置附近下形成沟道反转层17，因此有可能引起栅极阈值电压的变动。本发明的第15实施方式防止该现象。
[0178]与图23的不同点在于，在源极焊盘电极6与栅极焊盘电极7之间的层间绝缘膜14露出位置的下部没有配置沟槽25。在横跨源极焊盘电极6下部与栅极焊盘电极7下部之间而形成的P阱区域5中，沿形成于沟槽25的栅极绝缘膜18的方向形成沟道反转层17。然而，在源极焊盘电极6与栅极焊盘电极之间的层间绝缘膜14露出位置的下部不形成沟道反转层17。因此，在从外部将离子等经由层间绝缘膜14导入至栅极绝缘膜18的情况下，例如即使导入外部大气中的水分所包含的氢离子、钠离子以及氯离子等，也不会引起栅极阈值电压的变动。因此，与图23所示的纵向型半导体装置400相比，开关特性、导通特性不产生变动，因此能够使纵向型半导体装置稳定地进行动作。
【主权项】
1.一种纵向型半导体装置，具备元件活性部和耐压结构部，该纵向型半导体装置的特征在于， 在上述元件活性部具备: 第一导电型的第一半导体层； 漂移层，其被配置在上述第一半导体层的第一主表面上； 第一导电型的第二半导体层，其被配置在上述漂移层的表面层； 第二导电型的阱区域，其被配置在上述第二半导体层的表面层； 第一导电型的源极区域，其被配置在上述阱区域的表面层； 第二导电型的接触区域，其被配置在上述阱区域的表面层； 栅电极，其隔着栅极绝缘膜配置在被上述阱区域的上述源极区域与上述第二半导体层夹持的上述阱区域上；以及 层间绝缘膜，其被配置在上述栅电极的上表面， 其中，在上述层间绝缘膜的上表面具备与上述源极区域和上述接触区域电连接的第一主电极， 在上述层间绝缘膜的上表面还具备与上述第一主电极分离配置且与上述栅电极电连接的栅极焊盘电极， 上述第一主电极下部的上述漂移层具备第一并列PU层，在该第一并列PU层沿与上述第一主表面平行的方向重复交替地配置第一第一导电型半导体区域和第一第二导电型半导体区域，并且上述第一第二导电型半导体区域与上述阱区域接触， 上述栅极焊盘电极下部的上述漂移层具备第二并列Pn层，在该第二并列pn层沿与上述第一主表面平行的方向重复交替地配置第二第一导电型半导体区域和第二第二导电型半导体区域，并且上述第二第二导电型半导体区域配置成与上述阱区域相向， 在上述第二并列Pn层与上述阱区域之间具备第一导电型隔离区域。2.根据权利要求1所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述第二第一导电型半导体区域和上述第二第二导电型半导体区域重复交替地配置的上述第二并列Pn层的重复间距比上述第一第一导电型半导体区域和上述第一第二导电型半导体区域重复交替地配置的上述第一并列pn层的重复间距窄。3.根据权利要求1所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述第二第一导电型半导体区域和上述第二第二导电型半导体区域重复交替地配置的上述第二并列pn层的重复间距与上述第一第一导电型半导体区域和上述第一第二导电型半导体区域重复交替地配置的上述第一并列pn层的重复间距相等。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 从上述第二半导体层的上表面直到上述第二并列Pn层的上表面为止的厚度为从上述第二半导体层的上表面直到上述第二并列pn层的下表面为止的厚度的1/3以下。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述栅电极的俯视形状为条状。6.根据权利要求5所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 在沿与上述条状的上述栅电极的长度方向平行的方向配置的上述第一主电极的端部同上述栅极焊盘电极的端部之间的正下方配置的上述栅电极在上述栅极焊盘电极侧没有配置上述源极区域。7.根据权利要求6所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 在沿与上述条状的上述栅电极的长度方向正交的方向配置的上述第一主电极的端部同上述栅极焊盘电极的端部之间的正下方配置的上述栅电极的下部具备设置有凹部的上述源极区域。8.根据权利要求6所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 在上述第一主电极的第一主表面上配置有将上述栅电极与上述栅极焊盘电极连接的栅极浇道， 在沿与上述条状的上述栅电极的长度方向正交的方向配置的上述第一主电极的端部同上述栅极浇道的端部之间的正下方配置的上述栅电极的下部具备设置有凹部的上述源极区域。9.根据权利要求7所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述凹部的一个侧面与上述第一主电极的端部之间的距离以及上述凹部的另一个侧面与上述栅极焊盘电极的端部之间的距离为2 μπι以上。10.根据权利要求8所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述凹部的一个侧面与上述第一主电极的端部之间的距离以及上述凹部的另一个侧面与上述栅极浇道的端部之间的距离为2 μπι以上。11.根据权利要求5所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述条状的栅电极在上述第一主电极的下部与上述栅极焊盘电极的下部之间被隔离。12.根据权利要求5所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 在沿与上述条状的上述栅电极的长度方向正交的方向配置的上述第一主电极的端部同上述栅极焊盘电极的端部之间的正下方配置的上述第二导电型的阱区域与相邻的上述第二导电型的阱区域连结，在上述第一主电极的端部与上述栅极焊盘电极的端部之间的正下方没有配置上述栅电极。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 配置在上述栅极焊盘电极正下方的上述第二导电型的阱区域连结而成为一个第二导电型的阱区域。14.一种纵向型半导体装置，具备元件活性部和耐压结构部，该纵向型半导体装置的特征在于， 在上述元件活性部具备: 第一导电型的第一半导体层； 漂移层，其被配置在上述第一半导体层的第一主表面上； 第二导电型的阱区域，其被配置在上述漂移层的表面层； 第一导电型的源极区域，其被配置在上述阱区域的表面层； 第二导电型的接触区域，其被配置在上述阱区域的表面层； 沟槽，其被配置在上述阱区域的表面层； 栅电极，其隔着栅极绝缘膜配置在上述沟槽内；以及 层间绝缘膜，其被配置在上述栅电极的上表面， 其中，在上述层间绝缘膜的上表面具备与上述源极区域和上述接触区域电连接的第一主电极， 在上述层间绝缘膜的上表面还具备与上述第一主电极分离配置且与上述栅电极电连接的栅极焊盘电极， 上述第一主电极下部的上述漂移层具备第一并列pn层，在该第一并列pn层沿与上述第一主表面平行的方向重复交替地配置第一第一导电型半导体区域和第一第二导电型半导体区域，并且上述第一第二导电型半导体区域与上述阱区域接触， 上述栅极焊盘电极下部的上述漂移层具备第二并列Pn层，在该第二并列pn层沿与上述第一主表面平行的方向重复交替地配置第二第一导电型半导体区域和第二第二导电型半导体区域，并且上述第二第二导电型半导体区域配置为与上述阱区域相向， 在上述第二并列pn层与上述阱区域之间具备第一导电型隔离区域， 上述沟槽达到上述第一第一导电型半导体区域和上述第一导电型隔离区域。15.根据权利要求14所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 在上述第一主电极与上述栅极焊盘电极之间的下部没有配置上述沟槽。16.根据权利要求1至15中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述第一并列Pn层的俯视形状为沿与上述第一第一导电型半导体区域和上述第一第二导电型半导体区域重复交替地配置的方向正交的方向延伸的条状。17.根据权利要求1至16中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述第二并列Pn层的俯视形状为沿与上述第二第一导电型半导体区域和上述第二第二导电型半导体区域重复交替地配置的方向正交的方向延伸的条状。18.根据权利要求17所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 作为上述第一并列pn层的俯视形状的条状的长度方向与作为上述第二并列pn层的俯视形状的条状的长度方向平行。19.根据权利要求1至16中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 上述第二并列pn层的俯视形状为网格状。20.根据权利要求1至19中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 具备杂质浓度梯度，该杂质浓度梯度为上述第一第二导电型半导体区域和上述第二第二导电型半导体区域在上述漂移层的第一主表面侧杂质浓度高，且上述第一第一导电型半导体区域和上述第二第一导电型半导体区域在上述漂移层的第二主表面侧杂质浓度高。21.根据权利要求1至20中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 在上述第一半导体层与上述第一并列Pn层之间以及上述第一半导体层与上述第二并列pn层之间具备第一导电型的低电阻层。22.根据权利要求1至21中的任一项所述的纵向型半导体装置，其特征在于， 在上述第一半导体层的第二主表面具备第二主电极。23.一种根据权利要求1所述的纵向型半导体装置的制造方法，其特征在于，具有以下工序: 使第一导电型低电阻层在第一导电型的半导体衬底的第一主表面上外延生长，并对上述第一导电型低电阻层的表面选择性地离子注入第一导电型的杂质和第二导电型的杂质； 层形成工序，使第一导电型外延层在上述第一导电型低电阻层的上述表面上外延生长，并对上述第一导电型外延层的表面选择性地离子注入上述第一导电型的杂质和上述第二导电型的杂质；以及 层叠工序，在该层叠工序中多次重复进行使上述第一导电型外延层在上述第一导电型外延层的上述表面上外延生长并对上述第一导电型外延层的表面选择性地离子注入上述第一导电型的杂质和上述第二导电型的杂质的工序， 其中，在上述层叠工序中，对上述第一导电型隔离区域的形成部位不选择性地离子注入上述第一导电型的杂质和上述第二导电型的杂质。
【专利摘要】本发明提供一种能够获得低导通电阻、高雪崩耐量、高关断耐量以及高反向恢复耐量的纵向型半导体装置及其制造方法。在具备元件活性部和耐压结构部的纵向型半导体装置中，在元件活性部的第一主表面具备第一主电极和栅极焊盘电极，在第一主电极下部的漂移层具备第一并列pn层，在栅极焊盘电极下部具备第二并列pn层。在栅极焊盘电极下部的第二并列pn层与被配置在漂移层的表面层的p阱区域之间具备第一导电型隔离区域，通过使第二并列pn层的重复间距比第一并列pn层的重复间距窄，能够获得低导通电阻、高雪崩耐量、高关断耐量以及高反向恢复耐量。
【IPC分类】H01L29/78, H01L21/336, H01L21/331, H01L29/739
【公开号】CN105047712
【申请号】CN201510102973
【发明人】坂田敏明, 新村康
【申请人】富士电机株式会社
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年3月9日
【公告号】EP2937907A1, US20150303294