[发明专利]半导体元件

说明书

技术领域

本发明涉及用于例如大电流的通断切换等的高耐压半导体元件。

背景技术

IGBT等功率用半导体元件被广泛用于例如不断节能化的空调、冰箱、或洗衣机等家电产品的逆变器电路、新干线或地铁的电动机控制、混合动力车辆的逆变器·转换器控制、或太阳能或风力发电用的转换器电路等。

在这种半导体元件中，在动作（使用）时具有稳定的高耐压特性是非常重要的。因此，截至目前，提出了多种在半导体元件的外周部分使电场缓和的构造。在半导体元件的外周部分设置的保护环是其具有代表性的构造。作为其它构造，在非专利文献1、2中公开了在外周部分形成的VLD（Variation of Lateral Doping）区域。VLD区域与保护环等相比，能够在减小面积的同时实现优异的耐压特性，从这方面来说是有效的。

专利文献1：日本特开昭61－84830号公报

专利文献2：日本特开平1－123478号公报

专利文献3：日本特开平2－114646号公报

非专利文献1：“Variation of Lateral Doping-A New Concept to Avoid High Voltage Breakdown of Planar Junctions”IEDM1985

非专利文献2：“Variation of Lateral Doping as a Field Terminator for High-Voltage Power Devices”IEEE Trans.Electron Devices,1986

功率用半导体元件在半导体衬底的上表面侧具有形成元件的元件区域和包围在该元件区域周围的电场缓和区域。在该元件区域的范围内，除了主电流流过的激活区域以外，在元件是例如晶体管的情况下，还包含用于形成控制电极焊盘等的部分。在这里，如果剖面观察时的激活区域端部接触到导电型与激活区域相反的区域，则存在形成大曲率的PN结的情况。其原因在于，激活区域的深度通常是根据元件的动作特性而决定的，因此，如果激活区域的深度变浅，则PN结的曲率变大，容易产生电场及电流集中的问题。因此，由导电型与激活区域相同且形成得比激活区域深的阱区域对激活区域端部进行覆盖，以避免形成大曲率的PN结。

但是，由于阱区域形成得比激活区域深，因此，在阱区域的内周侧（激活区域侧）的部分也会形成曲率部，所以存在由于图案形状而局部形成大曲率的PN结的问题。存在电场及电流向大曲率的PN结集中的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的是提供一种半导体元件，该半导体元件能够解决电场及电流在PN结的局部处集中的问题。

本发明所涉及的半导体元件的特征在于，具有：第1导电型的半导体衬底；第2导电型的激活区域，其形成在该半导体衬底的上表面侧；第2导电型的内侧VLD区域，其按照俯视观察时与该激活区域接触的方式，形成在该半导体衬底的上表面侧；以及第2导电型的阱区域，其按照俯视观察时和该内侧VLD区域的与该激活区域接触的部分的相反侧部分接触的方式，形成在该半导体衬底的上表面侧。并且，该阱区域形成得比该激活区域深，该内侧VLD区域构成为，在与该激活区域接触的部分，深度与该激活区域相同，从该激活区域朝向该阱区域深度逐渐增大，在与该阱区域接触的部分，成为与该阱区域相同的深度。

本发明所涉及的其它半导体元件的特征在于，具有：第1导电型的半导体衬底；第2导电型的激活区域，其形成在该半导体衬底的上表面侧；第2导电型的阱区域，其俯视观察时具有凸部，该阱区域按照利用除了该凸部以外的部分与该激活区域接触的方式，形成在该半导体衬底的上表面侧；以及第2导电型的内侧VLD区域，其按照俯视观察时与该凸部及该激活区域接触的方式，形成在该半导体衬底的上表面侧。并且，该阱区域形成得比该激活区域深，该内侧VLD区域构成为，在与该激活区域接触的部分，深度与该激活区域相同，从该激活区域朝向该凸部深度逐渐增大，在与该凸部接触的部分，成为与该凸部相同的深度。

发明的效果

根据本发明，能够解决电场及电流在PN结的局部处集中的问题。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的半导体元件的俯视图（A）及放大俯视图（B）。

图2是图1B的II－II’虚线处的剖视图。

图3是图1B的III－III’虚线处的剖视图。

图4是图1B的IV－IV’虚线处的剖视图。