JPH03165049A - Structure for preventing concentration of electric field in semiconductor device and method for forming this structure - Google Patents

Structure for preventing concentration of electric field in semiconductor device and method for forming this structure

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JPH03165049A
JPH03165049A JP30536189A JP30536189A JPH03165049A JP H03165049 A JPH03165049 A JP H03165049A JP 30536189 A JP30536189 A JP 30536189A JP 30536189 A JP30536189 A JP 30536189A JP H03165049 A JPH03165049 A JP H03165049A
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semiconductor region
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semiconductor
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402Field plates
    • H01L29/404Multiple field plate structures

Abstract

PURPOSE:To simplify the manufacturing steps by forming a second semiconductor region in a self-aligning mode with a conductive plate as a mask. CONSTITUTION:An n<-> eptixial layer 19 is formed on a p<-> semiconductor substrate 12. A p-type isolating and diffusing region 13 is formed with p-type impurities in the epitaxial substrate wherein an n<+> embedded and diffusing layer 10 is formed. Thus, an island 7 is formed. An n-type diffusing region 11 is formed with n-type impurities, and an n<-> region 8 is formed. An oxide film 20 is formed on the entire surface. After holes 21 are formed, a conducting layer 22 is formed. Then, with a pattern 23 formed on the conducting layer 22 as a mask, conducting plates 17a, 17b and 17c are formed. Then a pattern 24 is formed, and p-type impurities are implanted into a region 7a. After the patterns 23 and 24 are removed, p-type diffusing regions 18a and 18b are formed. Then, an oxide film 25 is attached on the entire surface. Thereafter a hole 26 is opened, and a wiring 15 is formed. Thus the concentration of an electric field in the end part of a semiconductor region can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体基板上にpn接合分離して形成された
半導体領域の上方に該半導体領域の端部を横切って延設
された導電層からの電界の影響により導電層下の半導体
領域の端部において電界集中が生じるのを防止するため
の構造およびその形成方法に関し、特に半導体領域と導
電層が同程度の高電位に保たれ導電層と半導体基板間に
高電圧が加わる場合に有効なものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a conductive layer extending above a semiconductor region formed on a semiconductor substrate with pn junction separation and across the edge of the semiconductor region. The present invention relates to a structure and a method for forming the structure to prevent electric field concentration from occurring at the edge of a semiconductor region under a conductive layer due to the influence of an electric field. This is effective when high voltage is applied between semiconductor substrates.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ブラシレスモータなどの負荷を駆動するための回路とし
てPWMインバータ回路が従来より知られている。第4
図はPWMインバータ回路の1相分を示す概略構成図で
ある。高電位電源線1と接地間にはパワーMOS)ラン
ジスタ2,3などのパワースイッチングデバイスがトー
テムポール接続されている。パワーMOSトランジスタ
2.3の接続点からこの相の出力が導出され、負荷に与
えられる。上、下アーム駆動回路4.5は、図示しない
制御回路からの上、下アーム制御信号をそれぞれ受けて
、これらの制御信号をそれぞれ上。
PWM inverter circuits are conventionally known as circuits for driving loads such as brushless motors. Fourth
The figure is a schematic configuration diagram showing one phase of a PWM inverter circuit. Power switching devices such as power MOS transistors 2 and 3 are totem pole connected between the high potential power supply line 1 and the ground. The output of this phase is derived from the connection point of power MOS transistor 2.3 and applied to the load. The upper and lower arm drive circuits 4.5 receive upper and lower arm control signals from a control circuit (not shown), respectively, and drive these control signals respectively.

下アームのパワーMO8)ランジスタ2,3をオン/オ
フさせるためのゲート信号に変換してパワーMOSトラ
ンジスタ2.3に与える。
The lower arm power MO8) is converted into a gate signal for turning on/off the transistors 2 and 3 and is applied to the power MOS transistor 2.3.

第5図は上、下アーム駆動回路4.5を1チツプ6上に
形成した場合の絶縁分離の様子を示す断面図である。上
アーム駆動回路4は島7内に形成された領域8に形成さ
れ、下アーム駆動回路5は島9に形成される。上アーム
のパワーMOSトランジスタ2は高電圧領域で動作し、
このパワーMOSトランジスタ2を駆動する上アーム駆
動回路4も高電圧領域で動作しなければならないので、
上アーム駆動回路4が形成される島7の電位は非常に高
くなる。このため、耐圧を十分に確保するため、島7の
中にn 埋込み拡散領域1oとn拡散領域11とで囲ま
れたn の領域8を作り、この領域8に上アーム駆動回
路4を形成している。
FIG. 5 is a sectional view showing the state of insulation separation when the upper and lower arm drive circuits 4.5 are formed on one chip 6. The upper arm drive circuit 4 is formed in a region 8 formed within the island 7, and the lower arm drive circuit 5 is formed in the island 9. The upper arm power MOS transistor 2 operates in a high voltage region,
Since the upper arm drive circuit 4 that drives this power MOS transistor 2 must also operate in a high voltage region,
The potential of the island 7 where the upper arm drive circuit 4 is formed becomes extremely high. Therefore, in order to ensure sufficient breakdown voltage, an n region 8 surrounded by an n buried diffusion region 1o and an n diffusion region 11 is created in the island 7, and an upper arm drive circuit 4 is formed in this region 8. ing.

島7および島9はp−半導体基板12上に形成されたn
 エピタキシャル層をp分離拡散領域13によって分離
することにより形成される。
Island 7 and island 9 are formed on the p-semiconductor substrate 12.
It is formed by separating the epitaxial layer by p-isolation diffusion regions 13.

第6図は高電圧の島7の端部の領域7a付近を詳細に示
す断面図である。p−半導体基板12上に絶縁膜]4が
形成され、この絶縁膜14上にアルミ配線15が形成さ
れている。アルミ配線15はn拡散領域11と電気的に
接続され、かつ高電圧の島7の上方を島7の端部の領域
7aを横切って低電圧の島9の方向に延びている。アル
ミ配線15の下の絶縁膜14内には、ポリシリコンより
成る導電プレート16a〜16eが設けられている。両
端の導電プレー)16a、16eはそれぞれp分離拡散
領域13.n拡散領域11に接続され、中間の導電プレ
ート16b〜16dは電気的にフローティングの状態に
保たれている。導電プレート16a〜16eは互いの端
部が重なるように配列されている。
FIG. 6 is a sectional view showing in detail the vicinity of the region 7a at the end of the high voltage island 7. An insulating film] 4 is formed on a p-semiconductor substrate 12, and an aluminum wiring 15 is formed on this insulating film 14. The aluminum wiring 15 is electrically connected to the n-diffusion region 11 and extends above the high voltage island 7, across the end region 7a of the island 7, and toward the low voltage island 9. In the insulating film 14 under the aluminum wiring 15, conductive plates 16a to 16e made of polysilicon are provided. The conductive plates 16a and 16e at both ends are p isolation diffusion regions 13. Intermediate conductive plates 16b to 16d connected to n-diffusion region 11 are kept electrically floating. The conductive plates 16a to 16e are arranged so that their ends overlap.

p−半導体基板12とp分離拡散領域13とは低電位で
あり、これらとpn接合分離された島7は高電位である
。このためpn接合界面から両側に空乏層が延び、特に
不純物濃度が低いn−領域7aは完全に空乏化している
。第6図中の点線は、pn接合界面から両側に延びる空
乏層のうち島7内へ延びるものの等電位線を示している
The p-semiconductor substrate 12 and the p-isolated diffusion region 13 are at a low potential, and the island 7 separated from them by a pn junction is at a high potential. Therefore, depletion layers extend from the pn junction interface to both sides, and the n- region 7a, which has a particularly low impurity concentration, is completely depleted. Dotted lines in FIG. 6 indicate equipotential lines of depletion layers extending into the island 7 from the pn junction interface on both sides.

導電プレート16aはp分離拡散領域13の低電位に固
定され、導電プレート16eはn拡散領域11の高電位
に固定される。フローティング状態の導電プレート16
b、16c、16dは、導電プレート168〜16e相
互間の第1の容量と、アルミ配線15と各導電プレート
16a〜16eとの間の第2の容量とにより、ある電位
に固定される。ここで、上記第1.第2の容量を最適化
することにより、導電プレート16a〜16eの電位を
低電位から高電位に向ってほぼ直線的に変化するように
固定することが可能である。このようにすることにより
、高電位のアルミ配線15からの電界の影響により、島
7の端部の領域7a、特にその表面において電界が集中
することを防止できる。その結果、第6図の点線に示す
ように、空乏層内の等電位線はn−領域7aの表面にお
いてp分離拡散領域13側に集中することなく、適当な
広がりをもって分布することになる。このようにして高
電圧領域で動作する上アーム駆動回路4が形成される島
7の耐圧を高めている。
Conductive plate 16a is fixed to the low potential of p isolation diffusion region 13, and conductive plate 16e is fixed to the high potential of n diffusion region 11. Conductive plate 16 in floating state
b, 16c, and 16d are fixed at a certain potential by the first capacitance between the conductive plates 168 to 16e and the second capacitance between the aluminum wiring 15 and each of the conductive plates 16a to 16e. Here, the above 1. By optimizing the second capacitance, it is possible to fix the potentials of the conductive plates 16a to 16e so that they change approximately linearly from a low potential to a high potential. By doing so, it is possible to prevent the electric field from concentrating on the end region 7a of the island 7, particularly on the surface thereof, due to the influence of the electric field from the high-potential aluminum wiring 15. As a result, as shown by the dotted line in FIG. 6, the equipotential lines in the depletion layer are not concentrated on the p-isolation diffusion region 13 side on the surface of the n- region 7a, but are distributed with an appropriate spread. In this way, the withstand voltage of the island 7 on which the upper arm drive circuit 4 that operates in a high voltage region is formed is increased.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の半導体装置における電界集中防止構造は以上のよ
うに構成されており、高電位のアルミ配線15からの電
界の影響を防ぐためには、導電プレート16a〜16e
は互いの端部どうしが重なっている必要がある。もし重
なりがないと、導電プレート16a〜16e間の容量が
極めて小さくなって低電位側に近いフローティングの導
電プレート16bや16cの電位が高くなり過ぎたり、
高電位のアルミ配線15からの電界がn 領域7aに直
接に影響を及ぼしたりするようになる。その結果、n−
領域7aの表面で電界集中が発生し、島7の耐圧が低下
する。
The electric field concentration prevention structure in the conventional semiconductor device is configured as described above, and in order to prevent the influence of the electric field from the high potential aluminum wiring 15, the conductive plates 16a to 16e are
must overlap each other's ends. If there is no overlap, the capacitance between the conductive plates 16a to 16e will be extremely small, and the potential of the floating conductive plates 16b and 16c, which are close to the low potential side, will become too high.
The electric field from the high-potential aluminum wiring 15 comes to directly affect the n-region 7a. As a result, n-
Electric field concentration occurs on the surface of region 7a, and the withstand voltage of island 7 decreases.

導電プレート16a〜16eの互いの端部を重ならせる
ためには、隣接する導電プレートの端部を異なる高さ位
置に形成しなければならないので、製造過程において、
導電プレート用のポリシリコン層の形成工程を2回行う
必要がある。導電プレート16a〜16eの材料として
アルミニウムを利用する場合も同様である。また、導電
プレート16a〜16e間の容量は、2回のポリシリコ
ン層のパターニング時のマスク合せずれの影響を受けて
変動する。このように、従来の半導体装置における電界
集中防止構造では、工程の複雑化により特性の安定性が
悪く(すなわちバラつきが多く)、歩留まりが低いとい
う問題点があった。
In order to overlap the ends of the conductive plates 16a to 16e, the ends of adjacent conductive plates must be formed at different heights, so in the manufacturing process,
It is necessary to perform the process of forming the polysilicon layer for the conductive plate twice. The same applies when aluminum is used as the material for the conductive plates 16a to 16e. Further, the capacitance between the conductive plates 16a to 16e varies due to the influence of mask misalignment during the two times of patterning the polysilicon layer. As described above, the conventional electric field concentration prevention structure in a semiconductor device has the problem of poor stability of characteristics (that is, a large amount of variation) and low yield due to the complexity of the process.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、製造工程が簡単でかつ特性が安定している電
界集中防止構造およびその形成方法を得ることを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an electric field concentration prevention structure and a method for forming the same, which have a simple manufacturing process and stable characteristics.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明は、第1導電型の半導体基−板上にpn接合分
離して形成された第2導電型の第1の半導体領域と、該
第1の半導体領域の上方に該第1の半導体領域の端部を
横切って延設された導電層とを備える半導体装置におい
て、導電層からの電界の影響により導電層下の第1の半
導体領域の端部において電界集中が生じるのを防止する
ための構造およびその形成方法を対象としている。
The present invention includes a first semiconductor region of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type by pn junction separation, and a first semiconductor region above the first semiconductor region. A method for preventing electric field concentration from occurring at an end of a first semiconductor region under a conductive layer due to the influence of an electric field from the conductive layer in a semiconductor device including a conductive layer extending across an end of the conductive layer. It covers structures and how they are formed.

この発明に係る電界集中防止構造は、第1の半導体領域
の端部において該第1の半導体領域と導電層との間に形
成された絶縁膜と、この絶縁膜中に電気的にフローティ
ングの状態で形成された少なくとも1つの導電プレート
と、第1の半導体領域の端部の表面に、導電プレートと
交互に並びかつ互いの端部が重なるように形成された少
なくとも1つの第1導電型の第2の半導体領域とを備え
て構成されている。
The electric field concentration prevention structure according to the present invention includes an insulating film formed between the first semiconductor region and the conductive layer at the end of the first semiconductor region, and an electrically floating state in the insulating film. and at least one conductive plate of the first conductivity type formed on the surface of the end of the first semiconductor region such that the conductive plates are arranged alternately and their ends overlap. 2 semiconductor regions.

また、この発明に係る電界集中防止構造の形成方法は、
第1の半導体領域の端部の上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、この第1の絶縁膜上に少なくとも1つの導電プ
レートを形成する工程と、導電プレートをマスクとして
第1の半導体領域内に不純物を導入し、第1の半導体領
域の端部の表面に、導電プレートと交互に並びかつ互い
の端部が重なる少なくとも1つの第1導電形の第2の半
導体領域を形成する工程と、第1の絶縁膜および導電プ
レート上に第2の絶縁膜を形成する工程とを備えて構成
され、導電層は第2の絶縁膜上に形成される。
Further, the method for forming the electric field concentration prevention structure according to the present invention includes:
forming a first insulating film on the edge of the first semiconductor region; forming at least one conductive plate on the first insulating film; and forming the first semiconductor using the conductive plate as a mask. A step of introducing impurities into the region and forming at least one second semiconductor region of the first conductivity type on the surface of the end of the first semiconductor region, which is arranged alternately with the conductive plates and whose ends overlap with each other. and a step of forming a second insulating film on the first insulating film and the conductive plate, and the conductive layer is formed on the second insulating film.

〔作用〕[Effect]

この発明による電界集中防止構造においては、導電プレ
ートと第2の半導体領域間、導電層と導電プレート間お
よび導電層と第2の半導体領域間はそれぞれ容量結合し
ている。そして導電プレートおよび第2の半導体領域は
、上記容量結合の容量、すなわち導電層、導電プレート
および第2の半導体領域相互間の容量に応じた電位に固
定される。これらの容量を最適化することにより、第1
の半導体領域の端部における電界集中を防止できる。
In the electric field concentration prevention structure according to the present invention, capacitive coupling is provided between the conductive plate and the second semiconductor region, between the conductive layer and the conductive plate, and between the conductive layer and the second semiconductor region. The conductive plate and the second semiconductor region are fixed at a potential corresponding to the capacitance of the capacitive coupling, that is, the capacitance between the conductive layer, the conductive plate, and the second semiconductor region. By optimizing these capacities, the first
electric field concentration at the edge of the semiconductor region can be prevented.

また、この発明による電界集中防止構造の形成方法にお
いては、第2の半導体領域は導電プレートをマスクとし
て自己整合的に形成される。したがって両者の位置ずれ
は発生せず、導電プレートと第2の半導体領域間の容量
として常に安定したものが得られる。また導電プレート
の形成工程は1回で済む。
Further, in the method for forming an electric field concentration prevention structure according to the present invention, the second semiconductor region is formed in a self-aligned manner using the conductive plate as a mask. Therefore, no misalignment occurs between the two, and a stable capacitance can always be obtained between the conductive plate and the second semiconductor region. Further, the process of forming the conductive plate only needs to be performed once.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明による半導体装置における電界集中防
止構造の一実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an electric field concentration prevention structure in a semiconductor device according to the present invention.

p−半導体基板12上にはp分離拡散領域13により分
離された島7が形成されている。島7内には、n 埋込
み拡散領域10とn拡散領域11とで囲まれたn−領域
8が形成され、このn−領域8内に高電圧領域で動作す
る第4図の上アーム駆動回路4が例えば形成される。島
7の端部の領域7aの表面部には、p拡散領域18a、
18bが形成されている。
Islands 7 separated by p-isolation diffusion regions 13 are formed on the p-semiconductor substrate 12 . An n-region 8 surrounded by an n-buried diffusion region 10 and an n-diffusion region 11 is formed within the island 7, and an upper arm drive circuit shown in FIG. 4 is formed, for example. On the surface of the region 7a at the end of the island 7, a p-diffusion region 18a,
18b is formed.

島7およびp分離拡散領域13上には絶縁膜14が形成
され、この絶縁膜14上にアルミ配線15などの導電層
が形成されている。アルミ配線15はn拡散領域11と
電気的に接続され、かつ高電圧の島7の上方を島7の端
部の領域7aを横切って図示しない低電圧の島(第5図
の島9)の方向へ延びている。アルミ配線15の下の絶
縁膜14内には、ポリシリコンやアルミニウムなどの導
電体より成る導電プレート17a〜17cが設けられて
いる。両端の導電プレート17a、17cはそれぞれp
分離拡散領域13.n拡散領域11に接続され、中間の
導電プレート17bは電気的にフローティングの状態に
保たれている。導電プレート17a〜17cとp拡散領
域18a、18bは交互に配置され、かつ互いの端部が
重なるように整列されている。
An insulating film 14 is formed on the island 7 and the p-isolated diffusion region 13, and a conductive layer such as an aluminum wiring 15 is formed on this insulating film 14. The aluminum wiring 15 is electrically connected to the n-diffusion region 11 and runs above the high voltage island 7 across the end region 7a of the island 7 to the low voltage island (island 9 in FIG. 5), which is not shown. extending in the direction. In the insulating film 14 under the aluminum wiring 15, conductive plates 17a to 17c made of a conductive material such as polysilicon or aluminum are provided. The conductive plates 17a and 17c at both ends are each p
Separation diffusion region 13. An intermediate conductive plate 17b connected to the n-diffusion region 11 is kept electrically floating. The conductive plates 17a to 17c and the p-diffusion regions 18a and 18b are arranged alternately and aligned so that their ends overlap.

p−半導体基板12とp分離拡散領域13とは低電位で
あり、これらとpn接合分離された島7は高電位である
。このため、pn接合界面から両側に空乏層が延び、特
に不純物濃度が低いn″″領域7aは完全に空乏化して
いる。第1図中の点線は、pn接合界面から両側に延び
る空乏層のうち島7内へ延びるものの等電位線を表わし
ている。
The p-semiconductor substrate 12 and the p-isolated diffusion region 13 are at a low potential, and the island 7 separated from them by a pn junction is at a high potential. Therefore, a depletion layer extends from the pn junction interface to both sides, and the n'''' region 7a, which has a particularly low impurity concentration, is completely depleted. The dotted lines in FIG. 1 represent equipotential lines of depletion layers extending into the island 7 from the pn junction interface on both sides.

導電プレート17aはp分離拡散領域13の低電位に固
定され、導電プレート17Cはn拡散領域11の高電位
に固定される。導電プレート17a+  17 b+ 
 17 cおよびp拡散領域18a、18bの各隣接す
るものの間、アルミ配線15と各導電プレー)17a、
17b、17cの間、およびアルミ配線15と各p拡散
領域18a、18bの間は、それらの間に存在する容量
によってそれぞれ容量結合されている。したがってその
容量結合の容量に応じて、フローティング状態の導電プ
レート17bおよび、同じくフローティング状態のp拡
散領域18a、18bはある電位に固定される。
The conductive plate 17a is fixed to the low potential of the p isolation diffusion region 13, and the conductive plate 17C is fixed to the high potential of the n diffusion region 11. Conductive plate 17a+ 17b+
17 between each adjacent one of the c and p diffusion regions 18a, 18b, the aluminum wiring 15 and each conductive plate) 17a,
17b and 17c, and between aluminum wiring 15 and each p diffusion region 18a, 18b are capacitively coupled by the capacitance existing between them. Therefore, depending on the capacity of the capacitive coupling, the floating conductive plate 17b and the floating p diffusion regions 18a and 18b are fixed at a certain potential.

ここで、上記容量結合の容量を最適化することにより、
導電プレート17a〜17cおよびp拡散領域18a、
18bの電位を、低電位から高電位に向ってほぼ直線的
に変化するように固定することが可能である。このよう
にすることにより、高電位のアルミ配線15からの電界
の影響により、島7の端部の領域7m、特にその表面に
おいて電界が集中することを防止できる。その結果、第
1図の点線に示すように、空乏層内の等電位線はn−領
域7aの表面においてp分離拡散領域13側に集中する
ことなく、適当な広がりをもって分布することになる。
Here, by optimizing the capacity of the above capacitive coupling,
conductive plates 17a to 17c and p diffusion region 18a,
It is possible to fix the potential of 18b so that it changes approximately linearly from a low potential to a high potential. By doing so, it is possible to prevent the electric field from concentrating on the end region 7m of the island 7, particularly on its surface, due to the influence of the electric field from the high-potential aluminum wiring 15. As a result, as shown by the dotted line in FIG. 1, the equipotential lines in the depletion layer are not concentrated on the p-isolation diffusion region 13 side on the surface of the n- region 7a, but are distributed with an appropriate spread.

このようにして、高電圧領域で動作する第4図の上アー
ム駆動回路4が例えば形成される島7の耐圧を高めるこ
とができる。
In this way, the breakdown voltage of the island 7 on which the upper arm drive circuit 4 of FIG. 4, which operates in a high voltage region, is formed, for example, can be increased.

第2A図ないし第2F図は第1図の電界集中防止構造の
形成方法を示す断面図である。まず、第2A図に示すよ
うに、p−半導体基板12の所定領域に高濃度のn型不
純物を添加し、その上にn″″半導体をエピタキシャル
成長させることより、p−半導体基板12上にn エピ
タキシャル層19が形成され、かつ両者のpn接合界面
の所定領域にn 埋込み拡散層10が形成されたエピタ
キシャル基板を準備する。
2A to 2F are cross-sectional views showing a method of forming the electric field concentration prevention structure of FIG. 1. First, as shown in FIG. 2A, a high concentration of n-type impurities is added to a predetermined region of the p-semiconductor substrate 12, and an n'''' semiconductor is epitaxially grown thereon. An epitaxial substrate is prepared in which an epitaxial layer 19 is formed and an n 2 buried diffusion layer 10 is formed in a predetermined region of the pn junction interface between the two.

次に第2B図に示すように、p型不純物の選択拡散によ
ってp分離拡散領域13を形成することにより、島7を
形成する。また島7において、n型不純物の選択拡散に
よってn拡散領域11を形成することにとより、n 埋
込み拡散層10とn拡散領域11とで囲まれたn−領域
8を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, islands 7 are formed by forming p-isolation diffusion regions 13 by selectively diffusing p-type impurities. Further, in the island 7, an n-diffusion region 11 is formed by selective diffusion of n-type impurities, thereby forming an n- region 8 surrounded by the n-buried diffusion layer 10 and the n-diffusion region 11.

そして、島7およびp分離拡散領域13上にシリコン酸
化膜20を形成し、これをバターニングすることにより
コンタクトホール21を形成する。
Then, a silicon oxide film 20 is formed on the island 7 and the p isolation diffusion region 13, and a contact hole 21 is formed by patterning the silicon oxide film 20.

しかる後、ポリシリコンやアルミニウムなどの導電体よ
り成る導電層22を全面に形成する。
Thereafter, a conductive layer 22 made of a conductor such as polysilicon or aluminum is formed over the entire surface.

次に、第2C図に示すように、導電層22上にレジスト
パターン23を形成し、このレジストパターン23をマ
スクとして導電層22をエツチングすることにより、導
電プレート17a、17b。
Next, as shown in FIG. 2C, a resist pattern 23 is formed on the conductive layer 22, and the conductive layer 22 is etched using the resist pattern 23 as a mask, thereby forming the conductive plates 17a and 17b.

17cを形成する。導電プレート17a、17cはコン
タクトホール21を介してp分離拡散領域13およびn
拡散領域11とそれぞれ接続されている。そして、次工
程のイオン注入におけるマスク用のレジストパターン2
4を形成する。
17c is formed. Conductive plates 17a and 17c connect p isolation diffusion regions 13 and n through contact holes 21.
They are connected to the diffusion regions 11, respectively. Then, resist pattern 2 for a mask in the next step of ion implantation.
form 4.

次に、導電プレー)17a、17b、17c(およびそ
れらの上のレジストパターン23)およびレジストパタ
ーン2′4をマスクとして、ボロンなどのp型不純物を
n−領域7a内にイオン注入する。そして、レジストパ
ターン23.24を除去した後、アニールを行うことに
より、第2D図に示すように、n−領域7a内にp拡散
領域18a、18bを形成する。
Next, using conductive plates 17a, 17b, and 17c (and resist pattern 23 thereon) and resist pattern 2'4 as masks, p-type impurities such as boron are ion-implanted into n- region 7a. After removing the resist patterns 23 and 24, annealing is performed to form p diffusion regions 18a and 18b in the n- region 7a, as shown in FIG. 2D.

次に、第2E図に示すように、パッシベーション酸化膜
25を全面に付着した後、写真製版によりn拡散領域1
1上にコンタクトホール26を開ける。そして最後に、
Afl−Stスパッタを行い、第2F図に示すようにパ
ッシベーション酸化膜25上にアルミ配線15を形成す
る。このアルミ配線15はコンタクトホール26を介し
てn拡散領域11と接続される以外は、シリコン酸化膜
20およびパッシベーション酸化膜25より成る絶縁膜
(第1図の絶縁膜14に相当)により絶縁されている。
Next, as shown in FIG. 2E, after a passivation oxide film 25 is deposited on the entire surface, the n-diffusion region 1 is formed by photolithography.
A contact hole 26 is made on the top of the contact hole 26. And finally,
Afl-St sputtering is performed to form aluminum wiring 15 on passivation oxide film 25 as shown in FIG. 2F. This aluminum wiring 15 is insulated by an insulating film (corresponding to the insulating film 14 in FIG. 1) consisting of a silicon oxide film 20 and a passivation oxide film 25, except that it is connected to the n-diffusion region 11 through a contact hole 26. There is.

上記実施例によれば、導電プレート17a、17b、1
7cを形成するためのポリシリコンやアルミニウムなど
の導電層22の形成工程は、第2B図の工程1回で済む
。また、p拡散領域18a。
According to the above embodiment, the conductive plates 17a, 17b, 1
The process of forming the conductive layer 22 of polysilicon, aluminum, etc. for forming the conductive layer 7c only requires one step as shown in FIG. 2B. Also, p diffusion region 18a.

18bは導電プレート17 a +  17 b 、 
 17 cをマスクとして自己整合的に形成されるので
、位置ずれは生じず、しかも導電プレート17a、17
bb、17cとp拡散領域18a、18bの各隣接端部
間には必ず、拡散時間などの拡散条件に応じた重なりが
生じる。この重なりは拡散条件により厳密に制御可能で
ある。したがって、導電プレート17a、17b、17
cとp拡散領域18a。
18b is a conductive plate 17a + 17b,
Since the conductive plates 17a and 17c are formed in a self-aligned manner using the conductive plates 17a and 17c as a mask, no misalignment occurs and the conductive plates 17a, 17
There is always overlap between adjacent ends of bb, 17c and p diffusion regions 18a, 18b depending on diffusion conditions such as diffusion time. This overlap can be precisely controlled by the diffusion conditions. Therefore, conductive plates 17a, 17b, 17
c and p diffusion regions 18a.

18b間の容量として常に安定したものが得られ、電界
集中防止特性もバラつかず安定したものとなる。
A stable capacitance between the capacitances 18b and 18b can be obtained at all times, and the electric field concentration prevention property also remains stable without variation.

第3図はこの発明による電界集中防止構造の他の実施例
を示す断面図である。この実施例では、導電プレート1
7 a、  17 b、  17 cとp拡散領域18
a、18bによる容量結合の構造が、高電位のn拡散領
域11にまで達せず、n−領域7aの途中で終了してい
る。したがって、右端の導電プレート17Cはn拡散領
域11に接続されず、フローティング状態となっている
。しかし、この実施例においても、先の実施例と同じく
、容量結合の各容量を最適化することにより、導電プレ
ー) 17 a 〜17 cおよびp拡散領域18a、
18bの電位を、低電位から高電位に向ってほぼ直線的
に変化するように固定することが可能である。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the electric field concentration prevention structure according to the present invention. In this embodiment, conductive plate 1
7 a, 17 b, 17 c and p diffusion region 18
The capacitive coupling structure formed by a and 18b does not reach the high potential n diffusion region 11, but ends in the middle of the n- region 7a. Therefore, the rightmost conductive plate 17C is not connected to the n-diffused region 11 and is in a floating state. However, in this embodiment as well, as in the previous embodiment, by optimizing each capacitance of the capacitive coupling, the conductive plates 17a to 17c and the p diffusion region 18a,
It is possible to fix the potential of 18b so that it changes approximately linearly from a low potential to a high potential.

こうすることにより、先の実施例と同じく、高電位のア
ルミ配線15からの電界の影響により島7の端部の領域
7a、特にその表面において電界集中が発生するのを防
止できる。
By doing this, as in the previous embodiment, it is possible to prevent electric field concentration from occurring in the end region 7a of the island 7, particularly on its surface, due to the influence of the electric field from the high potential aluminum wiring 15.

なお、左端の導電プレート17aとp分離拡散領域13
との間の容量を極めて大きくし、これらの間を強く容量
結合することができれば、第3図の実施例の導電プレー
ト17cと同様に導電プレー)17aもフローティング
状態に置かれてもよい。
Note that the leftmost conductive plate 17a and the p separation diffusion region 13
If the capacitance between the conductive plate 17a and the conductive plate 17a can be made extremely large and strong capacitive coupling can be achieved between them, the conductive plate 17a may also be placed in a floating state, similar to the conductive plate 17c of the embodiment shown in FIG.

また、上記実施例ではアルミ配線15は島7のn拡散領
域11に接続されているが、島7との接続に関係なく、
島7と同程度の電位の導電層が島7の端部上方を横切る
場合すべてにこの発明は有効である。
Further, in the above embodiment, the aluminum wiring 15 is connected to the n-diffusion region 11 of the island 7, but regardless of the connection to the island 7,
The present invention is effective in all cases where a conductive layer having the same potential as the island 7 crosses above the end of the island 7.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明の電界集中防止構造によ
れば、第1の半導体領域の端部と導電層とを絶縁する絶
縁膜中に少なくとも1つの導電プレートを設けるととも
に、第1の半導体領域の端部の表面に導電プレートと交
互に整列する少なくとも1つの第2の半導体領域を設け
、導電プレートと第2の半導体領域の間、導電層と導電
プレートの間、および導電層と第2の半導体領域の間が
それぞれ容量結合されるように構成することにより、そ
の容量結合の各容量に応じ導電プレートおよび第2の半
導体領域の電位が固定されるようにしたので、上記容量
の最適化により第1の半導体領域の端部における電界集
中を防止することができる。
As explained above, according to the electric field concentration prevention structure of the present invention, at least one conductive plate is provided in the insulating film that insulates the end of the first semiconductor region and the conductive layer, and the first semiconductor region at least one second semiconductor region alternately aligned with the conductive plate on a surface of an end of the conductive plate, and between the conductive plate and the second semiconductor region, between the conductive layer and the conductive plate, and between the conductive layer and the second semiconductor region. By configuring the semiconductor regions to be capacitively coupled, the potentials of the conductive plate and the second semiconductor region are fixed according to each capacitance of the capacitive coupling. Electric field concentration at the end of the first semiconductor region can be prevented.

また、この発明の電界集中防止構造の形成方法によれば
、第2の半導体領域は導電プレートをマスクとして自己
整合的に形成されるようにしたので、導電プレートと第
2の半導体領域間の容量として常に安定したものが得ら
れるとともに、導電プレートの形成工程は1回で済む。
Further, according to the method for forming an electric field concentration prevention structure of the present invention, the second semiconductor region is formed in a self-aligned manner using the conductive plate as a mask, so that the capacitance between the conductive plate and the second semiconductor region is reduced. A stable product can be obtained at all times, and the process of forming the conductive plate only needs to be performed once.

その結果、製造工程が簡単でかつ特性が安定している電
界集中防止構造およびその形成方法を得ることかできる
という効果がある。
As a result, it is possible to obtain an electric field concentration prevention structure and a method for forming the same, which have a simple manufacturing process and stable characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明による電界集中防止構造の一実施例を
示す断面図、第2A図〜第2F図は第1図の構造の形成
手順を示す断面図、第3図はこの発明による電界集中防
止構造の他の実施例を示す断面図、第4図は従来のPW
Mインバータ回路の1相分を示す概略構成図、第5図は
高電位の島と低電位の島の絶縁分離の様子を示す断面図
、第6図は従来の電界集中防止構造を示す断面図である
。 図において、7は島、12はp−半導体基板、13はp
分離拡散領域、14は絶縁膜、15はアルミ配線、17
a〜17cは導電プレート、18aおよび18bはp拡
散領域である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the electric field concentration prevention structure according to the present invention, FIGS. 2A to 2F are cross-sectional views showing the steps for forming the structure of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the electric field concentration prevention structure according to the present invention. A sectional view showing another example of the prevention structure, FIG. 4 is a conventional PW
A schematic configuration diagram showing one phase of the M inverter circuit, Fig. 5 is a cross-sectional view showing the state of insulation separation between high-potential islands and low-potential islands, and Fig. 6 is a cross-sectional view showing a conventional electric field concentration prevention structure. It is. In the figure, 7 is an island, 12 is a p-semiconductor substrate, and 13 is a p-semiconductor substrate.
Separation diffusion region, 14 insulating film, 15 aluminum wiring, 17
A to 17c are conductive plates, and 18a and 18b are p diffusion regions. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電型の半導体基板上にpn接合分離して形
成された第2導電型の第1の半導体領域と、該第1の半
導体領域の上方に該第1の半導体領域の端部を横切って
延設された導電層とを備える半導体装置において、前記
導電層からの電界の影響により前記導電層下の前記第1
の半導体領域の端部において電界集中が生じるのを防止
するための構造であって、 前記第1の半導体領域の端部において該第1の半導体領
域と前記導電層との間に形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜中に電気的にフローティングの状態で形成さ
れた少なくとも1つの導電プレートと、前記第1の半導
体領域の端部の表面に、前記導電プレートと交互に並び
かつ互いの端部が重なるように形成された少なくとも1
つの第1導電型の第2の半導体領域とを備える半導体装
置における電界集中防止構造。
(1) A first semiconductor region of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type by pn junction separation, and an end portion of the first semiconductor region above the first semiconductor region. In the semiconductor device including a conductive layer extending across the conductive layer, the first conductive layer under the conductive layer is
A structure for preventing electric field concentration from occurring at an end of a semiconductor region, the insulation being formed between the first semiconductor region and the conductive layer at the end of the first semiconductor region. a film; at least one conductive plate formed in an electrically floating state in the insulating film; and at least one conductive plate arranged alternately with the conductive plate on a surface of an end portion of the first semiconductor region and having mutual end portions. At least one
A structure for preventing electric field concentration in a semiconductor device comprising: two second semiconductor regions of a first conductivity type.
(2)第1導電型の半導体基板上にpn接合分離して形
成された第2導電型の第1の半導体領域と、該第1の半
導体領域の上方に該第1の半導体領域の端部を横切って
延設された導電層とを備える半導体装置において、前記
導電層からの電界の影響により前記導電層下の前記第1
の半導体領域の端部において電界集中が生じるのを防止
するための構造の形成方法であって、 前記第1の半導体領域の端部の上に第1の絶縁膜を形成
する工程と、 前記第1の絶縁膜上に少なくとも1つの導電プレートを
形成する工程と、 前記導電プレートをマスクとして前記第1の半導体領域
内に不純物を導入し、前記第1の半導体領域の端部の表
面に、前記導電プレートと交互に並びかつ互いの端部が
重なる少なくとも1つの第1導電形の第2の半導体領域
を形成する工程と、前記第1の絶縁膜および前記導電プ
レート上に第2の絶縁膜を形成する工程とを備え、 前記導電層は前記第2の絶縁膜上に形成される半導体装
置における電界集中防止構造の形成方法。
(2) A first semiconductor region of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type by pn junction separation, and an end portion of the first semiconductor region above the first semiconductor region. In the semiconductor device including a conductive layer extending across the conductive layer, the first conductive layer under the conductive layer is
A method for forming a structure for preventing electric field concentration from occurring at an end of a semiconductor region, the method comprising: forming a first insulating film on an end of the first semiconductor region; forming at least one conductive plate on one insulating film; and introducing an impurity into the first semiconductor region using the conductive plate as a mask, and introducing the impurity into the surface of the end of the first semiconductor region. forming at least one second semiconductor region of the first conductivity type that is arranged alternately with the conductive plates and whose ends overlap each other; and forming a second insulating film on the first insulating film and the conductive plate. forming an electric field concentration prevention structure in a semiconductor device, the conductive layer being formed on the second insulating film.
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