JP2012156151A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a simple structure in which the breakdown voltage can be enhanced in the whole outer peripheral region by enhancing the breakdown voltage in the corner area of a cell region.SOLUTION: The semiconductor device 1 has a cell region 2 in which a semiconductor element 6 is formed, and an outer peripheral region 3 formed on the outer periphery of the cell region 2. The number of p-type field relaxation regions 24n arranged in the corner area of the cell region 2 from the inside toward the outside of the outer peripheral region 3 is set larger than the number of the p-type field relaxation regions 24n arranged along each side of the cell region 2 from the inside toward the outside of the outer peripheral region 3.

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に基板の厚み方向に延びる柱状領域 (columnar region) を含むスーパージャンクション構造を有する半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a super junction structure including a columnar region extending in a thickness direction of a substrate.

従来、スーパージャンクション構造を有する半導体装置が知られている。下記特許文献1には、複数の半導体素子が形成されたセル領域と、耐圧向上のための外周領域とを備えたスーパージャンクション構造を有する半導体装置が開示されている。この半導体装置のセル領域においては、複数の第1p型柱状領域と複数の第1n型柱状領域とが交互に形成されている。外周領域においては、複数の第2p型柱状領域と複数の第2n型柱状領域とが交互に形成されている。更に、外周領域においては、上述の第2p型柱状領域と第2n型柱状領域の上層に、第3p型柱状領域と高抵抗n型層(n type high resistance layer)とが形成されている。   Conventionally, a semiconductor device having a super junction structure is known. Patent Document 1 below discloses a semiconductor device having a super junction structure including a cell region in which a plurality of semiconductor elements are formed and an outer peripheral region for improving a breakdown voltage. In the cell region of this semiconductor device, a plurality of first p-type columnar regions and a plurality of first n-type columnar regions are alternately formed. In the outer peripheral region, a plurality of second p-type columnar regions and a plurality of second n-type columnar regions are alternately formed. Further, in the outer peripheral region, a third p-type columnar region and an n-type high resistance layer are formed on the upper layer of the second p-type columnar region and the second n-type columnar region.

ここで、セル領域の第1p型及び第1n型柱状領域の深さは、第2p型及び第2n型柱状領域の深さよりも深い。また、第2p型柱状領域の幅は第3p柱状領域の幅と異なる。   Here, the depths of the first p-type and first n-type columnar regions of the cell region are deeper than the depths of the second p-type and second n-type columnar regions. Further, the width of the second p-type columnar region is different from the width of the third p-columnar region.

下記特許文献1に記載される半導体装置においては、第3p型柱状領域を用いることによって、各柱状領域の不純物量のばらつきを低減することができる。これにより、p型柱状領域の電荷とn型柱状領域の電荷との比(チャージ比)を一定にすることができ、半導体装置の耐圧を向上することができる。   In the semiconductor device described in Patent Document 1 below, by using the third p-type columnar region, variations in the amount of impurities in each columnar region can be reduced. Thereby, the ratio (charge ratio) between the charge in the p-type columnar region and the charge in the n-type columnar region can be made constant, and the breakdown voltage of the semiconductor device can be improved.

特開2006−5275号公報JP 2006-5275 A

しかしながら、上記特許文献1に開示された半導体装置においては、以下の点について配慮がなされていなかった。   However, in the semiconductor device disclosed in Patent Document 1, the following points have not been considered.

半導体装置の各々の柱状領域の深さや幅などが異なるため、半導体装置の構造が複雑になるとともに、それに伴い製造工程が複雑になる。特に、柱状領域の深さが異なると、イオンの注入量を適宜調整して各柱状領域の不純物量を等しくすることが難しいので、最適な電界バランスを確保しにくく、安定した耐圧を得ることが難しい。   Since the depth and width of each columnar region of the semiconductor device are different, the structure of the semiconductor device is complicated, and the manufacturing process is complicated accordingly. In particular, if the depth of the columnar region is different, it is difficult to make the amount of impurities in each columnar region equal by appropriately adjusting the ion implantation amount, so that it is difficult to ensure an optimal electric field balance and obtain a stable breakdown voltage. difficult.

更に、セル領域のコーナー領域においては、電界強度が最も高くなり、耐圧が制約されてしまうので、半導体装置の耐圧が劣化してしまう。   Further, in the corner region of the cell region, the electric field strength becomes the highest and the breakdown voltage is restricted, so that the breakdown voltage of the semiconductor device is deteriorated.

本発明は上述した課題を解決するためになされたものである。従って、本発明は、簡易な構造を有し、セル領域のコーナー領域の耐圧を向上することによって外周領域の全域の耐圧を向上することができる半導体装置を提供することである。更に、本発明は、デッドスペースを有効に利用しつつ、セル領域のコーナー領域の耐圧を向上することによって外周領域の全域の耐圧を向上することができる半導体装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a simple structure and capable of improving the breakdown voltage of the entire outer peripheral region by improving the breakdown voltage of the corner region of the cell region. Furthermore, the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the breakdown voltage of the entire outer peripheral region by improving the breakdown voltage of the corner region of the cell region while effectively utilizing the dead space.

上記課題を解決するために、本発明の実施例に係る第1の特徴は、半導体装置において、半導体素子が形成されるセル領域と、セル領域の外周に形成された外周領域と、セル領域及び外周領域に形成された第1導電型の第1導電型領域と、セル領域の第1導電型領域に形成され、第1方向及びそれと交差する第2方向に配列された第2導電型の複数の第1柱状領域と、外周領域の第1導電型領域に形成され、第1方向及び第2方向に配列された第2導電型の複数の第2柱状領域と、第2柱状領域の上部に形成された第2導電型の複数の電界緩和領域と、を備え、電界緩和領域とそれに隣接する他の電界緩和領域との間隔が外周領域の内側と外側とにおいて異なるとともに、第1方向及び第2方向に沿って配列された電界緩和領域の内側から外側に向かって配列される個数に対して、第1方向と第2方向とが交わるコーナー領域に配列される電界緩和領域の内側から外側に向かって配列される個数が多いことである。   In order to solve the above problems, according to a first feature of an embodiment of the present invention, in a semiconductor device, a cell region in which a semiconductor element is formed, an outer peripheral region formed on the outer periphery of the cell region, a cell region, A plurality of first conductivity type regions of the first conductivity type formed in the outer peripheral region and a second conductivity type formed in the first conductivity type region of the cell region and arranged in the first direction and the second direction intersecting therewith. And a plurality of second conductivity type second columnar regions formed in the first conductivity type region of the outer peripheral region and arranged in the first direction and the second direction, and above the second columnar region. A plurality of electric field relaxation regions of the second conductivity type formed, and the distance between the electric field relaxation region and another electric field relaxation region adjacent thereto is different between the inner side and the outer side of the outer peripheral region, and the first direction and the first direction From inside to outside of electric field relaxation region arranged along two directions Relative number arranged towards is that number which are arranged from the inside to the outside of the electric field relaxation region is arranged in the corner region where the first and second directions intersect often.

実施例に係る第2の特徴は、第1の特徴に係る半導体装置において、外周領域の内側の電界緩和領域と隣接する他の電界緩和領域との間隔は、外側の電界緩和領域と隣接する他の電界緩和領域との間隔よりも小さいことである。   According to a second feature of the embodiment, in the semiconductor device according to the first feature, the distance between the electric field relaxation region on the inner side of the outer peripheral region and the other electric field relaxation region adjacent to the outer electric field relaxation region This is smaller than the distance from the electric field relaxation region.

実施例に係る第3の特徴は、第2の特徴に係る半導体装置において、外周領域の電界緩和領域と隣接する他の電界緩和領域との間隔は、内側から外側に近づくに連れて徐々に大きくなることである。   According to a third feature of the embodiment, in the semiconductor device according to the second feature, the distance between the electric field relaxation region in the outer peripheral region and another adjacent electric field relaxation region is gradually increased from the inside toward the outside. It is to become.

実施例に係る第4の特徴は、第2の特徴又は第3の特徴に係る半導体装置において、外周領域の電界緩和領域の幅は、内側から外側に近づくに連れて徐々に小さくなることである。   A fourth feature according to the embodiment is that, in the semiconductor device according to the second feature or the third feature, the width of the electric field relaxation region in the outer peripheral region is gradually reduced from the inside toward the outside. .

実施例に係る第5の特徴は、第2の特徴乃至第4の特徴のいずれかに係る半導体装置において、外周領域の電界緩和領域の深さは、内側から外側に近づくに連れて徐々に浅くなることである。   According to a fifth feature of the embodiment, in the semiconductor device according to any one of the second feature to the fourth feature, the depth of the electric field relaxation region in the outer peripheral region is gradually shallower from the inside toward the outside. It is to become.

実施例に係る第6の特徴は、第2の特徴乃至第5の特徴のいずれかに係る半導体装置において、セル領域の第1柱状領域と隣接する他の第1柱状領域との距離は、外周領域の第2柱状領域と隣接する他の第2柱状領域との距離に等しいことである。   According to a sixth feature of the embodiment, in the semiconductor device according to any one of the second feature to the fifth feature, the distance between the first columnar region of the cell region and another first columnar region adjacent to the cell region is an outer periphery. It is equal to the distance between the second columnar region of the region and another adjacent second columnar region.

実施例に係る第7の特徴は、第1の特徴乃至第6の特徴のいずれかに係る半導体装置において、外周領域において第1方向及び第2方向に沿って配列される電界緩和領域、コーナー領域に配列される電界緩和領域は、2以上連結され、ストライプ形状を有することである。   According to a seventh feature of the embodiment, in the semiconductor device according to any one of the first feature to the sixth feature, an electric field relaxation region and a corner region arranged along the first direction and the second direction in the outer peripheral region. Two or more electric field relaxation regions are connected to each other and have a stripe shape.

本発明によれば、簡易な構造を有し、セル領域のコーナー領域の耐圧を向上することによって外周領域の全域の耐圧を向上することができる半導体装置を提供することができる。更に、本発明によれば、デッドスペースを有効に利用しつつ、セル領域のコーナー領域の耐圧を向上することによって外周領域の全域の耐圧を向上することができる半導体装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device that has a simple structure and can improve the breakdown voltage of the outer peripheral region by improving the breakdown voltage of the corner region of the cell region. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of improving the breakdown voltage of the entire outer peripheral region by improving the breakdown voltage of the corner region of the cell region while effectively utilizing the dead space.

本発明の実施例1に係る半導体装置のセル領域及びその辺に配設された外周領域の断面図(図3に示すF1−F1切断線で切った断面図)である。FIG. 5 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the cutting line F1-F1 shown in FIG. 3) of the cell region and the outer peripheral region disposed on the side of the semiconductor device according to Example 1 of the present invention. 実施例1に係る半導体装置のセル領域及びそのコーナー領域に配設された外周領域の断面図(図3に示すF2−F2切断線で切った断面図)である。FIG. 6 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along the F2-F2 cutting line shown in FIG. 3) of the outer peripheral region disposed in the cell region and the corner region of the semiconductor device according to the first embodiment. 実施例1に係る半導体装置のセル領域及び外周領域の平面図である。3 is a plan view of a cell region and an outer peripheral region of a semiconductor device according to Example 1. FIG. 実施例1に係る半導体装置の製造工程を説明する第1工程断面図である。6 is a first process cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the semiconductor device according to Example 1. FIG. 第2工程断面図である。It is 2nd process sectional drawing. 第3工程断面図である。It is 3rd process sectional drawing. 第4工程断面図である。It is 4th process sectional drawing. 第5工程断面図である。It is 5th process sectional drawing. 第6工程断面図である。It is 6th process sectional drawing. 実施例1に係る半導体装置の電位分布のシミュレーション結果を示す図である。6 is a diagram illustrating a simulation result of a potential distribution of the semiconductor device according to Example 1. FIG. 第1比較例に係る電位分布のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the electric potential distribution which concerns on a 1st comparative example. 第2比較例に係る電位分布のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the electric potential distribution which concerns on a 2nd comparative example. 実施例1に係る半導体装置、第1比較例及び第2比較例に係る半導体装置の逆方向の電圧とリーク電流との関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a reverse voltage and a leakage current of the semiconductor device according to Example 1 and the semiconductor devices according to the first comparative example and the second comparative example. 実施例1に係る半導体装置の外周領域の逆方向の電圧とリーク電流との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the reverse voltage and leakage current in the outer peripheral region of the semiconductor device according to Example 1; 本発明の実施例2に係る半導体装置のセル領域及び外周領域の平面図である。It is a top view of the cell area | region and outer peripheral area | region of the semiconductor device which concerns on Example 2 of this invention.

次に、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic and different from actual ones. In addition, there may be a case where the dimensional relationships and ratios are different between the drawings.

また、以下に示す実施例はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Further, the following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention specifies the arrangement of each component as follows. It is not what you do. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.

(実施例1)
本発明の実施例1は、スーパージャンクション構造を有する電界効果トランジスタ(FET:field effect transistor)を半導体素子として、この半導体素子を複数備えた半導体装置に本発明を適用した例を説明するものである。ここで、図3に示す平面図はp型ベース領域及び電界緩和領域の平面形状を理解し易くするために特徴的な構成を抽出して図面化したものであり、この説明において特に関係のない構成は省略されている。
Example 1
Embodiment 1 of the present invention describes an example in which the present invention is applied to a semiconductor device including a plurality of semiconductor elements using a field effect transistor (FET) having a super junction structure as a semiconductor element. . Here, the plan view shown in FIG. 3 is obtained by extracting a characteristic configuration for easy understanding of the planar shapes of the p-type base region and the electric field relaxation region, and is not particularly relevant in this description. The configuration is omitted.

[半導体装置の構造]
図1乃至図3に示すように、実施例1に係る半導体装置1は、中央部に配設されたセル領域2と、セル領域2の周囲に配設された外周領域3と、外周領域3の周囲であって最外周に配設された等電位リング領域4とを有する。
[Structure of semiconductor device]
As shown in FIGS. 1 to 3, the semiconductor device 1 according to the first embodiment includes a cell region 2 disposed in the center, an outer peripheral region 3 disposed around the cell region 2, and an outer peripheral region 3. And an equipotential ring region 4 disposed on the outermost periphery.

(1)セル領域の構造
セル領域2はスーパージャンクション構造を有する複数の半導体素子(FET)6を形成した領域である。
(1) Structure of cell region The cell region 2 is a region where a plurality of semiconductor elements (FETs) 6 having a super junction structure are formed.

図1乃至図3に示すように、セル領域2は、基板11と、n−型ドリフト領域(請求項に係る第1導電型領域に相当する)12と、複数のp−型柱状領域(請求項に係る第1柱状領域に相当する)13と、p型ベース領域14と、n型ソース領域15と、ゲート電極16と、ゲート絶縁膜17と、ソース電極18と、ドレイン電極19とを備えている。なお、以下の説明において、基板11、n−型ドリフト領域12、p−型柱状領域13、p型ベース領域14及びn型ソース領域15を総称して半導体基体7として説明する場合がある。   As shown in FIGS. 1 to 3, the cell region 2 includes a substrate 11, an n − type drift region (corresponding to the first conductivity type region according to the claims) 12, and a plurality of p − type columnar regions (claims). 13 corresponding to the first columnar region), a p-type base region 14, an n-type source region 15, a gate electrode 16, a gate insulating film 17, a source electrode 18, and a drain electrode 19. ing. In the following description, the substrate 11, the n − type drift region 12, the p − type columnar region 13, the p type base region 14, and the n type source region 15 may be collectively referred to as the semiconductor substrate 7.

基板11は、シリコン(Si)等の半導体にn型の不純物であるリン(P)等がドープされたn+型半導体からなる。ここで、n型は第1導電型である。基板11は実施例1においてドレイン領域として機能する。   The substrate 11 is made of an n + type semiconductor in which a semiconductor such as silicon (Si) is doped with phosphorus (P) which is an n type impurity. Here, the n-type is the first conductivity type. The substrate 11 functions as a drain region in the first embodiment.

n−型ドリフト領域12は基板11の一方の主面(図1中及び図2中、上側表面)11aに形成されている。n−型ドリフト領域12は基板11よりも低い不純物濃度を有する。   The n − type drift region 12 is formed on one main surface (upper surface in FIG. 1 and FIG. 2) 11 a of the substrate 11. N − type drift region 12 has a lower impurity concentration than substrate 11.

p−型柱状領域13は、シリコン(Si)等の半導体にp型の不純物であるボロン(B)等がドープされたp−型半導体からなる。ここで、p型は第2導電型である。p−型柱状領域13はn−型ドリフト領域12の内部に形成されている。p−型柱状領域13は、図1中及び図2中、上下方向、すなわち基板11の厚み方向に延びるように形成されている。   The p − type columnar region 13 is made of a p − type semiconductor in which a semiconductor such as silicon (Si) is doped with boron (B) which is a p type impurity. Here, the p-type is the second conductivity type. The p − type columnar region 13 is formed inside the n − type drift region 12. The p − type columnar region 13 is formed so as to extend in the vertical direction in FIG. 1 and FIG. 2, that is, in the thickness direction of the substrate 11.

図3に示すように、p−型柱状領域13は、平面視において(半導体基体7の表面に鉛直方向から見て)、ドット形状の平面形状を有する。1つのp−型柱状領域13とそれに隣接する他の1つのp−型柱状領域13との距離(ピッチ)Dはすべて等しくなるように配置されている。なお、ここでいう距離Dとは、隣接するp−型柱状領域13の中心間距離である。各々のp−型柱状領域13の深さ、不純物濃度及び幅(平面積)はすべて等しくなるように構成されている。このような平面構造並びに断面構造を実現するために、実施例1に係るp−型柱状領域13の平面形状は六角形形状に設定されている。1つのp−型柱状領域13とその周囲に隣接する他の複数(ここでは6個)のp−型柱状領域13との距離Dはすべて等しくなる。図3に示すp−型柱状領域13等の平面形状は、便宜的に頂角が尖った六角形形状において描いているが、実際の製品においては不純物の拡散が等方的に進むので頂角の部分に丸みを帯びた六角形形状になる。実施例1においては、このような形状は六角形形状と同等である。   As shown in FIG. 3, the p − -type columnar region 13 has a dot-like planar shape in plan view (as viewed from the vertical direction on the surface of the semiconductor substrate 7). The distances (pitch) D between one p-type columnar region 13 and another one p-type columnar region 13 adjacent thereto are all arranged to be equal. The distance D here is the distance between the centers of adjacent p-type columnar regions 13. The depth, impurity concentration, and width (plane area) of each p − type columnar region 13 are all made equal. In order to realize such a planar structure and a cross-sectional structure, the planar shape of the p-type columnar region 13 according to the first embodiment is set to a hexagonal shape. The distances D between one p-type columnar region 13 and a plurality of (here, six) p-type columnar regions 13 adjacent to the periphery thereof are all equal. The planar shape of the p-type columnar region 13 and the like shown in FIG. 3 is drawn in a hexagonal shape with a sharp apex for convenience, but in an actual product, the diffusion of impurities proceeds isotropically so that the apex angle It becomes a rounded hexagonal shape. In Example 1, such a shape is equivalent to a hexagonal shape.

セル領域2において、p−型柱状領域13は、図3に示すように、第1方向及びこの第1方向と交差する第2方向にそれぞれ複数個規則的に配列されている。このp−型柱状領域13の配列は半導体素子6の配列の基礎的な配列となる。実施例1において、第1方向は便宜的に表記した座標軸のX方向に相当し、第2方向はX方向と直交するY方向である。前述のように、実施例1においてp−型柱状領域13の平面形状は六角形形状により構成されているので、1つのp−型柱状領域13に対して第1方向に隣接する他の1つのp−型柱状領域13は第1方向から図3中上側に30度傾いた方向に配置され、この他の1つのp−型柱状領域13に対して第1方向に隣接する更に他の1つのp−型柱状領域13は第1方向から図3中下側に30度傾いた方向に配置されている。p−型柱状領域13は、微視的には第1方向にジグザグに配列されているものの、配列個数が多く、巨視的にはほぼ第1方向に直線的に配列され、セル領域2の一辺を形取る。   In the cell region 2, as shown in FIG. 3, a plurality of p-type columnar regions 13 are regularly arranged in the first direction and in the second direction intersecting with the first direction. The arrangement of the p − type columnar regions 13 is a basic arrangement of the semiconductor elements 6. In the first embodiment, the first direction corresponds to the X direction of the coordinate axis described for convenience, and the second direction is the Y direction orthogonal to the X direction. As described above, since the planar shape of the p-type columnar region 13 in Example 1 is a hexagonal shape, another one adjacent to the one p-type columnar region 13 in the first direction. The p-type columnar region 13 is arranged in a direction inclined 30 degrees upward in FIG. 3 from the first direction, and another one adjacent to the other one p-type columnar region 13 in the first direction. The p-type columnar region 13 is arranged in a direction inclined 30 degrees from the first direction to the lower side in FIG. Although the p-type columnar regions 13 are microscopically arranged in a zigzag manner in the first direction, the p-type columnar regions 13 are large in number, and are macroscopically arranged substantially linearly in the first direction. Take shape.

同様に、1つのp−型柱状領域13に対して第2方向に隣接する他の1つのp−型柱状領域13は第2方向に直線的に配置されている。p−型柱状領域13は、微視的には第1方向に六角形形状の頂角の一部が凹凸をなして配列されているものの、配列個数が多く、巨視的にはほぼ第2方向に直線的に配列され、セル領域2の他の一辺を形取る。   Similarly, another p-type columnar region 13 adjacent to one p-type columnar region 13 in the second direction is linearly arranged in the second direction. Although the p-type columnar regions 13 are microscopically arranged in a first direction with a part of the hexagonal apex angle being uneven, the number of arrangements is large, and the second direction is almost macroscopically. And the other side of the cell region 2 is formed.

p型ベース領域14はp型半導体からなる。p型ベース領域14の不純物濃度はp−型柱状領域13の不純物濃度よりも高い。p型ベース領域14はp−型柱状領域13の上部に結合して形成されている(pn接合を持たずに電気的に接続されている)。p型ベース領域14の少なくとも一部の上面は、半導体基体7の一方の主面7aに露出されている。p型ベース領域14は、図3に示すように、平面視にて、ドット状に形成されている。1つのp型ベース領域14と隣接する他の1つのp型ベース領域14との距離(ピッチ)は、すべて等しくなるように配置されている。各々のp型ベース領域14の深さ、不純物濃度及び幅はすべて等しくなるように構成されている。このような平面構造並びに断面構造を実現するために、実施例1に係るp型ベース領域14は、p−型柱状領域13の平面形状と同様に六角形形状に設定され、p−型柱状領域13を中心としてそれよりも一回り大きな相似形により構成されている。   The p-type base region 14 is made of a p-type semiconductor. The impurity concentration of the p-type base region 14 is higher than the impurity concentration of the p-type columnar region 13. The p-type base region 14 is formed by being bonded to the upper part of the p-type columnar region 13 (electrically connected without having a pn junction). At least a part of the upper surface of the p-type base region 14 is exposed to one main surface 7 a of the semiconductor substrate 7. As shown in FIG. 3, the p-type base region 14 is formed in a dot shape in plan view. The distances (pitch) between one p-type base region 14 and another adjacent p-type base region 14 are all equal. The depth, impurity concentration, and width of each p-type base region 14 are all made equal. In order to realize such a planar structure and a cross-sectional structure, the p-type base region 14 according to the first embodiment is set to a hexagonal shape similarly to the planar shape of the p-type columnar region 13, and the p-type columnar region is formed. It is composed of a similar shape centered on 13 and slightly larger than that.

n型ソース領域15は各々のp型ベース領域14の内側に島状に形成されている。n型ソース領域15の少なくとも一部の上面は半導体基体7の一方の主面7aに露出している。   The n-type source region 15 is formed in an island shape inside each p-type base region 14. At least a part of the upper surface of the n-type source region 15 is exposed on one main surface 7 a of the semiconductor substrate 7.

ゲート電極16は実施例1において多結晶シリコンからなる。ゲート電極16は、平面視において、網目状に形成されている。ゲート電極16の端部は図示しないゲート端子に接続されている。   The gate electrode 16 is made of polycrystalline silicon in the first embodiment. The gate electrode 16 is formed in a mesh shape in plan view. The end of the gate electrode 16 is connected to a gate terminal (not shown).

ゲート電極16は隣接するp型ベース領域14のそれぞれのn型ソース領域15の間をn−型ドリフト領域12を介在して跨ぐように配置されている。このような配置によって、ゲート電極16と対向する領域のp型ベース領域14の表面部分には、ゲート電極16に供給される電圧に従ってチャネルが形成される。   The gate electrode 16 is disposed so as to straddle between the n-type source regions 15 of the adjacent p-type base regions 14 with the n − -type drift region 12 interposed therebetween. With such an arrangement, a channel is formed in the surface portion of the p-type base region 14 in a region facing the gate electrode 16 according to the voltage supplied to the gate electrode 16.

ゲート絶縁膜17は、半導体基体7とゲート電極16との間に形成され、この半導体基体7とゲート電極16とを電気的に絶縁する。ゲート絶縁膜17は例えばシリコン酸化膜からなる。   The gate insulating film 17 is formed between the semiconductor substrate 7 and the gate electrode 16 and electrically insulates the semiconductor substrate 7 and the gate electrode 16. The gate insulating film 17 is made of, for example, a silicon oxide film.

ソース電極18はn型ソース領域15に電子を注入する。ソース電極18はp型ベース領域14及びn型ソース領域15にオーミック接触によって電気的に接続されている。   The source electrode 18 injects electrons into the n-type source region 15. The source electrode 18 is electrically connected to the p-type base region 14 and the n-type source region 15 by ohmic contact.

ドレイン電極19は、基板11の主面11aに対向する他方の主面11bにオーミック接触によって電気的に接続されている。   The drain electrode 19 is electrically connected to the other main surface 11 b facing the main surface 11 a of the substrate 11 by ohmic contact.

ここでは、セル領域2の全体レイアウトは特に図示していないが、平面視において、半導体素子6が第1方向及び第2方向に行列状に配列され、セル領域2は巨視的には方形形状の平面形状を有する。   Here, although the entire layout of the cell region 2 is not particularly illustrated, the semiconductor elements 6 are arranged in a matrix in the first direction and the second direction in a plan view, and the cell region 2 is macroscopically rectangular. It has a planar shape.

(2)外周領域の構造
外周領域3はセル領域2の外周を囲むように形成されている。この外周領域3は耐圧を向上する機能を有する。図1及び図3に示すように、第1方向(X方向)及び第2方向(Y方向)に沿って配設される外周領域3、すなわち方形形状を有するセル領域2の各辺に沿って配設される外周領域3は、基板11と、n−型ドリフト領域12と、複数のp−型柱状耐圧向上領域23n(n=1、2、…)と、p型電界緩和領域24n(n=1、2、…)と、絶縁膜27とを備えている。p−型柱状耐圧向上領域23nは請求項に係る第2柱状領域に相当する。なお、外周領域3の構成要素において、セル領域2の構成要素と同等の機能を有する構成要素又は同一構成要素には同一符号を付け、重複する構成要素の説明は省略する。
(2) Structure of outer peripheral region The outer peripheral region 3 is formed so as to surround the outer periphery of the cell region 2. The outer peripheral region 3 has a function of improving the breakdown voltage. As shown in FIGS. 1 and 3, along each side of the outer peripheral region 3 arranged along the first direction (X direction) and the second direction (Y direction), that is, the cell region 2 having a square shape. The arranged outer peripheral region 3 includes a substrate 11, an n − type drift region 12, a plurality of p − type columnar withstand voltage improvement regions 23 n (n = 1, 2,...), And a p type electric field relaxation region 24 n (n = 1, 2,...) And an insulating film 27. The p-type columnar breakdown voltage improving region 23n corresponds to the second columnar region according to the claims. In addition, in the component of the outer periphery area | region 3, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has a function equivalent to the component of the cell area 2, or the same component, and the description of the overlapping component is abbreviate | omitted.

外周領域3のp−型柱状耐圧向上領域(以下、単に「p−型柱状領域」という。)23nはセル領域2のp−型柱状領域13と同一構成要素である。すなわち、1つのp−型柱状領域23nと第1方向又は第2方向に隣接する他の1つのp−型柱状領域23nとの距離D、並びに1つのp−型柱状領域23nと外周領域3の内側(セル領域2側)から外側(最外周側)に配列された隣接する他の1つのp−型柱状領域23n+1との距離Dはp−型柱状領域13間の距離Dと同一距離である。p−型柱状領域23nはすべて等しい距離Dになるように配置されている。各々のp−型柱状領域23nの深さ、不純物濃度及び幅はp−型柱状領域13とすべて等しくなるように構成されている。   The p-type columnar breakdown voltage improving region (hereinafter simply referred to as “p-type columnar region”) 23 n in the outer peripheral region 3 is the same component as the p-type columnar region 13 in the cell region 2. That is, the distance D between one p-type columnar region 23n and another p-type columnar region 23n adjacent in the first direction or the second direction, and the distance between one p-type columnar region 23n and the outer peripheral region 3 The distance D between the other adjacent p-type columnar regions 23n + 1 arranged from the inner side (cell region 2 side) to the outer side (outermost peripheral side) is the same as the distance D between the p-type columnar regions 13. . The p-type columnar regions 23n are all arranged to have the same distance D. The depth, impurity concentration, and width of each p-type columnar region 23n are configured to be equal to those of the p-type columnar region 13.

このような構造を採用することによって、外周領域3のn−型ドリフト領域12の電荷とp−型柱状領域23nの電荷との比(以下、単に「チャージ比」という。)が、セル領域2のn−型ドリフト領域12とp−型柱状領域13とのチャージ比に等しくなる。   By adopting such a structure, the ratio of the charge in the n − type drift region 12 in the outer peripheral region 3 and the charge in the p − type columnar region 23 n (hereinafter simply referred to as “charge ratio”) is the cell region 2. It becomes equal to the charge ratio between the n − type drift region 12 and the p − type columnar region 13.

p型電界緩和領域24nはp型半導体からなる。p型電界緩和領域24nの不純物濃度はセル領域2のp型ベース領域14の不純物濃度に対して同等に設定されている。p型電界緩和領域24nはp−型柱状領域23nの上部に結合して形成されている(pn接合を持たずに電気的に接続されている)。p型電界緩和領域24nの上面は、半導体基体7の一方の主面7a側に存在し、絶縁膜27に直接接しているか又は自然酸化膜を介在して間接的に接している。セル領域2のp型ベース領域14の平面形状と同様に、p型電界緩和領域24nは図3に示すように平面視においてドット形状の平面形状を有する。実施例1においては、外周領域3のp−型柱状領域23n、p型電界緩和領域24nのそれぞれの平面形状は、セル領域2のp−型柱状領域13、p型ベース領域14のそれぞれの平面形状と同様に六角形形状に設定されている。   The p-type electric field relaxation region 24n is made of a p-type semiconductor. The impurity concentration of the p-type field relaxation region 24 n is set to be equal to the impurity concentration of the p-type base region 14 of the cell region 2. The p-type electric field relaxation region 24n is formed to be coupled to the upper portion of the p-type columnar region 23n (electrically connected without having a pn junction). The upper surface of the p-type electric field relaxation region 24n exists on the one main surface 7a side of the semiconductor substrate 7, and is in direct contact with the insulating film 27 or indirectly through a natural oxide film. Similar to the planar shape of the p-type base region 14 of the cell region 2, the p-type electric field relaxation region 24n has a dot-shaped planar shape in plan view as shown in FIG. In Example 1, the planar shapes of the p − type columnar region 23 n and the p type electric field relaxation region 24 n in the outer peripheral region 3 are the planes of the p − type columnar region 13 and the p type base region 14 in the cell region 2, respectively. Like the shape, it is set to a hexagonal shape.

1つのp型電界緩和領域24nと第1方向又は第2方向に隣接する他の1つのp型電界緩和領域24nとの距離D、並びに1つのp型電界緩和領域24nと外周領域3の内側から外側に配列された隣接する他の1つのp型電界緩和領域24n+1との距離Dはすべて等しくなる。なお、ここでいう距離Dとは、平面視において、隣接するp型電界緩和領域24nの中心間距離である。   From the distance D between one p-type field relaxation region 24n and another p-type field relaxation region 24n adjacent in the first direction or the second direction, and from the inside of one p-type field relaxation region 24n and the outer peripheral region 3 All the distances D to one other adjacent p-type field relaxation region 24n + 1 arranged outside are equal. Here, the distance D is the distance between the centers of adjacent p-type electric field relaxation regions 24n in plan view.

図1に示すように、p型電界緩和領域24nの幅Wn(n=1、2、…)は外周領域3の内側から外側に近づくに連れて徐々に小さくなるように形成されている。すなわち、幅Wnは下記式(1)の通り表すことができる。   As shown in FIG. 1, the width Wn (n = 1, 2,...) Of the p-type field relaxation region 24n is formed so as to gradually decrease from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3. That is, the width Wn can be expressed as the following formula (1).

W1>W2>W3>W4 …(1)
なお、ここでいう幅Wnとは、外周領域3の内側から外側に向かう方向においてp型電界緩和領域24nの一端(n−型ドリフト領域12とのpn接合面)からそれに対向する他端(n−型ドリフト領域12とのpn接合面)までの寸法である。例えば、「幅W1×0.9=幅W2」、「幅W2×0.9=幅W3」になるように、10%毎に寸法が減少するように幅Wnが設定されている。これにより、外周領域3の内側の1つのp型電界緩和領域24nと外側に隣接する他の1つのp型電界緩和領域24n+1との間隔Sn(n=1、2、…)は、内側から外側に近づくに連れて徐々に大きくなる。すなわち、間隔Snは下記式(2)の通り表すことができる。
W1>W2>W3> W4 (1)
Note that the width Wn referred to here is one end of the p-type electric field relaxation region 24n (pn junction surface with the n− type drift region 12) in the direction from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3 and the other end (n -Pn junction plane with the drift region 12). For example, the width Wn is set so that the dimension decreases every 10% so that “width W1 × 0.9 = width W2” and “width W2 × 0.9 = width W3”. Thereby, the interval Sn (n = 1, 2,...) Between one p-type field relaxation region 24n inside the outer peripheral region 3 and another one p-type field relaxation region 24n + 1 adjacent to the outside is from the inside to the outside. Gradually grows as you approach. That is, the interval Sn can be expressed as the following formula (2).

S1<S2<S3 …(2)
p型電界緩和領域24nの深さは内側から外側に向かうに従って徐々に浅くなるように形成されている。各々のp型電界緩和領域24nの不純物濃度はすべて略等しくなるように形成されている。
S1 <S2 <S3 (2)
The depth of the p-type electric field relaxation region 24n is formed so as to gradually become shallower from the inside toward the outside. The p-type electric field relaxation regions 24n are formed so that the impurity concentrations are all substantially equal.

絶縁膜27は例えばシリコン酸化膜からなる。絶縁膜27は外周領域3の半導体基体7の主面7aを覆うように形成されている。   The insulating film 27 is made of, for example, a silicon oxide film. The insulating film 27 is formed so as to cover the main surface 7 a of the semiconductor substrate 7 in the outer peripheral region 3.

等電位リング領域4は、外周領域3の更に外周を囲むように構成され、半導体基体7の最外周領域に配設されている。図1に示すように、等電位リング領域4は、外周領域3を囲むリング電極31を有する。リング電極31は、n−型ドリフト領域12に接続されている。これにより、等電位リング領域4は、半導体基体7の側面への空乏層の延びを抑制する機能を有するとともに、絶縁膜27の表面のチャージする電荷を安定させる機能とを有する。   The equipotential ring region 4 is configured so as to surround the outer periphery of the outer peripheral region 3 and is disposed in the outermost peripheral region of the semiconductor substrate 7. As shown in FIG. 1, the equipotential ring region 4 has a ring electrode 31 surrounding the outer peripheral region 3. The ring electrode 31 is connected to the n − type drift region 12. Thereby, the equipotential ring region 4 has a function of suppressing the extension of the depletion layer to the side surface of the semiconductor substrate 7 and a function of stabilizing the charge charged on the surface of the insulating film 27.

(3)半導体装置のセル領域及び外周領域(コーナー領域以外の領域)の動作
前述の図1及び図3に示す半導体装置1の動作は以下の通りである。
(3) Operation of Cell Region and Peripheral Region (Area Excluding Corner Region) of Semiconductor Device The operation of the semiconductor device 1 shown in FIGS. 1 and 3 is as follows.

まず、半導体素子(FET)6がオン状態になる場合の動作は次の通りである。ドレイン電極19とソース電極18との間に、ドレイン電極19の電位がソース電極18の電位よりも高くなるような電圧が印加される。この状態において、ゲート電極16に閾値電圧以上の電圧が印加されると、ゲート電極16と対向する領域のp型ベース領域14にキャリア(この場合のキャリアは電子)が蓄積される。これにより、チャネルが、p型ベース領域14の上面付近にチャネルが形成される。ソース電極18から注入されたキャリア(電子)はn型ソース領域15、p型ベース領域14のチャネル、n−型ドリフト領域12、基板11を通してドレイン電極19に流れる。なお、電流はドレイン電極19からソース電極18に流れる。   First, the operation when the semiconductor element (FET) 6 is turned on is as follows. A voltage is applied between the drain electrode 19 and the source electrode 18 such that the potential of the drain electrode 19 is higher than the potential of the source electrode 18. In this state, when a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to the gate electrode 16, carriers (in this case, electrons are electrons) are accumulated in the p-type base region 14 in a region facing the gate electrode 16. As a result, a channel is formed near the upper surface of the p-type base region 14. Carriers (electrons) injected from the source electrode 18 flow to the drain electrode 19 through the n-type source region 15, the channel of the p-type base region 14, the n − -type drift region 12, and the substrate 11. Note that current flows from the drain electrode 19 to the source electrode 18.

次に、半導体素子6がオフ状態の場合の動作は以下の通りである。オフ状態においては、セル領域2のp−型柱状領域13間のみならず外周領域3のp−型柱状領域23n間にも空乏層が広がる。これにより、セル領域2の外周において、外周領域3が機能し、電界集中を抑制することができる。更に、外周領域3において、p型電界緩和領域24nの幅Wnが外周領域3の内側から外側に近づくに連れて小さくなるように構成されている。このため、外周領域3の最も外側のp−型柱状領域23n(図1に示すp−型柱状領域23)の更に外側まで空乏層が広がり、かつ外周領域3の外側に近づくに連れて空乏層の厚みが緩やかに小さくなる。これにより、外周領域3の外側においても電界を緩和することができ、電界集中を抑制することができる。従って、外周領域3の外側においてリーク電流を抑制することができるので、半導体装置1の耐圧を向上することができる。 Next, the operation when the semiconductor element 6 is in the off state is as follows. In the off state, a depletion layer spreads not only between the p-type columnar regions 13 of the cell region 2 but also between the p-type columnar regions 23n of the outer peripheral region 3. Thereby, the outer periphery area | region 3 functions in the outer periphery of the cell area | region 2, and can suppress electric field concentration. Further, in the outer peripheral region 3, the width Wn of the p-type electric field relaxation region 24 n is configured to become smaller as it approaches the outer side from the inner side of the outer peripheral region 3. For this reason, the depletion layer spreads further to the outer side of the outermost p-type columnar region 23 n (p-type columnar region 23 4 shown in FIG. 1) of the outer peripheral region 3, and is depleted as it approaches the outer side of the outer peripheral region 3. The layer thickness gradually decreases. Thereby, an electric field can be relieved also on the outer side of the outer periphery area | region 3, and an electric field concentration can be suppressed. Accordingly, since the leakage current can be suppressed outside the outer peripheral region 3, the breakdown voltage of the semiconductor device 1 can be improved.

(4)セル領域のコーナー領域の外周領域の構造
セル領域2のコーナー領域において外周を囲む外周領域3は、基本的にはセル領域2の各辺に沿って配列された外周領域3の構造と同様の構造を備えているが、更に耐圧を向上する構造を備えている。図2及び図3に示すように、第1方向(X方向)と第2方向(Y方向)とが交差するコーナー領域に配設される外周領域3、すなわち方形形状を有するセル領域2のコーナー領域に配設される外周領域3は、それ以外の外周領域3と同様に、基板11と、n−型ドリフト領域12と、複数のp−型柱状領域23n(n=1、2、…)と、p型電界緩和領域24n(n=1、2、…)と、絶縁膜27とを備えている。
(4) Structure of the outer peripheral region of the corner region of the cell region The outer peripheral region 3 surrounding the outer periphery in the corner region of the cell region 2 is basically the structure of the outer peripheral region 3 arranged along each side of the cell region 2. A similar structure is provided, but a structure that further improves the breakdown voltage is provided. As shown in FIGS. 2 and 3, the outer periphery region 3 disposed in the corner region where the first direction (X direction) and the second direction (Y direction) intersect, that is, the corner of the cell region 2 having a square shape. The outer peripheral region 3 disposed in the region is the same as the outer peripheral region 3 except for the substrate 11, the n − type drift region 12, and a plurality of p − type columnar regions 23 n (n = 1, 2,...). A p-type electric field relaxation region 24n (n = 1, 2,...) And an insulating film 27.

コーナー領域においては、外周領域3の内側から外側に向かって配列されるp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nの配列個数が、コーナー領域以外の領域において外周領域3の内側から外側に向かって配列されるp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nの配列個数に対して多く設定されている。   In the corner region, the number of p-type columnar regions 23n and p-type electric field relaxation regions 24n arranged from the inner side toward the outer side of the outer peripheral region 3 is from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3 in the region other than the corner region. The number of the p-type columnar regions 23n and the p-type electric field relaxation regions 24n arranged in the direction is set to be large.

実施例1においては、コーナー領域以外の領域において、外周領域3の内側から外側に向かって2列目のp−型柱状領域23及びp型電界緩和領域24、3列目のp−型柱状領域23及びp型電界緩和領域24はそれぞれ1組ずつ配列されている。これに対して、コーナー領域において、外周領域3の内側から外側に向かって2列目にp−型柱状領域232(1)及びp型電界緩和領域242(1)を配設し、3列目に2列目と同一構造並びに同一サイズのp−型柱状領域232(2)及びp型電界緩和領域242(2)を配設し、4列目にp−型柱状領域233(1)及びp型電界緩和領域243(1)を配設し、5列目に4列目と同一構造並びに同一サイズのp−型柱状領域233(2)及びp型電界緩和領域243(2)を配設している。つまり、コーナー領域以外の領域において外周領域3の2列目及び3列目に配設されたp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nに対応する列領域に、コーナー領域においては2列目から5列目まで2列分増加したp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nが配設されている。2列目及び3列目のp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nは、深さ、不純物濃度、幅等の新たなる設定や調整を行わずに半導体装置1の構造並びに製造方法を簡易に実現することができるために、同一構造並びに同一サイズにより構成されている。4列目及び5列目のp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nは同様の目的において構成されている。なお、コーナー領域において、1列目から6列目の特にp型電界緩和領域24nの幅寸法W1〜W6は外周領域3の内側から外側に向かって徐々に小さくしてもよい。 In the first embodiment, in the region other than the corner region, the second column of the p-type columnar region 23 2 and the p-type electric field relaxation region 24 2 and the third column of the p-type from the inner side toward the outer side of the outer peripheral region 3. the pillar region 23 3 and the p-type electric field relaxation region 24 3 are arranged one each pair. On the other hand, in the corner region, the p-type columnar region 23 2 (1) and the p-type electric field relaxation region 24 2 (1) are arranged in the second row from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3. A p-type columnar region 23 2 (2) and a p-type electric field relaxation region 24 2 (2) having the same structure and size as the second column are arranged in the column, and the p-type columnar region 23 3 is arranged in the fourth column. (1) and the p-type electric field relaxation region 24 3 (1) are arranged, and the p-type columnar region 233 (2) and the p-type electric field relaxation region 24 having the same structure and the same size as the fourth row are arranged in the fifth row. 3 (2) is provided. That is, in the region other than the corner region, the column region corresponding to the p-type columnar region 23n and the p-type electric field relaxation region 24n arranged in the second and third columns of the outer peripheral region 3 is divided into two columns in the corner region. A p-type columnar region 23n and a p-type electric field relaxation region 24n which are increased by two rows from the fifth row to the fifth row are provided. The p-type columnar region 23n and the p-type electric field relaxation region 24n in the second row and the third row have the structure and the manufacturing method of the semiconductor device 1 without newly setting or adjusting the depth, impurity concentration, width, and the like. In order to be able to realize simply, it is comprised by the same structure and the same size. The p-type columnar region 23n and the p-type electric field relaxation region 24n in the fourth and fifth rows are configured for the same purpose. In the corner region, the width dimensions W1 to W6 of the first to sixth columns, particularly the p-type field relaxation regions 24n, may be gradually decreased from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3.

コーナー領域において、外周領域3のp−型柱状領域23nの断面構造並びに平面構造は、コーナー領域以外の外周領域3のp−型柱状領域23nの断面構造並びに平面構造と同一である。すなわち、1つのp−型柱状領域23nと第1方向又は第2方向に隣接する他の1つのp−型柱状領域23nとの距離Dは同一距離である。また、各々のp−型柱状領域23nの深さ、不純物濃度及び幅は同一である。   In the corner region, the cross-sectional structure and the planar structure of the p-type columnar region 23n in the outer peripheral region 3 are the same as the cross-sectional structure and the planar structure of the p-type columnar region 23n in the outer peripheral region 3 other than the corner region. That is, the distance D between one p-type columnar region 23n and one other p-type columnar region 23n adjacent in the first direction or the second direction is the same distance. Further, the depth, impurity concentration, and width of each p − type columnar region 23n are the same.

このような構造を採用することによって、コーナー領域においても、外周領域3のn−型ドリフト領域12の電荷とp−型柱状領域23nの電荷とのチャージ比が、セル領域2のn−型ドリフト領域12とp−型柱状領域13とのチャージ比に等しくなる。   By adopting such a structure, even in the corner region, the charge ratio between the charge in the n − type drift region 12 in the outer peripheral region 3 and the charge in the p − type columnar region 23 n is equal to the n − type drift in the cell region 2. It becomes equal to the charge ratio between the region 12 and the p-type columnar region 13.

コーナー領域において、外周領域3のp型電界緩和領域24nの不純物濃度はセル領域2のp型ベース領域14の不純物濃度に対して同等に設定されている。実施例1においては、このコーナー領域の外周領域3のp−型柱状領域23n、p型電界緩和領域24nのそれぞれの平面形状は、セル領域2のp−型柱状領域13、p型ベース領域14のそれぞれの平面形状と同様に六角形形状に設定されている。   In the corner region, the impurity concentration of the p-type field relaxation region 24 n in the outer peripheral region 3 is set to be equal to the impurity concentration of the p-type base region 14 in the cell region 2. In Example 1, the planar shapes of the p-type columnar region 23n and the p-type electric field relaxation region 24n in the outer peripheral region 3 of the corner region are the p-type columnar region 13 and the p-type base region 14 in the cell region 2, respectively. The hexagonal shape is set similarly to the respective planar shapes.

1つのp型電界緩和領域24nと第1方向又は第2方向に隣接する他の1つのp型電界緩和領域24nとの距離D、並びに1つのp型電界緩和領域24nと外周領域3の内側から外側に配列された隣接する他の1つのp型電界緩和領域24n+1との距離Dはすべて等しくなる。   From the distance D between one p-type field relaxation region 24n and another p-type field relaxation region 24n adjacent in the first direction or the second direction, and from the inside of one p-type field relaxation region 24n and the outer peripheral region 3 All the distances D to one other adjacent p-type field relaxation region 24n + 1 arranged outside are equal.

図2に示すように、p型電界緩和領域24nの幅Wn(n=1、2、…)は、2列目と3列目、4列目と5列目はそれぞれ同一幅寸法であるが、全体的に見て外周領域3の内側から外側に近づくに連れて徐々に小さくなるように形成されている。すなわち、幅Wnは下記式(3)の通り表すことができる。   As shown in FIG. 2, the width Wn (n = 1, 2,...) Of the p-type field relaxation region 24n is the same width dimension in the second and third rows, the fourth row and the fifth row, respectively. As a whole, the outer peripheral region 3 is formed so as to gradually decrease from the inner side toward the outer side. That is, the width Wn can be expressed as the following formula (3).

W1>W2=W3>W4=W5>W6 …(3)
また、これにより、外周領域3の内側の1つのp型電界緩和領域24nと外側に隣接する他の1つのp型電界緩和領域24n+1との間隔Sn(n=1、2、…)は内側から外側に近づくに連れて徐々に大きくなる。すなわち、間隔Snは下記式(4)の通り表すことができる。
W1> W2 = W3> W4 = W5> W6 (3)
Further, as a result, the interval Sn (n = 1, 2,...) Between one p-type electric field relaxation region 24n inside the outer peripheral region 3 and one other p-type electric field relaxation region 24n + 1 adjacent to the outer side is from the inside. Gradually grows as you approach the outside. That is, the interval Sn can be expressed as the following formula (4).

S1<S2<S3<S4<S5 …(4)
p型電界緩和領域24nの深さは、幅Wnと同様に、2列目と3列目、4列目と5列目はそれぞれ同一幅寸法であるが、全体的に見て内側から外側に向かう従って徐々に浅くなるように形成されている。各々のp型電界緩和領域24nの不純物濃度はすべて略等しくなるように形成されている。
S1 <S2 <S3 <S4 <S5 (4)
The depth of the p-type electric field relaxation region 24n is the same as that of the width Wn, but the second row, the third row, the fourth row, and the fifth row have the same width dimension. Therefore, it is formed so as to become gradually shallower. The p-type electric field relaxation regions 24n are formed so that the impurity concentrations are all substantially equal.

ここで、コーナー領域において、外周領域3に増加された3列目及び5列目(又は2列目及び4列目)のp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nは半導体基体7のデッドスペース(素子が配設されていない空き領域)に形成されている。従って、半導体装置1のチップ面積を増大させることなく、外周領域3のコーナー領域の耐圧を向上することができる。   Here, in the corner region, the p-type columnar region 23n and the p-type electric field relaxation region 24n in the third and fifth columns (or the second and fourth columns) increased to the outer peripheral region 3 are formed on the semiconductor substrate 7. It is formed in a dead space (empty area where no element is provided). Accordingly, the breakdown voltage of the corner region of the outer peripheral region 3 can be improved without increasing the chip area of the semiconductor device 1.

絶縁膜27、等電位リング領域4のそれぞれは、コーナー領域以外の領域の絶縁膜27、等電位リング領域4のそれぞれと同一構造により構成されている。   Each of the insulating film 27 and equipotential ring region 4 has the same structure as each of the insulating film 27 and equipotential ring region 4 in regions other than the corner region.

(5)半導体装置のセル領域及び外周領域(コーナー領域)の動作
前述の図1及び図3に示す半導体装置1の動作において、半導体素子6がオン状態になる場合の動作は、前述の(3)項において説明した半導体素子6がオン状態になる動作と同一である。
(5) Operation of Cell Region and Peripheral Region (Corner Region) of Semiconductor Device In the operation of the semiconductor device 1 shown in FIGS. 1 and 3, the operation when the semiconductor element 6 is turned on is the same as that described in (3 This is the same as the operation of turning on the semiconductor element 6 described in the section).

半導体素子6がオフ状態の場合の動作は以下の通りである。オフ状態においては、セル領域2のp−型柱状領域13間のみならず、コーナー領域及びそれ以外の領域において外周領域3のp−型柱状領域23n間にも空乏層が広がる。これにより、セル領域2の外周において、外周領域3が機能し、電界集中を抑制することができる。特に、コーナー領域においては、外周領域3のp型電界緩和領域24nの配列個数を増加しているので、この領域の電界集中を抑制することができる。更に、外周領域3の全体において、p型電界緩和領域24nの幅Wnが外周領域3の内側から外側に近づくに連れて小さくなるように構成されている。このため、外周領域3の最も外側のp−型柱状領域23n(図1及び図2に示すp−型柱状領域23)の更に外側まで空乏層が広がり、かつ外周領域3の外側に近づくに連れて空乏層の厚みが緩やかに小さくなる。これにより、外周領域3の外側においても電界を緩和することができ、電界集中を抑制することができる。従って、外周領域3の外側においてリーク電流を抑制することができるので、半導体装置1の耐圧を向上することができる。 The operation when the semiconductor element 6 is in the off state is as follows. In the off state, a depletion layer spreads not only between the p-type columnar regions 13 of the cell region 2 but also between the p-type columnar regions 23n of the outer peripheral region 3 in the corner region and other regions. Thereby, the outer periphery area | region 3 functions in the outer periphery of the cell area | region 2, and can suppress electric field concentration. In particular, in the corner region, the number of arrangements of the p-type electric field relaxation regions 24n in the outer peripheral region 3 is increased, so that electric field concentration in this region can be suppressed. Further, the entire outer peripheral region 3 is configured such that the width Wn of the p-type electric field relaxation region 24n decreases as it approaches the outer side from the inner side of the outer peripheral region 3. Therefore, the depletion layer extends to the outer side of the outermost p-type columnar region 23n (p-type columnar region 23 4 shown in FIGS. 1 and 2) of the outer peripheral region 3 and approaches the outer side of the outer peripheral region 3. Along with this, the thickness of the depletion layer gradually decreases. Thereby, an electric field can be relieved also on the outer side of the outer periphery area | region 3, and an electric field concentration can be suppressed. Accordingly, since the leakage current can be suppressed outside the outer peripheral region 3, the breakdown voltage of the semiconductor device 1 can be improved.

[半導体装置の製造方法]
上述した実施例1に係る半導体装置1の製造方法は以下の通りである。まず、図4に示すように、第1層目のn−型ドリフト領域層35aが基板11の主面11aにエピタキシャル成長法を用いて形成される。
[Method for Manufacturing Semiconductor Device]
The manufacturing method of the semiconductor device 1 according to the first embodiment described above is as follows. First, as shown in FIG. 4, a first n − type drift region layer 35 a is formed on the main surface 11 a of the substrate 11 using an epitaxial growth method.

次に、図5に示すように、所望のパターンを有する開口部36aが形成されたレジスト膜36がn−型ドリフト領域層35aの上面に形成される。ここで、レジスト膜36の開口部36aは、セル領域2のp−型柱状領域13及び外周領域3のp−型柱状領域23nを形成する領域に対応して配設されている。すべての開口部36aは、同じ形状に形成されている。また、1つの開口部36aと隣接する他の1つの開口部36aとの距離(ピッチ)、ここでは距離Dはすべて等しく形成されている。このレジスト膜36を用い、p型不純物が開口部36aを通してn−型ドリフト領域層35aに導入され、n−型ドリフト領域層35aにp型不純物領域37aが形成される。p型不純物の導入にはイオン注入法が使用される。ここで、イオン注入法を使用して導入されるp型不純物量(イオン注入量)はn−型ドリフト領域層35aの表面上において、均一に設定されている。これにより、すべてのp型不純物領域37aを形成するために導入されるp型不純物量は均一化される。この後、レジスト膜36は除去される。   Next, as shown in FIG. 5, a resist film 36 in which openings 36a having a desired pattern are formed is formed on the upper surface of the n − -type drift region layer 35a. Here, the opening 36 a of the resist film 36 is disposed corresponding to a region where the p − type columnar region 13 of the cell region 2 and the p − type columnar region 23 n of the outer peripheral region 3 are formed. All the openings 36a are formed in the same shape. Further, the distance (pitch) between one opening 36a and another adjacent opening 36a, here, the distances D are all equal. Using this resist film 36, p-type impurities are introduced into n − type drift region layer 35a through opening 36a, and p type impurity region 37a is formed in n − type drift region layer 35a. An ion implantation method is used to introduce the p-type impurity. Here, the p-type impurity amount (ion implantation amount) introduced using the ion implantation method is set uniformly on the surface of the n − -type drift region layer 35a. Thereby, the amount of p-type impurity introduced to form all the p-type impurity regions 37a is made uniform. Thereafter, the resist film 36 is removed.

次に、図6に示すように、第1層目のn−型ドリフト領域層35aの上面に第2層目のn−型ドリフト領域層35bがエピタキシャル成長法を用いて形成される。この後、所望のパターンを有する開口部38aが形成されたレジスト膜38がn−型ドリフト領域層35bの上面に形成される。このレジスト膜38を用い、p型不純物が開口部38aを通してn−型ドリフト領域層35bに導入され、p型不純物領域37bが形成される。p型不純物の導入には前述と同様にイオン注入法が使用される。この後、レジスト膜38は除去される。   Next, as shown in FIG. 6, a second n-type drift region layer 35b is formed on the upper surface of the first n-type drift region layer 35a using an epitaxial growth method. Thereafter, a resist film 38 having an opening 38a having a desired pattern is formed on the upper surface of the n − -type drift region layer 35b. Using this resist film 38, p-type impurities are introduced into n − -type drift region layer 35b through opening 38a, and p-type impurity region 37b is formed. An ion implantation method is used to introduce the p-type impurity as described above. Thereafter, the resist film 38 is removed.

次に、図7に示すように、同様の工程が所望の回数、例えば4回繰り返し行われる。これにより、n−型ドリフト領域層35c〜n−型ドリフト領域層35fがエピタキシャル成長法を用いて同様に形成されつつ、それぞれのドリフト層にp型不純物領域37c〜p型不純物領域37fが形成される。   Next, as shown in FIG. 7, the same process is repeated a desired number of times, for example, four times. Thereby, n − type drift region layer 35c to n − type drift region layer 35f are similarly formed using the epitaxial growth method, and p type impurity region 37c to p type impurity region 37f are formed in each drift layer. .

次に、最上層のn−型ドリフト領域層35gがエピタキシャル成長法を用いて形成される。なお、この最上層のn−型ドリフト領域層35gには、p型不純物領域が形成されない。最上層のn−型ドリフト領域層35gが形成されると、n−型ドリフト領域12が完成する。   Next, the uppermost n − -type drift region layer 35g is formed using an epitaxial growth method. Note that no p-type impurity region is formed in the uppermost n − -type drift region layer 35g. When the uppermost n − type drift region layer 35g is formed, the n − type drift region 12 is completed.

次に、熱処理が行われ、図8に示すように、各々のドリフト層に形成されたp型不純物領域37a〜37fのp型不純物が拡散され、セル領域2においてn−型ドリフト領域12にp−型柱状領域13が形成され、外周領域3においてn−型ドリフト領域12にp−型柱状領域23nが形成される。ここで、すべてのp型不純物領域37a〜37fが同様の条件によって形成されるので、p−型柱状領域13、23nのそれぞれはセル領域2及び外周領域3のいずれにおいても同一深さ、同一幅(平面積)、同一p型不純物量において形成される。また、セル領域2のp−型柱状領域13とそれに隣接する他のp−型柱状領域13との距離Dは、外周領域3のp−型柱状領域23nとそれに隣接する他のp−型柱状領域23nとの距離Dと同一になる。   Next, heat treatment is performed, and as shown in FIG. 8, p-type impurities in p-type impurity regions 37 a to 37 f formed in the respective drift layers are diffused, and p − is diffused into n − -type drift region 12 in cell region 2. The − type columnar region 13 is formed, and the p − type columnar region 23 n is formed in the n − type drift region 12 in the outer peripheral region 3. Here, since all the p-type impurity regions 37a to 37f are formed under the same conditions, each of the p − -type columnar regions 13 and 23n has the same depth and the same width in both the cell region 2 and the outer peripheral region 3. (Plane area), formed with the same p-type impurity amount. The distance D between the p-type columnar region 13 of the cell region 2 and another p-type columnar region 13 adjacent thereto is equal to the p-type columnar region 23n of the outer peripheral region 3 and other p-type columnar regions adjacent thereto. The distance D is the same as the distance D to the region 23n.

次に、所望のパターンを有する開口部39aが形成されたレジスト膜39がn−型ドリフト領域12の表面上に形成される(図9参照。)。ここで、1つの開口部39aとそれに隣接する他の1つの開口部39aとの距離(ピッチ)はセル領域2及び外周領域3に関わらずすべて等しい。一方、外周領域3に形成された開口部39aの幅は外周領域3の内側から外側に近づくに連れて小さくなるように形成されている。これにより、外周領域3に形成された開口部39a間の間隔は外側に近づくに連れて大きくなる。なお、セル領域2に形成された開口部39aの幅はすべて等しい。   Next, a resist film 39 having an opening 39a having a desired pattern is formed on the surface of the n − -type drift region 12 (see FIG. 9). Here, the distance (pitch) between one opening 39a and another opening 39a adjacent thereto is the same regardless of the cell region 2 and the outer peripheral region 3. On the other hand, the width of the opening 39 a formed in the outer peripheral region 3 is formed so as to decrease as it approaches the outer side from the inner side of the outer peripheral region 3. Thereby, the space | interval between the opening parts 39a formed in the outer peripheral area | region 3 becomes large as it approaches an outer side. The widths of the openings 39a formed in the cell region 2 are all equal.

レジスト膜39を用い、p型不純物がn−型ドリフト領域12の表面部分に導入される。p型不純物の導入にはイオン注入法が使用される。その後、導入されたp型不純物が拡散され、図9に示すように、セル領域2においてp型ベース領域14が形成され、外周領域3においてp型電界緩和領域24nが形成される。この工程が終了すると、半導体基体7がほぼ完成する。   A p-type impurity is introduced into the surface portion of the n − -type drift region 12 using the resist film 39. An ion implantation method is used to introduce the p-type impurity. Thereafter, the introduced p-type impurity is diffused to form a p-type base region 14 in the cell region 2 and a p-type electric field relaxation region 24n in the outer peripheral region 3 as shown in FIG. When this step is completed, the semiconductor substrate 7 is almost completed.

ここで、p型ベース領域14及びp型電界緩和領域24nの形状は、レジスト膜39の開口部39aの形状つまり開口部39aの幅寸法に基づいて形成される。具体的には、セル領域2において、すべてのp型ベース領域14は同一幅寸法において形成される。また、1つのp型ベース領域14とそれに隣接する他の1つのp型ベース領域14との距離Dはすべて等しくなる。   Here, the shapes of the p-type base region 14 and the p-type electric field relaxation region 24n are formed based on the shape of the opening 39a of the resist film 39, that is, the width of the opening 39a. Specifically, in the cell region 2, all the p-type base regions 14 are formed with the same width dimension. Further, the distances D between one p-type base region 14 and one other p-type base region 14 adjacent thereto are all equal.

一方、外周領域3においては、p型電界緩和領域24nの幅Wnは、外周領域3の内側から外側に近づくに連れて小さくなるように形成されている。この結果、1つのp型電界緩和領域24nとそれに隣接する他の1つのp型電界緩和領域24nとの距離Dはすべて等しくなるが、1つのp型電界緩和領域24nとそれに隣接する他の1つのp型電界緩和領域24n+1との間隔Snは外周領域3の内側から外側に近づくに連れて大きくなる。   On the other hand, in the outer peripheral region 3, the width Wn of the p-type electric field relaxation region 24 n is formed so as to decrease from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3. As a result, the distances D between one p-type field relaxation region 24n and one other p-type field relaxation region 24n adjacent thereto are all equal, but one p-type field relaxation region 24n and the other one adjacent thereto. The distance Sn between the two p-type electric field relaxation regions 24n + 1 increases as the distance from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3 increases.

この後、蒸着法、フォトリソグラフィー法、エッチング法、リフトオフ法等の既知の工程を用いて、半導体基体7の上層及びドレイン電極19の各構成が形成される。これにより、前述の図1乃至図3に示す実施例1に係る半導体装置1が完成する。   Then, each structure of the upper layer of the semiconductor substrate 7 and the drain electrode 19 is formed using known processes such as a vapor deposition method, a photolithography method, an etching method, and a lift-off method. Thereby, the semiconductor device 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is completed.

[半導体装置の特徴]
実施例1に係る半導体装置1においては、以下の効果が得られる。まず、実施例1に係る半導体装置1においては、外周領域3のp型電界緩和領域24nの幅Wnが外周領域3の内側から外側に近づくに連れて小さくなるように構成されている。半導体装置1に逆方向の電圧が印加された場合、セル領域2の各辺に沿って配設された外周領域3に生じる空乏層は外周領域3の最も外側のp−型柱状領域23の外側まで広がり、かつ空乏層の厚みは外周領域3の内側から外側に近づくに連れて緩やかに小さくなる。従って、半導体装置1においては、電界を緩和して電界集中を抑制することができるので、逆方向の電圧が印加されても、セル領域2及び外周領域3においてリーク電流を抑制することができる。この結果、半導体装置1の耐圧を向上することができる。
[Features of semiconductor devices]
In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, the following effects are obtained. First, the semiconductor device 1 according to the first embodiment is configured such that the width Wn of the p-type electric field relaxation region 24n in the outer peripheral region 3 decreases as it approaches the outer side from the inner side of the outer peripheral region 3. When a reverse voltage is applied to the semiconductor device 1, a depletion layer generated in the peripheral region 3 disposed along each side of the cell area 2 of the outermost peripheral region 3 p-type pillar region 23 4 The thickness of the depletion layer spreads to the outside and gradually decreases as it approaches from the inside to the outside of the outer peripheral region 3. Therefore, in the semiconductor device 1, since the electric field can be relaxed and the electric field concentration can be suppressed, the leakage current can be suppressed in the cell region 2 and the outer peripheral region 3 even when a reverse voltage is applied. As a result, the breakdown voltage of the semiconductor device 1 can be improved.

更に、実施例1に係る半導体装置1においては、セル領域2のコーナー領域に外周領域3の内側から外側に向かって配列されたp型電界緩和領域24nの配列個数が、セル領域2の各辺に外周領域3の内側から外側に向かって配列されたp型電界緩和領域24nの配列個数に比べて多く設定されている。これにより、特に電界集中が発生し易いセル領域2のコーナー領域において、外周領域3の最も外側のp−型柱状領域23の外側まで空乏層の広がりをより一層大きくすることができ、かつ空乏層の厚みは外周領域3の内側から外側に近づくに連れて緩やかに小さくなる。従って、半導体装置1においては、セル領域2のコーナー領域の電界を緩和して電界集中を抑制することができるので、逆方向の電圧が印加されても、セル領域2及び外周領域3のすべてにおいてリーク電流を抑制することができる。この結果、半導体装置1の耐圧をより一層向上することができる。更に加えて、コーナー領域のp型電界緩和領域24nはデッドスペースを利用して配列個数が増加されているので、半導体基体7の面積を拡張する必要がなく、半導体装置1の集積度を向上することができる。 Furthermore, in the semiconductor device 1 according to the first embodiment, the number of p-type electric field relaxation regions 24n arranged in the corner region of the cell region 2 from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3 is equal to each side of the cell region 2. The number of p-type electric field relaxation regions 24n arranged from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3 is set to be larger than that of the outer peripheral region 3. Thus, particularly in the corner regions of the electric field concentration tends to occur cell area 2, it is possible to increase further more the spread of the depletion layer to the outside of the outermost p- type columnar region 23 4 of the peripheral region 3, and the depletion The thickness of the layer gradually decreases as it approaches from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3. Therefore, in the semiconductor device 1, the electric field concentration can be suppressed by relaxing the electric field in the corner region of the cell region 2, so that the cell region 2 and the outer peripheral region 3 are all applied even when a reverse voltage is applied. Leakage current can be suppressed. As a result, the breakdown voltage of the semiconductor device 1 can be further improved. In addition, since the number of arrangements of the p-type field relaxation regions 24n in the corner region is increased by utilizing dead space, it is not necessary to expand the area of the semiconductor substrate 7, and the degree of integration of the semiconductor device 1 is improved. be able to.

また、実施例1に係る半導体装置1においては、p型電界緩和領域24nの幅Wnを内側から外側に近づくに連れて小さくすることにより、耐圧を向上することができるので、p型電界緩和領域24nとそれに隣接する他の電界緩和領域24n+1との距離Dをすべて同一に設定することができる。これに伴って、セル領域2のp−型柱状領域13とそれに隣接する他のp−型柱状領域13との距離Dと、外周領域3のp−型柱状領域23nとそれに隣接する他のp−型柱状領域23nとの距離Dとをすべて同一に設定することができる。これにより、セル領域2及び外周領域3に関わらず、更に外周領域3のコーナー領域であるか否かに関わらず、すべてのp−型柱状領域13及び23nの深さ及び幅(平面積)を等しくすることができる。更に、同一のイオン注入量によってp−型柱状領域13及び23nを同一工程において形成することができ、すべてのp−型柱状領域13及び23nのp型不純物量を容易に同一に設定することができる。この結果、セル領域2のn−型ドリフト領域12とp−型柱状領域13とのチャージ比と、外周領域3のn−型ドリフト領域12とp−型柱状領域23nとのチャージ比とを等しくして、半導体装置1の耐圧を向上することができる。すなわち、半導体装置1において、構造並びに製造工程を簡略化しつつ、耐圧を向上することができる。   In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, since the breakdown voltage can be improved by reducing the width Wn of the p-type field relaxation region 24n from the inside toward the outside, the p-type field relaxation region can be improved. All the distances D between 24n and other electric field relaxation regions 24n + 1 adjacent thereto can be set to be the same. Accordingly, the distance D between the p-type columnar region 13 of the cell region 2 and another p-type columnar region 13 adjacent thereto, and the p-type columnar region 23n of the outer peripheral region 3 and other p adjacent thereto. The distance D to the mold columnar region 23n can be set to be the same. Thus, the depth and width (plane area) of all the p-type columnar regions 13 and 23n regardless of whether or not the cell region 2 and the outer peripheral region 3 are corner regions of the outer peripheral region 3. Can be equal. Furthermore, the p-type columnar regions 13 and 23n can be formed in the same process with the same ion implantation amount, and the p-type impurity amounts of all the p-type columnar regions 13 and 23n can be easily set to be the same. it can. As a result, the charge ratio between the n − type drift region 12 and the p − type columnar region 13 in the cell region 2 is equal to the charge ratio between the n − type drift region 12 and the p − type columnar region 23 n in the outer peripheral region 3. Thus, the breakdown voltage of the semiconductor device 1 can be improved. That is, in the semiconductor device 1, the breakdown voltage can be improved while simplifying the structure and the manufacturing process.

また、実施例1に係る半導体装置1においては、セル領域2の各辺に配設された外周領域3、セル領域2のコーナー領域に配設された外周領域3のそれぞれのp型電界緩和領域24nが内側から外側に近づくに連れて徐々に浅く形成されている。これにより、空乏層の厚みがより緩やかに小さくなるので、電界緩和機能をより一層向上することができる。この結果、半導体装置1の耐圧を更に向上することができる。   In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, each of the p-type electric field relaxation regions of the outer peripheral region 3 disposed on each side of the cell region 2 and the outer peripheral region 3 disposed in the corner region of the cell region 2. As 24n approaches from the inside to the outside, it is formed shallower gradually. Thereby, since the thickness of a depletion layer becomes smaller moderately, an electric field relaxation function can be improved further. As a result, the breakdown voltage of the semiconductor device 1 can be further improved.

[電位分布シミュレーションによる実証]
次に、前述の実施例1に係る半導体装置1の効果を実証するために実施した電位分布のシミュレーションの実証結果は以下の通りである。
[Verification by potential distribution simulation]
Next, the verification results of the simulation of the potential distribution carried out in order to verify the effect of the semiconductor device 1 according to Example 1 described above are as follows.

実施例1に係る半導体装置1と、この実施例1に係る半導体装置1と比較するための第1比較例に係る半導体装置及び第2比較例に係る半導体装置とについて電位分布のシミュレーションが行われた。   A potential distribution simulation is performed on the semiconductor device 1 according to the first embodiment and the semiconductor device according to the first comparative example and the semiconductor device according to the second comparative example for comparison with the semiconductor device 1 according to the first embodiment. It was.

実施例1に係る半導体装置1は、前述のように外周領域3のp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nの数を増加したものである。なお、実施例1に係る半導体装置1の耐圧は800Vである。   In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, the number of the p-type columnar regions 23n and the p-type electric field relaxation regions 24n in the outer peripheral region 3 is increased as described above. The withstand voltage of the semiconductor device 1 according to the first embodiment is 800V.

第1比較例に係る半導体装置は、すべてのp型電界緩和領域24nを実施例1に係る半導体装置1の最もサイズが大きいp型電界緩和領域24nと略同じ大きさに構成したものである。なお、第1比較例に係る半導体装置において外周領域のp−型柱状領域23nとp型電界緩和領域24nの配列個数は、実施例1に係る半導体装置1の外周領域3のp−型柱状領域23nとp型電界緩和領域24nの配列個数と同一である。   In the semiconductor device according to the first comparative example, all the p-type field relaxation regions 24n are configured to have substantially the same size as the p-type field relaxation region 24n having the largest size of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. In the semiconductor device according to the first comparative example, the number of arrangement of the p-type columnar region 23n and the p-type field relaxation region 24n in the outer peripheral region is the p-type columnar region in the outer peripheral region 3 of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. 23n and the number of arrangement of the p-type electric field relaxation region 24n are the same.

第2比較例に係る半導体装置は、すべてのp型電界緩和領域24nを実施例1に係る半導体装置1の最もサイズの小さいp型電界緩和領域24nと略同じ大きさに構成したものである。ここでは、p−型柱状領域23nの幅と電界緩和領域24nの幅とが略同じである。なお、第2比較例に係る半導体装置の外周領域のp−型柱状領域23nとp型電界緩和領域24nの配列個数は、実施例1に係る半導体装置1の外周領域3のp−型柱状領域23nとp型電界緩和領域24nの配列個数と同一である。   In the semiconductor device according to the second comparative example, all the p-type field relaxation regions 24n are configured to have substantially the same size as the smallest p-type field relaxation region 24n of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. Here, the width of the p − type columnar region 23n and the width of the electric field relaxation region 24n are substantially the same. Note that the number of arrangement of the p-type columnar regions 23n and the p-type field relaxation regions 24n in the outer peripheral region of the semiconductor device according to the second comparative example is the p-type columnar region in the outer peripheral region 3 of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. 23n and the number of arrangement of the p-type electric field relaxation region 24n are the same.

図10は実施例1に係る半導体装置1の電位分布のシミュレーション結果、図11は第1比較例に係る半導体装置の電位分布のシミュレーションの結果、図12は第2比較例に係る半導体装置の電位分布のシミュレーション結果をそれぞれ示す。図10乃至図12において、波線は等電位線を示し、符号23nを付した実線は外周領域3のp−型柱状領域23nを示し、符号24nを付した実線はn型電界緩和領域24nを示している。図13は、実施例1に係る半導体装置1、第1比較例に係る半導体装置及び第2比較例に係る半導体装置において、逆方向の電圧とリーク電流との関係を示すグラフである。   10 is a simulation result of potential distribution of the semiconductor device 1 according to the first embodiment, FIG. 11 is a simulation result of potential distribution of the semiconductor device according to the first comparative example, and FIG. 12 is a potential of the semiconductor device according to the second comparative example. Distribution simulation results are shown respectively. 10 to 12, a wavy line indicates an equipotential line, a solid line denoted by reference numeral 23n indicates a p-type columnar region 23n of the outer peripheral region 3, and a solid line denoted by reference numeral 24n indicates an n-type electric field relaxation region 24n. ing. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the reverse voltage and the leakage current in the semiconductor device 1 according to Example 1, the semiconductor device according to the first comparative example, and the semiconductor device according to the second comparative example.

図10に示すように、実施例1に係る半導体装置1においては、外周領域3の最も外側のp−型柱状領域23n及び電界緩和領域24nよりも外側まで等電位線が延びている。そして、実施例1に係る半導体装置1においては、外周領域3の最も外側の等電位線の間隔が第1比較例に係る半導体装置の同一箇所の等電位線に比べて広く、電界集中が緩和されている。また、実施例1に係る半導体装置1においては、外周領域3の最も外側の空乏層の厚みが緩やかに小さくなる。この結果、図13に示すように、実施例1に係る半導体装置1においては、第1比較例及び第2比較例に係る半導体装置に比べて耐圧が高くなっており、耐圧を向上することができる。   As shown in FIG. 10, in the semiconductor device 1 according to the first embodiment, equipotential lines extend to the outer side of the outermost p − type columnar region 23 n and the electric field relaxation region 24 n of the outer peripheral region 3. In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, the interval between the outermost equipotential lines in the outer peripheral region 3 is wider than the equipotential lines at the same location of the semiconductor device according to the first comparative example, and the electric field concentration is reduced Has been. In the semiconductor device 1 according to the first embodiment, the thickness of the outermost depletion layer in the outer peripheral region 3 is gradually reduced. As a result, as shown in FIG. 13, the semiconductor device 1 according to Example 1 has a higher breakdown voltage than the semiconductor devices according to the first comparative example and the second comparative example, and the breakdown voltage can be improved. it can.

一方、図11に示すように、第1比較例に係る半導体装置においては、外周領域の最も外側のp−型柱状領域23n及び電界緩和領域24nよりも外側まで等電位線が延びている。しかしながら、外周領域の最も外側においては、等電位線の間隔が小さく、電界集中が生じている。この結果、第1比較例に係る半導体装置においては、外周領域の最も外側の領域においてリーク電流が流れ易く、図13に示すように、実施例1に係る半導体装置1に比べて、耐圧が低くなる。   On the other hand, as shown in FIG. 11, in the semiconductor device according to the first comparative example, equipotential lines extend to the outside of the outermost p-type columnar region 23n and the electric field relaxation region 24n of the outer peripheral region. However, on the outermost side of the outer peripheral region, the equipotential lines are small and electric field concentration occurs. As a result, in the semiconductor device according to the first comparative example, the leakage current easily flows in the outermost region of the outer peripheral region, and the breakdown voltage is lower than that of the semiconductor device 1 according to the first embodiment as shown in FIG. Become.

また、図12に示すように、第2比較例に係る半導体装置においては、外周領域の最も外側のp−型柱状領域23n及び電界緩和領域24nまで等電位線が延びていない。これにより、第2比較例に係る半導体装置においては、セル領域の近傍においてリーク電流が流れ易く、図13に示すように、実施例1に係る半導体装置1に比べて、耐圧が低くなる。   As shown in FIG. 12, in the semiconductor device according to the second comparative example, the equipotential lines do not extend to the outermost p − type columnar region 23n and the electric field relaxation region 24n of the outer peripheral region. Thereby, in the semiconductor device according to the second comparative example, a leak current easily flows in the vicinity of the cell region, and the breakdown voltage is lower than that of the semiconductor device 1 according to the first embodiment as shown in FIG.

このように実施例1に係る半導体装置1においては、第1比較例及び第2比較例に係る半導体装置に比べて、耐圧を向上することができる。   Thus, in the semiconductor device 1 according to Example 1, the breakdown voltage can be improved as compared with the semiconductor devices according to the first comparative example and the second comparative example.

[外周領域の耐圧測定結果]
次に、前述の実施例1に係る半導体装置1の効果を実証するために実施した耐圧測定結果は以下の通りである。
[Results of measuring the pressure resistance of the outer peripheral area]
Next, the breakdown voltage measurement results performed to verify the effects of the semiconductor device 1 according to Example 1 are as follows.

図14は実施例1に係る半導体装置1の逆方向の電圧とリーク電流との関係を示すグラフである。図14中、横軸はドレイン・ソース間の電圧(VDS)、縦軸はリーク電流(ID)である。資料(A)は実施例1に係る半導体装置1の耐圧測定結果であり、実施例1に係る半導体装置1はセル領域2のコーナー領域において外周領域3のp型電界緩和領域24nの配列個数を多くしている。資料(B)は比較例に係る半導体装置の耐圧測定結果であり、比較例に係る半導体装置1はセル領域2のコーナー領域とそれ以外の領域において外周領域3のp型電界緩和領域24nの配列個数を同一としている。   FIG. 14 is a graph illustrating the relationship between the reverse voltage and the leakage current of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. In FIG. 14, the horizontal axis represents the drain-source voltage (VDS), and the vertical axis represents the leakage current (ID). Document (A) is a breakdown voltage measurement result of the semiconductor device 1 according to the first embodiment. The semiconductor device 1 according to the first embodiment shows the number of arrangements of the p-type field relaxation regions 24n in the outer peripheral region 3 in the corner region of the cell region 2. There are many. Document (B) is a breakdown voltage measurement result of the semiconductor device according to the comparative example. In the semiconductor device 1 according to the comparative example, the arrangement of the p-type electric field relaxation region 24n in the outer peripheral region 3 in the corner region of the cell region 2 and the other regions. The number is the same.

図14に示すように、実施例1に係る半導体装置1(資料(A))においては、コーナー領域において外周領域3のp型電界緩和領域24nの配列個数を多くしているので、電界集中を緩和することができ、比較例に係る半導体装置(資料(B))の耐圧に比べて耐圧を向上することができる。   As shown in FIG. 14, in the semiconductor device 1 (document (A)) according to the first embodiment, the number of arrangements of the p-type electric field relaxation regions 24n in the outer peripheral region 3 is increased in the corner region. The breakdown voltage can be relaxed, and the breakdown voltage can be improved as compared with the breakdown voltage of the semiconductor device (document (B)) according to the comparative example.

(実施例2)
本発明の実施例2は、前述の実施例1に係る半導体装置1において、外周領域3のp型電界緩和領域24nの形状を変えた例を説明するものである。
(Example 2)
Example 2 of the present invention describes an example in which the shape of the p-type electric field relaxation region 24n in the outer peripheral region 3 is changed in the semiconductor device 1 according to Example 1 described above.

図15に示すように、実施例2に係る半導体装置1は、基本的な構造は前述の実施例1に係る半導体装置1と同様であるが、外周領域3のp型電界緩和領域24nの平面形状をストライプ形状としている。外周領域3において、p−型柱状領域23nの平面形状は図示していないが、前述の実施例1に係る半導体装置1のp−型柱状領域23nと同様の形状により構成されている。   As shown in FIG. 15, the basic structure of the semiconductor device 1 according to the second embodiment is the same as that of the semiconductor device 1 according to the first embodiment described above, but the plane of the p-type field relaxation region 24 n in the outer peripheral region 3. The shape is a stripe shape. In the outer peripheral region 3, the planar shape of the p − type columnar region 23 n is not shown, but is configured in the same shape as the p − type columnar region 23 n of the semiconductor device 1 according to the first embodiment.

セル領域2の各辺に沿って配設され外周領域3の内側から外側に向かってn列目に配列されるp型電界緩和領域24n、セル領域2のコーナー領域に配設され外周領域3の内側から外側に向かってn列目に配列されるp型電界緩和領域24nのそれぞれは一体的に連結され、これらn列目のp型電界緩和領域24nの平面形状は細長く延在するストライプ形状を有する。このn列目のp型電界緩和領域24nはセル領域2の周囲を取り囲むリング状に形成されている。   The p-type electric field relaxation region 24n arranged along each side of the cell region 2 and arranged in the n-th column from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3; Each of the p-type field relaxation regions 24n arranged in the n-th column from the inside to the outside is integrally connected, and the planar shape of the p-type field relaxation region 24n in the n-th column is an elongated stripe shape. Have. The n-th p-type field relaxation region 24 n is formed in a ring shape surrounding the cell region 2.

ここで、すべてのp型電界緩和領域24nがセル領域2の周囲を取り囲むリング状に形成される必要はない。例えば、図15に示すように、セル領域2のコーナー領域に配設され外周領域3の内側から外側に向かって3列目に配列される複数のp型電界緩和領域242(2)のそれぞれは同様に一体的に連結され、これら3列目のp型電界緩和領域242(2)の平面形状は細長く延在するストライプ形状を有する。3列目のp型電界緩和領域242(2)はコーナー領域にのみ配置され、上記のリング状に連結されたp型電界緩和領域242(1)とは分離して形成されている。なお、図15に示すストライプ形状のp型電界緩和領域242(2)は、リング状のp型電界緩和領域242(1)と連結されても良い。 Here, it is not necessary that all the p-type electric field relaxation regions 24n are formed in a ring shape surrounding the periphery of the cell region 2. For example, as shown in FIG. 15, each of a plurality of p-type electric field relaxation regions 242 (2) disposed in the corner region of the cell region 2 and arranged in the third column from the inner side to the outer side of the outer peripheral region 3. Are connected integrally in the same manner, and the planar shape of the p-type field relaxation region 242 (2) in the third row has a stripe shape extending elongated. The p-type electric field relaxation region 24 2 (2) in the third column is disposed only in the corner region, and is formed separately from the p-type electric field relaxation region 24 2 (1) connected in the ring shape. Note that the stripe-shaped p-type field relaxation region 24 2 (2) shown in FIG. 15 may be connected to the ring-shaped p-type field relaxation region 24 2 (1) .

これらストライプ形状を有する1列目乃至6列目のp型電界緩和領域24nは基本的にはフローティング状態にある。   The p-type field relaxation regions 24n in the first to sixth columns having the stripe shape are basically in a floating state.

このように構成される実施例2に係る半導体装置1においては、前述の実施例1に係る半導体装置1により得られる効果と同様の効果を得ることができる。   In the semiconductor device 1 according to the second embodiment configured as described above, the same effect as that obtained by the semiconductor device 1 according to the first embodiment can be obtained.

(その他の実施例)
以上、実施例1及び実施例2を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した上記実施例に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施例の一部を変更した変形例について説明する。
(Other examples)
As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using Example 1 and Example 2, this invention is not limited to the said Example described in this specification. The technical scope of the present invention is determined by the description of the claims and the scope equivalent to the description of the claims. Hereinafter, a modified example in which a part of the above embodiment is changed will be described.

例えば、上述した実施例1又は実施例2の各構成の形状、数値、材料等は適宜変更可能である。   For example, the shape, numerical value, material, and the like of each configuration of the first embodiment or the second embodiment described above can be changed as appropriate.

また、上述した実施例1又は実施例2においては、外周領域3のp−型柱状領域23n及びp型電界緩和領域24nをコーナー領域以外において4個、コーナー領域において6個配列する例を説明したが、p型電界緩和領域24nの配列個数は適宜変更可能である。   In the first embodiment or the second embodiment described above, an example in which four p-type columnar regions 23n and p-type electric field relaxation regions 24n in the outer peripheral region 3 are arranged outside the corner region and six in the corner region has been described. However, the arrangement number of the p-type electric field relaxation regions 24n can be changed as appropriate.

また、上述した実施例1又は実施例2においては、p型電界緩和領域24nの幅を、内側から外側に近づくに連れて徐々に小さくしたが、幅の変化の手法は適宜変更可能である。例えば、最も内側のp型電界緩和領域24nの幅と最も外側のp型電界緩和領域24nの幅とは異なるように設定し、p型電界緩和領域24nの幅が等しくなる領域が最も内側と最も外側との間に配設されてもよい。換言すれば、最も内側のp型電界緩和領域24nの間隔と最も外側のp型電界緩和領域24nの間隔とが異なり、p型電界緩和領域24nの間隔が等しくなる領域が途中にあればよい。   In the first embodiment or the second embodiment described above, the width of the p-type field relaxation region 24n is gradually reduced from the inside toward the outside, but the method of changing the width can be changed as appropriate. For example, the width of the innermost p-type field relaxation region 24n is set different from the width of the outermost p-type field relaxation region 24n, and the region where the width of the p-type field relaxation region 24n is equal is the innermost and the most. You may arrange | position between outer sides. In other words, the distance between the innermost p-type electric field relaxation region 24n and the outermost p-type electric field relaxation region 24n may be different, and there may be a region in the middle where the interval between the p-type electric field relaxation regions 24n is equal.

また、上述した実施例1又は実施例2においては、p型電界緩和領域24nの深さを、内側から外側に近づくに連れて徐々に浅くしたが、深さの変化の手法は適宜変更可能である。例えば、p型電界緩和領域24nの深さのすべてが同一であってもよい。更に、p型電界緩和領域24nの深さが等しくなる領域は最も内側と最も外側との途中であってもよい。更に、p型電界緩和領域24nの深さがp型ベース領域14よりも深く設定されていてもよい。   In the first embodiment or the second embodiment described above, the depth of the p-type electric field relaxation region 24n is gradually decreased as it approaches from the inside to the outside, but the method of changing the depth can be changed as appropriate. is there. For example, all the depths of the p-type electric field relaxation region 24n may be the same. Further, the region where the depth of the p-type electric field relaxation region 24n is equal may be in the middle between the innermost side and the outermost side. Furthermore, the depth of the p-type electric field relaxation region 24n may be set deeper than that of the p-type base region 14.

また、上述した実施例1又は実施例2においては、n−型ドリフト領域層12は複数回積層することによってp−型柱状領域13、23nを形成するスタック型構造について説明したが、ドレイン層にトレンチを形成した後、このトレンチ内に埋め込まれたp−型柱状領域を形成するトレンチ型構造に本発明を適用することができる。この場合にも上述した実施例1又は実施例2に係る半導体装置1により得られる効果と同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment or the second embodiment described above, the n-type drift region layer 12 is described as a stack type structure in which the p-type columnar regions 13 and 23n are formed by stacking a plurality of times. After forming a trench, the present invention can be applied to a trench structure in which a p-type columnar region embedded in the trench is formed. Also in this case, the same effect as that obtained by the semiconductor device 1 according to the first embodiment or the second embodiment described above can be obtained.

また、上述した実施例1又は実施例2においては、p型及びn型は一例であり、この導電型を反転することができる。   Moreover, in Example 1 or Example 2 mentioned above, p-type and n-type are examples, and this conductivity type can be reversed.

本発明は、簡易な構造を有し、セル領域のコーナー領域の耐圧を向上することによって外周領域の全域の耐圧を向上することができる半導体装置に広く適用可能である。   The present invention is widely applicable to semiconductor devices that have a simple structure and can improve the breakdown voltage of the outer peripheral region by improving the breakdown voltage of the corner region of the cell region.

1…半導体装置
2…セル領域
3…外周領域
4…等電位リング領域
6…半導体素子
7…半導体基体
7a、11a、11b…主面
11…基板
12…n−型ドリフト領域
13…p−型柱状領域
14…p型ベース領域
15…n型ソース領域
16…ゲート電極
17…ゲート絶縁膜
18…ソース電極
19…ドレイン電極
23n…p−型柱状領域
24n…p型電界緩和領域
27…絶縁膜
31…リング電極
35a〜35g…n型ドリフト領域層
36、38、39…レジスト膜
36a、38a、39a…開口部
37a〜37f…p型不純物領域
D…距離
Sn…間隔
Wn…幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device 2 ... Cell region 3 ... Outer peripheral region 4 ... Equipotential ring region 6 ... Semiconductor element 7 ... Semiconductor substrate 7a, 11a, 11b ... Main surface 11 ... Substrate 12 ... n-type drift region 13 ... p-type columnar shape Region 14 ... p-type base region 15 ... n-type source region 16 ... gate electrode 17 ... gate insulating film 18 ... source electrode 19 ... drain electrode 23n ... p-type columnar region 24n ... p-type electric field relaxation region 27 ... insulating film 31 ... Ring electrodes 35a-35g ... n-type drift region layers 36, 38, 39 ... resist films 36a, 38a, 39a ... openings 37a-37f ... p-type impurity region D ... distance Sn ... interval Wn ... width

Claims (7)

半導体素子が形成されるセル領域と、
前記セル領域の外周に形成された外周領域と、
前記セル領域及び前記外周領域に形成された第1導電型の第1導電型領域と、
前記セル領域の前記第1導電型領域に形成され、第1方向及びそれと交差する第2方向に配列された第2導電型の複数の第1柱状領域と、
前記外周領域の前記第1導電型領域に形成され、前記第1方向及び前記第2方向に配列された第2導電型の複数の第2柱状領域と、
前記第2柱状領域の上部に形成された第2導電型の複数の電界緩和領域と、を備え、
前記電界緩和領域とそれに隣接する他の前記電界緩和領域との間隔が前記外周領域の内側と外側とにおいて異なるとともに、前記第1方向及び前記第2方向に沿って配列された前記電界緩和領域の前記内側から前記外側に向かって配列される個数に対して、前記第1方向と前記第2方向とが交わるコーナー領域に配列される前記電界緩和領域の前記内側から前記外側に向かって配列される個数が多いことを特徴とする半導体装置。
A cell region in which a semiconductor element is formed;
An outer peripheral region formed on the outer periphery of the cell region;
A first conductivity type region of a first conductivity type formed in the cell region and the outer peripheral region;
A plurality of first columnar regions of a second conductivity type formed in the first conductivity type region of the cell region and arranged in a first direction and a second direction intersecting with the first direction;
A plurality of second columnar regions of a second conductivity type formed in the first conductivity type region of the outer peripheral region and arranged in the first direction and the second direction;
A plurality of electric field relaxation regions of a second conductivity type formed on the second columnar region,
An interval between the electric field relaxation region and the other electric field relaxation region adjacent to the electric field relaxation region is different between the inner side and the outer side of the outer peripheral region, and the electric field relaxation region arranged along the first direction and the second direction. Arranged from the inside to the outside of the electric field relaxation region arranged in a corner region where the first direction and the second direction intersect with respect to the number arranged from the inside to the outside. A semiconductor device characterized by a large number.
前記外周領域において、前記内側の前記電界緩和領域と隣接する他の前記電界緩和領域との間隔は、前記外側の前記電界緩和領域と隣接する他の前記電界緩和領域との間隔よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   In the outer peripheral region, an interval between the inner electric field relaxation region and another adjacent electric field relaxation region is smaller than an interval between the outer electric field relaxation region and another adjacent electric field relaxation region. The semiconductor device according to claim 1. 前記外周領域において、前記電界緩和領域と隣接する他の前記電界緩和領域との間隔は、前記内側から前記外側に近づくに連れて徐々に大きくなることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 2, wherein in the outer peripheral region, an interval between the electric field relaxation region and another electric field relaxation region adjacent to the electric field relaxation region is gradually increased from the inner side toward the outer side. . 前記外周領域において、前記電界緩和領域の幅は、前記内側から前記外側に近づくに連れて徐々に小さくなることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 2, wherein, in the outer peripheral region, the width of the electric field relaxation region gradually decreases from the inner side toward the outer side. 5. 前記外周領域において、前記電界緩和領域の深さは、前記内側から前記外側に近づくに連れて徐々に浅くなることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 2, wherein, in the outer peripheral region, the depth of the electric field relaxation region gradually becomes shallower from the inside toward the outside. 6. 前記セル領域の前記第1柱状領域と隣接する他の前記第1柱状領域との距離は、前記外周領域の前記第2柱状領域と隣接する他の前記第2柱状領域との距離に等しいことを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれかに記載の半導体装置。   The distance between the first columnar region adjacent to the first columnar region of the cell region is equal to the distance between the second columnar region adjacent to the second columnar region of the outer peripheral region. 6. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is characterized in that: 前記外周領域において、前記第1方向及び前記第2方向に沿って配列される電界緩和領域、前記コーナー領域に配列される電界緩和領域は、2以上連結され、ストライプ形状を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の半導体装置。   In the outer peripheral region, two or more electric field relaxation regions arranged in the first direction and the second direction and electric field relaxation regions arranged in the corner region are connected and have a stripe shape. The semiconductor device according to claim 1.
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