JP2001196604A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2001196604A
JP2001196604A JP2000006247A JP2000006247A JP2001196604A JP 2001196604 A JP2001196604 A JP 2001196604A JP 2000006247 A JP2000006247 A JP 2000006247A JP 2000006247 A JP2000006247 A JP 2000006247A JP 2001196604 A JP2001196604 A JP 2001196604A
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JP
Japan
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region
flr
base
conductivity type
main
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Application number
JP2000006247A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekatsu Onose
秀勝 小野瀬
Masahiro Nagasu
正浩 長洲
Tsutomu Yao
勉 八尾
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge a depletion layer in a small dead space at the n(-) side of a termination region, and to suppress increase of leakage currents. SOLUTION: At least, two narrow p(++) auxiliary FLR 24 having concentration for preventing punch-through are formed in a p(+) FLR by using a p(+) main FLR 23 having a shallow junction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオード並びに
トランジスタの構造に関する。
[0001] The present invention relates to a structure of a diode and a transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】パワー半導体素子においては、非導通状
態における電気力線を半導体外部に放出するため、電流
の通流領域であるスイッチング領域の外側に、ターミネ
ーション領域が設けられる。ターミネーション領域とし
て、MOSFETやIGBTでは、SiCであっても素
子の端面ではなく、周辺領域表面に形成されるのが一般
的である。
2. Description of the Related Art In a power semiconductor device, a termination region is provided outside a switching region, which is a region through which a current flows, in order to release a line of electric force in a non-conductive state to the outside of the semiconductor. As a termination region, in MOSFETs and IGBTs, SiC is generally formed not on the end face of the element but on the surface of a peripheral region.

【0003】高耐圧を確保するには、ターミネーション
領域での電界強度を低減する必要がある。そのため文
献:International Conference of Silicon Carbid
e III−Nitrides and Related Materials 199
7,p136に記載のように、ターミネーションの構造
として、JTE(Junction Termination Extensio
n)という方式を採用する試みがある。図2はJTEの
構造を示す模式断面図であり、接合FETに組み合わせ
た例である。
In order to ensure a high withstand voltage, it is necessary to reduce the electric field intensity in the termination region. For this reason, the literature: International Conference of Silicon Carbid
e III-Nitrides and Related Materials 199
7, p. 136, the termination structure is JTE (Junction Termination Extensio).
There is an attempt to adopt the method n). FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the JTE, which is an example in which the structure is combined with a junction FET.

【0004】図2から分かるように、JTE構造の特徴
はゲートp(+)25の外側に順次濃度を低下させた帯状
のp型領域21と22とを接して形成させている。
As can be seen from FIG. 2, the feature of the JTE structure is that strip-shaped p-type regions 21 and 22 whose concentrations are sequentially reduced are formed outside the gate p (+) 25 in contact with each other.

【0005】表面において電界強度が最も高いのは、p
型領域とnターミネーション領域の接合界面である。接
合界面に接するp型領域の濃度を下げることで、空乏層
のp型領域への拡がりを大きくし、表面における電界強
度を低減させて、絶縁破壊の割合を抑えるものである。
The highest electric field strength at the surface is due to p
This is a bonding interface between the mold region and the n-termination region. By lowering the concentration of the p-type region in contact with the junction interface, the extent of the depletion layer to the p-type region is increased, the electric field intensity on the surface is reduced, and the rate of dielectric breakdown is suppressed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】p(+)/n接合におい
て電界強度を最も低減するには、p層の濃度をn層と同
程度まで低くすればよい。しかしながら、製造上のばら
つきを考慮すると、p領域の濃度はn層の2倍程度が下
限である。
In order to minimize the electric field strength at the p (+) / n junction, the concentration of the p-layer should be reduced to the same level as that of the n-layer. However, in consideration of manufacturing variations, the lower limit of the concentration of the p region is about twice that of the n layer.

【0007】p型領域をここまで低濃度化したことによ
る電界低減効果は、p(+)/n接合における空乏層の拡
がりをn側のみと近似した場合、ポアソン方程式より、
高々2/3の1/2乗であり、約80%までしか低減し
ない。このためSi高耐圧素子では、ゲートp(+)領域
25の外側に、該p(+)領域に接することなく、FLR
(Field Limiting Ring)と呼ばれる帯状のp(+)領
域を、複数本配置する構造が採用されている。
[0007] The electric field reduction effect by reducing the concentration of the p-type region so far is as follows from the Poisson equation when the extension of the depletion layer at the p (+) / n junction is approximated only to the n-side.
It is at most 2/3 of the power of 1/2, and is reduced only to about 80%. Therefore, in the Si high withstand voltage element, the FLR is provided outside the gate p (+) region 25 without contacting the p (+) region.
A structure in which a plurality of band-shaped p (+) regions called (Field Limiting Ring) are arranged is adopted.

【0008】FLRの幅として、Siでは数μm〜10
μmのオーダーが用いられる。これを超えても特性上に
は支障はないが、p(+)FLRはデッドスペースとなる
ため、無駄な面積が増加し好ましくない。
The width of FLR is several μm to 10 μm for Si.
μm order is used. Exceeding this does not affect the characteristics, but the p (+) FLR becomes a dead space, which is not preferable because the useless area increases.

【0009】一方、SiCの場合は、絶縁電界強度がS
iの約7倍と大きいため、FLRの幅もこれに応じて狭
めることが可能であり、1μm以下から2〜3μm程度
とすることができる。
On the other hand, in the case of SiC, the insulation electric field strength is S
Since i is about 7 times as large as i, the width of the FLR can be narrowed accordingly, and can be from 1 μm or less to about 2 to 3 μm.

【0010】p(+)FLRは、ボロン(B)やアルミニ
ウム(Al)を選択的にイオン注入することにより形成
される。SiCは拡散係数がSiに比べて桁違いに小さ
いため、熱処理による拡散は少ないが、イオン注入時の
横拡がりにより、注入深さの50%以上が横方向に打ち
込まれる。
The p (+) FLR is formed by selectively implanting boron (B) or aluminum (Al). Since the diffusion coefficient of SiC is significantly smaller than that of Si, diffusion by heat treatment is small, but 50% or more of the implantation depth is implanted in the lateral direction due to the lateral expansion at the time of ion implantation.

【0011】耐圧3,000Vの場合、パンチスルーさ
せないためには、ゲートp(+)のピーク濃度を5×10
17cm~3とすると、約1μmの接合深さが必要になる。
横拡散が50%としても、設計値に対し1μm拡がるこ
とになる。この値はp(+)FLRの設計幅に匹敵し、場
合によっては設計幅以上となるため、1μmを上回る接
合をFLRに適用すると、本来、必要ではないデッドス
ペースを確保せねばならないという不都合が生ずる。
In the case of a withstand voltage of 3,000 V, the peak concentration of the gate p (+) is set to 5 × 10
If it is 17 cm- 3 , a junction depth of about 1 μm is required.
Even if the lateral diffusion is 50%, it will be 1 μm wider than the designed value. This value is comparable to the design width of the p (+) FLR, and in some cases becomes larger than the design width. Therefore, when a junction exceeding 1 μm is applied to the FLR, there is a disadvantage that a dead space that is not originally required must be secured. Occurs.

【0012】これを防ぐには接合深さを浅くする必要が
あるが、その場合p(+)FLR内でパンチスルーが生
じ、ターミネーション領域のn(-)側に空乏層を拡げる
ことが達成できなくなる。
In order to prevent this, it is necessary to make the junction depth shallow. In this case, punch-through occurs in the p (+) FLR, and the depletion layer can be expanded to the n (-) side of the termination region. Disappears.

【0013】本発明の目的は、絶縁破壊電界がSiより
大きなSiC等の半導体材料を用いた場合であっても、
ターミネーション領域のn(-)側に少ないデッドスペー
スで空乏層を拡げると共に、リーク電流の増大を抑制で
きる構造の半導体装置を提案することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device such as SiC having a higher dielectric breakdown electric field than Si.
An object of the present invention is to propose a semiconductor device having a structure in which a depletion layer can be expanded with a small dead space on the n (−) side of a termination region and an increase in leak current can be suppressed.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の要旨は次のとおりである。
The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.

【0015】一対の主表面を有し、低不純物濃度の第一
導電型の基体と、前記基体の第一主表面に形成された第
一もしくは第二導電型で、かつ、基体より低抵抗の第一
層と、該第一層の表面に形成された第一電極と、前記基
体の第二主表面に形成され、かつ、基体と異なる導電型
の第二領域と、該第二領域に形成された第二電極を有
し、かつ、前記第二領域の周辺を取り囲むターミネーシ
ョン領域を備えた半導体装置であって、前記ターミネー
ション領域が第二導電型を有する1本以上の第一帯状領
域と、該第一帯状領域に相対的に高濃度、かつ、同心の
形状を有する第二帯状領域が2本以上形成されているこ
とを特徴とする半導体装置にある。
A base of a first conductivity type having a pair of main surfaces and having a low impurity concentration, and a first or second conductivity type formed on the first main surface of the base and having a lower resistance than the base. A first layer, a first electrode formed on the surface of the first layer, a second region formed on the second main surface of the base and having a conductivity type different from that of the base, and formed on the second region. A semiconductor device having a terminated second electrode, and having a termination region surrounding the periphery of the second region, wherein the termination region has at least one first band-shaped region having a second conductivity type, A semiconductor device is characterized in that two or more second band-shaped regions having a relatively high concentration and a concentric shape are formed in the first band-shaped region.

【0016】即ち、本発明では浅い接合を有するp(+)
主FLRを用い、該p(+)主FLR内にパンチスルーし
ない濃度を有する狭いp(++)補助FLRを少なくとも2
本形成したものである。
That is, in the present invention, p (+) having a shallow junction is used.
At least two narrow p (++) auxiliary FLRs having a concentration that does not punch through within the p (+) main FLR using the main FLR
This is the one formed.

【0017】p(+)主FLR内に、より高濃度の狭いp
(++)補助FLRを設け、p(+)主FLRが浅い接合であ
ってもパンチスルーを防止することができ、ターミネー
ションのn(-)領域に空乏層を拡げることができる。
In the p (+) main FLR, a higher concentration of narrow p
(++) An auxiliary FLR is provided to prevent punch-through even when the p (+) main FLR is a shallow junction, and to expand a depletion layer in the n (-) region of termination.

【0018】p(++)補助FLRはイオン注入で形成され
るが、濃度が高まるにつれてイオン注入時に作られる欠
陥も増大し、熱処理によっても回復が困難になって行
く。欠陥部に高電界が加わると耐圧劣化の原因になる
が、本発明では高濃度領域であるp(++)補助FLRが、
より低濃度であるp(+)主FLR内に形成されているた
め、電界はp(+)主FLRで緩和され、直接p(++)補助
FLRに加わることがなく、耐圧劣化を防止することが
可能となる。
The p (++)-assisted FLR is formed by ion implantation. However, as the concentration increases, the number of defects created at the time of ion implantation increases, and recovery becomes difficult even by heat treatment. When a high electric field is applied to the defective portion, the breakdown voltage is degraded. In the present invention, the p (++) auxiliary FLR which is a high concentration region is
Since the electric field is formed in the lower concentration p (+) main FLR, the electric field is relaxed by the p (+) main FLR, and is not directly applied to the p (++) auxiliary FLR, thereby preventing the withstand voltage deterioration. It becomes possible.

【0019】また上記p(++)補助FLRの本数を少なく
とも2本設けたため、該補助FLRから素子外部へ電気
力線が抜ける。これにより等価的に主FLR幅を狭くし
たことになり、デッドスペースを減らすことができる。
Since at least two p (++) auxiliary FLRs are provided, the lines of electric force escape from the auxiliary FLR to the outside of the element. As a result, the width of the main FLR is equivalently reduced, and the dead space can be reduced.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づき説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.

【0021】〔実施例 1〕図1は、本実施例のSiC
接合FETの模式断面図である。図において、ドレイン
領域となる高濃度n(+)基板11、その上にドリフト層
となるn(-)エピタキシャル層12が形成され、n(+)ソ
ース領域14、リング状のp(+)主FLR23、高濃度
p(++)補助FLR24、ガードリング兼ゲートp(+)領
域25、ドレイン電極33、ソース電極34、ゲート電
極35、n(+)チャネルストッパー41、フィールドプ
レート42が形成されている。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows the SiC of this embodiment.
It is a schematic cross section of a junction FET. In the figure, a high-concentration n (+) substrate 11 serving as a drain region, an n (-) epitaxial layer 12 serving as a drift layer are formed thereon, and an n (+) source region 14 and a ring-shaped p (+) An FLR 23, a high concentration p (++) auxiliary FLR 24, a guard ring / gate p (+) region 25, a drain electrode 33, a source electrode 34, a gate electrode 35, an n (+) channel stopper 41, and a field plate 42 are formed. I have.

【0022】本実施例においてp(++)補助FLR24
は、各主FLR23内に2本配置された構造とした。主
FLR23のピーク濃度は2×1017cm~3、深さ0.
7μm、幅10μmであり、補助FLR24のピーク濃
度は5×1018cm~3、深さ0.3μm、幅2μm、間
隔2μmとした。
In this embodiment, p (++)-assisted FLR24
Has a structure in which two are arranged in each main FLR 23. The main FLR23 has a peak concentration of 2 × 10 17 cm to 3 and a depth of 0.
The auxiliary FLR 24 had a peak concentration of 5 × 10 18 cm to 3 , a depth of 0.3 μm, a width of 2 μm, and an interval of 2 μm.

【0023】主FLR23のみの場合、3,000Vが
印加された状態における空乏層のp(+)側への拡がりは
約1.4μmとなり、パンチスルーが生じ、n(-)側への
空乏層の拡がりは少ない。
When only the main FLR 23 is used, the spread of the depletion layer to the p (+) side when 3,000 V is applied is about 1.4 μm, punch-through occurs, and the depletion layer to the n (−) side. Spread is small.

【0024】これに対し、補助FLR24の部分では、
主FLR23より高濃度のp(++)であるためにパンチス
ルーは生ずることはない。
On the other hand, in the part of the auxiliary FLR 24,
Punch through does not occur because of the higher concentration of p (++) than the main FLR23.

【0025】電気力線は、補助FLR24のみを回避し
て分布することになるため、主FLR23は空乏層の拡
がりに対しデッドスペースとはならず、効果的に空乏層
を拡げることが可能となる。特に、補助FLR24を浅
くできるために、その幅も狭くすることが可能となり、
デッドスペースとなる領域を狭めることが可能である。
そのため補助FLR24を分割して配置することがで
き、補助FLR24間に電気力線を分布させることがで
きることも、デッドスペースの減少に効果がある。
Since the electric flux lines are distributed while avoiding only the auxiliary FLR 24, the main FLR 23 does not become a dead space with respect to the expansion of the depletion layer, and the depletion layer can be effectively expanded. . In particular, since the auxiliary FLR 24 can be made shallow, its width can be made narrow,
It is possible to narrow the area that becomes a dead space.
Therefore, the auxiliary FLRs 24 can be divided and arranged, and the lines of electric force can be distributed between the auxiliary FLRs 24. This is also effective in reducing the dead space.

【0026】さらに高濃度p(++)が直接n(-)層と接し
ていないため、電界ピークが補助FLR24には加わら
ない。
Further, since the high concentration p (++) is not in direct contact with the n (-) layer, no electric field peak is applied to the auxiliary FLR 24.

【0027】高濃度領域では、熱処理によっても回復し
きれない欠陥が形成されることがある。濃度が高まるに
つれ回復できない欠陥の密度が増加する。本実施例で
は、高電界領域と高欠陥密度領域を分離できる構造であ
るため、高電界によるリーク電流の増加を抑えることが
でき、良好な逆方向特性を得ることができる。
In the high-concentration region, a defect that cannot be completely recovered by the heat treatment may be formed. As the concentration increases, the density of irrecoverable defects increases. In this embodiment, since the structure is such that the high electric field region and the high defect density region can be separated from each other, it is possible to suppress an increase in leak current due to the high electric field, and to obtain good reverse characteristics.

【0028】さらに、本実施例においては、主FLR2
3の深さを導通領域におけるゲートp(+)領域25より
浅い構造とした。ゲートp(+)領域25もイオン注入に
より形成されるが、深い接合とするには注入エネルギを
高くする必要がある。
Further, in this embodiment, the main FLR2
The depth of 3 was made shallower than the gate p (+) region 25 in the conduction region. The gate p (+) region 25 is also formed by ion implantation, but it is necessary to increase the implantation energy to form a deep junction.

【0029】高エネルギイオン注入の場合も、高ドープ
注入と同様、熱処理によっても回復しきれない欠陥が形
成され易い。そのため電界強度が高まるにつれ、リーク
電流が増加する。
In the case of high-energy ion implantation, as in the case of high-doping implantation, defects that cannot be completely recovered by heat treatment are easily formed. Therefore, the leak current increases as the electric field intensity increases.

【0030】一般に、電界強度は曲率を持って形成され
たpn接合においては、曲率が大きい(曲率半径が小さ
い)領域でピークを持つ。一方、イオン注入の場合、不
純物分布はガウス分布様の形状を持つが、その幅は注入
エネルギが増加するにつれ広くなることが知られてい
る。そのためpn接合の曲率は、高エネルギイオン注入
の方が小さくなる。
Generally, in a pn junction formed with a curvature, the electric field intensity has a peak in a region where the curvature is large (the radius of curvature is small). On the other hand, in the case of ion implantation, the impurity distribution has a Gaussian distribution-like shape, but its width is known to increase as the implantation energy increases. Therefore, the curvature of the pn junction becomes smaller in the high energy ion implantation.

【0031】本実施例では、主FLR23の深さをゲー
トp(+)領域25より浅い構造としたため、pn接合の
曲率で比較すると主FLR23の方が大きいことが特徴
で、最大電界を生ずる領域を、残留欠陥が懸念される深
いpn接合であるp(+)ゲート領域ではなく、欠陥の懸
念がない主FLRに設定することができる。そのため導
通領域に深いpn接合が形成されていても、リーク電流
の増大を抑えることが可能である。
In this embodiment, the main FLR 23 has a depth smaller than that of the gate p (+) region 25. Therefore, the main FLR 23 is characterized in that it is larger in comparison with the curvature of the pn junction. Can be set not to the p (+) gate region, which is a deep pn junction where there is a concern about residual defects, but to the main FLR where there is no concern about defects. Therefore, even if a deep pn junction is formed in the conduction region, an increase in leakage current can be suppressed.

【0032】〔実施例 2〕図3は、本実施例の埋込み
ゲート型接合FETを示す模式断面図である。図におい
て表面側ゲートp(+)領域26、埋込みゲートp(+)領域
27が形成され、本実施例では、表面ゲート領域26と
埋込みゲート領域27の間にチャネルが形成される。
Embodiment 2 FIG. 3 is a schematic sectional view showing a buried gate type junction FET of this embodiment. In the figure, a surface side gate p (+) region 26 and a buried gate p (+) region 27 are formed. In this embodiment, a channel is formed between the surface gate region 26 and the buried gate region 27.

【0033】実施例1と同様、補助FLR24が各主F
LR23内に2本配置された構造とし、かつ、主FLR
の深さをガードリング兼ゲートp(+)領域より浅い構造
とした。そのため過剰なデッドスペースを必要とするこ
とがなく、空乏層がターミネーション表面におけるn
(-)側に効率的に拡がることができ、リーク電流の増加
も抑えることができる。
As in the first embodiment, the auxiliary FLR 24
The two FLRs are arranged in the LR 23 and the main FLR
Is shallower than the guard ring and gate p (+) region. Therefore, an excessive dead space is not required, and the depletion layer forms n on the termination surface.
It can be efficiently spread to the (-) side, and the increase in leak current can be suppressed.

【0034】〔実施例 3〕図4は、本実施例のプレー
ナ型MOSFETを示す模式断面図である。図において
ガードリング兼pウェル領域28、MOS界面を形成す
るための酸化膜40が形成されている。プレーナ型の場
合、ゲート酸化膜は表面に形成されるため、チャネルで
あるn型反転層はpウェル領域の表面部に形成される。
Embodiment 3 FIG. 4 is a schematic sectional view showing a planar type MOSFET according to this embodiment. In the figure, an oxide film 40 for forming a guard ring / p well region 28 and a MOS interface is formed. In the case of the planar type, since the gate oxide film is formed on the surface, the n-type inversion layer as the channel is formed on the surface of the p-well region.

【0035】本実施例においても、補助FLR24が各
主FLR23内に2本配置された構造とし、かつ、主F
LRの深さをガードリング兼ゲートp(+)領域より浅い
構造とした。そのため過剰なデッドスペースを必要とす
ることなく、空乏層がターミネーション表面におけるn
(-)側に効率的に拡がることができ、リーク電流の増加
も抑えることができる。
Also in the present embodiment, the structure is such that two auxiliary FLRs 24 are arranged in each main FLR 23, and
The LR has a depth smaller than the guard ring and gate p (+) region. Therefore, the depletion layer does not require an excessive dead space, and
It can be efficiently spread to the (-) side, and the increase in leak current can be suppressed.

【0036】〔実施例 4〕図5は本実施例のトレンチ
型MOSFETを示す模式断面図である。pウェル領域
28において、酸化膜40との界面近傍がn型に反転す
ることにより、チャネルが、pウェル領域28のトレン
チ側壁部に形成される。
[Embodiment 4] FIG. 5 is a schematic sectional view showing a trench type MOSFET according to this embodiment. In the p-well region 28, a channel is formed on the trench side wall of the p-well region 28 because the vicinity of the interface with the oxide film 40 is inverted to the n-type.

【0037】電流はn(+)ソース領域14からチャネル
であるpウェル領域28の反転層であるトレンチ側壁部
を通り、ドリフト層であるn(-)型エピタキシャル層1
2からドレイン領域であるn(+)基板11に至る。
The current flows from the n (+) source region 14 through the trench sidewall which is the inversion layer of the p-well region 28 which is the channel, and passes through the n (-) type epitaxial layer 1 which is the drift layer.
2 to an n (+) substrate 11 which is a drain region.

【0038】本実施例においても、補助FLR24が各
主FLR23内に2本配置された構造とし、かつ、主F
LRの深さをガードリング兼ゲートpウェル)領域28
より浅い構造とした。そのため過剰なデッドスペースを
必要とすることなく、空乏層がターミネーション表面に
おけるn(-)側に効率的に拡がることができ、リーク電
流の増加も抑えることができる。
Also in this embodiment, the structure is such that two auxiliary FLRs 24 are arranged in each main FLR 23, and
(The depth of LR is set as a guard ring and gate p-well) Region 28
The structure was shallower. Therefore, the depletion layer can efficiently spread to the n (-) side of the termination surface without requiring an excessive dead space, and an increase in leak current can be suppressed.

【0039】以上、実施例1〜4においては、補助FL
R24を主FLR23毎に2本配置した構造で説明した
が、3本以上でも同様であり、また、ホトリソグラフィ
プロセス精度に応じて変更可能である。
As described above, in the first to fourth embodiments, the auxiliary FL
Although the structure in which two R24s are arranged for each main FLR 23 has been described, the same applies to three or more R24s, and can be changed according to the photolithography process accuracy.

【0040】また、電気力線の分布を改善するために、
主FLR23毎に補助FLR24の本数を異なる構造と
することにより、より一層の耐圧向上、あるいは、リー
ク電流の低減が可能であるが、デッドスペース解消の点
から補助FLR24の本数は2本以上であることが必要
である。
In order to improve the distribution of the lines of electric force,
By using a structure in which the number of auxiliary FLRs 24 is different for each main FLR 23, it is possible to further improve the breakdown voltage or reduce the leak current, but the number of auxiliary FLRs 24 is two or more from the viewpoint of eliminating dead space. It is necessary.

【0041】なお本実施例の構造は他のFETおよびダ
イオードにも転用でき、同様の効果を得ることができ
る。
The structure of this embodiment can be applied to other FETs and diodes, and similar effects can be obtained.

【0042】〔実施例 5〕図6は、本発明を適用した
ダイオード並びにFETを使ったインバータ装置の略式
回路図である。
[Embodiment 5] FIG. 6 is a schematic circuit diagram of an inverter device using a diode and an FET to which the present invention is applied.

【0043】図において51,52,53,54,5
5,56は本発明によるFETで、MOSFETを例に
示す。また、61,62,63,64,65,66は本
発明によるダイオードである。
In the figure, 51, 52, 53, 54, 5
Reference numerals 5 and 56 denote FETs according to the present invention. 61, 62, 63, 64, 65 and 66 are diodes according to the present invention.

【0044】MOSFET51と52、53と54、5
5と56をそれぞれ一組とし、各組における2個のMO
SFETを相補的に、かつ、各組を独立にスイッチング
動作させることにより、入力端1と入力端2に入力され
た電流・電圧の入力を、独立に出力1から出力3までの
出力を得るものである。
MOSFETs 51 and 52, 53 and 54, 5
5 and 56 are set as one set, and two MOs in each set are set.
A device in which the SFETs are switched complementarily and each group is independently switched to obtain the current / voltage input to the input terminal 1 and the input terminal 2 independently from the output 1 to the output 3. It is.

【0045】具体的には入力として直流電圧を、出力と
して三相交流とする三相インバータである。その場合、
出力端1から出力端3には三相誘導器などの負荷が接続
される。
Specifically, it is a three-phase inverter that uses a DC voltage as an input and a three-phase AC as an output. In that case,
A load such as a three-phase inductor is connected to the output terminals 1 to 3.

【0046】本発明によるダイオード並びにトランジス
タは、オン損失の少ないSiCなどの半導体を用い、低
いリーク電流で高い耐圧を得ることができるので、本発
明の半導体装置をインバータ装置に用いることにより、
半導体装置が発生する損失を低減でき、該インバータ装
置を用いたシステムの効率向上を達成できる。
Since the diode and the transistor according to the present invention use a semiconductor such as SiC having a small on-loss and can obtain a high breakdown voltage with a low leakage current, by using the semiconductor device of the present invention for an inverter device,
The loss generated by the semiconductor device can be reduced, and the efficiency of a system using the inverter device can be improved.

【0047】以上の各実施例においては、SiC素子で
説明したが、本発明はこれに限定されず、他のアバラン
シェ降伏電界がSiより大きな半導体材料を用いた場合
にも適用でき、窒化ガリウム(GaN)等のワイドギャ
ップ半導体にも有用である。
Although the above embodiments have been described with reference to the SiC element, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to other cases where a semiconductor material having an avalanche breakdown field larger than Si is used. It is also useful for wide gap semiconductors such as GaN).

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、半導体装置のターミネ
ーション領域におけるデッドスペースを少なくできるの
で、チップ面積が小さくなり、コストダウンできると云
う効果を有する。
According to the present invention, since the dead space in the termination region of the semiconductor device can be reduced, the chip area can be reduced and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1のSiC接合FETの構造を示す模式
断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a SiC junction FET of Example 1.

【図2】従来の接合FETの構造を示す模式断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of a conventional junction FET.

【図3】実施例2の埋込みゲート型接合FETの構造を
示す模式断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a buried-gate junction FET of Example 2.

【図4】実施例3のプレーナ型MOSFETの構造を示
す模式断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a planar MOSFET according to a third embodiment.

【図5】実施例4のトレンチ型MOSFETの構造を示
す模式断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a trench MOSFET according to a fourth embodiment.

【図6】本発明を適用したダイオード並びにFETを用
いたインバータ装置の略式回路図である。
FIG. 6 is a schematic circuit diagram of an inverter device using a diode and an FET to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…n(+)基板、12…n(-)エピタキシャル層、14
…n(+)ソース領域、23…p(+)主FLR、24…p(+
+)補助FLR、25…ガードリングもしくはゲートp
(+)領域、26…ゲートp(+)領域、27…埋込みゲート
p型領域、28…ガードリング兼pウェル領域、33…
ドレイン電極、34…ソース電極、35…ゲート電極、
40…酸化膜、41…n(+)チャネルストッパー、42
…フィールドプレート、51,52,53,54,5
5,56…本発明によるFET、61,62,63,6
4,65,66…本発明によるダイオード。
11 ... n (+) substrate, 12 ... n (-) epitaxial layer, 14
... n (+) source region, 23 ... p (+) main FLR, 24 ... p (+)
+) Auxiliary FLR, 25 ... guard ring or gate p
(+) Region, 26: gate p (+) region, 27: buried gate p-type region, 28: guard ring / p-well region, 33:
Drain electrode, 34 ... source electrode, 35 ... gate electrode,
40 ... oxide film, 41 ... n (+) channel stopper, 42
... Field plates, 51,52,53,54,5
5, 56 ... FET according to the present invention, 61, 62, 63, 6
4, 65, 66 ... diodes according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八尾 勉 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 5F102 FA01 GB04 GC07 GC08 GD04 GJ02 GR07  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tsutomu Yao 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. F-term (reference) 5F102 FA01 GB04 GC07 GC08 GD04 GJ02 GR07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の主表面を有し、低不純物濃度の第
一導電型の基体と、前記基体の第一主表面に形成された
第一もしくは第二導電型で、かつ、基体より低抵抗の第
一層と、該第一層の表面に形成された第一電極と、前記
基体の第二主表面に形成され、かつ、基体と異なる導電
型の第二領域と、該第二領域に形成された第二電極を有
し、かつ、前記第二領域の周辺を取り囲むターミネーシ
ョン領域を備えた半導体装置であって、 前記ターミネーション領域が第二導電型を有する1本以
上の第一帯状領域と、該第一帯状領域に相対的に高濃
度、かつ、同心の形状を有する第二帯状領域が2本以上
形成されていることを特徴とする半導体装置。
1. A base of a first conductivity type having a pair of main surfaces and having a low impurity concentration and a first or second conductivity type formed on a first main surface of the base and lower than the base. A first layer of resistance, a first electrode formed on the surface of the first layer, a second region formed on the second main surface of the base and having a conductivity type different from that of the base, and the second region A semiconductor device having a termination region surrounding the periphery of the second region, wherein the termination region has a second conductivity type. And two or more second band-shaped regions having a relatively high concentration and a concentric shape are formed in the first band-shaped region.
【請求項2】 一対の主表面を有し、低不純物濃度の第
一導電型の基体と、前記基体の第一主表面に形成された
第一もしくは第二導電型で、かつ、基体より低抵抗の第
一層と、該第一層の表面に形成された第一電極と、前記
基体の第二主表面に形成され、かつ、基体と異なる導電
型の第二領域と、該第二領域に形成された制御電極であ
る第二電極と、前記基体の第二主表面に形成された第一
導電型の高不純物濃度の第三領域と、該第三領域に形成
された第三電極を有し、かつ、前記第三電極が形成され
ていない第二領域の周辺を取り囲むターミネーション領
域を備えた半導体装置であって、 前記ターミネーション領域が第二導電型を有する1本以
上の第一帯状領域と、該第一帯状領域に相対的に高濃
度、かつ、同心の形状を有する第二帯状領域が2本以上
形成されていることを特徴とする半導体装置。
2. A base of a first conductivity type having a pair of main surfaces and having a low impurity concentration, and a first or second conductivity type formed on a first main surface of the base and lower than the base. A first layer of resistance, a first electrode formed on the surface of the first layer, a second region formed on the second main surface of the base and having a conductivity type different from that of the base, and the second region A second electrode which is a control electrode formed on the first region, a third region of the first conductivity type having a high impurity concentration formed on the second main surface of the base, and a third electrode formed on the third region. A semiconductor device comprising a termination region surrounding a periphery of a second region where the third electrode is not formed, wherein the termination region has at least one first band-shaped region having a second conductivity type. And a second band-shaped region having a relatively high concentration and a concentric shape relative to the first band-shaped region. The semiconductor device characterized by but are formed two or more.
【請求項3】 前記第一帯状領域の深さが前記第二領域
よりも浅い請求項1または2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the depth of the first band-shaped region is smaller than that of the second region.
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