上方觀察,槽部207以與絕緣層107的一部分重疊、槽部207的外周側(cè)的端部與場(chǎng)板電極115的外周側(cè)的端部重疊的方式形成。此時(shí),如果將場(chǎng)板電極113、114、115與η型漂移層101的最短距離設(shè)為a,將槽部205、206、207的底面與η型漂移層101的最短距離設(shè)為b,則距離a短于距離b。
[0057]而且,貫通孔208以如下方式形成多個(gè),即相對(duì)于1個(gè)ρ型主體層106、1個(gè)貫通孔208從層間絕緣膜102b的上表面延伸。進(jìn)而,貫通孔210以如下方式形成,即從層間絕緣膜102b的上表面延伸而到達(dá)至ρ型保護(hù)環(huán)層104的上表面。進(jìn)而,貫通孔211以如下方式形成,即從層間絕緣膜102b的上表面延伸而到達(dá)至場(chǎng)板電極113的上表面。進(jìn)而,貫通孔212以如下方式形成,即從層間絕緣層102b的上表面延伸而到達(dá)至ρ型保護(hù)環(huán)層105的上表面。進(jìn)而,而且,貫通孔213以如下方式形成,即從層間絕緣膜102b的上表面延伸而到達(dá)至場(chǎng)板電極114的上表面。進(jìn)而,而且,貫通孔214以如下方式形成,即從層間絕緣膜102b的上表面延伸而到達(dá)至場(chǎng)板電極115的上表面。進(jìn)而,而且,貫通孔215以如下方式形成,即從層間絕緣膜102b的上表面延伸而到達(dá)至η型區(qū)域109的上表面。
[0058]然后,如圖4(b)所示,向槽部205、206、207埋入低電阻的金屬,并利用CMP (Chemical Mechanical Polishing,化學(xué)機(jī)械研磨)法等進(jìn)行平坦化,由此形成場(chǎng)板電極117、118、119。此時(shí),也向各貫通孔埋入低電阻的金屬。然后利用CVD法等形成層間絕緣膜102c。層間絕緣膜102包含層間絕緣膜102a、102b、102c。然后,將光阻劑等作為掩膜利用RIE法等形成貫通孔216、217、218。貫通孔216以從層間絕緣膜102的上表面延伸而到達(dá)至場(chǎng)板電極117的方式形成。而且,貫通孔217以從層間絕緣膜102的上表面延伸而到達(dá)至場(chǎng)板電極118的方式形成。進(jìn)而,貫通孔119從層間絕緣膜102的上表面延伸。進(jìn)而,而且,貫通孔208、210、211、212、213、214、215以到達(dá)至層間絕緣膜102c的上表面的方式伸長(zhǎng),且向已伸長(zhǎng)的貫通孔內(nèi),埋入低電阻的金屬。
[0059]然后,如圖4(c)所示,利用濺鍍法等堆積金屬材料,將光阻劑等作為掩膜利用RIE法等選擇性地進(jìn)行蝕刻,由此形成場(chǎng)板電極121、122、123、及發(fā)射電極124。例如,從上方觀察,場(chǎng)板電極121以與ρ型保護(hù)環(huán)層104、場(chǎng)板電極113、117及絕緣層108重疊的方式形成。而且,例如,從上方觀察,場(chǎng)板電極122以與ρ型保護(hù)環(huán)層105、場(chǎng)板電極114、118重疊的方式形成,且以場(chǎng)板電極122的外周側(cè)的端部與絕緣層107的內(nèi)周側(cè)的端部重疊的方式形成。進(jìn)而,例如,從上方觀察,場(chǎng)板電極123以與η型區(qū)域109、場(chǎng)板電極115、119重疊的方式形成,且以場(chǎng)板電極123的內(nèi)周側(cè)的端部與絕緣層107的外周側(cè)的端部重疊的方式形成。進(jìn)而,例如,從上方觀察,發(fā)射電極124以與ρ型主體層106、柵極電極111重疊的方式形成。
[0060]由此,場(chǎng)板電極121經(jīng)由貫通孔210內(nèi)的金屬材料而連接于ρ型保護(hù)環(huán)層104,經(jīng)由貫通孔211內(nèi)的金屬材料而連接于場(chǎng)板電極113,經(jīng)由貫通孔216內(nèi)的金屬材料而連接于場(chǎng)板電極117。場(chǎng)板電極122經(jīng)由貫通孔212內(nèi)的金屬材料而連接于ρ型保護(hù)環(huán)層105,經(jīng)由貫通孔213內(nèi)的金屬材料而連接于場(chǎng)板電極114,經(jīng)由貫通孔217內(nèi)的金屬材料而連接于場(chǎng)板電極118。場(chǎng)板電極123經(jīng)由貫通孔218內(nèi)的金屬材料而連接于場(chǎng)板電極119,經(jīng)由貫通孔214內(nèi)的金屬材料而連接于場(chǎng)板電極115,經(jīng)由貫通孔215內(nèi)的金屬材料而連接于η型區(qū)域109。發(fā)射電極124經(jīng)由貫通孔108內(nèi)的金屬材料而連接于ρ型主體層106。
[0061]然后,如圖1(b)所示,將η型漂移層101的下層部去除,薄層化為所需的厚度,進(jìn)而在η型漂移層101的下表面離子布植成為受體的雜質(zhì)、例如硼(Β)等,由此形成ρ型集電極層103。在ρ型集電極層103的下方形成集電極125。
[0062]此處,存在與ρ型集電極層103 —起也形成η型緩沖層(未圖示)的情況。
[0063]以上,利用如圖2(a)?圖4(c)所示的步驟,制造半導(dǎo)體裝置100。
[0064]所述中說明的制造方法只是一例,例如關(guān)于成膜方法,除CVD法以外,也可用能夠控制原子層單體上的成長(zhǎng)的ALD (Atomic Layer Deposit1n,原子層沈積)法或真空蒸鍍法、涂布法、及噴霧法等進(jìn)行實(shí)施。
[0065]然后,對(duì)本實(shí)施方式的作用進(jìn)行說明。
[0066]根據(jù)本實(shí)施方式,如果對(duì)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置100施加反向偏壓的電壓,以單元部100a的ρ型主體層106與η型漂移層101的ρη接合界面、及第一終端部100b的連接于發(fā)射極電位的P型保護(hù)環(huán)層104與η型漂移層101的ρη接合界面為起點(diǎn)而產(chǎn)生空乏層。該空乏層向連接于發(fā)射極電位的場(chǎng)板電極113的正下方、場(chǎng)板電極117的正下方、場(chǎng)板電極121的正下方的η型漂移層101擴(kuò)展,而從單元部100a擴(kuò)展至第一終端部100b。此夕卜,該空乏層向處于第一終端部100b的外側(cè)的第二終端部100c擴(kuò)展,向處于浮動(dòng)狀態(tài)的ρ型保護(hù)環(huán)層105與η型漂移層101的ρη接合界面、處于浮動(dòng)狀態(tài)的場(chǎng)板電極114、場(chǎng)板電極
118、場(chǎng)板電極122正下方的η型漂移層101擴(kuò)展,而從第一終端部100b擴(kuò)展至第二終端部lOOco
[0067]于此情況下,在單元部100a的外側(cè)設(shè)置具有連接于發(fā)射極電位的場(chǎng)板的第一終端部100b、及具有處于浮動(dòng)狀態(tài)的場(chǎng)板的第二終端部100c,例如于第一終端部100b上,將場(chǎng)板電極113與η型漂移層101的距離a、場(chǎng)板電極117與η型漂移層101的距離b、場(chǎng)板電極121與η型漂移層101的距離c依序增厚,由此電位梯度變緩。而且,通過設(shè)置濃度高于η型漂移層101的η型半導(dǎo)體層110,可抑制反向偏壓時(shí)的空乏層向最外周部的延伸,從而在元件的周緣部抑制元件破壞。
[0068]尤其是在η型漂移層101包括高比電阻晶圓、η型漂移層101的雜質(zhì)濃度較低的情況下,施加反向偏壓的電壓時(shí)的空乏層的延伸變大。此時(shí),假設(shè)不設(shè)置η型半導(dǎo)體層110,則存在如下情況,即,在場(chǎng)板電極局部缺失的第二終端部100c中,空乏層的延伸被促進(jìn),因空乏層到達(dá)至最外周部而引起元件破壞。與此相對(duì),根據(jù)本實(shí)施方式,即便在使用高比電阻的晶圓作為η型漂移層101的情況下,通過設(shè)置雜質(zhì)濃度高于η型漂移層101的η型半導(dǎo)體層110,也可抑制反向偏壓時(shí)的空乏層向最外周部的延伸,從而抑制元件的周緣部的元件破壞。
[0069]如上所述,根據(jù)本實(shí)施方式,可在終端部獲得更高的耐受電壓。
[0070]而且,即便在使用高比電阻的晶圓作為η型漂移層101的情況下,通過設(shè)置濃度高于η型漂移層101的η型半導(dǎo)體層110,也可抑制反向偏壓時(shí)的空乏層向最外周部的延伸,從而抑制元件的周緣部的元件破壞。
[0071]而且,在高耐受電壓元件的情況下,在制造時(shí)等形成在元件表面的鈍化膜或氧化膜與襯底界面等,聚集有外部電荷。因該外部電荷的影響,在接近襯底表面的區(qū)域中,容易產(chǎn)生空乏層的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的變動(dòng)。
[0072]因此,通過在絕緣層107下設(shè)置η型半導(dǎo)體層110,而使電場(chǎng)集中的位置從絕緣層107的下表面向η型半導(dǎo)體層110中移動(dòng),由此可抑制因聚集于鈍化膜(未圖示)或?qū)娱g絕緣膜102與η型漂移層101之間的外部電荷的影響導(dǎo)致的耐受電壓的變動(dòng)。
[0073]進(jìn)而,而且,通過設(shè)置場(chǎng)板電極115、場(chǎng)板電極119、場(chǎng)板電極123,可控制空乏層向外周方向延伸,從而抑制周緣部的元件破壞。即,可提高元件整體上的耐受電壓。
[0074]在使場(chǎng)板不平坦而為階梯狀的情況下,存在容易引起階差部上的絕緣層及場(chǎng)板膜的段割(step cut)而無法電連接的可能性,因此需要以無段割的方式增厚絕緣層及場(chǎng)板膜。然而,通過設(shè)置多個(gè)平坦的場(chǎng)板,可不引起膜的段割而使絕緣層及場(chǎng)板膜薄膜化,從而可使元件整體的厚度變薄。而且,關(guān)于平坦的場(chǎng)板,由于每一場(chǎng)板的材料也可不同,所以可擴(kuò)大材料選擇的范圍。
[0075](第一實(shí)施方式的比較例)
[0076]然后對(duì)第一實(shí)施方式的比較例進(jìn)行說明。
[0077]圖5是例示本比