半导体装置及其制造方法与流程

本发明涉及半导体装置及其制造方法。

背景技术：

1、半导体装置有在半导体衬底内具备交替地反复配置有n型柱和p型柱的反复层的情况。这样的反复层因各种各样的理由而需要。例如，为了兼顾半导体装置的低导通电阻化和高耐压化，开发了被称作超结层(以下称作“sj层”)的反复层。在专利文献1中公开了具备sj层的半导体装置的一例。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：wo 2020/110514 a

技术实现思路

1、有想要增大这样的反复层的厚度的情况。例如，在反复层为sj层的情况下，通过增大sj层的厚度，能够进一步改善半导体装置的低导通电阻化与高耐压化之间的权衡关系。但是，厚度较大的反复层由于n型柱及p型柱的纵横比变大，所以难以将反复层的整体一起制作。因此，提出了经过多个层叠工序形成反复层的整体的制造方法。

2、但是，如果在进行了层叠时在下侧反复层与上侧反复层之间发生位置偏移，则在下侧反复层与上侧反复层的边界面处在柱间形成狭窄部分，有可能使半导体装置的电特性变差。本说明书的目的在于，提供用来抑制半导体装置的电特性的变差的技术。

3、本说明书公开一种在将半导体衬底进行平面观察时具有沿着至少1个反复方向交替地反复配置有第1导电型柱和第2导电型柱的反复层的半导体装置的制造方法。该制造方法能够具备形成上述反复层的工序。形成上述反复层的工序能够具有：通过将第1导电型的下侧外延层内的一部分替换为第2导电型的区域，形成第1导电型柱下侧部分和第2导电型柱下侧部分沿着上述反复方向交替地反复的下侧反复层的工序；以及在上述下侧反复层上形成上侧反复层的工序，该工序通过将第1导电型的上侧外延层内的一部分替换为第2导电型的区域，形成第1导电型柱上侧部分和第2导电型柱上侧部分沿着上述反复方向交替地反复的上述上侧反复层。上述第2导电型柱下侧部分和第2导电型柱上侧部分的至少某一方能够包括中央部分和端部分，该端部分设在上述下侧反复层与上述上侧反复层之间的边界面和上述中央部分之间。沿着上述反复方向测定的上述边界面处的上述端部分的宽度比沿着上述反复方向测定的上述中央部分的宽度小。上述半导体装置的种类没有特别限定，例如可以是mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor)或igbt(insulated gate bipolar transistor)。

4、实施上述制造方法能制造出上述第2导电型柱下侧部分和第2导电型柱上侧部分的至少某一方的上述端部分的宽度变窄的半导体装置。换言之，能制造出在上述下侧反复层与上述上侧反复层之间的上述边界面处上述第1导电型柱下侧部分和上述第1导电型柱上侧部分能够以较大的面积连接的半导体装置。因此，即使在将上述上侧反复层层叠于上述下侧反复层上时发生了位置偏移，在上述边界面处上述第1导电型柱下侧部分与第1导电型柱上侧部分也良好地连接。因此，通过上述制造方法制造的半导体装置抑制了电特性的变差。

5、本说明书公开的半导体装置具备在将半导体衬底进行平面观察时沿着至少1个反复方向交替地反复配置有第1导电型柱和第2导电型柱的反复层。上述反复层能够具有：下侧反复层，上述第1导电型柱下侧部分和上述第2导电型柱下侧部分沿着上述反复方向交替地反复；以及上侧反复层，第1导电型柱上侧部分和第2导电型柱上侧部分沿着上述反复方向交替地反复。上述第2导电型柱下侧部分和第2导电型柱上侧部分的至少某一方能够包括中央部分和端部分，该端部分设在上述下侧反复层与上述上侧反复层之间的边界面和上述中央部分之间。沿着上述反复方向测定的上述边界面处的上述端部分的宽度比沿着上述反复方向测定的上述中央部分的宽度小。

6、在上述半导体装置中，上述第2导电型柱下侧部分和第2导电型柱上侧部分的至少某一方的上述端部分的宽度变窄。换言之，在上述半导体装置中，在上述下侧反复层与上述上侧反复层之间的上述边界面，上述第1导电型柱下侧部分和上述第1导电型柱上侧部分能够以较大的面积连接。因此，即使在将上述上侧反复层层叠于上述下侧反复层上时发生了位置偏移，在上述边界面处上述第1导电型柱下侧部分与第1导电型柱上侧部分也良好地连接。因此，上述半导体装置具备抑制了电特性的变差的构造。

技术特征：

1.一种半导体装置的制造方法，该半导体装置在将半导体衬底进行平面观察时具有沿着至少1个反复方向交替地反复配置有第1导电型柱和第2导电型柱的反复层，该半导体装置的制造方法的特征在于，

2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

5.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

7.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

8.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

9.如权利要求1～8中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

10.一种半导体装置，其特征在于，

11.如权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，

技术总结
提供半导体装置及其制造方法。半导体装置(1)具有下侧反复层(13A)和上侧反复层(13B)。第2导电型柱下侧部分(15A)和第2导电型柱上侧部分(15B)的至少某一方包括中央部分(42、48)和端部(44、46)，该端部设在下侧反复层与上侧反复层之间的边界面和中央部分之间。沿着反复方向测定的边界面处的端部分的宽度(Lpa2、Lpb2)比沿着反复方向测定的中央部分的宽度(Lpa1、Lpb1)小。

技术研发人员：金原启道
受保护的技术使用者：株式会社电装
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6