半导体装置的制造方法_2

文档序号:8344734阅读:来源:国知局
述层间绝缘膜的厚度在工艺所容许的范围内厚。
[0025]另外,本发明所涉及的半导体装置优选为,在上述发明中,上述第一场板是多晶硅膜。
[0026]另外,本发明所涉及的半导体装置优选为,在上述发明中,上述第一场板的厚度为Iym以下。
[0027]另外,本发明所涉及的半导体装置优选为,在上述发明中,上述第二场板以含铝和硅的金属作为主要成分。
[0028]另外,本发明所涉及的半导体装置优选为,在上述发明中,上述第二场板的厚度为5 μm以上。
[0029]发明的效果
[0030]根据本发明所涉及的半导体装置,起到能够提供如下的半导体装置的效果,即,即使是具备场板的下层的厚度薄的第一场板以及场板的上层的第二场板的结构,针对外来电荷的屏蔽效果也高,该第二场板以夹持绝缘膜的方式设置在第一场板上,厚度比第一场板厚并且以比第一场板间的间隔宽的间隔配置。
【附图说明】
[0031]图1是表示本发明的实施方式所涉及的半导体装置的边缘终端区域的结构的截面图。
[0032]图2是表示以往的半导体装置的边缘终端区域的结构的截面图。
[0033]图3是表示对以往的半导体装置的pn主结施加反向偏压的情况下的边缘终端区域内的电场的等电位线分布的截面图。
[0034]图4是表示对本发明的实施方式所涉及的半导体装置的pn主结施加反向偏压的情况下的边缘终端区域内的电场的等电位线分布的截面图。
[0035]图5是表不势皇金属膜的环宽度Lfp3相对于第一场板的环宽度Lfpi的比与第一场板间附近的电场强度之间的关系的特性图。
[0036]图6是表示第二场板和第一场板间的层间绝缘膜的厚度与第一场板间的电场强度之间的关系的特性图。
【具体实施方式】
[0037]下面,参照添附附图详细地说明本发明所涉及的半导体装置的优选的实施方式。在本说明书和添附附图中,在带η或P的层、区域,分别意味着电子或空穴是多数载流子。另夕卜,对η、P附加的+和-分别意味着与未附加+和-的层、区域相比杂质浓度相对高或低。此外,在下面的实施例的说明和添附附图中,对同样的结构附加同一附图标记并省略重复的说明。另外,在实施方式中说明的添附附图为了便于观察或便于理解而没有以准确的刻度、尺寸比进行描述。另外,本发明只要不超出其要旨,就不限定于下面说明的实施方式的记载。
[0038](实施方式)
[0039]对本发明的实施方式所涉及的半导体装置的结构进行说明。图1是表示本发明的实施方式所涉及的半导体装置的边缘终端区域的结构的截面图。图1的(a)中示出包围主电流流动的活性区域101的外周的边缘终端区域100的主要部分截面图。图1的(b)中示出图1的(a)的虚线框内的放大截面图。在图1的(a)中,切割端面是指将半导体晶圆切割(dicing)为各个片状而露出的片切割面。如图1所示,实施方式所涉及的半导体装置与上述以往的半导体装置同样地,具有主电流所流动的活性区域101以及包围该活性区域101的外周的边缘终端区域100。在边缘终端区域100设置有包括保护环2以及第一、第二场板4、7的电场缓和结构。
[0040]详细地说明边缘终端区域100的结构。在边缘终端区域100中,在半导体衬底(半导体片)I的正面侧的表面层将包围活性区域101的5个保护环2隔开规定的间隔(呈大致环状)地设置为5层。另外,在半导体衬底I的正面,在各个保护环2之上层叠场绝缘膜3、第一场板4、层间绝缘膜5以及势皇金属膜6,在层叠而成的层叠体之上设置有第二场板7。附图标记8是聚酰亚胺膜。第一场板4通过场绝缘膜3的接触孔与保护环2接触。场绝缘膜3、第一场板4、层间绝缘膜5以及势皇金属膜6各自的厚度薄,因此在图1的(a)中将这些层叠而成的层叠体合并图示为一条粗的直线状。
[0041]第二场板7例如由包含1.5%的比例的硅(Si)的铝合金(以下为Al-Si (1.5% )合金)的金属膜构成,被设置为包围活性区域101的大致环状。第二场板7例如也可以与在活性区域101中形成于半导体衬底I的正面的主电极同时地形成。另外,第二场板7不需要设置在所有的保护环2上。即,在多个保护环2中也可以存在在其上方不层叠形成第二场板7的保护环2。通过设为例如针对多个保护环2隔一个地配置第二场板7那样的结构,能够扩大第二场板7间的间隔。由此,即使在通过湿蚀刻对例如5 μπι以上的厚的铝合金膜进行图案加工(图案形成)来形成第二场板7的情况下,也容易进行铝合金膜的图案加工且能够在短时间内进行处理,由于存在该优点,因此优选。
[0042]接着,参照图1的(b)详细地说明场绝缘膜3、第一场板4、层间绝缘膜5以及势皇金属膜6的结构。场绝缘膜3形成在半导体衬底I的正面。在场绝缘膜3的与各个保护环2的表面的一部分对应的位置设置有例如包围活性区域101的大致环状的接触孔。在场绝缘膜3上例如设置有由多晶硅膜构成的第一场板4。作为第一场板4而被粘附(形成)的多晶硅膜在场绝缘膜3的接触孔的内部与保护环2的表面接触。该多晶硅膜(第一场板4)也可以与活性区域101的栅电极(未图示)同时形成。
[0043]第一场板4的内侧(衬底中央部侧)和外侧(衬底外周部侧)的端部可以分别以规定的宽度(以下为突出宽度)突出到在保护环2间的表面形成的场绝缘膜3上以能够适当地发挥第一场板4的功能。另外,第一场板4可以形成为包围活性区域101的大致环状。该多晶硅膜(第一场板4)为薄膜(例如厚度为大约I y m以下左右),因此能够利用干蚀刻进行微细的图案加工,从而能够将突出宽度控制为规定的微细的宽度。另外,能够利用干蚀刻进行微细的图案加工,由此对于多个第一场板4的面方向(与衬底正面平行的方向)上的间隔,也能够将其控制得比成为第二场板7的铝合金膜的图案间隔窄。因而,能够减少外来电荷对半导体衬底I的正面附近的电场带来的不良影响。外来电荷是指在边缘终端区域100的衬底正面附近由于模制树脂(未图示)等而产生的游离离子等。
[0044]对于层间绝缘膜5,在第一场板4上通过例如化学气相沉淀(CVD)法等形成为厚度Iym以上且10 μπι以下左右。层间绝缘膜5也可以与活性区域101的层间绝缘膜的形成同时形成。优选该层间绝缘膜5的厚度在工艺容许的范围内尽可能厚。其理由是通过使第二场板7与第一场板4之间的层间绝缘膜5的厚度厚,能够减小第一场板4间的电场强度。关于层间绝缘膜5的厚度,图6中示出第二场板7和第一场板4之间的层间绝缘膜5的厚度与第一场板4间的电场强度之间的关系。图6是表示第二场板和第一场板之间的层间绝缘膜的厚度与第一场板间的电场强度之间的关系的特性图。
[0045]图6的横轴示出第二场板7与第一场板4之间的层间绝缘膜5的厚度。图6的纵轴以层间绝缘膜5的厚度为I μπι时的第一场板4间的电场强度为基准(=1.0倍)示出与层间绝缘膜5的厚度对应的第一场板4间的电场强度的倍率。将第二场板7的环宽度Lfp2(从衬底中央部朝向外周部的方向的宽度,以下设为环宽度)相对于第一场板4的宽度Lfpi的比(以下设为L FP2/LFP1的比)设为0.75 (L FP2/LFP1= 0.75)。从图6所示的结果确认出通过使层间绝缘膜5的厚度厚而第一场板4间的电场强度变小。例如当将层间绝缘膜5的厚度设为5 μπκΙΟ μπι厚时,可知第一场板4间的电场强度分别变小至层间绝缘膜5的厚度为I μπι时的0.6倍、0.5倍。
[0046]在层间绝缘膜5之上,在沿深度方向与下层的第一场板4大致重叠的位置设置有势皇金属膜6。本发明与以往的结构(图2)的不同点在于在层间绝缘膜5与第二场板7之间设置有势皇金属膜6。势皇金属膜6例如被设置为包围活性区域101的大致环状。势皇金属膜6的环宽度Lfp3与第一场板4的环宽度Lfpi大致相同。势皇金属膜6只要例如如下那样形成即可。首先,在层间绝缘膜5之上,通过溅射以厚度10nm形成以例如氮化钛(TiN)作为主要成分的势皇金属膜6。接着,利用光刻法工艺和干蚀刻,将势皇金属膜6图案加工成具有与第一场板4的多晶硅膜的环宽度Lfpi大致相同的环宽度L FP3且与第一场板4在相同位置重叠的环图案形状。通过这样,在第一场板4的上方的规定位置形成规定的环宽度Lfp3的势皇金属膜6。
[0047]该势皇金属是为了防止金属膜向被接触膜的扩散、防止相互反应而介于金属膜与被接触
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