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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Erhöhen der Durchbruchspannung
einer Halbleitervorrichtung.
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Viele
Arten von Techniken zum Erhöhen
der Durchbruchspannung einer Halbleitervorrichtung sind im Stand
der Technik vorgeschlagen worden. Z.B. wird eine Technik zum Erhöhen der
Durchbruchspannung eines Diodenelements in einer Veröffentlichung
mit dem Titel "Improved
device ruggedness by floating buffer ring", The 12th International Symposium on
Power Semiconductor Devices & ICs,
2000, S. 153-156, A.W. Ludikhuize et al. (im folgenden als "Ludikhuize-Druckschrift" bezeichnet) vorgeschlagen. Außerdem sind
Techniken zum Erhöhen
der Durchbruchspannung einer Halbleitervorrichtung in den japanischen
Patentoffenlegungsschriften JP 2003-092414 und 2001-237437 offenbart.
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Bei
der in der Ludikhuize-Druckschrift beschriebenen Halbleitervorrichtung
war die Durchbruchspannung in einer Dickenrichtung nicht immer ausreichend
sichergestellt.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, Techniken bereitzustellen, die
die Durchbruchspannung in einer Dickenrichtung einer Halbleitervorrichtung
erhöhen
können.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1. Weiterentwicklungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Nach
einer Ausführungsform
dieser Erfindung beinhaltet eine Halbleitervorrichtung: ein p-dotiertes
Halbleitersubstrat; eine n-dotierte Halbleiterschicht; einen ersten
vergrabenen n-dotierten
Störstellenbereich;
einen zweiten p-dotierten vergrabenen Störstellenbereich; einen ersten
n-dotierten Störstellenbereich;
einen ersten n-dotierten Störstellenbereich;
und einen zweiten p-dotierten Störstellenbereich.
Die Halbleiterschicht ist auf dem Halbleitersubstrat vorgesehen.
Der erste vergrabene Störstellenbereich
ist an einer Grenzfläche
zwischen dem Halbleitersubstrat und der Halbleiterschicht vorgesehen. Der
zweite vergrabene Störstellenbereich
ist an einer Grenzfläche
zwischen der Halbleiterschicht und dem ersten vergrabenen Störstellenbereich
vorgesehen. Der erste Störstellenbereich
ist an einer oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht über
dem zweiten vergrabenen Störstellenbereich
vorgesehen. Der zweite Störstellenbereich
ist abgesehen von dem ersten Störstellenbereich
in der oberen Oberfläche der
Halbleiterschicht über
dem ersten vergrabenen Störstellenbereich
vorgesehen. Nach Anlegen eines höheren
Potentials an den ersten Störstellenbereich als
an den zweiten Störstellenbereich
sind der zweite Störstellenbereich
und der zweite vergrabene Störstellenbereich
voneinander durch eine Verarmungsschicht isoliert.
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Nach
Anlegen eines höheren
Potentials an den ersten Störstellenbereich
als an den zweiten Störstellenbereich
sind der zweite Störstellenbereich und
der zweite vergrabene Störstel lenbereich
voneinander elektrisch durch eine Verarmungsschicht isoliert, wodurch
das Potential des zweiten vergrabenen Störstellenbereichs schwebend
gemacht wird. Dementsprechend wird das Potential des zweiten vergrabenen
Störstellenbereichs
durch das Potential des ersten Störstellenbereichs beeinflusst
werden und höher
als das Potential des zweiten Störstellenbereichs
erhöht
werden. Dies verringert einen Potentialunterschied zwischen dem
ersten Störstellenbereich
und dem zweiten vergrabenen Störstellenbereich
direkt darunter weiter als wenn der zweite vergrabene Störstellenbereich
und der zweite Störstellenbereich
elektrisch verbunden und auf gleichem Potential sind. Daher ist
die Durchbruchspannung in einer Dickenrichtung direkt unter dem
ersten Störstellenbereich
erhöht.
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Weitere
Merkmale und Zweckmäßigkeiten der
Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der beigefügten Zeichnungen.
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Von
den Figuren zeigen:
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1 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
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2 – 5 Simulationsergebnisse
hinsichtlich des Betriebs der Halbleitervorrichtung nach der ersten
bevorzugten Ausführungsform;
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6 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Vergleichsvorrichtung;
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7 – 10 Simulationsergebnisse
hinsichtlich des Betriebs der Vergleichsvorrichtung;
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11 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
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12 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
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13 – 16 Simulationsergebnisse
hinsichtlich des Betriebs der Halbleitervorrichtung nach der dritten
bevorzugten Ausführungsform
;
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17 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer vierten bevorzugten Ausführungsform;
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18 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer fünften
bevorzugten Ausführungsform;
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19 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer sechsten bevorzugten Ausführungsform;
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20 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer siebten bevorzugten Ausführungsform;
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21 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer achten bevorzugten Ausführungsform;
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22 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer neunten bevorzugten Ausführungsform;
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23 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer zehnten bevorzugten Ausführungsform;
und
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24 eine
Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung nach
einer elften bevorzugten Ausführungsform.
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Erste bevorzugte
Ausführungsform
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1 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung
beinhaltet ein Diodenelement 15 und nützt einen RESURF (REduced SURface
Field)-Effekt zum Erreichen einer hohen Durchbruchspannung aus.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet diese Halbleitervorrichtung
ein p-dotiertes
Halbleitersubstrat 1. Das Halbleitersubstrat 1 ist
z.B. ein Siliziumsubstrat und weist eine Halbleiterschicht 2 auf,
die eine darauf ausgebildete n–-dotierte epitaktische
Schicht ist. Ein n+-dotierter vergrabener
Störstellenbereich 3 ist
an einer Grenzfläche
zwischen dem Halbleitersubstrat 1 und der Halbleiterschicht 2 ausgebildet,
und ein p+-dotierter vergrabener Störstellenbereich 4 ist
an einer Grenzfläche
zwischen dem vergrabenen Störstellenbereich 3 und
der Halbleiterschicht 2 ausgebildet.
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Die
vergrabenen Störstellenbereiche 3 und 4 sind
in Draufsicht beide im wesentlichen rund, wobei deren Mittelpunkte
im wesentlichen zusammenfallen. Der Radius des vergrabenen Störstellenbereichs 3 ist
größer als
der des vergrabenen Störstellenbereichs 4.
Somit erstreckt sich in Querschnittsansicht das Ende des vergrabenen
Störstellenbereichs 3 in einer
seitlichen Richtung weiter nach außen als das des vergrabenen
Störstellenbereichs 4,
wie in 1 gezeigt ist.
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Über den
vergrabenen Störstellenbereichen 3 und 4 ist
ein n-dotierter
Störstellenbereich 6 in
einer oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 ausgebildet, und eine Kathodenelektrode 9 des
Diodenelements 15 ist darauf ausgebildet. Der Störstellenbereich 6 ist
im wesentlichen über
den Mittelpunkten der im wesentlichen runden vergrabenen Störstellenbereiche 3 und 4 vorgesehen
und ist in Draufsicht im wesentlichen rund.
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In
der oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 ist über den vergrabenen Störstellenbereichen 3 und 4 ein
p-dotierter Störstellenbereich 5 getrennt
von dem Störstellenbereich 6 ausgebildet,
und eine Anodenelektrode 8 des Diodenelements 15 ist darauf
ausgebildet. Der Störstellenbereich 5 erreicht den
vergrabenen Störstellenbereich 4 und
ist entlang des äußeren Randes
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 derart
ausgebildet, dass er in Draufsicht den Störstellenbereich 6 in
den Mittelpunkt stellt und umgibt. Der Störstellenbereich 5 ist
somit in Draufsicht im wesentlichen ringförmig.
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In
der oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 ist auf der Seite gegenüber dem
Störstellenbereich 6 mit
Bezug auf den Störstellenbereich 5 ein n-dotierter
Störstellenbereich 7 getrennt
von dem Störstellenbereich 5 ausgebildet.
Der Störstellenbereich 7 ist über dem äußeren Rand
des vergrabenen Störstellenbereichs 3 ausgebildet,
der nicht in Kontakt mit dem vergrabenen Störstellenbereich 4 ist,
bis zu im wesentlichen der gleichen Tiefe wie der Störstellenbereich 5,
und erreicht nicht den vergrabenen Störstellenbereich 3.
Der Störstellenbereich 7 ist auch
entlang des äußeren Randes
des vergrabenen Störstellenbereiches 3 derart
ausgebildet, dass er zusammen mit dem Störstellenbereich 5 in
Draufsicht den Störstellenbereich 6 in
den Mittelpunkt stellt und umgibt. Somit ist der Störstellenbereich 7 auch im
wesentlichen ringförmig
in Draufsicht. Eine Elektrode 10 ist auf dem Störstellenbereich 7 ausgebildet, die
von der Umgebung außer
dem Störstellenbereich 7 isoliert
ist. Dementsprechend ist der Störstellenbereich 7 auf
einem schwebenden Potential.
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Nach
Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 durch
Anlegen eines Massepotentials an die Anodenelektrode 8 und
eines positiven Potentials von mehreren zehn Volt an die Kathodenelektrode 9 wird
bei der Halbleitervorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau
das Potential des Störstellenbereichs 6 höher als
das des Störstellenbereichs 5 und
das des damit verbundenen vergrabenen Störstellenbereich 4,
wodurch bewirkt wird, dass sich eine Verarmungsschicht von dem Störstellenbereich 5 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 erstreckt.
Die Verarmungsschicht wird dann durch den RESURF-Effekt in nahezu
den gesamten Bereich der Halbleiterschicht 2, der von dem
Störstellenbereich 5 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 umgeben ist,
gebildet. Folglich wird die elektrische Feldkonzentration nahe der
oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 abgebaut, wodurch eine hohe Durchbruchspannung
der Halbleitervorrichtung erreicht wird.
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Wenn
in dieser Halbleitervorrichtung weiter der Störstellenbereich 6 ein
höheres
Potential annimmt als des Störstellenbereichs 5 nach
Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15, sind der
Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 voneinander
durch die Verarmungsschicht elektrisch isoliert.
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In 1 zeigen
gestrichelte Linien 50 die Ränder der Verarmungsschicht
nach Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 nur
in charakteristischen Abschnitten an. Dies trifft auch auf die gestrichelten
Linien 50 in den 6, 11, 12 und 17 bis 22 zu,
die später
diskutiert werden. Wie aus der Form der gestrichelten Linien 50 ersichtlich,
wird eine Verarmungsschicht von dem unteren Ende des Störstellenbereichs 5 zu
dem oberen Ende des vergrabenen Störstellenbereichs 4 in
Kontakt damit ausgebildet, wenn der Störstellenbereich 6 ein höheres Potential
annimmt als der Störstellenbereich 5,
wodurch der gesamte Bereich eines Kontaktabschnitts des Störstellenbereichs 5 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 verarmt.
Folglich sind der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 durch
die Verarmungsschicht voneinander elektrisch isoliert. Dies würde erzielt
werden durch geeignetes Einstellen der Diffusionstiefe und der Störstellenkonzentration
des Störstellenbereichs 5 sowie
der Störstellenkonzentration
des vergrabenen Störstellenbereichs 4.
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Zusätzlich ist
nach Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 eine
Verarmungsschicht auch in nahezu dem gesamten Bereich der Halbleiterschicht 2 ausgebildet,
der zwischen den Störstellenbereichen 5 und 7 eingeschlossen
ist. Diese Verarmungsschicht, die in dem Kontaktabschnitt des Störstellenbereichs 5 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 ausgebildete
Verarmungsschicht und die in der von dem Störstellenbereich 5 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 umgebenen
Halbleiterschicht 2 ausgebildete Verarmungsschicht sind miteinander
durchgehend ausgebildet.
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Auf
diese Art und Weise sind bei der Halbleitervorrichtung nach der
ersten Ausführungsform
der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 voneinander
durch die Verarmungsschicht elektrisch isoliert, wenn der Störstellenbereich 6 nach Anlegen
einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 ein höheres Potential
annimmt als der Störstellenbereich 5.
Folglich schwebt das Potential des vergrabenen Störstellenbereichs 4 genau
wie das des Störstellenbereichs 7,
selbst wenn an dem Störstellenbereich 5 ein
Massepotential oder dergleichen angelegt ist, und wird durch das
Potential des Störstellenbereichs 6 beeinflusst
und höher
angehoben als das Potential des Störstellenbereichs 5.
Dies verringert einen Potentialunterschied zwischen dem Störstellenbereich 6 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 direkt
darunter weiter als wenn der vergrabene Störstellenbereich 4 und
der Störstellenbereich 5 elektrisch
verbunden und auf gleichem Potential sind. Daher ist die Durchbruchspannung
in einer Dickenrichtung der Halbleitervorrichtung direkt unter dem
Störstellenbereich 6 erhöht.
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Da
die Durchbruchspannung in einer seitlichen Richtung der Halbleitervorrichtung,
in anderen Worten die Durchbruchspannung in einer Richtung senkrecht
zu der Dickenrichtung der Halbleitervorrichtung, ausreichend erhöht werden
kann aufgrund des Abbaus der elektrischen Feldkonzentration nahe der
oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 durch den RESURF-Effekt, ist die
Durchbruchspannung der Vorrichtung als Ganzes nicht durch die Durchbruchspannung
in der seitlichen Richtung festgelegt, sondern durch die Durchbruchspannung
in der Dickenrichtung direkt unter dem Störstellenbereich 6. Bei
der ersten bevorzugten Ausführungsform,
bei der die Durchbruchspannung in der Dickenrichtung direkt unter
dem Störstellenbereich 6 wie
oben diskutiert erhöht
ist, kann die Durchbruchspannung der Vorrichtung als Ganzes erhöht werden.
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Anschließend werden,
um den Effekt dieser Erfindung deutlicher hervorzuheben, Betriebsvorgänge der
Halbleitervorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform
und einer in 1 gezeigten Vorrichtung der
obigen Ludikhuize-Druckschrift mit leichten Veränderungen (im folgenden als
eine "Vergleichsvorrichtung" bezeichnet) verglichen.
Die 2 bis 5 zeigen Vorrichtungssimulationsergebnisse
hinsichtlich des Betriebs der Halbleitervorrichtung der ersten bevorzugten
Ausführungsform. 6 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus der Vergleichsvorrichtung und
die 7 bis 10 zeigen Vorrichtungssimulationsergebnisse
hinsichtlich des Betriebs der Vergleichsvorrichtung. Die Vergleichsvorrichtung
in 6 wird zuerst beschrieben.
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Wie
in 6 gezeigt sind die Elektrode 10 und die
Anodenelektrode 8 elektrisch miteinander verbunden, so
dass die Störstellenbereiche 5 und 7 in
der Vergleichsvorrichtung elektrisch miteinander verbunden sind.
Nach Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 ist
nahezu der gesamte Bereich der von dem Störstellenbereich 5 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 umgebenen
Halbleiterschicht 2 verarmt. Anders als bei der Halbleitervorrichtung
der ersten bevorzugten Ausführungsform ist
jedoch kaum eine Verarmungsschicht in dem Kontaktabschnitt des Störstellenbereichs 5 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 in
der Vergleichsvorrichtung ausgebildet. Dies ist deshalb so, da das
Verarmen des Kontaktabschnitts bewirken würde, dass ein Leckstrom zwischen
der Elektrode 10 und der Kathodenelektrode 9 aufgrund
der elektrischen Verbindung der Elektrode 10 und der Anodenelektrode 8 fließt. Daher
bleiben der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 elektrisch
miteinander verbunden, selbst wenn der Störstellenbereich 6 ein
höheres
Potential annimmt als der Störstellenbereich 5,
und sind somit auf gleichem Potential.
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Auf
diese Weise wird ein Potentialunterschied zwischen dem Störstellenbereich 6 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 direkt
darunter größer als
der in der Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform,
da der vergrabene Störstellenbereich 4 auf
gleichem Potential wie der Störstellenbereich 5 nach
Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 in
der in 6 gezeigten Vergleichsvorrichtung ist. Dementsprechend
ist die Durchbruchspannung in der Dickenrichtung direkt unter dem
Störstellenbereich 6 verringert.
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Als
nächstes
werden die in den 2 bis 5 und 7 bis 10 dargestellten
Vorrichtungssimulationsergebnisse beschrieben. Die 2 bis 4 und 7 bis 9 zeigen
die Ergebnisse nach Anlegen eines Massepotentials an den Störstellenbereich 5 bzw.
60V an den Störstellenbereich 6. Die 2 und 7 zeigen
alle 1V Equipotentiallinien in den Vorrichtungen, und die 4 und 7 zeigen
Linien gleicher Feldstärke
in den Vor richtungen. Die 3 und 8 zeigen
Potentialverteilungen in der Dickenrichtung an den Stellen, an denen die
Störstellenbereiche 5 und 6 ausgebildet
sind, und die 5 und 10 zeigen
die Beziehung zwischen einem Potential V1 der Kathodenelektrode 9 und
einem durch das Diodenelement 15 fließenden Sperrstroms I1, wenn
der Störstellenbereich 5 auf
einem Massepotential ist.
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Die 2, 4, 7 und 9 zeigen den
Abschnitt über
dem Halbleitersubstrat 1 der in den 1 und 6 gezeigten
Strukturen, und zeigen nicht die Grenze zwischen dem vergrabenen Störstellenbereich 3 und
der Halbleiterschicht 2 an. Außerdem wurden die in den 2 bis 5 und 7 bis 10 dargestellten
Simulationsergebnisse durch Berechnung mit einem offenbar geringeren Abstand
zwischen den Störstellenbereich 5 und 6 als in
den 1 und 6 erhalten. Dementsprechend ist
offenbar in den 2, 4, 7 und 9 der Abstand
zwischen den Störstellenbereichen 5 und 6 geringer
als in den 1 und 6.
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In
den 3 und 8 zeigen durch quadratische
Markierungen wiedergegebene Daten die Potentialverteilung in der
Dickenrichtung an dem Ort an, an dem der Störstellenbereich 6 ausgebildet
ist, während
durch Kreise wiedergegebene Markierungen die Potentialverteilung
in der Dickenrichtung an dem Ort anzeigen, an dem der Störstellenbereich 5 ausgebildet
ist. Die Ordinate in jeder der 2, 4, 7 und 9 sowie
die Abszisse in jeder der 3 und 8 geben
eine Tiefe von der oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 an, während ein horizontaler Abstand
auf der Abszisse in jeder 2, 4, 7 und 9 einen
Abstand in der lateralen Richtung von einer vorbestimmten Stelle
angibt. Die Ordinate in jeder der 5 und 10 gibt
den Exponenten des Werts des Sperrstroms I1 (in der Einheit Ampere)
zur Basis 10 unter der Annahme an, dass die Dicke in einer
Richtung senkrecht zu der Zeichnungsebene der Vorrichtung 1μm ist. Z.B.
wird ein Wert von 1μA
(10–6 A)
des Sperrstroms I1 als "–6" auf der Ordinate
jeder der 5 und 10 angegeben
werden.
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Wie
in den 4 und 9 gezeigt tritt die elektrische
Feldkonzentration in der seitlichen Richtung nahe der oberen Oberfläche der
Halbleiterschicht innerhalb der Störstellenbereiche 5 und 6 sowie
in der Dickenrichtung direkt unter dem Störstellenbereich 6 auf.
Da die elektrische Feldkonzentration nahe der oberen Oberfläche der
Halbleiterschicht 2 durch den RESURF-Effekt abgebaut wird,
ist das elektrische Feld direkt unter dem Störstellenbereich 6 stärker als
nahe der oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2.
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Weiter
ist angesichts der Tatsache, dass zwei oder mehr Potentiallinien
in einem Bereich gebildet werden, in dem eine Verarmungsschicht
ausgebildet ist, aus der Verteilung der Equipotentiallinien in 2 ersichtlich,
dass eine Verarmungsschicht von dem unteren Ende des Störstellenbereichs 5 zu dem
oberen Ende des vergrabenen Störstellenbereichs 4 in
Kontakt damit ausgebildet ist, wodurch der gesamte Bereich des Kontaktabschnitts
des Störstellenbereichs 5 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 verarmt
wird.
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In
der Vergleichsvorrichtung in 6 besitzt der
vergrabene Störstellenbereich 4 ein
Massepotential wie durch die runden Markierungen in 8 angegeben,
da der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 miteinander
elektrisch verbunden bleiben, selbst wenn an das Diodenelement 15 eine
Sperrspannung angelegt wird. In der Vergleichsvorrichtung wird eine
Spannung von 60 V zwischen den Störstellenbereich 6 und
den vergrabenen Störstellenbereich 4 angelegt.
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Andererseits
besitzt in der Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten
Ausführungsform der
vergrabene Störstellenbereich 4 ein
schwebendes Potential, da der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 durch
die Verar mungsschicht elektrisch voneinander isoliert sind. Folglich
wird das Potential des vergrabenen Störstellenbereichs 4 zu
dem Potential des Störstellenbereichs 6 hochgezogen
und höher
als ein Massepotential auf etwa 5 V angehoben wie durch die runden Markierungen
in 3 angegeben. In dieser Halbleitervorrichtung wird
daher eine Spannung von näherungsweise
55 V, die geringer ist als die bei der Vergleichsvorrichtung, zwischen
den Störstellenbereich 6 und
vergrabenen Störstellenbereich 4 angelegt.
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Auf
diese Art und Weise kann bei der Halbleitervorrichtung nach der
ersten bevorzugten Ausführungsform
ein Potentialunterschied zwischen dem Störstellenbereich 6 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 verringert
werden entsprechend zu dem Potentialanstieg des vergrabenen Störstellenbereichs 4,
wodurch die Durchbruchspannung der Halbleitervorrichtung entsprechend
dem Potentialanstieg des vergrabenen Störstellenbereichs 4 angehoben
wird, wenn das elektrische Feld zwischen dem Störstellenbereich 6 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 das
kritische elektrische Feld erreicht. Die Vergleichsvorrichtung,
bei der der Sperrstrom I1 stark zunimmt, wenn das Potential V1 der
Kathodenelektrode 9, wie in 10 gezeigt,
gleich 67,9 V ist, besitzt eine Durchbruchspannung von 67,9 V, wohingegen
die Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform,
bei der der Sperrstrom I1 stark zunimmt, wenn das Potential V1 der
Kathodenelektrode 9, wie in 5 gezeigt,
gleich 76,3 V ist, eine Durchbruchspannung von 76,3 V besitzt. Kurz,
die Durchbruchspannung der Halbleitervorrichtung nach der ersten
bevorzugten Ausführungsform ist
um 8,4 V höher
als die der Vergleichsvorrichtung.
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Zweite bevorzugte
Ausführungsform
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Wie
oben beschrieben wird nach Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 bei
der Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
das Potential des vergrabe nen Störstellenbereichs 4,
das durch die Verarmungsschicht von dem Störstellenbereich 5 elektrisch
isoliert ist, durch das Potential des Störstellenbereichs 6 beeinflusst
und angehoben. Dem folgt eine Potentialanstieg des vergrabenen Störstellenbereichs 3,
der einen pn-Übergang
mit dem vergrabenen Störstellenbereich 4 bildet,
dem wiederum ein Potentialanstieg der Halbleiterschicht 2 außerhalb
des Störstellenbereichs 5 folgt,
die in Kontakt mit dem vergrabenen Störstellenbereich 3 ist.
Dementsprechend tritt somit bei einer solchen Halbleitervorrichtung,
bei der der Störstellenbereich 5 derart
ausgebildet ist, dass er in Kontakt mit dem äußeren Rand des vergrabenen
Störstellenbereichs 4 ist,
und bei der eine Verarmungsschicht in der Halbleiterschicht 2 außerhalb des
Störstellenbereichs 5 schwach
gebildet wird, wodurch die elektrische Feldkonzentration nahe der oberen
Oberfläche
dieser Halbleiterschicht 2 schlecht abgebaut wird, ein
Lawinendurchbruch bei einem relativ geringen Potential in dieser
Halbleiterschicht 2 auf. Nach Auftreten des Lawinendurchbruchs
steuert der vergrabene Störstellenbereich 3, welcher
mit der Halbleiterschicht außerhalb
des Störstellenbereichs 5 verbunden
ist, das Potential davon dahin, wo der Lawinendurchbruch nicht auftritt,
was keinen weiteren Potentialanstieg des vergrabenen Störstellenbereichs 4 erlaubt,
welcher den pn-Übergang
mit dem vergrabenen Störstellenbereich 3 bildet.
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Auf
diese Weise kann die Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten
Ausführungsform das
Phänomen
zeigen, dass ein Lawinendurchbruch bei einem relativ geringen Potential
auftritt, da die elektrische Feldkonzentration nahe der oberen Oberfläche der
Halbleiterschicht 2 außerhalb
des Störstellenbereichs 5 schlecht
abgebaut wird, was keinen hohen Potentialanstieg des vergrabenen
Störstellenbereichs 4 erlaubt.
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Im
Hinblick auf das Obige wird bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die das Potential des vergrabenen
Störstellenbereichs 4 zuverlässig erhöhen kann.
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11 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung
ist gleich der nach der ersten bevorzugten Ausführungsform außer, dass
die Formen der vergrabenen Störstellenbereiche 3 und 4 geändert sind
und der Störstellenbereich 7 entsprechend
verschoben ist.
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Bei
der Halbleitervorrichtung erstreckt sich, wie in 11 gezeigt,
der äußere Rand
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 weiter
nach außen
als der des Störstellenbereichs 5,
nämlich über den
Störstellenbereich 5 hinaus
zu der dem Störstellenbereich 6 gegenüberliegenden
Seite. Der äußere Rand des
vergrabenen Störstellenbereichs 3 erstreckt
sich dementsprechend nach außen,
und der Störstellenbereich 7 ist
genauso nach außen
verschoben. Kurz, die Radien der im wesentlichen runden vergrabenen Störstellenbereiche 3 und 4 sind
erhöht,
während
die Stellen der Störstellenbereiche 5 und 6 aufrechterhalten
werden und der Störstellenbereich 7 entsprechend
derart nach außen
verschoben ist, dass er sich in Draufsicht entlang des äußeren Rands
des vergrabenen Störstellenbereichs 3 befindet.
Die übrigen Teile
des Aufbaus sind gleich zu denen bei der Halbleitervorrichtung nach
der ersten bevorzugten Ausführungsform
und eine Erklärung
davon wird deshalb ausgelassen.
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Auf
diese Art und Weise erstreckt sich bei der Halbleitervorrichtung
nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform der äußere Rand
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 über den
Störstellenbereich 5 hinaus
zu der Seite gegenüber
dem Störstellenbereich 6.
Dementsprechend erstreckt sich nach Anlegen einer Sperrspannung
an das Diodenelement 15 eine Verarmungsschicht auch von
einem Abschnitt 4a, der ein Teil des vergrabenen Störstellenbereichs 4 ist
und sich auf der Seite gegenüber
dem Störstellenbereich 6 mit
Bezug auf den Störstellenbe reich 5 befindet,
und die Halbleiterschicht 2 über dem Abschnitt 4a ist
leicht bis zu der oberen Oberfläche davon
verarmt durch den RESURF-Effekt wie durch die gestrichelten Linien 50 in 11 gezeigt
ist. Folglich wird die elektrische Feldkonzentration nahe der oberen
Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 außerhalb des Störstellenbereichs 5 abgebaut,
was einen Potentialanstieg da erlaubt, wo ein Lawinendurchbruch in
der Halbleiterschicht 2 auftritt. Dies erlaubt eine zuverlässige Potentialerhöhung des
vergrabenen Störstellenbereichs 4.
Daher kann ein Potentialunterschied zwischen dem Störstellenbereich 6 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 verringert
werden, wodurch die Durchbruchspannung in der Dickenrichtung dieser
Halbleitervorrichtung weiter angehoben ist.
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Dritte bevorzugte
Ausführungsform
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12 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung
ist gleich der nach der ersten bevorzugten Ausführungsform mit der Ausnahme,
dass die Form des Störstellenbereichs 5 geändert ist.
Bei dieser Halbleitervorrichtung ist wie in 12 gezeigt
der Störstellenbereich 5 derart
ausgebildet, dass er flacher ist als bei der ersten bevorzugten
Ausführungsform
und den vergrabenen Störstellenbereich 4 nicht erreicht.
Dementsprechend ist die Halbleiterschicht 2 zwischen dem
Störstellenbereich 5 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 vorhanden.
Die verbleibenden Teile des Aufbaus sind gleich denjenigen bei der
Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
und die Erklärung
davon wird daher ausgelassen.
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Aufgrund
des Vorhandenseins der Halbleiterschicht 2 zwischen dem
Störstellenbereich 5 und dem
vergrabenen Störstellenbereich 4 ist
ein pn-Übergang
durch den Störstellenbereich 5 und
die Halbleiterschicht 2 über dem vergrabenen Störstellenbereich 4 in
der Halbleitervorrichtung ausgebildet. Wenn der Störstellenbereich 6 nach
Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 ein
höheres
Potential annimmt als der Störstellenbereich 5, wird
dementsprechend eine Verarmungsschicht auch in dem gesamten Bereich
der Halbleiterschicht 2 zwischen dem Störstellenbereich 5 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 gebildet,
wobei das elektrische Feld in der Verarmungsschicht stärker ist
als das in der Verarmungsschicht, die in dem Kontaktabschnitt des
Störstellenbereich 5 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 bei
der Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
ausgebildet ist. Das Potential des vergrabenen Störstellenbereichs 4 ist
somit erhöht.
Infolgedessen ist die Durchbruchspannung in der Dickenrichtung dieser Halbleitervorrichtung
erhöht,
wodurch die Durchbruchspannung der Vorrichtung als Ganzes erhöht wird.
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Die 13 bis 16 zeigen
Vorrichtungssimulationsergebnisse hinsichtlich des Betriebs der Halbleitervorrichtung
nach der dritten bevorzugten Ausführungsform. Die 13 bis 15 zeigen
die Ergebnisse nach Anlegen eines Massepotentials an den Störstellenbereich 5 bzw.
60 V an den Störstellenbereich 6. 13 zeigt
in der Vorrichtung alle 1 V Equipotentiallinien, und 15 zeigt
Linien gleicher Feldstärke
in der Vorrichtung. 14 zeigt Potentialverteilungen
in der Dickenrichtung an den Stellen, an denen die Störstellenbereiche 5 und 6 ausgebildet sind,
wobei durch quadratische Markierungen wiedergegebene Daten den Störstellenbereich 6 betreffen
und durch kreisförmige
Markierungen wiedergegebene Daten den Störstellenbereich 5 betreffen. 16 zeigt
den Zusammenhang zwischen dem Potential V 1 der Kathodenelektrode 9 und
dem Sperrstrom I1, welcher durch das Diodenelement 15 fließt, wenn
der Störstellenbereich 5 ein
Massepotential hat.
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Die 13 und 15 zeigen
den Abschnitt über
dem Halbleitersubstrat 1 des in 12 gezeigten
Aufbaus und zeigen nicht die Grenze zwischen dem vergrabenen Störstellenbereich 3 und
der Halbleiterschicht 2 an. Außerdem wurden die in den 13 bis 16 gezeigten
Simulationsergebnisse durch Rechnung mit einem offenbar geringeren
Abstand zwischen den Störstellenbereichen 5 und 6 als in 12 erhalten.
Dementsprechend ist in den 13 und 15 der
Abstand zwischen den Störstellenbereichen 5 und 6 offenbar
geringer als in 12. Die Ordinate und die Abszisse
in den 13 bis 16 zeigen
jeweils das Gleiche wie diejenigen in den 2 bis 5.
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Mit
Bezug auf 15 und zurück auf 4 ist ersichtlich,
dass das elektrische Feld in der Verarmungsschicht, die von dem
unteren Ende des Störstellenbereichs
zu dem oberen Ende des vergrabenen Störstellenbereichs 4 in
der Halbleitervorrichtung der dritten bevorzugten Ausführungsform
ausgebildet ist, stärker
ist als das der ersten bevorzugten Ausführungsform. Wie in 14 gezeigt,
ist das Potential des vergrabenen Störstellenbereichs 40 nach Anlegen
einer Sperrspannung von 60 V an das Diodenelement 15 auf
ungefähr
30 V angehoben.
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Auf
diese Art und Weise führt
bei der dritten bevorzugten Ausführungsform
die Potentialerhöhung des
vergrabenen Störstellenbereichs 4 zu
einer Anhebung der Durchbruchspannung der Halbleitervorrichtung
auf 98,1 V wie in 16 gezeigt, was um 21,8 V gegenüber der
Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
erhöht
ist.
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Vierte bevorzugte
Ausführungsform
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17 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
Diese Halbleitervorrichtung ist gleich derjenigen nach der dritten
bevorzugten Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass ein p–-dotierter Störstellenbereich zusätzlich vorgesehen
ist. Wie in 17 gezeigt, ist der Störstellenbereich 16 benachbart
zu dem Störstellenbereich 5 in
der oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 ausgebildet. Der Störstellenbereich 16 ist derart
vorgesehen, dass er in Kon takt mit sowohl der Innenseite als auch
mit der Außenseite
des kreisförmigen
Störstellenbereichs 5 ist
und den Störstellenbereich 6 umgibt,
während
er den Störstellenbereich 5 in
Draufsicht einschließt.
Die verbleibenden Teile des Aufbaus sind gleich denjenigen bei der
Halbleitervorrichtung nach der dritten bevorzugten Ausführungsform,
und eine Erklärung
davon wird deshalb ausgelassen.
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Bei
der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung nach der dritten bevorzugten
Ausführungsform
ist das flache Ausbilden der Diffusionstiefe des Störstellenbereichs 5 wirksam
beim Erhöhen
des Potentials des vergrabenen Störstellenbereichs 4.
Jedoch würde
ein flacher Störstellenbereich 5 wie
z.B. der in 17 gezeigte zu einem Anstieg
der Eckenkrümmung
an den Enden des Störstellenbereichs 5 in
einer Richtung senkrecht zu der Tiefenrichtung führen, und die elektrische Feldkonzentration
würde leicht
an den Enden auftreten. Somit bringt das flache Ausbilden des Störstellenbereichs 5 nicht
notwendigerweise einen großen
Potentialanstieg des vergrabenen Störstellenbereichs 4.
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Bei
der vierten bevorzugten Ausführungsform
ist der eine niedrigere Störstellenkonzentration als
der Störstellenbereich 5 aufweisende
Störstellenbereich 16 benachbart
zu dem Störstellenbereich 5 in der
oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 ausgebildet. Nach Anlegen einer
Sperrspannung an das Diodenelement 15 kann der gesamte
Bereich des Störstellenbereichs 16 mit
einer geringen Konzentration verarmt sein durch Ausnutzen des RESURF-Effekts, was
erlaubt, dass die elektrische Feldkonzentration an den Enden des
Störstellenbereichs 5 in
der Richtung senkrecht zu der Tiefenrichtung abgebaut ist. Folglich
kann das Potential des vergrabenen Störstellenbereichs 4 zuverlässig angehoben
werden, wodurch die Durchbruchspannung in der Dickenrichtung der
Halbleitervorrichtung zuverlässig
angehoben wird. Das Verarmen des gesamten Bereichs des Störstel lenbereichs 16 würde leicht
erreicht werden durch Einstellen der Tiefe und der Konzentration
des Störstellenbereichs 16.
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Fünfte bevorzugte
Ausführungsform
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18 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach einer fünften bevorzugten
Ausführungsform.
Diese Halbleitervorrichtung ist gleich derjenigen nach der ersten
bevorzugten Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass die Form des vergrabenen Störstellenbereichs 4 geändert ist.
Bei der wie in 18 gezeigten Halbleitervorrichtung
erstreckt sich der äußere Rand
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 nicht
zu dem Störstellenbereich 5,
so dass der vergrabene Störstellenbereich 4 nicht
direkt unter dem Störstellenbereich 5 vorhanden
ist. Die verbleibenden Teile des Aufbaus sind gleich denjenigen
bei der Halbleitervorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform
und eine Erklärung
davon wird deshalb ausgelassen.
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Um
die Halbleitervorrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform,
bei der der vergrabene Störstellenbereich 4 direkt
unterhalb dem Störstellenbereich 5 vorhanden
ist, in die Halbleitervorrichtung nach der dritten bevorzugten Ausführungsform, bei
der der Störstellenbereich 5 nicht
mit dem vergrabenen Störstellenbereich 4 in
Kontakt ist, umzuwandeln, muss die Tiefe des Störstellenbereichs 5 geändert werden.
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Bei
der Halbleitervorrichtung nach der fünften bevorzugten Ausführungsform
ist es aufgrund des Nichtvorhandenseins des vergrabenen Störstellenbereichs 4 direkt
unterhalb des Störstellenbereichs 5 möglich, zu
verhindern, dass der Störstellenbereich 5 in
Kontakt mit dem vergrabenen Störstellenbereich 4 kommt,
ohne die Tiefe zu ändern.
Daher wird eine hohe Durchbruchspannung leicht erreicht nur durch Ändern von
Maskierungsschritten ohne Diffusionsschritte zu ändern.
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Sechste bevorzugte
Ausführungsform
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Bei
der Halbleitervorrichtung nach jeder der oben beschriebenen ersten
bis fünften
bevorzugten Ausführungsform
kann der Schwebezustand, in dem der vergrabene Störstellenbereich 4 unabhängig ist, einen
parasitären
pnp-Bipolartransistor derart verursachen, dass er zu einer möglichen
Fehlfunktion der Halbleitervorrichtung führend arbeitet, wobei der parasitäre Bipolartransistor
aus dem Störstellenbereich 5 als
eine Basis, der Halbleiterschicht 2 außerhalb des Störstellenbereichs 5,
dem Störstellenbereich 7 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 3 als
ein Emitter und dem Halbleitersubstrat 1 als ein Kollektor besteht.
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Angesichts
des obigen wird eine Halbleitervorrichtung, welche den Betrieb des
parasitären
Bipolartransistors zuverlässig
verhindern kann, bei einer sechsten bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen.
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19 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung
ist gleich derjenigen nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass die Formen der vergrabenen Störstellenbereiche 3 und 4 geändert sind,
der Störstellenbereich 7 entsprechend verschoben
ist und ein p–-dotierter
Störstellenbereich 25 sowie
eine Elektrode 11 zusätzlich
vorgesehen sind.
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Bei
dieser Halbleitervorrichtung erstreckt sich, wie in 19 gezeigt,
der äußere Rand
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 weiter
nach außen als
der Störstellenbereich 5 wie
bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform.
Der äußere Rand
des vergrabenen Störstellenbereichs 3 erstreckt
sich entsprechend nach außen
und der Störstellenbereich 7 ist
genauso nach außen
verschoben. Zusätzlich
ist der Störstellenbereich 25 in
der oberen Oberfläche der
Halbleiterschicht 2 zwischen aber getrennt von den Störstellenbereichen 5 und 7 ausgebildet.
Der Störstellenbereich 25 erreicht
den vergrabenen Störstellenbereich 4 und
ist entlang des äußeren Rands des
vergrabenen Störstellenbereichs 4 derart
ausgebildet, dass er in Draufsicht den Störstellenbereich 6 in
den Mittelpunkt stellt und umgibt. Weiter ist die Elektrode 11 auf
der oberen Oberfläche
des Störstellenbereichs 25 vorgesehen,
die außer
mit dem Störstellenbereich 25 nur
mit der Elektrode 10 verbunden ist. Folglich sind die Störstellenbereiche 7 und 25 elektrisch
miteinander verbunden und auf einem schwebenden Potential. Die verbleibenden
Teile des Aufbaus sind gleich denjenigen bei der Halbleitervorrichtung
nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
und eine Erklärung
davon wird daher ausgelassen.
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Nach
Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 wird
bei dieser Halbleitervorrichtung eine Verarmungsschicht von dem
unteren Ende des Störstellenbereich 5 zu
dem oberen Ende des damit in Kontakt befindlichen vergrabenen Störstellenbereichs 4 wie
bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
gebildet. Folglich sind der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 voneinander
durch die Verarmungsschicht elektrisch isoliert.
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Im
Gegensatz dazu ist eine Verarmungsschicht aufgrund der elektrischen
Verbindung der Störstellenbereiche 25 und 7 kaum
von dem unteren Ende des Störstellenbereichs 25 zu
dem oberen Ende des vergrabenen Störstellenbereichs 4 ausgebildet.
Folglich verbleiben der Störstellenbereich 25 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 elektrisch miteinander
verbunden.
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Auf
diese Art und Weise sind ein n-dotierter Halbleiterbereich, welcher
aus der Halbleiterschicht 2 außerhalb des Störstellenbereichs 25,
dem Störstellenbereich 7 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 3 besteht,
sowie ein p-dotierter Halbleiterbereich, welcher aus dem Störstellenbereich 25 und dem
vergrabenen Störstellenbereich 4 besteht,
elektrisch miteinan der verbunden, da der Störstellenbereich 25 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 bei der
Halbleitervorrichtung nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform
elektrisch miteinander verbunden bleiben aufgrund der elektrischen
Verbindung der Störstellenbereiche 25 und 7,
selbst wenn an das Diodenelement 15 eine Sperrspannung
angelegt ist. Dementsprechend tritt bei einem parasitären pnp-Bipolartransistor,
der aus dem p-dotierten
Halbleiterbereich als eine Basis, dem n-dotierten Halbleiterbereich
als ein Emitter und dem Halbleitersubstrat 1 als ein Kollektor
besteht, ein Kurzschluss zwischen der Basis und dem Emitter auf.
Daher wird der Betrieb des parasitären Bipolartransistors zuverlässig verhindert.
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Siebte bevorzugte
Ausführungsform
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20 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach einer siebten bevorzugten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung
ist gleich derjenigen nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass die Form des Störstellenbereichs 5 geändert ist.
Bei dieser Halbleitervorrichtung ist der Störstellenbereich 5,
wie in 20 gezeigt, derart ausgebildet,
dass er flach ist und nicht den vergrabenen Störstellenbereich 4 erreicht
wie bei der dritten bevorzugten Ausführungsform. Dementsprechend
ist die Halbleiterschicht 2 zwischen dem Störstellenbereich 5 und dem
vergrabenen Störstellenbereich 4 vorhanden. Die
verbleibenden Teile des Aufbaus sind gleich denjenigen bei der Halbleitervorrichtung
nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform und eine Erklärung davon
wird deshalb ausgelassen.
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Aufgrund
des Vorhandenseins der Halbleiterschicht 2 zwischen dem
Störstellenbereich 5 und dem
vergrabenen Störstellenbereich 4 ist
das Potential des vergrabenen Störstellenbereichs 4 nach
Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 höher angehoben
als bei der Halbleitervorrichtung nach der sechsten bevorzugten
Ausführungsform aus
dem bei der dritten bevorzugten Ausführungsform erklärten Grund.
Folglich ist die Durchbruchsspannung in der Dickenrichtung dieser
Halbleitervorrichtung erhöht,
wodurch die Durchbruchspannung der Vorrichtung als ein Ganzes erhöht ist.
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Achte bevorzugte
Ausführungsform
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21 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach einer achten bevorzugten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung
ist gleich derjenigen nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass die Form des vergrabenen Störstellenbereichs 4 geändert ist
und zusätzlich
ein p+-dotierter vergrabener Störstellenbereich 34 vorgesehen
ist.
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Bei
dieser Halbleitervorrichtung erstreckt sich, wie in 21 gezeigt,
der äußere Rand
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 nicht
zu dem Störstellenbereich 5,
so dass der vergrabene Störstellenbereich 4 wie
bei der fünften
bevorzugten Ausführungsform
direkt unter dem Störstellenbereich 5 nicht vorhanden
ist. Zusätzlich
ist der vergrabene Störstellenbereich 34 an
der Grenzfläche
zwischen der Halbleiterschicht 2 und dem vergrabenen Störstellenbereich 3 ausgebildet
auf der Seite gegenüber
dem Störstellenbereich 6 bezüglich des
Störstellenbereichs 5,
wobei der vergrabene Störstellenbereich 34 derart
ringförmig
ist, dass er in Draufsicht den Störstellenbereich 6 in
den Mittelpunkt stellt und umgibt. Der Störstellenbereich 25 erreicht
den vergrabenen Störstellenbereich 34 und
ist in Draufsicht entlang des vergrabenen Störstellenbereichs 34 ausgebildet. Die übrigen Teile
des Aufbaus sind gleich denjenigen bei der Halbleitervorrichtung
nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform und eine Erklärung davon
wird deshalb ausgelassen.
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Nach
Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 sind
bei dieser Halbleitervorrichtung der Störstellenbereich 5 und der
vergrabene Störstellenbereich 4 voneinander
durch eine Verarmungsschicht elektrisch isoliert. Im Gegensatz dazu ist
von dem unteren Ende des Störstellenbereichs 25 zu
dem oberen Ende des vergrabenen Störstellenbereichs 34 aufgrund
der elektrischen Verbindung der Störstellenbereiche 25 und 7 kaum
eine Verarmungsschicht ausgebildet, so dass der Störstellenbereich 25 und
der vergrabene Störstellenbereich 34 miteinander
elektrisch verbunden bleiben.
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Bei
der Halbleitervorrichtung nach der achten Ausführungsform ist es aufgrund
des Nichtvorhandenseins des vergrabenen Störstellenbereichs 4 direkt
unterhalb des Störstellenbereichs 5 möglich, zu
verhindern, dass der Störstellenbereich 5 in
Kontakt mit dem vergrabenen Störstellenbereich 4 ist, ohne
die Tiefe zu ändern.
Daher kann eine hohe Durchbruchspannung leicht nur durch Ändern von Maskierungsschritten
ohne Änderung
von Diffusionsschritten erreicht werden.
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Da
der der Störstellenbereich 25 und
der vergrabene Störstellenbereich 34 aufgrund
der elektrischen Verbindung des Störstellenbereichs 25 und 7 elektrisch
miteinander verbunden bleiben, selbst wenn an das Diodenelement 15 eine
Sperrspannung angelegt ist, sind ein n-dotierter Halbleiterbereich, der
aus der Halbleiterschicht 2 außerhalb des Störstellenbereichs 25,
dem Störstellenbereich 7 und dem
vergrabenen Störstellenbereich 3 besteht,
und ein p-dotierter Halbleiterbereich, der aus dem Störstellenbereich 25 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 34 besteht,
elektrisch miteinander verbunden. Dementsprechend tritt bei einem
parasitären pnp-dotierten
Bipolartransistor, der aus dem p-dotierten Halbleiterbereich als
eine Basis, dem n-dotierten Halbleiterbereich als ein Emitter und
dem Halbleitersubstrat 1 als ein Kollektor besteht, zwischen
der Basis und dem Emitter ein Kurzschluss auf. Daher wird der Betrieb
des parasitären
Bipolarstransistors zuverlässig
verhindert.
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Obwohl
sie nicht verbunden sind, können
die vergrabenen Störstellenbereiche 4 und 34 alternativ miteinander
verbunden sein. Z.B. könnte
der Störstellenbereich 5 nicht
in vollkommen ringförmiger Form,
sondern in der Form des Buchstabens "C" derart
ausgebildet sein, dass ein teilweiser kleiner Freiraum übrig bleibt,
in dem Maße,
dass der RESURF-Effekt ausreichend ausgeübt wird, und ein anderer vergrabener
Störstellenbereich
zum Verbinden zwischen den vergrabenen Störstellenbereichen 4 und 34 könnte in
diesem Freiraum ausgebildet sein.
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Obwohl
der vergrabene Störstellenbereich 4 durch
elektrisches Verbinden der Störstellenbereiche 25 und 7 wie
bei der achten bevorzugten Ausführungsform
unabhängig
in einen schwebenden Zustand eintritt, wenn er nicht mit dem vergrabenen Störstellenbereich 34 verbunden
ist, ist es möglich, den
Betrieb des parasitären
Bipolartransistors bei dieser Halbleitervorrichtung zu verhindern
aufgrund der Neigung des Transistors, außerhalb des Störstellenbereichs 5 mit
einer relativ geringen Durchbruchspannung zu arbeiten.
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Neunte bevorzugte
Ausführungsform
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Nach
Anlegen einer Vorwärtsspannung
an das Diodenelement 15 durch Anlegen eines Massenpotentials
an die Anodenelektrode 8 und eines negativen Potentials
an die Kathodenelektrode 9 bei der Halbleitervorrichtung
nach der oben beschriebenen 6 und 7 bevorzugten
Ausführungsform
bewirkt ein Anstieg dieser Vorwärtsspannung,
dass in der Halbleiterschicht 2 zwischen den Störstellenbereich 5 und 6 Leitfähigkeitsmodulation
auftritt und die Konzentration von Löchern als auch von Elektronen
zunimmt. Bei der sechsten bevorzugten Ausführungsform gehen die Elektronen
in erhöhter
Zahl dann durch den Kontaktabschnitt des Störstellenbereichs 5 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 aufgrund
einer relativ geringen Störstellenkonzentration
in diesem Abschnitt und entweichen nach außen über den Störstellenbereich 5 hinaus.
Bei der siebten bevorzugten Aus führungsform
gehen die Elektronen erhöhter
Zahl dann durch die Halbleiterschicht 2 und entweichen nach
außen
weiter als der Störstellenbereich 5.
Die entwichenen Elektronen gehen dann durch den Kontaktabschnitt
des Störstellenbereichs 25 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 aufgrund
einer relativ geringen Störstellenkonzentration
in diesem Abschnitt und erreichen weiter den Störstellenbereich 7.
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Die
Störstellenbereiche 7 und 25 sind
nahe den Oberflächen
davon aufgrund eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden 10 und 11 auf
gleichem Potential. Sobald jedoch die Elektronen injiziert sind, nimmt
das Potential des Störstellenbereichs 7 nahe dem
unteren Ende davon ab, was bewirkt, dass auch entsprechend das Potential
des vergrabenen Störstellenbereichs 3 abnimmt.
Als Folge kann der Störstellenbereich 25 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 ein
höheres
Potential annehmen als der vergrabene Störstellenbereich 3.
Ein Potentialunterschied tritt somit zwischen dem Emitter und der
Basis des oben beschriebenen parasitären Bipolartransistors auf,
wodurch möglicherweise
der Betrieb des Transistors bewirkt wird.
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Genauso
kann bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung nach der achten
bevorzugten Ausführungsform
ein Anstieg der an das Diodenelement 15 angelegten Vorwärtsspannung
bewirken, dass eine Leitfähigkeitsmodulation
in der Halbleiterschicht 2 zwischen den Störstellenbereichen 5 und 6 auftritt
und Elektronen nach außen über den
Störstellenbereich 5 hinaus
entweichen und durch den Kontaktabschnitt des Störstellenbereichs 25 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 34 derart
gehen, dass sie den Störstellenbereich 7 erreichen.
Nach Ankommen der Elektronen nimmt das Potential des Störstellenbereichs 7 nahe
dem unteren Ende davon ab, was bewirkt, dass auch entsprechend das
Potential des vergrabenen Störstellenbereichs 3 abnimmt.
Als Folge kann das Potential des Störstellenbereichs 25 und des
vergrabenen Störstellenbereich 34 höher werden als
das des vergrabenen Störstellenbereichs 3,
wodurch möglicherweise
der Betrieb des parasitären
Bipolartransistors bewirkt wird.
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Angesichts
des obigen wird bei der neunten bevorzugten Ausführungsform eine Halbleitervorrichtung
bereitgestellt, die den Betrieb des parasitären Bipolartransistors verhindern
kann, wenn das Potential des Störstellenbereichs 6 niedriger
als das des Störstellenbereichs 5 wird.
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22 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach der neunten bevorzugten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung
ist gleich derjenigen nach der sechsten bevorzugten Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass ein n-dotierter Störstellenbereich 47 und
eine Elektrode 12 zusätzlich
vorgesehen sind.
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Wie
in 22 gezeigt, ist der Störstellenbereich 47 in
der oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 zwischen den Störstellenbereichen 5 und 25 getrennt
von dem Störstellenbereich 5 ausgebildet.
Der Störstellenbereich 47 erreicht
den vergrabenen Störstellenbereich 4 und
ist in ringförmiger
Form derart ausgebildet, dass er in Draufsicht den Störstellenbereich 6 in
den Mittelpunkt stellt und umgibt. Auf dem Störstellenbereich 47 ist
die Elektrode 12 vorgesehen, die außer mit dem Störstellenbereich 47 nur mit
den Elektroden 10 und 11 verbunden ist. Folglich sind
die Störstellenbereiche 7, 25 und 47 elektrisch miteinander
verbunden und auf schwebendem Potential.
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Weiter
sind die Störstellenbereiche 7 und 25 sowie
die Störstellenbereiche 25 und 47 jeweils
benachbart zueinander ausgebildet. Die übrigen Teile des Aufbaus sind
gleich denjenigen bei der Halbleitervorrichtung nach der sechsten
bevorzugten Ausführungsform
und eine Erklärung
davon wird deshalb ausgelassen.
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Nach
Anlegen einer Sperrspannung an das Diodenelement 15 sind
bei dieser Halbleitervorrichtung der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 durch
eine Verarmungsschicht elektrisch voneinander isoliert, während der
Störstellenbereich 25 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 elektrisch
miteinander verbunden bleiben wie bei der sechsten bevorzugten Ausführungsform.
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Aufgrund
des Vorhandenseins des n-dotierten Störstellenbereichs 47 zwischen
den Störstellenbereichen 5 und 25 erreichen
die Elektronen zuerst den Störstellenbereich 47,
wenn das Potential des Störstellenbereichs 6 geringer
wird als das des Störstellenbereichs 5 und
Elektronen beginnen nach außen über den
Störstellenbereich 5 hinaus
zu entweichen, was von der Leitfähigkeitsmodulation
in der Halbschicht 2 resultiert. Die Elektronen verbinden sich
dann mit Löchern,
die von dem p-dotierten
Störstellenbereich 25 geliefert
sind, der elektrisch mit dem Störstellenbereich 47 verbunden
ist, um zu verschwinden. Folglich nimmt die Anzahl der durch den Kontaktabschnitt
des Störstellenbereichs 25 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 hindurchgehenden
Elektronen ab, womit der Betrieb des parasitären Bipolartransistors verhindert
wird.
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Obwohl
der Störstellenbereich 47 derart
ausgebildet ist, dass er den vergrabenen Störstellenbereich 4 erreicht,
ist es so nicht erforderlich.
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Zusätzlich wird
durch Bilden des mit dem Störstellenbereich 25 elektrisch
verbundenen Störstellenbereichs 47 in
der oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 zwischen den Störstellenbereichen 25 und 5 bei
der Halbleitervorrichtung nach der achten bevorzugten Ausführungsform
auch wie bei der neunten bevorzugten Ausführungsform der Betrieb des
parasitären
Bipolartransistors verhindert, wenn das Potential des Störstellenbereichs 6 niedriger
wird als das des Störstellenbereichs 5.
In diesem Fall sollte der Störstellenbereich 47 derart
ausgebildet sein, dass er den vergrabenen Störstellenbereich 34 erreicht
oder nicht erreicht.
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Zehnte bevorzugte
Ausführungsform
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Während bei
der oben beschriebenen ersten bis neunten bevorzugten Ausführungsform
diese Erfindung auf eine Halbleitervorrichtung mit einem Diodenelement
angewendet wurde, wird sie bei einer zehnten bevorzugten Ausführungsform
auf eine Halbleitervorrichtung mit einem n-MOS-Transistor und bei
einer elften bevorzugten Ausführungsform, die
später
beschrieben werden wird, auf eine Halbleitervorrichtung mit einem
npn-Bipolartransistor
angewendet.
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23 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach der zehnten bevorzugten Ausführungsform. Diese Halbleitervorrichtung
ist gleich derjenigen nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass ein n-dotierter Störstellenbereich 53 zusätzlich vorgesehen
ist sowie die Anodenelektrode 8 und die Kathodenelektrode 9 des
Diodenelements 15 ersetzt sind durch eine Sourceelektrode 58,
eine Drainelektrode 59 und eine Gateelektrode 54 eines
n-MOS-Transistors 51.
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Bei
dieser Halbleitervorrichtung ist wie in 23 gezeigt,
der Störstellenbereich 53 in
einer oberen Oberfläche
des Störstellenbereichs 5 ausgebildet.
Die Gateelektrode 54 ist durch über einem nicht dargestellten
Gateisolierfilm auf dem Störstellenbereich 5 zwischen
der Halbleiterschicht 2, die zwischen den Störstellenbereichen 5 und 6 liegt,
und dem Störstellenbereich 53 ausgebildet.
Die Drainelektrode 59 ist auf dem Störstellenbereich 6 und
die Sourceelektrode 58 ist auf den Störstellenbereichen 5 und 53 vorgesehen.
Die übrigen
Teile des Aufbaus sind gleich denjenigen bei der Halbleitervorrichtung nach
der ersten bevorzugten Ausführungsform
und eine Erklärung
davon wird daher ausgelassen.
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Nach
Anlegen eines Massepotentials an die Sourceelektrode 58 und
eines positiven Potentials von mehreren zehn Volt an die Drainelektrode 59 bei dieser
Halbleitervorrichtung wird das Potential des Störstellenbereichs 6 höher als
das des Störstellenbereichs 5,
und eine Verarmungsschicht wird durch den RESURF-Effekt in nahezu
dem gesamten Bereich der Halbleiterschicht 2 zwischen den
Störstellenbereichen 5 und 6 wie
bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
gebildet. Folglich ist die elektrische Feldkonzentration nahe der
oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht 2 abgebaut, wodurch eine hohe Durchbruchspannung
der Halbleitervorrichtung erreicht wird.
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Wenn
weiter das Potential des Störstellenbereichs 6 höher wird
als das des Störstellenbereichs 5, sind
der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 wie
bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
voneinander durch die Verarmungsschicht elektrisch isoliert. Die
gestrichelten Linien 50 in 23 zeigen
die Ränder
der Verarmungsschicht nach Anlegen eines höheren Potentials an die Drainelektrode 59 als
an die Sourceelektrode 58 nur in den charakteristischen
Abschnitten an. Wie aus der Form gesehen werden kann, die durch die
gestrichelten Linien gebildet ist, ist der gesamte Bereich des Kontaktabschnitts
des Störstellenbereichs 5 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 verarmt
und der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 sind
voneinander durch die Verarmungsschicht elektrisch isoliert, wenn
das Potential des Störstellenbereichs 6 höher wird
als das des Störstellenbereichs 5.
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Aufgrund
der elektrischen Isolation zwischen dem Störstellenbereich 5 und
des vergrabenen Störstellenbereichs 4 durch
die Verarmungsschicht ist der vergrabene Störstellenbereich 4 auf
einem schwebenden Potential. Folglich wird das Potential des vergrabenen
Störstellenbereichs 4 beeinflusst durch
das Potential des Störstellenbereichs 6 und
höher angehoben
als das Po tential des Störstellenbereichs 5.
Dies verringert einen Potentialunterschied zwischen dem Störstellenbereich 6 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 direkt
darunter weiter als wenn der vergrabene Störstellenbereich 4 und
der Störstellenbereich 5 auf
gleichem Potential sind. Daher ist die Durchbruchspannung in der
Dickenrichtung direkt unter dem Störstellenbereich 6 angehoben.
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Bei
dieser Halbleitervorrichtung bildend der Störstellenbereich 5 und
die dazu benachbarte Halbleiterschicht 2 eine parasitäre Diode
mit einem querliegenden Aufbau. Die Durchbruchspannung der parasitären Diode
ist einer der Faktoren, die verantwortlich sind für die Festlegung
der Durchbruchspannung des n-MOS-Transistors 51.
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Zusätzlich können durch
zusätzliches
Bilden des Störstellenbereichs 53 in
der oberen Oberfläche des
Störstellenbereich 5 und
durch Ersetzen der Anodenelektrode 8 sowie der Kathodenelektrode 9 mit der
zuvor erwähnten
Sourceelektrode 58, der Drainelektrode 59 und
der Gateelektrode 54 auch bei der Halbleitervorrichtung
nach jeder der zweiten bis achten bevorzugten Ausführungsform
wie bei der zehnten bevorzugten Ausführungsform die Erfindungen gemäß den jeweiligen
Ausführungsformen
auf eine Halbleitervorrichtung mit dem n-MOS-Transistor 51 angewendet
werden.
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Wenn
der n-MOS-Transistor 51 das Schalten des Treibens einer
Last mit einem Induktivitätselement
durchführt,
kann darüber
hinaus die Sourceelektrode 58 ein höheres Potential annehmen als
die Drainelektrode 59, was das Potential des Störstellenbereichs 5 höher macht
als das des Störstellenbereichs 6.
Dementsprechend kann Leitfähigkeitsmodulation
in der Halbleiterschicht 2 zwischen den Störstellenbereichen 5 und 6 auch
bei dieser Halbleitervorrichtung auftreten. Angesichts dessen wird
durch zusätzliches
Bilden des Störstellenbereichs 53 in
der oberen Oberfläche
des Störstellenbereichs 5 sowie durch
Erset zen der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode 9 mit
der zuvor erwähnten
Sourceelektrode 58, Drainelektrode 59 und Gateelektrode 54 auch
bei der Halbleitervorrichtung nach der neunten bevorzugten Ausführungsform
wie bei der zehnten bevorzugten Ausführungsform der Betrieb des
parasitären
Bipolartransistors bei einer Halbleitervorrichtung mit dem n-MOS-Transistor 51 verhindert.
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Elfte bevorzugte
Ausführungsform
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24 zeigt
eine Teilschnittansicht des Aufbaus einer Halbleitervorrichtung
nach einer elften bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
Diese Halbleitervorrichtung ist gleich derjenigen nach der ersten
bevorzugten Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass ein n-dotierter Störstellenbereich 63 zusätzlich vorgesehen
ist, sowie die Anodenelektrode 8 und die Kathodenelektrode 9 des
Diodenelements 15 durch eine Basiselektrode 68,
eine Kollektorelektrode 69 und eine Emitterelektrode 64 eines
npn-Bipolartransistors 61 ersetzt sind.
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Bei
dieser Halbleitervorrichtung ist wie in 24 gezeigt,
der Störstellenbereich 63 in
der oberen Oberfläche
des Störstellenbereichs 5 ausgebildet.
Die Basiselektrode 68, die Kollektorelektrode 69 und
die Emitterelektrode 64 sind auf dem Störstellenbereich 5, 6 bzw. 63 vorgesehen.
Die übrigen
Teile des Aufbaus sind gleich denjenigen bei der Halbleitervorrichtung
nach der ersten bevorzugten Ausführungsform
und eine Erklärung
davon wird deshalb ausgelassen.
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Nach
Anlegen eines Massepotentials an die Basiselektrode 68 und
eines positiven Potentials von mehreren zehn Volt an die Kollektorelektrode 69 nimmt
bei dieser Halbleitervorrichtung der Störstellenbereich 6 ein
höheres
Potential an als der Störstellenbereich 5 und
eine Verarmungsschicht wird durch den RESURF-Effekt in nahezu dem
gesamten Bereich der Halbleiterschicht 2 zwischen den Störstellenbereichen 5 und 6 wie
bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
gebildet. Folglich ist die elektrische Feldkonzentration nahe der
oberen Oberfläche
der Halbleiterschicht abgebaut, wodurch eine hohe Durchbruchspannung
der Halbleitervorrichtung erreicht wird.
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Wenn
der Störstellenbereich 6 auf
ein höheres
Potential kommt als der Störstellenbereich 5 sind weiter
der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 durch
die Verarmungsschicht wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform elektrisch
isoliert. Die gestrichelten Linien 50 in 24 zeigen
die Ränder
der Verarmungsschicht nach Anlegen eines höheren Potentials an die Kollektorelektrode 69 als
an die Basiselektrode 68 nur in den charakteristischen
Abschnitten an. Wie aus der durch die gestrichelten Linien gebildeten
Form ersichtlich, ist der gesamte Bereich des Kontaktabschnitts
des Störstellenbereich 5 und
des vergrabenen Störstellenbereich 4 verarmt
sowie der Störstellenbereich 5 und
der vergrabene Störstellenbereich 4 voneinander
durch die Verarmungsschicht elektrisch isoliert, wenn der Störstellenbereich 6 auf
ein höheres
Potential kommt als der Störstellenbereich 5.
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Aufgrund
der elektrischen Isolation zwischen dem Störstellenbereich 5 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 durch
die Verarmungsschicht ist der vergrabene Störstellenbereich 4 auf
einem schwebenden Potential. Folglich wird das Potential des vergrabenen
Störstellenbereichs 4 durch
das Potential des Störstellenbereich 6 beeinflusst
und höher
angehoben als das Potential des Störstellenbereichs 5. Dies
verringert einen Potentialunterschied zwischen dem Störstellenbereich 6 und
dem vergrabenen Störstellenbereich 4 direkt
darunter. Daher ist die Durchbruchspannung in der Dickenrichtung
direkt unter dem Störstellenbereich 6 angehoben.
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Bei
dieser Halbleitervorrichtung bilden der Störstellenbereich 5 und
die dazu benachbarte Halbleiterschicht 2 eine parasitäre Diode
mit einem querliegenden Aufbau. Die Durchbruchspannung der parasitären Diode
entspricht einer Durchbruchspannung BVCBO des npn-Bipolartransistors 61.
Die Durchbruchspannung BVCBO, die der Durchbruchspannung des npn-Bipolartransistors 61 entspricht, nimmt
von der Durchbruchspannung BVCBO, welche eine obere Grenze ist,
in Abhängigkeit
von dem Wert eines Stromverstärkungsfaktors
hFE ab. Daher ist die Durchbruchspannung der oben beschriebenen parasitären Diode
einer der Faktoren, die verantwortlich sind für die Festlegung der Durchbruchspannung des
npn-Bipolartransistors 61.
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Zusätzlich können durch
zusätzliches
Bilden des Störstellenbereichs 63 in
der oberen Oberfläche des
Störstellenbereichs 5 sowie
durch Ersetzen der Anodenelektrode 8 und der Kathodenelektrode 9 mit der
zuvor erwähnten
Basiselektrode 68, der Kollektorelektrode 69 und
der Emitterelektode 64 auch bei der Halbleitervorrichtung
nach jeder der zweiten bis achten bevorzugten Ausführungsform
wie bei der elften bevorzugten Ausführungsform die Erfindungen nach
den jeweiligen Ausführungsformen
auf eine Halbleitervorrichtung mit dem npn-Bipolartransistor 61 angewendet
werden.
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Darüber hinaus
kann bei dieser Halbleitervorrichtung, bei der an die Basiselektrode 68 des npn-Bipolartransistors 61 in
Abhängigkeit
von der Verwendungsbedingung eine Überspannung angelegt ist, die
Basiselektrode auf ein höheres
Potential kommen als die Elektrode 69, was das Potential
des Störstellenbereich 5 höher macht
als das des Störstellenbereichs 6.
Folglich kann Leitfähigkeitsmodulation
in der Halbleiterschicht 2 zwischen den Störstellenbereichen 5 und 6 auch
bei dieser Halbleitervorrichtung auftreten. Angesichts dessen wird
durch zusätzliches
Bilden des Störstellenbereichs 63 in
der oberen Oberfläche
des Störstellenbereichs 5 sowie durch
Ersetzen der Anodenelektrode 8 und der Kathodenelektrode 9 durch
die zuvor erwähnte
Basiselektrode 68, die Kollektorelektrode 69 und
die Emitterelektrode 64 auch bei der Halbleitervorrichtung nach
der neunten bevorzugten Ausführungsform
wie bei der elften be vorzugten Ausführungsform der Betrieb des
parasitären
Bipolartransistors bei einer Halbleitervorrichtung mit dem npn-Bipolartransistor 61 verhindert.