JP2001274406A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP2001274406A JP2001274406A JP2000087653A JP2000087653A JP2001274406A JP 2001274406 A JP2001274406 A JP 2001274406A JP 2000087653 A JP2000087653 A JP 2000087653A JP 2000087653 A JP2000087653 A JP 2000087653A JP 2001274406 A JP2001274406 A JP 2001274406A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の横型高耐圧高電流半導体装置は、より
高耐圧化すると素子面積が増大するという問題を有して
いた。 【解決手段】 n型バッファ層13のエッジ部は、平面
から見た形状が半円状で、その曲率半径が、n型バッフ
ァ層13の短手方向の長さの1/2より長く設定されて
いる。したがって、素子がターンオフしている状態にお
いて、ソース・ドレイン間に電圧を印加した場合に、バ
ッファ層13のエッジ部での電界集中を従来に比べて一
層防止することができる。しかも、n型バッファ層13
のストライプ・パターンの中間部13cの幅は、従来と
同様であり、ソース層16は、中間部13cに対応して
配置されている。このため、バッファ層13のエッジ部
の曲率半径を大きくした場合においても、素子面積の増
大を防止できる。
高耐圧化すると素子面積が増大するという問題を有して
いた。 【解決手段】 n型バッファ層13のエッジ部は、平面
から見た形状が半円状で、その曲率半径が、n型バッフ
ァ層13の短手方向の長さの1/2より長く設定されて
いる。したがって、素子がターンオフしている状態にお
いて、ソース・ドレイン間に電圧を印加した場合に、バ
ッファ層13のエッジ部での電界集中を従来に比べて一
層防止することができる。しかも、n型バッファ層13
のストライプ・パターンの中間部13cの幅は、従来と
同様であり、ソース層16は、中間部13cに対応して
配置されている。このため、バッファ層13のエッジ部
の曲率半径を大きくした場合においても、素子面積の増
大を防止できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパワーデバ
イスに係り、特に、主電極が半導体ウエハの一方面に形
成された半導体装置に関する。
イスに係り、特に、主電極が半導体ウエハの一方面に形
成された半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば小型モーターを駆動するイ
ンバータ装置等の電力変換装置は、ワンチップIC化さ
れつつある。このようなICはパワーICと呼ばれてい
る。このパワーICにおいて、複数の高耐圧高電流の出
力素子は制御回路と共に同一半導体ウエハ上に搭載さ
れ、これらの出力素子及び制御回路は同一面上で結線が
なされる。このため、出力素子の電極は半導体ウエハの
一方面に形成される。このようなパワーICに用いられ
る出力素子としては、IGBT、MOSFET、バイポ
ーラトランジスタ、ダイオード等があり、用途によって
使い分けたり併用される。このような出力素子に共通し
て求められる特性は高耐圧と高電流である。
ンバータ装置等の電力変換装置は、ワンチップIC化さ
れつつある。このようなICはパワーICと呼ばれてい
る。このパワーICにおいて、複数の高耐圧高電流の出
力素子は制御回路と共に同一半導体ウエハ上に搭載さ
れ、これらの出力素子及び制御回路は同一面上で結線が
なされる。このため、出力素子の電極は半導体ウエハの
一方面に形成される。このようなパワーICに用いられ
る出力素子としては、IGBT、MOSFET、バイポ
ーラトランジスタ、ダイオード等があり、用途によって
使い分けたり併用される。このような出力素子に共通し
て求められる特性は高耐圧と高電流である。
【0003】図17乃至図19は、パワーICとして代
表的な出力素子であるIGBTを示している。図17は
平面図であり、図18、図19はそれぞれ図17のXVI
II−XVIII線、XIX−XIX線に沿った断面図である。
表的な出力素子であるIGBTを示している。図17は
平面図であり、図18、図19はそれぞれ図17のXVI
II−XVIII線、XIX−XIX線に沿った断面図である。
【0004】この例において、図18、図19に示す半
導体基板1は、支持シリコン基板10とn−型高抵抗層
11の相互間に酸化膜12を埋め込んだ誘電体分離基板
(SOI基板)を用いている。n−型高抵抗層11の表
面には、n型バッファ層13が形成され、このn型バッ
ファ層13の内部にp+型ドレイン層14が形成されて
いる。n−型高抵抗層11の表面には、n型バッファ層
13から所定距離離間してp型ベース層15が形成され
ている。このベース層15はバッファ層13を取り囲ん
で形成されている。このp型ベース層15の内部にはn
+型ソース層16が形成されている。n+型ソース層1
6とn−型高抵抗層11に挟まれたp型ベース層15は
チャネル領域とされ、このチャネル領域上にゲート絶縁
膜17を介してゲート電極(G)18が形成されてい
る。ソース電極(S)21はソース層16とp+拡散層
20にコンタクトされ、ドレイン電極(D)24はドレ
イン層14にコンタクトされている。
導体基板1は、支持シリコン基板10とn−型高抵抗層
11の相互間に酸化膜12を埋め込んだ誘電体分離基板
(SOI基板)を用いている。n−型高抵抗層11の表
面には、n型バッファ層13が形成され、このn型バッ
ファ層13の内部にp+型ドレイン層14が形成されて
いる。n−型高抵抗層11の表面には、n型バッファ層
13から所定距離離間してp型ベース層15が形成され
ている。このベース層15はバッファ層13を取り囲ん
で形成されている。このp型ベース層15の内部にはn
+型ソース層16が形成されている。n+型ソース層1
6とn−型高抵抗層11に挟まれたp型ベース層15は
チャネル領域とされ、このチャネル領域上にゲート絶縁
膜17を介してゲート電極(G)18が形成されてい
る。ソース電極(S)21はソース層16とp+拡散層
20にコンタクトされ、ドレイン電極(D)24はドレ
イン層14にコンタクトされている。
【0005】IGBTを大電流用スイッチング素子とし
て構成するためには、長いチャネル幅が必要である。こ
のため、図17に示すように、n型バッファ層13及び
その中のp+型ドレイン層14は、ストライプ状のパタ
ーンとして複数個に分割されて配置されている。これら
バッファ層13及びドレイン層14を取り囲むようにp
型ベース層15が形成されている。また、ゲート電極1
8は、複数のリング状のパターンとして形成され、これ
らリング状のゲート電極18は、長手方向の一端におい
て共通に接続され、ゲート電極パッド(G)に接続され
ている。各ドレイン層14にコンタクトされたドレイン
電極24は、ゲート電極18と反対側に引出されて共通
接続され、ドレイン電極パッド(D)に接続されてい
る。ソース層16は、ドレイン電極18と噛み合うよう
に配設され、ソース電極パッド(S)に接続されてい
る。図17は、3個のIGBTユニットを並列接続した
ものとみなすことができる。
て構成するためには、長いチャネル幅が必要である。こ
のため、図17に示すように、n型バッファ層13及び
その中のp+型ドレイン層14は、ストライプ状のパタ
ーンとして複数個に分割されて配置されている。これら
バッファ層13及びドレイン層14を取り囲むようにp
型ベース層15が形成されている。また、ゲート電極1
8は、複数のリング状のパターンとして形成され、これ
らリング状のゲート電極18は、長手方向の一端におい
て共通に接続され、ゲート電極パッド(G)に接続され
ている。各ドレイン層14にコンタクトされたドレイン
電極24は、ゲート電極18と反対側に引出されて共通
接続され、ドレイン電極パッド(D)に接続されてい
る。ソース層16は、ドレイン電極18と噛み合うよう
に配設され、ソース電極パッド(S)に接続されてい
る。図17は、3個のIGBTユニットを並列接続した
ものとみなすことができる。
【0006】上記構成のIGBTの動作は次の通りであ
る。
る。
【0007】ゲート電極18をソース電極21に対して
正にバイアスする。すると、ゲート電極18下のチャネ
ル領域に反転層が形成され、ソース層16から高抵抗層
11に電子が注入される。この電子電流はn型バッファ
層13を通ってp+型ドレイン層14に流れ、IGBT
はターンオンする。このときドレイン接合が順バイアス
される。この結果、p+型ドレイン層14からn型バッ
ファ層13を通して高抵抗層11に正孔が注入される。
これによりn−型高抵抗層11には電子と正孔が蓄積さ
れて導電変調が起こる。この導電変調の効果により、オ
ン時にはn−型高抵抗層11の抵抗が実質的に小さくな
り、オン電圧の小さくなる。一方、ゲート電極18をソ
ース電極21に対して負又は零にバイアスすると、チャ
ネル領域の反転層が消失して、IGBTはターンオフす
る。
正にバイアスする。すると、ゲート電極18下のチャネ
ル領域に反転層が形成され、ソース層16から高抵抗層
11に電子が注入される。この電子電流はn型バッファ
層13を通ってp+型ドレイン層14に流れ、IGBT
はターンオンする。このときドレイン接合が順バイアス
される。この結果、p+型ドレイン層14からn型バッ
ファ層13を通して高抵抗層11に正孔が注入される。
これによりn−型高抵抗層11には電子と正孔が蓄積さ
れて導電変調が起こる。この導電変調の効果により、オ
ン時にはn−型高抵抗層11の抵抗が実質的に小さくな
り、オン電圧の小さくなる。一方、ゲート電極18をソ
ース電極21に対して負又は零にバイアスすると、チャ
ネル領域の反転層が消失して、IGBTはターンオフす
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
IGBTは、次のような問題を有している。
IGBTは、次のような問題を有している。
【0009】ストライプ状のパターンを持つバッファ層
13の長手方向両端のエッジ部は、図17に示すよう
に、半円形状とされている。この形状は素子がターンオ
フしている状態でドレイン・ソース間に電圧を印加した
場合、このエッジ部に電界が集中することを防止するた
めである。したがって、より高耐圧化する場合、このバ
ッファ層13のエッジ部の平面から見た半円の曲率半径
(図19に示す長さLa)を大きくする必要がある。し
かし、この曲率半径を大きくすると、ストライプ状のパ
ターンにおいて、直線状の中間部の短手方向の長さ(図
18に示す長さLb、Lb=La)も大きくなる。この
ため、素子面積が増大する結果となる。
13の長手方向両端のエッジ部は、図17に示すよう
に、半円形状とされている。この形状は素子がターンオ
フしている状態でドレイン・ソース間に電圧を印加した
場合、このエッジ部に電界が集中することを防止するた
めである。したがって、より高耐圧化する場合、このバ
ッファ層13のエッジ部の平面から見た半円の曲率半径
(図19に示す長さLa)を大きくする必要がある。し
かし、この曲率半径を大きくすると、ストライプ状のパ
ターンにおいて、直線状の中間部の短手方向の長さ(図
18に示す長さLb、Lb=La)も大きくなる。この
ため、素子面積が増大する結果となる。
【0010】以上のように、IGBTのような従来の横
型高耐圧高電流半導体装置は、より高耐圧化すると素子
面積が増大するという問題を有していた。
型高耐圧高電流半導体装置は、より高耐圧化すると素子
面積が増大するという問題を有していた。
【0011】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、素子面積の
大幅な増大を抑えて高耐圧化することが可能な半導体装
置を提供しようとするものである。
れたものであり、その目的とするところは、素子面積の
大幅な増大を抑えて高耐圧化することが可能な半導体装
置を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
上記課題を解決するため、高抵抗層内にストライプ状の
パターンにより形成されたバッファ層を有している。こ
のバッファ層の長手方向エッジは、平面から見た形状が
半円状で、その曲率半径が、直線状の中間部の短手方向
の長さの1/2より長く設定されている。
上記課題を解決するため、高抵抗層内にストライプ状の
パターンにより形成されたバッファ層を有している。こ
のバッファ層の長手方向エッジは、平面から見た形状が
半円状で、その曲率半径が、直線状の中間部の短手方向
の長さの1/2より長く設定されている。
【0013】本発明によれば、ストライプ状のパターン
のエッジ部での曲率半径を大きくしている。このため、
このエッジ部での電界集中を抑制することができ高耐圧
化が可能である。また、バッファ層の直線上の中間部に
おける短手方向の長さは、ストライプ状のパターンのエ
ッジ部での曲率半径の2倍の長さより短く設定されてい
る。この中間部に沿って、ソース層や、エミッタ層を配
置することにより、素子面積の大幅な増大を防止でき
る。
のエッジ部での曲率半径を大きくしている。このため、
このエッジ部での電界集中を抑制することができ高耐圧
化が可能である。また、バッファ層の直線上の中間部に
おける短手方向の長さは、ストライプ状のパターンのエ
ッジ部での曲率半径の2倍の長さより短く設定されてい
る。この中間部に沿って、ソース層や、エミッタ層を配
置することにより、素子面積の大幅な増大を防止でき
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0015】図1乃至図4は、本発明の第1の実施例に
係る横型高耐圧高電流半導体装置を示すものであり、本
発明を横型IGBTに適用した場合を示している。図1
は3個の横型IGBTユニットを並列接続した状態を示
す平面図であり、図2は、図1に示す1つのIGBTユ
ニットの要部を拡大して示す平面図である。図3は、図
2のIII−III線に沿った断面図を示し、図4は、図2の
IV−IV線に沿った断面図を示している。図1乃至図4に
おいて、図17乃至図19と同一部分には同一符号を付
す。
係る横型高耐圧高電流半導体装置を示すものであり、本
発明を横型IGBTに適用した場合を示している。図1
は3個の横型IGBTユニットを並列接続した状態を示
す平面図であり、図2は、図1に示す1つのIGBTユ
ニットの要部を拡大して示す平面図である。図3は、図
2のIII−III線に沿った断面図を示し、図4は、図2の
IV−IV線に沿った断面図を示している。図1乃至図4に
おいて、図17乃至図19と同一部分には同一符号を付
す。
【0016】図3、図4に示すように、誘電体分離基板
としての半導体基板1において、支持シリコン基板10
とn−型高抵抗層11の間には酸化膜12が埋め込まれ
ている。n−型高抵抗層11の表面には、n−型高抵抗
層11より低抵抗のn型バッファ層13が形成されてい
る。このn型バッファ層13は図2に示すように、島状
に形成されている。n型バッファ層13の表面領域には
p+型ドレイン層14が形成されている。
としての半導体基板1において、支持シリコン基板10
とn−型高抵抗層11の間には酸化膜12が埋め込まれ
ている。n−型高抵抗層11の表面には、n−型高抵抗
層11より低抵抗のn型バッファ層13が形成されてい
る。このn型バッファ層13は図2に示すように、島状
に形成されている。n型バッファ層13の表面領域には
p+型ドレイン層14が形成されている。
【0017】高抵抗層11の表面領域には、n型バッフ
ァ層13から所定距離離間してp型ベース層15が形成
されている。このp型ベース層15はn型バッファ層1
3及びp+型ドレイン層14を取り囲んでいる。このベ
ース層15の内部にはn+型ソース層16が形成されて
いる。さらに、p型ベース層15の内部には、横方向の
抵抗を下げるため、深いp型拡散層19が形成されてい
る。また、この拡散層19の表面領域にはコンタクト抵
抗を下げるために、p+型拡散層20が形成されてい
る。この拡散層20とソース層16の境界部はオーバー
ラップされている。
ァ層13から所定距離離間してp型ベース層15が形成
されている。このp型ベース層15はn型バッファ層1
3及びp+型ドレイン層14を取り囲んでいる。このベ
ース層15の内部にはn+型ソース層16が形成されて
いる。さらに、p型ベース層15の内部には、横方向の
抵抗を下げるため、深いp型拡散層19が形成されてい
る。また、この拡散層19の表面領域にはコンタクト抵
抗を下げるために、p+型拡散層20が形成されてい
る。この拡散層20とソース層16の境界部はオーバー
ラップされている。
【0018】n+型ソース層16とn−型高抵抗層11
に挟まれたp型ベース層15はチャネル領域とされる。
このチャネル領域上にはゲート絶縁膜17を介して多結
晶シリコンからなるゲート電極18が形成されている。
n+型ソース層16及び拡散層20には、ソース電極2
1がコンタクトされ、p+型ドレイン層14には、ドレ
イン電極24がコンタクトされている。
に挟まれたp型ベース層15はチャネル領域とされる。
このチャネル領域上にはゲート絶縁膜17を介して多結
晶シリコンからなるゲート電極18が形成されている。
n+型ソース層16及び拡散層20には、ソース電極2
1がコンタクトされ、p+型ドレイン層14には、ドレ
イン電極24がコンタクトされている。
【0019】図1に示すように、前記各ソース電極21
はソース電極パッド(S)に共通接続され、ドレイン電
極24はドレイン電極パッド(D)に共通接続されてい
る。さらに、ゲート電極18はゲート電極パッド(G)
に共通接続されている。したがって、第1の実施例に示
す半導体装置は、3つのIGBTが並列接続されている
とみなせる。
はソース電極パッド(S)に共通接続され、ドレイン電
極24はドレイン電極パッド(D)に共通接続されてい
る。さらに、ゲート電極18はゲート電極パッド(G)
に共通接続されている。したがって、第1の実施例に示
す半導体装置は、3つのIGBTが並列接続されている
とみなせる。
【0020】図2に示す1つのIGBTユニットにおい
て、n型バッファ層13は、ストライプ状のパターンと
して配置されている。すなわち、このn型バッファ層1
3は、長手方向両端に位置するエッジ部13a、13b
と、これらエッジ部13a、13bの相互間で直線状の
中間部13cとから構成されている。n型バッファ層1
3の前記エッジ部13a、13bは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径が、n型バッファ層13の中
間部13cの短手方向の長さの1/2より長く設定され
ている。すなわち、図3に示す中間部13cでのn型バ
ッファ層13の長さLaに対して、図4に示すエッジ部
13bでのn型バッファ層13の曲率半径Lbが、Lb
>Laに設定されている。
て、n型バッファ層13は、ストライプ状のパターンと
して配置されている。すなわち、このn型バッファ層1
3は、長手方向両端に位置するエッジ部13a、13b
と、これらエッジ部13a、13bの相互間で直線状の
中間部13cとから構成されている。n型バッファ層1
3の前記エッジ部13a、13bは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径が、n型バッファ層13の中
間部13cの短手方向の長さの1/2より長く設定され
ている。すなわち、図3に示す中間部13cでのn型バ
ッファ層13の長さLaに対して、図4に示すエッジ部
13bでのn型バッファ層13の曲率半径Lbが、Lb
>Laに設定されている。
【0021】尚、p+型ドレイン層14もn型バッファ
層13と同様の構成とされている。しかし、ドレイン層
14の形状は、従来と同様の形状としても耐圧に影響は
ない。
層13と同様の構成とされている。しかし、ドレイン層
14の形状は、従来と同様の形状としても耐圧に影響は
ない。
【0022】また、ゲート電極18は、図2に破線で示
すように、細長いリング状とされ、且つ、n型バッファ
層13と同様に、長手方向両端部が半円とされ、中間部
が直線状とされている。さらに、ソース層16は、n型
バッファ層13のストライプ・パターンの中間部13c
に沿って配置されている。
すように、細長いリング状とされ、且つ、n型バッファ
層13と同様に、長手方向両端部が半円とされ、中間部
が直線状とされている。さらに、ソース層16は、n型
バッファ層13のストライプ・パターンの中間部13c
に沿って配置されている。
【0023】上記第1の実施例によれば、n型バッファ
層13のエッジ部13a、13bは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径がn型バッファ層13の中間
部13cの短手方向の長さの1/2より長く設定されて
いる。したがって、素子がターンオフしている状態にお
いて、ソース・ドレイン間に電圧を印加した場合、バッ
ファ層13のエッジ部13a、13bでの電界集中を従
来に比べて一層防止することができる。
層13のエッジ部13a、13bは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径がn型バッファ層13の中間
部13cの短手方向の長さの1/2より長く設定されて
いる。したがって、素子がターンオフしている状態にお
いて、ソース・ドレイン間に電圧を印加した場合、バッ
ファ層13のエッジ部13a、13bでの電界集中を従
来に比べて一層防止することができる。
【0024】しかも、n型バッファ層13のストライプ
・パターンの中間部13cの幅は、エッジ部13a、1
3bより狭く、ソース層16は、この中間部13cに対
応して配置されている。このため、バッファ層13のエ
ッジ部13a、13bの曲率半径を大きくした場合にお
いても、素子の相互間隔を広げることなくソース層16
を配置することができる。したがって、高耐圧でしかも
素子面積が小さな高電流のIGBTを得ることができ
る。
・パターンの中間部13cの幅は、エッジ部13a、1
3bより狭く、ソース層16は、この中間部13cに対
応して配置されている。このため、バッファ層13のエ
ッジ部13a、13bの曲率半径を大きくした場合にお
いても、素子の相互間隔を広げることなくソース層16
を配置することができる。したがって、高耐圧でしかも
素子面積が小さな高電流のIGBTを得ることができ
る。
【0025】(第2の実施例)図5乃至図8は、本発明
の第2の実施例を示すものであり、本発明を横型MOS
FETに適応した例を示している。図5乃至図8におい
て、図1乃至図4と同一部分には同一符号を付し、異な
る部分についてのみ説明する。
の第2の実施例を示すものであり、本発明を横型MOS
FETに適応した例を示している。図5乃至図8におい
て、図1乃至図4と同一部分には同一符号を付し、異な
る部分についてのみ説明する。
【0026】図7、図8において、n型バッファ層13
の表面領域にはn+型ドレイン層31が形成されてい
る。図6に示すように、n型バッファ層13は、ストラ
イプ状のパターンとして配置されている。n型バッファ
層13のエッジ部13a、13bは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径がn型バッファ層13の中間
部13cの短手方向の長さの1/2より長く設定されて
いる。すなわち、図7に示す中間部13cでのn型バッ
ファ層13の長さLaに対して、図8に示すエッジ部1
3bでのn型バッファ層13の曲率半径Lbが、Lb>
Laに設定されている。
の表面領域にはn+型ドレイン層31が形成されてい
る。図6に示すように、n型バッファ層13は、ストラ
イプ状のパターンとして配置されている。n型バッファ
層13のエッジ部13a、13bは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径がn型バッファ層13の中間
部13cの短手方向の長さの1/2より長く設定されて
いる。すなわち、図7に示す中間部13cでのn型バッ
ファ層13の長さLaに対して、図8に示すエッジ部1
3bでのn型バッファ層13の曲率半径Lbが、Lb>
Laに設定されている。
【0027】尚、n+型ドレイン層31もn型バッファ
層13と同様の構成とされている。しかし、ドレイン層
31の形状は、従来と同様の形状としても耐圧に影響は
ない。その他の構成は第1の実施例と同様である。
層13と同様の構成とされている。しかし、ドレイン層
31の形状は、従来と同様の形状としても耐圧に影響は
ない。その他の構成は第1の実施例と同様である。
【0028】第2の実施例によれば、n型バッファ層1
3のエッジ部13a、13bは、平面から見た形状が半
円状で、その曲率半径がn型バッファ層13の中間部1
3cの短手方向の長さの1/2より長く設定されてい
る。このため、従来に比べて一層高耐圧で、面積の増大
を抑えることが可能なMOSトランジスタを形成でき
る。
3のエッジ部13a、13bは、平面から見た形状が半
円状で、その曲率半径がn型バッファ層13の中間部1
3cの短手方向の長さの1/2より長く設定されてい
る。このため、従来に比べて一層高耐圧で、面積の増大
を抑えることが可能なMOSトランジスタを形成でき
る。
【0029】(第3の実施例)図9乃至図12は、本発
明の第3の実施例を示すものであり、本発明をバイポー
ラトランジスタに適応した例を示している。図9乃至図
12において、図1乃至図4と同一部分には同一符号を
付し、異なる部分についてのみ説明する。
明の第3の実施例を示すものであり、本発明をバイポー
ラトランジスタに適応した例を示している。図9乃至図
12において、図1乃至図4と同一部分には同一符号を
付し、異なる部分についてのみ説明する。
【0030】図11、図12において、n型バッファ層
13の表面領域にはn+型コレクタ層41が形成されて
いる。また、p型ベース層15の内部にはn+型エミッ
タ層42が形成されている。さらに、深いp型拡散層1
9の表面領域には、p+型ベース層43が形成されてい
る。
13の表面領域にはn+型コレクタ層41が形成されて
いる。また、p型ベース層15の内部にはn+型エミッ
タ層42が形成されている。さらに、深いp型拡散層1
9の表面領域には、p+型ベース層43が形成されてい
る。
【0031】前記n+型コレクタ層41には、例えば第
1層のアルミニウム配線(1Al)からなる埋め込みコ
ンタクト44がコンタクトされる。n+型エミッタ層1
6及びベース層43には、第1層のアルミニウム配線
(1Al)からなる埋め込みコンタクト45及びベース
電極46(B)がそれぞれコンタクトされる。さらに、
これら埋め込みコンタクト44、45、及びベース電極
46の上には絶縁膜47が形成されている。この絶縁膜
47には前記埋め込みコンタクト45を露出する開口4
7a、及び埋め込みコンタクト44を露出する開口47
bが形成されている。絶縁膜47の上には第2層のアル
ミニウム配線(2Al)からなるエミッタ電極48
(E)、及びコレクタ電極49(C)が形成される。こ
のエミッタ電極48は開口47aを介して前記埋め込み
コンタクト45に接続され、コレクタ電極49(C)は
開口47bを介して前記埋め込みコンタクト44に接続
される。
1層のアルミニウム配線(1Al)からなる埋め込みコ
ンタクト44がコンタクトされる。n+型エミッタ層1
6及びベース層43には、第1層のアルミニウム配線
(1Al)からなる埋め込みコンタクト45及びベース
電極46(B)がそれぞれコンタクトされる。さらに、
これら埋め込みコンタクト44、45、及びベース電極
46の上には絶縁膜47が形成されている。この絶縁膜
47には前記埋め込みコンタクト45を露出する開口4
7a、及び埋め込みコンタクト44を露出する開口47
bが形成されている。絶縁膜47の上には第2層のアル
ミニウム配線(2Al)からなるエミッタ電極48
(E)、及びコレクタ電極49(C)が形成される。こ
のエミッタ電極48は開口47aを介して前記埋め込み
コンタクト45に接続され、コレクタ電極49(C)は
開口47bを介して前記埋め込みコンタクト44に接続
される。
【0032】図10に示すように、n型バッファ層13
は、ストライプ状のパターンとして配置されている。n
型バッファ層13のエッジ部13a、13bは、平面か
ら見た形状が半円状で、その曲率半径がn型バッファ層
13の中間部13cの短手方向の長さの1/2より長く
設定されている。すなわち、図11に示す中間部13c
でのn型バッファ層13の長さLaに対して、図12に
示すエッジ部13bでのn型バッファ層13の曲率半径
Lbは、Lb>Laに設定されている。
は、ストライプ状のパターンとして配置されている。n
型バッファ層13のエッジ部13a、13bは、平面か
ら見た形状が半円状で、その曲率半径がn型バッファ層
13の中間部13cの短手方向の長さの1/2より長く
設定されている。すなわち、図11に示す中間部13c
でのn型バッファ層13の長さLaに対して、図12に
示すエッジ部13bでのn型バッファ層13の曲率半径
Lbは、Lb>Laに設定されている。
【0033】尚、n+型コレクタ層41もn型バッファ
層13と同様の構成とされている。しかし、コレクタ層
41の形状は、従来と同様の形状としても耐圧に影響は
ない。
層13と同様の構成とされている。しかし、コレクタ層
41の形状は、従来と同様の形状としても耐圧に影響は
ない。
【0034】また、図10に示すように、前記エミッタ
層42は、前記n型バッファ層13の中間部13cに沿
って配置されている。さらに、図9、図10に示すよう
に、各トランジスタのベース電極46はエミッタ層42
に沿って形成され、各ベース電極46はベース電極パッ
ドBに共通接続されている。
層42は、前記n型バッファ層13の中間部13cに沿
って配置されている。さらに、図9、図10に示すよう
に、各トランジスタのベース電極46はエミッタ層42
に沿って形成され、各ベース電極46はベース電極パッ
ドBに共通接続されている。
【0035】上記第3の実施例によっても、n型バッフ
ァ層13のエッジ部は、平面から見た形状が半円状で、
その曲率半径がn型バッファ層13の中間部13cの短
手方向の長さの1/2より長く設定されている。このた
め、従来に比べて一層高耐圧で、面積の増大を抑えるこ
とが可能なバイポーラトランジスタを形成できる。
ァ層13のエッジ部は、平面から見た形状が半円状で、
その曲率半径がn型バッファ層13の中間部13cの短
手方向の長さの1/2より長く設定されている。このた
め、従来に比べて一層高耐圧で、面積の増大を抑えるこ
とが可能なバイポーラトランジスタを形成できる。
【0036】(第4の実施例)図13乃至図16は本発
明の第2の実施例を示すものであり、本発明をダイオー
ドに適応した例を示している。図13乃至図16におい
て、図1乃至図4と同一部分には同一符号を付し、異な
る部分についてのみ説明する。
明の第2の実施例を示すものであり、本発明をダイオー
ドに適応した例を示している。図13乃至図16におい
て、図1乃至図4と同一部分には同一符号を付し、異な
る部分についてのみ説明する。
【0037】図15、図16において、n型バッファ層
13の表面領域にはn+型カソード層51が形成されて
いる。また、p型ベース層15の内部にはp+型アノー
ド層52が形成されている。
13の表面領域にはn+型カソード層51が形成されて
いる。また、p型ベース層15の内部にはp+型アノー
ド層52が形成されている。
【0038】前記n+型カソード層51には、カソード
電極53(C)がコンタクトされる。また、p+型アノ
ード層52には、アノード電極54(A)がコンタクト
される。
電極53(C)がコンタクトされる。また、p+型アノ
ード層52には、アノード電極54(A)がコンタクト
される。
【0039】図14に示すように、n型バッファ層13
は、ストライプ状のパターンとして配置されている。n
型バッファ層13のエッジ部13a、13bは、平面か
ら見た形状が半円状で、その曲率半径がn型バッファ層
13の中間部13cの短手方向の長さの1/2より長く
設定されている。すなわち、図15に示す中間部13c
でのn型バッファ層13の長さLaに対して、図16に
示すエッジ部13bでのn型バッファ層13の曲率半径
Lbが、Lb>Laに設定されている。
は、ストライプ状のパターンとして配置されている。n
型バッファ層13のエッジ部13a、13bは、平面か
ら見た形状が半円状で、その曲率半径がn型バッファ層
13の中間部13cの短手方向の長さの1/2より長く
設定されている。すなわち、図15に示す中間部13c
でのn型バッファ層13の長さLaに対して、図16に
示すエッジ部13bでのn型バッファ層13の曲率半径
Lbが、Lb>Laに設定されている。
【0040】尚、n+型カソード層51もn型バッファ
層13と同様の構成とされている。しかし、カソード層
51の形状は、従来と同様の形状としても耐圧に影響は
ない。
層13と同様の構成とされている。しかし、カソード層
51の形状は、従来と同様の形状としても耐圧に影響は
ない。
【0041】第4の実施例によれば、n型バッファ層1
3のエッジ部13a、13bは、平面から見た形状が半
円状で、その曲率半径がn型バッファ層13の中間部1
3cの短手方向の長さの1/2より長く設定されてい
る。このため、従来に比べて一層高耐圧で、面積の増大
を抑えることが可能なダイオードを形成できる。
3のエッジ部13a、13bは、平面から見た形状が半
円状で、その曲率半径がn型バッファ層13の中間部1
3cの短手方向の長さの1/2より長く設定されてい
る。このため、従来に比べて一層高耐圧で、面積の増大
を抑えることが可能なダイオードを形成できる。
【0042】尚、本発明は、上記第1乃至第4の実施例
に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範
囲において種々変形実施可能なことは勿論である。
に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範
囲において種々変形実施可能なことは勿論である。
【0043】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
素子面積の大幅な増大を抑えて高耐圧化することが可能
な半導体装置を提供できる。
素子面積の大幅な増大を抑えて高耐圧化することが可能
な半導体装置を提供できる。
【図1】本発明の第1の実施例に係り、本発明をIGB
Tに適用した場合を示す平面図。
Tに適用した場合を示す平面図。
【図2】図1の要部を拡大して示す平面図。
【図3】図2のIII−III線に沿った断面図。
【図4】図2のIV−IV線に沿った断面図。
【図5】本発明の第2の実施例に係り、本発明をMOS
FETに適用した場合を示す平面図。
FETに適用した場合を示す平面図。
【図6】図1の要部を拡大して示す平面図。
【図7】図6のVII−VII線に沿った断面図。
【図8】図6のVIII−VIII線に沿った断面図。
【図9】本発明の第3の実施例に係り、本発明をバイポ
ーラトランジスタに適用した場合を示す平面図。
ーラトランジスタに適用した場合を示す平面図。
【図10】図9の要部を拡大して示す平面図。
【図11】図10のXI−XI線に沿った断面図。
【図12】図10のXII−XII線に沿った断面図。
【図13】本発明の第4の実施例に係り、本発明をダイ
オードに適用した場合を示す平面図。
オードに適用した場合を示す平面図。
【図14】図13の要部を拡大して示す平面図。
【図15】図14のXV−XV線に沿った断面図。
【図16】図14のXVI−XVI線に沿った断面図。
【図17】従来のIGBTを示す平面図。
【図18】図17のXVIII−XVIII線に沿った断面図。
【図19】図17のXIX−XIX線に沿った断面図。
1…誘電体分離基板、 10…支持シリコン基板、 11…n−型高抵抗層、 12…酸化膜、 13…n型バッファ層、 13a、13b…エッジ部、 13c…中間部、 14…p+型ドレイン層、 15…p型ベース層、 16…n+型ソース層、 17…ゲート絶縁膜、 18…ゲート電極、 31…n+型ドレイン層、 41…n+型コレクタ層、 42…n+型エミッタ層、 43…p+型ベース層、 51…n+型カソード層、 52…p+型アノード層。
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 史人 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Fターム(参考) 5F003 AP01 BA96 BC01 BC02 BC90 5F110 AA04 AA13 BB12 CC02 DD05 DD13 HL03 HM02 HM04 HM12 HM13
Claims (8)
- 【請求項1】 表面部に第1導電型高抵抗層を持つ半導
体基板と、 前記高抵抗層にストライプ状のパターンにより形成さ
れ、前記高抵抗層よりも不純物濃度が高い第1導電型バ
ッファ層と、 前記バッファ層内に形成された第2導電型ドレイン層
と、 前記高抵抗層内で前記バッファ層から所定距離離間さ
れ、前記バッファ層を取り囲むように形成された第2導
電型ベース層と、 前記第2導電型ベース層内に形成された第1導電型ソー
ス層と、 前記高抵抗層と前記ソース層の間に位置する前記ベース
層の表面に絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを具
備し、 前記バッファ層の長手方向エッジは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径が、直線状の中間部の短手方
向の長さの1/2より長く設定されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項2】 表面部に第1導電型高抵抗層を持つ半導
体基板と、 前記高抵抗層にストライプ状のパターンにより形成さ
れ、前記高抵抗層よりも不純物濃度が高い第1導電型バ
ッファ層と、 前記バッファ層内に形成され、前記バッファ層よりも不
純物濃度が高い第1導電型ドレイン層と、 前記高抵抗層内で前記バッファ層から所定距離離間さ
れ、前記バッファ層を取り囲むように形成された第2導
電型ベース層と、 前記第2導電型ベース層内に形成された第1導電型ソー
ス層と、 前記高抵抗層と前記ソース層の間に位置する前記ベース
層の表面に絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを具
備し、 前記バッファ層の長手方向エッジは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径が、直線状の中間部の短手方
向の長さの1/2より長く設定されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項3】 表面部に第1導電型高抵抗層を持つ半導
体基板と、 前記高抵抗層にストライプ状のパターンにより形成さ
れ、前記高抵抗層よりも不純物濃度が高い第1導電型バ
ッファ層と、 前記バッファ層内に形成され前記バッファ層よりも不純
物濃度が高い第1導電型コレクタ層と、 前記高抵抗層内で前記バッファ層から所定距離離間さ
れ、前記バッファ層を取り囲むように形成された第2導
電型ベース層と、 前記ベース層内に形成された第1導電型エミッタ層とを
具備し、 前記バッファ層の長手方向エッジは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径が、直線状の中間部の短手方
向の長さの1/2より長く設定されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項4】 表面部に第1導電型高抵抗層を持つ半導
体基板と、 前記高抵抗層にストライプ状のパターンにより形成さ
れ、前記高抵抗層よりも不純物濃度が高い第1導電型バ
ッファ層と、 前記バッファ層内に形成された第1導電型カソード層
と、 前記高抵抗層内で前記バッファ層から所定距離離間さ
れ、前記バッファ層を取り囲むように形成された第2導
電型アノード層とを具備し、 前記バッファ層の長手方向エッジは、平面から見た形状
が半円状で、その曲率半径が、直線状の中間部の短手方
向の長さの1/2より長く設定されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項5】 前記ソース層は、前記バッファ層の直線
状の中間部に沿って配置されていることを特徴とする請
求項1又は2記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記エミッタ層は、前記バッファ層の直
線状の中間部に沿って配置されていることを特徴とする
請求項3記載の半導体装置。 - 【請求項7】 前記半導体装置は、前記半導体基板に複
数個並列に形成されていることを特徴とする請求項1乃
至4のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項8】 前記半導体基板は、前記高抵抗層と他の
半導体基板の間に絶縁膜を埋め込んだ誘電体分離ウエハ
であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000087653A JP2001274406A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000087653A JP2001274406A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001274406A true JP2001274406A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18603628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000087653A Pending JP2001274406A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001274406A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006270034A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置 |
JP2012169348A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Denso Corp | 半導体装置 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000087653A patent/JP2001274406A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006270034A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-10-05 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置 |
JP2012169348A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Denso Corp | 半導体装置 |
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