JPH04267373A - 高逆電圧用半導体デバイス - Google Patents

高逆電圧用半導体デバイス

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JPH04267373A
JPH04267373A JP3321042A JP32104291A JPH04267373A JP H04267373 A JPH04267373 A JP H04267373A JP 3321042 A JP3321042 A JP 3321042A JP 32104291 A JP32104291 A JP 32104291A JP H04267373 A JPH04267373 A JP H04267373A
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JP
Japan
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planar
edge
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magnetoresistive element
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JP3321042A
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Josef M Gantioler
ヨーゼフ‐マチアス ガンチオーラー
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402Field plates

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、第1導電型の第1領域
及びこの領域に配置された少なくとも1個の、第2導電
型のプレーナ領域を有する半導体基体、このプレーナ領
域と電気的に接続されておりまた半導体基体の縁の方向
に延びている少なくとも1個の磁気抵抗素子及び半導体
基体の縁部におけるチャネルストッパを有する半導体デ
バイスに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の半導体デバイスは例えばドイツ
連邦共和国特許出願公開第3220250号明細書に記
載されている。この半導体デバイスのプレーナ領域は、
半導体デバイスの縁に向かって延びている磁気抵抗素子
と接続されている。周知の通り半導体基体の表面におけ
る電界強度はこの磁気抵抗素子と比較可能であり、これ
により全体的に逆電圧を高めることができる。
【0003】前記の文献によれば、プレーナ領域と半導
体基体の縁との間に、それぞれ磁気抵抗素子と電気的に
接続されている少なくとも1個の保護領域を配置するこ
とによって、この逆電圧を更に高めることができる。こ
の磁気抵抗素子も同様に半導体基体の縁方向に延びてい
る。前記の各磁気抵抗素子が半導体基体の縁に向かって
半導体基体からの間隔を増すことによって、その耐破壊
強度は一層改善することができる。これは、複数個の上
下に重ねてまた位置をずらして配置され表面に対して平
行である磁気抵抗素子を階段状に構成するか又は組み合
わせることによっても得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、僅か
な費用でその逆電圧を一層高めることができるように、
冒頭に記載した形式の半導体デバイスを構成することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、第1領域の
表面のプレーナ領域以外の箇所に、第1領域よりも高い
導電率を有する第1導電型の範囲を構成することによっ
て解決される。
【0006】本発明の実施態様は請求項2以下に記載さ
れている。
【0007】
【実施例】次に本発明を図面との関連において2つの実
施例に基づき更に詳述する。
【0008】図1には垂直型パワーMOSFETが示さ
れている。このMOSFETは、弱くnドープされた第
1領域2が隣接している強くnドープされた基板1を有
する半導体基体を有する。第1領域2の表面には強くp
ドープされたプレーナ領域3が埋め込まれている。これ
はパワーMOSFETのゲート領域として使用される。 プレーナ領域3には、パワーMOSFETのソース領域
であるnドープされた領域4が埋め込まれている。しか
し本発明にとってこの領域は重要なものではない。
【0009】プレーナ領域3は、半導体基体の縁16の
方向に延びている磁気抵抗素子5と電気的に接続されて
いる。磁気抵抗素子5は絶縁層8上に配置されている。 この磁気抵抗素子5はその下に存在するゲート電極6と
電気的に接続されている。ゲート電極6はパワーMOS
FETを制御するのに役立つと同時に、界磁極としても
使用される。磁気抵抗素子5及びゲート電極6は、互い
に電気的に接続することにより、半導体基体の縁16に
向かって半導体基体の表面からの間隔が大きくなる唯一
の磁気抵抗素子として作用する。
【0010】第1領域2はその表面に、第1領域2と同
じ導電型ではあるが、それよりも強くドープされた範囲
9を有する。この範囲9は半導体基体の縁16からゲー
ト電極6の下方にまで延びている。しかしこの範囲9は
、ゲート電極6の低い方の部分の下方で不当に高い電界
強度を生じない場合には、プレーナ領域3に接していて
もよい。また範囲9は半導体基体の縁16にまで達する
ことは絶対条件ではなく、チャネルストッパ7の下方で
終わっていてもよい。
【0011】範囲9の作用は、半導体基体の表面におけ
る電界強度を均等化することにある。これにより電界強
度のピークはチャネルストッパ7の下方で解消され、一
層高い逆電圧が得られる。
【0012】この範囲9は例えば砒素を注入することに
よって得ることができる。砒素を他の領域への必要な工
程の前に注入した場合、この範囲9はデバイスの完成状
態で例えば0.5μmの厚さを有する。その表面電荷は
第1領域2のドーピングによって影響される。これは領
域2の抵抗率が60Ω/cmの場合、1.2×1012
/cm2の値で逆電圧に対する最適値を提供する。抵抗
率80Ω/cmの場合、 2×1012/cm2 より
も大きい表面電荷で最適である。抵抗率がこれよりも高
い場合上限値4×1012/cm2 が意義があると思
われる。
【0013】図2による実施例は、プレーナ領域3と縁
16との間に強くpドープされた保護領域10が配置さ
れていることにより図1による実施例とは著しく異なっ
ている。この保護領域10は多くの場合保護リングの形
で使用される。範囲9は保護領域10に接しており、ま
た保護領域10は磁気抵抗素子5と重なっている。プレ
ーナ領域3に向かい合う側で範囲9は、図1との関連に
おいて説明したようにプレーナ領域3にまで達していて
もよい。保護領域10は、半導体基体の縁16に向かっ
て延びているもう1つの磁気抵抗素子14と電気的に接
続されている。この磁気抵抗素子14には、有利にはゲ
ート電極6と同一に構成されている別の磁気抵抗素子1
3が電気的に接続されている。両磁気抵抗素子13、1
4は一緒になって、半導体基体の縁16に向かって半導
体基体の表面からの間隔が大きくなる唯一の磁気抵抗素
子の作用を有する。磁気抵抗素子14は絶縁層12上に
配置されている。しかし磁気抵抗素子13は本発明にと
っては重要なものではない。
【0014】保護領域10と半導体基体の縁16との間
で第2領域2の表面にはもう1つの範囲15が配置され
ている。これは領域2よりも高いドーピング濃度を有し
、またそれと同じ導電型からなる。範囲15は図1の実
施例における範囲9と同様に表面の電界強度を均等化す
るために使用される。
【0015】プレーナ領域3及び保護領域10は磁気抵
抗素子5と一緒にpチャネル横方向MOSFETを構成
し、この場合ソース端子及びゲート端子は互いに電気的
に接続されている。保護領域10とプレーナ領域3との
間の半導体基体の表面における破壊電圧はこのMOSF
ETのカットオフ電圧によって限定することができる。 範囲9による表面でのキャリヤ濃度の増大はMOSFE
Tのカットオフ電圧、従って破壊強度を高める。
【0016】平坦に構成された半導体デバイスの逆電圧
は本発明によって明らかに高めることができる。この上
昇は半導体基体の表面に対して平坦な磁気抵抗素子を使
用する際にも得ることができる。図2による実施例で示
した唯一の保護領域10の代わりに、プレーナ領域3と
縁16との間に複数個の保護領域を配置することもでき
る。次いでこれをそれぞれ磁気抵抗素子を用いて前記の
ように接触化するが、この場合その内側の保護領域は隣
接する外側保護領域と重なる。これにより各保護領域間
には領域2の表面で再び前記範囲の1つが存在すること
になる。各実施例は垂直型パワーMOSFETを示して
いる。しかし本発明はバイポーラトランジスタ又はIG
BT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)に対しても
同様に良好に使用することができる。バイポーラトラン
ジスタの場合ゲート電極6は機能を有さず、単に磁気抵
抗素子として利用するだけである。この場合領域3はベ
ース領域であり、領域4はエミッタ領域である。バイポ
ーラトランジスタを制御するため、領域3はベース端子
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す垂直型パワーMOSF
ETの略示横断面図。
【図2】プレーナ領域と縁との間に強くpドープされた
保護領域が配置されている垂直型パワーMOSFETの
略示横断面図。
【符号の説明】
1  基板 2  第1領域 3  プレーナ領域 4  nドープ領域 5  磁気抵抗素子 6  ゲート電極 7  チャネルストッパ 8  絶縁層 9  第1導電型の範囲 10  保護領域 12  絶縁層 13、14  磁気抵抗素子 15  第1導電型の範囲 16  半導体基体の縁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1導電型の第1領域(2)及びこの
    領域に配置された少なくとも1個の第2導電型のプレー
    ナ領域(3)を有する半導体基体、このプレーナ領域と
    電気的に接続されておりまた半導体基体の縁(16)の
    方向に延びている少なくとも1個の磁気抵抗素子(5)
    及び半導体基体の縁部におけるチャネルストッパ(7)
    を有する半導体デバイスにおいて、第1領域(2)の表
    面のプレーナ領域(3)以外の箇所に、第1領域(2)
    よりも高い導電率を有する第1導電型の範囲(9)が構
    成されていることを特徴とする高逆電圧用半導体デバイ
    ス。
  2. 【請求項2】  第1導電型の範囲(9)がチャネルス
    トッパ(7)から磁気抵抗素子(5)の下方にまで延び
    ていることを特徴とする請求項1記載の半導体デバイス
  3. 【請求項3】  第1導電型の第1領域(2)及びこの
    領域に配置された少なくとも1個の第2導電型のプレー
    ナ領域(3)を有する半導体基体、このプレーナ領域と
    電気的に接続されておりまた半導体基体の縁(16)の
    方向に延びている少なくとも1個の磁気抵抗素子(5)
    、及び半導体基体の縁部におけるチャネルストッパ(7
    )、プレーナ領域(3)と縁(16)との間で第1領域
    (2)内に配置された少なくとも1個の第2導電型のプ
    レーナ保護領域(10)、この保護領域と電気的に接続
    されておりまた半導体基体の縁(16)に向かって延び
    ている少なくとも1個の磁気抵抗素子(14)を有する
    半導体デバイスにおいて、第1領域(2)の表面の保護
    領域(10)及びプレーナ領域(3)以外の箇所に、第
    1領域(2)よりも高い導電率を有する第1導電型の範
    囲(9、15)が構成されていることを特徴とする高逆
    電圧用半導体デバイス。
JP32104291A 1990-11-12 1991-11-08 高逆電圧用半導体デバイス Expired - Lifetime JP3328305B2 (ja)

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AT90121644.0 1990-11-12
EP90121644A EP0485648B1 (de) 1990-11-12 1990-11-12 Halbleiterbauelement für hohe Sperrspannung

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DE (1) DE59009155D1 (ja)

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EP0485648B1 (de) 1995-05-24
US5298789A (en) 1994-03-29
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