平面图，(b)是表示沿着(a)的I1-1I的截面构造的主要部分截面图)。
[0037]图2是表示在本发明的第一实施方式涉及的半导体装置中正向压降Vf值的偏差的图。
[0038]图3是表示在本发明的第一实施方式涉及的半导体装置中正向压降Vf的平均值的图。
[0039]图4是表示在本发明的第一实施方式涉及的半导体装置中正向压降Vf的标准偏差值s的图。
[0040]图5是表示在本发明的第一实施方式涉及的半导体装置中各电阻值与距离x的关系的图。
[0041]图6是表示在本发明的第一实施方式涉及的半导体装置中Lnx、Lpx与距离x的关系的图。
[0042]图7是表示本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的概略结构的主要部分截面图。
[0043]图8是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法的主要部分截面图。
[0044]图9是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法的主要部分截面图。
[0045]图10是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法的主要部分截面图。
[0046]图11是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法的主要部分截面图。
[0047]图12是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法的主要部分截面图。
[0048]图13是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法的主要部分截面图。
[0049]图14是用于说明本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法的主要部分截面图。
[0050]图15是表示用本发明的第二实施方式涉及的半导体装置的制造方法形成的接触孔的主要部分平面图。
[0051]图16是表示在本发明的第二实施方式涉及的半导体装置中杂质浓度与深度的关系的图。
[0052]图17是表示在本发明的第二实施方式涉及的半导体装置中方块电阻与偏差的关系的图。
[0053]图18是表示现有的温度传感器二极管的概略结构的图((a)是主要部分平面图，(b)是表示沿着(a)的II1-1II线的截面构造的截面图)。
[0054]图19是表示现有的温度传感器二极管的正向压降Vf与温度的关系的图。
【具体实施方式】
[0055]下面，参照附图，详细地说明本发明的第一和第二实施方式涉及的半导体装置。在以下的实施方式的说明中，举例来说明第一导电型为η型、第二导电型为ρ型的情况，但是也可以将导电型选择为相反的关系，使第一导电型为Ρ型、第二导电型为η型。另外，在本说明书和附图中，在标记η或ρ的层或区域中分别指电子或空穴为多数载流子。另外，η和Ρ所附带的+和-分别指与未附带+和-的半导体区域相比杂质浓度相对较高或较低。
[0056]此外，在以下的实施方式的说明和附图中，对同样的结构标注相同的符号，省略重复的说明。另外，为了易于看图或者易于理解，在实施方式中要说明的附图并未按精确的规模、尺寸比绘制。只要不超出其要旨，本发明并不限于以下说明的一个实施方式的记载。
[0057]在本发明的第一和第二实施方式涉及的半导体装置中，为方便起见，对使用多晶硅层作为形成有温度传感器二极管的薄膜半导体层的情况进行说明，但是薄膜半导体层并不限于多晶硅层。作为薄膜半导体层，也可以是非晶半导体层等。
[0058](第一实施方式)
[0059]如图1所示，本发明的第一实施方式涉及的半导体装置100A具有例如在包括单晶硅的第一导电型(η型)的半导体基板1的主面上隔着绝缘膜7设置的温度传感器二极管101。第一实施方式涉及的半导体装置100Α在图中并未详细示出，与IGBT或MOSFET等电力用功率元件一起设置有温度传感器二极管101。
[0060]温度传感器二极管101用于立即检测出电力用功率元件在通电时的异常升温而抑制因热逸散所导致的元件破坏。温度传感器二极管101包括:由设置于绝缘膜7上的由第一导电型(η型)的薄膜半导体层14构成的阴极区域14Α、以及在绝缘膜7上以与阴极区域14Α构成pn结的方式设置的由第二导电型(ρ型)的薄膜半导体层15构成的阳极区域15A。薄膜半导体层14和薄膜半导体层15例如在多晶硅层8上构成。温度传感器二极管101的薄膜半导体层14和薄膜半导体层15在平面方向上具有界面23而形成pn结。
[0061]另外，第一实施方式涉及的半导体装置100A包括覆盖温度传感器二极管101的阴极区域14A和阳极区域15A的层间绝缘膜16。另外，第一实施方式涉及的半导体装置100A包括阴极电极21，其设置于层间绝缘膜16上，经由贯穿层间绝缘膜16的第一接触孔18，与阴极区域14A电连接且金属连接(金属学意义上连接)。另外，第一实施方式涉及的半导体装置100A包括阳极电极22，其设置于层间绝缘膜16上，经由贯穿层间绝缘膜16的第二接触孔19，与阳极区域15A电连接且金属连接。
[0062]绝缘膜7和层间绝缘膜16例如由二氧化硅(Si02)膜形成。阴极电极21和阳极电极22例如由铝(A1)膜、或者铝.硅(Al - Si)、铝.铜(Al - Cu)、招?铜.硅(Al - Cu -Si)等招合金膜形成。
[0063]温度传感器二极管101的pn结的界面23位于由第一接触孔18和第二接触孔19夹着的层间绝缘膜16的接触孔间配置部分16a的正下方。
[0064]阴极区域14A及阳极区域15A的侧面和底面被层间绝缘膜16和绝缘膜7包围。为方便起见，示出了在第一实施方式涉及的半导体装置100A中该温度传感器二极管101为一个的情况，但是为了提高检测电压也存在多个串联连接的情况。在这种情况下，整体为温度传感器二极管，各个温度传感器二极管成为单位的温度传感器二极管单元。
[0065]如果将构成温度传感器二极管101的阴极区域14A和阳极区域15A的电流路径的长度分别定义为Lnx、Lpx，则电流路径的长度Lnx、Lpx是从第一接触孔端18a至第二接触孔端18b的电流路径的长度Lo中通过阴极区域14A或阳极区域15A的长度。如图1所示，在pn结的界面23为1个的情况下，第一接触孔端18a、第二接触孔端19a与pn结的界面23之间的距离(=从层间绝缘膜的端部至pn结的距离)分别成为Lnx、Lpx ο另外，Lnx+Lpx是从第一接触孔端18a到第二接触孔端19a的电流路径的长度Lo，根据芯片设计上的设计规则，是最优化的固定的长度。
[0066]目前，如果用X表示相对于电流路径Lo的阴极区域14A的电流路径的长度Lnx，则如图1所示在pn结的界面23为1个的情况下，X成为pn结的界面23的位置。S卩，x =0表示pn结的界面23位于第一接触孔端18a的位置，x = 1表示pn结的界面23位于形成在阳极区域15A上的第二接触孔19的端部(第二接触孔端19a)。因此，如果用Lo来表示 Lnx、Lpx，则 Lnx = LoXx，Lpx = LoX(l - x)。另外，x = 0.5 是现有构造，成为 Lnx(x =0.5) = Ln, Lpx(x = 0.5) = Lp。
[0067]此处，设温度传感器二极管101的寄生电阻为Rpnx、阴极区域14A、阳极区域15A的电流路径中的电阻分别为Rnx、Rpx，并且假设能够忽略阴极电极21与阴极区域14A、以及阳极电极22与阳极区域15A的接触电阻，则Rpnx = Rnx+Rpx。另外，设阴极区域14A、阳极区域15A的各方块电阻分别为Rsn、Rsp、流过电流I时的阴极区域14A、阳极区域15A中的电流路径的长度为Lnx、Lpx、电流路径的宽度为W，则温度传感器二极管101的寄生电阻Rpnx成为
[0068]Rpn = Rsn(Lnx/ff)+Rsp(Lpx/ff)。
[0069]作为各自的具体的数值，在第一实施方式中，例如Lo = Lnx+Lpx = 30 μ m，Rsn =400 Ω / 口，Rsp = 150 Ω / □等。
[0070]图2至图4是表示正向压降Vf的值及其偏差与Lnx/Lpx的关系的图，图2是表示正向压降Vf的值的偏差的图，图3是表示正向压降Vf的平均值的图，图4是表示正向压降Vf的标准偏差值s的图。
[0071]从这些图可知，通过延长方块电阻较低的ρ型阳极区域15A的电流路径Lpx，能够减小正向压降Vf的偏差。具体而言，设Lnx+Lpx = Lo (固定)，使Lnx/Lpx从1 (现有构造)减少至0.2，则Vf的值减少3mV左右，表示Vf的偏差的标准偏差值从1.4减少将近一半至
0.8。
[0072]例如，根据工艺条件，在Rsn的值比Rsp大的情况下使(λ 1彡Lnx/Lpx彡(λ 9，由此能够减小Rpnx的值。如果Lnx/Lpx超过0.9，则接近现有构造，Rpnx的值的减小效果下降。另一方面，如果Lnx/Lpx不到0.1，则pn结的界面23过于接近阴极电极21，温度传感器二极管101的耗尽层扩大到阴极电极21，因此不呈现正确的Vf的温度依存性。因此，在Rsn > Rsp的情况下，优选采用0.1 < Lnx/Lpx < 0.9范围的Lnx和Lpx。另一方面，在Rsn< Rsp的情况下，也可以采用0.1 ^ Lpx/Lnx < 0.9范