JP2015216240A - MOSFET type semiconductor device - Google Patents

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朋成 太田
Tomonari Ota
朋成 太田
亮介 大河
Ryosuke Okawa
亮介 大河
一磨 吉田
Kazuma Yoshida
一磨 吉田
正明 平子
Masaaki Hirako
正明 平子
山本 裕
Yutaka Yamamoto
裕 山本
今村 武司
Takeshi Imamura
武司 今村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a MOSFET type semiconductor device in which the film thickness of a field insulation film 22 can be reduced while suppressing insulation breakdown of the field insulation film.SOLUTION: A MOSFET type semiconductor device has a field insulation film 22 formed on a first principal face 10a of a semiconductor substrate 10, a resistance film 23 formed on the field insulation film 22, an insulation film 24 which has two opening portions OP1, OP2 and is formed on the resistance film 23, a first resistance electrode R1 which is formed on the insulation film 24 and contacts the resistance film 23 through one opening portion OP1 of the insulation film 24, and a second resistance electrode R2 which is formed on the insulation film 24 to be separate from the first resistance electrode R1, contacts the resistance film 23 through the other opening portion OP2 of the insulation film 24 and is electrically connected to a gate electrode G. The sheet resistance value in an area of the resistance film 23 between the outer peripheral end of the resistance film 23 and the periphery of the lower layer of the opening portions OP1, OP2 of the insulation film 24 is larger than the sheet resistance value in the other area of the resistance film 23.

Description

本発明は、ゲート抵抗を有するMOSFET型の半導体装置に関する。   The present invention relates to a MOSFET type semiconductor device having a gate resistance.

MOSFET型半導体装置において、ゲート電極に急激な大電圧(サージ電圧)が印加されると、ゲート絶縁膜の絶縁破壊が発生するおそれがある。そのため、ゲート端子とゲート電極との間に抵抗を設け、この抵抗がゲート電極に印加される電圧を降下させることで、サージ電圧によるゲート絶縁膜の絶縁破壊からMOSFETを保護する態様が知られている。このような、ゲート端子とゲート電極との間に設けられた抵抗は、ゲート抵抗と称される。   In a MOSFET type semiconductor device, when a sudden large voltage (surge voltage) is applied to the gate electrode, there is a risk that dielectric breakdown of the gate insulating film may occur. Therefore, a mode is known in which a resistor is provided between the gate terminal and the gate electrode, and this resistor lowers the voltage applied to the gate electrode, thereby protecting the MOSFET from the breakdown of the gate insulating film due to the surge voltage. Yes. Such a resistance provided between the gate terminal and the gate electrode is referred to as a gate resistance.

例えば、特許文献1では、図6に示すように、半導体基板10の第一主面10a上にフィールド絶縁膜22を形成し、そのフィールド絶縁膜22上に、抵抗膜23を形成する半導体装置の態様が記載されている。抵抗膜23は、ゲート端子とゲート電極(図示せず)との間に設けられ、ゲート抵抗として機能する。   For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 6, a field insulating film 22 is formed on a first main surface 10 a of a semiconductor substrate 10, and a resistance film 23 is formed on the field insulating film 22. Embodiments are described. The resistance film 23 is provided between a gate terminal and a gate electrode (not shown) and functions as a gate resistance.

特開平5−90523号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-90523

しかしながら、特許文献1に記載の半導体装置では、ゲート抵抗として機能する抵抗膜を用いることによって、ゲート絶縁膜の絶縁破壊を防ぐことができるものの、フィールド絶縁膜の膜厚を十分に確保しなければ、フィールド絶縁膜の絶縁破壊が発生するおそれがある。すなわち、フィールド絶縁膜の膜厚を薄くすると、フィールド絶縁膜の絶縁破壊を引き起こす電圧である破壊耐圧が低下してしまうこととなる。   However, in the semiconductor device described in Patent Document 1, although the breakdown of the gate insulating film can be prevented by using a resistance film that functions as a gate resistance, the field insulating film must be sufficiently thick. Insulation breakdown of the field insulating film may occur. That is, if the thickness of the field insulating film is reduced, the breakdown voltage, which is a voltage that causes dielectric breakdown of the field insulating film, is reduced.

また、トレンチ構造のMOSFETにおいて、MOSFETがオン状態のときのソース‐ドレイン間の抵抗(オン抵抗)を下げる方法としては、トレンチ幅を小さくしてトレンチを高密度に配置することにより、ソース‐ドレイン間の電流密度を上げることが考えられる。そして、トレンチ幅を小さくするには、トレンチ幅の寸法精度を向上させるため、フィールド絶縁膜の膜厚を薄くすることが要求される。   In addition, in a MOSFET having a trench structure, as a method for reducing the resistance between the source and the drain (on-resistance) when the MOSFET is in an on state, the trench width is reduced and the trenches are arranged at a high density, whereby the source and drain are arranged. It is conceivable to increase the current density. In order to reduce the trench width, it is required to reduce the thickness of the field insulating film in order to improve the dimensional accuracy of the trench width.

本発明のMOSFET型半導体装置は、フィールド絶縁膜の絶縁破壊を抑制しつつ、その膜厚を薄くすることを目的とする。   An object of the MOSFET type semiconductor device of the present invention is to reduce the film thickness while suppressing the breakdown of the field insulating film.

本発明のMOSFET型半導体装置は、半導体基板内に形成された複数の半導体層と、ソース電極と、ゲート電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜とを有するMOSFET型半導体装置であって、前記半導体基板の第一主面上に形成されるフィールド絶縁膜と、前記フィールド絶縁膜上に形成される抵抗膜と、2つの開口部を有し、前記抵抗膜上に形成される絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜の一方の開口部を介して前記抵抗膜と接触する第一の抵抗電極と、前記絶縁膜上で前記第一の抵抗電極と離間して形成され、前記絶縁膜の他方の開口部を介して前記抵抗膜と接触し、かつ前記ゲート電極と電気的に接続される第二の抵抗電極とを備え、前記抵抗膜の外周端と前記絶縁膜の開口部の下層の周囲との間の前記抵抗膜の領域におけるシート抵抗値は、前記抵抗膜のその他の領域におけるシート抵抗値よりも大きいことを特徴とする。   The MOSFET type semiconductor device of the present invention is a MOSFET type semiconductor device having a plurality of semiconductor layers formed in a semiconductor substrate, a source electrode, a gate electrode, a drain electrode, and a gate insulating film, A field insulating film formed on the first main surface of the substrate; a resistance film formed on the field insulating film; an insulating film having two openings and formed on the resistance film; A first resistive electrode formed on the insulating film and in contact with the resistive film through one opening of the insulating film; and formed on the insulating film and separated from the first resistive electrode; A second resistance electrode that is in contact with the resistance film through the other opening of the insulating film and electrically connected to the gate electrode; and an outer peripheral end of the resistance film and an opening of the insulating film Area of the resistive film between the lower layer and the surrounding The sheet resistance value in may be greater than the sheet resistance value in the other regions of the resistive film.

本発明のMOSFET型半導体装置によれば、抵抗膜の外周端と絶縁膜の開口部の下層の周囲との間の抵抗膜の領域におけるシート抵抗値が、抵抗膜のその他の領域におけるシート抵抗値よりも大きいため、第一の抵抗電極にサージ電圧が印加されても、抵抗膜の外周端と絶縁膜の開口部の下層の周囲との間の抵抗膜の領域における高い抵抗によって、電圧が降下する。そのため、フィールド絶縁膜と抵抗膜との接合面の端部で起こる電解集中が緩和され、フィールド絶縁膜の絶縁破壊を抑制することができる。したがって、フィールド絶縁膜の絶縁破壊を抑制することができるため、フィールド絶縁膜の膜厚を薄くすることができる。   According to the MOSFET type semiconductor device of the present invention, the sheet resistance value in the region of the resistance film between the outer peripheral edge of the resistance film and the periphery of the lower layer of the opening of the insulating film is the sheet resistance value in the other region of the resistance film. Therefore, even if a surge voltage is applied to the first resistance electrode, the voltage drops due to the high resistance in the region of the resistance film between the outer periphery of the resistance film and the periphery of the lower layer of the opening of the insulating film. To do. Therefore, the concentration of electrolysis occurring at the end of the joint surface between the field insulating film and the resistance film is alleviated, and the dielectric breakdown of the field insulating film can be suppressed. Therefore, since the dielectric breakdown of the field insulating film can be suppressed, the thickness of the field insulating film can be reduced.

本発明の実施の形態1に係るMOSFET型半導体装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a MOSFET type semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 同MOSFET型半導体装置の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the MOSFET type semiconductor device. 本発明の実施の形態2に係るMOSFET型半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the MOSFET type semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来のMOSFET型半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional MOSFET type semiconductor device. (a)は本発明の実施の形態1に係るMOSFET型半導体装置の要部平面図であり、(b)は本発明の実施の形態2に係るMOSFET型半導体装置の要部平面図であり、(c)は従来のMOSFET型半導体装置の要部平面図である。(A) is a principal part top view of the MOSFET type semiconductor device which concerns on Embodiment 1 of this invention, (b) is a principal part top view of the MOSFET type semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention, (C) is a principal part top view of the conventional MOSFET type semiconductor device. 従来のMOSFET型半導体装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the conventional MOSFET type semiconductor device.

(実施の形態1)
以下、実施の形態1に係るMOSFET型半導体装置について、図1および図5を用いて説明する。本実施の形態に係るMOSFET型半導体装置1は、MOSFETと、MOSFETに隣接するゲート抵抗とを備える。MOSFETは、半導体基板10と、ソース電極Sと、ゲート電極Gと、ドレイン電極Dと、ゲート絶縁膜21とで構成されており、ゲート抵抗は、第一の抵抗電極R1と、第二の抵抗電極R2と、フィールド絶縁膜22と、抵抗膜23と、絶縁膜24とで構成される。なお、図5はMOSFET型半導体装置のゲート抵抗周辺の平面図であり、(a)は実施の形態1、(b)は実施の形態2、(c)は従来のMOSFET型半導体装置の構成を示す。
(Embodiment 1)
The MOSFET type semiconductor device according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. The MOSFET type semiconductor device 1 according to the present embodiment includes a MOSFET and a gate resistor adjacent to the MOSFET. The MOSFET includes a semiconductor substrate 10, a source electrode S, a gate electrode G, a drain electrode D, and a gate insulating film 21, and the gate resistance is the first resistance electrode R1 and the second resistance. The electrode R 2, the field insulating film 22, the resistance film 23, and the insulating film 24 are configured. 5A and 5B are plan views of the periphery of the gate resistance of the MOSFET type semiconductor device. FIG. 5A is the first embodiment, FIG. 5B is the second embodiment, and FIG. 5C is the configuration of the conventional MOSFET type semiconductor device. Show.

また、半導体基板10は、N型半導体層11と、P型拡散層12と、N型拡散層13と、トレンチ14とを有する。半導体基板10の第一主面10a上のMOSFET形成領域には、ソース電極Sが形成され、第一主面10a上のゲート抵抗形成領域には、フィールド絶縁膜22が形成されており、第一主面10aと反対側の第二主面10b上には、全面にドレイン電極Dが形成されている。そして、半導体基板10における、MOSFETの形成領域には、第二主面10b側から第一主面10a側の方向に、N型半導体層11、P型拡散層12、N型拡散層13が順番に形成されており、ゲート抵抗の形成領域にはN型拡散層13は形成されておらず、第二主面10b側から第一主面10a側の方向に、N型半導体層11、P型拡散層12が順番に形成されている。   The semiconductor substrate 10 includes an N-type semiconductor layer 11, a P-type diffusion layer 12, an N-type diffusion layer 13, and a trench 14. A source electrode S is formed in the MOSFET formation region on the first main surface 10a of the semiconductor substrate 10, and a field insulating film 22 is formed in the gate resistance formation region on the first main surface 10a. On the second main surface 10b opposite to the main surface 10a, a drain electrode D is formed on the entire surface. In the MOSFET formation region of the semiconductor substrate 10, the N-type semiconductor layer 11, the P-type diffusion layer 12, and the N-type diffusion layer 13 are sequentially arranged from the second main surface 10 b side to the first main surface 10 a side. The N-type diffusion layer 13 is not formed in the gate resistance formation region, and the N-type semiconductor layer 11 and the P-type are formed in the direction from the second main surface 10b side to the first main surface 10a side. The diffusion layers 12 are formed in order.

半導体基板10のトレンチ14は、第一主面10aからN型拡散層13、P型拡散層12、N型半導体層11に渡って形成されており、トレンチ14の内側表面にはゲート絶縁膜21が形成され、ゲート絶縁膜21のさらに内側にゲート電極Gが形成されている。これにより、ゲート電極Gはゲート絶縁膜21を挟んでP型拡散層12と向かい合うこととなる。   The trench 14 of the semiconductor substrate 10 is formed from the first main surface 10 a to the N-type diffusion layer 13, the P-type diffusion layer 12, and the N-type semiconductor layer 11. A gate insulating film 21 is formed on the inner surface of the trench 14. The gate electrode G is formed further inside the gate insulating film 21. As a result, the gate electrode G faces the P-type diffusion layer 12 with the gate insulating film 21 interposed therebetween.

以上より、ゲート電極Gに電圧が印加されると、トレンチ14の周辺のP型拡散層12に反転層が形成され、ソース電極Sに流れた電子は、N型拡散層13、P型半導体層12の反転層、N型半導体層11を経てドレイン電極Dへと流れることとなる。ここで、本実施の形態では、半導体基板10と、ソース電極Sと、ゲート電極Gと、ドレイン電極Dと、ゲート絶縁膜21とでトレンチ構造の縦型MOSFETを構成することとなる。   As described above, when a voltage is applied to the gate electrode G, an inversion layer is formed in the P-type diffusion layer 12 around the trench 14, and electrons flowing to the source electrode S are transferred to the N-type diffusion layer 13, the P-type semiconductor layer. It flows to the drain electrode D through 12 inversion layers and the N-type semiconductor layer 11. Here, in this embodiment, the semiconductor substrate 10, the source electrode S, the gate electrode G, the drain electrode D, and the gate insulating film 21 constitute a vertical MOSFET having a trench structure.

フィールド絶縁膜22は、半導体基板10のP型拡散層12の直上に位置し、そのフィールド絶縁膜22上に抵抗膜23が形成される。そのため、抵抗膜23はフィールド絶縁膜22によってP型拡散層12と電気的に絶縁されている。そして、抵抗膜23上には、第一の開口部OP1と第二の開口部OP2とを有する絶縁膜24が形成されている。   The field insulating film 22 is located immediately above the P-type diffusion layer 12 of the semiconductor substrate 10, and a resistance film 23 is formed on the field insulating film 22. Therefore, the resistance film 23 is electrically insulated from the P-type diffusion layer 12 by the field insulating film 22. On the resistance film 23, an insulating film 24 having a first opening OP1 and a second opening OP2 is formed.

絶縁膜24上には、第一の開口部OP1を介して抵抗膜23と接触する第一の抵抗電極R1と、第二の開口部OP2を介して抵抗膜23と接触する第二の抵抗電極R2とが形成されている。また、第一および第二の抵抗電極R1、R2は互いに離間しており、第一の抵抗電極R1はゲート端子と電気的に接続され、第二の抵抗電極R2はゲート電極Gと電気的に接続されている。   On the insulating film 24, the first resistance electrode R1 that is in contact with the resistance film 23 via the first opening OP1 and the second resistance electrode that is in contact with the resistance film 23 via the second opening OP2. R2 is formed. The first and second resistance electrodes R1 and R2 are separated from each other, the first resistance electrode R1 is electrically connected to the gate terminal, and the second resistance electrode R2 is electrically connected to the gate electrode G. It is connected.

以上より、ゲート端子から第一の抵抗電極R1に流れた電流は、第一の開口部OP1、抵抗膜23、第二の開口部OP2、第二の抵抗電極R2を経てゲート電極Gに流れることとなる。ここで、抵抗膜23は、ゲート端子とゲート電極Gとの間に設けられ、ゲート電極Gに印加される電圧を降下させることによって、サージ電圧によるゲート絶縁膜21の絶縁破壊からMOSFETを保護するよう機能する。   As described above, the current flowing from the gate terminal to the first resistance electrode R1 flows to the gate electrode G through the first opening OP1, the resistance film 23, the second opening OP2, and the second resistance electrode R2. It becomes. Here, the resistance film 23 is provided between the gate terminal and the gate electrode G, and protects the MOSFET from the dielectric breakdown of the gate insulating film 21 due to the surge voltage by dropping the voltage applied to the gate electrode G. It works as follows.

また、従来の構成では、ゲート抵抗として機能する抵抗膜を用いることによって、ゲート絶縁膜の絶縁破壊を防ぐことができるものの、フィールド絶縁膜の膜厚を十分に確保しなければ、フィールド絶縁膜の絶縁破壊が発生するおそれがある。具体的には、従来のフィールド絶縁膜22の膜厚は320nmであり、このとき、フィールド絶縁膜22が絶縁破壊を引き起こす電圧である破壊耐圧は1500Vであった。そして、フィールド絶縁膜22の膜厚を200nm、150nm、100nmと薄くすると、破壊耐圧が1300V、1200V、900Vと低下することとなった。   Further, in the conventional configuration, the gate insulating film can be prevented from breakdown by using a resistance film functioning as a gate resistance. However, if the field insulating film is not sufficiently thick, Dielectric breakdown may occur. Specifically, the film thickness of the conventional field insulating film 22 is 320 nm. At this time, the breakdown withstand voltage, which is a voltage causing the field insulating film 22 to cause dielectric breakdown, is 1500V. When the film thickness of the field insulating film 22 is reduced to 200 nm, 150 nm, and 100 nm, the breakdown voltage is reduced to 1300 V, 1200 V, and 900 V.

ここで、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊は、フィールド絶縁膜22と抵抗膜23との接合面の端部(以下、接合端部と称す)で発生する。第一の抵抗電極R1にサージ電圧が印加されると、電流は第一の開口部OP1を通って、抵抗膜23の外周端側へと流れ、接合端部で電解集中が起こるためである。ここで、外周端とは抵抗膜23の側面であって、抵抗膜23の厚さ方向に平行な抵抗膜23の面を示す。   Here, the dielectric breakdown of the field insulating film 22 occurs at the end of the junction surface between the field insulating film 22 and the resistance film 23 (hereinafter referred to as a junction end). This is because when a surge voltage is applied to the first resistance electrode R1, the current flows through the first opening OP1 to the outer peripheral end side of the resistance film 23, and electrolytic concentration occurs at the junction end. Here, the outer peripheral edge is a side surface of the resistance film 23 and indicates the surface of the resistance film 23 parallel to the thickness direction of the resistance film 23.

本実施の形態に係るMOSFET型半導体装置1は、抵抗膜23の外周端と絶縁膜24の開口部OP1、OP2の下層の周囲との間の抵抗膜23の領域(以下、外縁領域23aと称す)におけるシート抵抗値は、前記抵抗膜のその他の領域23bにおけるシート抵抗値よりも大きいことを特徴とする。ここで、外縁領域23aは、図5(a)に示すように、第一および第二の開口部OP1、OP2の下層における抵抗膜23の領域、および第一の開口部OP1と第二の開口部OP2の間の下層における抵抗膜23の領域とを含まない。つまり、外縁領域23aは抵抗膜23の厚さ方向と垂直な方向における外縁部の領域であり、一端は外周端を含み、他端は第一および第二の開口部OP1、OP2の下層の周囲に至っても良いし、下層と外周端との間であっても良い。   In the MOSFET type semiconductor device 1 according to the present embodiment, a region of the resistance film 23 (hereinafter referred to as an outer edge region 23a) between the outer peripheral edge of the resistance film 23 and the periphery of the openings OP1 and OP2 of the insulating film 24. ) Is larger than the sheet resistance value in the other region 23b of the resistance film. Here, as shown in FIG. 5A, the outer edge region 23a includes the region of the resistance film 23 below the first and second openings OP1 and OP2, and the first opening OP1 and the second opening. The region of the resistive film 23 in the lower layer between the parts OP2 is not included. That is, the outer edge region 23a is an outer edge region in a direction perpendicular to the thickness direction of the resistance film 23, one end includes the outer peripheral end, and the other end is the periphery of the lower layer of the first and second openings OP1 and OP2. Or may be between the lower layer and the outer peripheral edge.

その他の領域23bは、外縁領域23aよりも内側の抵抗膜23の領域であって、第一および第二の開口部OP1、OP2の下層における抵抗膜23の領域と、第一の開口部OP1と第二の開口部OP2の間の下層における抵抗膜23の領域とを含む。   The other region 23b is a region of the resistance film 23 inside the outer edge region 23a, and the region of the resistance film 23 below the first and second openings OP1 and OP2, and the first opening OP1 And the region of the resistance film 23 in the lower layer between the second openings OP2.

これにより、第一の抵抗電極R1にサージ電圧が印加されても、外縁領域23aの高い抵抗によって電圧が降下する。そのため、接合端部で起こる電解集中が緩和され、フィールド絶縁膜の絶縁破壊を抑制することができる。フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を抑制することができるため、フィールド絶縁膜の膜厚を薄くすることができる。   Thereby, even if a surge voltage is applied to the first resistance electrode R1, the voltage drops due to the high resistance of the outer edge region 23a. As a result, the concentration of electrolysis occurring at the junction end is alleviated, and the dielectric breakdown of the field insulating film can be suppressed. Since the dielectric breakdown of the field insulating film 22 can be suppressed, the thickness of the field insulating film can be reduced.

また、外縁領域23aにおけるシート抵抗値を、その他の領域23bにおけるシート抵抗値の10倍以上とすることが好ましい。以下、詳細を述べる。
以下の表1は、外縁領域23aにおける電気抵抗値と、フィールド絶縁膜22の膜厚および破壊耐圧との関係を示す実験結果を示す。なお、この実験方法はIEC61000−4−2に基づく。
In addition, the sheet resistance value in the outer edge region 23a is preferably set to 10 times or more the sheet resistance value in the other region 23b. Details will be described below.
Table 1 below shows experimental results showing the relationship between the electrical resistance value in the outer edge region 23a, the film thickness of the field insulating film 22, and the breakdown voltage. This experimental method is based on IEC61000-4-2.

表1によれば、膜厚が一定の場合、外縁領域23aにおける電気抵抗値が大きいほど、高い破壊耐圧を維持できることがわかる。従来の構成では、フィールド絶縁膜22の膜厚は320nmで、破壊耐圧は1500Vで、このとき、外縁領域23aにおける電気抵抗値は60Ωであった。 According to Table 1, when the film thickness is constant, it can be seen that the higher the electric resistance value in the outer edge region 23a, the higher the breakdown voltage can be maintained. In the conventional configuration, the field insulating film 22 has a thickness of 320 nm and a breakdown voltage of 1500 V. At this time, the electric resistance value in the outer edge region 23a was 60Ω.

外縁領域23aにおける電気抵抗値を600Ωとすると、フィールド絶縁膜22の膜厚を150nmにまで薄くしても、破壊耐圧1500Vを維持することができる。さらに、フィールド絶縁膜22の膜厚を100nmにまで薄くすると、1100Vの破壊耐圧を得ることができ、従来よりも破壊耐圧が低下するが、破壊耐圧の標準値である1000Vを超えることができる。   If the electric resistance value in the outer edge region 23a is 600Ω, the breakdown voltage of 1500 V can be maintained even if the field insulating film 22 is thinned to 150 nm. Further, when the thickness of the field insulating film 22 is reduced to 100 nm, a breakdown voltage of 1100 V can be obtained and the breakdown voltage is lowered as compared with the conventional case, but it can exceed the standard value of the breakdown voltage of 1000 V.

また、外縁領域23aにおける電気抵抗値を1500Ωとすると、フィールド絶縁膜22の膜厚を150nmにまで薄くしても、破壊耐圧1500Vを維持することができる。さらに、フィールド絶縁膜22の膜厚を100nmにまで薄くすると、1300Vの破壊耐圧を得ることができる。そこで、外縁領域23aにおける電気抵抗値を600Ω以上とすることが好ましい。ここで、電気抵抗値Rは、以下の式1に示すように、シート抵抗値Rに比例する。 Further, if the electric resistance value in the outer edge region 23a is 1500Ω, the breakdown voltage 1500V can be maintained even if the thickness of the field insulating film 22 is reduced to 150 nm. Further, when the thickness of the field insulating film 22 is reduced to 100 nm, a breakdown voltage of 1300 V can be obtained. Therefore, the electrical resistance value in the outer edge region 23a is preferably 600Ω or more. Here, the electrical resistance value R is proportional to the sheet resistance value RS as shown in the following Expression 1.

具体的には、従来の抵抗膜23のシート抵抗値は1000Ω/□で一様であり、このとき外縁領域23aの電気抵抗値は60Ωであった。そこで、外縁領域23aの他端が第一および第二の開口部OP1、OP2の下層の周囲に至る場合、外縁領域23aにおけるシート抵抗値のみが10000Ω/□以上で、その他の領域23bにおけるシート抵抗値の10倍以上とすると、外縁領域23aのシート抵抗値は従来の10倍以上となるため、外縁領域23aにおける電気抵抗値も従来の10倍以上である600Ω以上とすることができる。そのため、外縁領域23aにおけるシート抵抗値を、その他の領域23bにおけるシート抵抗値の10倍以上とすることが好ましい。 Specifically, the sheet resistance value of the conventional resistance film 23 is uniform at 1000Ω / □, and at this time, the electrical resistance value of the outer edge region 23a is 60Ω. Therefore, when the other end of the outer edge region 23a reaches the periphery of the lower layer of the first and second openings OP1 and OP2, only the sheet resistance value in the outer edge region 23a is 10000Ω / □ or more, and the sheet resistance in the other region 23b. If the value is 10 times or more, the sheet resistance value of the outer edge region 23a is 10 times or more of the conventional value, so that the electric resistance value in the outer edge region 23a can be 600Ω or more, which is 10 times or more of the conventional value. Therefore, it is preferable that the sheet resistance value in the outer edge region 23a is 10 times or more the sheet resistance value in the other region 23b.

次に、本発明の実施の形態に係るMOSFET型半導体装置の製造方法について、図2を用いて説明する。まず、図2(a)に示すように、半導体基板10内にN型半導体層11aを形成し、N型半導体層11aの一方の面をエピタキシャル成長させて、N−型エピタキシャル成長層11bを形成する。このとき、半導体基板10は、N+型シリコン層11aとN−型エピタキシャル成長層11bとを有するN型半導体層11が形成された構成となる。ここで、半導体基板10の、N−型エピタキシャル成長層11b側の面を第一主面10aとし、第一主面10aの反対側の面を第二主面10bとする。   Next, a method for manufacturing a MOSFET type semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, an N-type semiconductor layer 11a is formed in a semiconductor substrate 10, and one surface of the N-type semiconductor layer 11a is epitaxially grown to form an N-type epitaxial growth layer 11b. At this time, the semiconductor substrate 10 has a configuration in which an N-type semiconductor layer 11 having an N + type silicon layer 11a and an N− type epitaxial growth layer 11b is formed. Here, the surface of the semiconductor substrate 10 on the N − -type epitaxial growth layer 11b side is defined as a first main surface 10a, and the surface opposite to the first main surface 10a is defined as a second main surface 10b.

次に、図2(b)に示すように、半導体基板10の第一主面10aの全面に、P型拡散層12を形成する。具体的には、半導体基板10の第一主面10aの全面に、ボロンのイオン注入を行うことによって、N−型エピタキシャル成長層11bの上層を反転させて、P型拡散層12を得る。   Next, as shown in FIG. 2B, the P-type diffusion layer 12 is formed on the entire first main surface 10 a of the semiconductor substrate 10. Specifically, the upper layer of the N − type epitaxial growth layer 11 b is inverted by implanting boron ions over the entire first main surface 10 a of the semiconductor substrate 10 to obtain the P type diffusion layer 12.

その後、図2(c)に示すように、半導体基板の第一主面10a上の全面に、フィールド絶縁膜22を形成する。具体的には、半導体基板の第一主面10aを熱酸化させることによって形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 2C, a field insulating film 22 is formed on the entire surface of the first main surface 10a of the semiconductor substrate. Specifically, the first main surface 10a of the semiconductor substrate is formed by thermal oxidation.

そして、図2(d)に示すように、ゲート電極を形成する予定の箇所にトレンチ14を形成する。具体的には、まず、リソグラフィー工程を経てレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして、トレンチ14が形成される直上のフィールド絶縁膜22をドライエッチする。そして、フィールド絶縁膜22をマスクとして、半導体基板の第一主面10aをドライエッチすることによってトレンチ14を形成する。その後、トレンチ14の表面を熱酸化させることにより、ゲート絶縁膜21としての酸化膜を形成する。ここで、トレンチ14の幅の寸法精度を向上させるため、フィールド絶縁膜22の膜厚を薄く形成する。以下、詳細を説明する。   Then, as shown in FIG. 2D, a trench 14 is formed at a location where a gate electrode is to be formed. Specifically, first, a resist pattern is formed through a lithography process, and the field insulating film 22 immediately above the trench 14 is dry-etched using the resist pattern as a mask. Then, using the field insulating film 22 as a mask, the trench 14 is formed by dry-etching the first main surface 10a of the semiconductor substrate. Thereafter, the surface of the trench 14 is thermally oxidized to form an oxide film as the gate insulating film 21. Here, in order to improve the dimensional accuracy of the width of the trench 14, the field insulating film 22 is formed thin. Details will be described below.

レジストパターンをマスクとして、フィールド絶縁膜22をドライエッチする際、フィールド絶縁膜22はテーパー形状となる。そのため、トレンチ14の幅はレジストパターンの間隔よりも狭くなる。ここで、フィールド絶縁膜22の膜厚が厚い場合、トレンチ14の幅とレジストパターンの間隔とで大きなズレが生じることとなり、トレンチ幅の寸法精度が低下する。一方、フィールド絶縁膜22の膜厚が薄い場合、トレンチ14の幅とレジストパターンの間隔とのズレを最小限に抑えることができ、トレンチ幅の寸法精度を向上させることができる。   When the field insulating film 22 is dry-etched using the resist pattern as a mask, the field insulating film 22 is tapered. Therefore, the width of the trench 14 is narrower than the interval between the resist patterns. Here, when the film thickness of the field insulating film 22 is large, a large shift occurs between the width of the trench 14 and the interval between the resist patterns, and the dimensional accuracy of the trench width is lowered. On the other hand, when the film thickness of the field insulating film 22 is thin, the deviation between the width of the trench 14 and the interval between the resist patterns can be minimized, and the dimensional accuracy of the trench width can be improved.

次に、図2(e)に示すように、フィールド絶縁膜22上に抵抗膜23を形成し、ゲート電極Gをゲート絶縁膜21の内側に形成する。抵抗膜23およびゲート電極Gの材料は、例えば多結晶シリコンであり、CVDにより形成することができる。抵抗膜23については、外縁領域23aには不純物をドープせず、その他の領域23bのみに不純物をドープすることが好ましい。以下、詳細を説明する。   Next, as shown in FIG. 2E, a resistance film 23 is formed on the field insulating film 22, and the gate electrode G is formed inside the gate insulating film 21. The material of the resistance film 23 and the gate electrode G is, for example, polycrystalline silicon, and can be formed by CVD. With respect to the resistance film 23, it is preferable that the outer edge region 23a is not doped with impurities but only the other regions 23b are doped with impurities. Details will be described below.

抵抗膜23の材料がシリコンなどの半導体である場合、そのシート抵抗値は不純物のドープ量に依存する。すなわち、不純物のドープ量が多いほど、抵抗膜23のシート抵抗値は低下する。そのため、抵抗膜23の外縁領域23aに不純物をドープしなければ、抵抗膜23の外縁領域23aにおけるシート抵抗値が高い状態を容易に構成することができる。   When the material of the resistance film 23 is a semiconductor such as silicon, the sheet resistance value depends on the impurity doping amount. That is, the greater the impurity doping amount, the lower the sheet resistance value of the resistance film 23. Therefore, if the outer edge region 23a of the resistance film 23 is not doped with impurities, a state in which the sheet resistance value in the outer edge region 23a of the resistance film 23 is high can be easily configured.

そして、図2(f)に示すように、抵抗膜23上に絶縁膜24を形成し、その絶縁膜24に抵抗膜23を露出する開口部OP1、OP2を形成し、半導体基板の第一主面10a上の、ソース電極が形成される予定の箇所におけるフィールド絶縁膜22を除去する。具体的には、CVDにより絶縁膜24を形成し、その後、ドライエッチにより開口部OP1、OP2の形成、およびソース電極が形成される予定の箇所におけるフィールド絶縁膜22の除去を行う。このとき、外縁領域23aよりも内側の、その他の領域23b上に開口部OP1、OP2を形成する必要がある。   Then, as shown in FIG. 2F, an insulating film 24 is formed on the resistance film 23, and openings OP1 and OP2 that expose the resistance film 23 are formed in the insulating film 24, and the first main substrate of the semiconductor substrate is formed. The field insulating film 22 on the surface 10a where the source electrode is to be formed is removed. Specifically, the insulating film 24 is formed by CVD, and thereafter, the openings OP1 and OP2 are formed by dry etching, and the field insulating film 22 is removed at a place where the source electrode is to be formed. At this time, it is necessary to form the openings OP1 and OP2 on the other region 23b inside the outer edge region 23a.

次に、図2(g)に示すように、フィールド絶縁膜22を除去した箇所における半導体基板の上層にN型拡散層13を形成する。フィールド絶縁膜22を除去した箇所にリンのイオン注入を行うことによって、P型拡散層12の上層を反転してN型拡散層13を形成する。リンのイオン注入量は、P型拡散層12を反転できるように量および濃度を調整する。また、N型拡散層13は、N型半導体層11の領域までは到達しないようにしておく。   Next, as shown in FIG. 2G, the N-type diffusion layer 13 is formed in the upper layer of the semiconductor substrate at the location where the field insulating film 22 is removed. By performing phosphorus ion implantation at the location where the field insulating film 22 is removed, the upper layer of the P-type diffusion layer 12 is inverted to form the N-type diffusion layer 13. The amount and concentration of phosphorus ions are adjusted so that the P-type diffusion layer 12 can be inverted. Further, the N-type diffusion layer 13 is set so as not to reach the region of the N-type semiconductor layer 11.

最後に、図2(h)に示すように、ソース電極SをN型拡散層13上に形成し、ドレイン電極Dを第二主面10b上の全面に形成し、第一および第二の抵抗電極R1、R2を絶縁膜24上で互いに離間して形成する。このとき、第一および第二の抵抗電極R1、R2は絶縁膜24の開口部OP1、OP2を介して抵抗膜23と接触するように形成する。各電極の材料は例えばアルミニウムであって、スパッタにより形成することができる。   Finally, as shown in FIG. 2H, the source electrode S is formed on the N-type diffusion layer 13, the drain electrode D is formed on the entire surface of the second main surface 10b, and the first and second resistances are formed. The electrodes R1 and R2 are formed on the insulating film 24 so as to be separated from each other. At this time, the first and second resistance electrodes R1 and R2 are formed so as to be in contact with the resistance film 23 through the openings OP1 and OP2 of the insulating film 24. The material of each electrode is aluminum, for example, and can be formed by sputtering.

本実施の形態に係るMOSFET型半導体装置1によれば、外縁領域23aにおけるシート抵抗値が、その他の領域23bにおけるシート抵抗値よりも大きいため、第一の抵抗電極R1にサージ電圧が印加されても、外縁領域23aの高い抵抗によって電圧が降下する。そのため、フィールド絶縁膜22と抵抗膜23との接合面の端部で起こる電解集中が緩和され、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を抑制することができる。したがって、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を抑制することができるため、フィールド絶縁膜22の膜厚を薄くすることができる。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係るMOSFET型半導体装置について、図3および図5を用いて説明する。
According to MOSFET type semiconductor device 1 according to the present embodiment, since the sheet resistance value in outer edge region 23a is larger than the sheet resistance value in other region 23b, a surge voltage is applied to first resistance electrode R1. However, the voltage drops due to the high resistance of the outer edge region 23a. Therefore, the concentration of electrolysis occurring at the end of the joint surface between the field insulating film 22 and the resistance film 23 is alleviated, and the dielectric breakdown of the field insulating film 22 can be suppressed. Therefore, since the dielectric breakdown of the field insulating film 22 can be suppressed, the thickness of the field insulating film 22 can be reduced.
(Embodiment 2)
Next, a MOSFET type semiconductor device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

実施の形態1に係るMOSFET型半導体装置1では、抵抗膜23の外縁領域23aにおけるシート抵抗値が、抵抗膜23のその他の領域23bにおけるシート抵抗値よりも大きい場合を述べたが、実施の形態2に係るMOSFET型半導体装置2では、抵抗膜23のシート抵抗値は従来と同様で一様である。   In MOSFET type semiconductor device 1 according to the first embodiment, the case where the sheet resistance value in outer edge region 23a of resistance film 23 is larger than the sheet resistance value in other region 23b of resistance film 23 has been described. In the MOSFET type semiconductor device 2 according to No. 2, the sheet resistance value of the resistance film 23 is the same as the conventional one and is uniform.

実施の形態2に係るMOSFET型半導体装置2では、抵抗膜23の外周端から開口部OP1、OP2の下層に至るまでの最短距離(以下、外縁距離と称す)L1´、L2´が、従来の外縁距離L1、L2よりも大きく、また、実施の形態1における外縁領域23aは、その一端は外周端を含み、他端が第一および第二の開口部OP1、OP2の下層の周囲に至っても良いし、下層と外周端との間であっても良いことを述べたが、実施の形態2における外縁領域は、その一端が抵抗膜23の外周端であり、他端が第一および第二の開口部OP1、OP2の下層の周囲に至るまでの領域を示す。   In the MOSFET type semiconductor device 2 according to the second embodiment, the shortest distances (hereinafter referred to as outer edge distances) L1 ′ and L2 ′ from the outer peripheral end of the resistance film 23 to the lower layers of the openings OP1 and OP2 are the conventional ones. The outer edge region 23a in the first embodiment is larger than the outer edge distances L1 and L2, and one end of the outer edge region 23a includes the outer peripheral end and the other end reaches the periphery of the lower layer of the first and second openings OP1 and OP2. Although it has been described that it may be between the lower layer and the outer peripheral end, the outer edge region in the second embodiment has one end being the outer peripheral end of the resistance film 23 and the other end being the first and second ends. The area | region to the circumference | surroundings of the lower layer of opening part OP1, OP2 of this is shown.

電気抵抗値Rは、上記の式1に示すように、距離Lにも比例する。そのため、外縁距離を大きくすることによって、外縁領域における電気抵抗値を高くすることができる。これにより、第一の抵抗電極R1にサージ電圧が印加されたとしても、外縁領域の高い抵抗によって電圧が降下する。そのため、接合端部で起こる電解集中が緩和され、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を抑制することができる。これにより、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を抑制することができるため、フィールド絶縁膜22の膜厚を薄くすることができる。   The electrical resistance value R is also proportional to the distance L, as shown in Equation 1 above. Therefore, the electrical resistance value in the outer edge region can be increased by increasing the outer edge distance. Thereby, even if a surge voltage is applied to the first resistance electrode R1, the voltage drops due to the high resistance of the outer edge region. Therefore, the concentration of electrolysis that occurs at the junction end is alleviated, and the dielectric breakdown of the field insulating film 22 can be suppressed. Thereby, since the dielectric breakdown of the field insulating film 22 can be suppressed, the film thickness of the field insulating film 22 can be reduced.

前述したように、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を引き起こす電圧である破壊耐圧は、フィールド絶縁膜22の膜厚を厚くすると大きくなり、また、外縁距離L1´、L2´を大きくすることによっても大きくなる。ここで、破壊耐圧は、実用上の範囲内において、フィールド絶縁膜22と外縁距離L1´またはL2´との積に依存する。このため、MOSFET型半導体装置の、フィールド絶縁膜22の膜厚と外縁領域L1またはL2との積を維持すれば、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を抑制しながら、外縁距離を大きくすることにより、フィールド絶縁膜22を薄くすることができる。   As described above, the breakdown voltage, which is a voltage that causes breakdown of the field insulating film 22, increases as the film thickness of the field insulating film 22 increases, and also increases as the outer edge distances L1 ′ and L2 ′ increase. Become. Here, the breakdown voltage depends on the product of the field insulating film 22 and the outer edge distance L1 ′ or L2 ′ within a practical range. For this reason, if the product of the film thickness of the field insulating film 22 and the outer edge region L1 or L2 of the MOSFET type semiconductor device is maintained, by increasing the outer edge distance while suppressing the dielectric breakdown of the field insulating film 22, The field insulating film 22 can be thinned.

例えば、従来の抵抗膜23の外縁距離L1、L2は4μmで、フィールド絶縁膜22の膜厚は0.4μmで、外縁領域L1またはL2とフィールド絶縁膜22の膜厚との積は1.6μmであった。これに対して、本実施の形態に係るMOSFETでは、外縁距離L1´、L2´は、外縁距離L1´またはL2´とフィールド絶縁膜22との積が1.6μmよりも大きくなる距離とする。すなわち、外縁距離L1´、L2´が以下の式2に示す条件を満たす。この式2を満たせば、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊について、従来よりも効果的に抑制することができるため、フィールド絶縁膜22を薄くすることができる。 For example, the outer edge distances L1 and L2 of the conventional resistance film 23 are 4 μm, the film thickness of the field insulating film 22 is 0.4 μm, and the product of the outer edge region L1 or L2 and the film thickness of the field insulating film 22 is 1.6 μm. 2 . On the other hand, in the MOSFET according to the present embodiment, the outer edge distances L1 ′ and L2 ′ are distances in which the product of the outer edge distance L1 ′ or L2 ′ and the field insulating film 22 is larger than 1.6 μm 2. . That is, the outer edge distances L1 ′ and L2 ′ satisfy the condition shown in the following formula 2. If Expression 2 is satisfied, the dielectric breakdown of the field insulating film 22 can be more effectively suppressed than in the past, so that the field insulating film 22 can be made thinner.

また、従来の外縁距離L1、L2は4μmで、抵抗膜23の外縁領域における電気抵抗値は60Ωであった。実施の形態1で述べたように、抵抗膜23の外縁領域における電気抵抗値は600Ω以上とすることが好ましく、そのためには、本実施の形態に係る外縁距離L1´、L2´が40μm以上であればよい。 Further, the conventional outer edge distances L1 and L2 were 4 μm, and the electric resistance value in the outer edge region of the resistance film 23 was 60Ω. As described in the first embodiment, the electric resistance value in the outer edge region of the resistance film 23 is preferably 600Ω or more. For this purpose, the outer edge distances L1 ′ and L2 ′ according to the present embodiment are 40 μm or more. I just need it.

なお、実施の形態1および2においては、外縁距離および外縁領域におけるシート抵抗値のいずれか一方を操作することにより、外縁領域における電気抵抗値を制御する場合を述べたが、これら両方を操作することにより、外縁領域における電気抵抗値を制御しても良い。   In the first and second embodiments, the case where the electrical resistance value in the outer edge region is controlled by operating one of the outer edge distance and the sheet resistance value in the outer edge region has been described. Thus, the electrical resistance value in the outer edge region may be controlled.

なお、実施の形態1および2では、半導体基板10はN型半導体層11、P型拡散層12、N型拡散層13を有する場合を述べたが、これらのチャネルを全て反転してもよい。すなわち、本実施の形態のN型半導体層11、P型拡散層12、N型拡散層13に代えて、P型半導体層、N型拡散層、P型拡散層をそれぞれ用いても良い。   In the first and second embodiments, the case where the semiconductor substrate 10 includes the N-type semiconductor layer 11, the P-type diffusion layer 12, and the N-type diffusion layer 13 is described. However, all of these channels may be inverted. That is, instead of the N-type semiconductor layer 11, the P-type diffusion layer 12, and the N-type diffusion layer 13 of the present embodiment, a P-type semiconductor layer, an N-type diffusion layer, and a P-type diffusion layer may be used.

また、実施の形態1および2では、トレンチ構造の縦型MOSFETを用いる場合を述べたが、これに限られず、プレーナ構造であってもよく、横型であってもよい。例えば、図4に示すMOSFET型半導体装置では、半導体基板10の第一主面10a上にソース電極S、ゲート絶縁膜21、ドレイン電極D、フィールド絶縁膜22が形成され、ゲート絶縁膜21上にゲート電極Gが形成され、フィールド絶縁膜22上に抵抗膜23が形成されている。そして、半導体基板10における、ソース電極Sおよびドレイン電極Dの下層領域には、第一主面10a側からP型拡散層12、N型半導体層11の順番に形成され、ゲート絶縁膜21およびフィールド絶縁膜22の下層領域には、N型半導体層11が形成されている。ただし、N型半導体層11とP型拡散層12のチャネルを反転させてもよい。なお、N型拡散層13およびトレンチ14は形成されない。   In the first and second embodiments, the case where the trench type vertical MOSFET is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and a planar structure or a horizontal type may be used. For example, in the MOSFET type semiconductor device shown in FIG. 4, the source electrode S, the gate insulating film 21, the drain electrode D, and the field insulating film 22 are formed on the first main surface 10 a of the semiconductor substrate 10. A gate electrode G is formed, and a resistance film 23 is formed on the field insulating film 22. Then, in the lower layer region of the source electrode S and the drain electrode D in the semiconductor substrate 10, the P-type diffusion layer 12 and the N-type semiconductor layer 11 are formed in this order from the first main surface 10a side, and the gate insulating film 21 and the field In the lower layer region of the insulating film 22, the N-type semiconductor layer 11 is formed. However, the channels of the N-type semiconductor layer 11 and the P-type diffusion layer 12 may be inverted. N-type diffusion layer 13 and trench 14 are not formed.

このような構成としても、フィールド絶縁膜22、抵抗膜23、絶縁膜24、開口部OP1、OP2、第一及び第二の抵抗電極R1、R2の構成を、実施の形態1および2と同様の構成にすれば、実施の形態1および2の場合と同様の効果を奏することができる。例えば、本実施の形態1と同様に、外縁領域23aにおけるシート抵抗値を、その他の領域23bにおけるシート抵抗値よりも大きくすれば、第一の抵抗電極R1にサージ電圧が印加されたとしても、接合端部で起こる電解集中が緩和されるため、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を抑制することができる。そのため、フィールド絶縁膜22の絶縁破壊を抑制することができるため、フィールド絶縁膜22の膜厚を薄くすることができる。   Even in this configuration, the configuration of the field insulating film 22, the resistance film 23, the insulating film 24, the openings OP1 and OP2, and the first and second resistance electrodes R1 and R2 are the same as those in the first and second embodiments. With the configuration, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained. For example, as in the first embodiment, if the sheet resistance value in the outer edge region 23a is larger than the sheet resistance value in the other region 23b, even if a surge voltage is applied to the first resistance electrode R1, Since the electrolytic concentration occurring at the junction end is alleviated, the dielectric breakdown of the field insulating film 22 can be suppressed. Therefore, the dielectric breakdown of the field insulating film 22 can be suppressed, and the film thickness of the field insulating film 22 can be reduced.

本発明は、フィールド絶縁膜の絶縁破壊を抑制しつつ、フィールド絶縁膜の膜厚を薄くすることができるMOSFET型半導体装置であって、ゲート抵抗を有するMOSFET型の半導体装置に有用である。   The present invention is a MOSFET type semiconductor device capable of reducing the film thickness of the field insulating film while suppressing dielectric breakdown of the field insulating film, and is useful for a MOSFET type semiconductor device having a gate resistance.

1、2 MOSFET型半導体装置
10 半導体基板
10a 第一主面
10b 第二主面
11 N型半導体層
11a N+型シリコン層
11b N−型エピタキシャル成長層
12 P型拡散層
13 N型拡散層
14 トレンチ
21 ゲート絶縁膜
22 フィールド絶縁膜
23 抵抗膜
23a 外縁領域
23b その他の領域
24 絶縁膜
S ソース電極
G ゲート電極
D ドレイン電極
R1 第一の抵抗電極
R2 第二の抵抗電極
L1、L2、L1´、L2´ 外縁距離
1, 2 MOSFET type semiconductor device 10 Semiconductor substrate 10a First main surface 10b Second main surface 11 N type semiconductor layer 11a N + type silicon layer 11b N− type epitaxial growth layer 12 P type diffusion layer 13 N type diffusion layer 14 Trench 21 Gate Insulating film 22 Field insulating film 23 Resistance film 23a Outer edge area 23b Other area 24 Insulating film S Source electrode G Gate electrode D Drain electrode R1 First resistance electrode R2 Second resistance electrodes L1, L2, L1 ′, L2 ′ Outer edge distance

Claims (5)

半導体基板内に形成された複数の半導体層と、ソース電極と、ゲート電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜とを有するMOSFET型半導体装置であって、
前記半導体基板の第一主面上に形成されるフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜上に形成される抵抗膜と、
2つの開口部を有し、前記抵抗膜上に形成される絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜の一方の開口部を介して前記抵抗膜と接触する第一の抵抗電極と、
前記絶縁膜上で前記第一の抵抗電極と離間して形成され、前記絶縁膜の他方の開口部を介して前記抵抗膜と接触し、かつ前記ゲート電極と電気的に接続される第二の抵抗電極とを備え、
前記抵抗膜の外周端と前記絶縁膜の開口部の下層の周囲との間の前記抵抗膜の領域におけるシート抵抗値は、前記抵抗膜のその他の領域におけるシート抵抗値よりも大きい
ことを特徴とするMOSFET型半導体装置。
A MOSFET type semiconductor device having a plurality of semiconductor layers formed in a semiconductor substrate, a source electrode, a gate electrode, a drain electrode, and a gate insulating film,
A field insulating film formed on the first main surface of the semiconductor substrate;
A resistance film formed on the field insulating film;
An insulating film having two openings and formed on the resistive film;
A first resistance electrode formed on the insulating film and in contact with the resistive film through one opening of the insulating film;
A second electrode formed on the insulating film and spaced apart from the first resistive electrode, in contact with the resistive film through the other opening of the insulating film, and electrically connected to the gate electrode; A resistance electrode,
The sheet resistance value in the region of the resistance film between the outer peripheral edge of the resistance film and the periphery of the lower layer of the opening of the insulating film is larger than the sheet resistance value in other regions of the resistance film. MOSFET type semiconductor device.
前記抵抗膜の外周端と前記開口部の下層の周囲との間の前記抵抗膜の領域におけるシート抵抗値は、前記その他の領域におけるシート抵抗値の10倍以上である
ことを特徴とする請求項1に記載のMOSFET型半導体装置。
The sheet resistance value in the region of the resistance film between the outer peripheral edge of the resistance film and the periphery of the lower layer of the opening is 10 times or more the sheet resistance value in the other region. 2. The MOSFET type semiconductor device according to 1.
前記抵抗膜は半導体材料であり、
前記その他の領域のみに不純物がドープされている
ことを特徴とする請求項1または2に記載のMOSFET型半導体装置。
The resistance film is a semiconductor material,
3. The MOSFET type semiconductor device according to claim 1, wherein impurities are doped only in the other region.
半導体基板内に形成された複数の半導体層と、ソース電極と、ゲート電極と、ドレイン電極と、ゲート絶縁膜とを有するMOSFET型半導体装置であって、
前記半導体基板の第一主面上に形成されるフィールド絶縁膜と、
前記フィールド絶縁膜上に形成される抵抗膜と、
2つの開口部を有し、前記抵抗膜上に形成される絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記絶縁膜の一方の開口部を介して前記抵抗膜と接触する第一の抵抗電極と、
前記絶縁膜上で前記第一の抵抗電極と離間して形成され、前記絶縁膜の他方の開口部を介して前記抵抗膜と接触し、かつ前記ゲート電極と電気的に接続される第二の抵抗電極とを備え、
前記抵抗膜の外周端から前記絶縁膜の開口部の下層に至るまでの最短距離は、前記最短距離と前記抵抗膜の膜厚との積が1.6μmよりも大きくなる距離である
ことを特徴とするMOSFET型半導体装置。
A MOSFET type semiconductor device having a plurality of semiconductor layers formed in a semiconductor substrate, a source electrode, a gate electrode, a drain electrode, and a gate insulating film,
A field insulating film formed on the first main surface of the semiconductor substrate;
A resistance film formed on the field insulating film;
An insulating film having two openings and formed on the resistive film;
A first resistance electrode formed on the insulating film and in contact with the resistive film through one opening of the insulating film;
A second electrode formed on the insulating film and spaced apart from the first resistive electrode, in contact with the resistive film through the other opening of the insulating film, and electrically connected to the gate electrode; A resistance electrode,
The shortest distance from the outer peripheral edge of the resistive film to the lower layer of the opening of the insulating film is a distance in which the product of the shortest distance and the thickness of the resistive film is greater than 1.6 μm 2. A MOSFET type semiconductor device characterized.
前記抵抗膜の外周端から前記開口部の下層に至るまでの前記抵抗膜の領域における電気抵抗値は600Ω以上である
ことを特徴とする請求項1〜4に記載のMOSFET型半導体装置。
5. The MOSFET type semiconductor device according to claim 1, wherein an electric resistance value in a region of the resistance film from an outer peripheral end of the resistance film to a lower layer of the opening is 600Ω or more.
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