半导体器件的制作方法_3

文档序号:9201856阅读:来源:国知局
中形成了 P类型半导体区的一部分在导通电流流经的路径附近减小。由于该配置,减小了导通电阻的恶化。以此方式,在此实施例中,可以通过促进漏极区35附近的耗尽来增强击穿电压,同时减小导通电阻的恶化。
[0079]例如,通过调整其中形成了第二半导体区22的位置,更大程度上增强击穿电压、同时减小导通电阻的恶化是可能的。
[0080]例如,第一半导体区21与漏极区35之间沿着第二方向(此实施例中的X轴方向)的第一距离LI小于第一半导体区21与第二半导体区22之间沿着第二方向的第二距离L2。例如,第二半导体区22和漏极区35的中心35c沿着第二方向的第四距离L4与第一半导体区21和中心35c沿着第二方向的第三距离L3的比率小于等于0.5。由于此设定,增强了击穿电压,同时减小了导通电阻的恶化。在实施例中,可以基于第一漏极区36的由绝缘隔离膜52插入的中心点来获得漏极区35的中心35c的位置。S卩,漏极区35的中心35c的位置是在绝缘隔离膜52之间的中间点,所述绝缘隔离膜52将第一漏极区35夹在其中。
[0081]图3是例示了根据第一实施例的修改的具有η类型DMOS结构的半导体器件101的立体示意图。
[0082]同样,在半导体器件101中,形成了第一半导体层11、第二半导体层12、第一半导体区21、第二半导体区22、源极区31、漏极区35等。
[0083]半导体器件101的第二半导体区22包含第一部分22a、第二部分22b、以及第三部分 22c。
[0084]第二部分22b在第三方向上(例如,Y轴方向)与第一部分22a间隔开。在此实施例中,第三部分22c在第三方向上与第一部分22a和第二部分22b间隔开。第三方向是与第一方向(Z轴方向)相交并且与第二方向(例如,X轴方向)相交的方向。
[0085]与半导体器件100的第二半导体区22有关的类似解释可适用于第一部分22a至第三部分22c。即,第一部分22a至第三部分22c的导电类型是P类型。以与第二半导体区22相同的方式将第一部分22a至第三部分22c中的每一个部分中的P类型掺杂剂的浓度设定为相对低的值。
[0086]η类型半导体区12a被提供在第一部分22a与第二部分22b之间。η类型半导体区12b被提供在第二部分22b与第三部分22c之间。g卩,第二半导体层12包含半导体区12a和半导体区12b。
[0087]例如,第一部分22a沿着第三方向的长度L22a为如漏极区35沿着第三方向的距离Ld的0.3或更大倍数并且0.7或更小倍数的一样大。例如,半导体区12a沿着第三方向的长度L12a为如漏极区35在第三方向上的长度Ld的0.3或更大倍数并且0.7或更小倍数的一样大。
[0088]例如,第一部分22a在第三方向上的长度L22a与半导体区12a在第三方向上的长度L12a的比率大于等于0.5并且小于等于2。
[0089]在半导体器件101中以此方式分割第二半导体区22。通过分割第二半导体区22,增大了被布置在P类型第二半导体区22与被布置在P类型第二半导体区22周围的η类型区域(第一半导体层11、第二半导体层12以及漏极区35)之间的pn结的面积。由于pn结的面积的增大,增大了例如耗尽层。当向漏极电极62施加高电压时,促进了漏极区35周围的耗尽。由于该耗尽,可以增强半导体器件的击穿电压。
[0090]进一步地,当分割了第二半导体区22时,与其中未分割第二半导体区22的情况相t匕,使得在漏极区35周围(在沿着导通电流流动的路径上)形成的P类型半导体区小的。由于该配置,例如,可以减小导通电阻的恶化。还可以增强关于导通电阻的击穿电压。
[0091](第二实施例)
[0092]图4是例示了根据第二实施例的半导体器件的剖视示意图。
[0093]图4例示了具有η类型DMOS结构的半导体器件102。同样在半导体器件102中,形成了第一半导体层11、第二半导体层12、第一半导体区21、源极区31、漏极区35等。相同的符号给出了大体上与关于半导体器件100解释的配置相同的配置,并且省略重复的解释。
[0094]如在图4中示例的,半导体器件102还包含P类型第四半导体区24。第四半导体区24被提供在第一半导体区21与第一半导体层11之间。
[0095]例如,可以使第四半导体区24与第一半导体层11接触。例如,可以使第四半导体区24与第一半导体区21接触。
[0096]pn结被形成在第四半导体区24与第一半导体层11之间的边界处。通过调整第四半导体区24的位置或第四半导体区24中的掺杂剂浓度,例如可以加强第四半导体区24与第一半导体层11之间生成的电场。通过加强第四半导体区24与第一半导体层11之间的电场,可以缓和漏极区35周围的电场。以此方式,通过在第一半导体层11与第一半导体区21之间形成P类型半导体区,进一步提高击穿电压。
[0097]例如,第四半导体区24中的P类型掺杂剂的浓度低于第一半导体区21中的P类型掺杂剂的浓度是优选的。通过以此方式设定P类型掺杂剂的浓度,加强了第四半导体区24与第一半导体层11之间生成的电场。
[0098]当在接近于导通电流流动通过的路径的位置处形成像第四半导体区24 —样的P类型半导体区时,增大了导通电流流动通过的路径中的电阻。相应地,其中形成第四半导体区24的部分不过大是优选的。
[0099]从而,第四半导体区24与漏极区35之间的沿着第二方向的第五距离L5大于第一半导体区21与漏极区35之间的沿着第二方向的第六距离L6是优选的。
[0100]另外,漏极区35的中心35c与第四半导体区24之间的沿着第二方向的第七距离L7大于中心35c与第一半导体区21之间的沿着第二方向的第八距离L8是优选的。
[0101]当形成了具有该配置的第四半导体区24时,可以增强击穿电压,同时减小导通电阻的恶化。在此实施例中,可以形成第二半导体区22和第四半导体区24两者。通过形成第二半导体区22和第四半导体区24两者,可以进一步增强关于导通电阻的击穿电压。在该情况下,可以以与第二半导体区22相同的方式来扩散第四半导体区24。即,可以将第四半导体区24中的P类型掺杂剂的浓度在Z轴方向上的分布大体上设定为等于第二半导体区22中的P类型掺杂剂的浓度在Z轴方向上的分布。
[0102]图5是例示了半导体器件的特性的图表。
[0103]实现200例示了根据实施例的半导体器件100的击穿电压与导通电阻之间的关系,而实现190例示了根据参考示例的半导体器件的击穿电压与导通电阻之间的关系。
[0104]图5中的纵坐标轴上呈现导通电阻RonA (m Ω mm2)。在图5中的横坐标轴上呈现击穿电压BVdss (V)。参考示例的半导体器件中未形成第二半导体区22。除了未形成第二半导体区22,参考示例的半导体器件的配置大体上等于以上解释的半导体器件100的对应的配置。
[0105]图5中描绘的图表是通过仿真计算的结果。仿真中的栅长(栅极电极63沿着X轴方向的长度)为2.7 μ m。漏极区35的深度(沿着Z轴方向的长度)为1.7 μ m。第四距离L4与第三距离L3的比率大约为0.3。击穿电压BVdss是漏电压,在漏电压下栅极电极63和源极电极61是短路的,以及当向漏极电极62施加电压时,超过预定阈值电压的漏电流流动。
[0106]如在图5中示例的,在半导体器件100和根据参考示例的半导体器件中,击穿电压BVdss越高,导通电阻RonA变得越高。在根据参考示例的半导体器件中,当导通电阻RonA为50ηιΩπιπι2时,击穿电压大约为64V。另一方面,在半导体器件100中,当导通电阻RonA为50mQmm2时,击穿电压大约为75V。以此方式,可以增强关于导通电阻RonA的击穿电压BVdss0
[0107]根据实施例,提供其中增强击穿电压、同时抑制导通电阻的增大的半导体器件是可能的。
[0108]在本公开内容中,“垂直”不仅仅意指该术语的严格意义上的“垂直”,而且也意指“例如具有在制造步骤等中造成的波动的垂直”。即,“垂直”为“基本上垂直”就足够了。
[0109]通过参考在这之前的具体事例已经解释了本公开内容的实施例。然而,本公开内容的实施例不限于这些具体事例。例如,关于诸如第一半导体层、第二半导体层、第一半导体区至第四半导体区、源极区、漏极区、栅极绝缘膜、栅极电极、源极电极、漏极电极、或绝缘隔离膜之
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