方式2所述，第二P+型區(qū)域4-2形成于電路部20的大部分，以從電路部20到達(dá)耐壓結(jié)構(gòu)部30的方式延伸。因此，能夠借由接觸孔20i，使鋁電極51與第二 p+型區(qū)域4-2環(huán)狀地接觸。
[0155]在IGBT部10以及電路部20中，優(yōu)選使構(gòu)成發(fā)射極環(huán)50的鋁電極51的芯片側(cè)的整面借由接觸孔20i與第一 p+型區(qū)域4-1、第二 ρ +型區(qū)域4-2接觸。鋁電極51的芯片中央部側(cè)以及耐壓結(jié)構(gòu)部30側(cè)的端部分別在層間絕緣膜上延伸。鋁電極51例如與發(fā)射極襯墊16電連接，成為IGBT部10的IGBT的發(fā)射電位。
[0156]在電路部20設(shè)置有多個單獨電路(保護(hù)電路、檢測通路等)，以預(yù)定的圖案相互連接。例如在電路部20，如實施方式I所述，設(shè)置有感測IGBT20C。柵極襯墊20d以不縮小IGBT部10的面積的方式設(shè)置于電路部20。并且，在電路部20，設(shè)置有在IGBT部10的IGBT的柵極-發(fā)射極間的保護(hù)用的柵極-發(fā)射極間齊納二極管20e。集電極-柵極間的保護(hù)用的集電極-柵極間齊納二極管20f設(shè)置于IGBT部10和與芯片端部的溝道停止區(qū)32連接的停止電極34之間的耐壓結(jié)構(gòu)部30上部。與之相應(yīng)地，發(fā)射極環(huán)50在與集電極-柵極間齊納二極管20f對置的部分成為向內(nèi)側(cè)彎曲的平面形狀，以回避集電極-柵極間齊納二極管20f。還設(shè)置有其他具有多種功能的電路(省略圖示)，在此省略對各個電路的說明。
[0157]在IGBT部10以及電路部20的最外周，在發(fā)射極環(huán)50和耐壓結(jié)構(gòu)部30之間，在芯片正面上隔著氧化膜設(shè)置有由多晶硅構(gòu)成的柵極布線61，以與柵極布線61接觸的方式設(shè)置有鋁電極62。鋁電極62沿IGBT部10的發(fā)射極環(huán)50而配置。通過該柵極電位的鋁電極62構(gòu)成了柵極通路60。在耐壓結(jié)構(gòu)部30設(shè)置有由P+保護(hù)環(huán)31、n +溝道停止區(qū)32、場板33以及停止電極34構(gòu)成的耐壓結(jié)構(gòu)。符號35是由例如氮化硅膜(Si3N4膜)構(gòu)成的鈍化膜。
[0158]另外，電介質(zhì)分離區(qū)40從芯片中央部向芯片外側(cè)，以橫穿發(fā)射極環(huán)50的方式形成例如直線形狀。針對電介質(zhì)分離區(qū)40的在發(fā)射極環(huán)50正下方的截面結(jié)構(gòu)(在圖7的剖切線D-D’位置的截面結(jié)構(gòu))，參考圖8-3進(jìn)行說明。如圖8-3所示，電介質(zhì)分離層5在芯片正面被平坦化。電介質(zhì)分離層5的深度dll如果比第一 p+型區(qū)域4-1、第二 ρ +型區(qū)域4-2深，則第一 P+型區(qū)域4-1、第二 ρ +型區(qū)域4-2通過電介質(zhì)分離層5被截斷。在芯片正面形成的發(fā)射極環(huán)50與第一 p+型區(qū)域4-1、第二 ρ +型區(qū)域4-2連接。也就是說，即使通過電介質(zhì)分離層5將第一 p+型區(qū)域4-1、第二 ρ +型區(qū)域4-2截斷，第一 ρ +型區(qū)域4-1、第二 ρ +型區(qū)域4-2也能通過構(gòu)成發(fā)射極環(huán)50的鋁電極51成為發(fā)射電位。應(yīng)予說明，在圖8-3中，雖然IGBT部10側(cè)的鋁電極51和電路部20的鋁電極51被分離，但也可以在電介質(zhì)分離層5的上部連接IGBT部10側(cè)的鋁電極51和電路部20的鋁電極51。
[0159]接下來，針對通過設(shè)置發(fā)射極環(huán)50而獲得的效果，以例如將IGBT部10的IGBT作為點火器的開關(guān)使用的情況為例，參考圖7、圖8-1、圖8-2、圖8-4進(jìn)行說明。圖8-4是示出通常內(nèi)燃機點火裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。在內(nèi)燃機點火裝置中，電源81的高電位側(cè)的端子與點火線圈83連接。在點火線圈83的初級側(cè)線圈，連接有單芯片點火器85的高電位側(cè)端子。單芯片點火器85的低電位側(cè)端子例如連接于接地電位的框架(金屬制的殼體)而接地。另一方面，在點火線圈83的次級側(cè)線圈連接有火花塞84。點火線圈83以次級側(cè)電壓為初級側(cè)電壓的例如100倍的方式設(shè)定線圈。單芯片點火器85是控制流向點火線圈83的初級側(cè)線圈的低壓電流的半導(dǎo)體裝置。
[0160]單芯片點火器85是將構(gòu)成使流通點火線圈83的初級側(cè)線圈的低壓電流通斷的開關(guān)的IGBT82，和用于控制該IGBT82的柵極驅(qū)動電路配置于同一芯片上而構(gòu)成的。IGBT82配置于IGBT部10，柵極驅(qū)動電路和/或保護(hù)電路80、柵極-發(fā)射極間齊納二極管20e配置于電路部20。在開關(guān)用的IGBT82、IGBT82的柵極端子和未圖示的柵極驅(qū)動電路的出力端子之間，連接有保護(hù)電路80的高電位側(cè)端子。保護(hù)電路80的低電位側(cè)端子與IGBT82的發(fā)射電極14連接。以IGBT82的集電極15和柵電極連接的方式配置有集電極-柵極間齊納二極管20f。
[0161]在IGBT部10的IGBT82導(dǎo)通時，電流從芯片背面(集電極15側(cè))向正面(發(fā)射電極側(cè))經(jīng)由電阻最低的部分而流通。另一方面，發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn)在IGBT部10的IGBT82截止時，當(dāng)點火線圈83的次級側(cè)線圈產(chǎn)生的電壓沒被放電時或在次級側(cè)線圈產(chǎn)生的電壓被接地放電時，電流從IGBT部10的IGBT82的發(fā)射極向集電極流通(電流向反方向流通)。像這樣當(dāng)電流從IGBT82的發(fā)射極向集電極流通(以下稱為反向電流)時，流入芯片正面(發(fā)射極襯墊16)的反向電流71經(jīng)由芯片側(cè)面36流通到集電極15。其理由如下。
[0162]雖然通過p+型半導(dǎo)體基板I和η +型緩沖區(qū)2之間的ρη結(jié)確保了 30V?50V程度的耐壓，但芯片側(cè)面36由于切割而被機械地切削，硅的結(jié)晶狀態(tài)與芯片中央部側(cè)相比處于混亂狀態(tài)。因此，在芯片側(cè)面36的P+型半導(dǎo)體基板I和η +型緩沖區(qū)2之間的ρη結(jié)端部72的耐壓與芯片中央部側(cè)相比變低。在反向電流71流通時，P+型半導(dǎo)體基板I和η +型緩沖區(qū)2之間的ρη結(jié)被反向偏置。當(dāng)該反向偏置電壓超過P+型半導(dǎo)體基板I和η +型緩沖區(qū)2之間的ρη結(jié)的耐壓時，產(chǎn)生雪崩擊穿。通過該擊穿電流，從而能夠使反向電流71流通到芯片。也就是說，流入發(fā)射極襯墊16的反向電流71經(jīng)由位于芯片側(cè)面36的ρ+型半導(dǎo)體基板I和η+型緩沖區(qū)2之間的ρη結(jié)端部72向芯片背面(集電極15側(cè))流通。
[0163]這時，當(dāng)未設(shè)置發(fā)射極環(huán)50時，反向電流71朝向在電路部20設(shè)置的多個接觸孔20i (發(fā)射電極14和第二 p+型區(qū)域4-2的接觸孔)流通。但由于電路部20的接觸孔20i的面積與IGBT部10的IGBT的接觸孔20i的面積相比非常小，導(dǎo)致出現(xiàn)電流密度增加，電流集中于電路部20的接觸孔20i。結(jié)果導(dǎo)致芯片被破壞的可能性變大。另一方面，當(dāng)以包圍IGBT部10以及電路部20的周圍的方式設(shè)置發(fā)射極環(huán)50時，能夠使流入發(fā)射極襯墊16的反向電流71借由發(fā)射極環(huán)50均等的流入IGBT部10以及電路部20的芯片外周部。由此，能夠使流通IGBT部10的IGBT的反向電流71被整個芯片外周部消耗。因此，能夠確保與芯片外周部的周長成比例的負(fù)浪涌耐受量(對反向電流的耐受量)。也就是說，為了提高IGBT部10的負(fù)浪涌耐受量，可以有效地使用電路部20側(cè)的芯片外周部。另外，通常，在IGBT中，無需為了不使電流沿反方向流通而設(shè)置與IGBT并聯(lián)連接的二極管，所以能夠防止芯片尺寸變大。在芯片尺寸相同的情況下，與芯片形狀為正方形相比，芯片形狀為長方形的芯片外周部的周長變長。因此，通過將芯片形狀設(shè)置為長方形，能夠進(jìn)一步提高負(fù)浪涌耐受量。
[0164]接下來，針對將自分離結(jié)構(gòu)設(shè)置為電介質(zhì)分離結(jié)構(gòu)從而提高負(fù)浪涌耐受量的效果進(jìn)行說明。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。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。圖8-5(a)是示出本發(fā)明的電介質(zhì)分離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部動作的俯視圖。圖8-5 (b)是示出在圖8-5(a)剖切線E-E’位置的內(nèi)部動作的截面圖。圖8-6(a)是示出在圖14、圖15所示的現(xiàn)有的自分離結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部動作的俯視圖。圖8-6(b)是示出在圖8-6(a)剖切線F-F’位置的內(nèi)部動作的截面圖。
[0165]如圖8-6所示，如現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置那樣，在自分離結(jié)構(gòu)的情況下，通過使IGBT部110和第一電路部121之間的距離足夠長，而從IGBT部110分離第一電路部121，從而能夠達(dá)到抑制IGBT部110的IGBT的寄生電流的目的。因此，在自分離區(qū)122不能形成用于使發(fā)射極布線和硅基板接觸的接觸孔120i。因此，即使為了使IGBT部110和電路部120之間流通電流，而使鋁電極151連接到自分離區(qū)122上部的發(fā)射極環(huán)150，但根據(jù)上述理由，與硅基板接觸的接觸孔120i不形成于自分離區(qū)122。該接觸孔120i的分離區(qū)域的長度(也就是說，自分離區(qū)122的寬度w0)如上所述，例如在800 μπι以上，在4mmX 3mm尺寸的芯片的情況下，發(fā)射極環(huán)150的總周長中的大約11%的區(qū)域無法與硅基板接觸。
[0166]例如在短時間地施加負(fù)浪涌電壓的情況下，施加點火器用IGBT的反向偏壓時發(fā)射極-集電極間的耐壓VEe理論上為P +型半導(dǎo)體基板101和η +型緩沖區(qū)102之間的ρη結(jié)的耐壓。然而，芯片外周部有很多切割時的損傷，與幾乎為理論值的芯片中央部相比，在芯片端面(芯片側(cè)面)的P+型半導(dǎo)體基板101和η +型緩沖區(qū)102之間的ρη結(jié)的耐壓相對變低。例如當(dāng)負(fù)浪涌被施加至點火器時，如圖8-6 (b)所示，在芯片端部露出的P+型半導(dǎo)體基板101和n+型緩沖區(qū)102之間的ρη結(jié)產(chǎn)生雪崩擊穿。
[0167]在由該雪崩擊穿所產(chǎn)生的載流子中，空穴向P+型半導(dǎo)體基板101流動，電子穿過耗盡層190流動到η型漂移區(qū)103，朝向發(fā)射極環(huán)150的接觸孔120i (在圖8_6中以符號191表示電子的流向的箭頭)。接觸孔120i與第二 p+型區(qū)104-2 (電路部120側(cè)的p +型區(qū)104)接觸，朝向接觸孔120i的電子被注入至第二 p+型區(qū)104-2。在該情況下，由于第二 P +型區(qū)104-2和η型漂移區(qū)103之間的ρη結(jié)為正向偏置，所以通過電子的注入，空穴從第二P+型區(qū)104-2注入至η型漂移區(qū)103(在圖8-6中以符號192表示空穴的流向的箭頭)。
[0168]該注入至η型漂移區(qū)103的空穴，通過庫侖力被電子所吸引，同時如圖8_6(a)、圖8-6 (b)所示，經(jīng)由η型漂移區(qū)103而流向位于芯片端面的P +型半導(dǎo)體基板101和η +型緩沖區(qū)102之間的ρη結(jié)。當(dāng)空穴進(jìn)入耗盡層190，進(jìn)行漂移并被加速，流至ρ+型半導(dǎo)體基板101。該空穴電流192成為由第二 ρ+型區(qū)104-2、η型漂移區(qū)103以及P +型半導(dǎo)體基板101構(gòu)成的ρηρ寄生晶體管的集電極電流。如上所述，在自分離結(jié)構(gòu)的情況下，由于接觸孔120i的分離距離在800 μ m以上，因此在接觸孔120i的端部(載流子集中區(qū)域193)集中有非常多的電子電流191和由此而被注入的空穴電流192。電流密度增加，芯片容易被破壞。這是導(dǎo)致單芯片點火器的芯片尺寸不能減小的原因。
[0169]與此相對，在本發(fā)明的電介質(zhì)分離結(jié)構(gòu)中，如圖8_5(a)所示，電介質(zhì)分離區(qū)40的寬度wl最短為數(shù)ym，能夠設(shè)置為與自分離結(jié)構(gòu)相比大約為百分之一左右的寬度。因此，當(dāng)考慮η型漂