JP2001119014A - 静電誘導型半導体デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
静電誘導型半導体デバイスおよびその製造方法Info
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Abstract
ィングリングの下側まで拡げて順方向耐圧を高め、安定
して動作する静電誘導形半導体デバイスを提供する。 【解決手段】 シリコン基板11にp+形領域12およ
び13を形成した後、n +形のエピタキシャル成長層1
4を形成する。ガード領域およびフィールドリミッティ
ングリングに対応する位置で、エピタキシャル成長層1
4の表面からシリコン基板11に達するように巾が狭
く、横断面形状が等しい凹部15Aおよび15Bをウエ
ットエッチングにより形成する。凹部15Bにより画成
されるp+形のフィールドリミッティングリング20の
上部に残存するエピタキシャル成長層14はシリコン基
板11とは分離されているので、空乏層30はフィール
ドリミッティングリングを越えて拡がり、高い順方向耐
圧が確保される。
Description
に一導電形の半導体基板と、その一方の表面に形成され
た一導電形のエピタキシャル成長層と、このエピタキシ
ャル成長層の表面から前記半導体基板まで達するように
延在し、前記エピタキシャル成長層によって複数の一方
の主電極領域を画成するように形成された複数の凹部
と、隣接する凹部の間に存在するチャネル領域に埋設さ
れた反対導電形のゲート領域と、前記凹部の各々の底部
に形成された反対導電形のガード領域と、前記半導体基
板の他方の表面に形成された他方の主電極領域と、前記
一方の主電極領域、チャネル領域、ゲート領域およびガ
ード領域を囲むように形成された複数の反対導電形のフ
ィールドリミッティングリングとを具える静電誘導形半
導体デバイスに関するものである。
スは、例えば埋設ゲート形静電誘導サイリスタとして知
られている。図1〜5は、このような埋設ゲート形の静
電誘導サイリスタを製造する順次の工程を示す断面図で
ある。先ず、図1に示すように、i形(真性)シリコン
基板またはn−形シリコン基板111の一方の表面か
ら、所定のマスクを介してp形不純物を所定のエネルギ
ーおよび所定のドーズレートで注入し、ドライブイン処
理を行なって、後にガード領域やフィールドリミッティ
ングリングを構成するp+形領域112を所定のパター
ンにしたがって形成する。続いて、所定のマスクを介し
て同じくp形不純物を注入し、ドライブインを行なっ
て、後にゲート領域となるp+形領域113を形成す
る。ここで、p+形領域112の接合はp+形領域11
3の接合よりも深く形成されている。
11の上にn形のエピタキシャル成長層114を所定の
厚さに形成するが、この際に、p+形領域112および
113のp形不純物はエピタキシャル成長層へも拡散す
る。その後、図3に示すように、n形エピタキシャル成
長層114の表面にn+形表面層114’を拡散により
形成する。
表面層114’を形成したエピタキシャル成長層114
の表面から選択的なエッチングを行なって、p+形領域
112まで達するように凹部115を形成する。隣接す
る凹部115によって挟まれたシリコン基板111の部
分によってチャネル116が構成され、エピタキシャル
成長層114の部分によっては一方の主電極領域、本例
ではn形のカソード領域117が構成されると共に、p
+形領域112によってガード領域118が構成され
る。さらに、上述した凹部115を形成するのと同時
に、チャネル116を囲む領域のエピタキシャル成長層
114をもエッチングにより除去して面積の広い凹部1
19を形成してp+形領域113より成るフィールドリ
ミッティングリング120を形成する。
ル成長層114の表面にシリコン酸化膜121を形成
し、上述したn形のカソード領域117およびp+形ガ
ード領域118の上方のシリコン酸化膜121を選択的
に除去して、カソード電極122およびゲート電極12
3を形成する。また、シリコン基板111の他方の表面
には、n形領域124、n+形領域125およびp+形
領域126を形成する。このp+形領域126は、他方
の主電極領域であるアノード電極領域を構成するもので
あり、これと接続されるようにアノード電極127がシ
リコン基板111の裏面全体に形成されている。フィー
ルドリミッティングリング120のさらに外側にはn形
エピタキシャル成長層114によってチャネルストップ
リング128が形成されており、これには電極129が
設けられている。
場合には、カソード電極122とアノード電極127と
の間に順方向に主電圧が印加されるように直流電源を接
続する。サイリスタをオン動作させるときは、ゲート電
極123に、カソード電極122に対して正の信号を入
力する。すると、アノード電極127からカソード電極
122へチャネル116を経て電流が流れる。また、ゲ
ート電極123に、カソード電極に対して負のゲートバ
イアス電圧を印加すると、ゲート電極から電荷が引き抜
かれ、その結果としてゲート領域112およびガード領
域118から空乏層が拡がり、チャネル116を介して
の導通は遮断され、アノード電極127からカソード電
極122へは電流は流れない。このオフ状態にあると
き、主電圧がアノード電極127とカソード電極122
との間に印加されるが、カソード電極側におけるガード
領域118およびフィールドリミッティングリング12
0によって電界強度が緩和されるので、高耐圧の電圧阻
止特性が得られる。
ト形の静電誘導サイリスタにおいては、カソード側で単
位セグメントSを画成するための凹部115をエピタキ
シャル成長層114の表面からシリコン基板111に達
するように形成する工程で、フィールドリミッティング
リング120を含む領域を形成するための巾の広い凹部
119を形成している。このような凹部115および1
19の形成は、例えばフッ酸、硝酸および酢酸の混合溶
液を用いるウエットエッチングにより行なわれている
が、巾の広いフィールドリミッティングリング120を
形成するための凹部119は、図6に示すように中央が
浅くなったものとなる。例えば、凹部119の両端の深
さD1がほぼ17μmであるのに対し、中央の深さD2
はほぼ14μmと、3μmも差が生じている。
ング120を形成するための凹部120の深さが均一で
なくなると、フィールドリミッティングリングの上部に
n形のエピタキシャル成長層114の一部分が残存する
ことになり、空乏層130は、フィールドリミッティン
グリング領域の全体に広がりにくくなる。すなわち、空
乏層130が拡がって行く途中にn形領域が残存してい
ると、空乏層の端が広がりにくくなり、設定した領域よ
りも狭い領域に電界が集中することになる。したがって
正規の順方向耐圧が得られず、高耐圧化が図れないとい
う問題がある。
ングリング120を形成するための凹部119をウエッ
トエッチングによって形成する際に、凹部の深さが均一
とならず、端部が深くなり、中央部が浅くなってしまう
原因について以下考察する。
一に行うために、エッチング液の攪拌をしたり、常に新
たなエッチング液を供給するようにしている。この場
合、エッチングにより発生するガスが材料の表面に付着
するとエッチングが阻止されてしまうので、エッチング
液を斜め上方から供給することが、例えば登録実用新案
第1827697号公報に記載されている。このように
エッチング液を斜め上方から供給すると、形成すべき凹
部のエッジの部分では、エッチングされない領域に隣接
しているので、エッチング種を多く含み、したがってエ
ッチングを効率よく行なうことができる活性なエッチン
グ反応液が供給され易いが、それに対して、凹部の中央
部ではエッチング反応が全域で起こるため反応の済んだ
不活性なエッチング反応液が滞留し易い。したがって、
凹部の周縁では中央部に比べて深いエッチングが行なわ
れることになる。このような現象は、自己触媒律速の大
きなエッチング液を用い、面積の広い領域を比較的長い
時間に亘ってエッチングを行う場合に顕著に現れる。し
たがって、フィールドリミッティングリング120を形
成するための巾の広い凹部120を形成する場合には、
上述したように、周縁部と中心部とで3μmといった大
きな深さの差が生じることになる。
このサイリスタと逆並列にダイオードを接続したものが
提案されているが、このような逆導通形静電誘導サイリ
スタにおいては、ループインダクタンスをできるだけ小
さくするために、逆並列ダイオードをサイリスタと一体
に組み込むことは、例えば平成8年電気学会全国大会の
予稿集の第4−76〜4−77頁において、清水等が
「4000V級 逆導通SIサイリスタ(1)」として
提案している。すなわち、図5に示した従来の静電誘導
形サイリスタにおいて、チャネル116を含む能動領域
を囲む分離領域を介して逆並列ダイオードを形成し、さ
らにその外側にフィールドリミッティングリングを形成
するようにしている。
おいては、上述した分離領域は、フィールドリミッティ
ングリング領域と同じ構造を有しており、複数のp+形
領域を同心状に設けている。このような分離用のp+形
領域を形成するためには、フィールドリミッティングリ
ング領域を形成する場合と同じように数mm程度と比較
的巾の広い凹部を形成しているが、その深さが均一とな
らないので、分離用のp+形領域の上部にn形のエピタ
キシャル成長層が部分的に残存してしまい、サイリスタ
をターンオフする際に発生する空乏層が分離領域を越え
て延在しなくなり、順方向耐圧が低下してしまう欠点が
ある。
ゲート形静電誘導半導体デバイスの高耐圧確保における
構造上の欠点を除去し、アノード・カソード間の順方向
高耐圧特性を維持する際にフィールドリミッティングリ
ング全体に亘って空乏層を拡げて十分高い順方向耐圧を
有する静電誘導形半導体デバイスを提供しようとするも
のである。
フする際に、能動領域と逆並列ダイオードとの間の分離
領域およびフィールドリミッティングリング領域全体に
亘って空乏層を拡げて十分高い順方向耐圧を有する逆導
通形の静電誘導形半導体デバイスを提供しようとするも
のである。
に高い順方向耐圧を有する静電誘導形半導体デバイスや
逆導通形の静電誘導半導体デバイスを製造することがで
きる方法を提供しようとするものである。
導体基板と、その一方の表面に形成された一導電形のエ
ピタキシャル成長層と、このエピタキシャル成長層の表
面から前記半導体基板まで達するように延在し、前記エ
ピタキシャル成長層によって複数の一方の主電極領域を
画成するように形成された複数の凹部と、隣接する凹部
の間に存在するチャネル領域に埋設された反対導電形の
ゲート領域と、前記凹部の各々の底部に形成された反対
導電形のガード領域と、前記半導体基板の他方の表面に
形成された他方の主電極領域と、前記一方の主電極領
域、チャネル領域、ゲート領域およびガード領域を囲む
ように形成された複数の反対導電形のフィールドリミッ
ティングリングとを具える静電誘導形半導体デバイスに
おいて、前記反対導電形のフィールドリミッティングリ
ングの各々を、前記エピタキシャル成長層から前記半導
体基板の一方の表面まで達する凹部によって挟まれた一
導電形のエピタキシャル成長層の下側に形成したことを
特徴とするものである。
と、その一方の表面に形成された一導電形のエピタキシ
ャル成長層と、このエピタキシャル成長層の表面から前
記半導体基板まで達するように延在し、前記エピタキシ
ャル成長層によって複数の一方の主電極領域を画成する
ように形成された複数の凹部と、隣接する凹部の間に存
在するチャネル領域に埋設された反対導電形のゲート領
域と、前記凹部の各々の底部に形成された反対導電形の
ガード領域と、前記半導体基板の他方の表面に形成され
た他方の主電極領域と、前記一方の主電極領域、チャネ
ル領域、ゲート領域およびガード領域を囲むように形成
された複数の分離用リングと、これらの分離用リングの
外側に形成され、前記一導電形の半導体基板および少な
くとも前記エピタキシャル成長層に形成された反対導電
形の領域によって構成された逆並列ダイオードと、この
逆並列ダイオードの外側に形成された複数のフィールド
リミッティングリングとを具える逆導通形の静電誘導形
半導体デバイスにおいて、前記複数の分離用リングの各
々を、前記エピタキシャル成長層から前記半導体基板の
一方の表面まで達する凹部によって挟まれた一導電形の
エピタキシャル成長層の下側に形成された反対導電形の
領域で構成し、前記複数のフィールドリミッティングリ
ングの各々を、前記エピタキシャル成長層から前記半導
体基板の一方の表面まで達する凹部によって挟まれた一
導電形のエピタキシャル成長層の下側に形成された反対
導電形の領域で構成したことを特徴とするものである。
デバイスの製造方法は、一導電形の半導体基板と、その
一方の表面に形成された一導電形のエピタキシャル成長
層と、このエピタキシャル成長層の表面から前記半導体
基板まで達するように延在し、前記エピタキシャル成長
層によって複数の一方の主電極領域を画成するように形
成された複数の凹部と、隣接する凹部の間に存在するチ
ャネル領域に埋設された反対導電形のゲート領域と、前
記凹部の各々の底部に形成された反対導電形のガード領
域と、前記半導体基板の他方の表面に形成された他方の
主電極領域と、前記一方の主電極領域、チャネル領域、
ゲート領域およびガード領域を囲むように形成された複
数の反対導電形のフィールドリミッティングリングとを
具え、これらフィールドリミッティングリングの各々
を、前記エピタキシャル成長層の表面から前記半導体基
板まで達する凹部によって挟まれた一導電形のエピタキ
シャル成長層の下側に形成した静電誘導形半導体デバイ
スを製造するに当たり、前記一導電形の半導体基板の一
方の表面から、前記ガード領域およびフィールドリミッ
ティングリングを構成する反対導電形の領域を選択的に
形成する工程と、前記一導電形の半導体基板の一方の表
面から、前記ゲート領域を構成する反対導電形の領域を
選択的に形成する工程と、この半導体基板の一方の表面
に一導電形のエピタキシャル成長層を形成する工程と、
前記チャネル領域を画成するための凹部および前記フィ
ールドリミッティングリングを画成するための凹部を、
前記エピタキシャル成長層から前記半導体基板の一方の
表面まで達するように形成する工程と、前記チャネル領
域を画成する凹部の底部に、前記ガード領域に対する電
極を形成する工程と、前記チャネル領域の上方に形成さ
れた一方の主電極領域および前記半導体基板の他方の表
面に形成された他方の主電極領域に対する電極を形成す
る工程と、を具えることを特徴とするものである。
半導体デバイスの製造方法は、一導電形の半導体基板
と、その一方の表面に形成された一導電形のエピタキシ
ャル成長層と、このエピタキシャル成長層の表面から前
記半導体基板まで達するように延在し、前記エピタキシ
ャル成長層によって複数の一方の主電極領域を画成する
ように形成された複数の凹部と、隣接する凹部の間に存
在するチャネル領域に埋設された反対導電形のゲート領
域と、前記凹部の各々の底部に形成された反対導電形の
ガード領域と、前記半導体基板の他方の表面に形成され
た他方の主電極領域と、前記一方の主電極領域、チャネ
ル領域、ゲート領域およびガード領域を囲むように形成
された複数の分離用リングと、これらの分離用リングの
外側に形成され、前記一導電形の半導体基板、この半導
体基板に埋設された反対導電形の領域および前記エピタ
キシャル成長層に形成された反対導電形の領域によって
構成された逆並列ダイオードと、この逆並列ダイオード
の外側に形成された複数のフィールドリミッティングリ
ングとを具え、前記複数の分離用リングの各々を、前記
エピタキシャル成長層から前記半導体基板の一方の表面
まで達する凹部によって挟まれた一導電形のエピタキシ
ャル成長層の下側に形成された反対導電形の領域で構成
し、前記複数のフィールドリミッティングリングの各々
を、前記エピタキシャル成長層から前記半導体基板の一
方の表面まで達する凹部によって挟まれた一導電形のエ
ピタキシャル成長層の下側に形成された反対導電形の領
域で構成した逆導通形の静電誘導形半導体デバイスを製
造するに当たり、前記一導電形の半導体基板の一方の表
面から、前記ガード領域、前記分離用リングを構成する
反対導電形の領域および前記フィールドリミッティング
リングを構成する反対導電形の領域を選択的に形成する
工程と、前記一導電形の半導体基板の一方の表面から、
前記ゲート領域および前記逆並列ダイオードを構成する
反対導電形の領域を選択的に形成する工程と、前記半導
体基板の一方の表面に一導電形のエピタキシャル成長層
を形成する工程と、前記チャネル領域を画成するための
凹部、前記分離用リングを画成するための凹部および前
記フィールドリミッティングリングを画成するための凹
部を、前記エピタキシャル成長層から前記半導体基板の
一方の表面まで達するように形成する工程と、前記エピ
タキシャル成長層に、前記逆並列ダイオードを構成する
反対導電形の表面領域を形成する工程と、前記チャネル
領域を画成する凹部の底部に、前記ガード領域に対する
電極を形成する工程と、前記チャネル領域の上方に形成
された一方の主電極領域、前記半導体基板の他方の表面
に形成された他方の主電極領域に対する電極および前記
逆並列ダイオードの反対導電形の表面領域に対する電極
を形成する工程と、を具えることを特徴とするものであ
る。
バイスおよびその製造方法においては、前記フィールド
リミッティングリング、場合によっては分離用リングを
画成する凹部と、前記チャネルを画成する凹部との幅を
ほぼ同じ寸法に形成するのが好適である。このように構
成すると、全ての凹部を形成するエッチング処理は均一
に行なわれることになり、凹部の深さの変動を小さく抑
えることができる。例えば、同一ウエファ内に、幅がほ
ぼ40〜60μmで、深さが15μmの複数のエッチン
グ溝を同時に形成する場合、エッチング深さのばらつき
は±1μm以内となることが確認されている。
形のガード領域と、前記反対導電形のフィールドリミッ
ティングリング、場合によっては分離用リングとをほぼ
同じ接合深さとすると共に、前記反対導電形のゲート領
域の深さよりも深くするのが好適である。このように構
成すると、デバイスのオフ時に、主電極間に電圧が印加
されたとき、空乏層がガード領域や、フィールドリミッ
ティングリングおよび分離用リングの下側に確実に拡が
ることになり、主接合部を中心とした電界の局部的な集
中を緩和できるので、順方向耐圧を一層高くすることが
できる。
導形サイリスタの第1の実施例を製造する順次の工程を
示す断面図である。図7に示す工程は、図3に示した従
来の工程と同じであり、真性(i)またはn−形のシリ
コン基板11に、後にガード領域およびフィールドリミ
ッティングリングとなるp+形領域12と、ゲート領域
を構成するp+形領域13とを形成した後、n形シリコ
ンのエピタキシャル成長層14を形成する。その後、エ
ピタキシャル成長層14の全面にn +形拡散層14’を
公知の拡散法で形成する。
びフィールドリミッティングリングに対応する位置にお
いて、エピタキシャル成長層14の表面からシリコン基
板11に達するように凹部15Aおよび15Bをウエッ
トエッチングによって形成する。本発明においては、従
来のように複数のフィールドリミッティングリング全体
をカバーするような巾の広い一つの凹部を形成するので
はなく、これらのフィールドリミッティングリングの各
々に対応するように巾の狭い凹部15Bを形成する。こ
の場合、これらの凹部15Bの巾はガード領域と対応す
る凹部15Aの巾とほぼ等しくするのが好適である。こ
の場合には、凹部15Aおよび15Bの横断面形状はほ
ぼ等しくなり、主電極間に順方向電圧が印加されたと
き、空乏層の広がりが阻害されにくくなり、所望の順方
向耐圧を得ることが容易となる。
形成することによって、活性領域においては、隣接する
凹部15Aの間にチャネル16およびn+形カソード領
域17よりなるカソード側単位セグメントSが形成され
ると共に、各凹部15Aの下側にはp+形ガード領域1
8が形成される。さらに、隣接する凹部15Bの間に
は、p+形のフィールドリミッティングリング20が形
成される。
同じであり、図9に示すように、エピタキシャル成長層
14の表面および凹部15A、15Bの内壁にシリコン
酸化膜21を形成し、このシリコン酸化膜に選択的に開
口を形成してカソード電極22、ゲート電極23を形成
する。さらに、シリコン基板11の裏面には、n形領域
24、n+形領域25、p+形領域26およびアノード
電極27を形成する。また、チップの端部には、チャネ
ルストップリング28が形成されており、これに接続さ
れた電極29が形成されている。
グ領域部分の構成を拡大して示すものである。本発明で
は、各フィールドリミッティングリング20は、凹部1
5Bによって画成されているが、これらの凹部の巾は従
来のものに比べて狭いので、凹部の内部にn形のエピタ
キシャル成長層14が残存することはない。この場合、
フィールドリミッティングリング20の上部には、n形
のエピタキシャル成長層14が残っているが、これはシ
リコン基板11からは分離されているので、サイリスタ
をターンオフする際に生じる空乏層30は、フィールド
リミッティングリング20を越えて延在することにな
り、十分高い順方向耐圧が得られる。順方向耐圧の設計
値を2,000ボルトとし、各部の寸法および特性をほ
ぼ等しくした場合、図5に示す構造を有する従来の静電
誘導形サイリスタの順方向耐圧は、図11の曲線Aで示
すように1,200ボルト程度と設計値よりも相当低い
ものであったが、図10に示す本発明の静電誘導形サイ
リスタでは、曲線Bで示すように設計通りの2,000
ボルトの順方向耐圧が得られた。しかも従来の静電誘導
形サイリスタでは、500ボルトを越えた付近から漏れ
電流が流れ始めたが、本発明では2,000ボルト近傍
まで漏れ電流が流れないことを確かめた。
スタの第2の実施例を示すものである。本例では、静電
誘導形サイリスタと逆並列にダイオードを設けた逆導電
形の静電誘導形サイリスタとして構成したものである。
この逆導電形の静電誘導形サイリスタにおいては、チャ
ネル16が形成されている能動領域を囲むように複数の
p+形の分離用リング41が形成され、さらにその外側
にダイオードが形成されている。本例では、このダイオ
ードはチャネル16に埋設されているp+形ゲート領域
16と同時に形成されたp+形の埋設領域42と、エピ
タキシャル成長層14の表面に形成された複数のp+形
の表面領域43と、これらの表面領域に接続されたアノ
ード電極44とを有している。このダイオードのアノー
ド電極44は、サイリスタのカソード電極22と接続さ
れている。
形のフィールドリミッティングリング20を形成し、さ
らにその外側にチャネルリミットリング28およびそれ
に接続された電極29が形成されている。この電極29
はフローティング電位に保たれる。
を構成する複数の分離用リング41は、主デバイスの凹
部15Aと同じ巾およびピッチで形成された凹部15C
によって画成されているので、エッチング時、活性なエ
ッチング種の供給と、エッチングを終えた不活性なエッ
チング液の残留とが均一となるため、全域に亘って均一
にエッチングが進行する。このため、主電極間に順方向
電圧が印加されたとき、空乏層の広がりを阻止する、凹
部内分離用リング間におけるエピタキシャル成長層14
の残留が発生しにくい。したがって静電誘導形サイリス
タのオフ時に、主電極間に電圧が印加されたとき、空乏
層が分離用リング20の下側を経てフィールドリミッテ
ィングリング20の下側まで達するように形成され、順
方向耐圧を基板設計通り十分に高くすることができる。
本例においても、分離用リング41を画成する凹部15
Cの横断面形状は、ガード領域18を画成する凹部15
Aおよびフィールドリミッティングリング20を画成す
る凹部15Bとほぼ等しくするのが好適である。
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、フィールドリミッティングリングや分離用リングの
本数は、2本以上であれば任意に設定することができ
る。また、本発明は上述した実施例のように静電誘導形
サイリスタや逆導通形の静電誘導形サイリスタに適用す
るのが特に好適であるが、静電誘導形トランジスタなど
にも適用することもできる。
ールドリミッティングリングや分離用リングを、巾の狭
い凹部によって画成するようにしたので、凹部を形成す
る際のエッチングプロセスは均一に行なわれ、凹部内に
エピタキシャル成長層が残存することはなくなるので、
空乏層はフィールドリミッティングリングや分離用リン
グを越えて拡がることができ、オフ時の順方向耐圧を十
分高くすることができ、信頼性を向上することができ
る。
分離用リングを画成する凹部の横断面形状を、チャネル
を画成する凹部の横断面形状とほぼ等しくすることによ
って、平面的に見た凹部の分布を均一とすることがで
き、主デバイス部のゲート駆動による動作特性をさらに
改善することができる。
工程を示す断面図である。
ールドリミッティグ領域の構造を拡大して示す断面図で
ある。
の製造工程を示す断面図である。
スタのフィールドリミッティングリング領域を拡大して
示す断面図である。
るサイリスタとの順方向耐圧特性を示すグラフである。
導形サイリスタの構造を示す断面図である。
4 n形エピタキシャル成長層、 14’ n+形表面
領域、 15A、15B、15C 凹部、 16チャネ
ル、 17 カソード領域、 18 ガード領域、 2
0 フィールドリミッティングリング、 21 シリコ
ン酸化膜、 22 カソード電極、 23 ゲート電
極、 26 アノード領域、 27 アノード電極、
30 空乏層
Claims (12)
- 【請求項1】 一導電形の半導体基板と、その一方の表
面に形成された一導電形のエピタキシャル成長層と、こ
のエピタキシャル成長層の表面から前記半導体基板まで
達するように延在し、前記エピタキシャル成長層によっ
て複数の一方の主電極領域を画成するように形成された
複数の凹部と、隣接する凹部の間に存在するチャネル領
域に埋設された反対導電形のゲート領域と、前記凹部の
各々の底部に形成された反対導電形のガード領域と、前
記半導体基板の他方の表面に形成された他方の主電極領
域と、前記一方の主電極領域、チャネル領域、ゲート領
域およびガード領域を囲むように形成された複数の反対
導電形のフィールドリミッティングリングとを具える静
電誘導形半導体デバイスにおいて、前記反対導電形のフ
ィールドリミッティングリングの各々を、前記エピタキ
シャル成長層から前記半導体基板の一方の表面まで達す
る凹部によって挟まれた一導電形のエピタキシャル成長
層の下側に形成したことを特徴とする静電誘導形半導体
デバイス。 - 【請求項2】 前記フィールドリミッティングリングを
画成する凹部と、前記チャネルを画成する凹部とをほぼ
同じ横断面寸法に形成したことを特徴とする請求項1に
記載の静電誘導形半導体デバイス。 - 【請求項3】 前記反対導電形のガード領域と、前記反
対導電形のフィールドリミッティングリングとをほぼ同
じ接合深さとすると共に、前記反対導電形のゲート領域
の接合深さよりも深くしたことを特徴とする請求項2に
記載の静電誘導半導体デバイス。 - 【請求項4】 前記フィールドリミッティングリングの
上側にある一導電形のエピタキシャル成長層の上に電極
を設けたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載
の静電誘導半導体デバイス。 - 【請求項5】 前記フィールドリミッティングリングの
上側にある一導電形のエピタキシャル成長層を絶縁膜で
覆ったことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の
静電誘導半導体デバイス。 - 【請求項6】 一導電形の半導体基板と、その一方の表
面に形成された一導電形のエピタキシャル成長層と、こ
のエピタキシャル成長層の表面から前記半導体基板まで
達するように延在し、前記エピタキシャル成長層によっ
て複数の一方の主電極領域を画成するように形成された
複数の凹部と、隣接する凹部の間に存在するチャネル領
域に埋設された反対導電形のゲート領域と、前記凹部の
各々の底部に形成された反対導電形のガード領域と、前
記半導体基板の他方の表面に形成された他方の主電極領
域と、前記一方の主電極領域、チャネル領域、ゲート領
域およびガード領域を囲むように形成された複数の分離
用リングと、これらの分離用リングの外側に形成され、
前記一導電形の半導体基板および少なくとも前記エピタ
キシャル成長層に形成された反対導電形の表面領域によ
ってエミッタ領域が構成された逆並列ダイオードのと、
この逆並列ダイオードの外側に形成された複数のフィー
ルドリミッティングリングとを具える逆導通形の静電誘
導形半導体デバイスにおいて、前記複数の分離用リング
の各々を、前記エピタキシャル成長層から前記半導体基
板の一方の表面まで達する凹部によって挟まれた一導電
形のエピタキシャル成長層の下側に形成された反対導電
形の領域で構成し、前記複数のフィールドリミッティン
グリングの各々を、前記エピタキシャル成長層から前記
半導体基板の一方の表面まで達する凹部によって挟まれ
た一導電形のエピタキシャル成長層の下側に形成された
反対導電形の領域で構成したことを特徴とする静電誘導
形半導体デバイス。 - 【請求項7】 前記分離用リングを画成する凹部および
前記フィールドリミッティングリングを画成する凹部の
横断面形状を、前記チャネル領域を画成する凹部の横断
面形状とほぼ等しくしたことを特徴とする請求項4に記
載の静電誘導形半導体デバイス。 - 【請求項8】 前記反対導電形のガード領域、前記反対
導電形の分離用リングおよび前記反対導電形のフィール
ドリミッティングリングをほぼ同じ接合深さとすると共
に、前記反対導電形のゲート領域の接合深さよりも深く
したことを特徴とする請求項7に記載の静電誘導半導体
デバイス。 - 【請求項9】 一導電形の半導体基板と、その一方の表
面に形成された一導電形のエピタキシャル成長層と、こ
のエピタキシャル成長層の表面から前記半導体基板まで
達するように延在し、前記エピタキシャル成長層によっ
て複数の一方の主電極領域を画成するように形成された
複数の凹部と、隣接する凹部の間に存在するチャネル領
域に埋設された反対導電形のゲート領域と、前記凹部の
各々の底部に形成された反対導電形のガード領域と、前
記半導体基板の他方の表面に形成された他方の主電極領
域と、前記一方の主電極領域、チャネル領域、ゲート領
域およびガード領域を囲むように形成された複数の反対
導電形のフィールドリミッティングリングとを具え、こ
れらフィールドリミッティングリングの各々を、前記エ
ピタキシャル成長層の表面から前記半導体基板まで達す
る凹部によって挟まれた一導電形のエピタキシャル成長
層の下側に形成した静電誘導形半導体デバイスを製造す
るに当たり、 前記一導電形の半導体基板の一方の表面から、前記ガー
ド領域およびフィールドリミッティングリングを構成す
る反対導電形の領域を選択的に形成する工程と、 前記一導電形の半導体基板の一方の表面から、前記ゲー
ト領域を構成する反対導電形の領域を選択的に形成する
工程と、 この半導体基板の一方の表面に一導電形のエピタキシャ
ル成長層を形成する工程と、 前記チャネル領域を画成するための凹部および前記フィ
ールドリミッティングリングを画成するための凹部を、
前記エピタキシャル成長層から前記半導体基板の一方の
表面まで達するように形成する工程と、 前記チャネル領域を画成する凹部の底部に、前記ガード
領域に対する電極を形成する工程と、 前記チャネル領域の上方に形成された一方の主電極領域
および前記半導体基板の他方の表面に形成された他方の
主電極領域に対する電極を形成する工程と、を具えるこ
とを特徴とする静電誘導形半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項10】 前記フィールドリミッティングリング
を画成する凹部と、前記チャネルを画成する凹部とをほ
ぼ同じ横断面寸法に形成することを特徴とする請求項9
に記載の静電誘導形半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項11】 一導電形の半導体基板と、その一方の
表面に形成された一導電形のエピタキシャル成長層と、
このエピタキシャル成長層の表面から前記半導体基板ま
で達するように延在し、前記エピタキシャル成長層によ
って複数の一方の主電極領域を画成するように形成され
た複数の凹部と、隣接する凹部の間に存在するチャネル
領域に埋設された反対導電形のゲート領域と、前記凹部
の各々の底部に形成された反対導電形のガード領域と、
前記半導体基板の他方の表面に形成された他方の主電極
領域と、前記一方の主電極領域、チャネル領域、ゲート
領域およびガード領域を囲むように形成された複数の分
離用リングと、これらの分離用リングの外側に形成さ
れ、前記一導電形の半導体基板、この半導体基板に埋設
された反対導電形の領域および前記エピタキシャル成長
層に形成された反対導電形の表面領域によってエミッタ
領域が構成された逆並列ダイオードと、この逆並列ダイ
オードの外側に形成された複数のフィールドリミッティ
ングリングとを具え、前記複数の分離用リングの各々
を、前記エピタキシャル成長層から前記半導体基板の一
方の表面まで達する凹部によって挟まれた一導電形のエ
ピタキシャル成長層の下側に形成された反対導電形の領
域で構成し、前記複数のフィールドリミッティングリン
グの各々を、前記エピタキシャル成長層から前記半導体
基板の一方の表面まで達する凹部によって挟まれた一導
電形のエピタキシャル成長層の下側に形成された反対導
電形の領域で構成した逆導通形の静電誘導形半導体デバ
イスを製造するに当たり、 前記一導電形の半導体基板の一方の表面から、前記ガー
ド領域、前記分離用リングを構成する反対導電形の領域
および前記フィールドリミッティングリングを構成する
反対導電形の領域を選択的に形成する工程と、 前記一導電形の半導体基板の一方の表面から、前記ゲー
ト領域および前記逆並列ダイオードのエミッタ領域を構
成する反対導電形の領域を選択的に形成する工程と、 前記半導体基板の一方の表面に一導電形のエピタキシャ
ル成長層を形成する工程と、 前記チャネル領域を画成するための凹部、前記分離用リ
ングを画成するための凹部および前記フィールドリミッ
ティングリングを画成するための凹部を、前記エピタキ
シャル成長層から前記半導体基板の一方の表面まで達す
るように形成する工程と、 前記エピタキシャル成長層に、前記逆並列ダイオードの
エミッタ領域を構成する反対導電形の表面領域を形成す
る工程と、 前記チャネル領域を画成する凹部の底部に、前記ガード
領域に対する電極を形成する工程と、 前記チャネル領域の上方に形成された一方の主電極領
域、前記半導体基板の他方の表面に形成された他方の主
電極領域に対する電極および前記逆並列ダイオードのエ
ミッタ領域を構成する反対導電形の表面領域に対する電
極を形成する工程と、を具えることを特徴とする静電誘
導形半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項12】 前記チャネルを画成する凹部、前記分
離用リングを画成する凹部および前記フィールドリミッ
ティングリングを画成する凹部をほぼ同じ横断面寸法に
形成することを特徴とする請求項11に記載の静電誘導
形半導体デバイスの製造方法。
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