JP2003163352A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2003163352A
JP2003163352A JP2001363022A JP2001363022A JP2003163352A JP 2003163352 A JP2003163352 A JP 2003163352A JP 2001363022 A JP2001363022 A JP 2001363022A JP 2001363022 A JP2001363022 A JP 2001363022A JP 2003163352 A JP2003163352 A JP 2003163352A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which is capable of preventing breakdown of a semiconductor element even when a high-frequency surge is applied. <P>SOLUTION: In a peripheral high voltage breakdown section, a pn junction section by a p<SP>+</SP>-type contact region 22 electrically connected to an emitter electrode 11 and an n<SP>-</SP>-type layer 1B is formed in a surface section of an n<SP>-</SP>-type layer 1B. By forming the pn junction section which has a larger impurity gradient, that is, a lower breakdown voltage, than that of a pn junction section by a p-type well 3, a p-type base region 4, and the n<SP>-</SP>-type layer 1B in a cell section, the pn junction section having a larger impurity gradient is broken down earlier than the cell section when a high-frequency surge is applied, reducing a breakdown current flowing into a semiconductor element. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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MOSFET、絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタ(以下、IGBTと記
す)などのパワー素子を備える半導体装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device including a power element such as a MOSFET or an insulated gate bipolar transistor (hereinafter referred to as an IGBT).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、IGBTなどのパワー素子を備え
る半導体装置において、サージ耐量を向上させるための
手段が外周部に形成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device provided with a power element such as an IGBT, a means for improving a surge resistance is formed on an outer peripheral portion.

【0003】図6に従来のIGBTを有する半導体装置
の断面の一例を示す。この半導体装置は上から見たとき
の形状が略四角形であり、4つの直線部と4つのコーナ
ー部とを有し、図6はこの半導体装置の一辺と垂直な方
向に裁断したときの断面の一例である。図6の右側部分
は複数の半導体素子が形成されている領域の一部分であ
り、以下ではセル部と記す。また、セル部よりも左側の
部分はセル部の外周に形成されている外周耐圧部であ
る。
FIG. 6 shows an example of a cross section of a conventional semiconductor device having an IGBT. This semiconductor device has a substantially quadrangular shape when viewed from above and has four straight line portions and four corner portions. FIG. 6 shows a cross section of the semiconductor device cut in a direction perpendicular to one side. This is an example. The right side portion of FIG. 6 is a part of a region in which a plurality of semiconductor elements are formed, and is hereinafter referred to as a cell portion. Further, a portion on the left side of the cell portion is an outer peripheral breakdown voltage portion formed on the outer periphery of the cell portion.

【0004】半導体基板J1において、p+型基板J1
Aの上にn-型層J1Bが形成されている。セル部で
は、n-型層J1Bの表層部にp型ウェルJ3が形成さ
れている。
In the semiconductor substrate J1, the p + type substrate J1
An n type layer J1B is formed on A. In the cell portion, the p-type well J3 is formed in the surface layer portion of the n -type layer J1B.

【0005】そして、外周耐圧部では、n-型層J1B
の表層部に外周p型ウェルJ13が形成されている。n
-型層J1Bの外周p型ウェルJ13のセル部から離れ
た側の一部分と重なって外周p型ウェルJ13よりも接
合深さが浅い最外周p型ウェルJ14が形成されてい
る。また、n-型層J1Bの表面上に形成されたフィー
ルド酸化膜J16の上に複数のフィールドプレートJ1
7a〜J17dが最外周p型ウェルJ14よりも外側に
形成されている。さらにこれら複数のフィールドプレー
トJ17a〜J17dのそれぞれの間にポリシリコン等
で形成されたツェナーダイオードJ18a〜J18cが
それぞれ配置され、これらが電気的に接続されている。
そして、フィールドプレート17aはゲート配線J19
と接続され、フィールドプレート17dはn+型領域J
15と接続されている。
In the outer periphery breakdown voltage portion, the n -- type layer J1B is formed.
An outer peripheral p-type well J13 is formed on the surface layer portion of the. n
An outermost peripheral p-type well J14 having a junction depth shallower than that of the outer peripheral p-type well J13 is formed by overlapping a part of the outer peripheral p-type well J13 of the type layer J1B away from the cell portion. A plurality of field plates J1 are formed on the field oxide film J16 formed on the surface of the n type layer J1B.
7a to J17d are formed outside the outermost peripheral p-type well J14. Further, Zener diodes J18a to J18c formed of polysilicon or the like are arranged between the plurality of field plates J17a to J17d, respectively, and these are electrically connected.
The field plate 17a has a gate wiring J19.
And the field plate 17d is connected to the n + type region J
It is connected to 15.

【0006】この半導体装置では、外周p型ウェルJ1
3と最外周p型ウェルJ14とフィールドプレートJ1
7a〜J17dとにより、セル部の外周側に集まる電界
が緩和されている。また、ツェナーダイオードJ18a
〜J18cを有していることから、半導体素子のコレク
タ−エミッタ間に一定電圧以上の高電圧サージが印加さ
れたとき、ツェナーダイオードJ18a〜J18cをブ
レークダウンさせ、ゲート配線J19を介し、ゲート電
極J7に電圧を与えることで素子をオンさせ、サージを
素子のオン状態で吸収させている。
In this semiconductor device, the outer peripheral p-type well J1
3, outermost p-type well J14, and field plate J1
7a to J17d alleviate the electric field gathering on the outer peripheral side of the cell portion. In addition, Zener diode J18a
.. to J18c, the Zener diodes J18a to J18c are broken down when a high voltage surge of a certain voltage or more is applied between the collector and the emitter of the semiconductor element, and the gate electrode J7 is provided via the gate wiring J19. The element is turned on by applying a voltage to it, and the surge is absorbed when the element is on.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなツェナー
ダイオードJ18a〜J18cを外周耐圧部に備えてい
ても、高周波サージがこのIGBTに印加された場合で
は、ゲート電極J7が十分に充電がされない等の理由に
より、上記のように素子のオン状態でサージを吸収する
ことができない。そのため、この場合では、セル部のp
型ウェルJ3の底面と外周耐圧部の最外周p型ウェルJ
14のエッジ部で同時にブレークダウンさせ、サージを
吸収している。
Even if the above-mentioned Zener diodes J18a to J18c are provided in the outer periphery breakdown voltage portion, the gate electrode J7 is not sufficiently charged when a high frequency surge is applied to this IGBT. For this reason, the surge cannot be absorbed in the ON state of the element as described above. Therefore, in this case, p of the cell part is
Outermost p-type well J on the bottom surface of the well J3
The 14 edges are broken down at the same time to absorb the surge.

【0008】しかし、例えば、四角形状の半導体装置で
は、外周耐圧部は、半導体装置の辺に沿った直線部では
直線状に形成され、半導体装置のコーナー部では曲線状
に形成されている。通常、直線部とコーナー部とではコ
ーナー部の方が直線部に比べて耐圧が低くなっているた
め、高周波サージが印加されると、外周耐圧部では、コ
ーナー部の最外周p型ウェルJ14のエッジ部という局
所的部分でブレークダウンが起きるので、吸収できるサ
ージ量が制限されてしまう。このため、外周耐圧部で吸
収できないサージはセル部で吸収しなければならず、こ
のセル部で流れるブレークダウン電流が半導体素子の耐
量よりも大きい場合では、半導体素子が破壊されてしま
う。
However, for example, in a quadrangular semiconductor device, the outer periphery breakdown voltage portion is formed in a straight line shape in a straight line portion along a side of the semiconductor device and in a curved shape in a corner portion of the semiconductor device. Normally, the breakdown voltage of the straight portion and the corner portion of the corner portion is lower than that of the straight portion. Therefore, when a high-frequency surge is applied, the outer circumference breakdown voltage portion of the outermost p-type well J14 of the corner portion is exposed. Since the breakdown occurs locally in the edge part, the surge amount that can be absorbed is limited. Therefore, a surge that cannot be absorbed by the outer peripheral breakdown voltage portion must be absorbed by the cell portion, and if the breakdown current flowing in this cell portion is larger than the withstand capacity of the semiconductor element, the semiconductor element will be destroyed.

【0009】本発明は上記点に鑑みて、高周波サージが
印加された場合でも、半導体素子の破壊を防止すること
ができる半導体装置を提供することを目的とする。
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing the destruction of a semiconductor element even when a high frequency surge is applied.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、耐圧領域は第1導電型
の半導体層と第2半導体領域との間にpn接合部を有
し、このpn接合部は半導体層と第1半導体領域とによ
り形成されるpn接合部よりも不純物勾配が大きく、サ
ージが印加されたときに先にブレークダウンするように
なっていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, the breakdown voltage region has a pn junction between the first conductivity type semiconductor layer and the second semiconductor region. The pn junction has a larger impurity gradient than the pn junction formed by the semiconductor layer and the first semiconductor region, and is designed to be broken down first when a surge is applied. .

【0011】このように耐圧領域において、第1導電型
の半導体層と第1半導体領域により形成されるpn接合
部よりも不純物勾配が大きい、すなわち、耐圧が低いp
n接合部が形成されていることから、サージが印加され
た場合、半導体素子が形成されている領域よりも先にこ
のpn接合部でブレークダウンさせることができる。こ
れにより、半導体素子に流れるブレークダウン電流を減
少させることができるので、ブレークダウン電流による
半導体素子の破壊を防止することができる。
In this way, in the breakdown voltage region, the impurity gradient is larger than that of the pn junction formed by the first conductivity type semiconductor layer and the first semiconductor region, that is, the breakdown voltage p is low.
Since the n-junction is formed, when a surge is applied, the pn-junction can be broken down prior to the region where the semiconductor element is formed. As a result, the breakdown current flowing through the semiconductor element can be reduced, so that the breakdown of the semiconductor element due to the breakdown current can be prevented.

【0012】耐圧領域のpn接合部を、例えば請求項2
のように、第1導電型の半導体層と第2導電型の第2半
導体領域とによって形成することができる。また、請求
項3のように第1導電型の半導体層と第2半導体領域と
の間に形成され、第1導電型の半導体層よりも不純物濃
度が高い第1導電型の半導体領域(50)と、第2半導
体領域とによって形成することができる。
The pn junction portion of the breakdown voltage region may be formed, for example,
As described above, the semiconductor layer of the first conductivity type and the second semiconductor region of the second conductivity type can be formed. Further, according to claim 3, the first conductivity type semiconductor region (50) is formed between the first conductivity type semiconductor layer and the second semiconductor region, and has a higher impurity concentration than the first conductivity type semiconductor layer. And the second semiconductor region.

【0013】また、請求項4のように、耐圧領域のpn
接合部の全接合面は電流集中を緩和するように平面状に
することで、このpn接合部に流れるブレークダウン電
流の電流密度を低下させることができる。これにより、
このpn接合部近辺の領域のブレークダウン電流による
破壊に対する信頼性を高めることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the pn of the breakdown voltage region is
The current density of the breakdown current flowing in the pn junction can be reduced by making all the junction surfaces of the junction flat so as to reduce current concentration. This allows
The reliability of the region near the pn junction portion against breakdown due to the breakdown current can be improved.

【0014】また、耐圧領域のpn接合部でブレークダ
ウンするように、例えば、請求項5では、第2半導体領
域は金属電極と直接電気的に接続されている。請求項6
では、第2半導体領域を金属層を介して金属電極と電気
的に接続されている。また、請求項7では、耐圧領域に
は半導体層の表層部に第2半導体領域(44)よりも不
純物濃度が低く、金属電極(11)と電気的に接続され
た第2導電型の第3半導体領域(43)が形成されてお
り、pn接合部を構成する第2半導体領域は、この第3
半導体領域を介して金属電極と電気的に接続されてい
る。
Further, for example, in the fifth aspect, the second semiconductor region is directly electrically connected to the metal electrode so that the breakdown occurs at the pn junction of the breakdown voltage region. Claim 6
Then, the second semiconductor region is electrically connected to the metal electrode via the metal layer. In the claim 7, in the breakdown voltage region, the impurity concentration is lower than that of the second semiconductor region (44) in the surface layer portion of the semiconductor layer, and the second conductivity type third electrode electrically connected to the metal electrode (11). The semiconductor region (43) is formed, and the second semiconductor region forming the pn junction is the third semiconductor region.
It is electrically connected to the metal electrode via the semiconductor region.

【0015】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
The reference numerals in parentheses of the above-mentioned means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)図1に本発明の
一実施形態を適用したIGBTを有する半導体装置の一
部分の断面を示す。図1の右側部分はセル部であり、セ
ル部よりも左側の部分はセル部の外周に形成されている
外周耐圧部である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 shows a partial cross section of a semiconductor device having an IGBT to which an embodiment of the present invention is applied. The right side portion of FIG. 1 is the cell portion, and the portion on the left side of the cell portion is the outer periphery breakdown voltage portion formed on the outer periphery of the cell portion.

【0017】半導体基板1において、p+型基板1Aの
上にn-型層1Bが形成されている。この半導体基板1
はp+型基板1A側の面を裏面1a、n-型層1B側の面
を主表面1bとしている。そして、裏面1aにはコレク
タ電極2が形成されている。
In the semiconductor substrate 1, the n type layer 1B is formed on the p + type substrate 1A. This semiconductor substrate 1
Has a back surface 1a on the p + type substrate 1A side and a main surface 1b on the n type layer 1B side. The collector electrode 2 is formed on the back surface 1a.

【0018】セル部では、半導体基板1の主表面1b側
において、n-型層1Bの表層部にp型ウェル3が形成
されており、このp型ウェル3よりも接合深さが浅く、
p型ウェル3と重なってp型ベース領域4が形成されて
いる。さらに、このp型ベース領域4の内部にはn+
ソース領域5が形成されている。また、半導体基板1の
主表面1bの上にはゲート絶縁膜6を介してポリシリコ
ン等からなるゲート電極7が設けられている。そして、
このゲート電極7の下に位置するn+型ソース領域5と
-型層1Bとに挟まれたp型ベース領域4がチャネル
領域8となっている。
In the cell portion, on the main surface 1b side of the semiconductor substrate 1, a p-type well 3 is formed in the surface layer portion of the n -- type layer 1B, and the junction depth is shallower than the p-type well 3.
A p-type base region 4 is formed so as to overlap with the p-type well 3. Further, an n + type source region 5 is formed inside the p type base region 4. A gate electrode 7 made of polysilicon or the like is provided on the main surface 1b of the semiconductor substrate 1 via a gate insulating film 6. And
The p-type base region 4 sandwiched between the n + -type source region 5 and the n -type layer 1B located under the gate electrode 7 serves as a channel region 8.

【0019】また、p型ベース領域4の表層部のうち、
+型ソース領域5に対してチャネル領域8の反対側に
はn+型ソース領域5と重なってp+型領域9が形成され
ている。そして、n-型層1Bの表面上に形成されたB
PSGまたはPSG等からなる層間絶縁膜10の上にA
l合金等からなるエミッタ電極11が設けられている。
このエミッタ電極11は層間絶縁膜10に形成されたコ
ンタクトホール12を通して、n+型ソース領域5、p+
型領域9と電気的に接続されている。
Of the surface layer of the p-type base region 4,
n + on the opposite side of the channel region 8 for type source region 5 p + -type region 9 overlaps with the n + -type source region 5 is formed. Then, B formed on the surface of the n -type layer 1B
A is formed on the interlayer insulating film 10 made of PSG or PSG or the like.
An emitter electrode 11 made of an l-alloy or the like is provided.
The emitter electrode 11 passes through the contact hole 12 formed in the interlayer insulating film 10 and then the n + type source region 5 and p +
It is electrically connected to the mold region 9.

【0020】このように、p型ベース領域4とn+型ソ
ース領域5とp+型領域9とを有し、p+型領域9の上の
エミッタ電極11と、p型ベース領域4のうちのチャネ
ル領域8上のゲート電極7とを有する構造を1セルとし
て、セル部は、これらが複数設置された構成となってい
る。
As described above, the p-type base region 4, the n + -type source region 5, and the p + -type region 9 are included, and the emitter electrode 11 on the p + -type region 9 and the p-type base region 4 are The structure having the gate electrode 7 on the channel region 8 of 1 is defined as one cell, and the cell portion has a configuration in which a plurality of these are installed.

【0021】一方、外周耐圧部では、n-型層1Bの表
層部のうち、最外周のセルの周りにp型ウェル3と接合
深さが等しい外周p型ウェル13が形成されている。そ
して、この外周p型ウェル13に対してセル部から離れ
た側であって、この外周p型ウェル13の一部分と重な
ってp型ベース領域4と接合深さが等しい最外周p型ウ
ェル14が形成されている。また、n-型層1Bの表層
部の最外周側にはn+型コンタクト領域15が形成され
ている。
On the other hand, in the outer peripheral breakdown voltage portion, an outer peripheral p-type well 13 having the same junction depth as the p-type well 3 is formed around the outermost peripheral cell in the surface layer portion of the n type layer 1B. Then, an outermost peripheral p-type well 14 that is on the side away from the cell portion with respect to the outer peripheral p-type well 13 and overlaps a part of the outer peripheral p-type well 13 and has the same junction depth as the p-type base region 4 is formed. Has been formed. An n + type contact region 15 is formed on the outermost peripheral side of the surface layer portion of the n type layer 1B.

【0022】そして、n-型層1Bの上にはフィールド
酸化膜16が形成されており、このフィールド酸化膜1
6の上で最外周p型ウェル14の外周側端部からn+
コンタクト領域15のセル部側端部の間にポリシリコン
あるいはAl等のフィールドプレート17a〜17dが
形成され、このフィールドプレート17a〜17dのそ
れぞれの間にポリシリコン等によるツェナーダイオード
18a〜18cがそれぞれ形成され、これらは電気的に
接続されている。さらに、フィールド酸化膜16の上に
層間絶縁膜10が形成されている。また、この層間絶縁
膜10の上にゲート配線19が設けられており、このゲ
ート配線19は層間絶縁膜10に形成されたコンタクト
ホール20を通してフィールドプレート17aと電気的
に接続されている。また、層間絶縁膜10上の最外周側
には等電位プレート21が設けられている。この等電位
プレート21はフィールドプレート17dと、n+型コ
ンタクト領域15とに電気的に接続されている。
A field oxide film 16 is formed on the n -- type layer 1B.
6, field plates 17a to 17d of polysilicon, Al, or the like are formed between the outer peripheral side end of the outermost peripheral p-type well 14 and the cell side end of the n + type contact region 15, and the field plate 17a is formed. Zener diodes 18a to 18c made of polysilicon or the like are formed between the respective layers 17d to 17d, and these are electrically connected. Further, the interlayer insulating film 10 is formed on the field oxide film 16. A gate wiring 19 is provided on the interlayer insulating film 10, and the gate wiring 19 is electrically connected to the field plate 17a through a contact hole 20 formed in the interlayer insulating film 10. Further, an equipotential plate 21 is provided on the outermost peripheral side on the interlayer insulating film 10. The equipotential plate 21 is electrically connected to the field plate 17d and the n + type contact region 15.

【0023】ここで、外周耐圧部の外周p型ウェル13
が形成されている領域の構造を説明する。外周p型ウェ
ル13はセル部側に形成された外周p型ウェル13a
と、セル部から外周に向かう方向の幅が外周p型ウェル
13aよりも広く外周側に形成された外周p型ウェル1
3bとによって構成されている。そして、これら外周p
型ウェル13a、13bとの間でこれらの両方に重なっ
てn-型層1Bの表層部にp+型コンタクト領域22が形
成されている。このp+型コンタクト領域22は外周p
型ウェル13上まで延設されたエミッタ電極11と、層
間絶縁膜10に形成されたコンタクトホール23を通し
て電気的に接続されている。
Here, the outer peripheral p-type well 13 of the outer peripheral pressure-resistant portion.
The structure of the region in which is formed will be described. The outer peripheral p-type well 13 is the outer peripheral p-type well 13a formed on the cell side.
And the outer peripheral p-type well 1 formed on the outer peripheral side so that the width from the cell portion toward the outer periphery is wider than the outer peripheral p-type well 13a.
3b and. And these outer perimeter p
A p + type contact region 22 is formed in the surface layer portion of the n type layer 1B so as to overlap with both of the type wells 13a and 13b. This p + type contact region 22 has an outer periphery p
The emitter electrode 11 extending up to the mold well 13 is electrically connected through a contact hole 23 formed in the interlayer insulating film 10.

【0024】すなわち、本実施形態では外周耐圧部に、
+型コンタクト領域22とn-型層1Bとによるpn接
合部が形成された構造になっている。
That is, in the present embodiment, the outer periphery withstanding voltage portion is
The structure is such that a pn junction portion is formed by the p + type contact region 22 and the n type layer 1B.

【0025】このp+型コンタクト領域22は外周p型
ウェル13やセル部のp型ウェル3及びp型ベース領域
4よりも不純物濃度が高いことから、このpn接合部は
外周p型ウェル13とn-型層1Bとによるpn接合部
や、セル部でのn-型層1Bとp型ウェル3、又はp型
ベース領域4とによるpn接合部よりも不純物勾配が大
きい。すなわち、p+型コンタクト領域22とn-型層1
Bとの接合部は他の領域よりも耐圧が低い。
Since the p + -type contact region 22 has a higher impurity concentration than the outer peripheral p-type well 13, the p-type well 3 and the p-type base region 4 in the cell portion, the pn junction is the outer peripheral p-type well 13. The impurity gradient is larger than that of the pn junction formed by the n type layer 1B and the pn junction formed by the n type layer 1B and the p type well 3 or the p type base region 4 in the cell portion. That is, the p + type contact region 22 and the n type layer 1
The junction with B has a lower breakdown voltage than other regions.

【0026】このため、高周波サージが印加されたと
き、この接合部においてセル部よりも先にブレークダウ
ンを起こさせることができ、図1に示す矢印のようにブ
レークダウン電流を流すことができる。これにより、セ
ル部に流れるブレークダウン電流を減少させることがで
き、半導体素子のブレークダウン電流による破壊を防止
できる。
Therefore, when a high frequency surge is applied, a breakdown can be caused at this junction before the cell portion, and a breakdown current can flow as shown by the arrow in FIG. As a result, the breakdown current flowing in the cell portion can be reduced, and the breakdown of the semiconductor element due to the breakdown current can be prevented.

【0027】また、従来のように外周p型ウェル13が
2つに分かれてなく、外周p型ウェル13の内部にp+
型コンタクト領域22が形成されている構造では、ブレ
ークダウン電流は最外周p型ウェル14のエッジ部から
外周p型ウェル13の表層部を介し、コンタクトホール
23を通じてエミッタ電極11に流れていた。このた
め、わずかながらも外周p型ウェル13がブレークダウ
ン電流に対する抵抗成分となっており、ブレークダウン
電流の量が抑制されていた。また、ブレークダウン電流
の電流密度の大きさによっては、外周p型ウェル13が
破壊されてしまう恐れがあった。これに対して、本実施
形態では、p+型コンタクト領域22がエミッタ電極1
1と電気的に直接接続されていることから、ブレークダ
ウン電流は外周p型ウェル13を介さずに図中の矢印の
ように流れる。したがって、このpn接合部にブレーク
ダウン電流を従来よりも多く流すことができ、半導体素
子に流れるブレークダウン電流を減少させることができ
る。また、外周p型ウェル13のブレークダウン電流に
よる破壊を防止することができる。
Further, unlike the conventional case, the outer peripheral p-type well 13 is not divided into two, but p + + is provided inside the outer peripheral p-type well 13.
In the structure in which the type contact region 22 is formed, the breakdown current flows from the edge portion of the outermost peripheral p-type well 14 through the surface layer portion of the outer peripheral p-type well 13 to the emitter electrode 11 through the contact hole 23. For this reason, the outer peripheral p-type well 13 is a resistance component to the breakdown current, although slightly, and the amount of the breakdown current is suppressed. Further, depending on the current density of the breakdown current, the outer peripheral p-type well 13 may be destroyed. On the other hand, in the present embodiment, the p + type contact region 22 has the emitter electrode 1
Since it is electrically directly connected to 1, the breakdown current flows as shown by the arrow in the figure without passing through the outer peripheral p-type well 13. Therefore, more breakdown current can be made to flow through the pn junction than in the conventional case, and the breakdown current flowing in the semiconductor element can be reduced. Further, it is possible to prevent the breakdown of the outer peripheral p-type well 13 due to the breakdown current.

【0028】本実施形態では、さらに、次のような効果
を有している。外周耐圧部の外周p型ウェル13のセル
部側に不純物勾配が大きなpn接合部を形成しているの
で、サージが印加されたとき、半導体装置の直線部でも
ブレークダウンさせることができる。これにより、pn
接合部に流れるブレークダウン電流の電流密度を低下さ
せることができる。また、p+型コンタクト領域22と
-型層1Bとによるエッジ部を含まない平面状のpn
接合面22aを形成しているので、ブレークダウン電流
をこの平面状のpn接合面22aに流すことができる。
この場合、エッジ部を流れる場合よりもブレークダウン
電流が流れる面積は大きくなり、電流密度を低下させる
ことができる。これにより、ブレークダウン電流が流れ
るpn接合部近辺の領域のブレークダウン電流による破
壊に対する信頼性を高めることができる。
The present embodiment further has the following effects. Since the pn junction portion having a large impurity gradient is formed on the cell portion side of the outer peripheral p-type well 13 of the outer peripheral breakdown voltage portion, it is possible to break down even the linear portion of the semiconductor device when a surge is applied. This makes pn
The current density of the breakdown current flowing in the junction can be reduced. In addition, a planar pn that does not include an edge portion formed by the p + type contact region 22 and the n type layer 1B.
Since the junction surface 22a is formed, the breakdown current can flow to the planar pn junction surface 22a.
In this case, the area through which the breakdown current flows is larger than that in the case where the breakdown current flows, and the current density can be reduced. As a result, it is possible to enhance the reliability of the breakdown of the region near the pn junction where the breakdown current flows due to the breakdown current.

【0029】なお、上記した実施形態では、外周耐圧部
に外周p型ウェル13a、13bを形成していたが、外
周p型ウェル13aを形成しない構造とすることもでき
る。このときの半導体装置の断面図を図2に示す。この
場合、外周耐圧部において、p+型コンタクト領域22
の平面状の底面だけでなく、エッジ部においてもp+
コンタクト領域22とn-型層1Bとのpn接合部が形
成されている。エッジ部は電界が集中することから、p
+型コンタクト領域22のエッジ部の耐圧は図1の場合
より低くなり、このエッジ部にてより積極的にブレーク
ダウンをさせることができる。
In the above embodiment, the outer peripheral p-type wells 13a and 13b are formed in the outer peripheral withstand voltage portion, but the outer peripheral p-type well 13a may be omitted. A cross-sectional view of the semiconductor device at this time is shown in FIG. In this case, the p + type contact region 22 is
The pn junction between the p + -type contact region 22 and the n -type layer 1B is formed not only on the planar bottom face, but also on the edge portion. Since the electric field is concentrated at the edge part, p
The breakdown voltage of the edge portion of the + type contact region 22 becomes lower than that in the case of FIG. 1, and the breakdown can be more positively made at this edge portion.

【0030】このことから、不純物勾配が大きなpn接
合部の形状を、目的に応じて決定することができる。す
なわち、外周耐圧部でより積極的にブレークダウンさせ
たい場合では、このpn接合部がエッジ部を有するよう
な構造とし、また、pn接合部のブレークダウン電流に
よる破壊に対する信頼性を高めたい場合では、このpn
接合部がエッジ部を有さない平面状の構造とすれば良
い。
From this, the shape of the pn junction having a large impurity gradient can be determined according to the purpose. That is, in the case of more positively breaking down in the outer breakdown voltage portion, the pn junction has a structure having an edge portion, and in the case of increasing the reliability of breakdown of the pn junction due to the breakdown current. , This pn
It suffices if the joining portion has a planar structure having no edge portion.

【0031】また、本実施形態を適用した半導体装置は
従来の半導体装置の製造工程において、外周p型ウェル
J13を形成する際のマスクパターンを変更することで
外周p型ウェル13a、13bを形成することができ
る。本実施形態では、このように不純物勾配が大きなp
n接合部をセル部ではなく、外周耐圧部に形成すること
から、セル部の構造に関係なくこのpn接合部を形成す
ることができ、また、セル部のパターン設計に制限を与
えることはない。したがって、セル部の設計の自由度を
大きくすることができる。 (第2実施形態)図3に本発明の第2実施形態を適用し
た半導体装置の断面図を示す。この実施形態では、外周
耐圧部において、図6の従来の外周p型ウェルJ13と
同様の形状の外周p型ウェル33が形成されている。こ
の外周p型ウェル33のうちコンタクトホール23の下
に相当する領域に外周p型ウェル33と同等の深さのト
レンチ34が形成され、さらにこのトレンチ34内にタ
ングステン等によるコンタクトプラグ35が形成されて
いる。そして、このトレンチ34の底面の近辺にp +
コンタクト領域32が外周p型ウェル33と重なって形
成され、p+型コンタクト領域32とn-型層1Bとによ
るpn接合部が形成されている。また、p+型コンタク
ト領域32はコンタクトプラグ35を介してエミッタ電
極と電気的に接続されている。
The semiconductor device to which this embodiment is applied is
In a conventional semiconductor device manufacturing process, an outer peripheral p-type well
By changing the mask pattern when forming J13
Peripheral p-type wells 13a, 13b can be formed
It In the present embodiment, p having such a large impurity gradient is used.
Forming the n-junction part in the outer breakdown voltage part, not in the cell part
To form this pn junction regardless of the cell structure.
And restricts the pattern design of the cell part.
There is no gain. Therefore, the degree of freedom in designing the cell section is increased.
Can be large. (Second Embodiment) A second embodiment of the present invention is applied to FIG.
A sectional view of the semiconductor device is shown. In this embodiment, the perimeter
In the withstand voltage portion, the conventional outer peripheral p-type well J13 of FIG.
An outer peripheral p-type well 33 having a similar shape is formed. This
Of the outer periphery p-type well 33 below the contact hole 23
To a region having a depth equivalent to that of the outer peripheral p-type well 33.
The wrench 34 is formed, and the trench 34 is further tapped.
The contact plug 35 is formed of
There is. Then, p near the bottom surface of the trench 34 +Type
The contact region 32 is formed so as to overlap the outer peripheral p-type well 33.
Formed, p+Mold contact regions 32 and n-With the mold layer 1B
A pn junction is formed. Also, p+Type contact
The emitter region 32 is connected to the emitter electrode via the contact plug 35.
It is electrically connected to the pole.

【0032】このようにp+型コンタクト領域32とn-
型層1Bとによる不純物勾配がセル部よりも大きなpn
接合部をトレンチ34の底面近傍に形成することによ
り、高周波サージが印加されたとき、このpn接合部に
おいてもセル部よりも先にブレークダウンをさせること
ができ、図3に示す矢印のようにブレークダウン電流を
流すことができる。したがって、セル部に流れるブレー
クダウン電流を減少させることができ、半導体素子のブ
レークダウン電流による破壊を防止できる。
As described above, the p + type contact region 32 and the n
Pn having an impurity gradient larger than that of the cell portion due to the mold layer 1B
By forming the junction near the bottom surface of the trench 34, when a high frequency surge is applied, the pn junction can also be broken down prior to the cell portion, as shown by the arrow in FIG. Breakdown current can flow. Therefore, the breakdown current flowing through the cell portion can be reduced, and the breakdown of the semiconductor element due to the breakdown current can be prevented.

【0033】また、本実施形態でも、p+型コンタクト
領域32がコンタクトプラグ35を介してエミッタ電極
11と電気的に接続されていることから、ブレークダウ
ン電流は外周p型ウェル33を介さずに流れる。したが
って、このpn接合部にブレークダウン電流を従来より
も多く流すことができ、半導体素子に流れるブレークダ
ウン電流を減少させることができる。
Also in this embodiment, since the p + type contact region 32 is electrically connected to the emitter electrode 11 via the contact plug 35, the breakdown current does not pass through the outer peripheral p type well 33. Flowing. Therefore, more breakdown current can be made to flow through the pn junction than in the conventional case, and the breakdown current flowing in the semiconductor element can be reduced.

【0034】また、p+型コンタクト領域32の平面状
の底面だけでなく、エッジ部においてもp+型コンタク
ト領域22とn-型層1Bとのpn接合部が形成されて
いる。エッジ部は電界が集中することから、このエッジ
部分において、セル部よりも先にブレークダウンをさせ
ることができる。これによっても、半導体素子に流れる
ブレークダウン電流を減少させることができる。
In addition to the planar bottom surface of the p + -type contact region 32, the pn junction between the p + -type contact region 22 and the n -type layer 1B is formed not only at the edge portion. Since the electric field is concentrated at the edge portion, it is possible to break down the edge portion earlier than the cell portion. This also makes it possible to reduce the breakdown current flowing through the semiconductor element.

【0035】さらに、外周p型ウェル33のセル部側に
不純物勾配が大きなpn接合部を形成しているので、サ
ージが印加されたとき、半導体装置の直線部でもブレー
クダウンさせることができる。これにより、pn接合部
に流れるブレークダウン電流の電流密度を低下させるこ
とができ、このpn接合部のブレークダウン電流による
破壊に対する信頼性を高めることができる。
Further, since the pn junction having a large impurity gradient is formed on the cell portion side of the outer peripheral p-type well 33, the linear portion of the semiconductor device can be broken down when a surge is applied. As a result, the current density of the breakdown current flowing in the pn junction can be reduced, and the reliability of the breakdown of the pn junction due to the breakdown current can be improved.

【0036】なお、このような構造は、従来の半導体装
置の製造工程において、外周p型ウェル33を形成した
後に、トレンチ34を形成し、その後、イオン注入によ
りp +型コンタクト領域32を形成し、さらにコンタク
トプラグ35を形成する工程を追加することで形成する
ことができる。 (第3実施形態)図4に本実施形態を適用した半導体装
置の断面図を示す。外周耐圧部では、n -型層1Bの表
層部に図6の従来の外周p型ウェルJ13、p+型コン
タクト領域J22と同様の形態の外周p型ウェル43、
+型コンタクト領域22とが形成されている。そし
て、従来と異なって、p型ウェル3、p型ベース領域
4、外周p型ウェル43よりも不純物濃度が大きな最外
周p+型ウェル44が外周p型ウェル43の外周側で、
外周p型ウェル43と重なって形成されている。
Incidentally, such a structure has a conventional semiconductor device.
The outer peripheral p-type well 33 was formed in the manufacturing process of
After that, the trench 34 is formed, and then ion implantation is performed.
P +Forming a mold contact region 32, and further contact
Formed by adding a step of forming the top plug 35
be able to. (Third Embodiment) FIG. 4 shows a semiconductor device to which the present embodiment is applied.
FIG. In the outer pressure resistant part, n -Table of mold layer 1B
The conventional peripheral p-type wells J13 and p shown in FIG.+Type control
An outer peripheral p-type well 43 having the same configuration as the tact area J22,
p+A mold contact region 22 is formed. That
Different from the conventional one, the p-type well 3 and the p-type base region
4. Outermost, where the impurity concentration is higher than that of the outer peripheral p-type well 43
Lap p+The mold well 44 is on the outer peripheral side of the outer peripheral p-type well 43,
It is formed so as to overlap the outer peripheral p-type well 43.

【0037】本実施形態では、セル部や外周p型ウェル
43にてn-型層1Bと形成されるpn接合部よりも不
純物勾配が大きいので、この最外周p+型ウェル44の
耐圧を低下させることができる。また、この最外周p+
型ウェル44は従来の最外周p型ウェルJ14よりも不
純物濃度が高いことから、従来よりも接合深さが浅く、
従来よりもエッジ部の曲率半径が小さくなっている。曲
率半径が小さくなっていることから、高周波サージが印
加されたときにエッジ部の周りでは電荷集中がおき、エ
ッジ部での電界強度が他の領域よりも大きくなる。これ
らのことから、高周波サージが印加された場合、従来よ
りも早く最外周p+型ウェル44でブレークダウンさせ
ることができる。これにより、従来よりも半導体素子に
流れるブレークダウン電流を減少させることができる。
In this embodiment, since the impurity gradient is larger than that of the pn junction formed with the n -- type layer 1B in the cell portion and the outer peripheral p-type well 43, the breakdown voltage of the outermost peripheral p + -type well 44 is lowered. Can be made. Also, this outermost p +
Since the type well 44 has a higher impurity concentration than that of the conventional outermost p-type well J14, the junction depth is shallower than that of the conventional type well.
The radius of curvature of the edge portion is smaller than in the conventional case. Since the radius of curvature is small, when the high frequency surge is applied, electric charges are concentrated around the edge portion, and the electric field strength at the edge portion becomes larger than that in other regions. From these things, when a high frequency surge is applied, it is possible to break down in the outermost peripheral p + type well 44 earlier than before. As a result, the breakdown current flowing through the semiconductor element can be reduced as compared with the conventional case.

【0038】なお、本実施形態を適用した半導体装置
は、従来の製造工程において、最外周p型ウェルJ14
をp型ベース領域J4と同時にイオン注入にて形成して
いたのを、例えば、p+型コンタクト領域22をイオン
注入にて形成するときにこれと同時に最外周p+型ウェ
ル44を形成するように変更することで得られる。 (第4実施形態)図5に本発明の第4実施形態を適用し
た半導体装置の断面図を示す。図5では、外周耐圧部に
おいて、図1の外周p型ウェル13a、13bと同様の
位置に外周p+型ウェル53a、53bがそれぞれ形成
されており、外周p+型ウェル53a、53bの間にp+
型コンタクト領域22が形成されている。そして、p+
型コンタクト領域22の下にn+型領域50が形成され
た構成となっている。
The semiconductor device to which this embodiment is applied has the outermost peripheral p-type well J14 in the conventional manufacturing process.
Is formed by ion implantation at the same time as the p-type base region J4. For example, when the p + -type contact region 22 is formed by ion implantation, the outermost peripheral p + -type well 44 is formed at the same time. It can be obtained by changing to. (Fourth Embodiment) FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor device to which the fourth embodiment of the present invention is applied. In Figure 5, the outer peripheral withstand voltage portion, the outer peripheral p-type well 13a in FIG. 1, 13b similar to the outer periphery p + -type well 53a in the position, 53b are formed respectively, the outer peripheral p + -type well 53a, between the 53b p +
A mold contact region 22 is formed. And p +
An n + type region 50 is formed below the type contact region 22.

【0039】なお、これらの領域の表面濃度は、高い方
から、p+型コンタクト領域22、外周p+型ウェル53
a、53b、n+型領域50の順となっている。このよ
うな構造の半導体装置は従来の半導体装置の製造工程に
おいて、イオン注入により外周p型ウェルJ13を形成
する工程を次のように変更することで得られる。例え
ば、p型不純物濃度が1×1018cm-3となるように外
周p+型ウェル53a、53bを形成する。次にn型不
純物濃度が5×1016cm-3となるようにn+型領域5
0を形成する。その後、p型不純物濃度が1×1019
-3となるようにp+型コンタクト領域22を形成す
る。
The surface concentrations of these regions are, from the highest, the p + type contact region 22 and the outer peripheral p + type well 53.
The order is a, 53b, and n + type region 50. The semiconductor device having such a structure can be obtained by changing the process of forming the outer peripheral p-type well J13 by ion implantation as follows in the conventional semiconductor device manufacturing process. For example, the outer peripheral p + -type wells 53a and 53b are formed so that the p-type impurity concentration becomes 1 × 10 18 cm −3 . Next, the n + -type region 5 is adjusted so that the n-type impurity concentration becomes 5 × 10 16 cm −3.
Form 0. After that, the p-type impurity concentration is 1 × 10 19 c
The p + type contact region 22 is formed so as to have m −3 .

【0040】本実施形態では、このようにp+型コンタ
クト領域22とn+型領域50とにより、第1実施形態
よりも不純物勾配が大きなpn接合部が形成され、n+
型領域50にn-型層1Bが接続され、p+型コンタクト
領域22にエミッタ電極11が接続されている。
[0040] In this embodiment, by thus the p + -type contact region 22 and n + -type region 50, the impurity gradient than the first embodiment is a large pn junction is formed, n +
The n type layer 1B is connected to the mold region 50, and the emitter electrode 11 is connected to the p + type contact region 22.

【0041】この場合、第1実施形態よりもこのpn接
合部の耐圧が低いので、高周波サージが印加された場
合、このpn接合部で第1実施形態の場合よりもより早
くブレークダウンさせることができる。このことから、
セル部に流れるブレークダウン電流を減少させる効果が
より高くなる。
In this case, since the breakdown voltage of the pn junction is lower than that in the first embodiment, when a high frequency surge is applied, the pn junction can be broken down earlier than in the first embodiment. it can. From this,
The effect of reducing the breakdown current flowing in the cell portion becomes higher.

【0042】また、本実施形態においても、p+型コン
タクト領域22にエミッタ電極11が電気的に直接接続
されていること、pn接合部の接合面にはエッジ部が含
まれておらず平面状になっていること、pn接合部が外
周p+型ウェル53のセル部側に形成されていること等
から、第1実施形態と同様の効果が得られる。 (他の実施形態)また、第1実施形態と第3実施形態と
を組み合わせることも可能である。図示しないが、第1
実施形態のようにコンタクトホール23の下にセル部よ
りも不純物勾配が大きなpn接合部を配置し、第3実施
形態のように外周p型ウェル43に重なって最外周p+
型ウェル44が形成された構成としても良い。
Also in this embodiment, the emitter electrode 11 is electrically directly connected to the p + -type contact region 22, and the junction surface of the pn junction does not include an edge portion and is planar. And the pn junction portion is formed on the cell portion side of the outer peripheral p + type well 53, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. (Other Embodiments) It is also possible to combine the first embodiment and the third embodiment. Although not shown, the first
As in the third embodiment, a pn junction having an impurity gradient larger than that of the cell portion is arranged under the contact hole 23, and overlaps with the outer peripheral p-type well 43 as in the third embodiment to overlap the outermost peripheral p +.
The mold well 44 may be formed.

【0043】このように、セル部に形成されているpn
接合部よりも不純物勾配が大きなpn接合部を外周耐圧
部に複数形成することで、半導体素子に流れるブレーク
ダウン電流をより減少させることができる。なお、第2
実施形態と第4実施形態とを組み合わせることもでき
る。
The pn formed in the cell portion in this way
By forming a plurality of pn junctions having a larger impurity gradient than the junctions in the outer breakdown voltage portion, the breakdown current flowing through the semiconductor element can be further reduced. The second
The embodiment and the fourth embodiment can be combined.

【0044】また、上記第1〜第4実施形態において、
外周耐圧部では、外周p型ウェル11以外にフィールド
プレートと、ツェナーダイオードとを設けていたが、こ
れらの形状や配置等は上記実施形態以外であっても良
い。また、耐圧手段はこれらに限定されず、ガードリン
グなどの他の一般的な耐圧手段が形成されていても良
い。
Further, in the above-mentioned first to fourth embodiments,
Although the field plate and the Zener diode are provided in the outer peripheral withstand voltage portion in addition to the outer peripheral p-type well 11, the shape and arrangement thereof may be other than those in the above-described embodiment. Further, the pressure resistance means is not limited to these, and other general pressure resistance means such as a guard ring may be formed.

【0045】なお、第1〜第4実施形態では、セル部の
面積を減少させないように外周耐圧部において、セル部
よりも不純物勾配が大きなpn接合部を形成していた
が、この領域を外周耐圧部以外に形成しても良い。すな
わち、半導体素子と半導体素子との間にこのようなpn
接合部を有する領域を形成する。これによっても、半導
体素子に流れるブレークダウン電流を減少させることが
できるので、半導体素子のブレークダウン電流による破
壊を防止することができる。
In the first to fourth embodiments, the pn junction having a larger impurity gradient than that of the cell portion is formed in the outer breakdown voltage portion so as not to reduce the area of the cell portion. It may be formed in other than the withstand voltage portion. That is, such a pn is provided between the semiconductor elements.
A region having a joint portion is formed. This also makes it possible to reduce the breakdown current flowing through the semiconductor element, so that the breakdown of the semiconductor element due to the breakdown current can be prevented.

【0046】また、上記の各実施形態では、第1導電型
をn型、第2導電型をp型としたnチャネルタイプのI
GBTを例に挙げて説明したが、各構成要素の導電型を
逆にしたpチャネルタイプのIGBTであっても本発明
を適用することができる。
Further, in each of the above embodiments, an n-channel type I in which the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type.
Although the description has been given by taking the GBT as an example, the present invention can be applied to a p-channel type IGBT in which the conductivity type of each constituent element is reversed.

【0047】また、上記の各実施形態では、プレーナ型
の縦型IGBTを備える半導体装置に本発明の一実施形
態を適用した場合について説明したが、トレンチゲート
型のIGBTを備える半導体装置に本発明を適用しても
良い。また、半導体基板1と半導体層2とを異なる導電
型としたIGBTの代わりに、半導体基板1と半導体層
2とを同一の導電型としたMOSFETを備える半導体
装置に本発明を適用しても良い。
In each of the above embodiments, the case where one embodiment of the present invention is applied to the semiconductor device having the planar vertical IGBT is explained, but the present invention is applied to the semiconductor device having the trench gate type IGBT. May be applied. Further, the present invention may be applied to a semiconductor device including a MOSFET in which the semiconductor substrate 1 and the semiconductor layer 2 have the same conductivity type, instead of the IGBT in which the semiconductor substrate 1 and the semiconductor layer 2 have different conductivity types. .

【0048】なお、第1〜第3実施形態では、n-型層
1Bが第1導電型の半導体層及び第1導電型の半導体領
域に該当し、第1、第2実施形態ではp+型コンタクト
領域22、32が、第3実施形態では最外周p+型ウェ
ル44が第2半導体領域に該当する。
In the first to third embodiments, the n -- type layer 1B corresponds to the first conductivity type semiconductor layer and the first conductivity type semiconductor region. In the first and second embodiments, the p + type layer is used. The contact regions 22 and 32 correspond to the outermost peripheral p + type well 44 in the third embodiment as the second semiconductor region.

【0049】第4実施形態ではn-型層1Bが第1導電
型の半導体層に該当し、n+型領域50が第1導電型の
半導体領域に該当し、p+型コンタクト領域22が第2
半導体領域に該当する。
In the fourth embodiment, the n -- type layer 1B corresponds to the first conductivity type semiconductor layer, the n + type region 50 corresponds to the first conductivity type semiconductor region, and the p + type contact region 22 corresponds to the first conductivity type semiconductor region. Two
It corresponds to the semiconductor region.

【0050】また、第1〜第4実施形態では、p型ウェ
ル3、p型ベース領域4が第1半導体領域に該当し、エ
ミッタ電極11が導電層に該当する。
In the first to fourth embodiments, the p-type well 3 and p-type base region 4 correspond to the first semiconductor region, and the emitter electrode 11 corresponds to the conductive layer.

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

【図1】本発明の第1実施形態を適用した半導体装置の
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device to which a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1の構造の一部を変形させた半導体装置の断
面図である。
2 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a part of the structure of FIG. 1 is modified.

【図3】本発明の第2実施形態を適用した半導体装置の
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor device to which a second embodiment of the invention is applied.

【図4】本発明の第3実施形態を適用した半導体装置の
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor device to which a third embodiment of the invention is applied.

【図5】本発明の第4実施形態を適用した半導体装置の
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor device to which a fourth embodiment of the invention is applied.

【図6】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、1A…p+型基板、1B…n-型層、2
…コレクタ電極、3…p型ウェル、4…p型ベース領
域、5…n+型ソース領域、6…ゲート絶縁膜、7…ゲ
ート電極、9…p+型領域、10…層間絶縁膜、11…
エミッタ電極、12…コンタクトホール、13…外周p
型ウェル、14…最外周p型ウェル、15…n+型コン
タクト領域、16…フィールド酸化膜、17…フィール
ドプレート、18…ツェナーダイオード、19…ゲート
配線、20…コンタクトホール、21…等電位プレー
ト、22…p+型コンタクト領域、23…コンタクトホ
ール。
1 ... Semiconductor substrate, 1A ... p + type substrate, 1B ... n type layer, 2
... collector electrode, 3 ... p-type well, 4 ... p-type base region, 5 ... n + type source region, 6 ... gate insulating film, 7 ... gate electrode, 9 ... p + type region, 10 ... interlayer insulating film, 11 …
Emitter electrode, 12 ... Contact hole, 13 ... Perimeter p
Type well, 14 ... Outermost peripheral p type well, 15 ... N + type contact region, 16 ... Field oxide film, 17 ... Field plate, 18 ... Zener diode, 19 ... Gate wiring, 20 ... Contact hole, 21 ... Equipotential plate , 22 ... P + type contact region, 23 ... Contact hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/822 H01L 27/04 H 27/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/822 H01L 27/04 H 27/04

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主表面側に第1導電型の半導体層(1
B)を有する半導体基板(1)と、前記半導体層の表層
部に形成された半導体素子を構成するための第2導電型
の第1半導体領域(3、4)とを備え、前記半導体層の
表層部に前記第1半導体領域と離間して形成された第2
導電型の第2半導体領域(22、32、44)を含む耐
圧領域を有する半導体装置において、 前記耐圧領域は前記半導体層と前記第2半導体領域との
間にpn接合部を有し、当該pn接合部は前記半導体層
と前記第1半導体領域とにより形成されるpn接合部よ
りも不純物勾配が大きく、サージが印加されたときに先
にブレークダウンするようになっていることを特徴とす
る半導体装置。
1. A semiconductor layer (1) of the first conductivity type on the main surface side.
A semiconductor substrate (1) having B) and a first semiconductor region (3, 4) of a second conductivity type for forming a semiconductor element formed in a surface layer portion of the semiconductor layer. A second semiconductor layer formed on the surface layer portion so as to be separated from the first semiconductor region;
In a semiconductor device having a breakdown voltage region including a conductivity type second semiconductor region (22, 32, 44), the breakdown voltage region has a pn junction between the semiconductor layer and the second semiconductor region, The junction has a larger impurity gradient than the pn junction formed by the semiconductor layer and the first semiconductor region, and is designed to break down first when a surge is applied. apparatus.
【請求項2】 前記耐圧領域のpn接合部は前記半導体
層と前記第2半導体領域とによって形成されていること
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the pn junction portion of the breakdown voltage region is formed by the semiconductor layer and the second semiconductor region.
【請求項3】 前記耐圧領域には、前記半導体層と前記
第2半導体領域との間に、前記半導体層よりも不純物濃
度が高い第1導電型の半導体領域(50)が形成されて
おり、当該第1導電型の半導体領域と前記第2半導体領
域とによって前記pn接合部が形成されていることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置。
3. A first conductivity type semiconductor region (50) having an impurity concentration higher than that of the semiconductor layer is formed in the breakdown voltage region between the semiconductor layer and the second semiconductor region, The semiconductor device according to claim 1, wherein the pn junction is formed by the first conductivity type semiconductor region and the second semiconductor region.
【請求項4】 前記耐圧領域のpn接合部の全接合面は
電流集中を緩和するように平面状となっていることを特
徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の
半導体装置。
4. The entire junction surface of the pn junction portion in the breakdown voltage region is flat so as to reduce current concentration, and the junction surface is flat. Semiconductor device.
【請求項5】 前記半導体基板の主表面上に金属電極
(11)を備え、前記第2半導体領域は前記金属電極と
直接電気的に接続されていることを特徴とする請求項1
乃至請求項4のいずれか1つに記載の半導体装置。
5. The metal electrode (11) is provided on the main surface of the semiconductor substrate, and the second semiconductor region is directly electrically connected to the metal electrode.
The semiconductor device according to claim 4.
【請求項6】 前記半導体基板の主表面上に形成された
金属電極(11)と、当該金属電極と前記耐圧領域の第
2半導体領域との間に形成され、当該金属電極に電気的
に接続された金属層(35)とを備え、前記第2の半導
体領域は、前記金属層と電気的に接続されていることを
特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
6. A metal electrode (11) formed on the main surface of the semiconductor substrate, and formed between the metal electrode and the second semiconductor region of the breakdown voltage region and electrically connected to the metal electrode. A semiconductor device according to claim 2, characterized in that the second semiconductor region is electrically connected to the metal layer.
【請求項7】 前記半導体基板の主表面上に形成された
金属電極(11)と、前記耐圧領域の前記半導体層の表
層部に形成され、前記第2半導体領域(44)よりも不
純物濃度が低く、前記金属電極と電気的に接続された第
2導電型の第3半導体領域(43)とを備え、前記第2
半導体領域は前記第3半導体領域を介して、前記金属電
極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項2
に記載の半導体装置。
7. A metal electrode (11) formed on a main surface of the semiconductor substrate and a surface layer portion of the semiconductor layer in the breakdown voltage region, the impurity concentration of which is higher than that of the second semiconductor region (44). A second semiconductor region (43) of a second conductivity type that is low and is electrically connected to the metal electrode;
The semiconductor region is electrically connected to the metal electrode via the third semiconductor region.
The semiconductor device according to.
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