JP2549834B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2549834B2
JP2549834B2 JP57175986A JP17598682A JP2549834B2 JP 2549834 B2 JP2549834 B2 JP 2549834B2 JP 57175986 A JP57175986 A JP 57175986A JP 17598682 A JP17598682 A JP 17598682A JP 2549834 B2 JP2549834 B2 JP 2549834B2
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    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐圧が高くなされた半導体デバイスに関す
る。
The present invention relates to a semiconductor device having a high breakdown voltage.

大電力用半導体デバイスの用途は広い。各種モータ制
御、直流交流交換等がら大きくは直流送電などに使われ
ている。大電力用半導体デバイスに要求される性能はも
ちろん各種あるが、その中で所望の耐圧を有していて、
導通時のオン電圧ができるだけ低いことが要求される。
オン電圧は、通常、主電極間隔が広くなるにつれ高くな
る傾向にある。したがって、できるだけ薄い主電極間隔
で所望の耐圧を達成することが望まれる。
The use of high power semiconductor devices is wide. It is mainly used for DC power transmission, including various motor control and DC / AC exchange. Of course, there are various performances required for high power semiconductor devices, of which the desired breakdown voltage is
It is required that the on-voltage during conduction be as low as possible.
The on-voltage usually tends to increase as the distance between the main electrodes increases. Therefore, it is desired to achieve a desired breakdown voltage with the space between the main electrodes as thin as possible.

半導体デバイスの耐圧を、一次元のpn接合で得られる
値から低下させる原因は、2つある。一つは、ゲートも
しくはベース電極の端部への電界集中であり、一次元の
耐圧の60〜70%程度にまで耐圧を低下させる。もう一つ
は、表面の問題である。表面での耐圧低下には、いろい
ろな問題が関連するが、簡単に言ってしまえば、表面保
護膜及び界面に存在する電荷により、半導体表面にキャ
リアの蓄積層が生じて、表面に沿っての空乏層の幅が狭
くなって電界強度が高くなり耐圧が低下するのである。
表面保護膜として設けられるSiO2膜などの誘電率が、シ
リコンの誘電率より小さいことによる表面に沿う電界強
度が上昇することも、一つの原因である。
There are two causes that lower the breakdown voltage of a semiconductor device from the value obtained by a one-dimensional pn junction. One is electric field concentration at the end of the gate or base electrode, which lowers the breakdown voltage to about 60 to 70% of the one-dimensional breakdown voltage. The other is a surface problem. A variety of problems are related to the decrease in breakdown voltage on the surface, but in a nutshell, charges existing on the surface protective film and the interface generate a carrier accumulation layer on the semiconductor surface, and The width of the depletion layer is narrowed, the electric field strength is increased, and the breakdown voltage is lowered.
One of the causes is that the electric field strength along the surface increases due to the dielectric constant of the SiO 2 film or the like provided as the surface protective film being smaller than that of silicon.

こうした、実際の半導体デバイスに必然的に生じる、
2次元構造あるいは3次元構造及び表面の存在による耐
圧低下を防ぐ方法として、各種の方法が使われている。
その代表的なものが、(1)guard ring、(2)field
plate、(3)field limiting ring、(4)equipotent
ial ring with resistive film、(5)beveling(posi
tive beveling、negative beveling)、(6)depletio
n etch methodの6通りである。これらの方法は、まち
がいなく、半導体デバイスの耐圧を向上させる。
These inevitably occur in actual semiconductor devices,
Various methods are used as a method for preventing a decrease in breakdown voltage due to the presence of a two-dimensional structure or a three-dimensional structure and a surface.
Typical ones are (1) guard ring and (2) field.
plate, (3) field limiting ring, (4) equipotent
ial ring with resistive film, (5) beveling (posi
(tive beveling, negative beveling), (6) depletio
There are six n etch methods. Without doubt, these methods improve the breakdown voltage of semiconductor devices.

本発明の目的は、耐圧向上のための新しい手段を備え
た半導体デバイスを提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device equipped with a new means for improving the breakdown voltage.

以下図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

静電誘導サイリスタ(SIThy)は、基本的にはp+n-n+
ダイオードのn+主電極領域近傍にp+ゲート領域が設けら
れた構造であるため、導通時のオン電圧が低く、ゲート
による遮断が高速に行えて、しかもターンオフ過程での
破壊がまったくないデバイスで、大電力高速スイッチン
グにきわめて適している。SIThyを例にとりながら本発
明の説明を行う。
Static induction thyristor (SIThy) is basically p + n - n +
Since the structure is such that the p + gate region is provided near the n + main electrode region of the diode, the device has a low on-voltage during conduction, can be quickly shut off by the gate, and has no breakdown during the turn-off process. Very suitable for high power and high speed switching. The present invention will be described by taking SIThy as an example.

本発明の半導体デバイスの断面構造を第1図に示す。
半導体デバイスの周辺部だけが描かれていて、半導体デ
バイス本体はこの図の左方向に構成されているわけであ
る。11:アノード金属電極、12:p+アノード領域、13:p+
アノード領域に直接隣接する比較的不純物密度の高い薄
いn領域、14:不純物密度のきわめて低い高抵抗n--
域、15:SIThyのp+ゲート領域、16、17:浮遊状態になさ
れたp+フィールドリミッティングリング、p+ゲート領域
15にオーミック接触している金属電極、19:p+フィール
ドリミッテングリング16にオーミック接触している金属
電極、20:SiO2、Si3N4、ポリイミドフィルムなどよりな
る絶縁層である。金属電極18は、p+領域16の上にまで達
しており、19はp+領域17の上にまで到達している。金属
電極18とp+領域16、及び金属電極19とp+領域17の間に所
定の静電容量を導入するためである。
The cross-sectional structure of the semiconductor device of the present invention is shown in FIG.
Only the peripheral portion of the semiconductor device is drawn, and the semiconductor device body is configured in the left direction in this figure. 11: Anode metal electrode, 12: p + Anode region, 13: p +
Immediately adjacent to the anode region, a relatively high impurity concentration thin n region, 14: extremely low impurity concentration high resistance n -- region, 15: SIThy p + gate region, 16, 17: floating p + Field limiting ring, p + gate area
Ohmic contact to that metal electrodes 15, 19: p + field limiting proboscis metal rings 16 are in ohmic contact with the electrode, 20: SiO 2, Si 3 N 4, an insulating layer made of polyimide film. The metal electrode 18 reaches above the p + region 16 and 19 reaches above the p + region 17. This is for introducing a predetermined capacitance between the metal electrode 18 and the p + region 16 and between the metal electrode 19 and the p + region 17.

説明を簡単にするために、アノード電極に最大阻止電
圧Vamが加えられた時、n--領域14は完全に空乏化し、n
領域13の少なくとも一部は空乏化せずに中性領域が残る
ものとする。ゲートに逆バイアス−Vgが加えられている
こともある。一応簡単のためにp+ゲート15とp+アノード
12の間にVamの正電圧が加えられているものとする。
For simplicity of explanation, when the maximum blocking voltage Vam is applied to the anode electrode, n -- region 14 is completely depleted,
At least a part of the region 13 is not depleted and a neutral region remains. Reverse bias -Vg may be applied to the gate. For simplicity, p + gate 15 and p + anode
Assume that a positive voltage of V am is applied between 12.

したがって、p+ゲート領域15とn--領域14の接合面は
逆バイアスされ、この部分にもっとも高い電界が現われ
る。
Therefore, the junction surface between the p + gate region 15 and the n region 14 is reverse biased, and the highest electric field appears in this portion.

第1図と同じ構造を第2図に示す。寸法を図のように
決める。p+ゲート15とp+アノード12の間の容量C1、p+
ート15とp+フィールドリミッティングリング16の間の容
量C12、16と12の間の容量C2、16と17の間の容量C23、17
と12の間の容量C3とする。フィールドリミッティングリ
ングが1個の場合の回路は第3図のようになり、2個の
場合の回路は第4図のようになる。FLR1、FLR2はフィー
ルドリミッティングリング1番目、2番目の意味であ
る。G、Aはそれぞれゲート、アノードである。G−A
間にVamの電圧が加わっているとする。第3図の場合、
G−FLR1間に加わる電圧V12とFLR1−A間に加わる電圧V
2とすると となる。第4図でそれぞれ、G−FLR1、FLR1−A、FLR1
-FLR2、FLR2−A間に加わる電圧、V12、V2、V23、V3
それぞれ となる。ところで、第3図、第4図に描かれた容量
C12、C2、C23、C3はn--領域が完全に空乏化していると
の近似のもとでは略々次のような値で与えられる。紙面
垂直方向の長さlとする。
The same structure as in FIG. 1 is shown in FIG. Determine the dimensions as shown. between p + gate 15 and the p + capacitor C 1, p + gate 15 and the capacitance C 2 between the capacitor C 12, 16 and 12 between the p + field limiting ring 16 between the anode 12, 16 and 17 Capacity of C 23 , 17
Let C 3 be between and 12. The circuit with one field limiting ring is as shown in FIG. 3, and the circuit with two field limiting rings is as shown in FIG. FLR1 and FLR2 are the first and second meanings of the field limiting ring. G and A are a gate and an anode, respectively. G-A
It is assumed that a voltage of V am is applied between them. In the case of FIG.
G-FLR1 voltage V 12 applied between the applied between FLR1-A Voltage V
If 2 Becomes In FIG. 4, G-FLR1, FLR1-A, and FLR1 respectively.
-FLR2, the voltage applied between FLR2-A, V 12, V 2, V 23, V 3 , respectively Becomes By the way, the capacitance shown in Figs. 3 and 4
C 12 , C 2 , C 23 and C 3 are given by the following values under the approximation that the n region is completely depleted. Let the length l in the direction perpendicular to the paper surface.

となる。εs、εiはそれぞれシリコンと絶縁膜20の誘電
率である。
Becomes ε s and ε i are the dielectric constants of silicon and the insulating film 20, respectively.

まず、第3図のフィールドリミッティングリングが1
個の場合について説明する。1,000V前後の耐圧のデバイ
スに使用されるp+ゲート領域15の端部への電界集中や表
面保護膜中等の電荷によるシリコン表面の実効キャリア
濃度の増加などから、一次元p+n--接合耐圧の50%程度
まで耐圧が低下することもある。そうだとすれば、1個
のフィールドリミッティングリングを設けた、第3図の
場合、式(1)、(2)で与えられるV12、V2が、 となることが要求される。すなわち、フィールドリミッ
ティングリングとp+ゲート、及びp+アノード間に、それ
ぞれほぼ等しくなるように電圧が加わらなければならな
いことになる。式(11)と、(1)、(2)より C12≒C2 (12) が要請される。本発明の構造を用いれば、この条件は容
易に達成される。従来のフィールドリミッティングリン
グでは到底この条件は達成されない。何故なら、従来の
フィールドリミッティングリング構造では、式(7)で
与えられる容量C12に、右辺の第2項が存在しないから
である。すなわち、フィルドリミッティングリングと金
属電極に重なりを持たなかったからである。本発明の構
造では、この右辺第2項を操作することによって、殆ん
ど必ず所望の条件が実現される。W3、diの値を設計する
わけである。具体例について述べておく。1,000V〜2,00
0V級の耐圧を想定して、L=90μm、D=10μm、Wg1
=70μm、W1=80μmとして、W3とdiを求めてみる。
First, the field limiting ring shown in Fig. 3 is 1
The case of individual pieces will be described. 1,000V etc. increase in effective carrier concentration of the silicon surface due to the charge of the electric field concentration and the surface protective film secondary to end of the p + gate regions 15 which are used for the device before and after the breakdown voltage, the one-dimensional p + n - junction The breakdown voltage may drop to about 50% of the breakdown voltage. If so, in the case of FIG. 3 in which one field limiting ring is provided, V 12 and V 2 given by the equations (1) and (2) are Is required. That is, a voltage must be applied between the field limiting ring, the p + gate, and the p + anode so as to be substantially equal to each other. From the equation (11) and (1) and (2), C 12 ≈C 2 (12) is required. This condition is easily achieved with the structure of the present invention. Conventional field limiting rings do not achieve this condition at all. This is because in the conventional field limiting ring structure, the second term on the right side does not exist in the capacitance C 12 given by the equation (7). That is, there was no overlap between the fill limiting ring and the metal electrode. In the structure of the present invention, the desired condition is almost always realized by operating the second term on the right side. The value of W 3 and di is designed. A specific example will be described. 1,000V-2,00
Assuming 0V class withstand voltage, L = 90μm, D = 10μm, W g1
= 70 μm, W 1 = 80 μm, and find W 3 and di.

単位長さ当りの値である。すなわち、=1cmとしてい
る。この値から1.48pF分を式(7)右辺第2項に持たせ
ればよい。絶縁物の比誘電率を4とすれば、di=3μ
m、W3=12.5μm、あるいは、di=6μm、W3=25μm
などとなるわけである。diの値は、使用する絶縁物の絶
縁破壊強度と、相隣り合うp+領域間に持たせる耐圧の値
から決める。
It is a value per unit length. That is, = 1 cm. From this value, 1.48 pF may be added to the second term on the right side of Expression (7). If the relative permittivity of the insulator is 4, di = 3μ
m, W 3 = 12.5 μm, or di = 6 μm, W 3 = 25 μm
And so on. The value of di is determined from the dielectric breakdown strength of the insulator used and the value of the breakdown voltage provided between the adjacent p + regions.

半導体デバイスの耐圧が増すにつれ、挿入するフィー
ルドリミッティングリングの数を増して行く。たとえ
ば、L=400μm程度にして、耐圧6,000Vデバイスを実
現する場合には、たとえば、フィールドリミッティング
リングを4個設けて、相隣り合うフィールドリミッティ
ングリング間に持たせる耐圧を1,000V程度にし、最外周
のフィールドリミッティングリングとアノード間の耐圧
を2,000V程度もてばよいようにする。いずれにしても、
最大阻止電圧状態やサージ電圧印加時に、印加される電
圧が、挿入されたフィールドリミッティングリングに、
所定の値ずつ分配されて加わり、一部に極端な電界集中
が起らないよう設計ができるわけである。すなわち、フ
ィールドリミッティングリングの寸法及びその間隔、リ
ングと金属電極の重なる面積及びその間の絶縁膜の厚さ
などを設計すればよいわけである。
As the breakdown voltage of semiconductor devices increases, the number of field limiting rings to be inserted increases. For example, in the case of realizing a withstand voltage of 6,000 V with L = 400 μm, for example, four field limiting rings are provided, and the withstand voltage between adjacent field limiting rings is about 1,000 V. The withstand voltage between the outermost field limiting ring and the anode should be about 2,000V. In any case,
When the maximum blocking voltage state or surge voltage is applied, the applied voltage is applied to the inserted field limiting ring.
It can be designed so that a certain value is distributed and added, and extreme electric field concentration does not occur in a part. That is, the dimensions of the field limiting rings and their intervals, the area where the rings and the metal electrodes overlap, and the thickness of the insulating film between them may be designed.

2個のフィールドリミッティングを用いた場合の設計
例を述べておく。
A design example using two field limiting will be described.

第4図に示される回路になるわけであるが、たとえ
ば、フィールドリミッティングリング間にかかる電圧は
等しくする。
The circuit shown in FIG. 4 is obtained. For example, the voltages applied between the field limiting rings are equal.

V12:V23:V3=1:1:n (13) というように電圧分配を決める。すなわち {C2(C23+C3)+C23C3}:C12C3:C12C23=1:1:n (14) である。式(14)より、 C23=nC3 (15) C12=(n+1)C2+nC3 (16) というように決めればよい。たとえば、3,000V耐圧のデ
バイスで、フィールドリミッティングリング間に750V、
2つ目のリングとアノード間に1,500Vの電圧を持たせる
ように設計する。n=2である。
Determine the voltage distribution as V 12 : V 23 : V 3 = 1: 1: n (13). That {C 2 (C 23 + C 3) + C 23 C 3}: C 12 C 3: C 12 C 23 = 1: 1: a n (14). From formula (14), it may be determined that C 23 = nC 3 (15) C 12 = (n + 1) C 2 + nC 3 (16). For example, a device with a withstand voltage of 3,000V, 750V between field limiting rings,
It is designed to have a voltage of 1,500 V between the second ring and the anode. n = 2.

式(15)、(16)より C23=2C3 (15)′ C12=3C2+2C3 (16)′ のように、右容量を決めればよい。n--領域の不純物密
度NDを5×1012cm-3、L=300μmの基板を使う場合、
上記の条件を満足する寸法はたとえば次のようになる。
第2図で示されている寸法を使って示す。
From equations (15) and (16), the right capacity may be determined as C 23 = 2C 3 (15) ′ C 12 = 3C 2 + 2C 3 (16) ′. When using a substrate with an impurity density N D of n region of 5 × 10 12 cm −3 and L = 300 μm,
The dimensions that satisfy the above conditions are as follows, for example.
Shown using the dimensions shown in FIG.

L=300μm、W1=150μm、W2=100μm、D=15μ
m、Wg1=Wg2=120μm、W3=120μm、W4=35μm、di
=5μm である。絶縁物の平均比誘導率5としている。略々、こ
のように設計したSIThyで、略々3,000V耐圧の動作が得
られている。5μm厚さの絶縁層のほとんどはポリイミ
ドで形成した。
L = 300 μm, W 1 = 150 μm, W 2 = 100 μm, D = 15 μ
m, W g1 = W g2 = 120 μm, W 3 = 120 μm, W 4 = 35 μm, di
= 5 μm. The average relative induction ratio of the insulator is 5. Almost 3,000V withstand voltage operation has been obtained with the SIThy designed in this way. Most of the 5 μm thick insulating layer was formed of polyimide.

さらに非常に高い耐圧を得るときには、最外周のフィ
ールドリミッティングリングに、bevelingやdepletion
etch methodを併用することも有用である。
For even higher pressure resistance, use the beveling and depletion on the outermost field limiting ring.
It is also useful to use the etch method together.

このように本発明の構造を用いれば、ゲートあるいは
ベースへの電界集中による耐圧低下、表面での耐圧低下
を伴なうことなく、シリコンの本来の耐圧に近い耐圧を
示す半導体デバイスが実現される。たとえば、ND=5×
1012cm-3の基板を使用して、L=200μmとすれば、4KV
程度、L=400μmとすれば7KV程度の耐圧の半導体デバ
イスが実現される。
As described above, by using the structure of the present invention, a semiconductor device exhibiting a withstand voltage close to the original withstand voltage of silicon can be realized without lowering the withstand voltage due to electric field concentration on the gate or the base and lowering the withstand voltage on the surface. . For example, N D = 5 ×
Using a substrate of 10 12 cm -3 and setting L = 200 μm, 4KV
If L = 400 μm, a semiconductor device with a withstand voltage of about 7 KV is realized.

本発明を、第1図、第2図の構造を例として説明した
が、この構造に限らないことはいうまでもない。要する
に、耐圧をかせぐための高抵抗領域に接して存在する反
対導電型高濃度領域との間が逆バイアスされる構造のも
のについてはすべて有効である。デバイスの主電極領域
となる高濃度領域と、所定の間隔だけ離れたところにフ
ィールドリミッティングリングとなる同導電型高濃度領
域を設けて浮遊領域となし、この浮遊領域上に絶縁層を
介して金属電極を設け所定の面積だけ重なるように構成
したものであればよいわけである。もちろん、この金属
電極は、低抵抗のポリシリコンでもよい。ここでは、基
板主表面の一方の側だけに、本発明の構造を用いたが、
たとえば、第1図の構造で、n--領域14の不純物密度が
非常に低くて、n領域13に隣接する部分の電界強度が、
ある程度強くなるようなときには、反対側表面にもこの
構造を導入することもできる。フィールドリミッティン
グリングは何段でも入れられる。
Although the present invention has been described by taking the structure of FIGS. 1 and 2 as an example, it goes without saying that the present invention is not limited to this structure. In short, all of the structures having a structure in which a reverse bias is applied to a high-concentration region of the opposite conductivity type existing in contact with the high-resistance region for increasing the breakdown voltage are effective. A high-concentration region, which is the main electrode region of the device, and a high-concentration region of the same conductivity type, which is a field limiting ring, are provided apart from each other by a predetermined distance to form a floating region. What is necessary is that the metal electrodes are provided so as to overlap each other by a predetermined area. Of course, this metal electrode may be low resistance polysilicon. Here, the structure of the present invention is used only on one side of the main surface of the substrate,
For example, in the structure of FIG. 1, the impurity density of the n -- region 14 is very low, and the electric field strength of the portion adjacent to the n region 13 is
This structure can also be introduced to the opposite surface when it becomes strong to some extent. The number of field limiting rings can be increased.

本発明の耐圧向上は、SIThyやBSITだけでなく、静電
誘導トランジスタ、バイポーラトランジスタ、接合型FE
T、たて型構造VDMOS(Vertical Diffusion Self-aligne
d MOS)p+in+ダイオードなどにもそのまま適用できる。
Not only SIThy and BSIT but also static induction transistor, bipolar transistor, junction type FE
T, Vertical structure VDMOS (Vertical Diffusion Self-aligne)
d MOS) p + in + It can be applied as it is to a diode.

ここでは、これらのものを総称して半導体デバイスと
呼ぶ。
Here, these are collectively referred to as a semiconductor device.

本発明の半導体デバイスは、耐圧が高くて、かつオン
電圧が小さいため、動作効率が高く、今後ますます発展
する高周波・高速電力制御の分野できわめて有効であ
り、その工業的価値は高い。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The semiconductor device of the present invention has a high breakdown voltage and a low on-state voltage, so that it has high operation efficiency, is extremely effective in the field of high-frequency / high-speed power control that will continue to develop in the future, and has a high industrial value.

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

第1図は、本発明の半導体デバイスの断面構造、第2図
はデバイスの電位分配を考える模式図、第3図はフィー
ルドリミッティングリングが1個の場合の回路図、第4
図はフィールドリミッティングリングが2個の場合の回
路図である。
FIG. 1 is a cross-sectional structure of a semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram considering the potential distribution of the device, FIG. 3 is a circuit diagram in the case of one field limiting ring, and FIG.
The figure is a circuit diagram when there are two field limiting rings.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/861 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display area H01L 29/861

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の主電極領域となる高不純物密度の第
1の半導体領域(12)と、前記第1の半導体領域の上部
の第1導電型の薄い第2の半導体領域(13)と、前記第
2の半導体領域の上部の第1導電型低不純物密度の第3
の半導体領域(14)と、前記第3の半導体領域の表面の
一部に形成された第2の主電極領域となる第2導電型高
不純物密度の第4の半導体領域(15)と、前記第4の半
導体領域の外周部で、かつ前記第3の半導体領域の表面
の一部に形成された少なく共1つ以上の、深さD、幅
W1、W2、…なる第2導電型高不純物密度の浮遊電極領域
(16、17)と、少なく共前記浮遊電極領域の上部の一部
に形成された厚さdiなる絶縁層(20)と、前記第2の主
電極領域もしくは前記浮遊領域から延びる導電性電極
(18、19)とで少なく共構成され、 前記導電性電極(18、19)の一部が、前記浮遊電極領域
(16、17)と前記絶縁層(20)を介して所定の重なり幅
(W3、W4)で重なり、前記厚さdiと前記重なり幅とで少
なく共決定される容量値を有する容量を形成し、前記第
3の半導体領域と、前記第4の半導体領域との間が動作
中に逆バイアスされ、前記第3の半導体領域がほぼ完全
に空乏化され、 前記第1の半導体領域と前記浮遊領域との間の容量
(C2、C3)と、前記浮遊領域と前記第3の半導体領域の
間の容量(C12)、および前記浮遊領域相互間の容量(C
23)とによる電圧分配の関係が、前記第1の半導体領域
と前記第4の半導体領域との間の所望の耐圧を満足すべ
く、前記厚さdiおよび前記重なり幅(W3、W4)、前記深
さD、前記幅W1、W2、…、前記第2の半導体領域と前記
浮遊電極領域との間の距離L、前記第4の半導体領域と
前記浮遊電極領域との間隔(W′g1)および前記浮遊電
極領域相互の間隔(W′g2)とを決定したことを特徴と
する半導体デバイス。
1. A high-impurity-density first semiconductor region (12) serving as a first main electrode region, and a first-conductivity-type thin second semiconductor region (13) above the first semiconductor region. And a third conductive type low impurity density third layer above the second semiconductor region.
A semiconductor region (14), a fourth semiconductor region (15) having a second conductivity type and a high impurity density, which is a second main electrode region formed on a part of the surface of the third semiconductor region, At least one or more depths D and widths formed on the outer periphery of the fourth semiconductor region and on a part of the surface of the third semiconductor region.
W 1 , W 2 , ... Floating electrode regions (16, 17) of the second conductivity type and high impurity density, and at least an insulating layer (20) having a thickness d i formed on a part of the upper part of the floating electrode region. ) And a conductive electrode (18, 19) extending from the second main electrode region or the floating region, and a part of the conductive electrode (18, 19) partially forms the floating electrode region (18, 19). 16 and 17) and a predetermined overlapping width (W 3 , W 4 ) through the insulating layer (20), and a capacitance having a capacitance value that is less determined by the thickness d i and the overlapping width. The third semiconductor region and the fourth semiconductor region are reverse-biased during operation to deplete the third semiconductor region almost completely, and the third semiconductor region and the fourth semiconductor region are depleted. the capacitance between the floating region (C 2, C 3), the capacitance between the the floating region and the third semiconductor region (C 12), and the遊領 range capacity between each other (C
23 ) so that the relationship of voltage distribution by satisfying the desired breakdown voltage between the first semiconductor region and the fourth semiconductor region is such that the thickness d i and the overlapping width (W 3 , W 4 ), The depth D, the widths W 1 , W 2 , ..., The distance L between the second semiconductor region and the floating electrode region, and the distance between the fourth semiconductor region and the floating electrode region ( W'g1 ) and the distance between the floating electrode regions ( W'g2 ) are determined.
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