半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体装置。
【背景技术】
[0002]作为将导入至车辆等中使用的汽油发动机的燃烧室内的混合气体点燃并使其燃烧的内燃机用点火装置的构成部，有控制向点火线圈的初级侧线圈流通的低压电流的半导体装置(点火器)。以往，作为点火器，已知有将构成使流通初级侧线圈的低压电流通断的开关的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，和用于控制该IGBT的电路部配置于同一芯片上的单芯片点火器。现有的单芯片点火器具备通过将IGBT和电路部的元件隔开预定距离地配置，从而能够进行电分离，且易于制造的自分离结构。对现有的自分离结构的单芯片点火器的结构进行说明。
[0003]图14是示出现有的单芯片点火器的平面布局的俯视图。图15是示出在图14的剖切线AA-AA’位置的截面结构的截面图。如图14、图15所示，现有的单芯片点火器在p+型半导体基板101上例如依次进行n+型缓冲区102、η型漂移区103的外延生长，并在η型漂移区103的表面层由多个P+型区104扩散而成的半导体芯片上具备IGBT部110、电路部120以及耐压结构部130。应予说明，在图15中，将多个ρ+型区104进行简化而作为一个ρ +型区104进行图示。IGBT部110以及电路部120并列配置于芯片中央部。在IGBT部110配置有构成点火器的开关的IGBT等。
[0004]在电路部120配置有例如配置绝缘栅型场效应晶体管(MOSFET)等的有源元件的第一电路部121，和作为使IGBT部110的IGBT与第一电路部121的各元件电分离的自分离区而起作用的第二电路部122。第二电路部122在IGBT部110和第一电路部121之间以预定的宽度(剖切线ΑΑ-ΑΑ’方向的宽度)w0配置。通过如此设置第二电路部122，使IGBT部110和第一电路部121的隔开距离，从而能够降低从IGBT部110向第一电路部121流通的IGBT部110的IGBT的寄生电流的电流值。
[0005]据此，通过使第二电路部122作为自分离区而起作用，从而抑制了由IGBT部110的IGBT的寄生电流引起的不利影响波及到第一电路部121的各元件，并且确保了第一电路部121的浪涌(surge)耐受量。为了有效利用该第二电路部(以下成为自分离区)122的占有面积，在自分离区122，将构成电路部120的多个部件中不受由IGBT部110的IGBT的寄生电流引起的不利影响的部件，即布线和/或电极衬垫、多晶硅器件等在芯片正面上隔着氧化膜而配置，且将不与硅部接触的部件集中进行配置。
[0006]作为在同一芯片上配置了 IGBT部和电路部的沟槽分离结构的半导体装置，提出了在IGBT部和保护电路部之间具备深的沟槽和在其中埋入绝缘物，例如氧化硅膜(S12)的结构的装置(例如，参考下述专利文献I)。在下述专利文献I中，记载了只有当沟槽的深度到达阳极侧的P+型集电区附近的深度时，效果才会变大，尤其是在与开关速度无关的用途，特别是在发动机点火装置等中该现象表现得显著。此外，作为在同一芯片上配置了 IGBT部和电路部的自分离结构的半导体装置，还提出有在除了窄的表面沟道或者颈部区(neckreg1n)之外，IGBT部以及控制部两者实质上由电场端子包围的装置(例如，参考下述专利文献2) ο
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开2011 - 119542号公报
[0010]专利文献2:日本特开平9 - 181315号公报
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]然而，虽然在现有的自分离结构的单芯片点火器中，通过小型化技术等将构成电路部120的各部件的所占面积缩小，从而对应于这些部件的所占面积而能够缩小第一电路部121的面积，但不能缩小自分离区122的面积。因此，在电路部120产生未配置部件的无效区域，无效区域的面积相当于自分离区122的宽度w0( = 800 μ m左右)X芯片一边的长度。也就是说，在现有结构中，对电路部120进行进一步的小型化是有限度的，对芯片尺寸的小型化和/或成本的降低而言成为很大阻碍。
[0013]本发明为了解决上述现有技术的问题，其目的在于提供一种能够实现芯片尺寸的小型化的半导体装置。并且本发明为了解决上述现有技术的问题，其目的还在于提供一种能够降低成本的半导体装置。
[0014]技术方案
[0015]为了解决上述课题，达成本发明的目的，本发明的半导体装置为在同一半导体基板具备绝缘栅双极型晶体管和控制上述绝缘栅双极型晶体管的电路的半导体装置，具有以下特征。设置有配置了上述绝缘栅双极型晶体管的第一元件部。设置有配置了上述电路的第二元件部。在第一导电型的上述半导体基板的正面上设置有第二导电型漂移区。在上述第二导电型漂移区的与上述半导体基板侧相反一侧的表面层设置有第一导电型区。设置有在深度方向上贯通上述第一导电型区而到达上述第二导电型漂移区的绝缘体层。并且，上述绝缘体层设置于上述第一元件部和上述第二元件部之间的边界。上述第一导电型区通过上述绝缘体层被分离为上述第一元件部侧的上述绝缘栅双极型晶体管的发射电位的第一个第一导电型区和上述第二元件部侧的第二个第一导电型区。
[0016]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，上述第二个第一导电型区与构成上述电路的绝缘栅型半导体元件的基区接触。
[0017]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，上述第二个第一导电型区包围上述绝缘栅型半导体元件的周围。
[0018]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，还具备与上述第二个第一导电型区接触的第一接触电极，上述第一接触电极与上述绝缘栅双极型晶体管的发射电极电连接。
[0019]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，还具备以包围上述第一元件部以及上述第二元件部的方式设置在上述半导体基板的外周部侧的上述绝缘栅双极型晶体管的发射电位的第二接触电极。
[0020]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，上述绝缘体层的端部从上述第二个第一导电型区的端部向外周方向延伸。
[0021]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，上述绝缘体层的端部位于比上述第二接触电极的外周端更靠近内周侧的位置。
[0022]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，从上述绝缘体层的上述半导体基板侧的端部至上述第二导电型漂移区与上述半导体基板之间的界面为止的距离为空穴的扩散长度以上。
[0023]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，从上述绝缘体层的上述半导体基板侧的端部至上述第二导电型漂移区与上述半导体基板之间的界面为止的距离为上述第二导电型漂移区的厚度的一半以上。
[0024]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，从上述绝缘体层的上述半导体基板侧的端部至上述第二导电型漂移区与上述半导体基板之间的界面为止的距离为空穴的扩散长度以下。
[0025]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，从上述绝缘体层的上述半导体基板侧的端部至上述第二导电型漂移区与上述半导体基板之间的界面为止的距离为上述第二导电型漂移区的厚度的一半以下。
[0026]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，还具备连接在上述第二个第一导电型区和上述第一接触电极之间的电阻。
[0027]另外，本发明的半导体装置在上述发明中，其特征在于，上述半导体装置为点火器，上述绝缘栅双极型晶体管作为使流通点火线圈的初级侧线圈的低压电流通断的开关而动作。
[0028]根据上述发明，在第一元件部和第二元件部之间的边界不设置自分离区，能够获得抑制寄生电流到满足产品规格的程度以及提高浪涌耐受量的效果，能够防止第二元件部的电路被破坏。因此，与通过自分离区将第一元件部和第二元件部电分离的情况相比，能够减小不配置元件的无效区域。
[0029]发明效果
[0030]根据本发明的半导体装置，能够起到实现芯片尺寸小型化的效果。并且，根据本发明的半导体装置，能够起到降低成本的效果。
【附图说明】
[0031]图1是示出实施方式I的半导体装置的平面布局的俯视图。
[0032]图2是示意地示出在图1的剖切线A-A’位置的截面结构的截面图。
[0033]图3-1是详细地示出在图1的剖切线A-A’位置的截面结构的截面图。
[0034]图3-2是放大地示出图3-1的电介质分离区附近的截面图。
[0035]图3-3是示出图3-1的电介质分离区的变形例的截面图。
[0036]图4是示出实施方式I的半导体装置的制造方法的概要的流程图。
[0037]图5-1是示出实施方式2的半导体装置的结构的截面图。
[0038]图5-2是示出设置于图5-1的电路部的单独电路和该单独电路周边的平面配置的俯视图。
[0039]图5-3是示出设置于图5-1的电路部的感测IGBT和该感测IGBT周边的平面配置的俯视图。
[0040]图6是示出实施方式2的半导体装置的另一例的结构的截面图。
[0041]图7是示出实施方式3的半导体装置的平面布局的俯视图。
[0042]图8-1是示意地示出在图7的剖切线B-B’位置的截面结构的截面图。
[0043]图8-2是示意地示出在图7的剖切线C-C’位置的截面结构的截面图。
[0044]图8-3是示意地示出在图7的剖切线D-D’位置的截面结构的截面图。
[0045]图8-4是示出通常的内燃机点火装置的电路结构的电路图。
[0046]图8-5是示出实施方式3的半导体装置的内部动作的说明图。
[0047]图8-6是示出现有的半导体装置的内部动作的说明图。
[0048]图9是示出实施方式4的半导体装置的平面布局的一例的俯视图。
[0049]图10是示出实施方式4的半导体装置的平面布局的一例的俯视图。
[0050]图11是示出实施方式4的半导体装置的平面布局的一例的俯视图。
[0051]图12是示出实施方式4的半导体装置的平面布局的一例的俯视图。
[0052]图13是示出实施方式4的半导体装置的平面布局的一例的俯视图。
[0053]图14是示出现有的单芯片点火器的平面布局的俯视图。
[0054]图15是示出在图14的剖切线AA-AA’位置的截面结构的截面图。
[0055]符号的说明
[0056]I P+型半导体基