JP3329376B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP3329376B2
JP3329376B2 JP00384299A JP384299A JP3329376B2 JP 3329376 B2 JP3329376 B2 JP 3329376B2 JP 00384299 A JP00384299 A JP 00384299A JP 384299 A JP384299 A JP 384299A JP 3329376 B2 JP3329376 B2 JP 3329376B2
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semiconductor
base
main surface
collector
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好伸 河野
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Sanken Electric Co Ltd
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【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、耐圧向上が図られ
たトランジスタ等の半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device such as a transistor having an improved withstand voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1に示すように、ベース領域1に包囲
されるエミツタ領域2を格子状又は島状に形成したパワ
ートランジスタは公知である。図1のトランジスタにお
いては、N+ 型コレクタ領域4に隣接しているN型コレ
クタ領域3とP+ 型ベース領域1との間のPN接合5の
外周側の耐圧を向上させるために、ベース領域1の外周
を包囲するようにベース領域1と同じP+ 型半導体領域
から成るフィールド・リミッティング・リング即ちFL
R(Field Limiting Ring) 領域6が形成されている。こ
のFLR領域6は、ガードリングと呼ばれることもあ
り、プレーナ構造の耐圧向上に寄与する。なお、7はベ
ース電極、8はエミッタ電極、9はコレクタ電極であ
る。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 1, a power transistor in which an emitter region 2 surrounded by a base region 1 is formed in a lattice or island shape is known. In the transistor of FIG. 1, in order to improve the breakdown voltage on the outer peripheral side of the PN junction 5 between the N-type collector region 3 and the P + -type base region 1 adjacent to the N + type collector region 4, Field limiting ring or FL consisting of the same P @ + type semiconductor region as base region 1 so as to surround the outer periphery of FL1.
An R (Field Limiting Ring) region 6 is formed. The FLR region 6 is sometimes called a guard ring, and contributes to the improvement of the breakdown voltage of the planar structure. In addition, 7 is a base electrode, 8 is an emitter electrode, and 9 is a collector electrode.

【0003】[0003]

【発明が解決しょうとする課題】しかし、このようにF
LR領域6を形成しても、十分な耐圧向上効果は得られ
なかった。この理由はFLR領域6から延びる空乏層が
N+ 型コレクタ領域4に到達(リーチスルー)し、空乏
層の延びが制限され、空乏層による電界緩和効果が十分
に発揮されないためである。
However, as described above, F
Even if the LR region 6 was formed, a sufficient withstand voltage improvement effect could not be obtained. The reason for this is that the depletion layer extending from the FLR region 6 reaches the N + -type collector region 4 (reach-through), the extension of the depletion layer is restricted, and the electric field relaxation effect by the depletion layer is not sufficiently exhibited.

【0004】そこで、本発明は耐圧向上を図ることがで
きるトランジスタ、ダイオード等の半導体装置を提供す
ることを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device such as a transistor or a diode which can improve the breakdown voltage.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、第1導電型の第1の半
導体領域と前記第1導電型と反対の第2導電型の第2の
半導体領域と第1導電型の第3の半導体領域と第2導電
型のフィールド・リミッティング・リング領域とを備え
た半導体基体と少なくとも第1及び第2の電極とを有
し、前記第1の半導体領域はその一部が前記半導体基体
の一方の主面に露出するように配置され、前記第2の半
導体領域はその一部が前記半導体基体の一方の主面に露
出するように前記第1の半導体領域の中に島状に配置さ
れ、前記第3の半導体領域は前記第1の半導体領域の不
純物濃度よりも高い不純物濃度を有し且つ前記第1の半
導体領域と前記半導体基体の他方の主面との間に配置さ
れ、前記第1の電極は前記半導体基体の一方の主面にお
いて前記第2の半導体領域に電気的に接続され、前記第
2の電極は前記半導体基体の他方の主面に配置され且つ
前記第3の半導体領域に電気的に接続され、前記フィー
ルド・リミッティング・リング領域は前記半導体基体の
一方の主面において前記第1の半導体領域を介して前記
第2の半導体領域を囲むように配置され且つ前記第1の
半導体領域の中に島状に形成された半導体装置におい
て、前記第2の半導体領域は前記半導体基体の一方の主
面を基準にして第1の深さを有するように形成された第
1の部分と前記半導体基体の一方の主面を基準にして前
記第1の深さよりも深い第2の深さを有するように形成
され且つ前記第1の部分の外周に隣接配置された第2の
部分とを有し、前記第3の半導体領域は平面的に見て前
記第2の半導体領域の前記第2の部分の内側に配置さ
、第2の部分と第3の半導体領域との最短距離が、第
1の部分と第3の半導体領域との最短距離よりも長く設
定されていることを特徴とする半導体装置に係わるもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems and achieve the above object, the present invention provides a first semiconductor region of a first conductivity type and a second semiconductor region of a second conductivity type opposite to the first conductivity type. A semiconductor substrate having a second semiconductor region, a first conductivity type third semiconductor region, and a second conductivity type field limiting ring region, and at least first and second electrodes; The first semiconductor region is arranged such that a part thereof is exposed on one main surface of the semiconductor base, and the second semiconductor region is arranged such that a part thereof is exposed on one main surface of the semiconductor base. The third semiconductor region is disposed in an island shape in the first semiconductor region, the third semiconductor region has an impurity concentration higher than an impurity concentration of the first semiconductor region, and the first semiconductor region and the semiconductor substrate The first electrode disposed between the first main electrode and the other main surface of the first electrode One main surface of the semiconductor substrate is electrically connected to the second semiconductor region, and the second electrode is disposed on the other main surface of the semiconductor substrate and is electrically connected to the third semiconductor region. Connected, the field limiting ring region is arranged on one main surface of the semiconductor substrate so as to surround the second semiconductor region via the first semiconductor region, and is connected to the first semiconductor region. In a semiconductor device formed in an island shape therein, the second semiconductor region is formed by a first portion formed to have a first depth with reference to one main surface of the semiconductor base and the semiconductor portion. A second portion formed to have a second depth greater than the first depth with respect to one main surface of the base, and disposed adjacent to the outer periphery of the first portion ; The third semiconductor region is Viewed in the plane manner is disposed inside the second portion of said second semiconductor regions, the shortest distance between the second portion and the third semiconductor region, the
Set longer than the shortest distance between the portion 1 and the third semiconductor region.
Those related to the semiconductor device which is characterized that you are constant.

【0006】また、請求項に示すように第2の部分の
不純物濃度を第1の部分より低くすることが望ましい。
また、請求項に示すように第3の半導体領域と基体の
他方の主面との間に第4の半導体領域を設けることがで
きる。また、請求項に示すように第3の半導体領域の
囲りに第4の半導体領域を設けることができる。また、
請求項に示すようにトランジスタを構成することが望
ましい。
Further, it is desirable that the impurity concentration of the second portion as shown in claim 2 lower than the first portion.
Further, a fourth semiconductor region can be provided between the third semiconductor region and the other main surface of the base, as described in claim 3 . Further, it is possible to provide a fourth semiconductor region囲Ri of the third semiconductor region, as shown in claim 4. Also,
It is desirable to configure the transistor as described in claim 5 .

【0007】[0007]

【発明の効果】請求項1〜の発明によれば、第2の半
導体領域の外周部となる第2の部分が第1の部分よりも
深く形成されているので、角部の曲率半径を大きくする
ことができ、電界集中を緩和することができる。また、
第3の半導体領域を第2の半導体領域の第2の部分には
対向させないので、第2の部分の下に空乏層を良好に広
げることができ、耐圧向上を図ることができる。なお、
請求項の発明によって第2の部分を低不純物濃度とす
れば、第2の半導体領域の周辺側に電界集中を緩和する
ことができる空乏層を良好に広げることができる。ま
た、請求項の発明のトランジスタにおいても請求項1
の発明と同一の効果を得ることができる。
According to the first to fourth aspects of the present invention, since the second portion which is the outer peripheral portion of the second semiconductor region is formed deeper than the first portion, the radius of curvature of the corner portion is reduced. The electric field concentration can be reduced. Also,
Since the third semiconductor region is not opposed to the second portion of the second semiconductor region, the depletion layer can be favorably expanded under the second portion, and the withstand voltage can be improved. In addition,
If low impurity concentration of the second part by the invention of claim 2, it is possible to widen the depletion layer it is possible to relax the electric field concentrated around the side of the second semiconductor region well. Also, in the transistor according to the fifth aspect of the present invention,
The same effect as that of the invention can be obtained.

【0008】[0008]

【実施形態及び実施例】次に、図2〜図6を参照して本
発明の実施形態及び実施例を説明する。
Embodiments and Examples Next, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0009】[0009]

【第1の実施例】図2及び図3に示す第1の実施例のト
ランジスタを構成するための板状のシリコン半導体基体
10はP+ 型半導体領域から成るベース領域11と、N
+ 型半導体領域から成るエミツタ領域12と、N型半導
体領域から成る第1のコレクタ領域13と、第1のコレ
クタ領域13よりも不純物濃度の高いN+ 型半導体領域
から成る第2のコレクタ領域14と、ベース領域11と
同じP+ 型半導体領域から成るFLR(フィールド・リ
ミッティング・リング)領域15とを有する。半導体基
体10の一方の主面即ち上面16上には絶縁膜17が設
けられ、ここに設けられた開口17aを介してベース領
域11にベース電極18が接続され、また開口17bを
介してエミツタ領域12にエミッタ電極19が接続され
ている。半導体基体10の他方の主面即ち下面20には
コレクタ電極21が設けられ、これが第1及び第2のコ
レクタ領域13、14に接続されている。なお、本願請
求項における第1〜第3の半導体領域と図2の関係を説
明すると、第1のコレクタ領域13は第1の半導体領域
に対応し、ベース領域11は第2の半導体領域に対応
し、第2のコレクタ領域14は第3の半導体領域に対応
している。
First Embodiment A plate-like silicon semiconductor substrate 10 for forming a transistor according to a first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 has a base region 11 made of a P @ + type semiconductor region,
An emitter region 12 composed of a + type semiconductor region, a first collector region 13 composed of an N type semiconductor region, and a second collector region 14 composed of an N + type semiconductor region having a higher impurity concentration than the first collector region 13. And an FLR (field limiting ring) region 15 made of the same P + -type semiconductor region as the base region 11. An insulating film 17 is provided on one main surface, that is, an upper surface 16 of the semiconductor substrate 10, a base electrode 18 is connected to the base region 11 through an opening 17a provided here, and an emitter region is connected through an opening 17b. 12 is connected to an emitter electrode 19. A collector electrode 21 is provided on the other main surface, that is, the lower surface 20 of the semiconductor substrate 10, and is connected to the first and second collector regions 13 and 14. The relationship between the first to third semiconductor regions in the claims of the present application and FIG. 2 will be described. The first collector region 13 corresponds to the first semiconductor region, and the base region 11 corresponds to the second semiconductor region. The second collector region 14 corresponds to the third semiconductor region.

【0010】図2の本実施例のトランジスタのベース領
域11と第1及び第2のコレクタ領域13、14とFL
R領域15とは図1の従来トランジスタと異なってい
る。P+ 型のベース領域11は周知の不純物拡散によっ
て第1のコレクタ領域13の中に島状に形成されてお
り、その底面と側面は第1のコレクタ領域13に包囲さ
れ、両者間にPN接合が生じている。このベース領域1
1は本発明に従う第1の部分11aと第2の部分11b
とを有する。第1の部分11aは半導体基体10の一方
の主面16を基準にして比較的浅い第1の深さ(約40
μm)に形成され、第2の部分11bは一方の主面16
を基準にして第1の深さよりも深い第2の深さ(約50
μm)に形成され且つ第1の部分11aの外周を囲むよ
うに配置されている。第1の部分11aは基体10の一
方の主面16側からN型不純物を拡散した領域であって
約1×10 16 cm -3 の不純物濃度を有する。第2の部分
11bも基体10の一方の主面16からN型不純物を拡
散した領域であって第1の部分11aよりも低い約0.
8×10 16 cm -3 の不純物濃度を有する。第2の部分1
1bは深い拡散で形成されてるので、この側面と底面と
の間の角部の曲面30の曲率半径が大きくなり、電界集
中の生じ難い構造になる。なお、第2の部分11bはF
LR領域15と同時の拡散で約同一の深さに形成されて
いる。エミツタ領域12は平面的に見てベース領域11
内に不純物拡散で格子状に形成されている。この結果、
半導体基体10の上面16にはベース領域11が島状に
露出している。即ち、エミツタ領域12とベース領域1
1はいわゆるメッシュエミッタ又はベースアイランドと
呼ばれる構造になっている。図2では格子を構成するエ
ミツタ領域12が原理的に4個のみが示されているが、
実際には格子の目は更に多い。
[0010] The base region 11 and the first and second collector regions 13 and 14 of the transistor of this embodiment of FIG.
The R region 15 is different from the conventional transistor of FIG. The P @ + -type base region 11 is formed in an island shape in the first collector region 13 by well-known impurity diffusion, and the bottom and side surfaces thereof are surrounded by the first collector region 13, and a PN junction is formed therebetween. Has occurred. This base area 1
1 is a first part 11a and a second part 11b according to the present invention.
And The first portion 11a has a relatively shallow first depth (about 40
μm), and the second portion 11 b
A second depth (approximately 50
μm) and is disposed so as to surround the outer periphery of the first portion 11a. The first portion 11a is a region in which an N-type impurity is diffused from the one main surface 16 side of the base 10, and has an impurity concentration of about 1 × 10 16 cm −3 . The second portion 11b is also a region in which an N-type impurity is diffused from the one main surface 16 of the base 10, and is approximately 0.2 μm lower than the first portion 11a.
It has an impurity concentration of 8 × 10 16 cm −3 . Second part 1
Since 1b is formed by deep diffusion, the radius of curvature of the curved surface 30 at the corner between the side surface and the bottom surface is increased, and a structure in which electric field concentration hardly occurs is obtained. The second portion 11b is F
It is formed at about the same depth by diffusion at the same time as the LR region 15. The emitter region 12 is a base region 11 when viewed in plan.
It is formed in a lattice by impurity diffusion. As a result,
The base region 11 is exposed in an island shape on the upper surface 16 of the semiconductor substrate 10. That is, the emitter region 12 and the base region 1
1 has a structure called a so-called mesh emitter or base island. FIG. 2 shows only four emitter regions 12 constituting a grating in principle,
In fact, the grid has more eyes.

【0011】第1のコレクタ領域13は図1と同様にベ
ース領域11及びFLR領域15を包囲しているが、F
LR領域15の下側においてはコレクタ電極21に至る
ように形成されている。第1のコレクタ領域13の不純
物濃度(5×10 13 cm -3 )よりも高い不純物濃度(1
〜5×10 20 cm -3 )を有する第2のコレクタ領域14
は半導体基体10の下面20の全領域に形成されておら
ず、平面的に見てベース領域11の第1の部分11aに
含まれる範囲に形成されている。この第2のコレクタ領
域13は下面20から不純物を拡散することによって形
成する。
The first collector region 13 surrounds the base region 11 and the FLR region 15 as in FIG.
Below the LR region 15, it is formed so as to reach the collector electrode 21. The impurity concentration (1 × 10 13 cm −3 ) of the first collector region 13 is higher than that of the first collector region 13 (5 × 10 13 cm −3 ).
Second collector region 14 having a thickness of about 5 × 10 20 cm −3 )
Are not formed in the entire region of the lower surface 20 of the semiconductor substrate 10 but are formed in a range included in the first portion 11a of the base region 11 in plan view. The second collector region 13 is formed by diffusing impurities from the lower surface 20.

【0012】第2のコレクタ領域14を更に詳しく説明
すると、この第2のコレクタ領域14は、ベース領域1
1の少なくとも第2の部分11b及びFLR領域15の
下側には形成されていない。この第2のコレクタ領域1
4の最外周縁は、平面的に見てベース領域11の第2の
部分11bの最内周縁よりも内側に配置されている。従
って、ベース領域11の第2の部分11bと第2のコレ
クタ領域14との最短距離L2 はベース領域11の第1
の部分11aと第2のコレクタ領域14との最短距離L
1 よりも長く、また、FLR領域15と第2のコレクタ
領域14との最短距離L3 もベース領域11の第1の部
分11aと第2のコレクタ領域14との最短距離L1 よ
りも長い。本実施例ではベース領域11の第2の部分1
1bの最も深い領域の最内周点を通って基体10の下面
20に対して垂直に延びる仮想線31と第2のコレクタ
領域14との間隔D1 がベース領域11の第1の部分1
1aと第2のコレクタ領域14との最短距離L1 の2倍
以上に決定されている。これ等の寸法を例示すると、L
1 は約70μm、D1 は約150μmである。
The second collector region 14 will be described in more detail.
1 is not formed below at least the second portion 11 b and the FLR region 15. This second collector region 1
The outermost peripheral edge of No. 4 is disposed inside the innermost peripheral edge of the second portion 11b of the base region 11 in a plan view. Accordingly, the shortest distance L2 between the second portion 11b of the base region 11 and the second collector region 14 is equal to the first distance L2 of the base region 11.
Shortest distance L between the portion 11a and the second collector region 14
1 and the shortest distance L3 between the FLR region 15 and the second collector region 14 is longer than the shortest distance L1 between the first portion 11a of the base region 11 and the second collector region 14. In this embodiment, the second portion 1 of the base region 11
The distance D1 between the imaginary line 31 extending perpendicularly to the lower surface 20 of the base 10 and the second collector region 14 through the innermost point of the deepest region of the base region 1b is the first portion 1 of the base region 11.
It is determined to be at least twice the shortest distance L1 between 1a and the second collector region 14. To illustrate these dimensions,
1 is about 70 μm and D1 is about 150 μm.

【0013】2つのFLR領域15は、ベース領域11
の外周を離間して包囲するように、平面的に見て環状に
形成されている。このFLR領域15は表面を除いて第
1のコレクタ領域13に包囲されており、表面は絶縁膜
17によって被覆されている。拡散で形成されたFLR
領域15の不純物濃度はベース領域11の第2の部分1
1bの不純物濃度と同じであって約0.8×10 16 cm
-3 である。また、FLR領域15の拡散深さはベース領
域11の第2の部分11bと同一であり、第1の部分1
1aよりも浅い。なお、P+ 型のFLR領域15とN型
の第1のコレクタ領域13との間にもPN接合23が生
じている。
[0013] The two FLR regions 15 correspond to the base region 11.
Is formed in an annular shape when viewed in plan so as to surround the outer periphery of the device at a distance. The FLR region 15 is surrounded by the first collector region 13 except for the surface, and the surface is covered with an insulating film 17. FLR formed by diffusion
The impurity concentration of the region 15 is the second portion 1 of the base region 11.
About the same as the impurity concentration of 1b and about 0.8 × 10 16 cm
It is -3 . The diffusion depth of the FLR region 15 is the same as that of the second portion 11b of the base region 11, and the first portion 1
It is shallower than 1a. Note that a PN junction 23 is also formed between the P + -type FLR region 15 and the N-type first collector region 13.

【0014】図2のトランジスタのベース領域11と第
1のコレクタ領域13の間に形成されるPN接合22を
逆バイアスする方向に電圧がベース電極18とコレクタ
電極21とに印加されると、PN接合22から空乏層が
広がる。この空乏層は、ベース領域11に比べて第1の
コレクタ領域13の方が不純物濃度が低いため、主とし
て第1のコレクタ領域13側に広がる。また、図1のト
ランジスタと同様に、この印加電圧が増大するとFLR
領域15と第1のコレクタ領域13の間に形成されるP
N接合23からも空乏層が広がる。しかし、FLR領域
15の下には第2のコレクタ領域14が形成されておら
ず、FLR領域15と第2のコレクタ領域14との最短
距離L3 が従来よりも長くなっているので、FLR領域
15から下側に延びる空乏層が第2のコレクタ領域14
に到達せず、半導体基体10の表面における空乏層の広
がりが制限されない。また、FLR領域15からの空乏
層が第2のコレクタ領域14及びコレクタ電極21に到
達し難いので、図1のトランジスタに比べてFLR領域
15の不純物濃度を低く設定することができ、FLR領
域15に基づく空乏層が耐圧を向上させるように良好に
広がる。また、本実施例では、電界集中が生じ易いベー
ス領域11の外周側の第2の部分11bが拡散によって
深く形成されて第2の部分11bの角部の曲面30の曲
率半径が大きくなっていること、この第2の部分11b
の不純物濃度が低くなっていること、この第2の部分1
1bの下側に第2のコレクタ領域14が形成されていな
いこと、D1 >2L1 に設定されていることに基づいて
ベース領域11の外周縁側で空乏層が広がり易く且つそ
の広がりの制限が少ない。この結果、ベース領域11の
外周縁の第2の部分11bの電界集中が良好に緩和さ
れ、耐圧が向上する。また、第2のコレクタ領域14は
平面的に見てベース領域11のベース電極18の第1の
部分11aに接続されている領域を含むように形成され
ているので、この実施例の通常のトランジスタ動作は図
1の従来のトランジスタと実質的に同一である。
When a voltage is applied to the base electrode 18 and the collector electrode 21 in a direction to reverse bias the PN junction 22 formed between the base region 11 and the first collector region 13 of the transistor in FIG. A depletion layer extends from the junction 22. Since the first collector region 13 has a lower impurity concentration than the base region 11, the depletion layer mainly spreads to the first collector region 13 side. Also, as in the case of the transistor in FIG.
P formed between region 15 and first collector region 13
The depletion layer also extends from N junction 23. However, since the second collector region 14 is not formed under the FLR region 15 and the shortest distance L3 between the FLR region 15 and the second collector region 14 is longer than in the prior art, the FLR region 15 The depletion layer extending downward from the second collector region 14
, And the spread of the depletion layer on the surface of the semiconductor substrate 10 is not limited. Further, since the depletion layer from the FLR region 15 hardly reaches the second collector region 14 and the collector electrode 21, the impurity concentration of the FLR region 15 can be set lower than that of the transistor of FIG. The depletion layer based on satisfactorily spreads to improve the breakdown voltage. Further, in the present embodiment, the second portion 11b on the outer peripheral side of the base region 11 where the electric field concentration easily occurs is formed deep by diffusion, and the radius of curvature of the curved surface 30 at the corner of the second portion 11b is increased. That this second part 11b
That the second portion 1 has a low impurity concentration.
Based on the fact that the second collector region 14 is not formed below 1b and that D1> 2L1, the depletion layer is easily spread on the outer peripheral side of the base region 11 and the spread is less restricted. As a result, the electric field concentration in the second portion 11b on the outer peripheral edge of the base region 11 is favorably alleviated, and the breakdown voltage is improved. Further, since the second collector region 14 is formed so as to include a region connected to the first portion 11a of the base electrode 18 of the base region 11 in plan view, the normal transistor of this embodiment is used. The operation is substantially the same as the conventional transistor of FIG.

【0015】[0015]

【第2の実施例】次に、図4を参照して第2の実施例の
トランジスタを説明する。但し、図4及び後述する図5
と図6において図2と実質的に同一の部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。図4のトランジスタ
は、図2のトランジスタに第4の半導体領域としての第
3のコレクタ領域40を付加した他は図2と実質的に同
一に構成されている。図4の第3のコレクタ領域40は
例えば拡散定数が低いアンチモンを不純物として含み且
つ1〜3×10 18 cm -3 程度の不純物濃度を有するN型
半導体領域であり、エピタキシャル成長の基板領域であ
る。従って、第3のコレクタ領域40の下面全部が半導
体基体10の下面20となっている。第2のコレクタ領
域14は第1及び第3のコレクタ領域13、40に挟ま
れた状態即ち埋め込まれた状態に形成されており、第1
の実施例と同様にベース領域11の第1の部分11aに
対向するように配置されている。この第2のコレクタ領
域14は拡散定数が第3のコレクタ領域40の不純物よ
りも高い例えばリンを不純物拡散することによって得た
N+ 型半導体領域であり、第1及び第3のコレクタ領域
13、40よりも高い1×10 19 cm -3 程度の不純物濃
度を有する。なお、第2のコレクタ領域14は第3のコ
レクタ領域40に例えばリンを選択的に拡散し、この上
にN- 型半導体のエピタキシャル成長層を形成し、加熱
処理することによって得られる。図4の第1のコレクタ
領域13の不純物濃度は例えば5×10 18 cm -3 であ
る。図4のトランジスタにおいても、第2のコレクタ領
域14とベース領域11及びFLR領域15との関係、
及びベース領域11の構成が図2のトランジスタと同様
であるので、第2の実施例によっても第1の実施例と同
一の効果が得られる。
Second Embodiment Next, a transistor according to a second embodiment will be described with reference to FIG. However, FIG. 4 and FIG.
In FIG. 6 and FIG. 6, parts substantially the same as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The transistor of FIG. 4 has substantially the same configuration as that of FIG. 2 except that a third collector region 40 as a fourth semiconductor region is added to the transistor of FIG. The third collector region 40 in FIG. 4 is an N-type semiconductor region containing, for example, antimony having a low diffusion constant as an impurity and having an impurity concentration of about 1 to 3 × 10 18 cm −3 , and is a substrate region for epitaxial growth. Therefore, the entire lower surface of the third collector region 40 is the lower surface 20 of the semiconductor substrate 10. The second collector region 14 is formed so as to be sandwiched between the first and third collector regions 13 and 40, that is, buried.
As in the embodiment, the first region 11a of the base region 11 is opposed to the first region 11a. The second collector region 14 is an N + -type semiconductor region obtained by diffusing, for example, phosphorus with a higher diffusion constant than the impurity of the third collector region 40, and the first and third collector regions 13, 14. It has an impurity concentration of about 1 × 10 19 cm −3 higher than 40. The second collector region 14 is obtained by selectively diffusing, for example, phosphorus into the third collector region 40, forming an epitaxial growth layer of an N − type semiconductor thereon, and performing heat treatment. The impurity concentration of the first collector region 13 in FIG. 4 is, for example, 5 × 10 18 cm −3 . Also in the transistor of FIG. 4, the relationship between the second collector region 14, the base region 11, and the FLR region 15,
Since the configuration of the base region 11 is the same as that of the transistor of FIG. 2, the same effects as those of the first embodiment can be obtained by the second embodiment.

【0016】[0016]

【第3の実施例】図5に示す第3の実施例のトランジス
タは図2の第1の実施例のトランジスタに第4の半導体
領域としてのN+ 型の第3のコレクタ領域50aを付加
した他は図2と同一に構成したものである。第3のコレ
クタ領域50aは基体10の下面20において第2のコ
レクタ領域14を囲むように配置され、第2のコレクタ
領域14と共にコレクタ電極21に接続されている。こ
の第3のコレクタ領域50aは第2のコレクタ領域14
とほぼ同一の不純物濃度を有し、下面20側から第2の
コレクタ領域14よりも十分に浅く不純物を拡散した領
域である。この結果、ベース領域11及びFLR領域1
5と第3のコレクタ領域50aとの間隔は十分に大き
い。従って、第3のコレクタ領域50aは空乏層の広が
りを妨害しない。第3の実施例のベース領域11の構成
は第1の実施例と同一であるので、第3の実施例によっ
ても第1の実施例と同一の効果を得ることができる。
Third Embodiment A transistor according to a third embodiment shown in FIG. 5 is different from the transistor according to the first embodiment in FIG. 2 in that an N @ + -type third collector region 50a as a fourth semiconductor region is added. Others are the same as those of FIG. The third collector region 50 a is arranged on the lower surface 20 of the base 10 so as to surround the second collector region 14, and is connected to the collector electrode 21 together with the second collector region 14. The third collector region 50a is the second collector region 14
This region has substantially the same impurity concentration as that of the first region, and is a region where the impurity is diffused sufficiently shallower than the second collector region 14 from the lower surface 20 side. As a result, the base region 11 and the FLR region 1
The distance between 5 and third collector region 50a is sufficiently large. Therefore, the third collector region 50a does not hinder the spread of the depletion layer. Since the configuration of the base region 11 of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by the third embodiment.

【0017】[0017]

【第4の実施例】図6の第4の実施例に示すダイオード
は、第1の実施例のトランジスタからエミツタ領域12
及びエミッタ電極19を除去し、アノード電極(第1の
電極)61と、カソード電極(第2の電極)62とを設
けたものに相当する。図6において図2と同一の部分に
は同一の符号が付され、トランジスタとダイオードの相
違に関係する部分にはダッシュが付されている。従っ
て、図6の領域11′11a′、11b′、13′、1
4′は図1の領域11、11a、11b、13、14に
対応し、図1と同一に形成されている。アノード電極6
1はP+ 型領域11′に接続されている。カソード電極
62は基体10の下面20においてN型領域13′及び
N+ 型領域14′に接続されている。
Fourth Embodiment The diode shown in the fourth embodiment of FIG. 6 is different from the transistor of the first embodiment in that the emitter region 12
And the emitter electrode 19 is removed, and the anode electrode (first electrode) 61 and the cathode electrode (second electrode) 62 are provided. In FIG. 6, the same portions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and portions related to the difference between the transistor and the diode are denoted by dashes. Therefore, the regions 11 ', 11a', 11b ', 13', 1
Reference numeral 4 'corresponds to the regions 11, 11a, 11b, 13, and 14 in FIG. 1 and is formed in the same manner as in FIG. Anode electrode 6
1 is connected to the P @ + type region 11 '. Cathode electrode 62 is connected to N-type region 13 'and N + -type region 14' on lower surface 20 of substrate 10.

【0018】図6のダイオードにおいても、領域11′
に第1及び第2の部分11a′、11b′が図2と同様
に形成され、且つN+ 型領域14′が図2と同様に形成
されているので、第1の実施例と同様な効果が得られ
る。
In the diode shown in FIG.
Since the first and second portions 11a 'and 11b' are formed in the same manner as in FIG. 2 and the N @ + type region 14 'is formed in the same manner as in FIG. 2, the same effect as in the first embodiment is obtained. Is obtained.

【0019】[0019]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 図6のダイオードにおいても図4の第3のコレ
クタ領域50に相当するもの、又は図6で破線で示す位
置に図5の第3のコレクタ領域50aに相当するものを
設けることができる。 (2) FLR領域15を領域11又は11′の第1の
部分11a又は11a′と同時に形成し、これと同一の
深さ及び同一の不純物濃度とすることができる。但し、
電界集中を緩和するためにはFLR領域15を図1〜図
6のように形成することが望ましい。 (3) 領域11又は11′における電極18又は61
が接続される部分即ち領域11又は11′の表面部分の
不純物濃度をこの領域11又は11′の他の部分(下側
部分)の不純物濃度よりも高くしても良い。これによ
り、電極18又は61が良好にオ−ミック接触する。
[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) Also in the diode of FIG. 6, a diode corresponding to the third collector region 50 of FIG. 4 or a diode corresponding to the third collector region 50a of FIG. 5 can be provided at a position indicated by a broken line in FIG. . (2) The FLR region 15 can be formed simultaneously with the first portion 11a or 11a 'of the region 11 or 11', and can have the same depth and the same impurity concentration. However,
In order to reduce the electric field concentration, it is desirable to form the FLR region 15 as shown in FIGS. (3) Electrode 18 or 61 in region 11 or 11 '
May be higher than the impurity concentration of the portion to which is connected, that is, the surface portion of the region 11 or 11 ', than the impurity concentration of the other portion (lower portion) of the region 11 or 11'. As a result, the electrodes 18 or 61 make good ohmic contact.

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

【図1】従来のトランジスタを示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional transistor.

【図2】本発明の実施例のトランジスタを示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view showing a transistor according to an example of the present invention.

【図3】図2の半導体基体の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the semiconductor substrate of FIG. 2;

【図4】第2の実施例のトランジスタを示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing a transistor according to a second embodiment.

【図5】第3の実施例のトランジスタを示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a transistor according to a third embodiment.

【図6】第4の実施例のダイオードを示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a diode according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ベース領域 11a、11b 第1及び第2の部分 12 エミツタ領域 13 第1のコレクタ領域 14 第2のコレクタ領域 15 FLR領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base area 11a, 11b 1st and 2nd part 12 Emitter area 13 1st collector area 14 2nd collector area 15 FLR area

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも第1導電型の第1の半導体領
域と前記第1導電型と反対の第2導電型の第2の半導体
領域と第1導電型の第3の半導体領域と第2導電型のフ
ィールド・リミッティング・リング領域とを備えた半導
体基体と少なくとも第1及び第2の電極とを有し、 前記第1の半導体領域はその一部が前記半導体基体の一
方の主面に露出するように配置され、 前記第2の半導体領域はその一部が前記半導体基体の一
方の主面に露出するように前記第1の半導体領域の中に
島状に配置され、 前記第3の半導体領域は前記第1の半導体領域の不純物
濃度よりも高い不純物濃度を有し且つ前記第1の半導体
領域と前記半導体基体の他方の主面との間に配置され、 前記第1の電極は前記半導体基体の一方の主面において
前記第2の半導体領域に電気的に接続され、 前記第2の電極は前記半導体基体の他方の主面に配置さ
れ且つ前記第3の半導体領域に電気的に接続され、 前記フィールド・リミッティング・リング領域は前記半
導体基体の一方の主面において前記第1の半導体領域を
介して前記第2の半導体領域を囲むように配置され且つ
前記第1の半導体領域の中に島状に形成された半導体装
置において、 前記第2の半導体領域は前記半導体基体の一方の主面を
基準にして第1の深さを有するように形成された第1の
部分と前記半導体基体の一方の主面を基準にして前記第
1の深さよりも深い第2の深さを有するように形成され
且つ前記第1の部分の外周に隣接配置された第2の部分
とを有し、 前記第3の半導体領域は平面的に見て前記第2の半導体
領域の前記第2の部分の内側に配置され、 前記第2の半導体領域の前記第2の部分と前記第3の導
体領域との最短距離が、前記第2の半導体領域の前記第
1の部分と前記第3の半導体領域との最短距離よりも長
く設定されていること を特徴とするの半導体装置。
At least a first semiconductor region of a first conductivity type, a second semiconductor region of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a third semiconductor region of a first conductivity type, and a second conductivity region A semiconductor substrate having a mold field limiting ring region; and at least first and second electrodes, wherein the first semiconductor region is partially exposed on one main surface of the semiconductor substrate. The second semiconductor region is arranged in an island shape in the first semiconductor region so that a part thereof is exposed to one main surface of the semiconductor base; A region having an impurity concentration higher than an impurity concentration of the first semiconductor region and disposed between the first semiconductor region and the other main surface of the semiconductor base; The second semiconductor region is provided on one main surface of the base. The second electrode is disposed on the other main surface of the semiconductor substrate and is electrically connected to the third semiconductor region; and the field limiting ring region is electrically connected to the semiconductor substrate. A semiconductor device arranged on one main surface of the first semiconductor region so as to surround the second semiconductor region with the first semiconductor region interposed therebetween and formed in an island shape in the first semiconductor region; A first portion formed to have a first depth with reference to one main surface of the semiconductor substrate, and a first portion formed with reference to one main surface of the semiconductor substrate. A second portion formed so as to have a second depth deeper than the second portion and disposed adjacent to the outer periphery of the first portion ; 2 of the second portion of the semiconductor region Disposed, said second portion of said second semiconductor region and the third conductive
The shortest distance from the body region is the first distance of the second semiconductor region.
Longer than the shortest distance between the portion 1 and the third semiconductor region
A semiconductor device characterized by being set well .
【請求項2】 前記第2の半導体領域の前記第2の部分
は前記第1の部分の平均不純物濃度よりも低い平均不純
物濃度を有していることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second portion of said second semiconductor region has an average impurity concentration lower than that of said first portion. .
【請求項3】 更に、前記第3の半導体領域と前記半導
体基体の他方の主面との間に第1導電型の第4の半導体
領域を有し、前記第2の電極は前記第4の半導体領域に
接続されていることを特徴とする請求項1又は2記載の
半導体装置。
3. A semiconductor device according to claim 1, further comprising a fourth semiconductor region of a first conductivity type between the third semiconductor region and the other main surface of the semiconductor base, wherein the second electrode is provided in the fourth semiconductor region. 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is connected to a semiconductor region.
【請求項4】 更に、第1導電型の第4の半導体領域を
有し、 この第4の半導体領域は前記半導体基体の他方の主面に
おいて前記第3の半導体領域を囲むように配置され、 前記半導体基体の一方の主面から前記第4の半導体領域
までの最短距離が前記一方の主面から前記第3の半導体
領域までの最短距離よりも長いことを特徴とする請求項
1又は2又は3記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a fourth semiconductor region of a first conductivity type, wherein the fourth semiconductor region is arranged on the other main surface of the semiconductor substrate so as to surround the third semiconductor region, The shortest distance from one main surface of the semiconductor substrate to the fourth semiconductor region is longer than the shortest distance from the one main surface to the third semiconductor region. 4. The semiconductor device according to 3.
【請求項5】 エミツタ領域とベース領域と第1のコレ
クタ領域とこの第1のコレクタ領域の不純物濃度よりも
高い不純物濃度を有している第2のコレクタ領域とフィ
ールド・リミッティング・リング領域とを備えた半導体
基体と、エミッタ電極と、ベース電極と、コレクタ電極
とを有し、 前記第1のコレクタ領域はその一部が前記半導体基体の
一方の主面に露出するように配置され、 前記ベース領域は前記第1のコレクタ領域の中に島状に
配置され且つ前記半導体基体の一方の主面に露出し、 前記エミツタ領域は前記ベース領域の中に島状に配置さ
れ且つ前記半導体基体の一方の主面に露出し、 前記第2のコレクタ領域は前記第1のコレクタ領域と前
記半導体基体の他方の主面との間に配置され、 前記フィールド・リミッティング・リング領域は前記半
導体基体の一方の主面において前記ベース領域を前記第
1のコレクタ領域を介して囲むように配置され、 前記エミッタ電極は前記エミッタ領域に電気的に接続さ
れ、 前記ベース電極は前記ベース領域に電気的に接続され、 前記コレクタ電極は前記半導体基体の他方の主面に配置
され且つ前記 第2のコレクタ電極に電気的に接続され
たトランジスタから成る半導体装置において、 前記ベース領域は前記半導体基体の一方の主面を基準に
して第1の深さを有するように形成された第1の部分と
前記半導体基体の一方の主面を基準にして前記第1の深
さより深い第2の深さを有するように形成され且つ前
第1の部分の外周に隣接配置された第2の部分とを有
し、 前記第2のコレクタ領域は平面的に見て前記ベース領域
の前記第2の部分の内側に配置され、 前記ベ−ス領域の前記第2の部分と前記第2のコレクタ
領域との最短距離が、前記ベ−ス領域の前記第1の部分
と前記第2のコレクタ領域との最短距離よりも長く設定
されて いることを特徴とする半導体装置。
5. An emitter region, a base region, a first collector region, a second collector region having an impurity concentration higher than that of the first collector region, and a field limiting ring region. A first base region, a first base region, and a collector electrode, wherein the first collector region is disposed such that a part thereof is exposed to one main surface of the first base region; A base region is arranged in the first collector region in an island shape and is exposed on one main surface of the semiconductor substrate. The emitter region is arranged in the base region in an island shape and is formed in the semiconductor substrate. Exposed on one main surface, wherein the second collector region is disposed between the first collector region and the other main surface of the semiconductor substrate; A region is arranged on one main surface of the semiconductor substrate so as to surround the base region via the first collector region; the emitter electrode is electrically connected to the emitter region; and the base electrode is connected to the base. A semiconductor device comprising a transistor electrically connected to a region, wherein the collector electrode is disposed on the other main surface of the semiconductor substrate and is electrically connected to the second collector electrode; A first portion formed to have a first depth with reference to one main surface of the base; and a second depth deeper than the first depth with reference to one main surface of the semiconductor base. and a second portion disposed adjacent to the outer periphery of the formed且previous SL first portion to have is, the first of said second collector region in plan view the base region Is arranged in the inner part, the base - the second portion of the scan area and the second collector
The shortest distance to the region is the first portion of the base region
Longer than the shortest distance between the second collector region and
A semiconductor device characterized by being performed .
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