JP2658842B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
にドレイン・ソ−ス間に印加される過電圧サ−ジに対し
て強い半導体装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置は、例えば図3に示す
ように、5E14/cm3程度にボロンをド−プしたP-基板1
にN-ドレイン2、P領域(P層3)、ゲ−ト酸化膜4、
ゲ−ト電極5、Pベ−ス6、N+ソ−ス/N+ドレイン7
を順次形成し、ドレイン・ソ−ス間耐圧300Vの半導体装
置を得ている(特開平3−242976号公報参照)。
【0003】また、従来の他の半導体装置は、図4に示
すように、4E14/cm3程度にボロンをド−プしたP-基板
1にP型埋込層13、N-ドレイン2、P層3、ゲ−ト酸
化膜4、ゲ−ト電極5、Pベ−ス6、N+ソ−ス/N+
レイン7、ソ−ス電極10、ドレイン電極11を順次形成
し、ドレイン・ソ− ス間耐圧370Vの半導体装置を得て
いる(米国特許第4,300,150号明細書参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記図3及び図4に示
す従来の半導体装置では、ドレイン・ソ−ス間耐圧がN
-ドレイン2の不純物濃度とソ−ス・ドレイン間の長さ
で決まるようにするため、P-基板1は、不純物濃度が
十分低く抑えられ、N-ドレイン2とP-基板1との耐圧
は、ドレイン・ソ−ス間耐圧よりも充分高く設定してい
た。
【0005】例えば前記図3に示す従来の半導体装置で
は、P-基板1の濃度は5E14/cm3程度であるため、N-
ドレイン2とP-基板1の耐圧は約530Vであり、ドレイ
ン・ソ−ス間耐圧300Vに比べて充分高くなっている。ま
た、前記図4に示す従来の半導体装置では、P-基板の
濃度は4E14/cm3程度であるため、N-ドレイン2とP-
基板1の耐圧は約630Vであり、ドレイン・ソ−ス間耐圧
370Vに比べて充分高くなっている。
【0006】このような耐圧構造の従来の半導体装置で
は、インダクタンス負荷等を駆動する場合には、インダ
クタンスからの逆サ−ジでドレイン・ソ−ス間がブレ−
クダウンし、このブレ−クダウン電流がPベ−ス6を流
れる際にPベ−ス6内で電圧降下を起こし、N+ソ−ス
7、 Pベ−ス6、N-ドレイン2よりなる寄生NPNト
ランジスタをタ−ンオンさせるため、電流集中により半
導体装置を破壊させるという問題点があった。
【0007】本発明は、上記問題点に鑑み成されたもの
であって、その目的は、ドレイン・ソ−ス間に印加され
る過電圧サ−ジに対して強い、即ち逆サ−ジに対して強
い半導体装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置で
は、具体的には、前記図3及び図4に示す従来の半導体
装置において、P-基板1の不純物濃度を高くし、N-
レイン2とP-基板1との耐圧がソ−ス・ドレイン間耐
圧よりも低くした構造となっており、これにより前記目
的とするドレイン・ソ−ス間に印加される過電圧サ−ジ
に対して強い半導体装置を提供するものである。
【0009】即ち、本発明は、「第1導電型半導体基板
上に第2導電型半導体領域を形成し、この第2導電型半
導体領域の表面に形成された第1導電型ベース領域の中
に高濃度第2導電型半 導体領域を形成すると共に、前記
ベース領域に一部重畳してゲート電極を形成 し、前記第
2導電型半導体領域の表面に形成された高濃度第2導電
型半導体領 域と前記ゲート電極との間に第1導電型電界
緩和層を形成した半導体装置であ って、前記第1導電型
半導体基板と前記第2導電型半導体領域との接合部を保
護ダイオードとして使用することを特徴とする半導体装
置。」(請求項1)を要旨とし、また、「前記第1導電型
半導体基板と前記第2導電型半導体領域との接合部耐圧
が、ド レイン・ソース間耐圧より低い」(請求項2)こと
を特徴とする。
【0010】
【実施例】次に、本発明について図1及び図2を参照し
て説明する。図1は、本発明の実施例を示す半導体装置
の平面図であり、図2は、図1のX−X線に沿った縦断
面図である。本実施例の半導体装置では、図2におい
て、P-基板1としては、ドレイン・ソ−ス間耐圧が600
Vの場合を例に取ると、4E14/cm3程度にボロンがド−プ
された基板が用いられる。
【0011】N-ドレイン2は、加速電圧約150KeV、ド
−ズ量3E12/cm2程度のリンのイオン注入後約1200℃、
約360分の押し込みにより形成し、P層(P-層)3は、加
速電圧約100KeV、ド−ズ量7E12/cm2程度のボロンのイ
オン注入後酸化を980℃、約200分行い、約7600オングス
トロ−ムの酸化膜形成と同時に形成する。
【0012】その後、約0.05μmのゲ−ト酸化膜4、リ
ンが約5E19/cm3程度にド−プされた約0.6μmのゲ−ト
電極5を形成し、続いて加速電圧約70KeV、ド−ズ量8E1
3/cm2程度のボロンのイオン注入後約1140℃、145分程
度の押込みにより深さ約3μm、表面濃度8E17/cm3程度
のPベ−ス6を形成する。
【0013】次に、加速電圧70KeV、ド−ズ量5E15/cm2
程度のヒ素をイオン注入し、約1000℃、10分程度の押込
みにより、深さ約0.3μm、表面濃度約1.5E20/cm3のN
+ソ−ス/N+ドレイン7を形成した後、加速電圧約50Ke
V、ド−ズ量5E15/cm2程度のボロンのイオン注入により
+層8を形成する。
【0014】その後、厚さ約1μmの層間絶縁膜9、厚
さ約1.1μmのアルミのソ−ス電極10及びドレイン電極1
1が所定のパタ−ンに形成され、本発明の半導体装置が
完成する。なお、不純物導入工程、パタ−ニング工程で
フォトレジスト工程が本実施例で用いられるのは言うま
でもない。
【0015】本実施例の半導体装置において、ドレイン
・ソ−ス間耐圧は、P層(P-層)3の長さで決まり、約8
0μmで730Vの耐圧が得られ、約4E13/cm3のボロン濃度
のP-基板1とN-ドレイン2との耐圧は、約630Vである
から(P-基板1はソ−スと同電位である)、ドレイン・
ソ−ス間耐圧は、基板ダイオ−ド耐圧(N-ドレイン2と
-基板1のダイオ−ド耐圧)よりも高くなっている。
【0016】本実施例では、上記したように、ドレイン
・ソ−ス間耐圧と基板ダイオ−ドの耐圧を約100V差を持
たせた場合、2倍以上の逆サ−ジエネルギ−を吸収する
ことができる。なお、本発明は、上記実施例にのみ限定
されるものではなく、PチャネルMOSFETにも適用するこ
とができ、これも本発明に包含されるものである。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
は、ドレイン・ソ−ス間耐圧より耐圧の低い基板ダイオ
−ドを備えているので、インダクタンス負荷などで発生
する逆サ−ジは基板ダイオ−ドで吸収され、MOS FETの
Pベ−スへ流れ込まないため、寄生NPNトランジスタが
オンせず、逆サ−ジに対して非常に強く、前記実施例の
ように、ドレイン・ソ−ス間耐圧と基板ダイオ−ドの耐
圧を約100V差を持たせた場合には、2倍以上の逆サ−ジ
エネルギ−を吸収できるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す半導体装置の平面図。
【図2】図1のX−X線に沿った縦断面図。
【図3】従来の一例を示す半導体装置の縦断面図。
【図4】従来の他の例を示す半導体装置の縦断面図。
【符号の説明】
1 P-基板 2 N-ドレイン 3 P層 4 ゲ−ト酸化膜 5 ゲ−ト電極 6 Pベ−ス 7 N+ソ−ス/N+ドレイン 8 P+層 9 層間絶縁膜 10 ソ−ス電極 11 ドレイン電極 12 基板電極 13 P型埋込み層

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型半導体基板上に第2導電型半
    導体領域を形成し、この第2導電型半導体領域の表面に
    形成された第1導電型ベース領域の中に高濃度第2導電
    型半導体領域を形成すると共に、前記ベース領域に一部
    重畳してゲート電極を形成し、前記第2導電型半導体領
    域の表面に形成された高濃度第2導電型半導体領域と前
    記ゲート電極との間に第1導電型電界緩和層を形成した
    半導体装置であって、前記第1導電型半導体基板と前記
    第2導電型半導体領域との接合部を保護ダイオードとし
    て使用することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第1導電型半導体基板と前記第2導
    電型半導体領域との接合部耐圧がドレイン・ソース間耐
    圧より低いことを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置。
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