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      半導(dǎo)體器件的制作方法_2

      文檔序號(hào):9669204閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
      性被重疊。例如,在圖1所示的半導(dǎo)體器件中,五個(gè)二極管被串聯(lián)地連接,因此每當(dāng)溫度上升1°C時(shí),下降電壓變小約 12.5mV。
      [0062]因而,通過(guò)對(duì)擊穿電壓隨著溫度的上升而上升的半導(dǎo)體器件、例如擊穿電壓為5V以上的齊納二極管,組合對(duì)要串聯(lián)連接的二極管D的數(shù)量進(jìn)行了調(diào)整的半導(dǎo)體器件100,從而能夠降低齊納二極管的擊穿電壓的溫度依賴性。
      [0063]近年來(lái),伴隨著功率控制用的半導(dǎo)體器件的用途擴(kuò)大,具有高的擊穿電壓的齊納二極管正被廣泛地使用。在具有高的擊穿電壓的齊納二極管中,擊穿電壓根據(jù)溫度而變動(dòng)得大。因此,僅通過(guò)連接一個(gè)正向二極管,無(wú)法充分地補(bǔ)償具有高的擊穿電壓的齊納二極管的溫度依賴性。另外,這種齊納二極管例如用于汽車等。在用于汽車的情況下,根據(jù)外部環(huán)境,半導(dǎo)體器件的溫度可能在-40°C?125°C的范圍內(nèi)變化。因此,如果不充分地降低溫度依賴性,則會(huì)導(dǎo)致在低溫狀況下或高溫狀況下?lián)舸╇妷簭某貢r(shí)的值較大地偏離。
      [0064]因而,希望盡可能降低半導(dǎo)體器件的擊穿電壓的溫度依賴性。
      [0065]根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件100,串聯(lián)地連接了多個(gè)二極管D,因此能夠使隨著溫度的上升而降低的下降電壓的值變大。因此,例如在連接于上述的具有高的擊穿電壓的齊納二極管的情況下,能夠補(bǔ)償其溫度依賴性。
      [0066]另外,在本實(shí)施方式中,在各二極管D之間設(shè)置有分離區(qū)域9。因此,能夠抑制:不通過(guò)電極11而通過(guò)P型半導(dǎo)體區(qū)域4向與陰極電極15相接的n+型半導(dǎo)體區(qū)域7流過(guò)電流。其結(jié)果,能夠提高半導(dǎo)體器件100的作為二極管的動(dòng)作的可靠性。
      [0067]此時(shí),ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4設(shè)置在η型半導(dǎo)體區(qū)域3上,分離區(qū)域9從ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4的表面到達(dá)至η型半導(dǎo)體區(qū)域3,從而能夠更進(jìn)一步抑制不通過(guò)電極11而通過(guò)ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4向與陰極區(qū)域15相接的η+型半導(dǎo)體區(qū)域7流過(guò)電流。因此,能夠更進(jìn)一步提高半導(dǎo)體器件100的作為二極管的動(dòng)作的可靠性。
      [0068]關(guān)于上述的各半導(dǎo)體區(qū)域中的雜質(zhì)濃度的相對(duì)的高低,例如能夠使用SCM(掃描型靜電電容顯微鏡)來(lái)確認(rèn)。這是因?yàn)椋靼雽?dǎo)體區(qū)域的載流子密度與各半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)濃度成比例。
      [0069]因而,在本實(shí)施方式中,p+型半導(dǎo)體區(qū)域5的ρ型載流子密度(空穴的密度)高于P型半導(dǎo)體區(qū)域4的ρ型載流子密度。n+型半導(dǎo)體區(qū)域7的η型載流子密度(自由電子的密度)高于Ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4的ρ型載流子密度。
      [0070]在下面說(shuō)明的各實(shí)施方式中也同樣地,能夠?qū)⒏靼雽?dǎo)體區(qū)域間的雜質(zhì)濃度的高低置換為各半導(dǎo)體區(qū)域間的載流子密度的高低。
      [0071](第2實(shí)施方式)
      [0072]圖3是第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件200的截面圖。
      [0073]第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件200與第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件100相比,分離區(qū)域9的構(gòu)造不同。
      [0074]在第1實(shí)施方式中,分離區(qū)域9僅包含絕緣材料。與此相對(duì),在本實(shí)施方式中,分離區(qū)域9包含絕緣層91以及導(dǎo)電層92。
      [0075]絕緣層91的一部分與η型半導(dǎo)體區(qū)域3相接,其它部分與ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4相接。但是,在分離區(qū)域9未到達(dá)至η型半導(dǎo)體區(qū)域3的情況下,絕緣層91未與η型半導(dǎo)體區(qū)域3相接。S卩,絕緣層91的至少一部分與ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4相接。
      [0076]導(dǎo)電層92經(jīng)由絕緣層91而設(shè)置在η型半導(dǎo)體區(qū)域3內(nèi)以及ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4內(nèi)。但是,也可以是分離區(qū)域9到達(dá)至η型半導(dǎo)體區(qū)域3、絕緣層91僅設(shè)置在ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4內(nèi)。即,導(dǎo)電層92的至少一部分隔著絕緣層91而設(shè)置在ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4內(nèi)。
      [0077]導(dǎo)電層92連接于電極11。
      [0078]例如通過(guò)針對(duì)基板1形成到達(dá)至半導(dǎo)體區(qū)域3的溝槽,在該溝槽內(nèi)堆積絕緣材料,之后堆積導(dǎo)電材料,從而形成本實(shí)施方式的分離區(qū)域9。此時(shí),也可以與形成導(dǎo)電層92同時(shí)地,形成電極11、陽(yáng)極電極13以及陰極電極15。
      [0079]此外,在圖3所示的例子中,形成于基板1的溝槽通過(guò)導(dǎo)電層92被填埋,但是導(dǎo)電層92也可以并非填埋形成于基板1的溝槽。在這種情況下,在設(shè)置了分離區(qū)域9的部分中,堆積在絕緣層91上的導(dǎo)電層是導(dǎo)電層92,且還是電極11。
      [0080]在各二極管D流過(guò)電流的狀態(tài)下,載流子通過(guò)電極11而在二極管D之間移動(dòng),并且在Ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4中移動(dòng)。各電極11的電位從陽(yáng)極電極13向陰極電極15,根據(jù)二極管D的數(shù)量而變化。此時(shí),相鄰的二極管D之間的電位差變得大致與二極管D的下降電壓相等。與此相對(duì),Ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4中的載流子受到設(shè)置在該ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4上的二極管D中流過(guò)的電流、來(lái)自設(shè)置在與該ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4相鄰的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4上的二極管D的電位的影響,而在ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4內(nèi)移動(dòng)。因此,相鄰的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4的電位差有時(shí)在各Ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4中不同。
      [0081]在本實(shí)施方式中,在ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4內(nèi)設(shè)置有與電極11連接的導(dǎo)電層92。因此,與未設(shè)置有導(dǎo)電層92的情況相比,ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4內(nèi)部的電位穩(wěn)定。其結(jié)果,能夠使半導(dǎo)體器件200中的二極管動(dòng)作穩(wěn)定。
      [0082](第3實(shí)施方式)
      [0083]圖4是第3實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件300的截面圖。
      [0084]第3實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件300與第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件100相比,分離區(qū)域9的構(gòu)造不同。
      [0085]在本實(shí)施方式中,分離區(qū)域9由與ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4的導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)域構(gòu)成。分離區(qū)域9從基板1的表面到達(dá)至η型半導(dǎo)體區(qū)域3。在圖4所示的例子中,分離區(qū)域9由η型的半導(dǎo)體區(qū)域構(gòu)成。分離區(qū)域9的η型雜質(zhì)濃度例如高于ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4的ρ型雜質(zhì)濃度。
      [0086]在本實(shí)施方式中,也能夠得到與第1實(shí)施方式同樣的效果。
      [0087]除了在第1實(shí)施方式?第3實(shí)施方式中敘述的分離區(qū)域9的結(jié)構(gòu)以外,例如還能夠在SOI基板上形成了各半導(dǎo)體區(qū)域之后,通過(guò)干蝕刻來(lái)分離各二極管D之間。在這種情況下,設(shè)置于P型半導(dǎo)體區(qū)域4中的空隙相當(dāng)于分離區(qū)域9。
      [0088](第4實(shí)施方式)
      [0089]圖5是第4實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件400的截面圖。
      [0090]第4實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件400與第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件100相比,不同點(diǎn)在于還具備ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21 (第5半導(dǎo)體區(qū)域)。
      [0091]η型半導(dǎo)體區(qū)域3設(shè)置在ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21上。分離區(qū)域9從ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4的表面到達(dá)至Ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21。但是,分離區(qū)域9也可以不到達(dá)ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21,而到達(dá)至η型半導(dǎo)體區(qū)域3。
      [0092]各實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件例如安裝到電路時(shí)設(shè)置在布線板上。此時(shí),有時(shí)在半導(dǎo)體器件的背面(η型半導(dǎo)體區(qū)域3的界面中的與ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4相反一側(cè)的界面)形成電極、使陰極電極15和該背面電極短路。在這種情況下,陽(yáng)極電極13與背面電極之間被施加電壓。
      [0093]這里,當(dāng)陽(yáng)極電極13與背面電極之間的耐壓低時(shí),在陽(yáng)極電極13與半導(dǎo)體器件的背面電極之間流過(guò)電流,半導(dǎo)體器件有可能不作為二極管進(jìn)行動(dòng)作。
      [0094]與此相對(duì),通過(guò)設(shè)置ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21,能夠通過(guò)η型半導(dǎo)體區(qū)域3和ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21的ρη結(jié),來(lái)提高陽(yáng)極電極13與半導(dǎo)體器件背面之間的耐壓。
      [0095]因此,根據(jù)本實(shí)施方式,與第1實(shí)施方式相比,能夠使半導(dǎo)體器件的作為二極管的動(dòng)作更穩(wěn)定。
      [0096]在半導(dǎo)體區(qū)域3為ρ型的半導(dǎo)體區(qū)域、半導(dǎo)體區(qū)域4為η型的半導(dǎo)體區(qū)域的情況下,只要將半導(dǎo)體區(qū)域21的導(dǎo)電類型設(shè)為η型即可。S卩,半導(dǎo)體區(qū)域21具有與半導(dǎo)體區(qū)域3的導(dǎo)電類型不同的導(dǎo)電類型。
      [0097]在半導(dǎo)體區(qū)域3為ρ型半導(dǎo)體區(qū)域的情況下,通過(guò)將半導(dǎo)體區(qū)域21設(shè)為η型半導(dǎo)體區(qū)域,從而能夠通過(guò)半導(dǎo)體區(qū)域3和半導(dǎo)體區(qū)域21的ρη結(jié),來(lái)提高陽(yáng)極電極13與背面電極之間的耐壓。
      [0098](第5實(shí)施方式)
      [0099]圖6是第5實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件500的截面圖。
      [0100]第5實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件500與第4實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件400相比,不同點(diǎn)在于代替η型半導(dǎo)體區(qū)域3而具備絕緣區(qū)域23。
      [0101]絕緣區(qū)域23是例如包含氧化硅的區(qū)域。絕緣區(qū)域23設(shè)置在ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21上。P型半導(dǎo)體區(qū)域4設(shè)置在絕緣區(qū)域23上。
      [0102]分離區(qū)域9從ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4的表面到達(dá)至絕緣區(qū)域23。分離區(qū)域9的前端例如位于ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4和絕緣區(qū)域23的邊界部分。在絕緣區(qū)域23的下方設(shè)置有Ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21。
      [0103]例如通過(guò)將形成了 ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4的基板與形成了 ρ型半導(dǎo)體區(qū)域21的基板粘貼在一起而形成半導(dǎo)體器件500。此時(shí),將兩個(gè)基板粘貼在一起的面成為絕緣區(qū)域23。
      [0104]此外,ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4也可以是η型的半導(dǎo)體區(qū)域。另外,半導(dǎo)體區(qū)域21也可以是η型的半導(dǎo)體區(qū)域。
      [0105]根據(jù)本實(shí)施方式,設(shè)置絕緣區(qū)域23,分離區(qū)域9到達(dá)至絕緣區(qū)域23,因此與第1實(shí)施方式相比,能夠進(jìn)一步抑制不通過(guò)電極11而通過(guò)ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4向與陰極區(qū)域15相接的η+型半導(dǎo)體區(qū)域7流過(guò)電流。
      [0106](第6實(shí)施方式)
      [0107]圖7是第6實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件600的截面圖。
      [0108]圖8是第6實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件600的俯視圖。
      [0109]圖7是圖8中的Α-Α’截面圖。
      [0110]在圖8中,為了說(shuō)明分離區(qū)域9的俯視時(shí)的構(gòu)造,省略了絕緣層、保護(hù)層以及電極等。
      [0111]第6實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件600與第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件100相比,不同點(diǎn)在于分離區(qū)域9以包圍多個(gè)二極管D的方式還設(shè)置于半導(dǎo)體器件100的外周。
      [0112]設(shè)置了各二極管D的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4通過(guò)分離區(qū)域9從基板1的X方向以及Υ方向上的端部分離。即,在基板1的X方向的端部以及Υ方向上的端部所設(shè)置的Ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4、與設(shè)置了二極管D的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域4之間設(shè)置有分離區(qū)域9。
      [0113]在一個(gè)基板上制作多個(gè)半導(dǎo)體器件,之后切斷基板而使多個(gè)半導(dǎo)體器件分離時(shí),在基板的截面產(chǎn)生許多缺陷。另外,如上所述,半導(dǎo)體器件在設(shè)置于布線板上時(shí),有時(shí)在半導(dǎo)體器件的背面形成電極,使陰極電極15和
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