率のうち少なくとも、当該曲率の最大値は、接合境界J2の曲率の最大値よりも大きくなるようにすることが好ましい。   Strictly speaking, the curvature of the junction boundary J1 changes according to the depth from the main surface 10a of the semiconductor substrate 10. That is, the curvature of the junction boundary J1 increases as the position from the main surface 10a of the semiconductor substrate 10 becomes deeper, reaches a maximum at a position slightly shallower than the portion where the diffusion region 18 and the diffusion region 19 are connected, and then decreases. The same applies to the curvature of the joint boundary J2. It is preferable that at least the maximum value of the curvature of the joint boundary J1 is larger than the maximum value of the curvature of the joint boundary J2.

<半導体装置1の製造方法>
次に、上記半導体装置1の製造方法について、図4〜図6を参照して説明する。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device 1>
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1 will be described with reference to FIGS.

まず、第2導電型(本実施形態ではN型)の半導体基板10を用意する。そして、図4(1)に示すように、半導体基板10の主面10aに酸化膜31を形成し、反対側の主面10bに酸化膜32を形成する。酸化膜31,32は、例えば熱酸化膜であり、半導体基板10を加熱することにより形成される。   First, the second conductivity type (N-type in this embodiment) semiconductor substrate 10 is prepared. Then, as shown in FIG. 4A, an oxide film 31 is formed on the main surface 10a of the semiconductor substrate 10, and an oxide film 32 is formed on the opposite main surface 10b. The oxide films 31 and 32 are, for example, thermal oxide films, and are formed by heating the semiconductor substrate 10.

次に、図4(1)に示すように、酸化膜31および酸化膜32上にそれぞれレジスト膜33およびレジスト膜34を形成する。レジスト膜33は、酸化膜31の周縁部を被覆しておらず、酸化膜31の周縁部には露出幅X1の環状の領域が露出している。同様に、レジスト膜34は、酸化膜32の周縁部を被覆しておらず、酸化膜32の周縁部には幅X2の環状の領域が露出している。なお、レジスト膜33,34は、X1>X2となるように形成される。   Next, as shown in FIG. 4A, a resist film 33 and a resist film 34 are formed on the oxide film 31 and the oxide film 32, respectively. The resist film 33 does not cover the peripheral portion of the oxide film 31, and an annular region having an exposed width X 1 is exposed at the peripheral portion of the oxide film 31. Similarly, the resist film 34 does not cover the peripheral portion of the oxide film 32, and an annular region having a width X 2 is exposed at the peripheral portion of the oxide film 32. The resist films 33 and 34 are formed so that X1> X2.

次に、図4(2)に示すように、レジスト膜33,34をエッチングマスクとして、レジスト膜33,34に被覆されていない酸化膜31,32を除去する。その後、レジスト膜33,34を除去する。これにより、半導体基板10の主面10a,10bの周縁部は酸化膜31,32で被覆されておらず、露出した状態となる。   Next, as shown in FIG. 4B, the oxide films 31 and 32 not covered with the resist films 33 and 34 are removed using the resist films 33 and 34 as etching masks. Thereafter, the resist films 33 and 34 are removed. Thus, the peripheral portions of the main surfaces 10a and 10b of the semiconductor substrate 10 are not covered with the oxide films 31 and 32 and are exposed.

次に、デポジション法により、半導体基板10の周縁部に第1導電型のアイソレーション領域17を形成する。より詳しくは、図4(3)に示すように、酸化膜32で被覆されていない主面10bの領域から半導体基板10内に第1導電型の不純物を導入し拡散させることにより、拡散領域19を形成する。同様に、酸化膜31で被覆されていない主面10aの領域から半導体基板10内に第1導電型の不純物を導入し拡散させることにより、拡散領域19に接続し拡散領域19より大きい拡散領域18を形成する。なお、導入する不純物は、例えば、アルミニウム、ボロン等である。   Next, a first conductivity type isolation region 17 is formed on the peripheral edge of the semiconductor substrate 10 by a deposition method. More specifically, as shown in FIG. 4 (3), by introducing and diffusing impurities of the first conductivity type into the semiconductor substrate 10 from the region of the main surface 10 b not covered with the oxide film 32, the diffusion region 19. Form. Similarly, by introducing and diffusing impurities of the first conductivity type into the semiconductor substrate 10 from the region of the main surface 10 a not covered with the oxide film 31, the diffusion region 18 connected to the diffusion region 19 and larger than the diffusion region 19. Form. The impurity to be introduced is, for example, aluminum or boron.

前述のようにレジスト膜33,34がX1>X2となるように形成されているため、主面10bから導入される不純物の量よりも主面10aから導入される不純物の量の方が多い。このため、図4(3)に示すように、拡散領域18は拡散領域19よりも大きく形成され、半導体基板10の厚さ方向の中心よりも主面10b側で拡散領域19に接続するようになる。なお、図4(3)に示すように、主面10a,10bの周縁部の露出領域は、デポジション工程における加熱により形成された酸化膜により覆われる。   As described above, since the resist films 33 and 34 are formed so that X1> X2, the amount of impurities introduced from the main surface 10a is larger than the amount of impurities introduced from the main surface 10b. Therefore, as shown in FIG. 4 (3), the diffusion region 18 is formed larger than the diffusion region 19, and is connected to the diffusion region 19 on the main surface 10 b side from the center in the thickness direction of the semiconductor substrate 10. Become. As shown in FIG. 4 (3), the exposed regions at the peripheral portions of the main surfaces 10a and 10b are covered with an oxide film formed by heating in the deposition process.

次に、図5(1)に示すように、酸化膜32上にレジスト膜37を形成する。レジスト膜37には、開口37aと、環状の開口37bとが設けられている。開口37aは半導体領域13の形成予定領域に対応して設けられ、開口37bはガードリング15の形成予定領域に対応して設けられている。   Next, a resist film 37 is formed on the oxide film 32 as shown in FIG. The resist film 37 is provided with an opening 37a and an annular opening 37b. The opening 37 a is provided in correspondence with the formation region of the semiconductor region 13, and the opening 37 b is provided in correspondence with the formation region of the guard ring 15.

次に、図5(2)に示すように、レジスト膜37をエッチングマスクとして、レジスト膜37に被覆されていない酸化膜32を除去する。その後、レジスト膜37を除去する。また、半導体基板10裏面の酸化膜31も除去しておく。   Next, as shown in FIG. 5B, the oxide film 32 not covered with the resist film 37 is removed using the resist film 37 as an etching mask. Thereafter, the resist film 37 is removed. Further, the oxide film 31 on the back surface of the semiconductor substrate 10 is also removed.

次に、図5(3)に示すように、デポジション法により、酸化膜32で被覆されていない主面10bの領域、および主面10aから半導体基板10内に第1導電型の不純物を導入する。導入する不純物は、例えば、アルミニウム、ボロン等である。これにより、半導体領域11、半導体領域13およびガードリング15が形成される。なお、図5(3)中の酸化膜38は、デポジション工程における加熱により形成される熱酸化膜である。   Next, as shown in FIG. 5 (3), the first conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate 10 from the main surface 10a and the region of the main surface 10b not covered with the oxide film 32 by the deposition method. To do. Impurities to be introduced are, for example, aluminum and boron. Thereby, the semiconductor region 11, the semiconductor region 13, and the guard ring 15 are formed. Note that the oxide film 38 in FIG. 5C is a thermal oxide film formed by heating in the deposition process.

次に、図6(1)に示すように、酸化膜32上にレジスト膜40を形成する。レジスト膜40には、開口40aと、環状の開口40bとが設けられている。開口40aは半導体領域14の形成予定領域に対応して設けられ、開口40bはチャネルストッパー領域16の形成予定領域に対応して設けられている。   Next, as shown in FIG. 6A, a resist film 40 is formed on the oxide film 32. The resist film 40 is provided with an opening 40a and an annular opening 40b. The opening 40 a is provided corresponding to the region where the semiconductor region 14 is to be formed, and the opening 40 b is provided corresponding to the region where the channel stopper region 16 is to be formed.

次に、図6(2)に示すように、レジスト膜40をエッチングマスクとして、レジスト膜40に被覆されていない酸化膜32を除去する。その後、レジスト膜40を除去する。   Next, as shown in FIG. 6B, the oxide film 32 not covered with the resist film 40 is removed using the resist film 40 as an etching mask. Thereafter, the resist film 40 is removed.

次に、半導体基板10の主面10bに、半導体領域13を取り囲むように、第2導電型のチャネルストッパー領域16を形成する。より詳しくは、図6(3)に示すように、デポジション法により、酸化膜32で被覆されていない主面10bの領域から半導体基板10内に第2導電型の不純物を導入する。導入する不純物は、例えば、リン、ヒ素等である。これにより、チャネルストッパー領域16が形成される。また、チャネルストッパー領域16とともに、本工程において半導体領域13内に半導体領域14が形成される。   Next, a second conductivity type channel stopper region 16 is formed on the main surface 10 b of the semiconductor substrate 10 so as to surround the semiconductor region 13. More specifically, as shown in FIG. 6 (3), the second conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate 10 from the region of the main surface 10 b not covered with the oxide film 32 by the deposition method. Impurities to be introduced are, for example, phosphorus and arsenic. Thereby, the channel stopper region 16 is formed. In addition to the channel stopper region 16, the semiconductor region 14 is formed in the semiconductor region 13 in this step.

チャネルストッパー領域16を形成する工程では、図6(3)に示すように、チャネルストッパー領域16と拡散領域18との間の最短距離D1がチャネルストッパー領域16と拡散領域19との間の最短距離D2よりも短くなる位置にチャネルストッパー領域16を形成する。すなわち、拡散領域18が拡散領域19より大きく形成されていても、チャネルストッパー領域16を拡散領域19に近づけて形成した場合は、最短距離D1は最短距離D2より長くなってしまう。このため、チャネルストッパー領域16は、最短距離D1が最短距離D2より短くなる程度に拡散領域19から離れた位置に形成する。   In the step of forming the channel stopper region 16, as shown in FIG. 6 (3), the shortest distance D 1 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 18 is the shortest distance between the channel stopper region 16 and the diffusion region 19. A channel stopper region 16 is formed at a position shorter than D2. That is, even if the diffusion region 18 is formed larger than the diffusion region 19, if the channel stopper region 16 is formed close to the diffusion region 19, the shortest distance D1 is longer than the shortest distance D2. Therefore, the channel stopper region 16 is formed at a position away from the diffusion region 19 so that the shortest distance D1 is shorter than the shortest distance D2.

次に、酸化膜32,38を除去した後、半導体基板10の主面10b上に、所定位置(各種電極を形成する位置)に開口が設けられた絶縁膜25を形成する。その後、アルミニウム等の金属蒸着を行って、アノード電極21、カソード電極22、ゲート電極23および電極24を形成する。以上の工程を経て、図1に示す半導体装置1が作製される。   Next, after removing the oxide films 32 and 38, the insulating film 25 having openings at predetermined positions (positions where various electrodes are formed) is formed on the main surface 10 b of the semiconductor substrate 10. Thereafter, metal deposition such as aluminum is performed to form the anode electrode 21, the cathode electrode 22, the gate electrode 23 and the electrode 24. Through the above steps, the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is manufactured.

なお、アイソレーション領域17を形成する工程において、拡散領域18は、拡散領域19よりも拡散係数の大きい不純物を用いて形成してもよい。すなわち、第1拡散係数を有する不純物を用いて拡散領域19を形成し、第1拡散係数より大きい第2拡散係数を有する不純物を用いて拡散領域18を形成してもよい。例えば、拡散領域18は、拡散係数の大きいアルミニウムを用いて形成し、一方、拡散領域19は、アルミニウムより拡散係数の小さいボロンを用いて形成する。これにより、拡散領域18をより大きく形成することが可能となり、チャネルストッパー領域16と拡散領域18との間の最短距離D1を、チャネルストッパー領域16と拡散領域19との間の最短距離D2よりも短くすることが容易になる。   In the step of forming the isolation region 17, the diffusion region 18 may be formed using an impurity having a diffusion coefficient larger than that of the diffusion region 19. That is, the diffusion region 19 may be formed using an impurity having a first diffusion coefficient, and the diffusion region 18 may be formed using an impurity having a second diffusion coefficient larger than the first diffusion coefficient. For example, the diffusion region 18 is formed using aluminum having a large diffusion coefficient, while the diffusion region 19 is formed using boron having a diffusion coefficient smaller than that of aluminum. As a result, the diffusion region 18 can be formed larger, and the shortest distance D1 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 18 can be made larger than the shortest distance D2 between the channel stopper region 16 and the diffusion region 19. It becomes easy to shorten.

また、上記のように拡散係数の異なる不純物を用いて拡散領域18および拡散領域19を形成する場合、前述の露出幅X1,X2をX1>X2とすることは必須ではなく、例えばX1=X2としてもよい。   Further, when the diffusion region 18 and the diffusion region 19 are formed using impurities having different diffusion coefficients as described above, it is not essential that the exposure widths X1 and X2 are set to X1> X2, for example, X1 = X2 Also good.

なお、上記実施形態の説明において半導体装置1はサイリスタであったが、本発明はこれに限るものではなく、他の半導体装置、例えばダイオード、各種トランジスタ(MOSFET、バイポーラトランジスタ等)にも適用することが可能である。   In the description of the above embodiment, the semiconductor device 1 is a thyristor. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to other semiconductor devices such as diodes and various transistors (MOSFETs, bipolar transistors, etc.). Is possible.

上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。   Based on the above description, those skilled in the art may be able to conceive additional effects and various modifications of the present invention, but the aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments. Various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.

1 半導体装置
10,110 半導体基板
10a,10b 主面
10c 側面
11,12,13,14,111,112,113,114 半導体領域
15,115 ガードリング領域
16,116 チャネルストッパー領域
17,117 アイソレーション領域
18,19,118,119 拡散領域
21 アノード電極
22 カソード電極
23 ゲート電極
24 (チャネルストッパーの)電極
25 絶縁膜
31,32,38 酸化膜
33,34,37,40 レジスト膜
37a,37b,40a,40b 開口
A,B,C 領域
D1,D2 最短距離
J1,J2 接合境界
W1,W2 (拡散領域の)幅
X1,X2 露出幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 10,110 Semiconductor substrate 10a, 10b Main surface 10c Side surface 11, 12, 13, 14, 111, 112, 113, 114 Semiconductor region 15, 115 Guard ring region 16, 116 Channel stopper region 17, 117 Isolation region 18, 19, 118, 119 Diffusion region 21 Anode electrode 22 Cathode electrode 23 Gate electrode 24 (channel stopper) electrode 25 Insulating films 31, 32, 38 Oxide films 33, 34, 37, 40 Resist films 37a, 37b, 40a, 40b Opening A, B, C Area D1, D2 Shortest distance J1, J2 Junction boundary W1, W2 (Diffusion area) width X1, X2 Exposure width

Claims (6)

半導体基板の互いに対向する一方の主面と他方の主面との間に、前記一方の主面に形成された第1導電型の第1半導体領域と、第2導電型の第2半導体領域と、第1導電型の第3半導体領域と、第2導電型の第4半導体領域とが順に接合された半導体装置であって、
前記半導体基板の周縁部に形成され、前記第2半導体領域に接合する第1導電型のアイソレーション領域と、
前記半導体基板の前記他方の主面に前記第3半導体領域を取り囲むように形成され、前記第2半導体領域よりも高濃度の不純物を含有する第2導電型のチャネルストッパー領域と、を備え、
前記アイソレーション領域は、前記一方の主面から前記半導体基板の内部に延在し、前記第1半導体領域に接続する第1拡散領域と、前記他方の主面から前記半導体基板の内部に延在し、前記第1拡散領域に接続する第2拡散領域とを有し、
前記チャネルストッパー領域と前記第1拡散領域との間の最短距離は、前記チャネルストッパー領域と前記第2拡散領域との間の最短距離よりも短いことを特徴とする半導体装置。
A first conductive type first semiconductor region formed on the one main surface, and a second conductive type second semiconductor region, between one main surface and the other main surface of the semiconductor substrate facing each other; A semiconductor device in which a third semiconductor region of a first conductivity type and a fourth semiconductor region of a second conductivity type are joined in order,
An isolation region of a first conductivity type formed on a peripheral portion of the semiconductor substrate and bonded to the second semiconductor region;
A channel stopper region of a second conductivity type formed on the other main surface of the semiconductor substrate so as to surround the third semiconductor region and containing a higher concentration of impurities than the second semiconductor region;
The isolation region extends from the one main surface to the inside of the semiconductor substrate, a first diffusion region connected to the first semiconductor region, and extends from the other main surface to the inside of the semiconductor substrate. And a second diffusion region connected to the first diffusion region,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a shortest distance between the channel stopper region and the first diffusion region is shorter than a shortest distance between the channel stopper region and the second diffusion region.
前記第1拡散領域に含有される第1導電型の不純物の拡散係数は、前記第2拡散領域に含有される第1導電型の不純物の拡散係数よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The diffusion coefficient of the first conductivity type impurity contained in the first diffusion region is larger than the diffusion coefficient of the first conductivity type impurity contained in the second diffusion region. The semiconductor device described. 前記第1拡散領域の前記一方の主面における幅は、前記第2拡散領域の前記他方の主面における幅よりも大きい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。   3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a width of the first main surface of the first diffusion region is larger than a width of the second main surface of the second diffusion region. 前記半導体基板の主面に垂直であり且つ前記第3半導体領域および前記アイソレーション領域を通る断面において、前記第1拡散領域と前記第2半導体領域との接合境界の曲率は、前記第2拡散領域と前記第2半導体領域との接合境界の曲率よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置。   In a cross section perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate and passing through the third semiconductor region and the isolation region, the curvature of the junction boundary between the first diffusion region and the second semiconductor region is the second diffusion region. The semiconductor device according to claim 1, wherein a curvature of a junction boundary between the first semiconductor region and the second semiconductor region is larger. 半導体基板の互いに対向する一方の主面と他方の主面との間に、前記一方の主面に形成された第1導電型の第1半導体領域と、第2導電型の第2半導体領域と、第1導電型の第3半導体領域と、第2導電型の第4半導体領域とが順に接合された半導体装置の製造方法であって、
第1拡散領域および第2拡散領域を有する第1導電型のアイソレーション領域を、前記半導体基板の周縁部に形成する工程と、
前記第2半導体領域よりも高濃度の不純物を含有する第2導電型のチャネルストッパー領域を、前記半導体基板の前記他方の主面に前記第3半導体領域を取り囲むように形成する工程と、を備え、
前記アイソレーション領域を形成する工程において、前記半導体基板の他方の主面から第1導電型の不純物を導入し拡散させることにより前記第2拡散領域を形成し、前記半導体基板の一方の主面から第1導電型の不純物を導入し拡散させることにより、前記第2拡散領域に接続し前記第2拡散領域より大きい前記第1拡散領域を形成し、
前記チャネルストッパー領域を形成する工程において、前記チャネルストッパー領域と前記第1拡散領域との間の最短距離が前記チャネルストッパー領域と前記第2拡散領域との間の最短距離よりも短くなる位置に前記チャネルストッパー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。
A first conductive type first semiconductor region formed on the one main surface, and a second conductive type second semiconductor region, between one main surface and the other main surface of the semiconductor substrate facing each other; A method of manufacturing a semiconductor device in which a third semiconductor region of a first conductivity type and a fourth semiconductor region of a second conductivity type are sequentially joined,
Forming a first conductivity type isolation region having a first diffusion region and a second diffusion region on a peripheral edge of the semiconductor substrate;
Forming a second conductivity type channel stopper region containing an impurity at a higher concentration than the second semiconductor region so as to surround the third semiconductor region on the other main surface of the semiconductor substrate. ,
In the step of forming the isolation region, the second diffusion region is formed by introducing and diffusing impurities of the first conductivity type from the other main surface of the semiconductor substrate, and from one main surface of the semiconductor substrate. Introducing and diffusing impurities of the first conductivity type to form the first diffusion region connected to the second diffusion region and larger than the second diffusion region;
In the step of forming the channel stopper region, the shortest distance between the channel stopper region and the first diffusion region is shorter than the shortest distance between the channel stopper region and the second diffusion region. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a channel stopper region.
第1拡散係数を有する不純物を用いて前記第2拡散領域を形成し、前記第1拡散係数より大きい第2拡散係数を有する不純物を用いて前記第1拡散領域を形成することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   The second diffusion region is formed using an impurity having a first diffusion coefficient, and the first diffusion region is formed using an impurity having a second diffusion coefficient larger than the first diffusion coefficient. Item 6. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 5.
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