power semiconductor device and method of manufacturing the same

The present invention relates to a semiconductor element for high power switching which comprises an N-Sub substrate layer (120), a P+ type high concentration layer (115), a P-layer (118), a TN+ layer (117), a gate electrode (111), an N+ layer (114), an EMITTER layer (113), an insulating film (112), a COLLECTOR electrode layer (123), and a first floating electrode (111′). Therefore, quality and reliability of the semiconductor element can be significantly improved. 본 발명은 N-Sub 기판층(120);기판표면에 형성된 P+타입 고농도층(115);상기 P+타입 고농도층(115)의 아래에 P_Body층(116) 및 TN+층(117)으로 인해 분리된 상기 P_Body층(116) 보다 농도가 낮게 형성된 P-층(118);상기 P_Body층(116)과 상기 P-층(118)의 사이에서 서로를 분리시켜 도통손실을 감소시켜 주는 TN+층(117);상기 P_Body층(116)과 상기 TN+층(117) 및 상기 P-층(118)을 관통하는 게이트전극(111);상기 TN+층(117)보다 고농도층으로서 기판표면에 형성되는 N+층(114);기판 표면 위에 형성되는 EMITTER층(113);상기 게이트전극(111)과 상기 EMITTER층(113) 전극을 분리시켜주는 절연막(112); 및기판 이면에 형성된 COLLECTOR전극층(123);을 포함하여 역방향 지지전압의 감소가 없이 도통 손실은 감소시키고,상기 게이트전극(111)과 형태는 동일하고 상기 EMITTER층(113) 전극과 연결되는 제1 플로팅전극(111')을 더 포함하며, 상기 기판표면에 형성된 P+타입 고농도층(115)이 상기 제1 플로팅전극(111') 경계면의 절연물질(Oxide)과 접촉하며, 상기 게이트전극(111) 및 제1 플로팅전극(111')의 일측에 제2 플로팅전극(111'')을 더 포함하고, 상기 게이트전극(111)과 제1 플로팅전극(111')의 사이 수평방향 거리보다 상기 제1 플로팅전극(111')과 제2 플로팅전극(111'') 사이의 수평방향 거리가 더 길고, 상기 제1 플로팅전극(111')과 제2 플로팅전극(111'') 사이에 형성된 TN+층(117)은 PO층(116')에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 고전력 스위칭용 반도체 소자에 관한 발명이다. 상기와 같이 구성된 본 발명은 종래 구조와 달리 TN+ Layer 하부에 P Layer가 형성되기 때문에 TN+ Layer의 농도 증가에도 전기장(electric field) 증가에 따른 역방향 지지전압(BV) 감소가 없으며, 또한 P_Body 층의 중간에 TN+ 층이 형성 되기 때문에 표면 P_Body 농도에 의해 결정되는 Vth 특성과 독립적으로 작용되어, TN+ 농도 증가에 VGE(th) 변화 없이, 도통 손실 감소 효과를 가질 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 반도체 소자의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.