JP2712098B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2712098B2
JP2712098B2 JP6316087A JP31608794A JP2712098B2 JP 2712098 B2 JP2712098 B2 JP 2712098B2 JP 6316087 A JP6316087 A JP 6316087A JP 31608794 A JP31608794 A JP 31608794A JP 2712098 B2 JP2712098 B2 JP 2712098B2
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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係り、特に
高耐圧でプレーナ型の半導体装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般にプレーナ型の半導体装置は逆バイ
アス印加時に接合の湾曲部に電界集中が生じ、平面接合
に比べて耐圧が低くなることが知られている。このため
高耐圧プレーナ型半導体装置では電界集中を緩和する種
々の工夫がなされている。 【0003】図3に従来のプレーナ型半導体装置の断面
図を示す。図3の半導体装置ではn-型Si基板31に
選択的にp型拡散層32が形成され、このp型拡散層3
2と基板31との間に逆バイアスが印加されるようにな
っている。 【0004】拡散層32と基板31とのなす接合の基板
表面に露出する部分およびその外側に絶縁膜34が形成
され、この絶縁膜34の上に、所定幅の高抵抗体膜から
なる、いわゆるフィールド・プレート35が形成されて
いる。 【0005】フィールド・プレート35の一端は拡散層
32の金属電極36により拡散層32と同電位に設定さ
れ、他端は基板31に形成されたn+型拡散層33上に
設けられている金属電極37により基板31の電位に設
定されている。 【0006】また拡散層32が形成されているのと反対
側の基板31の表面には金属電極38が形成されてい
る。このような構造では、pn接合に逆バイアスを印加
したとき高抵抗のフィールド・プレート35に微少電流
が流れてその内部に電位勾配が形成される。この結果、
基板31に伸びる空乏層は図3の破線で示すようにな
り、基板31表面での電界強度が緩和される。 【0007】しかしこのような構造の場合、図3に示す
ようにpn接合に沿って基板31内部に伸びる空乏層の
先端に湾曲部39が形成され、この湾曲部39に大きい
電界集中が見られる。この電界集中のため、図3のよう
なプレーナ型半導体装置の耐圧は平面接合の半導体装置
の約70%までが限界となっていた。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
プレーナ型半導体装置では、平面接合の半導体装置に比
べて耐圧が低いという問題があった。本発明は上記の問
題を解決し、従来のプレーナ型半導体装置に比べて高い
耐圧を持つ半導体装置を提供することを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに本発明は、第1導電型の第1半導体層表面に選択的
に第2導電型の第2半導体層が形成され、これらの第1
半導体層および第2半導体層間の接合の表面に露出する
部分およびその外側が絶縁膜により覆われ、この絶縁膜
上に高抵抗体膜が設けられた半導体装置において、前記
高抵抗体膜のうち前記接合の表面に露出する部分の側の
端部近傍に不純物がドーピングされて、このドーピング
された部分が低抵抗となっていることを特徴とする半導
体装置を提供する。 【0010】 【作用】本発明によれば、第1半導体層と第2半導体層
との接合の表面に露出する部分の側の高抵抗体膜端部に
不純物がドーピングされ、ドーピングされた部分が低抵
抗となるので、接合からの空乏層の伸びがなだらかにな
って電界の集中が緩和され、プレーナ型の半導体装置が
従来と比べて高耐圧となる。 【0011】 【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1に本
発明の実施例に係る半導体装置の断面図を示す。この実
施例は半導体装置として縦型MOSFETを形成してい
る。 【0012】図1では、第1半導体層として比抵抗50
Ω・cm程度のn-型Si基板11が用いられ、この一
方の表面にBをイオン注入し5μm程度拡散して、第2
半導体層のp+型ベース層12が形成されている。そし
てこのp+型ベース層12内の表面にAsのイオン注入
と熱処理を行ってn+ソース層13が形成されている。 【0013】2つのp+型ベース層12に挟まれた基板
11の表面にはゲート酸化膜14が形成され、ゲート酸
化膜14上に500nm程度の厚さの多結晶シリコン膜
より構成されるゲート電極15が設けられ、n-型基板
11とn+型ソース層13とに挟まれたp+型ベース層1
2がゲート領域となっている。 【0014】またp+型ベース層12の、ゲート領域と
なる反対側の表面端部付近から、フィールド領域を覆う
ように絶縁膜16としてCVD酸化膜が形成されてい
る。絶縁膜16上には高抵抗体膜21として半絶縁性多
結晶シリコン膜が積層されている。高抵抗体膜21のL
で示される、n-型基板11およびp+型ベース層12間
のpn接合端からフィールド領域に伸びる範囲には不純
物としてPがドーピングされていて、この部分が低抵抗
となっている。さらに高抵抗体膜21上には絶縁膜23
としてCVD酸化膜が積層されている。 【0015】そしてp+型ベース層12およびn+型ソー
ス層13に同時にコンタクトするようにAlを蒸着して
ソース電極17、18が形成され、ソース電極18は絶
縁膜23上にまで覆い被さるようになっている。 【0016】基板11の、ソース電極18を形成したの
と反対側の絶縁膜16の外側にn+型コンタクト層19
が形成され、コンタクト層19を介して基板11にコン
タクトされる、Alを蒸着したコンタクト電極20が形
成されている。 【0017】また基板11のp+型ベース層12を形成
したのと反対側の面には、全面にV―Ni―Auを蒸着
してドレイン電極22が形成されている。この実施例の
場合、p+型ベース層12およびn-型基板11間に逆バ
イアスを印加したときのn-型基板11に伸びる空乏層
は、図1中の破線で示すようになる。図を見て分かるよ
うに、図3で示す従来の半導体装置では形成されてしま
う曲率半径の小さい湾曲部が本実施例の場合は形成され
ず、空乏層の伸びがなだらかになる。このため耐圧の大
幅な向上が期待できる。 【0018】なお、高抵抗体膜21のLで示す範囲を、
多結晶シリコンに不純物をドーピングして低抵抗として
いるため、この部分の下の空乏層の電位勾配はなだらか
である。例えばこの部分を、不純物をドーピングした多
結晶シリコンの代わりに金属で構成したとすると、金属
の下の部分の空乏層には電位勾配がないので、空乏層の
伸びはなだらかにはなる。しかし金属から多結晶シリコ
ンに代わる部分の下で電位勾配が急激に変化するので、
空乏層に鋭角な点が存在してしまいある程度の電界集中
が避けられなくなってしまう。 【0019】次に図2に上記実施例の構造で不純物をド
ーピングする距離Lを変化させたときのp+型ベース層
12およびn-型基板11間の降伏電圧VB を測定した
結果を示す。 【0020】図2では距離50μmで降伏電圧VB が最
大値となっている。基板11の比抵抗が20Ω・cm以
上の場合L=20〜80μmの範囲に設定すると、従来
の構造に比べて耐圧が20%以上向上し、平坦接合の装
置の耐圧の90%以上の耐圧が実現する。 【0021】また本実施例ではLの部分にドーピングす
る不純物の量を変えることにより空乏層の伸びの形状を
極めて簡単に最適設計することができる。なお本実施例
の場合、n-型基板11とドレイン電極22との間にn+
型の層を設けても良い。さらに本発明は、上記の実施例
以外の、高耐圧でプレーナ型の半導体装置にも適用する
ことが可能である。 【0022】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来のプレーナ型半導体装置に比べて高い耐圧を持つ半導
体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の実施例に係る半導体装置の断面図。 【図2】 本発明の実施例における不純物をドーピング
した領域の長さと降伏電圧との関係を示す特性図。 【図3】 従来の半導体装置の断面図。 【符号の説明】 11…n-型基板 12…p+型ベース層 3…n+型ソース層 14…ゲート酸化膜 15…ゲート電極 16、23…絶縁膜 17、18…ソース電極 21…高抵抗体膜 22…ドレイン電極

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.第1導電型の第1半導体層表面に選択的に第2導電
    型の第2半導体層が形成され、これらの第1半導体層お
    よび第2半導体層間の接合の表面に露出する部分および
    その外側が絶縁膜により覆われ、この絶縁膜上に高抵抗
    体膜が設けられた半導体装置において、 前記高抵抗体膜のうち前記接合の表面に露出する部分の
    側の端部近傍に不純物がドーピングされて、このドーピ
    ングされた部分が低抵抗となっていることを特徴とする
    半導体装置。 2.前記高抵抗体膜の主成分が半絶縁性多結晶シリコン
    であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
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