JP4696451B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP4696451B2
JP4696451B2 JP2004014162A JP2004014162A JP4696451B2 JP 4696451 B2 JP4696451 B2 JP 4696451B2 JP 2004014162 A JP2004014162 A JP 2004014162A JP 2004014162 A JP2004014162 A JP 2004014162A JP 4696451 B2 JP4696451 B2 JP 4696451B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
corner portion
region
semiconductor device
separation layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2004014162A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005209843A (en
Inventor
学 武井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Systems Co Ltd filed Critical Fuji Electric Systems Co Ltd
Priority to JP2004014162A priority Critical patent/JP4696451B2/en
Publication of JP2005209843A publication Critical patent/JP2005209843A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4696451B2 publication Critical patent/JP4696451B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

この発明は電力変換装置などに使用される逆阻止デバイスなどのパワー半導体装置に関する。   The present invention relates to a power semiconductor device such as a reverse blocking device used in a power conversion device or the like.

マトリックスコンバータ回路などに用いられる双方向IGBTは逆阻止IGBTを逆並列に接続した構成をしている。この逆阻止IGBTをダイオード動作させたときの逆回復特性を改善するために、コレクタ側の一部をショットキー接合にした構造(特許文献1)や、ライフタイムキラーをコレクタ接合付近に局在させる構造(特許文献2)や、コレクタ層の厚さを極めて薄くした構造(特許文献3)などが開示されている。つぎに、従来の逆阻止IGBTの構造について説明する。この構造は特願2003−209709号に記載されている。
図9は、従来の逆阻止IGBTの構成図であり、同図(a)は要部平面図、同図(b)は同図(a)のX−X線で切断した要部断面図である。この逆阻止IGBTは、半導体基板100としてのn- ドリフト領域51と、n- ドリフト領域51の表面層にセル毎に形成したpベース領域53と、pベース領域53の表面層に形成したn+ エミッタ領域56と、n+ エミッタ領域56とn- ドリフト領域51の間のpベース領域53上にゲート絶縁膜57を介して形成したゲート電極58と、n+ エミッタ領域56とpベース領域53に接してコンタクトホール62を介して形成したエミッタ電極60と、ゲート電極58とエミッタ電極60を絶縁する層間絶縁膜59と、n- ドリフト領域51の裏面に形成したp+ コレクタ領域65と、このp+ コレクタ領域65に接してn- ドリフト領域51の側面に形成したp分離層(以下分離層4aという)と、p+ コレクタ領域65上に形成したコレクタ電極66で構成される。
A bidirectional IGBT used in a matrix converter circuit or the like has a configuration in which reverse blocking IGBTs are connected in antiparallel. In order to improve reverse recovery characteristics when the reverse blocking IGBT is operated as a diode, a structure in which a part of the collector side is a Schottky junction (Patent Document 1) and a lifetime killer are localized near the collector junction. A structure (Patent Document 2), a structure in which the collector layer is extremely thin (Patent Document 3), and the like are disclosed. Next, the structure of a conventional reverse blocking IGBT will be described. This structure is described in Japanese Patent Application No. 2003-209709.
9A and 9B are configuration diagrams of a conventional reverse blocking IGBT. FIG. 9A is a plan view of the main part, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the main part taken along line XX of FIG. is there. The reverse blocking IGBT includes an n drift region 51 as the semiconductor substrate 100, a p base region 53 formed for each cell in the surface layer of the n drift region 51, and an n + formed in the surface layer of the p base region 53. An emitter region 56, a gate electrode 58 formed on the p base region 53 between the n + emitter region 56 and the n drift region 51 via a gate insulating film 57, and the n + emitter region 56 and the p base region 53 An emitter electrode 60 formed in contact with the contact hole 62, an interlayer insulating film 59 for insulating the gate electrode 58 and the emitter electrode 60, a p + collector region 65 formed on the back surface of the n drift region 51, and this p A p isolation layer (hereinafter referred to as isolation layer 4a) formed on the side surface of the n drift region 51 in contact with the + collector region 65, and a collector layer formed on the p + collector region 65; It is composed of a Kuta electrode 66.

この逆阻止IGBTのセル間のn- ドリフト領域51の表面はゲート絶縁膜57で被覆されエミッタ電極60とは電気的に分離されている。この従来の逆阻止IGBTの分離層構造についてさらに詳細に説明する。
図10は、従来の逆阻止IGBTの分離層構造のコーナー部付近の形状を示す平面図である。この平面図はチップ化する前のウェハ1の状態の平面図である。分離層4(ダイシング前)は、酸化膜をマスクとして、マスクの開口部5(開口部幅は2Wであり、図では開口部の半分の幅Wが示されている)からボロンを拡散して形成される。本例では分離層4のマスクの開口部端8の曲率中心位置は、活性部端6の曲率中心位置9と一致している。ボロンを拡散すると、分離層pn接合7の曲率中心位置も活性部端6の曲率中心位置9と一致して移動しない(実測による)。従って、拡散後の分離層pn接合7、分離層4のマスクの開口部端8、活性部端6の曲率中心位置9は全て一致して、コーナー部では同心円状になる。そのため、直線部の耐圧構造の幅をWosとすると、R=Wos+Roとなる。
The surface of the n drift region 51 between the cells of the reverse blocking IGBT is covered with a gate insulating film 57 and is electrically separated from the emitter electrode 60. The separation layer structure of this conventional reverse blocking IGBT will be described in more detail.
FIG. 10 is a plan view showing the shape near the corner of the separation layer structure of a conventional reverse blocking IGBT. This plan view is a plan view of the state of the wafer 1 before being formed into chips. The isolation layer 4 (before dicing) diffuses boron from the opening 5 of the mask (opening width is 2 W, and the width W of the half of the opening is shown in the figure) using the oxide film as a mask. It is formed. In this example, the center of curvature of the opening end 8 of the mask of the separation layer 4 coincides with the center of curvature 9 of the active portion end 6. When boron is diffused, the curvature center position of the separation layer pn junction 7 does not move in accordance with the curvature center position 9 of the active portion end 6 (according to actual measurement). Therefore, the diffused separation layer pn junction 7, the opening end 8 of the mask of the separation layer 4, and the curvature center position 9 of the active portion end 6 all coincide with each other and are concentric at the corner. Therefore, if the width of the pressure-resistant structure at the straight portion is Wos, R = Wos + Ro.

チップ化して、分離層4a(ウェハを切断した後)に逆バイアスを印加すると、コーナー部では直線部に比べて、空乏層がn- 層15(図9のn- ドリフト領域51のこと)側により伸びやすくなる。これは空乏層がある一定距離伸びた場合に発生する接合より内周部の空間電荷量が、コーナー部の方が少ないことに由来する。逆に言えば同じ空間電荷量を発生するためには、コーナー部の空乏層は内周部に向かって直線部より遠くに伸びないといけないのである。
この結果、逆バイアス時にコーナー部では空乏層が耐圧構造を経て活性部にパンチスルーし易くなる。これは逆耐圧を低下させるので好ましくない。コーナー部の空乏層の伸びについて説明する。
図11は逆バイアスブレークダウン時の空乏層の伸びを模式的に示している。直線部の空乏層最大幅Dsmaxは、分離層pn接合耐圧をVbとすると
When a reverse bias is applied to the separation layer 4a (after the wafer is cut) after the chip is formed, the depletion layer is closer to the n layer 15 (the n drift region 51 in FIG. 9) side than the straight portion at the corner portion. Makes it easier to stretch. This is because the amount of space charge in the inner peripheral portion is smaller in the corner portion than in the junction generated when the depletion layer extends for a certain distance. In other words, in order to generate the same amount of space charge, the depletion layer at the corner must extend farther from the straight line toward the inner periphery.
As a result, the depletion layer easily punches through to the active portion through the breakdown voltage structure at the corner portion during reverse bias. This is undesirable because it reduces the reverse breakdown voltage. The elongation of the depletion layer at the corner will be described.
FIG. 11 schematically shows the elongation of the depletion layer during reverse bias breakdown. The depletion layer maximum width Dsmax of the straight line portion is given by assuming that the isolation layer pn junction breakdown voltage is Vb.

(数1)
Dsmax=2Vb/Emax (1)
で表される。Emaxはシリコンの臨界電界強度である。分離層4aは深さ方向にも曲率を持っているので実際はコーナー部では球面であり、若干空乏層端19は伸びにくくなっているが、簡単のために円柱状であるとしている。pn接合方向に沿って単位長さ当たりの空間電荷量Qは
(Equation 1)
Dsmax = 2Vb / Emax (1)
It is represented by Emax is the critical electric field strength of silicon. Since the separation layer 4a also has a curvature in the depth direction, it is actually a spherical surface at the corner portion, and the depletion layer end 19 is somewhat difficult to extend, but is assumed to be cylindrical for simplicity. The amount of space charge Q per unit length along the pn junction direction is

(数2)
Q=q×Nd×Dsmax (2)
である。qは素電荷量、Ndはn層ドーピング濃度である。n- 層15中の電荷量とp層中の電荷量は同じQである。また分離層4aはn- 層15に比べて非常に高濃度であり、空乏層端19は専らn- 層15方向に伸びる。コーナー部において、特にコーナーの45度付近Dの空乏層端19は、形状効果の為に直線部に比べて伸び易い。ところでコーナー部pn接合19の単位長さ当たりの空間電荷量は直線部と同じQである。(分離層4a側にはほとんど空乏層が伸びないので、コーナー部といえども分離層4a側で見ればほとんど直線である) 従ってコーナー部の空乏層幅をDcmaxとすると、コーナー部の(分離層pn接合7に沿った)単位長さ当たりの空間電荷量は
(Equation 2)
Q = q × Nd × Dsmax (2)
It is. q is the elementary charge amount and Nd is the n-layer doping concentration. The charge amount in the n layer 15 and the charge amount in the p layer are the same Q. Further, the separation layer 4a has a much higher concentration than the n layer 15 and the depletion layer end 19 extends exclusively in the direction of the n layer 15. In the corner portion, the depletion layer end 19 near 45 ° of the corner, in particular, is easy to extend compared to the straight portion due to the shape effect. By the way, the space charge amount per unit length of the corner pn junction 19 is the same Q as that of the straight line portion. (Since the depletion layer hardly extends on the separation layer 4a side, the corner portion is almost straight when viewed on the separation layer 4a side.) Therefore, when the depletion layer width of the corner portion is Dcmax, The amount of space charge per unit length (along the pn junction 7) is

(数3)
Q=q×Nd×π×〔R2 −(R−Dcmax)2 〕/2×π×R (3)
である。従ってコーナー部における空乏層幅Dcmaxと直線部における空乏層幅Dsmaxの差Doの関係は式(2)と(3)より、
(Equation 3)
Q = q × Nd × π × [R 2 − (R−Dcmax) 2 ] / 2 × π × R (3)
It is. Therefore, the relationship between the difference Do between the depletion layer width Dcmax at the corner portion and the depletion layer width Dsmax at the straight portion is obtained from the equations (2) and (3):

(数4)
Do=Dcmax−Dsmax=(Dcmax2 /2R) (4)
となり、これをDsmaxで表すと
(Equation 4)
Do = Dcmax−Dsmax = (Dcmax 2 / 2R) (4)
This is expressed as Dsmax.

(数5)
Do=R−Dsmax−(R2 −2R×Dsmax)0.5 (5)
となる。
コーナー部では、Doだけ空乏層端19が活性部端6に近づき、パンチスルーし易い状況になっている。実際はガードリングやpフローティングリング等の耐圧構造によりDsmax(またはDcmax)は式(1)よりももっと長くなりDoはさらに大きくなる。つまり、さらに活性部端6に近づくこととなり、逆耐圧を確保することが困難になる。
そこで、直線部の耐圧構造3の幅を大きく設計してパンチスルー余裕度を持たせれば(空乏層端19と活性部端6の間に距離をとれば)、当然コーナー部に対する余裕が生まれてコーナー部での空乏層端19が活性部端6に近づくことは防止できる。しかし、耐圧構造3の面積をむやみに大きくすることになり、同じ特性(すなわちオン電圧)を得ようとする場合のチップ面積が増大し、チップコストが増大する。
(Equation 5)
Do = R−Dsmax− (R 2 −2R × Dsmax) 0.5 (5)
It becomes.
In the corner portion, the depletion layer end 19 is close to the active portion end 6 by Do, and it is easy to punch through. Actually, Dsmax (or Dcmax) is longer than Equation (1) and Do is further increased due to a withstand voltage structure such as a guard ring or a p-floating ring. That is, the active part end 6 is further approached, and it is difficult to ensure the reverse breakdown voltage.
Therefore, if the width of the pressure-resistant structure 3 in the straight portion is designed to be large so as to have a punch-through margin (by taking a distance between the depletion layer end 19 and the active portion end 6), a margin for the corner portion is naturally created. The depletion layer end 19 at the corner portion can be prevented from approaching the active portion end 6. However, the area of the withstand voltage structure 3 is increased unnecessarily, and the chip area when the same characteristics (that is, the on-voltage) are to be obtained increases, and the chip cost increases.

次に分離層4の断面構造について説明する。
図12は分離層の断面図である。マスク17の開口部の半分の幅をW、分離層4(縦)拡散深さをXj、横方向拡散深さ(距離)をYj、ウェハバックラップ後の最終シリコン厚さをtとする。YjはXjの0.7〜1.0の範囲であるが、安全側評価のためにXjに等しいとしても良い。図13のように、Xjがt以下であれば、ダイシング後にn- 層15がチップ側面20に露出してしまい、逆バイアス印加時に漏れ電流が大きく、逆耐圧を得ることができない。 また、図14のように、開口部幅2Wが拡散深さXjよりも小さくなると、狭い開口部5から不純物が拡散されるために、十分なXjを得るために長時間熱処理すると、シリコンに結晶欠陥が多数発生たり、シリコン面が荒れるなどの不都合を生じる。このため、十分深いXjを得ることは困難となり、Xjがt以下となってしまい、前記のように、n- 層15がチップ側面20に露出してしまい、逆バイアス印加時に漏れ電流が大きく、逆耐圧を得ることができない。さらに、図15のように、拡散深さXjがぎりぎりチップ裏面(研削後のウェハ面18に相当する)に付く条件(すなわちXj=t)で、裏面に現れる分離層幅はおよそWに等しくなるが、ダイシング時に発生するチッピング16(ウェハのカケ)の大きさがWを超えると、この部分でn- 層15がチップ側面20に露出してしまい、十分な逆耐圧が得られない。
Next, the cross-sectional structure of the separation layer 4 will be described.
FIG. 12 is a cross-sectional view of the separation layer. The half width of the opening of the mask 17 is W, the separation layer 4 (longitudinal) diffusion depth is Xj, the lateral diffusion depth (distance) is Yj, and the final silicon thickness after wafer back wrapping is t. Yj is in the range of 0.7 to 1.0 of Xj, but may be equal to Xj for safety side evaluation. As shown in FIG. 13, when Xj is equal to or less than t, the n layer 15 is exposed to the chip side surface 20 after dicing, and a leakage current is large when a reverse bias is applied, so that a reverse breakdown voltage cannot be obtained. Further, as shown in FIG. 14, when the opening width 2W is smaller than the diffusion depth Xj, impurities are diffused from the narrow opening 5, so that when heat treatment is performed for a long time to obtain sufficient Xj, the silicon crystal defect occurs or a large number, resulting in problems such as rough silicon surfaces. For this reason, it becomes difficult to obtain a sufficiently deep Xj, and Xj becomes t or less, and as described above, the n layer 15 is exposed to the chip side surface 20, and a leakage current is large when a reverse bias is applied, The reverse breakdown voltage cannot be obtained. Further, as shown in FIG. 15, the separation layer width appearing on the back surface is approximately equal to W under the condition that the diffusion depth Xj is attached to the very back surface of the chip (corresponding to the wafer surface 18 after grinding) (ie, Xj = t). However, if the size of the chipping 16 (wafer chipping) generated during dicing exceeds W, the n layer 15 is exposed to the chip side surface 20 at this portion, and a sufficient reverse breakdown voltage cannot be obtained.

前記したように、従来の逆阻止IGBTの分離層構造ではコーナー部での空乏層端19の伸びが大きくなり、チップサイズ(チップ面積)を増大せずに十分な逆耐圧を得ることが困難になる。また、ダイシング時に発生するチッピング16により分離層4が部分的に欠落し、チップ側面20でn- 層15が露出して、この箇所の漏れ電流が増大して、十分な逆耐圧を得ることが困難になる場合がある。
この発明の目的は、前記の課題を解決して、チップサイズを増大させることなく、十分な逆耐圧が得られる分離層構造を有する半導体装置を提供することである。
As described above, in the separation layer structure of the conventional reverse blocking IGBT, the extension of the depletion layer end 19 at the corner increases, making it difficult to obtain a sufficient reverse breakdown voltage without increasing the chip size (chip area). Become. Further, the separation layer 4 is partially lost due to the chipping 16 generated at the time of dicing, and the n layer 15 is exposed at the chip side surface 20, and the leakage current at this portion increases, thereby obtaining a sufficient reverse breakdown voltage. It can be difficult.
An object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a semiconductor device having an isolation layer structure capable of obtaining a sufficient reverse breakdown voltage without increasing the chip size.

前記の目的を達成するために、半導体装置が、逆阻止半導体装置であって、低濃度ドリフト領域に耐圧構造領域が形成されており、ドリフト領域と逆導電型の分離層がドリフト領域の外周側面に形成され、空乏層がこの分離層の外周側面のpn接合からドリフト領域に向かって伸びる半導体装置において、前記耐圧構造領域の外周端が前記分離層の内周端と一致し、前記耐圧構造領域の内周端と外周端とが対向する直線部とコーナー部とを有し、前記直線部の対向する幅より前記コーナー部の対向する幅が広く、かつ前記耐圧構造領域のコーナー部が円弧状であり、該コーナー部の外端の曲率中心位置を、前記コーナー部の内端の曲率中心位置からずらした距離をL(単位はμm)とし、前記耐圧構造領域のコーナー部の外端から内端に向かって伸びる空乏層の最大伸び量をDcmax(単位はμm)、前記耐圧構造領域の直線部の幅をWos(単位はμm)、前記耐圧構造領域のコーナー部の内端の曲率半径をRo(単位はμm)としたとき、 In order to achieve the above object, the semiconductor device is a reverse blocking semiconductor device, a breakdown voltage structure region is formed in a low concentration drift region, and an isolation layer having a conductivity type opposite to the drift region is an outer peripheral side surface of the drift region. In the semiconductor device in which the depletion layer extends from the pn junction on the outer peripheral side surface of the isolation layer toward the drift region, the outer peripheral end of the breakdown voltage structure region coincides with the inner peripheral end of the isolation layer, and the breakdown voltage structure region inner and peripheral edge and the outer edge has a straight portion and a corner portion opposing a width that faces the corner portion than the width of opposing the straight portions widely, and the corner portion of the pressure-resistant structure area circle It is an arc, and the distance obtained by shifting the center of curvature of the outer end of the corner portion from the position of the center of curvature of the inner end of the corner portion is L (unit: μm), and from the outer end of the corner portion of the pressure-resistant structure region Towards the inner edge The maximum extension amount of the extending depletion layer is Dcmax (unit: μm), the width of the straight portion of the breakdown voltage structure region is Wos (unit: μm), and the radius of curvature of the inner end of the corner portion of the breakdown voltage structure region is Ro (unit: μm)

(数6)
0.3L≧Dcmax2 /2(Wos+Ro)
を満足する構成とする。
また、半導体基板の一方の主面に形成した分離層形成マスクの開口部から不純物を拡散して形成する前記分離層の縦方向拡散深さをXjとし、前記半導体基板の最終厚さをtとしたとき、
(Equation 6)
0.3L ≧ Dcmax 2/2 (Wos + Ro)
To satisfy the requirements.
Further, the vertical diffusion depth of the separation layer formed by diffusing impurities from the opening of the separation layer formation mask formed on one main surface of the semiconductor substrate is Xj, and the final thickness of the semiconductor substrate is t. When

(数7)
Xj≧t
とする構成にする。
前記開口部の片側の幅をW、チッピングの最大値をLoとしたとき、
(Equation 7)
Xj ≧ t
The configuration is as follows.
When the width of one side of the opening is W and the maximum value of chipping is Lo,

(数8)
Xj≧t
を満たして、
(Equation 8)
Xj ≧ t
Meet

(数9)
Xj(Xj−t)0.5 +W≧Lo
を満足する構成とする。
また、前記チッピングの最大値Loを、前記開口部の中心線からチッピングの先端までの最大距離とする。
前記の構成とすることで、本発明による分離層を有する逆阻止IGBTにおいては、逆バイアス時にコーナー部で空乏層の活性部へのパンチスルーが起こりにくく、十分な逆耐圧を得ることができる。またダイシング時にチッピングが発生しても、分離層幅が十分大きくチップ側面にn- 層が露出しないので、十分な逆耐圧を確保することができる。
(Equation 9)
Xj (Xj−t) 0.5 + W ≧ Lo
To satisfy the requirements.
The maximum chipping value Lo is set as the maximum distance from the center line of the opening to the tip of the chipping.
With the above configuration, in the reverse blocking IGBT having the separation layer according to the present invention, punch-through to the active portion of the depletion layer does not easily occur at the corner portion during reverse bias, and a sufficient reverse breakdown voltage can be obtained. Even if chipping occurs during dicing, the separation layer width is sufficiently large and the n layer is not exposed on the side surface of the chip, so that a sufficient reverse breakdown voltage can be ensured.

この発明により、コーナー部の曲率中心位置を移動させて、直線部の分離層幅より、コーナー部の分離層幅を広くすることで、逆阻止デバイスにおいて十分な逆耐圧を確保することができる。   According to the present invention, a sufficient reverse breakdown voltage can be ensured in the reverse blocking device by moving the center of curvature of the corner portion so that the separation layer width of the corner portion is wider than the separation layer width of the straight portion.

この発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明によるチップコーナー部の分離層形状を示す要部平面図である。これは前記の図10に相当する図である。尚、図10と同一部位には同一符号を付した。
分離層pn接合7のコーナー部の曲率中心位置10を、活性部端6の曲率中心位置9よりも外側(チップ外周方向)に設定する。このようにすることで、コーナー部(円弧を描く部分)における分離層pn接合7から活性部端6までの距離は、直線部におけるそれに比べて大きくなる。尚、分離層pn接合7は耐圧構造3の外周端と一致し、活性部端6は耐圧構造3の内周端と一致する。
前記の背景技術の項で説明したように、コーナー部における形状効果により空乏層が伸びやすくなっており、コーナー部の空乏層幅は直線部の空乏層幅よりも、
The best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view of an essential part showing a shape of a separation layer of a chip corner portion according to the present invention. This corresponds to FIG. 10 described above. In addition, the same code | symbol was attached | subjected to the same site | part as FIG.
The curvature center position 10 of the corner portion of the separation layer pn junction 7 is set to the outer side (chip outer peripheral direction) than the curvature center position 9 of the active portion end 6. By doing in this way, the distance from the separation layer pn junction 7 to the active part end 6 in the corner part (arc-drawing part) becomes larger than that in the straight part. Note that the separation layer pn junction 7 coincides with the outer peripheral end of the breakdown voltage structure 3, and the active portion end 6 coincides with the inner peripheral end of the breakdown voltage structure 3.
As described in the background section above, the depletion layer is easily extended by the shape effect in the corner portion, and the depletion layer width in the corner portion is larger than the depletion layer width in the straight portion.

(数10)
Do=(Dcmax2 /2R)
だけ大きい。尚、直線部の耐圧構造の幅をWosとすると、前記したように、R=Wos+Roである。また、空乏層幅は分離層pn接合7からの幅のことである。
しかし、分離層pn接合7の曲率中心位置10の外側への移動量Lを十分大きく設計すれば、コーナー部における形状効果により空乏層が伸びやすくなっても、コーナー部のパンチスルー余裕度は、直線部の余裕度よりも大きくなり、コーナー部でパンチスルーすることはなくなる。このことをさらに詳細に説明する。
図2は、分離層pn接合7の曲率中心位置10を(コーナー部45度方向に)Lだけ移動した場合に、パンチスルー余裕度(空乏層端と活性部端との距離)がどれだけ向上するかを説明するための図である。図中の13は移動前の分離層pn接合で、14は移動前の開口部端である。
(Equation 10)
Do = (Dcmax 2 / 2R)
Only big. If the width of the pressure-resistant structure in the straight portion is Wos, as described above, R = Wos + Ro. The depletion layer width is a width from the separation layer pn junction 7.
However, if the amount of movement L of the separation layer pn junction 7 to the outside of the center of curvature 10 is designed to be sufficiently large, even if the depletion layer is easily extended due to the shape effect at the corner, the punch-through margin at the corner is It becomes larger than the margin of the straight line portion, and punch-through at the corner portion is prevented. This will be described in more detail.
FIG. 2 shows how much the punch-through margin (distance between the depletion layer end and the active portion end) is improved when the center of curvature position 10 of the separation layer pn junction 7 is moved by L (in the direction of 45 degrees in the corner). It is a figure for demonstrating what to do. In the figure, reference numeral 13 denotes a separation layer pn junction before movement, and reference numeral 14 denotes an opening end before movement.

分離層pn接合7の曲率中心位置10を移動しない場合(活性部端6の曲率中心位置9にした場合)の曲率半径をR、曲率中心位置10をLだけ移動した後の曲率半径をrとすると、パンチスルー余裕度の向上値L1は   The radius of curvature when the curvature center position 10 of the separation layer pn junction 7 is not moved (when the curvature center position 9 of the active portion end 6 is set) is R, and the curvature radius after the curvature center position 10 is moved by L is r. Then, the improvement value L1 of the punch through margin is

(数11)
L1=r+L−R
である。ここでRは
(Equation 11)
L1 = r + LR
It is. Where R is

(数12)
R=r+(L/20.5
であるので、パンチスルー余裕度の向上値L1は
(Equation 12)
R = r + (L / 2 0.5 )
Therefore, the punch-through margin improvement value L1 is

(数13)
L1=r+L−(r+(L/20.5 ))=(1−1/20.5 )L=0.3L
である。
コーナ部が直線部より空乏層がDoだけ伸びているので、この伸びを解消するように、曲率中心位置10を移動させ、直線部のパンチスルー余裕度よりコーナー部のパンチスルー余裕度を大きくすればコーナー部でのパンチスルーを防止できる。
従って、パンチスルー余裕度の向上値L1をDo(コーナー部と直線部の空乏層幅の差)より大きくすればよい。つまり0.3L>Doであればコーナー部でのパンチスルーが避けられる。
(Equation 13)
L1 = r + L− (r + (L / 2 0.5 )) = (1−1 / 2 0.5 ) L = 0.3L
It is.
Since the depletion layer extends by Do at the corner from the straight line, the center of curvature 10 is moved so as to eliminate this elongation, and the punch through margin at the corner is made larger than the punch through margin at the straight line. Can prevent punch-through at the corner.
Therefore, the punch-through margin improvement value L1 may be made larger than Do (difference in the depletion layer width between the corner portion and the straight portion). That is, if 0.3L> Do, punch-through at the corner can be avoided.

このように、0.3L>Doを満足するようにLを選定することで、直線部の耐圧構造の幅Wosを広げることなく、つまりチップサイズ(チップ面積)を増大させることなく、コーナー部の耐圧構造の幅Wocを広げることができて、十分な逆耐圧を得ることができる。
つぎに、分離層の断面構造の設計について説明する。
図3は本発明による分離層構造断面図である。ウェハ1を分離層拡散深さXj(縦方向拡散深さ)よりも最終シリコン厚tが薄くなるように研削することで、ウェハ1をチップ化したときにn- 層15がチップ側面に露出しないようになり、逆バイアス印加時に逆漏れ電流が側面を通して流れることを抑制できる。
つまり、Xj>tとすることで、n- 層4が側面で露出せず、逆バイアス印加時に逆漏れ電流が抑えられる。
Thus, by selecting L so that 0.3L> Do is satisfied, the width of the pressure-resistant structure of the linear portion is not increased, that is, without increasing the chip size (chip area), The width Woc of the breakdown voltage structure can be increased, and a sufficient reverse breakdown voltage can be obtained.
Next, the design of the cross-sectional structure of the separation layer will be described.
FIG. 3 is a sectional view of a separation layer structure according to the present invention. By grinding the wafer 1 so that the final silicon thickness t is thinner than the separation layer diffusion depth Xj (longitudinal diffusion depth), the n layer 15 is not exposed on the side surface of the chip when the wafer 1 is chipped. Thus, it is possible to suppress reverse leakage current from flowing through the side surface when a reverse bias is applied.
That is, by setting Xj> t, the n layer 4 is not exposed on the side surface, and the reverse leakage current is suppressed when a reverse bias is applied.

また、開口部幅2W(分離層窓幅)をXjよりも大きくすることで、ボロン拡散熱処理によって十分なXjが得られ、開口部5直下での分離層4の底面が平坦となり、ダイシング時のチッピング16(カケ)がある場合でも、Wをチッピングの最大値Loよりも大きくすることで、チッピング16の先端がn- 層15に達することは無く、逆漏れ電流は増大しない。尚、Loは開口部5の中心線11から最大のチッピングの先端Aまでの距離である。
つまり、Xj>t、2W>Xjとした場合、W>Loとすることで、チッピングの先端Aがn- 層15に達することは無く、逆漏れ電流は増大しない。
つぎに、前記のことをさらに数式を用いて詳細に説明する。図4のような座標系で考えると、分離層pn接合7の縦方向の位置Yは次の式で近似できる。
Further, by making the opening width 2W (separation layer window width) larger than Xj, a sufficient Xj can be obtained by the boron diffusion heat treatment, and the bottom surface of the separation layer 4 immediately below the opening 5 becomes flat, and the dicing is performed. Even when there is chipping 16 (chips), the tip of the chipping 16 does not reach the n layer 15 by making W larger than the maximum value Lo of chipping, and the reverse leakage current does not increase. Note that Lo is the distance from the center line 11 of the opening 5 to the tip A of the maximum chipping.
That is, when Xj> t and 2W> Xj, by setting W> Lo, the tipping tip A does not reach the n layer 15 and the reverse leakage current does not increase.
Next, the above will be described in detail using mathematical expressions. Considering the coordinate system as shown in FIG. 4, the vertical position Y of the separation layer pn junction 7 can be approximated by the following equation.

(数14)
Y=X2 /Xj (6)
ここでYは縦方向の座標軸で、Xは横方向の座標軸である。この近似式は表面での横方向拡散深さをYjとしたとき、Yj=Xjとしている。つまり、縦方向拡散深さXjと表面での横方向拡散深さYjを同じとしている。
最終シリコン厚tにおける分離層幅横方向接合距離XをYjtとし、式(6)のYに(Xj−t)を代入して、Yjtを求めると
(Equation 14)
Y = X 2 / Xj (6)
Here, Y is a vertical coordinate axis, and X is a horizontal coordinate axis. In this approximate expression, Yj = Xj, where Yj is the lateral diffusion depth on the surface. That is, the vertical diffusion depth Xj and the horizontal diffusion depth Yj on the surface are the same.
Yjt is obtained by substituting Yjt for the lateral layer junction distance X in the final silicon thickness t and substituting (Xj-t) for Y in equation (6).

(数15)
Yjt=(Xj(Xj−t))0.5 (7)
となる。従って、Lo<Yjt+Wとなるように、つまり
(Equation 15)
Yjt = (Xj (Xj−t)) 0.5 (7)
It becomes. Therefore, so that Lo <Yjt + W, that is,

(数16)
Lo<(Xj(Xj−t))0.5 +W (8)
となるように、最終シリコン厚みをtとした場合に、Lo、XjおよびWを決めることで、チッピング16があった場合でもn- 層15がチップの側面に露出することはなく、十分な逆耐圧を得ることができる。尚、Loはダイシングソーの切断特性(ダイシングソーの刃幅、材質、磨耗の程度など)で決まる。
また、式(8)を満足させることで、図5で示す最大のチッピング16の先端Dが半導体基板の裏面(符号18と一致する)に位置した場合でも、チッピングの先端Dは分離層4内に止まり、裏面の分離層pn接合位置Eと接することがなく、n- 層15がチップの側面に露出することはない。
(Equation 16)
Lo <(Xj (Xj−t)) 0.5 + W (8)
Thus, when the final silicon thickness is t, by determining Lo, Xj, and W, the n layer 15 is not exposed to the side surface of the chip even when there is chipping 16, and the reverse is sufficient. A breakdown voltage can be obtained. Lo is determined by the cutting characteristics of the dicing saw (blade width, material, degree of wear, etc. of the dicing saw).
Further, by satisfying the expression (8), even when the tip D of the maximum chipping 16 shown in FIG. 5 is located on the back surface (corresponding to the reference numeral 18) of the semiconductor substrate, the tip D of the chipping is in the separation layer 4. The n layer 15 is not exposed to the side surface of the chip without contacting the separation layer pn junction position E on the back surface.

つぎに、前記の設計に基づいて製作した本発明の実施例について説明する。   Next, an embodiment of the present invention manufactured based on the above design will be described.

図6は、この発明の一実施例の半導体装置の構成図であり、同図(a)は要部平面図、同図(b)は要部断面図である。半導体装置は逆阻止IGBTであり、同図(a)はチップにする前のウェハの状態を示す平面図であり、同図(b)はダイシングする前のウェハの断面図である。ダイシングした後のチップ端面は同図(b)の符号20で示した。
定格耐圧を600Vとし、ウェハ比抵抗を28Ωcmとした場合について説明する。
同図(a)において、中心を移動しない場合の分離層pn接合7の曲率半径Rは800μm、マスクの開口部幅の半分Wは200μm、横方向接合深さYjは120μm、活性部端6の曲率半径Roは100μmとする。
逆方向ブレークダウン時(Vce=−700V)の空乏層幅は式(1)より70μmである(Emax=2×105 V/cmとした)。しかし、これはガードリングなど(図9の55や54)がない場合の値であり、ガードリングなどのある実構造のシミュレーションでは、Dsmax=200μmであり、Dcmaxは234μmである。
6A and 6B are configuration diagrams of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a plan view of relevant parts and FIG. 6B is a cross-sectional view of relevant parts. The semiconductor device is a reverse blocking IGBT. FIG. 4A is a plan view showing a state of the wafer before being formed into chips, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the wafer before dicing. The end surface of the chip after dicing is indicated by reference numeral 20 in FIG.
A case where the rated breakdown voltage is 600 V and the wafer specific resistance is 28 Ωcm will be described.
In FIG. 6A, the radius of curvature R of the separation layer pn junction 7 when the center is not moved is 800 μm, the half width W of the opening of the mask is 200 μm, the lateral junction depth Yj is 120 μm, and the active portion end 6 The curvature radius Ro is 100 μm.
The depletion layer width at the time of reverse breakdown (Vce = −700 V) is 70 μm from Eq. (1) (Emax = 2 × 10 5 V / cm). However, this is a value when there is no guard ring or the like (55 and 54 in FIG. 9), and in a simulation of an actual structure with a guard ring or the like, Dsmax = 200 μm and Dcmax is 234 μm.

従って、Doは式(5)より34μmとなり、Lを110μm以上(例では200μm)にすることで、0.3L>Doを満たすことができる。曲率中心位置10を移動させた後の分離層pn接合7の曲率半径rは659μmであり、Roは100μmである。また、空乏層端19から曲率中心位置9までの距離は、A1(直線部)が600μm、A2(コーナー部)が625μmである。
コーナー部では空乏層端7が直線部に比べて34μm(=Do)伸びているが、曲率中心位置10の移動距離Lを200μmとすることで、パンチスルー余裕度の向上値L1(A2−A1)を60μm向上させることができ、その結果、コーナー部での中性領域(空乏層が広がっていない領域)が、直線部での中性領域と比べて26μm(L1−Do=60μm−34μm)広くなる。このように曲率中心位置10を移動させることで、チップサイズを増大させることなく、コーナー部が直線部よりも先にパンチスルーことを防止できる。
Therefore, Do is 34 μm from the formula (5), and 0.3L> Do can be satisfied by setting L to 110 μm or more (in the example, 200 μm). The curvature radius r of the separation layer pn junction 7 after moving the curvature center position 10 is 659 μm, and Ro is 100 μm. The distances from the depletion layer end 19 to the curvature center position 9 are 600 μm for A1 (straight line portion) and 625 μm for A2 (corner portion).
In the corner portion, the depletion layer end 7 extends by 34 μm (= Do) compared to the straight portion. However, by setting the moving distance L of the curvature center position 10 to 200 μm, the punch-through margin improvement value L1 (A2-A1) ) Can be improved by 60 μm, and as a result, the neutral region (region where the depletion layer does not spread) in the corner portion is 26 μm (L1-Do = 60 μm−34 μm) compared to the neutral region in the straight portion. Become wider. By moving the curvature center position 10 in this way, it is possible to prevent the corner portion from being punched through before the straight portion without increasing the chip size.

同図(b)において、前記の分離層の縦方向接合深さXjを120μm、最終Si厚tを90μmとしたとき、ダイシング時のチッピングの最大値Loは通常40μm程度であるため、WがLoに対して5倍程度の裕度あり、チッピング発生によるn- 層15の露出は起こらない。
また、前記のようにXjを120μm、tを90μmとしたとき、ダイシング時のチッピングの最大値Loが100μmでも、Wを40μm以上とすることで、式(8)を満足し、チッピング発生によるn- 層15の露出は理論的には起こらないことになる。
つぎに、前記の実施例の半導体装置を用いて製作した双方向スイッチ素子について説明する。
図7は、双方向スイッチ素子の構成図であり、同図(a)は要部断面図、同図(b)は回路図である。双方向スイッチ素子に用いられる第1と第2逆阻止IGBT41、42は図1と図3に示した分離層構造が採用されている。
In FIG. 6B, when the vertical junction depth Xj of the separation layer is 120 μm and the final Si thickness t is 90 μm, the maximum chipping value Lo during dicing is usually about 40 μm, so W is Lo. The n layer 15 is not exposed by chipping.
Further, when Xj is 120 μm and t is 90 μm as described above, even if the maximum chipping value Lo during dicing is 100 μm, W is set to 40 μm or more, thereby satisfying the formula (8), and n due to occurrence of chipping. - exposure of the layer 15 will not occur in theory.
Next, a bidirectional switch element manufactured using the semiconductor device of the above embodiment will be described.
7A and 7B are configuration diagrams of the bidirectional switch element. FIG. 7A is a cross-sectional view of the main part, and FIG. 7B is a circuit diagram. The first and second reverse blocking IGBTs 41 and 42 used in the bidirectional switch element employ the separation layer structure shown in FIGS.

絶縁基板43上に形成された第1、第2導電パターン44、45に、第1と第2逆阻止IGBT41、42のコレクタ電極16a、16bをそれぞれ固着し、第1逆阻止IGBT41のエミッタ電極10aと第2逆阻止IGBT42のコレクタ電極16bが固着している第2導電パターン45とをボンデングワイヤ46aで接続し、また、第2逆阻止IGBT42のエミッタ電極10bと第1逆阻止IGBT41のコレクタ電極16aが固着している第1導電パターン44とをボンデングワイヤ46bで接続し、第1、第2逆阻止IGBT41、42のエミッタ電極10a、10bと第1、第2主端子T1、T2と接続し、第1、第2逆阻止IGBT41、42のゲートパット8a、8bと第1、第2ゲート端子G1、G2を接続する。
この双方向スイッチ素子は、同図(b)に示す回路図のように、本発明の逆阻止IGBT41、42を逆並列に接続した構造となっている。
The collector electrodes 16a and 16b of the first and second reverse blocking IGBTs 41 and 42 are fixed to the first and second conductive patterns 44 and 45 formed on the insulating substrate 43, respectively, and the emitter electrode 10a of the first reverse blocking IGBT 41 is secured. And the second conductive pattern 45 to which the collector electrode 16b of the second reverse blocking IGBT 42 is fixed are connected by a bonding wire 46a, and the emitter electrode 10b of the second reverse blocking IGBT 42 and the collector electrode of the first reverse blocking IGBT 41 The first conductive pattern 44 to which the 16a is fixed is connected by a bonding wire 46b, and connected to the emitter electrodes 10a and 10b of the first and second reverse blocking IGBTs 41 and 42 and the first and second main terminals T1 and T2. The gate pads 8a and 8b of the first and second reverse blocking IGBTs 41 and 42 are connected to the first and second gate terminals G1 and G2.
This bidirectional switch element has a structure in which reverse blocking IGBTs 41 and 42 of the present invention are connected in antiparallel as shown in the circuit diagram of FIG.

また、図8の回路図に示すように、本発明の逆阻止IGBT41、42にゲート駆動回路47a、47bを接続して双方向スイッチ回路とすることができる。これら図7、図8に示す回路では、従来の双方向スイッチ回路で必要であった逆阻止用ダイオードが不要となり、電気的損失(順電圧降下、逆回復損失等)を低減できる。
そのため、本発明の逆阻止IGBTを用いれば、逆バイアス時の漏れ電流を十分低減しながら、かつ損失の低いマトリクスコンバータを提供することができる。
Further, as shown in the circuit diagram of FIG. 8, the gate drive circuits 47a and 47b can be connected to the reverse blocking IGBTs 41 and 42 of the present invention to form a bidirectional switch circuit. In the circuits shown in FIGS. 7 and 8, the reverse blocking diode required in the conventional bidirectional switch circuit is not required, and electrical loss (forward voltage drop, reverse recovery loss, etc.) can be reduced.
Therefore, by using the reverse blocking IGBT of the present invention, it is possible to provide a matrix converter with low loss while sufficiently reducing the leakage current at the time of reverse bias.

本発明によるチップコーナー部の分離層形状を示す要部平面図The principal part top view which shows the separation layer shape of the chip | tip corner part by this invention 分離層pn接合7の曲率中心位置10を(コーナー部45度方向に)Lだけ移動した場合に、パンチスルー余裕度(空乏層端と活性部端との距離)がどれだけ向上するかを説明するための図Explains how much the punch-through margin (distance between the depletion layer end and the active portion end) is improved when the center of curvature 10 of the separation layer pn junction 7 is moved by L (in the direction of 45 degrees in the corner). Illustration to do 本発明による分離層構造断面図Separation layer structure sectional view according to the present invention 分離pn接合を表す座標系を示す図The figure which shows the coordinate system showing isolation | separation pn junction 最大のチッピング16の先端Aが半導体基板の裏面(符号18と一致する)に位置した場合の図The figure when the tip A of the largest chipping 16 is located on the back surface of the semiconductor substrate (corresponding to reference numeral 18) この発明の一実施例の半導体装置の構成図であり、(a)は要部平面図、(b)は要部断面図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of the semiconductor device of one Example of this invention, (a) is a principal part top view, (b) is principal part sectional drawing. 双方向スイッチ素子の構成図であり、(a)は要部断面図、(b)は回路図It is a block diagram of a bidirectional switch element, (a) is a fragmentary sectional view, (b) is a circuit diagram 双方向スイッチ素子の回路図Circuit diagram of bidirectional switch element 従来の逆阻止IGBTの構成図であり、(a)は要部平面図、(b)は(a)のX−X線で切断した要部断面図It is a block diagram of the conventional reverse blocking IGBT, (a) is a principal part top view, (b) is principal part sectional drawing cut | disconnected by the XX line of (a). 従来の逆阻止IGBTの分離層構造のコーナー部付近の形状を示す平面図The top view which shows the shape of the corner part vicinity of the separation layer structure of the conventional reverse block IGBT 逆バイアスブレークダウン時の空乏層の伸びを模式的に示している図Diagram showing depletion layer elongation during reverse bias breakdown 分離層の断面図Cross section of separation layer Xjがt以下の分離層の断面図Cross-sectional view of separation layer where Xj is t or less 開口部幅2Wが拡散深さXjよりも小さい場合の分離層の断面図Sectional view of the separation layer when the opening width 2W is smaller than the diffusion depth Xj 拡散深さXjがぎりぎりチップ裏面に付く条件(すなわちXj=t)での分離層の断面図Cross-sectional view of the separation layer under the condition that the diffusion depth Xj is at the very back of the chip (ie, Xj = t)

符号の説明Explanation of symbols

1 ウェハ
2 活性部
3 耐圧構造
4 分離層(切断前)
4a 分離層(切断後)
5 開口部
6 活性部端(主接合部端)
7 分離層pn接合
8 開口部端
8a、8b ゲートパッド
9 移動前の曲率中心位置
10 移動後の曲率中心位置
10a、10b 第1、第2エミッタ電極
11 ダイシングライン中心線(開口部中心線)
12 チップ端
13 移動前の分離層pn接合
14 移動前の開口部端
15 n-
16 チッピング
16a、16b 第1、第2コレクタ電極
17 マスク
18 研削後のウェハ面(裏面)
19 空乏層端
20 切断後の端面
41、42 第1、第2逆阻止IGBT
43 絶縁基板
44、45 第1、第2導電パターン
46a、46b ボンディングワイヤ
47a、47b ゲート駆動回路
W 開口部幅の半分
Xj 縦方向拡散深さ
Yj 横方向拡散深さ(距離)
R 移動前の曲率半径
r 移動後の曲率半径
L 移動距離
Ro 活性部端の曲率半径
Wos耐圧構造の幅(直線部)
Woc耐圧構造の幅(コーナー部)
t 最終ウェハ厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer 2 Active part 3 Pressure | voltage resistant structure 4 Separation layer (before cutting)
4a Separation layer (after cutting)
5 Opening 6 Active part edge (main joint edge)
7 Separation layer pn junction 8 Open end 8a, 8b Gate pad 9 Curvature center position before movement 10 Curvature center position after movement 10a, 10b First and second emitter electrodes 11 Dicing line center line (opening center line)
12 Chip edge 13 Separation layer pn junction before movement 14 Opening edge before movement 15 n layer 16 Chipping 16a, 16b First and second collector electrodes 17 Mask 18 Wafer surface after grinding (back surface)
19 End of depletion layer 20 End face after cutting 41, 42 First and second reverse blocking IGBT
43 Insulating substrate 44, 45 First and second conductive patterns 46a, 46b Bonding wires 47a, 47b Gate drive circuit W Half of opening width Xj Longitudinal diffusion depth Yj Lateral diffusion depth (distance)
R Curvature radius before movement r Curvature radius after movement L Movement distance Ro Curvature radius of active part end Width of Wos pressure-resistant structure (straight line part)
Woc pressure resistant structure width (corner)
t Final wafer thickness

Claims (4)

半導体装置が、逆阻止半導体装置であって、低濃度ドリフト領域に耐圧構造領域が形成されており、ドリフト領域と逆導電型の分離層がドリフト領域の外周側面に形成され、空乏層がこの分離層の外周側面のpn接合からドリフト領域に向かって伸びる半導体装置において、前記耐圧構造領域の外周端が前記分離層の内周端と一致し、前記耐圧構造領域の内周端と外周端とが対向する直線部とコーナー部とを有し、前記直線部の対向する幅より前記コーナー部の対向する幅が広く、かつ前記耐圧構造領域のコーナー部が円弧状であり、該コーナー部の外端の曲率中心位置を、前記コーナー部の内端の曲率中心位置からずらした距離をL(単位はμm)とし、前記耐圧構造領域のコーナー部の外端から内端に向かって伸びる空乏層の最大伸び量をDcmax(単位はμm)、前記耐圧構造領域の直線部の幅をWos(単位はμm)、前記耐圧構造領域のコーナー部の内端の曲率半径をRo(単位はμm)としたとき、
(数1)
0.3L≧Dcmax 2 /2(Wos+Ro)
を満足することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device is a reverse blocking semiconductor device, in which a breakdown voltage structure region is formed in a low concentration drift region, a separation layer having a conductivity type opposite to that of the drift region is formed on the outer peripheral side surface of the drift region, and the depletion layer is separated from this In the semiconductor device extending from the pn junction on the outer peripheral side surface of the layer toward the drift region, the outer peripheral end of the breakdown voltage structure region coincides with the inner peripheral end of the isolation layer, and the inner peripheral end and the outer peripheral end of the breakdown voltage structural region are and a straight portion facing the corner portion, the width of opposing the corner portion than the width of opposing the straight portions widely, and the corner portion of the breakdown withstanding region is arcuate, outer of the corner portion The distance of the center of curvature of the end from the position of the center of curvature of the inner end of the corner portion is L (unit: μm), and the depletion layer extends from the outer end of the corner portion of the pressure-resistant structure region toward the inner end. Maximum elongation cmax (in [mu] m), width Wos of the linear portion of the breakdown withstanding region (unit [mu] m), when the inner end curvature radius of the corner portion of the breakdown withstanding region was Ro (in [mu] m),
(Equation 1)
0.3L ≧ Dcmax 2/2 (Wos + Ro)
A semiconductor device characterized by satisfying
半導体基板の一方の主面に形成した分離層形成マスクの開口部から不純物を拡散して形成する前記分離層の縦方向拡散深さをXjとし、前記半導体基板の最終厚さをtとしたとき
(数2)
Xj≧t
とすることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
When the vertical diffusion depth of the separation layer formed by diffusing impurities from the opening of the separation layer formation mask formed on one main surface of the semiconductor substrate is Xj and the final thickness of the semiconductor substrate is t (Equation 2)
Xj ≧ t
The semiconductor device according to claim 1, wherein:
前記開口部の幅を2W、チッピングの最大値をLoとしたとき、
(数3)
〔Xj(Xj−t)〕0.5 +W≧Lo
を満足することを特徴とする請求項に記載の半導体装置。
When the width of the opening is 2 W and the maximum value of chipping is Lo,
(Equation 3)
[Xj (Xj−t)] 0.5 + W ≧ Lo
The semiconductor device according to claim 2 , wherein:
前記チッピングの最大値Loが、前記開口部の中心線からチッピングの先端までの最大距離であることを特徴とする請求項に記載の半導体装置。 4. The semiconductor device according to claim 3 , wherein the maximum chipping value Lo is a maximum distance from a center line of the opening to a tip of the chipping.
JP2004014162A 2004-01-22 2004-01-22 Semiconductor device Expired - Lifetime JP4696451B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004014162A JP4696451B2 (en) 2004-01-22 2004-01-22 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004014162A JP4696451B2 (en) 2004-01-22 2004-01-22 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005209843A JP2005209843A (en) 2005-08-04
JP4696451B2 true JP4696451B2 (en) 2011-06-08

Family

ID=34900033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004014162A Expired - Lifetime JP4696451B2 (en) 2004-01-22 2004-01-22 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4696451B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5520024B2 (en) * 2009-12-09 2014-06-11 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2013012652A (en) * 2011-06-30 2013-01-17 Fuji Electric Co Ltd Reverse blocking insulated gate bipolar transistor and manufacturing method thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59141267A (en) * 1983-01-28 1984-08-13 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ Semiconductor device
JPH0485963A (en) * 1990-07-30 1992-03-18 Nec Corp Semiconductor protective element
JPH06244405A (en) * 1993-02-15 1994-09-02 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device
JPH08288524A (en) * 1995-04-11 1996-11-01 Toshiba Corp High breakdown strength semiconductor element
JP2000058868A (en) * 1998-08-07 2000-02-25 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2001185727A (en) * 1999-10-15 2001-07-06 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2002319676A (en) * 2000-08-09 2002-10-31 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device, manufacturing method and control method
JP2003318399A (en) * 2002-04-25 2003-11-07 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59141267A (en) * 1983-01-28 1984-08-13 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ Semiconductor device
JPH0485963A (en) * 1990-07-30 1992-03-18 Nec Corp Semiconductor protective element
JPH06244405A (en) * 1993-02-15 1994-09-02 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device
JPH08288524A (en) * 1995-04-11 1996-11-01 Toshiba Corp High breakdown strength semiconductor element
JP2000058868A (en) * 1998-08-07 2000-02-25 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2001185727A (en) * 1999-10-15 2001-07-06 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2002319676A (en) * 2000-08-09 2002-10-31 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device, manufacturing method and control method
JP2003318399A (en) * 2002-04-25 2003-11-07 Fuji Electric Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005209843A (en) 2005-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6277814B2 (en) Semiconductor device
JP5034461B2 (en) Semiconductor device
US8102025B2 (en) Semiconductor device having IGBT and diode
JP6022774B2 (en) Semiconductor device
JP5511124B2 (en) Insulated gate semiconductor device
JP5182766B2 (en) High voltage semiconductor device
JP6531589B2 (en) Semiconductor device
US8334563B2 (en) Field-effect semiconductor device and method of producing the same
JP6415749B2 (en) Silicon carbide semiconductor device
JP2009187994A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN107180863B (en) Switching element
JP2003224273A (en) Semiconductor device
CN114823859A (en) Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips
JP2009188178A (en) Semiconductor device
JP2018504778A (en) Reverse conducting semiconductor device
US8823052B2 (en) Power semiconductor device
JP5365019B2 (en) Semiconductor device
JP5512455B2 (en) Semiconductor device
JP4696451B2 (en) Semiconductor device
JP4177229B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20160098385A (en) Power semiconductor device
KR101534104B1 (en) Semiconductor device
JP7243795B2 (en) semiconductor equipment
JP6900535B2 (en) Semiconductor devices and methods for manufacturing semiconductor devices
CN212967714U (en) Silicon carbide SBD device cell structure with self-aligned P Plus buried masking layer

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060703

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060704

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060714

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20080204

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20081216

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090219

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20091112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101029

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4696451

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140311

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140311

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term