半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有末端区域的功率变换用半导体装置。
【背景技术】
[0002]功率变换用半导体装置即功率器件(Power Device)，从家电产品、电动汽车及铁道这样的领域到作为可再生能量而备受关注的太阳能发电和风力发电这样的领域，受到广泛应用。在上述领域中，功率器件或搭载有该功率器件的电力电子仪器，用于对电能进行功率变换，但希望进行小型化、高效率化等进一步的高性能化。
[0003]功率器件由设在芯片中央的主要流过电流的元件区域、和设在该元件区域的外周部并可耐压的末端区域构成。末端区域是确定作为功率器件的重要特性之一的耐压特性的区域，但在通电时，成为不激活的区域，因此，为了使芯片小型化而希望尽可能将末端区域设计得较小。
[0004]为了满足上述要求,开始采用与至今为止通常使用的GR (Guard Ring)构造相比，能够缩小末端区域的 RESURF (Reduced Surface Field)构造或VLD (Variat1n of LateralDoping)构造。
[0005]设在功率芯片上的末端区域由直线部和角部构成。在将直线部和角部设计为相同构造的情况下，存在角部由于具有曲率这一性质而与直线部相比容易使电场集中的问题。
[0006]作为上述问题的对策，当前提出有用于缓和角部处的电场集中的各种构造。例如，公开有下述构造(例如，参照专利文献I)，即，通过将在角部形成的耐压保持区域的宽度设为比直线部的耐压保持区域的宽度大(即，增大末端区域中的角部面积)，从而缓和角部处的电场集中。
[0007]专利文献1:日本特开2009-164486号公报
[0008]专利文献I公开的构造可应用于在角部的外侧(角部的与元件区域侧相反的一侦U不设置任何构件的情况。然而，例如在角部的外侧已配置有记录有半导体装置的信息的识别标记、或管理半导体工艺条件的管理图案等的情况下，存在不能应用将形成在角部中的耐压保持区域的宽度增大的末端区域的问题。
【发明内容】
[0009]本发明就是为了解决这些问题而提出的，其目的在于提供一种半导体装置，该半导体装置不增大末端区域的面积就能够提高耐压性能。
[0010]为了解决上述课题，本发明涉及的半导体装置具备末端区域，该末端区域以俯视观察时包围元件区域的方式设置并具有直线部和角部，该半导体装置的特征在于，在末端区域中，具有:耐压保持区域，其为从第I导电型衬底的表面在预先设定的深度方向上形成的第2导电型的低浓度的杂质区域；第I绝缘膜，其在衬底上，以至少覆盖耐压保持区域的方式形成；第I场板，其形成在第I绝缘膜上；第2绝缘膜,其以覆盖第I场板及第I绝缘膜的方式形成；以及第2场板，其形成在第2绝缘膜上，第I绝缘膜的膜厚度在角部中比在直线部中厚。
[0011]发明的效果
[0012]根据本发明，由于其特征为，在末端区域中，具有:耐压保持区域，其为从第I导电型衬底的表面在预先设定的深度方向上形成的第2导电型的低浓度的杂质区域；第I绝缘膜，其在衬底上，以至少覆盖耐压保持区域的方式形成；第I场板，其形成在第I绝缘膜上；第2绝缘膜，其以覆盖第I场板及第I绝缘膜的方式形成；以及第2场板，其形成在第2绝缘膜上，第I绝缘膜的膜厚度在角部中比在直线部中厚，因此，不增大末端区域的面积就能够提闻耐压性能。
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的实施方式I涉及的半导体装置的结构的一个例子的俯视图。
[0014]图2是表示本发明的实施方式I涉及的半导体装置的结构的一个例子的剖面图。
[0015]图3是表示本发明的实施方式I涉及的半导体装置的结构的一个例子的剖面图。
[0016]图4是示意地表示本发明的实施方式I涉及的半导体装置的末端区域的角部中的电场分布的一个例子的图。
[0017]图5是示意地表示本发明的实施方式I涉及的半导体装置的末端区域的角部中的电场分布的一个例子的图。
[0018]图6是表示本发明的实施方式2涉及的半导体装置的结构的一个例子的剖面图。
[0019]图7是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。
[0020]图8是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。
[0021]图9是表示本发明的实施方式3涉及的半导体装置的制造工序的一个例子的图。
[0022]图10是表示本发明的实施方式4涉及的半导体装置的结构的一个例子的剖面图。
[0023]图11是表示前提技术涉及的半导体装置的结构的一个例子的俯视图。
[0024]图12是表示前提技术涉及的半导体装置的结构的一个例子的剖面图。
[0025]图13是表示前提技术涉及的半导体装置的结构的一个例子的剖面图。
[0026]标号的说明
[0027]IN —型衬底，2集电极电极，3发射极电极，4P+型集电极层，5N+型缓冲层，6P型阱区域，7P —型耐压保持区域，SN+型沟道截断环区域，9衬底表面，10第I绝缘膜，11第I场板，12第2绝缘膜，13第2场板，14保护膜，15凹部区域，16氮化膜，17氧化膜，18锥度角，20元件区域，21末端区域，22X方向直线部，23Y方向直线部，24角部。
【具体实施方式】
[0028]以下基于附图，说明本发明的实施方式。
[0029]此外，以下“ + ”及“一”的标号表示N型或P型的杂质浓度相对为高浓度(+)或低浓度(一)。
[0030]另外，将N型设为第I导电型，将P型设为第2导电型而进行说明。
[0031]另外，作为半导体装置，将具有RESURF构造的IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)作为一个例子进行说明。
[0032]<前提技术>
[0033]首先，说明成为本发明的前提的技术(前提技术)。
[0034]图11是表示前提技术涉及的半导体装置的结构的一个例子的俯视图。
[0035]如图11所示，半导体装置在芯片的中央部设置元件区域20，在元件区域20的外周部(以俯视观察时包围元件区域20的方式)设置有末端区域21。
[0036]末端区域21具有作为直线部的X方向直线部22及Y方向直线部23，具有将X方向直线部22和Y方向直线部23连结的角部24。
[0037]图12是表示图11的D — D剖面结构的一个例子的剖面图，示出末端区域21的Y方向直线部23的剖面结构。另外，图13是表示图11的E — E剖面结构的一个例子的剖面图，示出末端区域21的角部24的剖面结构。此外，在图12中示出Y方向直线部23的剖面结构，但X方向直线部22的剖面结构也相同。
[0038]如图12、13所示，末端区域21中的直线部(X方向直线部22、Y方向直线部23)及角部24具有相同的结构。
[0039]具体而言，在前提技术涉及的末端区域21中，从N —型衬底I的衬底表面9在预先设定的深度方向上形成有P型阱区域6、P 一型耐压保持区域7以及N+型沟道截断环区域8。
[0040]P型阱区域6在从元件区域20至末端区域21的范围中形成，减小曲率，由此缓和电场的集中。
[0041]P 一型耐压保持区域7与P型阱区域6相邻，且以保持耐压的低浓度、满足RESURF条件的杂质深度而形成。
[0042]N+型沟道截断环区域8形成在末端区域21的最外周部。
[0043]另外，在N —型衬底I的衬底表面9上，形成有第I绝缘膜10、第I场板11、第2绝缘膜12、第2场板13、发射极电极3及保护膜14。
[0044]第I绝缘膜10形成为至少覆盖P —型耐压保持区域7。
[0045]第I场板11在第I绝缘膜10上隔着规定的间隔形成有多个。
[0046]第2绝缘膜12作为层间绝缘膜，形成为覆盖第I场板11及第I绝缘膜10。
[0047]第2场板13在第2绝缘膜12上隔着规定的间隔形成有多个。第I场板11和第2场板13形成在彼此的端部在深度方向上重叠的位置处。另外，第I场板11和第2场板13具有使P —型耐压保持区域7的衬底表面9处的电位稳定化的功能。
[0048]发射极电极3形成为覆盖第2绝缘膜12的一部分，且与第2场板13分离。
[0049]保护膜14形成为覆盖发射极电极3的一部分、第2绝缘膜12、及第2场板13的表面。
[0050]另外，在N—型衬底I的背面(与衬底表面9相反侧的面)上，依次层叠而形成有N+型缓冲层5、P+型集电极层4及集电极电极2。
[0051]如上所述，在将直线部(X方向直线部22、Υ方向直线部23)和角部24设计为相同构造的情况下，存在下述问题，即，角部24由于具有曲率这一性质而与X方向直线部22及Y方向直线部23相比容易使电场集中。
[0052]另外，在专利文献I中，具有将形成在角部的耐压保持区域的宽度设置为大于直线部的耐压保持区域的宽度的构造，但如上所述，存在不能应用于已配置有识别标记或管理图案等的情况的问题。
[0053]本发明就是为了解决上述问题而提出的，以下进行详细说明。
[0054]<实施方式1>
[0055]图1是表示本发明的实施方式I涉及的半导体装置结构的一个例子的俯视图。另夕卜，图2是表示图1的A — A剖面结构的一个例子的剖面图，示出末端区域