JP3160544B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP3160544B2
JP3160544B2 JP00125497A JP125497A JP3160544B2 JP 3160544 B2 JP3160544 B2 JP 3160544B2 JP 00125497 A JP00125497 A JP 00125497A JP 125497 A JP125497 A JP 125497A JP 3160544 B2 JP3160544 B2 JP 3160544B2
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insulating film
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誠治 十河
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松下電子工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電気装置等の
負荷に対するスイッチとして用いられる高耐圧特性を有
する半導体装置の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a semiconductor device having a high withstand voltage characteristic used as a switch for loads of various electric devices and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電気装置の負荷に対するスイッチ
として高耐圧特性を有するMOSFETが利用されるよ
うになっている。このようなMOSFETは、誘導性負
荷によって生じる逆起電力のために高電圧がドレイン電
極に印加されたとき、半導体基板中の電界の集中を緩和
することにより、半導体装置の破壊を防ぐように構成さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, MOSFETs having high withstand voltage characteristics have been used as switches for loads of electric devices. Such a MOSFET is configured such that when a high voltage is applied to the drain electrode due to a back electromotive force generated by an inductive load, the concentration of the electric field in the semiconductor substrate is reduced, thereby preventing the breakdown of the semiconductor device. Have been.

【0003】図5は、従来より用いられているこの電界
集中を緩和する様々な技術の一つの例であって、例えば
特開平6−77470号公報等に記載されている高耐圧
特性を有する横型MOSFET(横型DMOSFET)
の構造を示す断面図である。同図に示すように、N- 型
の半導体基板12内には、チャネルを形成するためのP
+ 型領域13と、ソースとなるN+ 型領域14と、ドレ
インとなるN+ 型領域15とが形成されている。また、
半導体基板12の上に、酸化膜16と、多結晶シリコン
より構成される導電プレート17とが順次形成されてい
る。この導電プレート17のうちの1つがゲート電極1
7aとなっている。さらに、基板上には、層間絶縁膜1
8と、アルミ配線によるドレイン電極19とが設けられ
ている。そして、ゲート電極17a以外の導電プレート
17は電気的にフローティングの状態である。
FIG. 5 shows one example of various techniques conventionally used to alleviate this electric field concentration. For example, a horizontal type having a high withstand voltage characteristic described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-77470. MOSFET (Horizontal DMOSFET)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of FIG. As shown in FIG. 1, a P-type semiconductor substrate 12 for forming a channel is formed in an N- type semiconductor substrate 12.
A + type region 13, an N + type region 14 serving as a source, and an N + type region 15 serving as a drain are formed. Also,
On the semiconductor substrate 12, an oxide film 16 and a conductive plate 17 made of polycrystalline silicon are sequentially formed. One of the conductive plates 17 is the gate electrode 1
7a. Further, an interlayer insulating film 1 is formed on the substrate.
8 and a drain electrode 19 made of aluminum wiring. The conductive plate 17 other than the gate electrode 17a is in an electrically floating state.

【0004】以上のように構成された半導体装置につい
て、以下、その動作を説明する。N+ 型領域15及び半
導体基板12にはドレイン電極19を介して高電位が印
加され、ゲート電極17aには通常数V程度の低電位が
印加される。一方、上述のように、ゲート電極17aを
除く導電プレート17の電位はフローティングの状態で
ある。フローティングの状態である導電プレート17の
電位は、酸化膜16を挟んだ半導体基板−導電プレート
間の容量と、層間絶縁膜18を横方向に挟んだゲート電
極−導電プレート間の容量と、層間絶縁膜17を横方向
に挟んだドレイン電極−導電プレート間の容量とによっ
て決定される。そして、各導電プレート17間の間隔を
適宜調整することで容量を最適化し、各導電プレート1
7間の電位差を高電位から低電位へと均等に分布させる
ことが可能に構成されている。そして、各導電プレート
における電位分布を最適化することによって、半導体基
板の表面付近に局所的な電界の集中が生じないようにし
て、横型DMOSFETの耐圧特性の向上を図ってい
る。
The operation of the semiconductor device configured as described above will be described below. A high potential is applied to the N + -type region 15 and the semiconductor substrate 12 via the drain electrode 19, and a low potential of about several volts is normally applied to the gate electrode 17a. On the other hand, as described above, the potential of the conductive plate 17 except for the gate electrode 17a is in a floating state. The potential of the conductive plate 17 in a floating state depends on the capacitance between the semiconductor substrate and the conductive plate sandwiching the oxide film 16, the capacitance between the gate electrode and the conductive plate sandwiching the interlayer insulating film 18 in the horizontal direction, and It is determined by the capacitance between the drain electrode and the conductive plate sandwiching the film 17 in the lateral direction. The capacitance is optimized by appropriately adjusting the interval between the conductive plates 17, and each conductive plate 1
It is configured to be able to evenly distribute the potential difference between 7 from a high potential to a low potential. By optimizing the potential distribution in each conductive plate, the local electric field is not concentrated near the surface of the semiconductor substrate, thereby improving the breakdown voltage characteristics of the lateral DMOSFET.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の横型DMOSFETの構造によっては十分な耐圧特
性の向上効果が必ずしも得られないという問題があっ
た。そこで、その原因について追求した結果、以下のよ
うな知見が得られた。
However, there is a problem that a sufficient effect of improving the withstand voltage characteristics cannot always be obtained with the structure of the above-mentioned conventional lateral DMOSFET. Then, as a result of pursuing the cause, the following knowledge was obtained.

【0006】図6は、図5の一部を拡大した断面図であ
る。ただし、等方的に拡大したものではなく、問題点を
理解しやすいように特定部分を特定方向にのみに拡大し
た図である。導電プレート17は、酸化膜16上に全面
に堆積された後にドライエッチング等によって必要な大
きさに加工されているので、導電プレート17の断面形
状は底面側が広い台形となってしまう。そして、等電位
線は導電プレート17の側面形状に沿った分布となり、
このような導電プレート17の形状によって半導体基板
12の表面に近いほど電位分布は密になり、遠いほど疎
になる。つまり、半導体基板12の表面付近における電
位分布は、各導電プレート17の間隙の直下では密にな
り、導電プレート17の直下では疎になる。このため、
実際には、図6に示すような等電位線の分布のアンバラ
ンスが生じて局所的に電界の集中が起こる。そして、こ
の局所的に電界が集中する部分で酸化膜16等の絶縁破
壊が生じやすくなるので、あまり高い電圧をドレイン領
域に印加することができず、高い耐圧特性を発揮するこ
とができないおそれがある。
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a part of FIG. However, the figure is not isotropically enlarged, but is a figure in which a specific portion is enlarged only in a specific direction so that a problem can be easily understood. Since the conductive plate 17 is processed to a required size by dry etching or the like after being deposited on the entire surface of the oxide film 16, the cross-sectional shape of the conductive plate 17 becomes a trapezoid having a wide bottom surface. Then, the equipotential lines are distributed along the side surface shape of the conductive plate 17,
Due to such a shape of the conductive plate 17, the potential distribution becomes denser nearer to the surface of the semiconductor substrate 12, and becomes sparser as farther away. That is, the potential distribution near the surface of the semiconductor substrate 12 becomes dense immediately below the gap between the conductive plates 17 and becomes sparse just below the conductive plates 17. For this reason,
In practice, the distribution of the equipotential lines is unbalanced as shown in FIG. 6, and the electric field is locally concentrated. Since the dielectric breakdown of the oxide film 16 and the like easily occurs in the portion where the electric field is locally concentrated, an excessively high voltage cannot be applied to the drain region, and a high withstand voltage characteristic may not be exhibited. is there.

【0007】さらに、層間絶縁膜18は、製造工程上、
酸化膜16および導電プレート17の両方に跨って堆積
されるので、層間絶縁膜18を堆積した状態では、図6
に示すように、層間絶縁膜18の表面には酸化膜16の
表面と導電プレート17の表面の高さの違いによる段差
が存在している。そのために、層間絶縁膜18の上に形
成されるアルミニウム等で構成されるドレイン電極19
等が段差に起因する断線を起こすことがある。そこで、
一般的な製造工程では、層間絶縁膜18のエッチバック
を行って、層間絶縁膜18の表面を平坦化してから、後
の工程を行うようにしている。ところが、このようなエ
ッチバックを行うことによって、層間絶縁膜18の厚み
及び形状は、製品間でばらつきを生じることになる。そ
して、このように層間絶縁膜18の厚みや形状によって
定まる容量値の製品間でのばらつきが生じる結果、たと
え導電プレート17の距離が最適になるように各部の寸
法を設計していても、層間絶縁膜18の容量値が変化す
ることで各導電プレート17の間の電位差が最適値から
ずれてしまうことになる。図7は、このような層間絶縁
膜18の厚みや形状のばらつきによって生じる各導電プ
レート17及び各導電プレート間の電位の不均一状態を
も示している。
Further, the interlayer insulating film 18 is formed in a manufacturing process.
Since the film is deposited over both the oxide film 16 and the conductive plate 17, the state shown in FIG.
As shown in the figure, there is a step on the surface of the interlayer insulating film 18 due to the difference in height between the surface of the oxide film 16 and the surface of the conductive plate 17. Therefore, a drain electrode 19 made of aluminum or the like formed on the interlayer insulating film 18 is formed.
May cause disconnection due to the step. Therefore,
In a general manufacturing process, the interlayer insulating film 18 is etched back to flatten the surface of the interlayer insulating film 18, and then a subsequent process is performed. However, by performing such an etchback, the thickness and the shape of the interlayer insulating film 18 vary among products. As described above, the capacitance value determined by the thickness and the shape of the interlayer insulating film 18 varies between products. As a result, even if the dimensions of each part are designed so that the distance between the conductive plates 17 is optimized, the When the capacitance value of the insulating film 18 changes, the potential difference between the conductive plates 17 deviates from the optimum value. FIG. 7 also shows the non-uniform state of the conductive plates 17 and the potentials between the conductive plates caused by such variations in the thickness and shape of the interlayer insulating film 18.

【0008】すなわち、このような層間絶縁膜18の厚
みや形状のばらつきによっても、半導体基板12の表面
付近で局所的に電界が集中する場所が生じるので、その
場所における酸化膜16等の絶縁破壊が生じやすくな
り、耐圧特性が安定しないという不具合がある。
That is, even if the thickness and the shape of the interlayer insulating film 18 vary, a location where the electric field is locally concentrated near the surface of the semiconductor substrate 12 is generated. And the breakdown voltage characteristics are not stable.

【0009】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、半導体装置において、半導体基板の
表面付近で局所的な電界集中を回避する手段を講ずるこ
とにより、耐圧特性の向上を安定化とを図ることにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to improve a breakdown voltage characteristic of a semiconductor device by taking measures for avoiding local electric field concentration near the surface of a semiconductor substrate. And stabilization.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
導体基板と、上記半導体基板の主面側に形成され外部
から印加される電圧に応じて作動するように構成された
能動領域と、上記半導体基板内における上記能動領域の
外部又は内部に形成され、上記能動領域の電界を緩和す
るための保護領域と、少なくとも上記保護領域の上に形
成された絶縁膜と、上記保護領域に対峙して上記絶縁膜
の上面に所定間隔をおいて形成された複数の凹部と、上
記各凹部内に埋め込まれ、外部から電圧が印加されたと
きの電位が高電位から低電位まで分布するように構成さ
れた複数の導電体とを備え、上記凹部の側面が上記絶縁
膜の上面に垂直な方向に対して傾斜しており、上記導電
体の断面形状が逆台形である。請求項1に記載されてい
るように、半導体基板と、上記半導体基板の主面側に形
成され外部から印加される電圧に応じて作動するように
構成された能動領域と、上記半導体基板内における上記
能動領域の外部又は内部に形成され、上記能動領域の電
界を緩和するための保護領域と、少なくとも上記保護領
域の上に形成された絶縁膜と、上記保護領域に対峙して
上記絶縁膜の上面に所定間隔をおいて形成された複数の
凹部と、上記各凹部内に埋め込まれ、外部から電圧が印
加されたときの電位が高電位から低電位まで分布するよ
うに構成された複数の導電体とを備えている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A semi-conductor substrate, an active region configured to operate in accordance with a voltage applied from the outside is formed on the main surface of the semiconductor substrate, it is formed on the outside or inside of the active region in the above semiconductor substrate A protection region for alleviating an electric field of the active region, an insulating film formed at least on the protection region, and formed at a predetermined interval on an upper surface of the insulating film so as to face the protection region. a plurality of recesses, are embedded in the in each recess, e Bei and a plurality of electrical conductors potential is configured so as to be distributed from the high potential to the low potential when a voltage is applied from the outside, the side surface of the recess Are inclined with respect to a direction perpendicular to the upper surface of the insulating film, and the conductor has an inverted trapezoidal cross section. As described in claim 1, a semiconductor substrate, an active region formed on a main surface side of the semiconductor substrate and configured to operate in response to a voltage applied from the outside, and an active region in the semiconductor substrate. A protection region formed outside or inside the active region to reduce the electric field of the active region, an insulating film formed at least on the protection region, and an insulating film facing the protection region. A plurality of recesses formed at predetermined intervals on an upper surface; and a plurality of conductive members embedded in each of the recesses and configured so that a potential when an external voltage is applied is distributed from a high potential to a low potential. And body.

【0011】これにより、外部から高電圧が印加された
ときにも、各導電体の電位分布が高電位から低電位へと
順次分布するので、保護領域における電界の緩和作用が
確実に得られる。しかも、導電体が絶縁膜の凹部に埋め
込まれているので、導電体が絶縁膜上に形成されている
場合のごとく、導電体の上面と絶縁膜の上面との間に大
きな段差が生じない。したがって、絶縁膜や導電体の上
に層間絶縁膜等の誘電体膜が形成される際にも、この誘
電体膜を平坦化する必要がないので、誘電体膜の厚みや
形状がほぼ均一になり、各導電体の電位分布の製品間に
おけるばらつきが抑制される。すなわち、設計値に応じ
た耐圧特性を確実に発揮することが可能になる。
Thus, even when a high voltage is applied from the outside, the potential distribution of each conductor is sequentially distributed from a high potential to a low potential, so that the action of alleviating the electric field in the protection region is reliably obtained. Moreover, since the conductor is embedded in the concave portion of the insulating film, a large step does not occur between the upper surface of the conductor and the upper surface of the insulating film as in the case where the conductor is formed on the insulating film. Therefore, even when a dielectric film such as an interlayer insulating film is formed on the insulating film or the conductor, it is not necessary to flatten the dielectric film, so that the thickness and the shape of the dielectric film are substantially uniform. That is, variation in the potential distribution of each conductor between products is suppressed. That is, it is possible to reliably exhibit the withstand voltage characteristic according to the design value.

【0012】本発明の半導体装置は、半導体基板と、上
記半導体基板の主面側に形成され外部から印加される電
圧に応じて作動するように構成された能動領域と、上記
半導体基板内における上記能動領域の外部又は内部に形
成され、上記能動領域の電界を緩和するための保護領域
と、少なくとも上記保護領域の上に形成された絶縁膜
と、上記保護領域に対峙して上記絶縁膜の上面に所定間
隔をおいて形成された複数の凹部と、上記各凹部内に埋
め込まれ、外部から電圧が印加されたときの電位が高電
位から低電位まで分布するように構成された複数の導電
体とを備え、上記導電体は、その上面の面積が底面の面
積より広い。
A semiconductor device according to the present invention comprises: a semiconductor substrate; an active region formed on a main surface side of the semiconductor substrate and configured to operate in response to an externally applied voltage; A protection region formed outside or inside the active region for relaxing the electric field of the active region; an insulating film formed at least on the protection region; and an upper surface of the insulating film facing the protection region. And a plurality of conductors embedded in each of the recesses and configured such that the potential when an external voltage is applied is distributed from a high potential to a low potential. e Bei the door, the conductors, the area of the upper surface is wider than the area of the bottom surface.

【0013】これにより、導電体の側面に沿って絶縁膜
内に生じる電位線が下方に向かって広がる形となるの
で、半導体基板の表面付近における電界の局所集中が緩
和される。したがって、能動領域の両極部に印加できる
電圧をさらに高くすることができる。すなわち、半導体
装置の耐圧特性が向上することになる。
[0013] More to this, the potential lines generated in the insulating film along the side surface of the conductive body is a shape that extends downward, the local concentration of the electric field near the surface of the semiconductor substrate is reduced. Therefore, the voltage that can be applied to both poles of the active region can be further increased. That is, the breakdown voltage characteristics of the semiconductor device are improved.

【0014】記導電体の上面と上記絶縁膜の上面とは
共通の平面内にあることが好ましい。
[0014] It is preferable that in a common plane with the upper surface of the upper surface and the insulating film of the upper Kishirube collector.

【0015】記能動領域を、高濃度の第1導電型不純
物を含むソース領域及びドレイン領域を両端に配置し、
かつソース領域に隣接して第2導電型不純物を含むチャ
ネル領域を設けて構成し、上記保護領域を、上記ドレイ
ン領域と上記チャネル領域との間に低濃度の第1導電型
不純物を導入して構成し、少なくとも上記チャネル領域
の上に絶縁ゲートを設けることができる。
[0015] The upper SL active region, and disposed at both ends of the source and drain regions containing a high concentration first conductivity type impurity,
And a channel region containing a second conductivity type impurity is provided adjacent to the source region, and the protection region is formed by introducing a low concentration first conductivity type impurity between the drain region and the channel region. In this case, an insulating gate can be provided at least on the channel region.

【0016】これにより、上記作用を有する高耐圧型の
電界効果トランジスタが得られることになる。
As a result, a high-breakdown-voltage field effect transistor having the above function can be obtained.

【0017】本発明の半導体装置は、半導体基板と、上
記半導体基板の主面側に形成され外部から印加される電
圧に応じて作動するように構成された能動領域と、上記
能動領域内の領域に第1導電型不純物を導入して形成さ
れた第1の不純物拡散領域と、能動領域内の上記第1の
不純物拡散領域に隣接する領域に第2導電型不純物を導
入して形成されチャネル領域として機能する第2の不純
物拡散領域と、上記第1の不純物拡散領域によって取り
囲まれる領域に形成され低濃度の第2導電型不純物を含
む逆導電型層と、上記逆導電型層の上に形成された絶縁
膜と、上記逆導電型層に対峙して上記絶縁膜の上面に所
定間隔をおいて形成された複数の凹部と、上記各凹部内
に埋め込まれ、外部から電圧が印加されたときの電位が
高電位から低電位まで分布するように構成された複数の
導電体とを備え、外部から電圧が印加された状態で、第
1不純物拡散領域と逆導電型不純物拡散層との間のPN
接合部から空乏層が広がるように構成されており、上記
凹部の側面が上記絶縁膜の上面に垂直な方向に対して傾
斜しており、上記導電体の断面形状が逆台形である。
The semi-conductor device of the present invention includes a semiconductor substrate, an active region configured to operate in accordance with a voltage applied from the outside is formed on the main surface of the semiconductor substrate, the active region A first impurity diffusion region formed by introducing a first conductivity type impurity into a region, and a channel formed by introducing a second conductivity type impurity into a region adjacent to the first impurity diffusion region in the active region. A second impurity diffusion region functioning as a region, a reverse conductivity type layer formed in a region surrounded by the first impurity diffusion region and containing a low-concentration second conductivity type impurity, and The formed insulating film, a plurality of concave portions formed at predetermined intervals on the upper surface of the insulating film facing the opposite conductivity type layer, and embedded in each of the concave portions, and a voltage was externally applied. When the potential is high to low In a plurality of electrical conductors configured to distributed, in a state in which voltage is externally applied, PN between the first impurity diffusion region and the opposite conductivity type impurity diffusion layer
The depletion layer is configured to extend from the junction , the side surface of the concave portion is inclined with respect to a direction perpendicular to the upper surface of the insulating film, and the conductor has an inverted trapezoidal cross section.

【0018】これにより、導電体の下方に存在する第1
の不純物拡散領域によって能動領域内の電界が緩和され
るが、各導電体の電位分布が高電位から低電位へと順次
分布するので、請求項1と同様の第1の不純物拡散領域
における電界の緩和作用が確実に得られる。しかも、能
動領域に電圧が印加された状態で、第1不純物拡散領域
と逆導電型不純物拡散層との間のPN接合部から空乏層
が広がり、電位差がこの空乏層に生じる。したがって、
各導電体の電位を適宜調整することにより、半導体基板
の表面付近における電界の集中が緩和される。
[0018] Thereby, the first portion existing below the conductor is formed.
The electric field in the active region is alleviated by the impurity diffusion region, but since the potential distribution of each conductor is sequentially distributed from a high potential to a low potential, the electric field in the first impurity diffusion region similar to claim 1 is reduced. The mitigation action is reliably obtained. In addition, while a voltage is applied to the active region, the depletion layer spreads from the PN junction between the first impurity diffusion region and the opposite conductivity type impurity diffusion layer, and a potential difference is generated in the depletion layer. Therefore,
By appropriately adjusting the potential of each conductor, the concentration of the electric field near the surface of the semiconductor substrate is reduced.

【0019】また、凹部に埋め込まれる導電体によって
絶縁膜内に生じる等電位線を適宜調整することができ、
最適の耐圧特性を得ることが可能になる。
Further, the equipotential lines generated in the insulating film by the conductor embedded in the concave portion can be appropriately adjusted.
It is possible to obtain an optimum withstand voltage characteristic.

【0020】本発明の半導体装置は、半導体基板と、上
記半導体基板の主面側に形成され外部から印加される電
圧に応じて作動するように構成された能動領域と、上記
能動領域内の領域に第1導電型不純物を導入して形成さ
れた第1の不純物拡散領域と、能動領域内の上記第1の
不純物拡散領域に隣接する領域に第2導電型不純物を導
入して形成されチャネル領域として機能する第2の不純
物拡散領域と、上記第1の不純物拡散領域によって取り
囲まれる領域に形成され低濃度の第2導電型不純物を含
む逆導電型層と、上記逆導電型層の上に形成された絶縁
膜と、上記逆導電型層に対峙して上記絶縁膜の上面に所
定間隔をおいて形成された複数の凹部と、上記各凹部内
に埋め込まれ、外部から電圧が印加されたときの電位が
高電位から低電位まで分布するように構成された複数の
導電体とを備え、外部から電圧が印加された状態で、第
1不純物拡散領域と逆導電型不純物拡散層との間のPN
接合部から空乏層が広がるように構成されており、上
導電体は、その上面の面積が底面の面積より広い。
The semi-conductor device of the present invention includes a semiconductor substrate, an active region configured to operate in accordance with a voltage applied from the outside is formed on the main surface of the semiconductor substrate, the active region A first impurity diffusion region formed by introducing a first conductivity type impurity into a region, and a channel formed by introducing a second conductivity type impurity into a region adjacent to the first impurity diffusion region in the active region. A second impurity diffusion region functioning as a region, a reverse conductivity type layer formed in a region surrounded by the first impurity diffusion region and containing a low-concentration second conductivity type impurity, and The formed insulating film, a plurality of concave portions formed at predetermined intervals on the upper surface of the insulating film facing the opposite conductivity type layer, and embedded in each of the concave portions, and a voltage was externally applied. When the potential is high to low In a plurality of electrical conductors configured to distributed, in a state in which voltage is externally applied, PN between the first impurity diffusion region and the opposite conductivity type impurity diffusion layer
Is configured to a depletion layer extends from the junction, the upper Kishirubedentai, the area of the upper surface is wider than the area of the bottom surface.

【0021】これにより、導電体の側面に沿って絶縁膜
内に生じる電位線が下方に向かって広がる形となるの
で、半導体基板の表面付近における電界の局所集中が緩
和される。したがって、能動領域の両極部に印加できる
電圧をさらに高くすることができる。すなわち、半導体
装置の耐圧特性が向上することになる。
[0021] More to this, the potential lines generated in the insulating film along the side surface of the conductive body is a shape that extends downward, the local concentration of the electric field near the surface of the semiconductor substrate is reduced. Therefore, the voltage that can be applied to both poles of the active region can be further increased. That is, the breakdown voltage characteristics of the semiconductor device are improved.

【0022】記導電体の上面と上記絶縁膜の上面とは
共通の平面内にあることが好ましい。
[0022] It is preferable that in a common plane with the upper surface of the upper surface and the insulating film of the upper Kishirube collector.

【0023】記能動領域を、高濃度の第1導電型不純
物を含むソース領域及びドレイン領域を両端に配置し、
かつソース領域に隣接して上記チャネル領域となる第2
の不純物拡散領域を設けて構成し、上記第1の不純物拡
散領域を上記ドレイン領域に隣接して設け、少なくとも
上記チャネル領域の上に絶縁ゲートが設けることができ
る。
[0023] The upper SL active region, and disposed at both ends of the source and drain regions containing a high concentration first conductivity type impurity,
And a second region adjacent to the source region and serving as the channel region.
The first impurity diffusion region may be provided adjacent to the drain region, and the insulating gate may be provided at least above the channel region.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1及び図2を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0025】図1は本実施形態に係る高耐圧半導体装置
の断面図である。同図に示すように、P- 型の半導体基
板1内には、MOSFETとして動作する能動領域が設
けられており、この能動領域内には電圧を受ける両極
部、つまり、ソース領域及びドレイン領域(又はドレイ
ンコンタクト領域)として機能する2つのN+ 領域5が
形成されている。そして、この2つのN+ 領域5の間に
は、両者間の電圧によって半導体基板内に生じる電界を
緩和するための保護領域として機能するN- 型領域2
と、チャネル領域として機能するP- 型領域4とが設け
られている。また、2つのN+ 領域5の間における半導
体基板1の上には、熱酸化によって形成された酸化膜6
が設けられている。そして、この酸化膜6上のソース側
端部から酸化膜6の側面及び半導体基板1上に跨る領域
には、不純物を含む多結晶シリコンより構成されるゲー
ト電極8が形成されている。さらに、基板上に第1層間
絶縁膜9aが堆積されており、この第1層間絶縁膜9a
の上に、ドレイン電極10とソース電極11とが形成さ
れ、このドレイン電極10及びソース電極11は、第1
層間絶縁膜9aに形成されたコンタクトホールを介して
ドレイン領域及びソース領域である各N+ 領域5にそれ
ぞれ接続されている。そして、ドレイン電極10は、第
1層間絶縁膜9aに形成されたコンタクトホールを介し
てソース側に近接した1つの導電プレート7に接続され
ている。なお、第1層間絶縁膜9aの上には、第2層間
絶縁膜9bが堆積されている。
FIG. 1 is a sectional view of a high breakdown voltage semiconductor device according to this embodiment. As shown in FIG. 1, an active region which operates as a MOSFET is provided in a P- type semiconductor substrate 1, and in the active region, a bipolar portion receiving a voltage, that is, a source region and a drain region ( Alternatively, two N + regions 5 functioning as drain contact regions are formed. An N- type region 2 serving as a protection region for relaxing an electric field generated in the semiconductor substrate due to a voltage between the two N + regions 5 is provided between the two N + regions 5.
And a P- type region 4 functioning as a channel region. On the semiconductor substrate 1 between the two N + regions 5, an oxide film 6 formed by thermal oxidation is formed.
Is provided. A gate electrode 8 made of polycrystalline silicon containing impurities is formed in a region extending from the end on the source side on oxide film 6 to the side surface of oxide film 6 and semiconductor substrate 1. Further, a first interlayer insulating film 9a is deposited on the substrate, and the first interlayer insulating film 9a
A drain electrode 10 and a source electrode 11 are formed on the substrate, and the drain electrode 10 and the source electrode 11
It is connected to each of the N + regions 5 which are a drain region and a source region via contact holes formed in the interlayer insulating film 9a. The drain electrode 10 is connected to one conductive plate 7 adjacent to the source via a contact hole formed in the first interlayer insulating film 9a. Note that a second interlayer insulating film 9b is deposited on the first interlayer insulating film 9a.

【0026】ここで、本実施形態の第1の特徴は、酸化
膜6の表面付近に一定の間隔を隔てて不純物を含む多結
晶シリコンより構成される複数の導電プレート7が埋め
込まれて導電プレート7と酸化膜6との上面が平坦化さ
れている点と、この導電プレート7の側面が下方に向か
って狭まるように傾斜している点とである。つまり、導
電プレート7は、チャネル方向に平行な断面(図1に示
す断面)内で、台形の頂辺が下方に底辺が上方に位置し
て構成される逆台形形状を有している。言い換えると、
酸化膜6で構成される各導電プレート7間の間隙領域は
下方に向かうほど拡大している。
The first feature of the present embodiment is that a plurality of conductive plates 7 made of polycrystalline silicon containing impurities are buried in the vicinity of the surface of oxide film 6 at regular intervals. The upper surface of the oxide film 6 and the upper surface of the oxide film 6 are flattened, and the side surface of the conductive plate 7 is inclined so as to narrow downward. In other words, the conductive plate 7 has an inverted trapezoidal shape in which the top of the trapezoid is located below and the bottom is located above in the section parallel to the channel direction (section shown in FIG. 1). In other words,
The gap region between the respective conductive plates 7 formed of the oxide film 6 is enlarged downward.

【0027】また、本実施形態の第2の特徴は、N- 領
域2のうち酸化膜6の下方に位置する半導体基板1の表
面付近の領域に、低濃度のP型不純物(例えばボロン)
を導入してなる逆導電型層3が形成されていて、この逆
導電型層3が接地されている点である。
The second feature of the present embodiment is that a low-concentration P-type impurity (for example, boron) is added to a region of the N − region 2 near the surface of the semiconductor substrate 1 located below the oxide film 6.
Is formed, and the opposite conductivity type layer 3 is grounded.

【0028】本実施形態では、以上の構造上の特徴によ
って、上記従来のDMOSFETに比べて以下のような
有利な効果を得ることができる。
In the present embodiment, the following advantageous effects can be obtained by the above structural features as compared with the above-mentioned conventional DMOSFET.

【0029】第1に、導電プレート7が逆台形に形成さ
れていることによって、ドレイン電極10に高電位が、
ソース電極11に低電位が印加されると、酸化膜6に埋
め込まれた導電プレート7がフローティング状態になる
ことで、従来のDMOSFETと同様の電位分布の安定
化を図ることができるとともに、導電プレート7の下方
の酸化膜6における電位分布をより均一にすることがで
きる。
First, since the conductive plate 7 is formed in an inverted trapezoid, a high potential is applied to the drain electrode 10.
When a low potential is applied to the source electrode 11, the conductive plate 7 embedded in the oxide film 6 is brought into a floating state, whereby the potential distribution can be stabilized as in the conventional DMOSFET, and The potential distribution in oxide film 6 below 7 can be made more uniform.

【0030】図2は、この導電プレート7による電位分
布の均一化作用を説明するために、図1の一部を拡大し
て示す断面図である。上述のように、等電位線は導電プ
レート7の側面形状に沿って分布するので、等電位線は
酸化膜6内で下方に向かうほど広がるように分布する。
従って、半導体基板1の表面付近における等電位線は、
各導電プレート7の間隙の直下から導電プレート7の直
下までほぼ均一に分布することになり、上記従来のDM
OSFETの構造による場合(図6参照)のごとく、半
導体基板1の表面付近の領域において導電プレート7の
間隙領域の下方領域だけしかもその一部に電圧が局所集
中するようなことがない。したがって、半導体基板1の
表面付近における電位分布の均一化を図ることができ、
よって、DMOSFETの耐圧特性を高めることができ
るのである。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of FIG. 1 in an enlarged manner in order to explain the action of making the potential distribution uniform by the conductive plate 7. As shown in FIG. As described above, since the equipotential lines are distributed along the side surface shape of the conductive plate 7, the equipotential lines are distributed so as to spread downward in the oxide film 6.
Therefore, the equipotential lines near the surface of the semiconductor substrate 1 are:
The distribution is substantially uniform from immediately below the gap between the respective conductive plates 7 to immediately below the conductive plate 7, and the above-described conventional DM
As in the case of the structure of the OSFET (see FIG. 6), in the region near the surface of the semiconductor substrate 1, the voltage is not locally concentrated only in the region below the gap region of the conductive plate 7 and in a part thereof. Therefore, the potential distribution near the surface of the semiconductor substrate 1 can be made uniform,
Therefore, the breakdown voltage characteristics of the DMOSFET can be improved.

【0031】ただし、各導電プレート7が必ずしも逆台
形である必要はなく、下方に向かって横断面積が拡大す
るように構成されていれば、側面に沿って分布する等電
位線が半導体基板表面に向かって広がるので、従来の構
造よりは、半導体基板1の表面付近における電界の集中
をある程度緩和することが可能である。
However, each conductive plate 7 does not necessarily need to have an inverted trapezoidal shape. If the conductive plate 7 is configured so that the cross-sectional area increases downward, equipotential lines distributed along the side surfaces are formed on the surface of the semiconductor substrate. Since it spreads toward the surface, the concentration of the electric field near the surface of the semiconductor substrate 1 can be reduced to some extent as compared with the conventional structure.

【0032】また、導電プレート7の表面と酸化膜6の
表面が同一の高さで平坦となっていることにより、以下
の効果が得られる。すなわち、上記従来のDMOSFE
Tの構造であると、製造工程において、熱酸化膜で形成
される絶縁膜の上に導電プレートである多結晶シリコン
を堆積した後、別の配線であるアルミ電極との絶縁のた
めに層間絶縁膜を形成するという手順で行わざるを得な
い。このときに、多結晶シリコンを堆積している場所と
堆積していない場所での層間絶縁膜表面の段差(図6参
照)が、本実施形態の構造では生じない。すなわち、本
実施形態の構造では、酸化膜6と導電プレート7との上
面が平坦化されているので、酸化膜6上における第1層
間絶縁膜9aの膜厚は均一である。これにより、段差を
解消するために上記従来のDMOSFETで行っていた
平坦化のためのエッチバックが必要でないことから、導
電プレート7上の第1層間絶縁膜9aの膜厚が減少しな
いので、横方向における第1層間絶縁膜9aの容量値は
減少しない。その結果、層間絶縁膜9aがエッチバック
される場合と比較して、多結晶シリコン間にて絶縁可能
な電位差が大きくなり、耐圧特性が向上する。さらに、
エッチング工程が不要なため、層間絶縁膜9aの厚さや
形状のばらつきが解消され、よって、特性のばらつきも
解消される。
The following effects can be obtained by making the surface of the conductive plate 7 and the surface of the oxide film 6 flat at the same height. That is, the above-mentioned conventional DMOSFE
According to the structure of T, in the manufacturing process, polycrystalline silicon as a conductive plate is deposited on an insulating film formed of a thermal oxide film, and then interlayer insulation is provided for insulation with an aluminum electrode as another wiring. It must be performed in the procedure of forming a film. At this time, the step of the surface of the interlayer insulating film between the place where polycrystalline silicon is deposited and the place where polycrystalline silicon is not deposited (see FIG. 6) does not occur in the structure of the present embodiment. That is, in the structure of this embodiment, since the upper surfaces of the oxide film 6 and the conductive plate 7 are flattened, the thickness of the first interlayer insulating film 9a on the oxide film 6 is uniform. This eliminates the need for the etchback for flattening performed by the above-mentioned conventional DMOSFET in order to eliminate the step, so that the thickness of the first interlayer insulating film 9a on the conductive plate 7 does not decrease. The capacitance value of the first interlayer insulating film 9a in the direction does not decrease. As a result, as compared with the case where the interlayer insulating film 9a is etched back, the potential difference that can be insulated between the polycrystalline silicon is increased, and the withstand voltage characteristics are improved. further,
Since the etching step is unnecessary, variations in the thickness and shape of the interlayer insulating film 9a are eliminated, and variations in characteristics are also eliminated.

【0033】ただし、導電プレート7と酸化膜6との上
面が完全に平坦化されている必要はない。導電プレート
7が酸化膜6の凹部に埋め込まれていることだけでも、
導電プレート7と酸化膜6との間の段差が小さくなるの
で、第1層間絶縁膜9aを平坦化する必要性も低減す
る。したがって、この場合にも、上述の効果をある程度
発揮することができる。
However, the upper surfaces of the conductive plate 7 and the oxide film 6 need not be completely flattened. Even if only the conductive plate 7 is embedded in the concave portion of the oxide film 6,
Since the step between the conductive plate 7 and the oxide film 6 is reduced, the necessity of flattening the first interlayer insulating film 9a is also reduced. Therefore, also in this case, the above effects can be exerted to some extent.

【0034】さらに、本実施形態では、導電プレート7
の下方におけるN- 型領域2内にP- 型の逆導電型層3
を形成していることにより、以下の効果を発揮すること
ができる。このP- 型の逆導電型層3及び半導体基板1
の電位は接地電位に設定されているので、N- 型領域2
にドレイン側のN+ 型領域5を介して高電圧が印加され
た場合、両領域2,3間及び1,2間に形成されるPN
接合部の接合面から空乏層が広がる。特に、P- 型の逆
導電型層3はほぼ完全に空乏化する。そして、領域1,
2間の空乏層と領域2,3間の空乏層とが合わさること
により、領域2と半導体基板1との間に大きな空乏層が
形成される。この空乏層には、領域2に領域5を介して
印加される高電圧と半導体基板1に印加される接地電位
との差に相当する電位差が生じる。すなわち、逆導電型
層3が存在しない場合と比較すると、半導体基板1の表
面付近における空乏層の広がりが大きくなることによ
り、表面付近における電界集中が緩和される。この結
果、耐圧特性が向上する。さらに、その上方に導電プレ
ート7が存在していることで半導体基板1の表面付近の
電界集中が緩和されるために、空乏層の広がりによる電
界集中緩和作用と、導電プレートによる電界集中緩和作
用とが相俟って、顕著な耐圧特性の向上効果を得ること
ができ、よって、信頼性の向上を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the conductive plate 7
P- type reverse conductivity type layer 3 in N- type region 2 underneath.
, The following effects can be exerted. The P- type reverse conductivity type layer 3 and the semiconductor substrate 1
Is set to the ground potential, the N− type region 2
When a high voltage is applied through the N + -type region 5 on the drain side, the PN formed between the two regions 2 and 3 and between the two
The depletion layer spreads from the junction surface of the junction. In particular, the P- type reverse conductivity type layer 3 is almost completely depleted. And area 1,
A large depletion layer is formed between the region 2 and the semiconductor substrate 1 by combining the depletion layer between the region 2 and the depletion layer between the regions 2 and 3. In this depletion layer, a potential difference corresponding to the difference between the high voltage applied to region 2 via region 5 and the ground potential applied to semiconductor substrate 1 is generated. That is, compared with the case where the opposite conductivity type layer 3 is not present, the spread of the depletion layer near the surface of the semiconductor substrate 1 is increased, so that the electric field concentration near the surface is reduced. As a result, the withstand voltage characteristics are improved. Further, the presence of the conductive plate 7 thereabove reduces the electric field concentration near the surface of the semiconductor substrate 1, so that the electric field concentration alleviation effect due to the expansion of the depletion layer and the electric field concentration alleviation effect due to the conductive plate are reduced. Accordingly, a remarkable effect of improving the withstand voltage characteristics can be obtained, and thus the reliability can be improved.

【0035】図3は、本実施形態によるDMOSFET
の導電プレート7の距離に対する電位分布の様子を示
す。導電プレート7を逆台形形状にし、導電プレート7
の下方に位置するN- 領域2内にP- 型の逆導電型層3
を形成することにより、導電プレート7間での均等な電
位分布が得られる。
FIG. 3 shows a DMOSFET according to the present embodiment.
3 shows the state of the potential distribution with respect to the distance of the conductive plate 7 of FIG. The conductive plate 7 has an inverted trapezoidal shape, and the conductive plate 7
P− type reverse conductivity type layer 3 in N− region 2 located below
Is formed, a uniform potential distribution between the conductive plates 7 can be obtained.

【0036】なお、本実施形態では、導電プレート7を
不純物を添加した多結晶シリコンで構成しているが、本
発明は斯かる実施形態に限定されるものではない。導電
プレート7を、多結晶シリコン以外の導電体、例えばア
ルミニウムなどの金属によって構成してもよい。また、
本実施形態では、酸化膜6を熱酸化膜で構成したが、酸
化膜6をCVD法によって形成される酸化膜で構成して
もよいことはいうまでもない。
In the present embodiment, the conductive plate 7 is made of polycrystalline silicon to which impurities are added, but the present invention is not limited to such an embodiment. The conductive plate 7 may be made of a conductor other than polycrystalline silicon, for example, a metal such as aluminum. Also,
In the present embodiment, the oxide film 6 is composed of a thermal oxide film, but it goes without saying that the oxide film 6 may be composed of an oxide film formed by a CVD method.

【0037】次に、本実施形態の半導体装置の製造工程
について、図4(a)〜(d)を参照しながら説明す
る。
Next, the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0038】まず、図4(a)に示す工程で、ドレイン
形成領域を開口したレジストマスク(図示せず)を用い
て、P型半導体基板1内に燐イオンの注入と熱拡散とを
行い、ドレイン領域として機能するN- 型領域2を互い
に所定の間隔を隔てるように形成する。さらに、逆導電
型層形成領域を開口したレジストマスク(図示せず)を
用いて、N- 領域2内にボロンイオンの注入と熱拡散と
を行って、P- 型の逆導電型層3を形成する。ただし、
この後の工程も含め、不純物の活性化のための熱拡散
は、各領域について同時に行ってもよい。
First, in the step shown in FIG. 4A, phosphorus ions are implanted and thermally diffused into the P-type semiconductor substrate 1 using a resist mask (not shown) in which a drain formation region is opened. An N @-type region 2 functioning as a drain region is formed at a predetermined interval from each other. Further, boron ions are implanted into the N − region 2 and heat diffusion is performed into the N − region 2 using a resist mask (not shown) having an opening in the region for forming the opposite conductivity type layer, thereby forming the P − type opposite conductivity type layer 3. Form. However,
Thermal diffusion for activating the impurities, including the subsequent steps, may be performed simultaneously for each region.

【0039】その後、図4(b)に示す工程で、各N-
型領域2間に位置する半導体基板1内に、ボロンイオン
を注入してチャネル領域となるP- 型領域3を形成す
る。さらに、熱酸化を行ってP- 型領域3の上に酸化膜
6を約1000nmの厚みまで成長させる。
Thereafter, in the step shown in FIG.
In the semiconductor substrate 1 located between the mold regions 2, boron ions are implanted to form a P @-region 3 serving as a channel region. Further, thermal oxidation is performed to grow oxide film 6 on P − type region 3 to a thickness of about 1000 nm.

【0040】ついで、図4(c)に示す工程で、レジス
トマスクの形成とウェットエッチとを行って、酸化膜6
に深さが500nm程度で下方に向かって狭まるテーパ
ー状の凹部を形成する。その後、基板上に不純物が添加
された多結晶シリコン膜を堆積し、レジスト膜の形成と
多結晶シリコン膜のエッチングとを行って、凹部を多結
晶シリコンで埋め込んでなる導電プレート7と、酸化膜
6の上面の端部から側面及び半導体基板1上に跨るゲー
ト電極8とを形成する。この工程により、酸化膜6と導
電プレート7の表面の高さが同一となっている。また、
埋め込まれた導電プレート7は、表面部分の面積が底面
部分の面積よりも広い逆台形をしている。すなわち、上
記従来のDMOSFETにおける導電プレート17(図
6参照)と比較すると、本実施形態の製造工程で形成さ
れる導電プレート7の底面と側面との間の角度は図1に
示す断面内で鈍角となり、しかも段差部分はなくなって
いるという点が大きな特徴である。
Then, in a step shown in FIG. 4C, a resist mask is formed and wet etching is performed to form an oxide film 6.
Then, a tapered concave portion having a depth of about 500 nm and narrowing downward is formed. Thereafter, an impurity-added polycrystalline silicon film is deposited on the substrate, a resist film is formed and the polycrystalline silicon film is etched to form a conductive plate 7 in which recesses are filled with polycrystalline silicon, and an oxide film. A gate electrode 8 is formed so as to extend from the edge of the upper surface of 6 to the side surface and the semiconductor substrate 1. By this step, the surface heights of the oxide film 6 and the conductive plate 7 are the same. Also,
The embedded conductive plate 7 has an inverted trapezoid whose surface area is larger than the bottom area. That is, as compared with the conductive plate 17 (see FIG. 6) in the conventional DMOSFET, the angle between the bottom surface and the side surface of the conductive plate 7 formed in the manufacturing process of this embodiment is obtuse in the cross section shown in FIG. It is a major feature that the step portion is eliminated.

【0041】ついで、図4(d)に示す工程で、ドレイ
ンコンタクト形成領域とソース形成領域とを開口したレ
ジストマスク(図示せず)を用いて、N- 領域2及びP
- 領域4内にヒ素イオンを注入し、各N+ 型領域5を形
成する。次に、基板上にリンをドープしたガラス層を厚
さ約1.5μmで形成して第1層間絶縁膜9aを形成
し、この第1層間絶縁膜9aに、各N+ 領域5及び特定
の導電プレート7に到達する接続孔を形成する。その
後、コンタクトホールを埋め第1層間絶縁膜9a上に延
びるアルミニウム膜を形成した後、このアルミニウム膜
をパターニングして、ドレイン電極10およびソース電
極11を形成する。その後、基板上に第2の層間絶縁膜
9bを形成する。
Then, in the step shown in FIG. 4D, the N @-region 2 and the P @-region 2 are formed using a resist mask (not shown) having openings in the drain contact formation region and the source formation region.
Arsenic ions are implanted into region 4 to form each N + type region 5; Next, a glass layer doped with phosphorus is formed to a thickness of about 1.5 μm on the substrate to form a first interlayer insulating film 9a, on which each N + region 5 and a specific A connection hole reaching the conductive plate 7 is formed. Then, after forming an aluminum film filling the contact hole and extending on the first interlayer insulating film 9a, the aluminum film is patterned to form a drain electrode 10 and a source electrode 11. After that, a second interlayer insulating film 9b is formed on the substrate.

【0042】以上の製造工程によって、図1に示す半導
体装置を容易に形成することができる。
Through the above manufacturing steps, the semiconductor device shown in FIG. 1 can be easily formed.

【0043】なお、上記実施形態では、半導体装置がD
MOSFETである場合について説明したが、本発明は
斯かる実施形態に限定されるものではなく、高電圧が印
加される能動領域を有する半導体装置であればDMOS
FET以外の半導体装置についても適用できるものであ
る。
In the above embodiment, the semiconductor device is a D
Although the case of a MOSFET has been described, the present invention is not limited to such an embodiment, and any semiconductor device having an active region to which a high voltage is applied may be a DMOS.
The present invention is also applicable to semiconductor devices other than FETs.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明の半導体装置によると、半導体基
板内の能動領域の電界を緩和するための保護領域上に絶
縁膜を設け、この絶縁膜の上面に形成された複数の凹部
に導電体を設けて、外部から高電圧が印加されたときに
この導電体の電位を高電位から低電位に分布させるよう
にしたので、絶縁膜と導電体との段差の低減により製品
間における特性のばらつきを抑制することにより、半導
体装置の耐圧特性の向上を図ることができる。
According to the semiconductor device of the present invention , an insulating film is provided on a protection region for relaxing an electric field in an active region in a semiconductor substrate, and a plurality of recesses formed on the upper surface of the insulating film have conductors. Is provided so that the potential of this conductor is distributed from a high potential to a low potential when a high voltage is applied from the outside, so that the step difference between the insulating film and the conductor reduces the variation in characteristics between products. , The withstand voltage characteristics of the semiconductor device can be improved.

【0045】本発明の半導体装置によると、半導体基板
内の能動領域の電界を緩和するための領域に能動領域に
電圧が印加された状態で空乏層が広がるように構成され
たPN接合部を設けたので、半導体基板表面における電
界の集中を緩和することができ、よって、半導体装置の
耐圧特性の向上を図ることができる。
According to the semiconductor device of the present invention, a PN junction configured so that a depletion layer expands in a state where a voltage is applied to the active region is provided in a region for relaxing an electric field in the active region in the semiconductor substrate. Therefore, the concentration of the electric field on the surface of the semiconductor substrate can be reduced, and the withstand voltage characteristics of the semiconductor device can be improved.

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

【図1】第1の実施形態に係るDMOSFETの断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a DMOSFET according to a first embodiment.

【図2】図1の一部を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. 1;

【図3】本発明の半導体装置の各導電プレートにおける
電位分布の均一性を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining uniformity of potential distribution in each conductive plate of the semiconductor device of the present invention.

【図4】第1の実施形態に係るDMOSFETの製造工
程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a process for manufacturing the DMOSFET according to the first embodiment.

【図5】従来のDMOSFETの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a conventional DMOSFET.

【図6】図6の一部を拡大して示す断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. 6;

【図7】従来の半導体装置の導電プレートにおける電位
分布のばらつきを説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining variation in potential distribution in a conductive plate of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 N- 型領域(保護領域,第1の不純物拡散領
域) 3 逆導電型層 4 P- 型領域(第2の不純物拡散領域) 5 N+ 型領域(ソース領域,ドレイン領域) 6 酸化膜(絶縁膜) 7 導電プレート(導電体) 8 絶縁ゲート 9a 第1層間絶縁膜 9b 第2層間絶縁膜 10 ドレイン電極 11 ソース電極
Reference Signs List 1 semiconductor substrate 2 N- type region (protective region, first impurity diffusion region) 3 reverse conductivity type layer 4 P- type region (second impurity diffusion region) 5 N + type region (source region, drain region) 6 Oxide film (insulating film) 7 Conductive plate (conductor) 8 Insulating gate 9a First interlayer insulating film 9b Second interlayer insulating film 10 Drain electrode 11 Source electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/336 H01L 29/78 H01L 29/41 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/336 H01L 29/78 H01L 29/41

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 上記半導体基板の主面側に形成され外部から印加される
電圧に応じて作動するように構成された能動領域と、 上記半導体基板内における上記能動領域の外部又は内部
に形成され、上記能動領域の電界を緩和するための保護
領域と、 少なくとも上記保護領域の上に形成された絶縁膜と、 上記保護領域に対峙して上記絶縁膜の上面に所定間隔を
おいて形成された複数の凹部と、 上記各凹部内に埋め込まれ、外部から電圧が印加された
ときの電位が高電位から低電位まで分布するように構成
された複数の導電体とを備え、 上記凹部の側面が上記絶縁膜の上面に垂直な方向に対し
て傾斜しており、 上記導電体の断面形状が逆台形であることを特徴とする
半導体装置。
A semiconductor substrate; an active region formed on a main surface side of the semiconductor substrate and configured to operate in response to a voltage applied from the outside; and an outside or an outside of the active region in the semiconductor substrate. A protection region formed therein for alleviating an electric field of the active region; an insulating film formed at least on the protection region; and a predetermined interval on an upper surface of the insulating film facing the protection region. a plurality of recesses formed have, embedded in the in each recess, e Bei and a plurality of electrical conductors potential is configured so as to be distributed from the high potential to the low potential when a voltage is applied from the outside, A semiconductor device, wherein a side surface of the concave portion is inclined with respect to a direction perpendicular to an upper surface of the insulating film, and a cross-sectional shape of the conductor is an inverted trapezoid.
【請求項2】 半導体基板と、 上記半導体基板の主面側に形成され外部から印加される
電圧に応じて作動するように構成された能動領域と、 上記半導体基板内における上記能動領域の外部又は内部
に形成され、上記能動領域の電界を緩和するための保護
領域と、 少なくとも上記保護領域の上に形成された絶縁膜と、 上記保護領域に対峙して上記絶縁膜の上面に所定間隔を
おいて形成された複数の凹部と、 上記各凹部内に埋め込まれ、外部から電圧が印加された
ときの電位が高電位から低電位まで分布するように構成
された複数の導電体とを備え、 上記導電体は、その上面の面積が底面の面積より広いこ
とを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor substrate, an active region formed on a main surface side of the semiconductor substrate and configured to operate in response to a voltage applied from outside, and an outside or outside of the active region in the semiconductor substrate. A protection region formed therein for alleviating an electric field of the active region; an insulating film formed at least on the protection region; and a predetermined interval on an upper surface of the insulating film facing the protection region. a plurality of recesses formed have, embedded in the in each recess, e Bei and a plurality of electrical conductors potential is configured so as to be distributed from the high potential to the low potential when a voltage is applied from the outside, A semiconductor device, wherein the conductor has an upper surface area larger than a bottom surface area.
【請求項3】 請求項1又は2記載の半導体装置におい
て、 上記導電体の上面と上記絶縁膜の上面とが共通の平面内
にあることを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1 , wherein an upper surface of the conductor and an upper surface of the insulating film are in a common plane.
【請求項4】 請求項1,2又は3記載の半導体装置に
おいて、 上記能動領域は、高濃度の第1導電型不純物を含むソー
ス領域及びドレイン領域を両端に配置し、かつソース領
域に隣接して第2導電型不純物を含むチャネル領域を設
けて構成されており、 上記保護領域は、上記ドレイン領域と上記チャネル領域
との間に低濃度の第1導電型不純物を導入して構成され
ており、 少なくとも上記チャネル領域の上には絶縁ゲートが設け
られていることを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, 2 or 3, wherein said active region, a source region and a drain region comprising a high concentration first conductivity type impurity and disposed at both ends, and adjacent to the source region The protection region is formed by introducing a low-concentration first conductivity type impurity between the drain region and the channel region. A semiconductor device, wherein an insulating gate is provided at least on the channel region.
【請求項5】 半導体基板と、 上記半導体基板の主面側に形成され外部から印加される
電圧に応じて作動するように構成された能動領域と、 上記能動領域内の領域に第1導電型不純物を導入して形
成された第1の不純物拡散領域と、 能動領域内の上記第1の不純物拡散領域に隣接する領域
に第2導電型不純物を導入して形成されチャネル領域と
して機能する第2の不純物拡散領域と、 上記第1の不純物拡散領域によって取り囲まれる領域に
形成され低濃度の第2導電型不純物を含む逆導電型層
と、 上記逆導電型層の上に形成された絶縁膜と、 上記逆導電型層に対峙して上記絶縁膜の上面に所定間隔
をおいて形成された複数の凹部と、 上記各凹部内に埋め込まれ、外部から電圧が印加された
ときの電位が高電位から低電位まで分布するように構成
された複数の導電体とを備え、 外部から電圧が印加された状態で、第1不純物拡散領域
と逆導電型不純物拡散層との間のPN接合部から空乏層
が広がるように構成されており、 上記凹部の側面が上記絶縁膜の上面に垂直な方向に対し
て傾斜しており、 上記導電体の断面形状が逆台形であることを特徴とする
半導体装置。
5. A semiconductor substrate, an active region formed on a main surface side of the semiconductor substrate and configured to operate in response to a voltage applied from the outside, and a first conductivity type in a region in the active region. A first impurity diffusion region formed by introducing an impurity, and a second impurity region formed by introducing a second conductivity type impurity into a region adjacent to the first impurity diffusion region in the active region and functioning as a channel region. An impurity diffusion region, a reverse conductivity type layer formed in a region surrounded by the first impurity diffusion region and containing a low-concentration second conductivity type impurity, and an insulating film formed on the reverse conductivity type layer. A plurality of recesses formed at predetermined intervals on the upper surface of the insulating film so as to face the opposite conductivity type layer, and embedded in each of the recesses, and the potential when an external voltage is applied is high. From low to low potential And a plurality of conductor constituted, in a state in which voltage is externally applied, is configured as a depletion layer extends from the PN junction between the first impurity diffusion region and the opposite conductivity type impurity diffusion layer And a side surface of the concave portion is inclined with respect to a direction perpendicular to an upper surface of the insulating film, and a cross-sectional shape of the conductor is an inverted trapezoid.
【請求項6】 半導体基板と、 上記半導体基板の主面側に形成され外部から印加される
電圧に応じて作動するように構成された能動領域と、 上記能動領域内の領域に第1導電型不純物を導入して形
成された第1の不純物拡散領域と、 能動領域内の上記第1の不純物拡散領域に隣接する領域
に第2導電型不純物を導入して形成されチャネル領域と
して機能する第2の不純物拡散領域と、 上記第1の不純物拡散領域によって取り囲まれる領域に
形成され低濃度の第2導電型不純物を含む逆導電型層
と、 上記逆導電型層の上に形成された絶縁膜と、 上記逆導電型層に対峙して上記絶縁膜の上面に所定間隔
をおいて形成された複数の凹部と、 上記各凹部内に埋め込まれ、外部から電圧が印加された
ときの電位が高電位から低電位まで分布するように構成
された複数の導電体とを備え、 外部から電圧が印加された状態で、第1不純物拡散領域
と逆導電型不純物拡散層との間のPN接合部から空乏層
が広がるように構成されており、 上記導電体は、その上面の面積が底面の面積より広いこ
とを特徴とする半導体装置。
6. A semiconductor substrate, an active region formed on a main surface side of the semiconductor substrate and configured to operate in response to an externally applied voltage, and a first conductivity type formed in a region in the active region. A first impurity diffusion region formed by introducing an impurity, and a second impurity region formed by introducing a second conductivity type impurity into a region adjacent to the first impurity diffusion region in the active region and functioning as a channel region. An impurity diffusion region, a reverse conductivity type layer formed in a region surrounded by the first impurity diffusion region and containing a low-concentration second conductivity type impurity, and an insulating film formed on the reverse conductivity type layer. A plurality of recesses formed at predetermined intervals on the upper surface of the insulating film so as to face the opposite conductivity type layer, and embedded in each of the recesses, and the potential when an external voltage is applied is high. From low to low potential And a plurality of conductor constituted, in a state in which voltage is externally applied, is configured as a depletion layer extends from the PN junction between the first impurity diffusion region and the opposite conductivity type impurity diffusion layer cage, the conductors, the semiconductor device area of the upper surface is equal to or larger than the area of the bottom surface.
【請求項7】 請求項5又は6記載の半導体装置におい
て、 上記導電体の上面と上記絶縁膜の上面とが共通の平面内
にあることを特徴とする半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 5 , wherein an upper surface of the conductor and an upper surface of the insulating film are in a common plane.
【請求項8】 請求項5,6又は7記載の半導体装置に
おいて、 上記能動領域は、高濃度の第1導電型不純物を含むソー
ス領域及びドレイン領域を両端に配置し、かつソース領
域に隣接して上記チャネル領域となる第2の不純物拡散
領域を設けて構成されており、 上記第1の不純物拡散領域は、上記ドレイン領域に隣接
して設けられており、 少なくとも上記チャネル領域の上には絶縁ゲートが設け
られていることを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 5 , wherein the active region has a source region and a drain region containing a high-concentration first-conductivity-type impurity at both ends, and is adjacent to the source region. And a second impurity diffusion region serving as the channel region is provided. The first impurity diffusion region is provided adjacent to the drain region, and at least an insulating layer is provided on the channel region. A semiconductor device provided with a gate.
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