半导体装置的制造方法
【专利说明】半导体装置
[0001](关联申请)
[0002]本申请享受以日本专利申请2014-18247号(申请日:2014年2月3日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及半导体装置。
【背景技术】
[0004]在具备纵向IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)、纵向 MOSFET (MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor)、纵向二极管等纵向兀件的半导体装置中，通过在半导体基板的上下两面设置的电极，向纵向元件施加电压而进行ON动作。在具备纵向元件的半导体装置中，要求抑制ON动作时的电流、发热的局部性的集中，而使半导体装置的破坏耐性提高。
【发明内容】
[0005]本发明想要解决的课题在于，提供一种能够抑制ON动作时的电流、发热的局部性的集中而使破坏耐性提高的半导体装置。
[0006]实施方式的半导体装置具备:半导体基板，具有纵向元件；第I电极，设置于所述半导体基板的一方的面；第2电极，设置于所述半导体基板的另一方的面;第I导电部件，设置于所述第I电极的中央部的、与所述半导体基板相反一侧；以及第2导电部件，设置于所述第2电极的、与所述半导体基板相反一侧，所述纵向元件的所述第I电极的中央部与所述第2电极之间的电阻低于与所述中央部邻接且未设置所述第I导电部件的所述第I电极的周边部与所述第2电极之间的电阻。
【附图说明】
[0007]图1是第I实施方式的半导体装置的示意剖面图。
[0008]图2是图1的虚线所包围的区域的放大图。
[0009]图3是第I实施方式的作用的说明图。
[0010]图4是第I实施方式的作用的说明图。
[0011]图5是第2实施方式的半导体装置的示意剖面图。
[0012]图6是第3实施方式的半导体装置的示意剖面图。
[0013]图7是第4实施方式的半导体装置的示意剖面图。
[0014]图8是第5实施方式的半导体装置的示意剖面图。
【具体实施方式】
[0015]以下，参照附图，说明本发明的实施方式。另外，在以下的说明中，对同一部件等附加同一符号，关于说明了一次的部件等，适宜省略其说明。
[0016]在本说明书中，纵向兀件意味着,在ON动作时从半导体基板的一方的面朝向另一方的面流过电流的构造的元件。纵向元件是例如纵向IGBT、纵向M0SFET、纵向二极管等。
[0017]另外,在本说明书中，n+型、η型、rT型的记载意味着按照该顺序，η型的杂质浓度变低。同样地，P+型、P型、型的记载意味着按照该顺序，P型的杂质浓度变低。
[0018]η型杂质是例如磷⑵或者砷(As)。另外，P型杂质是例如硼⑶。
[0019]另外，在本说明书中“上”、“下”是指，简单地规定构成要素的相对的位置关系的用语，而不一定是规定针对重力方向的朝向。
[0020](第I实施方式)
[0021]本实施方式的半导体装置具备:半导体基板，具有纵向元件?’第I电极，设置于半导体基板的一方的面；第2电极，设置于半导体基板的另一方的面；第I导电部件，设置于第I电极的中央部的、与半导体基板相反一侧；第2导电部件，设置于第2电极的、与半导体基板相反一侧。另外，在纵向元件的ON动作时，第I电极的中央部与第2电极之间的电阻低于与上述中央部邻接且未设置第I导电部件的第I电极的周边部与第2电极之间的电阻。
[0022]在本实施方式的半导体装置中，在第I电极的中央部与第2电极之间设置了单位单元(unit cell)，在第I电极的周边部与第2电极之间未设置单位单元。通过该结构，第I电极的中央部与第2电极之间的单位单元的密度高于第I电极的周边部与第2电极之间的单位单元的密度。
[0023]图1是本实施方式的半导体装置的示意剖面图。本实施方式的半导体装置具备半导体基板10、第I电极12、第2电极14、第I导电部件16、第2导电部件18、保护膜20。
[0024]半导体基板10是例如单晶硅。在半导体基板10中，作为纵向元件，设置了 IGBT。
[0025]第I电极12设置于半导体基板10的一方的面上。第I电极12是IGBT的发射极电极。发射极电极是金属，是例如钛(Ti)和铝(Al)的层叠膜。
[0026]第2电极14设置于半导体基板10的另一方的面上。第2电极14是IGBT的集电极电极。集电极电极是金属，是例如钛(Ti)和铝(Al)的层叠膜。
[0027]另外，半导体装置在与第I电极12相同的面上，具备未图示的IGBT的栅电极。
[0028]第I导电部件16设置于第I电极12的中央部的与半导体基板10相反一侧。在第I电极12的上方，将例如焊锡层(未图示)夹在之间而设置了第I导电部件16。
[0029]第I导电部件16作为发射极电极12的向外部的取出电极发挥功能。另外，第I导电部件16具备将通过IGBT的动作发生的热向外部散热的功能。第I导电部件16是金属，是例如铜(Cu)或者铜合金。
[0030]第2导电部件18设置于第2电极14的与半导体基板10相反一侧。在第2电极14的下方，将例如焊锡层(未图示)夹在之间而设置了第2导电部件18。
[0031]第2导电部件18作为集电极电极14的向外部的取出电极发挥功能。另外，第2导电部件18具备将通过IGBT的动作发生的热向外部散热的功能。第2导电部件18是金属，是例如铜(Cu)或者铜合金。
[0032]保护膜20设置于第I电极12之上。在保护膜20的开口部中设置了第I导电部件16。保护膜20是例如聚酰亚胺。
[0033]在本实施方式的半导体装置中，纵向元件的ON动作时的、第I电极(发射极电极)12的中央部与第2电极(集电极电极)14之间的电阻低于与上述中央部邻接且未设置第I导电部件16的第I电极12的周边部与第2电极14之间的电阻。
[0034]此处，第I电极12的周边部意味着，第I导电部件16的端部正下至半导体装置的端部的规定的区域。在第I电极12的周边部的更靠近半导体装置的端部侧的半导体基板10中，设置了例如保护环等半导体装置10的耐压构造。第I电极12的周边部是指，例如第I导电部件16的端部至保护膜20之间的区域。
[0035]图2是图1的虚线所包围的区域的放大图。如图2所示，半导体基板10具备由多个单位单元构成的IGBT (纵向元件)30。IGBT的单位单元在图2中是由实线的四方框所包围的区域。
[0036]发射极电极12设置于半导体基板10的一方的面上。集电极电极14设置于半导体基板10的另一方的面上。
[0037]在第I电极12的上方，将焊锡层32夹在之间而设置了第I导电部件16。在第2电极14的下方，将焊锡层34夹在之间而设置了第2导电部件18。
[0038]以与集电极电极14电气地相接的方式，在半导体基板10内设置了 P+型集电极层36。另外，在P+型集电极层36之上，设置了 n_型漂移层38。P+型集电极层36和集电极电极14期望欧姆接触。
[0039]另外，在n_型漂移层38之上，设置了 P型基极层40。进而，在P型基极层40之上，选择性地设置了 n+型发射极层42。n+型发射极层42与发射极电极12相接。n+型发射极层42和发射极电极12期望欧姆接触。另外，P型基极层40和发射极电极12期望欧姆接触。
[0040]在半导体基板10中，在发射极电极12侧形成沟槽(trench) 44。沟槽44的上端位于P型基极层40或者n+型