JPH0268949A - 高耐圧半導体装置 - Google Patents

高耐圧半導体装置

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JPH0268949A
JPH0268949A JP22076488A JP22076488A JPH0268949A JP H0268949 A JPH0268949 A JP H0268949A JP 22076488 A JP22076488 A JP 22076488A JP 22076488 A JP22076488 A JP 22076488A JP H0268949 A JPH0268949 A JP H0268949A
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Japan
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type
conductive type
conductivity type
semiconductor substrate
buried layer
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JP22076488A
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Toshiaki Takada
高田 稔秋
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高耐圧半導体装置に関し、特に、素子間に少
なくとも2つの溝型絶縁領域を設けた高耐圧半導体装置
に関する。
[従来の技術] 従来、この種の半導体装置には、高電圧の加わる通信用
ICや、書き込み時に高耐圧の必要なPROM、PLD
(Programmable  Logic  Dev
ice)等がある。
FROMを例にとると、大電流を出力から流し込み、メ
モリセルに書き込みを行う時に、書き込み電流を制御す
る回路等に、書き込み電流による電圧降下に起因して、
高電圧が印加される。その場合、耐圧が低い部分がある
と、そこから、電流漏れを起こしてしまうので、予め、
印加される高電圧に耐えるように設計しておく必要があ
る。
第3図は、このような用途に用いられる従来の高耐圧半
導体装置の断面図である。これは、同図に示すように、
P型半導体基板1に高濃度N型埋連層2及び高濃度P型
埋込層3を形成し、P型半導体基板1上に、N型エピタ
キシャル層4を堆積し、エピタキシャル層4内に、P型
組縁領域5、コレクタ領域7、ベース領域8、エミッタ
領域9を設け、その表面にシリコン酸化膜6を形成した
ものである。
このような従来の半導体装置においては、エピタキシャ
ル層4を厚くして、コレクターベース接合耐圧及びコレ
クターエミッタ耐圧を高くし、また、N型埋込層2とP
型埋込層3の距離を大きくして、素子間の絶縁耐圧を高
くしていた。
[発明が解決しようとする問題点] 上述した従来の高耐圧半導体装置は、高耐圧を得るため
に、N型エピタキシャル層の膜厚を厚くし、素子間距離
を広くとっていたので、単位素子当りの面積が大きくな
り、高集積化することが困難であった。例えば、素子の
耐圧と素子間の耐圧とを30V以上にする場合を考える
と、コレクタベース接合耐圧を高くするために、N型エ
ピタキシャル層4の膜厚を2.5μmと厚くし、P型ベ
ース領域8と高濃度N型埋込層2との距離を十分にとら
なければならない。そうすると、素子と素子とを分離す
るためのP型組縁領域5を高濃度P型埋込層3に到達さ
せるためには、1100゜C程度の高温の熱処理を長時
開綿さなければならない。その結果、高濃度N型埋込層
2、P型埋込層3及びP型組縁領域5が横方向に拡散し
てしまう。従って、絶縁耐圧の低下を防止するには、高
濃度N型埋込層2とP型埋込層3との距離を十分にとら
なければならない。例えば、高濃度N型埋込層3と高濃
度P型埋込層3との距離は、8μm程度は必要であるの
で、素子間の距離は、埋込層や絶縁領域5の横方向の拡
散を考慮に入れて、少なくとも20μmは必要となる。
このように、従来の半導体装置では、高耐圧化を図る場
合には、高集積化を犠牲にせざるをえなかった。
この点を克服するものとして、第4図に図示されたもの
が提案されている。即ち、同図に示すように、N型エピ
タキシャル層4の表面から溝を、N型埋込層2より深く
掘り、その後、イオン注入法でP型不純物を講の底部に
導入してP型組縁領域5を形成し、さらに溝の側面に絶
縁膜を形成した後、溝内をポリシリコン等で充填して溝
型絶縁領域11を形成するものである。この構成によれ
ば、P型組縁領域5の拡散工程が不要となるため素子間
の距離を小さくすることはできるが、溝が深く形成され
ているので、溝底部にP型不純物をイオン注入する際に
、加速されたP型不純物の入射角がわずかに傾いても、
底部に届かず、第4図に示すようにP型組縁領域5が側
面に形成されてしまい、絶縁耐圧を低下させる欠点があ
った。
[間顕点を解決するための手段] 本発明の高耐圧半導体装置は、一導電型半導体基板上に
複数の高濃度逆導電型埋込層と一導電型埋込層とを設け
、その上に、逆導電型エピタキシャル層を形成した後、
逆導電型埋込層と一導電型埋込層7 : L”l−に、
逆導電型エピタキシャル層を貫通し そ力jハこ部が逆
導電型埋込層の下面より深くなさil l’: (Aを
形成し、この溝によって絶縁領域を31(成j、ご、潤
子間を分離したものである。
[実施例コ 次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。
第1図は、本発明高耐圧半導体装置の一実施例を示す断
面図である。同図において、1は、P型半導体基板、2
は、基板1内に形成された高濃度N型埋込層、3は、N
型埋込層2の間に形成された高濃度P型埋込層、4は、
P型半導体基板1上に堆積されたN型エピタキシャル層
、6は、基板表面および溝内壁を覆う酸化膜、7.8.
9は、それぞれ、N型コレクタ領域、P型ベース領域、
N型エミッタ領域、10は、金属電極であり、11は、
二重に形成された溝型絶縁領域である。
この半導体装置は、次のように形成される。まず、P型
半導体基板1上に、高濃度N型埋込層2と高濃度P型埋
込層3とを形成し、その後、その上にN型エピタキシャ
ル層4を形成する。次に、埋込層2と埋込層3との間に
エピタキシャル層4を貫通し、埋込層2の下面よりその
底部が低くなるように清を形成し、その溝の内壁に絶縁
層を形成した後、溝内にポリシリコンを充填する。次い
で、コレクタ領域7、ベース領域8、エミッタ領域9お
よび電極10を形成する・ このように形成された構造では、素子間の距離を短縮し
ても、P型半導体基板1に溝型絶縁領域11が喰い込ん
だ分だけ実質的に高濃度N型埋込層と高濃度P型埋込層
との間隔が拡がるため、絶縁耐圧を高く保つことができ
る。この点を更に具体的に説明する。N型エピタキシャ
ル層4の膜厚は、コレクターベース接合耐圧を30V以
上に保つなめに、従来例と同様に、2.5μmとする一
方、高密度化を図るために、高濃度N型埋込層2と高濃
度P型埋込層3の間隔を3μmとし、その間にN型エピ
タキシャル層4の表面からP型半導体基板1に3.5μ
m喰い込んだ幅1μmの溝型絶縁領域11を設ける(溝
の深さは6μm)。このようにすると、高濃度N型埋込
層2と高濃度P型埋込層3との間隔が、実質的に8μm
となる。
この場合、素子間距離は、8μmと従来例の20μmを
大幅に短縮することができる。
第2図は、本発明の他の実施例を示す断面図である。こ
の例は、高集積化を図るために、素子間の距離をさらに
狭くしたものである。この実施例は、先の実施例と同じ
ように、N型エピタキシャル層の膜厚は2.5μmであ
るが、高濃度N型埋込層2と高濃度P型埋込層3の間隔
を0とし、その接合部分を貫いて、N型エピタキシャル
層4の表面からP型半導体基板lに、4.0μm喰い込
んだ幅1μmの溝型絶縁領域11を形成したものである
。このように溝型絶縁領域11を形成すると、実質的に
、高濃度N型埋込層2と高濃度P型埋込層3の間隔が9
μmとなる。この場合、溝型絶縁領域の深さは、6.5
μmである。このように、この実施例では先の実施例よ
り深い溝型絶縁領域を形成することにより、埋込層間の
耐圧を確保しつつ、素子間の距離を8μmから4μmに
縮めることができる。
なお、溝内を充填する材料としてはポリシリコンの他に
、テトラオキシナイト、BPSG等を用いることもでき
る。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、高濃度N型埋込層と高濃
度P型埋込層の間隔を狭くしてもその間に、N型エピタ
キシャル層の表面から、P型半導体基板に、十分に喰い
込んだ1対の溝型絶縁領域を設けることにより、両埋込
層間の実質的間隔を拡げることができ、かつ、素子と素
子との間の間隔を短縮せしめることができる。従って、
本発明によれば、高耐圧と高集積化とを同時に達成する
ことができる。
また、本発明は、溝内に不純物をイオン注入するもので
はないので、溝側部にP型領域を形成して絶縁耐圧を劣
化させることもない。
3・・・高濃度P型埋込層、 4・・・N型エピタキシ
ャル層、 5・・・P型絶縁領域、 6・・・酸化膜、
7・・・N型コレクタ領域、 8・・・P型ベース領域
、9・・・N型エミッタ領域、  10・・・金属電極
、  11・・・溝型絶縁領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  一導電型の半導体基板と、該一導電型半導体基板内に
    形成された複数の高濃度逆導電型埋込層と、前記一導電
    型半導体基板上に形成された逆導電型のエピタキシャル
    層とを具備し、前記複数の高濃度逆導電型埋込層上には
    半導体素子が形成されている高耐圧半導体装置において
    、相隣る前記高濃度逆導電型埋込層の間には少なくとも
    2つの溝型絶縁領域が、前記逆導電型エピタキシャル層
    を貫通し、その底面が前記高濃度逆導電型埋込層の下面
    より深くなるように形成され、かつ、前記少なくとも2
    つの溝型絶縁領域に挟まれた領域内には、前記一導電型
    半導体基板上に高濃度一導電型埋込層が形成されている
    ことを特徴とする高耐圧半導体装置。
JP63220764A 1988-09-03 1988-09-03 高耐圧半導体装置 Expired - Lifetime JP2715466B2 (ja)

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Cited By (3)

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US6451655B1 (en) 1999-08-26 2002-09-17 Stmicroelectronics S.R.L. Electronic power device monolithically integrated on a semiconductor and comprising a first power region and at least a second region as well as an isolation structure of limited planar dimension
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