半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為將導(dǎo)入至車輛等中使用的汽油發(fā)動機的燃燒室內(nèi)的混合氣體點燃并使其燃燒的內(nèi)燃機用點火裝置的構(gòu)成部，有控制向點火線圈的初級側(cè)線圈流通的低壓電流的半導(dǎo)體裝置(點火器)。以往，作為點火器，已知有將構(gòu)成使流通初級側(cè)線圈的低壓電流通斷的開關(guān)的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)，和用于控制該IGBT的電路部配置于同一芯片上的單芯片點火器?，F(xiàn)有的單芯片點火器具備通過將IGBT和電路部的元件隔開預(yù)定距離地配置，從而能夠進行電分離，且易于制造的自分離結(jié)構(gòu)。對現(xiàn)有的自分離結(jié)構(gòu)的單芯片點火器的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0003]圖14是示出現(xiàn)有的單芯片點火器的平面布局的俯視圖。圖15是示出在圖14的剖切線AA-AA’位置的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。如圖14、圖15所示，現(xiàn)有的單芯片點火器在p+型半導(dǎo)體基板101上例如依次進行n+型緩沖區(qū)102、η型漂移區(qū)103的外延生長，并在η型漂移區(qū)103的表面層由多個P+型區(qū)104擴散而成的半導(dǎo)體芯片上具備IGBT部110、電路部120以及耐壓結(jié)構(gòu)部130。應(yīng)予說明，在圖15中，將多個ρ+型區(qū)104進行簡化而作為一個ρ +型區(qū)104進行圖示。IGBT部110以及電路部120并列配置于芯片中央部。在IGBT部110配置有構(gòu)成點火器的開關(guān)的IGBT等。
[0004]在電路部120配置有例如配置絕緣柵型場效應(yīng)晶體管(MOSFET)等的有源元件的第一電路部121，和作為使IGBT部110的IGBT與第一電路部121的各元件電分離的自分離區(qū)而起作用的第二電路部122。第二電路部122在IGBT部110和第一電路部121之間以預(yù)定的寬度(剖切線ΑΑ-ΑΑ’方向的寬度)w0配置。通過如此設(shè)置第二電路部122，使IGBT部110和第一電路部121的隔開距離，從而能夠降低從IGBT部110向第一電路部121流通的IGBT部110的IGBT的寄生電流的電流值。
[0005]據(jù)此，通過使第二電路部122作為自分離區(qū)而起作用，從而抑制了由IGBT部110的IGBT的寄生電流引起的不利影響波及到第一電路部121的各元件，并且確保了第一電路部121的浪涌(surge)耐受量。為了有效利用該第二電路部(以下成為自分離區(qū))122的占有面積，在自分離區(qū)122，將構(gòu)成電路部120的多個部件中不受由IGBT部110的IGBT的寄生電流引起的不利影響的部件，即布線和/或電極襯墊、多晶硅器件等在芯片正面上隔著氧化膜而配置，且將不與硅部接觸的部件集中進行配置。
[0006]作為在同一芯片上配置了 IGBT部和電路部的溝槽分離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置，提出了在IGBT部和保護電路部之間具備深的溝槽和在其中埋入絕緣物，例如氧化硅膜(S12)的結(jié)構(gòu)的裝置(例如，參考下述專利文獻I)。在下述專利文獻I中，記載了只有當(dāng)溝槽的深度到達陽極側(cè)的P+型集電區(qū)附近的深度時，效果才會變大，尤其是在與開關(guān)速度無關(guān)的用途，特別是在發(fā)動機點火裝置等中該現(xiàn)象表現(xiàn)得顯著。此外，作為在同一芯片上配置了 IGBT部和電路部的自分離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置，還提出有在除了窄的表面溝道或者頸部區(qū)(neckreg1n)之外，IGBT部以及控制部兩者實質(zhì)上由電場端子包圍的裝置(例如，參考下述專利文獻2) ο
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本特開2011 - 119542號公報
[0010]專利文獻2:日本特開平9 - 181315號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]技術(shù)問題
[0012]然而，雖然在現(xiàn)有的自分離結(jié)構(gòu)的單芯片點火器中，通過小型化技術(shù)等將構(gòu)成電路部120的各部件的所占面積縮小，從而對應(yīng)于這些部件的所占面積而能夠縮小第一電路部121的面積，但不能縮小自分離區(qū)122的面積。因此，在電路部120產(chǎn)生未配置部件的無效區(qū)域，無效區(qū)域的面積相當(dāng)于自分離區(qū)122的寬度w0( = 800 μ m左右)X芯片一邊的長度。也就是說，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，對電路部120進行進一步的小型化是有限度的，對芯片尺寸的小型化和/或成本的降低而言成為很大阻礙。
[0013]本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，其目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)芯片尺寸的小型化的半導(dǎo)體裝置。并且本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，其目的還在于提供一種能夠降低成本的半導(dǎo)體裝置。
[0014]技術(shù)方案
[0015]為了解決上述課題，達成本發(fā)明的目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置為在同一半導(dǎo)體基板具備絕緣柵雙極型晶體管和控制上述絕緣柵雙極型晶體管的電路的半導(dǎo)體裝置，具有以下特征。設(shè)置有配置了上述絕緣柵雙極型晶體管的第一元件部。設(shè)置有配置了上述電路的第二元件部。在第一導(dǎo)電型的上述半導(dǎo)體基板的正面上設(shè)置有第二導(dǎo)電型漂移區(qū)。在上述第二導(dǎo)電型漂移區(qū)的與上述半導(dǎo)體基板側(cè)相反一側(cè)的表面層設(shè)置有第一導(dǎo)電型區(qū)。設(shè)置有在深度方向上貫通上述第一導(dǎo)電型區(qū)而到達上述第二導(dǎo)電型漂移區(qū)的絕緣體層。并且，上述絕緣體層設(shè)置于上述第一元件部和上述第二元件部之間的邊界。上述第一導(dǎo)電型區(qū)通過上述絕緣體層被分離為上述第一元件部側(cè)的上述絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射電位的第一個第一導(dǎo)電型區(qū)和上述第二元件部側(cè)的第二個第一導(dǎo)電型區(qū)。
[0016]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，上述第二個第一導(dǎo)電型區(qū)與構(gòu)成上述電路的絕緣柵型半導(dǎo)體元件的基區(qū)接觸。
[0017]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，上述第二個第一導(dǎo)電型區(qū)包圍上述絕緣柵型半導(dǎo)體元件的周圍。
[0018]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，還具備與上述第二個第一導(dǎo)電型區(qū)接觸的第一接觸電極，上述第一接觸電極與上述絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射電極電連接。
[0019]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，還具備以包圍上述第一元件部以及上述第二元件部的方式設(shè)置在上述半導(dǎo)體基板的外周部側(cè)的上述絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射電位的第二接觸電極。
[0020]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，上述絕緣體層的端部從上述第二個第一導(dǎo)電型區(qū)的端部向外周方向延伸。
[0021]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，上述絕緣體層的端部位于比上述第二接觸電極的外周端更靠近內(nèi)周側(cè)的位置。
[0022]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，從上述絕緣體層的上述半導(dǎo)體基板側(cè)的端部至上述第二導(dǎo)電型漂移區(qū)與上述半導(dǎo)體基板之間的界面為止的距離為空穴的擴散長度以上。
[0023]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，從上述絕緣體層的上述半導(dǎo)體基板側(cè)的端部至上述第二導(dǎo)電型漂移區(qū)與上述半導(dǎo)體基板之間的界面為止的距離為上述第二導(dǎo)電型漂移區(qū)的厚度的一半以上。
[0024]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，從上述絕緣體層的上述半導(dǎo)體基板側(cè)的端部至上述第二導(dǎo)電型漂移區(qū)與上述半導(dǎo)體基板之間的界面為止的距離為空穴的擴散長度以下。
[0025]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，從上述絕緣體層的上述半導(dǎo)體基板側(cè)的端部至上述第二導(dǎo)電型漂移區(qū)與上述半導(dǎo)體基板之間的界面為止的距離為上述第二導(dǎo)電型漂移區(qū)的厚度的一半以下。
[0026]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，還具備連接在上述第二個第一導(dǎo)電型區(qū)和上述第一接觸電極之間的電阻。
[0027]另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置在上述發(fā)明中，其特征在于，上述半導(dǎo)體裝置為點火器，上述絕緣柵雙極型晶體管作為使流通點火線圈的初級側(cè)線圈的低壓電流通斷的開關(guān)而動作。
[0028]根據(jù)上述發(fā)明，在第一元件部和第二元件部之間的邊界不設(shè)置自分離區(qū)，能夠獲得抑制寄生電流到滿足產(chǎn)品規(guī)格的程度以及提高浪涌耐受量的效果，能夠防止第二元件部的電路被破壞。因此，與通過自分離區(qū)將第一元件部和第二元件部電分離的情況相比，能夠減小不配置元件的無效區(qū)域。
[0029]發(fā)明效果
[0030]根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，能夠起到實現(xiàn)芯片尺寸小型化的效果。并且，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，能夠起到降低成本的效果。
【附圖說明】
[0031]圖1是示出實施方式I的半導(dǎo)體裝置的平面布局的俯視圖。
[0032]圖2是示意地示出在圖1的剖切線A-A’位置的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0033]圖3-1是詳細地示出在圖1的剖切線A-A’位置的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0034]圖3-2是放大地示出圖3-1的電介質(zhì)分離區(qū)附近的截面圖。
[0035]圖3-3是示出圖3-1的電介質(zhì)分離區(qū)的變形例的截面圖。
[0036]圖4是示出實施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法的概要的流程圖。
[0037]圖5-1是示出實施方式2的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0038]圖5-2是示出設(shè)置于圖5-1的電路部的單獨電路和該單獨電路周邊的平面配置的俯視圖。
[0039]圖5-3是示出設(shè)置于圖5-1的電路部的感測IGBT和該感測IGBT周邊的平面配置的俯視圖。
[0040]圖6是示出實施方式2的半導(dǎo)體裝置的另一例的結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0041]圖7是示出實施方式3的半導(dǎo)體裝置的平面布局的俯視圖。
[0042]圖8-1是示意地示出在圖7的剖切線B-B’位置的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0043]圖8-2是示意地示出在圖7的剖切線C-C’位置的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0044]圖8-3是示意地示出在圖7的剖切線D-D’位置的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0045]圖8-4是示出通常的內(nèi)燃機點火裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0046]圖8-5是示出實施方式3的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部動作的說明圖。
[0047]圖8-6是示出現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部動作的說明圖。
[0048]圖9是示出實施方式4的半導(dǎo)體裝置的平面布局的一例的俯視圖。
[0049]圖10是示出實施方式4的半導(dǎo)體裝置的平面布局的一例的俯視圖。
[0050]圖11是示出實施方式4的半導(dǎo)體裝置的平面布局的一例的俯視圖。
[0051]圖12是示出實施方式4的半導(dǎo)體裝置的平面布局的一例的俯視圖。
[0052]圖13是示出實施方式4的半導(dǎo)體裝置的平面布局的一例的俯視圖。
[0053]圖14是示出現(xiàn)有的單芯片點火器的平面布局的俯視圖。
[0054]圖15是示出在圖14的剖切線AA-AA’位置的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0055]符號的說明
[0056]I P+型半導(dǎo)體基