半导体装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置，具备：沟槽，其将台面部与浮置部分离；电极，其形成在沟槽内；以及外侧布线部，其在沟槽所包围的区域的外侧，沿着台面部与浮置部的排列方向而形成，外侧布线部的靠台面部和浮置部侧的端边具有突出部和凹部：所述突出部形成在与浮置部相向的区域的至少一部分，跨过沟槽而向浮置部侧突出；所述凹部形成在与台面部相向的区域的至少一部分，与突出部相比向外侧布线部侧凹陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。
技术介绍
作为IGBT等半导体装置，已知有通过在发射极侧的基板表面设置浮置区，从而减小与发射极连接的发射区的面积的结构(例如，参照专利文献1、2)。另外，各浮置区通过栅极沟槽与其它区域分离，在各浮置区之间形成沟道层等。例如，如专利文献2的图9所示，栅极沟槽内的栅极与配置在浮置区的外侧的布线部连接。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-324539号公报专利文献2：日本特开2011-243946号公报
技术实现思路
技术问题优选为布线部能够与栅极可靠地连接。另外，优选为容易形成沟道层等其它结构的形状。技术方案本专利技术的第一形态中的半导体装置具备台面部、浮置部、沟槽、电极和外侧布线部中的至少一个。台面部可以形成在半导体基板的表面侧。浮置部可以形成在半导体基板的表面侧。沟槽可以以包围浮置部的方式形成。沟槽可以将台面部与浮置部分离。电极可以形成在沟槽内。外侧布线部在沟槽所包围的区域的外侧，可以沿着台面部与浮置部的排列方向形成。外侧布线部的靠台面部和浮置部侧的端边可以具有突出部和凹部。突出部可以形成在与浮置部相向的区域的至少一部分。突出部可以跨过沟槽而向浮置部侧突出。凹部可以形成在与台面部相向的区域的至少一部分。凹部与突出部相比可以向外侧布线部侧凹陷。半导体装置还可以具备阱区。阱区可以是第二导电型。阱区可以形成在半导体基板的端部与台面部和浮置部之间。台面部可以具有第二导电型的基极区。可以连接有基极区和阱区。基极区可以是在形成阱区之后，将外侧布线部作为掩模而形成。凹部可以向外侧布线部侧凹陷，直到基极区能够与阱区连接。凹部的前端可以配置在从阱区的端部向台面部的内部的突出量为所述基极区的深度的0.75倍的位置相比更靠近外侧布线部侧的位置。凹部的前端可以配置在与沟槽相比更靠近外侧布线部侧的位置。浮置部具有第二导电型特性，浮置部中的被突出部覆盖的第二导电型的区域可以与沟槽连接。浮置部可以在形成沟槽之后，将外侧布线部作为掩模而形成。突出部可以具有浮置部的第二导电型的区域在突出部的下侧能够与沟槽连接的长度。在突出部中，与浮置部重合的区域的长度可以为浮置部的深度的0.75倍以下。突出部的宽度可以比浮置部的宽度小。凹部的宽度可以比台面部的宽度大。在本专利技术的第二形态的半导体装置的制造方法中，在半导体基板的表面侧可以形成包围预定的区域的沟槽。在制造方法中，可以形成被沟槽包围的浮置部和与浮置部分离的台面部。在制造方法中，可以在沟槽内形成电极，并且，在沟槽所包围的区域的外侧，可以形成沿着台面部与浮置部的排列方向的外侧布线部。在制造方法中，可以将外侧布线部作为掩模而向台面部和浮置部掺杂预定的导电型的杂质并使其扩散。在形成外侧布线部的步骤，可以在外侧布线部的靠台面部和浮置部侧的端边形成突出部和凹部。突出部可以配置在与浮置部相向的区域的至少一部分。突出部可以跨过沟槽而向浮置部侧突出。凹部可以配置在与台面部相向的区域的至少一部分。凹部与突出部相比可以向外侧布线部侧凹陷。半导体基板可以具有第一导电型特性。对于制造方法，在形成沟槽的步骤之前，可以在半导体基板的端部与台面部和浮置部之间形成第二导电型的阱区。在掺杂杂质并使其扩散的步骤，可以掺杂第二导电型的杂质并使其扩散，在台面部形成与阱区连接的基极区。在掺杂杂质并使其扩散的步骤中，可以掺杂第二导电型的杂质并使其扩散，将浮置部中的被突出部覆盖的第二导电型的区域与沟槽连接。应予说明，上述的
技术实现思路
未列举本专利技术的所有特征。另外，这些特征群的再组合也能够成为专利技术。附图说明图1是表示半导体装置100的一个例子的俯视图。图2表示图1中的A-A’截面。图3表示图1中的B-B’截面。图4表示图1中的C-C’截面。图5是表示半导体装置100的另一构成例的图。图6表示图5中的A-A’截面。图7是表示凹部54的前端的y方向上的位置与沟槽20的外侧布线部50侧的端部的位置一致的例子的图。图8是表示半导体装置100的制造工序的概要的图。图9表示制造工序的各工序中的半导体装置100的截面。图10是表示突出部52和凹部54的图。图11是表示作为比较例的半导体装置300的图。图12是表示半导体装置300的A-A’截面。图13是表示作为比较例的半导体装置400的图。图14表示半导体装置400的A-A’截面。图15是表示将图1中示出的半导体装置100与图13中示出的半导体装置400的关断电流特性进行了比较的图。图16是表示半导体装置100的导通电压Von与关断损耗Eoff之间的关系的图。图17是表示半导体装置100的另一例的俯视图。图18表示图17中的D-D’截面。符号说明10：浮置部12：接触部20：沟槽22：栅极30：台面部32：埋入区34：基极区36：发射区50：外侧布线部52：突出部54：凹部56：阱区58：虚线60：虚设沟槽62：电极80：连接部100：半导体装置110：半导体基板112：漂移区114：缓冲区116：集电区120：集电极300：半导体装置350：外侧布线部400：半导体装置420：沟槽422：栅极430：台面部432：埋入区434：基极区436：发射区具体实施方式以下，通过专利技术的实施方式说明本专利技术，但以下的实施方式不限定权利要求的专利技术。另外，实施方式中说明的特征的组合不全是专利技术的解决方案所必须的。图1是表示半导体装置100的一个例子的俯视图。本例的半导体装置100是半导体芯片。在图1中，示出芯片端部周边的芯片表面，省略其它区域。半导体装置100具有半导体基板110、多个浮置部10、多个沟槽20、多个台面部30和外侧布线部50。多个浮置部10、多个沟槽20、多个台面部30和外侧布线部50形成于半导体基板110的表面侧。多个台面部30和多个浮置部10沿规定的排列方向排列。在本例中，台面部30和浮置部10沿着与半导体基板110的规定的边平行的x方向交替地排列。在本例中，台面部30和浮置部10在与x方向垂直的y方向具有长度方向。浮置部10的在半导体基板110的表面的形状例如为以y方向为长度方向的椭圆形，或者顶点呈圆弧状的长方形等。台面部30形成于在x方向分开排列的多个浮置部10之间。沟槽20被设置在每个浮置部10。各沟槽20以在半导体基板110的表面，包围对应的浮置部10的方式形成。由此，台面部30与浮置部10分离。应予说明，在沟槽20的内部形成有电极。另外，在沟槽20的内壁与电极之间形成有绝缘膜。本例的电极作为例如沟槽栅极结构的功率半导体元件中的栅极发挥功能。在台面部30形成有基极区34、发射区36和埋入区32。发射区36形成在台面部30的表面。发射区36具有第一导电型特性，与形成在半导体基板110的表面侧的发射极连接。基极区34具有与第一导电型不同的第二导电型特性，且在发射区36和形成于发射区36的背面侧的漂移区之间形成。在本例中，以第一导电型为N型，第二导电型为P型进行说明。然而，第一导电型和第二导电型可以是相反的导电型。在本例中，半导体基板110为N-型。漂移区具有与半导体基板110相同的导电型特性。发射区36为N+型，基极区34为P-型。在基极区34，对应于施加到形成于沟槽20的内部的栅极的电压，沿着深度方向形成有沟道。埋入区32为P+型，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：台面部，其形成于半导体基板的表面侧；浮置部，其形成于所述半导体基板的表面侧；沟槽，其以包围所述浮置部的方式形成，并将所述台面部与所述浮置部分离；电极，其形成在所述沟槽内；以及外侧布线部，其在所述沟槽所包围的区域的外侧，沿着所述台面部和所述浮置部的排列方向而形成，所述外侧布线部的靠所述台面部和所述浮置部侧的端边具有：突出部，其形成在与所述浮置部相向的区域的至少一部分，跨过所述沟槽而向所述浮置部侧突出；以及凹部，其形成在与所述台面部相向的区域的至少一部分，与所述突出部相比向所述外侧布线部侧凹陷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.19 JP 2014-2567851.一种半导体装置，其特征在于，具备：台面部，其形成于半导体基板的表面侧；浮置部，其形成于所述半导体基板的表面侧；沟槽，其以包围所述浮置部的方式形成，并将所述台面部与所述浮置部分离；电极，其形成在所述沟槽内；以及外侧布线部，其在所述沟槽所包围的区域的外侧，沿着所述台面部和所述浮置部的排列方向而形成，所述外侧布线部的靠所述台面部和所述浮置部侧的端边具有：突出部，其形成在与所述浮置部相向的区域的至少一部分，跨过所述沟槽而向所述浮置部侧突出；以及凹部，其形成在与所述台面部相向的区域的至少一部分，与所述突出部相比向所述外侧布线部侧凹陷。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体基板具有第一导电型特性，所述半导体装置还具备第二导电型的阱区，所述第二导电型的阱区形成在所述半导体基板的端部与所述台面部之间以及所述半导体基板的端部与所述浮置部之间。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述台面部具有第二导电型的基极区，并且所述基极区和所述阱区连接。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述凹部向所述外侧布线部侧凹陷，直到所述基极区能够与所述阱区连接的位置为止。5.根据权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，所述凹部的前端配置在与从所述阱区的端部向所述台面部的内部的突出量为所述基极区的深度的0.75倍的位置相比，更靠近所述外侧布线部侧的位置。6.根据权利要求2～4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述凹部的前端与所述沟槽相比配置在所述外侧布线部侧。7.根据权利要求2～4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述浮置部具有第二导电型特性，所述浮置部中的被所述突出部覆盖的所述第二导电型的区域与所述沟槽连接。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，所述突出部具有能够使...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤达也，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP