JP2002118115A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】逆回復特性の改善と、漏れ電流を低下でき、リ
ンギング発生電圧を低下できる半導体装置を提供するこ
と。 【解決手段】ｎ型半導体基板１００の一方の主面の表面
層に、ｎ⁺ カソード層２を形成し、他方の主面の表面層
に、イオン注入と熱拡散でｐ⁺ 層３ａが横方向で重なっ
たｐ⁺ アノード層３を形成する。ｎ⁺ カソード層２とｎ
⁺ アノード層３に挟まれたｎ型半導体基板がｎ^- ドリフ
ト層１となる。ｐ⁺ アノード層３は、多数の開口部を持
つレジスト１１をマスクにｐ型不純物を注入深さＬp で
イオン注入し、その後、熱拡散して互いに横方向で重な
るように形成する。重なり箇所４の最高の濃度箇所７は
Ｌp 線上となる。この重なり箇所４の最高の濃度を、ｎ
半導体基板１００の濃度の１倍から１０倍とすること
で、逆回復特性の改善と漏れ電流を低下させ、リンギン
グが発生する電圧を低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力用半導体整
流素子などの半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、電力用半導体整流素子（ダイオー
ド）は、インバータを始め様々な用途に利用されてお
り、その適用範囲は、耐圧６００Ｖ以下の小・中容量か
ら２．５ｋＶ以上の大容量と広い。また近年、ＩＧＢＴ
に代表される高耐圧かつ大容量の用途において、低損失
かつ高い周波数で動作可能なスイッチング素子が開発さ
れ、実用に供されている。特に、大容量分野では、ＧＴ
Ｏ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−Ｏｆｆ Ｔｈｙｒｉｓｕｔｏ
ｒ）のＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タ）への置き換えが進められている。それに伴い、ダイ
オードにも同様の用途において、低損失かつ高い周波数
動作が可能な高速リカバリ特性が要求されている。さら
に、近年、パワーエレクトロニクス機器でのダイオード
の動作時におけるＥＭＩノイズ（電磁ノイズ）の低減の
ために、ソフトリカバリー特性も要求されるようになっ
てきた。

【０００３】電力用半導体整流素子の代表例であるｐｉ
ｎダイオードは、アノード電極にコンタクトしているｐ
⁺ アノード層と、カソード電極にコンタクトしているｎ
⁺ カソード層との間に高い耐圧を確保するために、両層
よりも高い比抵抗のｎ^- ドリフト層（ｉ層）を有する構
造を持ち、現在広く用いられている整流素子である。図
１２は、このような従来型ｐｉｎダイオードの断面図で
ある。この図において、高比抵抗のｎ^- ドリフト層５１
の一方の面に、ｎ⁺ カソード層５２が形成されており、
カソード電極５５にコンタクトしている。さらに、ｎ^-
ドリフト層５１の面には、ｐ⁺ アノード層５３が形成さ
れており、このｐ⁺ アノード層５３はアノード電極５６
にコンタクトしている。

【０００４】ダイオードがオン状態からオフ状態にスイ
ッチするとき（逆回復時）には、過渡的に大きな逆向き
の電流がダイオードに流れる。これを逆回復電流という
が、このときダイオードに、定常的な状態よりも大きな
電気的損失が生じる。この損失を小さくすることが、ダ
イオードの特性に強く要求される。さらに、このときダ
イオード内部には、定常状態の場合に比べて高い電気的
責務が生じる。ダイオードに流れる定常電流を大きくし
たり、阻止状態の電圧を大きくすると、この電気的責務
が大きくなり、そのためダイオードが破壊することがあ
る。電力用途のダイオードにおいて高い信頼性を保証す
るためには、この逆回復耐量を、定格よりはるかに大き
くすることが強く要求される。

【０００５】現在、ｐｉｎダイオードの逆回復特性およ
び耐量を改善するための対策として、重金属拡散や電子
線照射などを用いた少数キャリアのライフタイム制御が
広く適用されている。すなわち、ライフタイムを小さく
することで、定常状態における総キャリア濃度が低減さ
れるため、逆回復中に空間電荷領域の広がりで吐き出さ
れるキャリア濃度が減少し、逆回復時間や逆回復ピーク
電流、逆回復電荷を小さくすることができる。また、正
孔が空間電荷領域を走り抜けることによる逆回復中の電
界強度も、その正孔濃度の減少により緩和されるため、
電気的責務が小さくなり逆回復耐量が向上する。

【０００６】さらに同様の目的で、特開平７−３７８９
５号公報に開示された構造で、アノード層を濃度の濃い
第１領域と横拡散で形成された濃度の薄い第２領域と、
この第２領域が重なり合う第３領域で形成する構造があ
る。さらに、特開平７−２３５６８３号公報に開示され
た構造で、前記の第３領域がなく、第２領域同士が表面
で接する構造がある。

【０００７】図１３は、特開平７−３７８９５号公報に
開示された半導体装置の断面構造である。ｐ⁺ アノード
層５３を複数個のｐ⁺ 層５３ａで形成し、このｐ⁺ 層５
３ａを横方向で重なるようにしたものである。重なり箇
所５４の幅Ｂをｐ⁺ 層５３ａの拡散深さＸj より小さく
することにより、前記のｐｉｎ構造より逆回復電流減少
率ｄＩR ／ｄｔを小さくすることができる。つまりソフ
ト・リカバリー特性とすることができる。尚、図中の５
５、５６はカソード電極、アノード電極である。

【０００８】さらに同様の目的で、マージド・ｐｉｎ／
ショットキー・ダイオード（Ｍｅｒｇｅｄ ｐｉｎ／Ｓ
ｃｈｏｔｔｋｙ Ｄｉｏｄｅ）（以下「ＭＰＳ」と略
称、米国特許第４，６４１，１７４号明細書参照）とい
った、少数キャリアの注入効率を下げて逆回復特性を向
上する構造も開発されている。図１４は、このような従
来型ＭＰＳダイオードの断面図である。この図におい
て、高比抵抗のｎ^- ドリフト層５１の一方の面に、ｎ⁺
カソード層５２が形成されており、カソード電極５５に
コンタクトしている。さらに、ｎ^- ドリフト層５１の一
方の面の一部には、ｐ⁺ アノード層５３が形成されてお
り、このｐ⁺ アノード層５３はアノード電極５６にコン
タクトしている。また、このｐ⁺ アノード層５３に並列
に、ｎ^- ドリフト層５１とアノード電極５６とがショッ
トキー接合６０を形成している。前記のようにショット
キー接合６０を形成することで、逆回復特性の改善を図
っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＩＧＢＴの特
性が改善されるにつれて、このＩＧＢＴの還流ダイオー
ドとして用いられるダイオードの逆回復特性の改善、つ
まり、逆回復損失の低減、逆回復電流の低減、逆回復電
荷の低減、逆回復時間の低減およびソフトリカバリ化が
益々強く求められ、また、同時に、静特性である逆漏れ
電流の低減、オン電圧の低減なども強く求められてい
る。

【００１０】前記の図１４の半導体装置では、逆回復特
性は向上するものの、ショットキー接合６０での漏れ電
流が大きくなる。また、前記の図１３の半導体装置で
は、横方向拡散領域が重なり合うことで、逆回復特性と
漏れ電流を改善している。通常、不純物拡散は、近似的
にガウス分布に従うので、縦方向および横方向拡散の濃
度は、深さ方向や横方向に進むにつれて指数関数的に減
少する。そのため、横方向拡散領域が重なった場合に
は、その重なり具合が大きくになるにつれて、重なり合
う領域の濃度は、指数関数的に増加する。それに対応し
て、正孔の注入が増加して蓄積キャリアが増えるため、
逆回復電流は、重なり合う濃度に大きく影響を受け、こ
の濃度が増加すると著しく大きくなる。また、このよう
に、重なり合う濃度が大きくなると、低電流逆回復時に
電流波形が振動するリンギング現象が起こる。

【００１１】この発明の目的は、前記の課題を解決し
て、逆回復特性の改善と、漏れ電流の低下ができ、リン
ギング現象が発生する電圧の低下を抑制できる半導体装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、第１導電型半導体基板の表面層に、複数個の開口
部を介して第２導電型拡散領域を形成し、該第２導電型
拡散領域が、垂直拡散で開口部直下に形成される第１領
域と、横方向拡散で開口部外に形成される第２領域で構
成され、該第２領域が、互いに表面層で重なり合う第３
領域を有する半導体装置において、第３領域の最高濃度
が、第１導電型半導体基板の濃度の１倍以上で１０倍以
下であるようにする。

【００１３】第１導電型半導体基板の表面層に、複数個
の開口部を介して第２導電型拡散領域を形成し、該第２
導電型拡散領域が、垂直拡散で開口部直下に形成される
第１領域と、横方向拡散で開口部外に形成される第２領
域で構成され、該第２領域が、互いに表面層で重なり合
う第３領域を有する半導体装置において、前記第１導電
型半導体表面に、選択的に第１導電型領域を有するとよ
い。

【００１４】第３領域の最高濃度が、第１導電型半導体
基板の１倍以上で１０倍以下であるとよい。前記第２導
電型拡散領域の幅が最大となる点での平断面において、
前記第１領域の面積が、前記第２導電型拡散領域の面積
に対して、５０％以下であるとよい。

【００１５】第１導電型半導体基板の表面層に、複数個
の開口部を介して第２導電型拡散領域を形成し、該第２
導電型拡散領域が、垂直拡散で開口部直下に形成される
第１領域と、横方向拡散で開口部外に形成される第２領
域で構成され、該第２領域が、互いに表面層で重なり合
う第３領域を有する半導体装置の製造方法において、第
２導電型拡散領域の形成は、前記第２導電型不純物のイ
オン注入深さ（イオンの平均飛程）をＲｐ、該不純物の
垂直方向の拡散深さをＸｊ、隣り合う前記開口部端間隔
をＷとすると、１．５（Ｘｊ² −２Ｘｊ・Ｒｐ）^1/2 ≦
Ｗ≦１．５（Ｘｊ−Ｒｐ）の関係式が成立するようにす
ると効果的である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下の説明では第１導電型をｎ
型、第２導電型をｐ型として説明するが、逆としても構
わない。図１は、この発明の第１実施例の半導体装置の
要部断面図である。ｎ型半導体基板１００の一方の主面
の表面層に、ｎ⁺ カソード層２を形成し、他方の主面の
表面層に、イオン注入により不純物を注入し、その後の
熱拡散によりｐ⁺ 層３ａが横方向で重なるように形成す
る。この横方向で重なり合ったｐ⁺ 層３ａ全体がｐ⁺ ア
ノード層３となる。前記のｎ⁺ カソード層２上にカソー
ド電極５、ｎ⁺ アノード層３上にアノード電極６を形成
する。ｎ⁺ カソード層２とｎ⁺ アノード層３に挟まれた
ｎ型半導体基板がｎ^- ドリフト層１となる。ｐ⁺ アノー
ド層３は、多数の開口部を持つ点線で示したレジスト１
１をマスクとして、ｐ型不純物を注入深さＬp （イオン
の平均飛程）でイオン注入し、その後、熱拡散して互い
に横方向で重なるように形成される。重なり箇所４の最
高の濃度箇所７はＬp 線上に存在する。この重なり箇所
４の最高の濃度を、ｎ^- ドリフト層１の濃度の１倍から
１０倍とすることで、逆回復特性の改善とリンギングが
発生する電圧（これをリンギング発生電圧という）の低
下を抑制することができる。また、漏れ電流も拡散接合
とショットキー接合を有するＭＰＳに比べて大幅に小さ
くすることができる。このようにして製作した半導体装
置にライフタイムキラーを導入すると、一層の逆回復特
性の改善やリンギング発生電圧の低下の防止を図ること
ができる。このライフタイムキラーの導入箇所はｐ⁺ ア
ノード層３近傍のｎ^- ドリフト層１や、開口部１２直下
のｎ^- ドリフト層１全域が効果的である。尚、図中のＷ
は隣り合う開口部１２の間隔である。また、請求項で記
載した第３領域が、重なり箇所４のことであることは勿
論である。

【００１７】図２は、図１の半導体装置で、重なり箇所
の最高の濃度（アクセプタ濃度Ｎ_A) と逆回復電流の関
係を示す。図では、縦軸を、逆回復電流密度ＪRPと、逆
回復過程に入る直前の順電流密度ＪF の比で示す。重な
り箇所４の最高の濃度（アクセプタ濃度Ｎ_A ) が、ｎ型
半導体基板１００の濃度（ｎ^- ドリフト層１の濃度：ド
ナー濃度Ｎ_D ）の１０倍を超すと、急激に逆回復電流が
大きくなる。これは、正孔の注入が増加して蓄積キャリ
アが急増するためである。そのため、重なり箇所４の最
高の濃度は、ｎ型半導体基板１００の濃度の１倍から１
０倍の範囲がよい。

【００１８】図３は、図１の半導体装置において、ｐ⁺
アノード層３の幅が最大となる点（この図では表面から
ＬP の位置）での平断面において、ｐ⁺ アノード層３全
体の面積に対する垂直拡散領域（請求項１の第１領域）
の面積の比Ｒ（％）と、逆回復電流との関係を示す図で
ある。１００％−Ｒは、ｐ⁺ アノード層３の面積に対す
る横方向拡散領域の面積の比となる。図では、縦軸を、
逆回復電流密度ＪRPと、逆回復過程に入る直前の順電流
密度ＪF の比で示す。

【００１９】Ｒが増加するということは、垂直拡散領域
の面積（開口部１２の面積と等しい）が増加し、横方向
拡散領域の面積が減少することを意味する。横方向に拡
散する不純物の総量（正孔の総量）は、垂直方向に拡散
する不純物の総量（正孔の総量）より小さくなる。従っ
て、Ｒが増加すると、前記のように、垂直拡散領域の面
積が増加し、横方向拡散領域の面積が減少するため、ｎ
^- ドリフト層１に注入される正孔が増加する。注入され
る正孔密度が増加すると、ｎドリフト層１に蓄積される
過剰キャリアが増加し、そのため、逆回復電流は増加す
る。

【００２０】Ｒが５０％を超えると、図３に示すよう
に、逆回復電流の増加する割合が大きくなる。そのため
に、Ｒを５０％以下にすることが望ましい。Ｒは小さい
程好ましいが、実用的には、Ｒの最小値を数％から１０
％程度にするとよい。また、漏れ電流は、ｐｎ接合（ｐ
⁺ アノード層３とｎドリフト層１の接合）で逆電圧を阻
止するので、ｐｉｎダイオード並みに小さいことは勿論
である。

【００２１】図４は、図１の半導体装置で、重なり箇所
の最高の濃度とリンギング発生電圧の関係を示す。縦軸
を、リンギング発生電圧ＶRB(th)とパンチスルー電圧Ｖ
PTの比で示す。定格の１／１０以下のような微小電流に
て逆回復する場合、ｎ型半導体基板１００の濃度の１０
倍を超えると、リンギング発生電圧が急激に低下する。
これは、逆回復電流が大きくなると、この逆回復電流の
電流減少率が大きくなるためである。そのため、重なり
箇所４の最高の濃度は、ｎ型半導体基板１００の濃度の
１倍から１０倍の範囲がよい。この範囲では、微小電流
の逆回復に特有なリンギング発生電圧の低下を抑えるこ
とができる。

【００２２】図５は、この発明の第２実施例の半導体装
置の要部断面図である。図１のイオン注入の深さＬp を
深くし、表面層にｐ⁺ 層３ａが重ならない箇所が生じる
ようにする。この重ならない箇所がｎ^- 層８である。ま
た、重なり箇所４の最高の濃度を、ｎ^- ドリフト層１の
濃度の１倍以上で、１０倍以下とする。こうすること
で、逆回復特性の一層の改善とリンギングが発生する電
圧の低下を抑制することができ、また、漏れ電流もＭＰ
Ｓに比べて大幅に小さくすることができる。

【００２３】尚、ｎ^- 層８の平面パターンはストライプ
でも円形や多角形の島状であっても構わない。このよう
に、ｎ^- 層８を表面層に残すことで、空乏層のピンチオ
フが、表面からＲｐの深さで生じ、十分ピンチオフ電圧
が小さくなるため、ショットキー表面の電界強度が小さ
くなる。よって漏れ電流はｐｉｎ並みに抑えられる。

【００２４】レジストの隣り合う開口部の間隔をＷ、拡
散深さをＸj 、イオン注入深さをＲp 、横方向拡散深さ
を０．７５Ｘj としたとき、Ｗを、１．５（Ｘｊ² −２
Ｘｊ・Ｒｐ）^1/2 ≦Ｗ≦１．５（Ｘｊ−Ｒｐ）の範囲に
すると、ｎ^- 層８直下はｎ^-層８／ｐ⁺ 層３ａの重なり
箇所４／ｎ^- ドリフト層１となる。このｎ^- 層８の存在
のために、重なり箇所４からの正孔の注入（順バイアス
時）が抑制される。そのため、ｎ^- 層８が存在しない場
合、つまり、重なり箇所４が表面層まである場合と比べ
て、逆回復電流を一層小さくすることができる。

【００２５】尚、Ｗ＜１．５（Ｘｊ² −２Ｘｊ・Ｒｐ）
^1/2 で、ｐ⁺ 層３ａは表面でも重なる状態となり、Ｗ＞
１．５（Ｘｊ−Ｒｐ）で、ｐ⁺ 層３ａの横方向の先端が
離れる状態となる。つぎに、図５の具体的な実施例を説
明する。ｐ⁺ 層３ａを形成するために、加速電圧３００
ｋｅＶでボロンをイオン注入し、その後、熱処理する。
この熱処理条件によりｐ⁺ 層３ａの重なり具合が決ま
る。イオン注入深さはＲｐ＝０．８μｍとし、垂直方向
の拡散深さはＸｊ＝５μｍとすると、隣り合う開口部の
間隔Ｗが、６．２μｍから６．３μｍの範囲で、表面に
ｎ^- 層８が存在（露出）するようになる。この半導体装
置の逆回復電流とＷの関係をつぎに説明する。

【００２６】図６は、逆回復電流とＷの関係を示す。図
中のＪRPは逆回復電流（ピーク電流）、ＪF は逆回復過
程に入る直前の順方向電流である。逆回復電流は、重な
り箇所４が大きくなりｎ^- 層８が消滅するＷ＝６．２μ
ｍよりＷが小さくなったところで、従来構造と同様に大
幅に増大する。一方、ｐ⁺ 層３ａが重なり且つｎ^- 層４
が存在するＷ、つまり６．２μｍから６．３μｍの範囲
では、後述する図１０の表面が最高の濃度となる構造、
つまり、ｎ^- 層が存在しない構造よりも逆回復電流は小
さくなる。この範囲では、ｎ^- 層８の存在で重なり箇所
４からの正孔の注入が、ｎ^- 層８が存在しない場合に比
べて抑制されるためである。また、漏れ電流は、ｐ⁺ 層
３ａとｎ^- ドリフト層１の接合が逆電圧を阻止するため
に、ｐｉｎ並み小さい。

【００２７】さらに、ｐ⁺ 層３ａの重なりがなくなる
（Ｗ＞６．３μｍ）と逆回復電流は両者で同じ低い値と
なる。但し、ｐ⁺ 層３ａの重なりが無くなった箇所に
は、ｎ^-ドリフト層１とアノード電極６の間にショット
キー接合が形成されているので、この範囲では図示しな
いが漏れ電流は大きくなる。また、リンギング発生電圧
も空乏層のパンチスルー電圧より小さくなることはな
い。

【００２８】つまり、ｐ⁺ 層３ａが重なり、且つｎ^- 層
８が存在する範囲（６．２μｍ≦Ｗ≦６．３μｍ）で
は、逆回復電流は、後述する図１０の表面が最高濃度と
なる構造のように、ｐ⁺ 層３ａが重なり、ｎ^- 層が存在
しない構造よりも小さくなり、且つ、ＭＰＳよりも漏れ
電流が小さくなる。図７から図１０は、図１および図５
の半導体装置の製造工程であり、工程順に示した要部工
程断面図である。

【００２９】ｎ型半導体基板１００の一方の主面の表面
層にｎ⁺ カソード層２を形成し、他方の主面にはレジス
ト１１を被覆し、フォトリソグラフィーで開口部１２を
形成する。隣り合う開口部１２の間隔をＷとする（図
７）。つぎに、開口部１２からｐ型不純物１４のイオン
注入１３を注入深さＬp で行う（図８）。

【００３０】つぎに、熱拡散により、ｐ⁺ 層３ａが横方
向で重なるように拡散する。この重なり合ったｐ⁺ 層３
ａでｐ⁺ アノード層３が形成される。このときの垂直方
向の拡散深さをＸ_j 、横方向拡散深さをＡとすると、Ａ
＝０．７５Ｘ_j となる。また、重なり箇所４の最高の濃
度箇所７はＬp 線上に位置する（図９）。つぎに、ｎ⁺
カソード層２上とｐ⁺ アノード層３上にカソード電極
５、アノード電極６を形成する（図１０）。

【００３１】このＬ_P を大きくして、熱拡散条件を所定
の条件に設定することで、図５のように、表面層でｐ⁺
層３ａが重ならない箇所が生じ、ｎ^- 層８が存在する構
造とすることができる。図１１は、この発明の第３実施
例の半導体装置の要部断面図である。これは、最高の濃
度箇所７が表面に位置する場合であり、ｎ^- 層８が存在
しない場合である。これはｐ⁺ 層３ａをイオン注入でな
く、通常の拡散で形成し、表面の濃度を最も高くした場
合である。この場合でも、重なり箇所４の最高の濃度
を、ｎ型半導体基板の濃度の１倍以上で、１０倍以下と
することで、図１と同様の効果が期待される。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、ｐ⁺ アノード層の重
なり箇所での最高の濃度をｎ型半導体基板（ｎ^- ドリフ
ト層）の濃度の１倍以上で、１０倍以下とすることで、
逆回復特性と漏れ電流とを改善でき、さらに、リンギン
グ発生電圧の低下を抑制することができる。

【００３３】また、重なり箇所を有し、且つ、表面層に
ｎ型半導体基板層（ｎ^- ドリフト層）を露出すること
で、表面層まで、重なり箇所がある構造よりも逆回復特
性を改善できる。さらに、ｐ⁺ アノード層の面積に対す
る垂直拡散領域の面積の比を５０％以下とすることで、
逆回復特性を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の半導体装置の要部断面
図

【図２】図１の半導体装置で、重なり箇所の最高の濃度
（アクセプタ濃度Ｎ_A ) と逆回復電流の関係を示す図

【図３】図１の半導体装置において、ｐ⁺ アノード層３
の面積に対する垂直拡散領域（請求項１の第１領域）の
面積の比Ｒと、逆回復電流との関係を示す図

【図４】図１の半導体装置で、重なり箇所の最高の濃度
とリンギング発生電圧の関係を示す図

【図５】この発明の第２実施例の半導体装置の要部断面
図

【図６】逆回復電流とＷの関係を示す図

【図７】図１および図５の半導体装置の要部工程断面図

【図８】図７に続く、図１および図５の半導体装置の要
部工程断面図

【図９】図８に続く、図１および図５の半導体装置の要
部工程断面図

【図１０】図９に続く、図１および図５の半導体装置の
要部工程断面図

【図１１】この発明の第３実施例の半導体装置の要部断
面図

【図１２】ｐｉｎダイオードの断面図

【図１３】特開平７−３７８９５号公報に開示された半
導体装置の断面構造図

【図１４】ＭＰＳダイオードの断面図

【符号の説明】

１ ｎ^- ドリフト層 ２ ｎ⁺ カソード層 ３ ｐ⁺ アノード層 ３ａ ｐ⁺ 層 ４ 重なり箇所 ５ カソード電極 ６ アノード電極 ７ 最高の濃度箇所 ８ ｎ^- 層 １１ レジスト １２ 開口部 １３ イオン注入 １４ ｐ型不純物 １００ ｎ型半導体基板 Ｗ 隣り合う開口部の間隔 Ｌp 注入深さ（イオンの平均飛程） Ｘj 垂直方向の拡散深さ Ａ 横方向の拡散深さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大月 正人 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 内藤 達也 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１導電型半導体基板の表面層に、複数個
   の開口部を介して第２導電型拡散領域を形成し、該第２
   導電型拡散領域が、垂直拡散で開口部直下に形成される
   第１領域と、横方向拡散で開口部外に形成される第２領
   域で構成され、該第２領域が、互いに表面層で重なり合
   う第３領域を有する半導体装置において、第３領域の最
   高濃度が、第１導電型半導体基板の濃度の１倍以上で１
   ０倍以下であることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】第１導電型半導体基板の表面層に、複数個
   の開口部を介して第２導電型拡散領域を形成し、該第２
   導電型拡散領域が、垂直拡散で開口部直下に形成される
   第１領域と、横方向拡散で開口部外に形成される第２領
   域で構成され、該第２領域が、互いに表面層で重なり合
   う第３領域を有する半導体装置において、前記第１導電
   型半導体表面に、選択的に第１導電型領域を有すること
   を特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】第３領域の最高濃度が、第１導電型半導体
   基板の１倍以上で１０倍以下であることを特徴とする請
   求項２に記載の半導体装置。
4. 【請求項４】前記第２導電型拡散領域の幅が最大となる
   点での平断面において、前記第１領域の面積が、前記第
   ２導電型拡散領域の面積に対して、５０％以下であるこ
   とを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の半
   導体装置。
5. 【請求項５】第１導電型半導体基板の表面層に、複数個
   の開口部を介して第２導電型拡散領域を形成し、該第２
   導電型拡散領域が、垂直拡散で開口部直下に形成される
   第１領域と、横方向拡散で開口部外に形成される第２領
   域で構成され、該第２領域が、互いに表面層で重なり合
   う第３領域を有する半導体装置の製造方法において、第
   ２導電型拡散領域の形成は、前記第２導電型不純物のイ
   オン注入深さ（イオンの平均飛程）をＲｐ、該不純物の
   垂直方向の拡散深さをＸｊ、隣り合う前記開口部端間隔
   をＷとすると、１．５（Ｘｊ² −２Ｘｊ・Ｒｐ）^1/2 ≦
   Ｗ≦１．５（Ｘｊ−Ｒｐ）の関係式が成立することを特
   徴とする半導体装置の製造方法。