JP2015018950A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor device.
パワー半導体素子を有する半導体装置は、高速スイッチング特性、高耐圧特性を有し、家庭用電気機器、通信機器、車載用モータ等における電力変換、制御等に用いられている。このような半導体装置は、有効面積率(チップの電流通電領域と無通電領域の比率)、パッケージ搭載時の放熱性の観点より、一般的に、縦に電流を流す上下電極構造になっている。 A semiconductor device having a power semiconductor element has high-speed switching characteristics and high breakdown voltage characteristics, and is used for power conversion, control, and the like in household electrical equipment, communication equipment, and in-vehicle motors. Such a semiconductor device generally has an upper and lower electrode structure that allows current to flow vertically from the viewpoint of effective area ratio (ratio of current-carrying region and non-conducting region of the chip) and heat dissipation during package mounting. .
しかし、実用回路でのゲート電圧は、回路インダクタンスによるサージにより瞬間的にゲート保証電圧を越える場合がある。そして、ゲート酸化膜の絶縁耐量を超えてしまうと、素子が破壊してしまい、素子の機能が損失する。また、絶縁耐量を超えなくとも、ゲート酸化膜への電気的ダメージによる長期信頼性の劣化が生じる場合がある。従って、より耐圧の高い半導体装置が求められている。 However, the gate voltage in a practical circuit may instantaneously exceed the gate guarantee voltage due to a surge due to circuit inductance. If the dielectric strength of the gate oxide film is exceeded, the device is destroyed and the function of the device is lost. Even if the dielectric strength is not exceeded, long-term reliability may be deteriorated due to electrical damage to the gate oxide film. Therefore, there is a demand for a semiconductor device with higher breakdown voltage.
本発明が解決しようとする課題は、耐性の向上を可能にする半導体装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving resistance.
実施形態の半導体装置は、第1半導体層と、前記第1半導体層の第1領域における前記第1半導体層の上に設けられた第1導電型の第1半導体領域と、前記第1半導体領域の上に設けられた第2導電型の第2半導体領域と、前記第2半導体領域の表面から前記第1半導体層にまで達する絶縁膜と、前記第1半導体層の第2領域における前記第1半導体層の上に設けられ、第2導電型の第3半導体領域と第1導電型の第4半導体領域とが交互に配列された第2半導体層を含むツェナーダイオード領域と、前記第1半導体層に電気的に接続された第1電極と、前記第1半導体領域および前記第2半導体領域に電気的に接続され、前記ツェナーダイオード領域中のいずれかの前記第3半導体領域に電気的に接続された第2電極と、前記絶縁膜を介して前記第1半導体層、前記第1半導体領域、および前記第2半導体領域に接し、前記ツェナーダイオード領域中の前記いずれか以外の前記第3半導体領域に電気的に接続された第3電極と、を備える。 The semiconductor device according to the embodiment includes a first semiconductor layer, a first semiconductor region of a first conductivity type provided on the first semiconductor layer in the first region of the first semiconductor layer, and the first semiconductor region. A second semiconductor region of a second conductivity type provided on the insulating layer, an insulating film reaching from the surface of the second semiconductor region to the first semiconductor layer, and the first region in the second region of the first semiconductor layer. A Zener diode region including a second semiconductor layer provided on the semiconductor layer, the second semiconductor layer having a second conductive type third semiconductor region and a first conductive type fourth semiconductor region alternately arranged; and the first semiconductor layer A first electrode electrically connected to the first semiconductor region, the first semiconductor region and the second semiconductor region, and electrically connected to any one of the third semiconductor regions in the Zener diode region. Through the second electrode and the insulating film A third electrode in contact with the first semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor region, and electrically connected to the third semiconductor region other than the one in the Zener diode region; Prepare.
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description of the members once described is omitted as appropriate.
(第1実施形態)
図1(a)は、第1実施形態に係る半導体装置を表す模式的平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A’線に沿った位置での模式的断面図であり、図1(c)は、図1(a)のB−B’線に沿った位置での模式的断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1A is a schematic plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a schematic view at a position along the line AA ′ in FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view, and FIG. 1C is a schematic cross-sectional view at a position along the line BB ′ in FIG.
図1(a)に表された半導体装置(半導体チップ)の面の側は、例えば、表面側とする。これに対して、この表面側の反対側を裏面側とする。 The surface side of the semiconductor device (semiconductor chip) shown in FIG. 1A is, for example, the surface side. On the other hand, the opposite side of the front side is the back side.
図1(a)に表すように、半導体装置1は、活性領域1a(第1領域)と、活性領域1aを取り囲む周辺領域1p(第2領域)と、を備える。活性領域1aには、複数のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)が配置されている(後述)。周辺領域1pには、MOSFETが配置されていない。
As shown in FIG. 1A, the
半導体装置1の表側には、ソース電極51(第2電極)と、ゲートパッド30pと、が配置されている。ゲートパッド30pは、後述するMOSFETのゲート電極に電気的に接続されている。ゲートパッド30pからは接続領域30cがさらに延在している。従って、接続領域30cは、MOSFETのゲート電極に電気的に接続されている。接続領域30cは、周辺領域1pに設けられている。
On the front side of the
図1(b)および図1(c)に表すように、活性領域1aと、周辺領域1pとは、例えば、半導体装置1のドレイン電極50(第1電極)、ドレイン層10、およびドリフト層11(第1半導体層)を共有している。つまり、活性領域1aは、ドレイン電極50、ドレイン層10、およびドリフト層11のそれぞれの一部(第1部分)を有している。周辺領域1pは、上記一部以外のドレイン電極50、ドレイン層10、およびドリフト層11のそれぞれの部分(第2部分)を有している。
As shown in FIGS. 1B and 1C, the
周辺領域1pにおいては、ドレイン層10の上にドリフト層11が設けられている。ドリフト層11の上には、絶縁層80が設けられている。ドリフト層11の上には、絶縁層80を介して接続領域30cが設けられている。ドレイン層10には、ドレイン電極50が電気的に接続されている。また、図1(a)のA−A’断面(図1(b))では、接続領域30cとソース電極51とが接触していない。一方、図1(a)のB−B’断面(図1(c))では、ソース電極51の一部が活性領域1aから周辺領域1pにまで延びている。
In the
周辺領域1pには、ツェナーダイオード領域100Aが設けられている。ツェナーダイオード領域100Aは、ドリフト層11の上に設けられている。ツェナーダイオード領域100Aの少なくとも一部は、接続領域30cの下側に位置している。ツェナーダイオード領域100Aは、絶縁層80によって取り囲まれている。
A Zener
ツェナーダイオード領域100Aは、n+型半導体領域(第3半導体領域)とp+型半導体領域(第4半導体領域)とが交互に配列された半導体層(第2半導体層)を有している。
The
図2は、第1実施形態に係る半導体装置を表す模式的平面図である。
図2には、図1(b)および図1(c)のC−C’線に沿った位置で半導体装置を切断した場合の平面図が表されている。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment.
FIG. 2 shows a plan view when the semiconductor device is cut at a position along the line CC ′ in FIGS. 1B and 1C.
ツェナーダイオード領域100Aは、活性領域1aを取り囲んでいる。ツェナーダイオード領域100Aのn+型半導体領域とp+型半導体領域とはツェナーダイオード領域100Aの内周から外周に向かって交互に配列されている。n+型半導体領域の数およびp+型半導体領域の数は、図示された数に限らない。
The
例えば、半導体装置1では、n+型半導体領域101/p+型半導体領域102/n+型半導体領域103/p+型半導体領域104/n+型半導体領域105の順に、n+型半導体領域とp+型半導体領域とがツェナーダイオード領域100Aの内周から外周に向かって交互に配列されている。ツェナーダイオード領域100Aでは、隣り合うn+型半導体領域とp+型半導体領域とによってツェナーダイオードが構成されている。
For example, in the
半導体装置1では、MOSFETのゲート電極が接続領域30cを介してツェナーダイオード領域100A中のいずれかのn+型半導体領域に電気的に接続されている。また、ソース電極51がツェナーダイオード領域100A中のいずれかのn+型半導体領域に電気的に接続されている。ソース電極51に電気的に接続されたn+型半導体領域と、ゲート電極に電気的に接続されたn+型半導体領域とは異なる位置に配置されている。
In the
この接続状態を、再び、図1(b)、(c)を用いて説明する。
例えば、図1(b)に表すように、絶縁層80の一部が開口されて、n+型半導体領域101と接続領域30cとが電気的に接続されている。接続領域30cに繋がれたn+型半導体領域101は、ツェナーダイオード領域100Aの最内周に位置している。
This connection state will be described again with reference to FIGS. 1B and 1C.
For example, as shown in FIG. 1B, a part of the insulating
一方、図1(c)に表すように、絶縁層80の一部が開口されて、n+型半導体領域105とソース電極51とが電気的に接続されている。ソース電極51に繋がれたn+型半導体領域105は、ツェナーダイオード領域100Aの最外周に位置している。
On the other hand, as shown in FIG. 1C, a part of the insulating
活性領域1aには、n+型半導体領域101に接続された複数のゲート配線30iが引き回されている(図2参照)。複数のゲート配線30iのそれぞれは、MOSFETのゲート電極に接続されている。
A plurality of gate wirings 30 i connected to the n +
活性領域1aでは、半導体装置1のオン時にチャネルが形成されて、ソース電極51とドレイン電極50との間に電流が流れる。周辺領域1pには半導体装置1のオン時にチャネルが形成されず、半導体装置1の縦方向(図のZ方向)に電流が流れない。また、周辺領域1pの表面には、その電位がフローティング、もしくはドレイン電極50と略同じ電位とされる等電位リング90が設けられている。半導体装置1のオフ時に空乏層が半導体装置1の終端にまで到達してしまうと、リーク電流の発生する可能性がある。この等電位リング90を周辺領域1pに設けることにより、終端における空乏層の伸びが抑制される。
In the
半導体装置1の活性領域1aにおける断面構造について説明する。
図3は、第1実施形態に係る半導体装置を表す模式的断面図である。
図3には、図1(a)のD−D’線に沿った位置での模式的断面が表されている。
A cross-sectional structure in the
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device according to the first embodiment.
FIG. 3 shows a schematic cross section at a position along the line DD ′ in FIG.
半導体装置1の活性領域1aには、例えば、上下電極構造のMOSFETが複数配置されている。MOSFETは、半導体基板の表層に設けられ、ゲート電圧によってスイッチング(オンとオフ)が制御される。ここで、1つのMOSFET(MOSFET単位)とは、例えば、ゲート電極30を1つ有するトランジスタ素子とする。
In the
活性領域1aにおいては、n+型のドレイン層10の上にn型のドリフト層11が設けられている。ドリフト層11の上には、p型のベース領域20(第1半導体領域)が設けられている。ベース領域20の上には、n+型のソース領域21(第2半導体領域)が設けられている。また、ベース領域20の上には、ソース領域21に接するp+領域22(正孔抜き領域)が設けられている。
In the
ドリフト層11には、ドレイン層10を介してドレイン電極50が電気的に接続されている。ベース領域20およびソース領域21には、ソース電極51が電気的に接続されている。また、ゲート絶縁膜31は、ソース領域21の表面からドリフト層11にまで達している。ゲート電極30(第3電極)は、ゲート絶縁膜31を介してソース領域21、ベース領域20およびドリフト層11に接している。ゲート電極30は、上述したゲート配線30iに接続されている。
A
ドレイン層10、ドリフト層11、ベース領域20、ソース領域21、p+領域22、n+型半導体領域、およびp+型半導体領域の材料は、例えば、ケイ素(Si)、炭化ケイ素(SiC)、ガリウムヒ素(GaAs)等である。ゲートパッド30p、接続領域30c、ソース電極51、およびドレイン電極50の材料は、例えば、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、チタン(Ti)等の少なくともいずれかの金属である。ゲート電極30およびゲート配線30iの材料は、不純物元素が導入された半導体、もしくは金属(例えば、タングステン)を含む。
The material of the
また、実施形態に係る「絶縁膜」および「絶縁層」は、二酸化ケイ素(SiOx)、窒化ケイ素(SiNx)等を含む。 The “insulating film” and “insulating layer” according to the embodiment include silicon dioxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), and the like.
また、実施形態では、n+型、n型を「第2導電型」と呼称し、これら第2導電型と導電型が異なるp+型、p型を「第1導電型」と呼称してもよい。また、n+型、n型、n−型の順で、不純物濃度が低くなっていることを意味し、p+型、p型、p−型の順で、不純物濃度が低くなっていることを意味する。 In the embodiment, the n + type and the n type are referred to as “second conductivity type”, and the p + type and the p type having a conductivity type different from the second conductivity type are referred to as “first conductivity type”. Also good. In addition, the impurity concentration decreases in the order of n + type, n type, and n − type, and the impurity concentration decreases in the order of p + type, p type, and p − type. Means.
n+型、n型の不純物元素としては、例えば、リン(P)、ヒ素(As)等があげられる。p+型、p型の不純物元素としては、例えば、ホウ素(B)等があげられる。 Examples of n + -type and n-type impurity elements include phosphorus (P) and arsenic (As). Examples of the p + -type and p-type impurity elements include boron (B).
図4(a)〜図4(c)は、第1実施形態に係る半導体装置の動作を表す模式図である。 FIG. 4A to FIG. 4C are schematic views showing the operation of the semiconductor device according to the first embodiment.
図4(a)〜図4(c)には、ゲート電極30(G)、ソース電極51(S)、およびドレイン電極50(D)が表示されている。また、半導体装置1においては、ゲート電極30とソース電極51とがツェナーダイオード領域100Aを経由して接続されている。
4A to 4C show the gate electrode 30 (G), the source electrode 51 (S), and the drain electrode 50 (D). In the
図4(a)〜図4(c)には、一例として、n+型半導体領域/p+型半導体領域/n+型半導体領域で構成されたツェナーダイオード領域100Aが例示されている。すなわち、ツェナーダイオード領域100Aは、ダイオードAとダイオードBとを有している。
4A to 4C exemplify a
半導体装置1を動作させる際には、ソース電極51にグランド電位が印加され、ドレイン電極50に数100(V)の電位が印加される。そして、MOSFETのオン動作では、ゲート電極30に閾値電位(Vth)以上の電位が印加される。閾値電位以上の電位は、図4(a)に表されるように、例えば、正電位である。ここで、MOSFETは、n型MOSFETである。
When the
オン状態では、ソース電極51の電位に対して、ゲート電極30の電位は、数(V)〜数10(V)になっている。この場合、ダイオードAにおいて、逆バイアスが印加されている。このため、ゲート電極30とソース電極51との間には電流が流れない。すなわち、ゲート電極30とソース電極51とは絶縁されている。
In the on state, the potential of the
また、オフ状態では、ゲート電極30の電位は、例えば、ソース電極51の電位と略等しい。このため、ゲート電極30とソース電極51との間には電流が流れない。すなわち、半導体装置1は、通常のオンオフ動作をすることができる。
In the off state, the potential of the
一方、図4(b)のように、例えば、静電気等によってゲート電極30に過剰の負電位が印加された場合は、ダイオードAにおいて順バイアスが印加され、ダイオードBにおいてツェナーダイオードの降伏電圧以下の逆バイアスが印加される。これにより、ゲート電極30に供給された負電荷は、速やかにソース電極51に排出される。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, for example, when an excessive negative potential is applied to the
また、図4(c)のように、例えば、ゲート電極30に過剰の正電位が印加された場合は、ダイオードBにおいて順バイアスが印加され、ダイオードAにおいてツェナーダイオードの降伏電圧以下の逆バイアスが印加される。これにより、ゲート電極30に供給された正電荷は、速やかにソース電極51に排出される。
As shown in FIG. 4C, for example, when an excessive positive potential is applied to the
このように、半導体装置1ではゲート電極30が確実に過電圧から保護される。つまり、半導体装置1は、ゲート電極30に過電圧が印加される環境に置かれても、安定してオンオフ動作をする。
Thus, in the
ゲート電極30を過電圧から保護する手段としては、ゲート電極に過電圧が印加されな制御回路を設ける手法、半導体装置自体の絶縁耐量の能力を上げる手法が考えられる。
As means for protecting the
しかし、制御回路を増設する手法はコスト上昇を招来する。あるいは、制御回路が増設されると、装置寸法が大きくなる場合がある。また、半導体装置自体の絶縁耐量の能力を上げる手法は、大幅な寸法変更や材料変更が求められる場合がある。 However, the method of adding a control circuit causes an increase in cost. Alternatively, when the control circuit is added, the device size may increase. Further, a technique for increasing the dielectric strength capability of the semiconductor device itself may require a large dimensional change or material change.
これに対し、第1実施形態では、上述したツェナーダイオード領域100Aを半導体装置1内の周辺領域1pに配置している。そして、n+型半導体領域とp+型半導体領域とをツェナーダイオード領域100Aの内周から外周に向かい交互に配置している。各ツェナーダイオードのpn接合部は、活性領域1aを取り囲んでいる。このようなツェナーダイオードの配置によれば、各ツェナーダイオードのpn接合面積が大きくなる。これは、半導体装置1が大容量のツェナーダイオードをゲート・ソース間に保有したことを意味する。従って、ゲート電極30は、過電圧から確実に保護される。
On the other hand, in the first embodiment, the
なお、ツェナーダイオードをトランジスタ素子に内蔵する手法もある。しかし、トランジスタ素子ごとにゲート電極30とソース電極51との間にツェナーダイオードを内蔵すると、ツェナーダイオードの容量が第1実施形態に比べて小さくなる。これは、ウェーハプロセス上、半導体の表層に形成されるツェナーダイオード領域が限られるためである。このような場合、ゲート・ソース間に流れる過電流によって、ツェナーダイオード自体が破壊する場合がある。第1実施形態では、pn接合面積を増大し、このような不具合を解消している。
There is also a method of incorporating a Zener diode in the transistor element. However, if a Zener diode is built in between the
なお、ツェナーダイオード領域100Aを導電体に置き換え、この導電体をソース電極51に接続した場合には、導電体はいわゆるフィールドプレート電極として機能する。換言すれば、半導体装置1では、従前のフィールドプレート電極が配置された領域がツェナーダイオード領域に置き換えられている。従って、周辺領域1pにツェナーダイオード領域100Aを設けても、半導体装置の平面面積が増大することはない。
When the
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係る半導体装置を表す模式的平面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic plan view showing the semiconductor device according to the second embodiment.
図5には、図2のごとく、図1(b)および図1(c)のC−C’線に沿った位置に対応した切断面が表されている。 FIG. 5 shows a cut surface corresponding to the position along the line C-C ′ in FIG. 1B and FIG.
第2実施形態に係る半導体装置2においては、ツェナーダイオード領域100Bが活性領域1aを取り囲んでいる。但し、半導体装置2においては、n+型半導体領域101とp+型半導体領域102とがツェナーダイオード領域100Bが周回する方向に沿って交互に配列されている。n+型半導体領域の数およびp+型半導体領域の数は、図示された数に限らない。また、任意のn+型半導体領域101にコンタクト領域150およびコンタクト領域151が接続されている。
In the
半導体装置2においては、ツェナーダイオード領域100B中のいずれかのn+型半導体領域101にゲート電極30が電気的に接続されている。さらに、ゲート電極30に電気的に接続されたn+型半導体領域101以外のいずれかのn+型半導体領域101にソース電極51が電気的に接続されている。例えば、ゲート電極30(あるいは、接続領域30c)は、コンタクト領域150を介して、コンタクト領域150に接続されたn+型半導体領域101に電気的に接続されている。また、ソース電極51は、コンタクト領域151を介して、コンタクト領域151に接続されたn+型半導体領域101に電気的に接続されている。
In the
活性領域1aは、ゲート電極30に電気的に接続されたn+型半導体領域101と、ソース電極51に電気的に接続されたn+型半導体領域101と、の間に位置している。すなわち、ツェナーダイオード領域100Bは、符号100B−1で示されたツェナーダイオード領域と、符号100B−2で示されたツェナーダイオード領域と、が並列で接続された領域になっている。つまり、半導体装置2は、該並列接続によって大容量のツェナーダイオードをゲート・ソース間に保有している。従って、第2実施形態においても、ゲート電極30は、過電圧から確実に保護される。
The
なお、活性領域1aに配置された複数のゲート配線30iのそれぞれは、図示しない引き出し線によって接続領域30cに接続されている。
Each of the plurality of
以上の実施形態では、MOSFETが設けられた半導体装置が例示された。トランジスタ素子としてはMOSFETに限らず、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であってもよい。IGBTでは、図1(b)、(c)に表された構造に加え、ドレイン層10とドレイン電極50との間にp型半導体層(コレクタ層)が設けられる。そして、ソース領域がエミッタ領域、ドリフト層がベース層として読み替えられる。また、上記実施形態では、MOSFETとして、n型チャネルMOSFETが例示されたが、n型チャネルMOSFETの各部位の導電型を反転させたp型チャネルMOSFETを用いた半導体装置も本実施形態に含まれる。
In the above embodiment, the semiconductor device provided with MOSFET was illustrated. The transistor element is not limited to a MOSFET but may be an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). In the IGBT, in addition to the structure shown in FIGS. 1B and 1C, a p-type semiconductor layer (collector layer) is provided between the
以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、実施形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、実施形態の特徴を備えている限り、実施形態の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。 The embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the embodiments are not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the embodiments as long as they include the features of the embodiments. Each element included in each of the specific examples described above and their arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those illustrated, and can be appropriately changed.
また、実施形態では、「部位Aは部位Bの上に設けられている」という場合の「の上に」とは、部位Aが部位Bに接触して、部位Aが部位Bの上に設けられている場合と、部位Aが部位Bに接触せず、部位Aが部位Bの上方に設けられている場合との意味で用いられる場合がある。また、「部位Aは部位Bの上に設けられている」は、部位Aと部位Bとを反転させて部位Aが部位Bの下に位置した場合や、部位Aと部位Bとが横に並んだ場合にも適用される場合がある。これは、実施形態に係る半導体装置を回転しても、回転前後において半導体装置の構造は変わらないからである。 In the embodiment, “on top” when “part A is provided on part B” means that part A contacts part B and part A is provided on part B. It may be used in the sense that the part A is not in contact with the part B and the part A is provided above the part B. In addition, “part A is provided on part B” means that part A and part B are reversed and part A is located below part B, or part A and part B are placed sideways. It may also apply when lined up. This is because even if the semiconductor device according to the embodiment is rotated, the structure of the semiconductor device is not changed before and after the rotation.
また、前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも実施形態の特徴を含む限り実施形態の範囲に包含される。その他、実施形態の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても実施形態の範囲に属するものと了解される。 In addition, each element included in each of the above-described embodiments can be combined as long as technically possible, and combinations thereof are also included in the scope of the embodiment as long as they include the features of the embodiment. In addition, in the category of the idea of the embodiment, those skilled in the art can conceive various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the embodiment. .
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1、2 半導体装置、 1a 活性領域、 1p 周辺領域、 10 ドレイン層、 11 ドリフト層(第1半導体層)、 20 ベース領域(第1半導体領域)、 21 ソース領域(第2半導体領域)、 22 p+領域、 30 ゲート電極(第3電極)、 30c 接続領域、 30i ゲート配線、 30p ゲートパッド、 31 ゲート絶縁膜、 50 ドレイン電極(第1電極)、 51 ソース電極(第2電極)、 80 絶縁層、 90 等電位リング、 100A、100B ツェナーダイオード領域、 101、103、105 n+形半導体領域(第3半導体領域)、 102、104 p+形半導体領域(第4半導体領域)、 150、151 コンタクト領域 1, 2 semiconductor device, 1a active region, 1p peripheral region, 10 drain layer, 11 drift layer (first semiconductor layer), 20 base region (first semiconductor region), 21 source region (second semiconductor region), 22 p + Region, 30 gate electrode (third electrode), 30c connection region, 30i gate wiring, 30p gate pad, 31 gate insulating film, 50 drain electrode (first electrode), 51 source electrode (second electrode), 80 insulating layer , 90 equipotential ring, 100A, 100B Zener diode region, 101, 103, 105 n + type semiconductor region (third semiconductor region), 102, 104 p + type semiconductor region (fourth semiconductor region), 150, 151 contact region
Claims (5)
前記第1半導体層の第1領域における前記第1半導体層の上に設けられた第1導電型の第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の上に設けられた第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域の表面から前記第1半導体層にまで達する絶縁膜と、
前記第1半導体層の第2領域における前記第1半導体層の上に設けられ、第2導電型の第3半導体領域と第1導電型の第4半導体領域とが交互に配列された第2半導体層を含むツェナーダイオード領域と、
前記第1半導体層に電気的に接続された第1電極と、
前記第1半導体領域および前記第2半導体領域に電気的に接続され、前記ツェナーダイオード領域中のいずれかの前記第3半導体領域に電気的に接続された第2電極と、
前記絶縁膜を介して前記第1半導体層、前記第1半導体領域、および前記第2半導体領域に接し、前記ツェナーダイオード領域中の前記いずれか以外の前記第3半導体領域に電気的に接続された第3電極と、
前記第3電極と前記いずれか以外の前記第3半導体領域とを電気的に接続する接続領域と、
を備えた半導体装置。 A first semiconductor layer;
A first conductivity type first semiconductor region provided on the first semiconductor layer in the first region of the first semiconductor layer;
A second semiconductor region of a second conductivity type provided on the first semiconductor region;
An insulating film reaching from the surface of the second semiconductor region to the first semiconductor layer;
A second semiconductor provided on the first semiconductor layer in the second region of the first semiconductor layer, wherein the second conductive type third semiconductor region and the first conductive type fourth semiconductor region are alternately arranged. A zener diode region including a layer; and
A first electrode electrically connected to the first semiconductor layer;
A second electrode electrically connected to the first semiconductor region and the second semiconductor region and electrically connected to any of the third semiconductor regions in the Zener diode region;
The first semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor region are in contact with each other through the insulating film, and are electrically connected to the third semiconductor region other than the one in the Zener diode region. A third electrode;
A connection region for electrically connecting the third electrode and the third semiconductor region other than any of the above, and
A semiconductor device comprising:
前記第1半導体層の第1領域における前記第1半導体層の上に設けられた第1導電型の第1半導体領域と、
前記第1半導体領域の上に設けられた第2導電型の第2半導体領域と、
前記第2半導体領域の表面から前記第1半導体層にまで達する絶縁膜と、
前記第1半導体層の第2領域における前記第1半導体層の上に設けられ、第2導電型の第3半導体領域と第1導電型の第4半導体領域とが交互に配列された第2半導体層を含むツェナーダイオード領域と、
前記第1半導体層に電気的に接続された第1電極と、
前記第1半導体領域および前記第2半導体領域に電気的に接続され、前記ツェナーダイオード領域中のいずれかの前記第3半導体領域に電気的に接続された第2電極と、
前記絶縁膜を介して前記第1半導体層、前記第1半導体領域、および前記第2半導体領域に接し、前記ツェナーダイオード領域中の前記いずれか以外の前記第3半導体領域に電気的に接続された第3電極と、
を備えた半導体装置。 A first semiconductor layer;
A first conductivity type first semiconductor region provided on the first semiconductor layer in the first region of the first semiconductor layer;
A second semiconductor region of a second conductivity type provided on the first semiconductor region;
An insulating film reaching from the surface of the second semiconductor region to the first semiconductor layer;
A second semiconductor provided on the first semiconductor layer in the second region of the first semiconductor layer, wherein the second conductive type third semiconductor region and the first conductive type fourth semiconductor region are alternately arranged. A zener diode region including a layer; and
A first electrode electrically connected to the first semiconductor layer;
A second electrode electrically connected to the first semiconductor region and the second semiconductor region and electrically connected to any of the third semiconductor regions in the Zener diode region;
The first semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor region are in contact with each other through the insulating film, and are electrically connected to the third semiconductor region other than the one in the Zener diode region. A third electrode;
A semiconductor device comprising:
前記接続領域は、前記第1半導体層の上に設けられ、
前記第3電極は、前記いずれか以外の前記第3半導体領域に前記接続領域を介して電気的に接続されている請求項2に記載の半導体装置。 The second region further includes a connection region electrically connected to the third electrode,
The connection region is provided on the first semiconductor layer;
The semiconductor device according to claim 2, wherein the third electrode is electrically connected to the third semiconductor region other than any one of the third electrodes via the connection region.
前記第3半導体領域と前記第4半導体領域とは前記ツェナーダイオード領域の内周から外周に向かって交互に配列され、
前記いずれか以外の前記第3半導体領域は、前記ツェナーダイオード領域の最内周に位置し、
前記いずれかの前記第3半導体領域は、前記ツェナーダイオード領域の最外周に位置している請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。 The zener diode region surrounds the first region;
The third semiconductor region and the fourth semiconductor region are alternately arranged from the inner periphery to the outer periphery of the Zener diode region,
The third semiconductor region other than the one is located on the innermost periphery of the Zener diode region,
The semiconductor device according to claim 1, wherein any one of the third semiconductor regions is located on an outermost periphery of the Zener diode region.
前記第3半導体領域と前記第4半導体領域とは前記ツェナーダイオード領域が周回する方向に沿って交互に配列され、
前記いずれかの前記第3半導体領域と前記いずれか以外の前記第3半導体領域との間に前記第1領域が位置している請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体装置。 The zener diode region surrounds the first region;
The third semiconductor region and the fourth semiconductor region are alternately arranged along a direction in which the Zener diode region goes around,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first region is located between any one of the third semiconductor regions and any third semiconductor region other than the one.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017092360A (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-25 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
US11296217B2 (en) | 2020-01-17 | 2022-04-05 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5825264A (en) * | 1981-08-07 | 1983-02-15 | Hitachi Ltd | Insulated gate type semiconductor device and manufacture thereof |
JPS5884461A (en) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Hitachi Ltd | Insulating gate type semiconductor device |
JPH02110976A (en) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Insulated-gate semiconductor device |
JP2001326354A (en) * | 2000-03-06 | 2001-11-22 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device |
JP2002208702A (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | Power semiconductor device |
JP2008085189A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Insulated gate semiconductor device |
-
2013
- 2013-07-11 JP JP2013145367A patent/JP2015018950A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5825264A (en) * | 1981-08-07 | 1983-02-15 | Hitachi Ltd | Insulated gate type semiconductor device and manufacture thereof |
JPS5884461A (en) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Hitachi Ltd | Insulating gate type semiconductor device |
JPH02110976A (en) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Insulated-gate semiconductor device |
JP2001326354A (en) * | 2000-03-06 | 2001-11-22 | Rohm Co Ltd | Semiconductor device |
JP2002208702A (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | Power semiconductor device |
JP2008085189A (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Sanyo Electric Co Ltd | Insulated gate semiconductor device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017092360A (en) * | 2015-11-16 | 2017-05-25 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
US11296217B2 (en) | 2020-01-17 | 2022-04-05 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
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