JP2004193630A - 高耐圧半導体素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板と、この半導体基板上に絶縁膜を介して形成された、高抵抗半導体からなる0.3μm以下の厚さを有する活性層とを具備し、この活性層は、横方向の不純物濃度分布が、2〜10段の階段状であることを特徴とする。
【選択図】 図54
Description
ここでaは拡散長(a=2Dt 1/2 、n0 は階段部分における不純物濃度の差を表わす。このとき、濃度勾配の最大値Δnmax は、x=a・2-1/2において得られて、下記式に示すようになる。
横方向及び縦方向の電界強度は、ポアソン方程式を解くことによって得られる。
ここでεs はSiに対する誘電率、qは素電荷である。素子のアバランシェ耐圧を求めるためには、下記数2に示すようにイオン化積分を行う。
ここでα(E)はイオン化係数であって、次式で求められる。
ここでA及びBは定数である。一般にポアソン方程式及びイオン化積分は解析的に求めることが出来ないので、数値計算を行う。この結果、n0 とaには次式で示される関係があることがわかった。
従って、濃度勾配の最大値Δnmax が次式を満足することが必要である。
一方、階段のステップ部分では、横方向の電界強度は段差部分と比べて非常に小さいので、階段の間隔を小さくするほうがよい。しかし、階段の間隔が小さ過ぎると、隣接する階段間で干渉が生じ、電界が強くなってしまう。従って、階段間の間隔は、拡散長の2倍以上、好ましくは3〜4倍程度とするのがよい。
26…ドレイン電極、28…不純物ドープ多結晶シリコン膜、34…n型ベース層、36…p型ドレイン層。
Claims (3)
- 半導体基板と、この半導体基板上に絶縁膜を介して形成された、高抵抗半導体からなる0.3μm以下の厚さを有する活性層とを具備し、この活性層は、横方向の不純物濃度分布が、2〜10段の階段状であることを特徴とする高耐圧半導体素子。
- 前記横方向の不純物濃度分布の各階段はそれぞれガウス分布であることを特徴とする請求項1に記載の高耐圧半導体素子。
- 前記横方向の不純物濃度分布の各階段の間隔が拡散長の2倍以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の高耐圧半導体素子。
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