JPH0319712B2 - - Google Patents
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- JPH0319712B2 JPH0319712B2 JP56047130A JP4713081A JPH0319712B2 JP H0319712 B2 JPH0319712 B2 JP H0319712B2 JP 56047130 A JP56047130 A JP 56047130A JP 4713081 A JP4713081 A JP 4713081A JP H0319712 B2 JPH0319712 B2 JP H0319712B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/402—Field plates
- H01L29/404—Multiple field plate structures
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7811—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with an edge termination structure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はある導電型(これを第一導電型と呼
ぶ)の基板にプレーナ形にはめ込まれた基板に対
して反対導電型(これを第二導電型と呼ぶ)の第
一領域と、第一領域にプレーナ形にはめ込まれた
第一導電型の第二領域とを含み基板領域と第二領
域の間の第一領域部分の表面にチヤネル領域を持
つセルが多数設けられ、基板表面に設けられた絶
縁層の上に少くともチヤネル領域を覆うように制
御電極が配置されている半導体デバイスに関す
る。
ぶ)の基板にプレーナ形にはめ込まれた基板に対
して反対導電型(これを第二導電型と呼ぶ)の第
一領域と、第一領域にプレーナ形にはめ込まれた
第一導電型の第二領域とを含み基板領域と第二領
域の間の第一領域部分の表面にチヤネル領域を持
つセルが多数設けられ、基板表面に設けられた絶
縁層の上に少くともチヤネル領域を覆うように制
御電極が配置されている半導体デバイスに関す
る。
この種の半導体デバイスは例えばMIS電界効果
トランジシタとして既に発表されている。この
FETおよび同種のデバイス例えばサイリスタ又
は集積回路では順方向電圧を印加する際第一領域
と基板領域間のpn接合には逆方向バイアス電圧
を加える。プレーナ技術によつて製作されること
に基き第一領域と基板領域間の空間電荷領域が湾
曲しているため表面部分の電界が増強されトラン
ジシタ電流の急激な上昇が起る。この急激な上昇
が起る電圧の値は基板領域内部で電流が急増する
電圧値よりも低い。基板領域内の電流が急増する
電圧値は主として半導体材料の特性によつて決定
される。トランジシタ電流の急激な上昇を避ける
ためには空間電荷領域の湾曲を減少させなければ
ならない。
トランジシタとして既に発表されている。この
FETおよび同種のデバイス例えばサイリスタ又
は集積回路では順方向電圧を印加する際第一領域
と基板領域間のpn接合には逆方向バイアス電圧
を加える。プレーナ技術によつて製作されること
に基き第一領域と基板領域間の空間電荷領域が湾
曲しているため表面部分の電界が増強されトラン
ジシタ電流の急激な上昇が起る。この急激な上昇
が起る電圧の値は基板領域内部で電流が急増する
電圧値よりも低い。基板領域内の電流が急増する
電圧値は主として半導体材料の特性によつて決定
される。トランジシタ電流の急激な上昇を避ける
ためには空間電荷領域の湾曲を減少させなければ
ならない。
このためにとられた公知の手段は半導体デバイ
スの縁端に続くセルのpn接合とデバイス縁端の
間に基板に対して反対導電型であり浮遊電位に置
かれる保護環を設けることである。しかこのよう
な保護環は基板表面で比較的大きな面積を占め、
この面積は表面電流の伝導には利用されなくな
る。
スの縁端に続くセルのpn接合とデバイス縁端の
間に基板に対して反対導電型であり浮遊電位に置
かれる保護環を設けることである。しかこのよう
な保護環は基板表面で比較的大きな面積を占め、
この面積は表面電流の伝導には利用されなくな
る。
特開昭51−126761号公報によれば、接触窓と限
定している絶縁層の縁部が、絶縁層の厚さが半導
体基板の端部に向かつて単調に減少するように斜
めに面取にされた構造を有するシヨツトキバリア
ダイオードが公知である。接触電極は、絶縁層の
縁部の上を越えて伸び、窓の縁部において相応し
て斜めに外へ向かつて上昇するように構成されて
いる。このような構造によれば、等電位線が半導
体基板の端部まで拡がり、等電位線の強い屈曲を
回避できることは明らかである。しかしながら、
かかる公知の装置の欠点は、接触窓の縁部におい
て絶縁層の厚さを斜めに単調に増大するように形
成することが極めて困難であり、大量生産は全く
不可能であるという点にある。
定している絶縁層の縁部が、絶縁層の厚さが半導
体基板の端部に向かつて単調に減少するように斜
めに面取にされた構造を有するシヨツトキバリア
ダイオードが公知である。接触電極は、絶縁層の
縁部の上を越えて伸び、窓の縁部において相応し
て斜めに外へ向かつて上昇するように構成されて
いる。このような構造によれば、等電位線が半導
体基板の端部まで拡がり、等電位線の強い屈曲を
回避できることは明らかである。しかしながら、
かかる公知の装置の欠点は、接触窓の縁部におい
て絶縁層の厚さを斜めに単調に増大するように形
成することが極めて困難であり、大量生産は全く
不可能であるという点にある。
この発明の目的は冒頭に挙げた種類の半導体デ
バイスを改良して占有場所を大きくすることなく
空間電荷領域の湾曲を減少させて降状電圧を高く
し、大量生産の際にも安定した再生産が可能とな
るようにすることである。
バイスを改良して占有場所を大きくすることなく
空間電荷領域の湾曲を減少させて降状電圧を高く
し、大量生産の際にも安定した再生産が可能とな
るようにすることである。
この目的は、本発明によれば、第一導電型の基
板にプレーナ形にはめ込まれた第二導電型の第一
領域と第一領域にプレーナ形にはめ込まれた第一
導電型の第二領域とを含み、第一領域内に基板表
面において基板と第二領域を結合するチヤネル領
域が存在し、基板表面に設けられた絶縁層の上に
は少なくともチヤネル領域を覆うように制御電極
が設けられている半導体デバイスにおいて、デバ
イスの縁端に続くセルの第一領域とデバイスの縁
端との間に少なくとも一つの基板表面に対して絶
縁された補助電極が設けられ、この電極は複数の
階段状に配置された断面部分を有し、デバイスの
絶縁に近い部分は第一領域に近い部分に比較して
基板表面までの距離が大きいことにより達成され
る。
板にプレーナ形にはめ込まれた第二導電型の第一
領域と第一領域にプレーナ形にはめ込まれた第一
導電型の第二領域とを含み、第一領域内に基板表
面において基板と第二領域を結合するチヤネル領
域が存在し、基板表面に設けられた絶縁層の上に
は少なくともチヤネル領域を覆うように制御電極
が設けられている半導体デバイスにおいて、デバ
イスの縁端に続くセルの第一領域とデバイスの縁
端との間に少なくとも一つの基板表面に対して絶
縁された補助電極が設けられ、この電極は複数の
階段状に配置された断面部分を有し、デバイスの
絶縁に近い部分は第一領域に近い部分に比較して
基板表面までの距離が大きいことにより達成され
る。
図面に示した三つの実施例についてこの発明を
更に詳細に説明する。
更に詳細に説明する。
第1図乃至第3図はデバイスの縁端に続くセル
と縁端の間に作られた電界効果トランジスタの三
種類の異る実施例を示す。同等の部分あるいは機
能的に対応する部分は同じ符号で示す。
と縁端の間に作られた電界効果トランジスタの三
種類の異る実施例を示す。同等の部分あるいは機
能的に対応する部分は同じ符号で示す。
第1図において1は例えば低濃度でn型にドー
プされた基板であり、その下面に作られた高濃度
でn型にドープされた層2はFETのドレンとな
つている。基板1の表面部分にはそれに対して反
対導電型の第一領域3がプレーナ形にはめ込まれ
ている。この領域はその周りの基板領域よりも高
濃度に、従つてp+型にドープされる。領域3の
表面部分には基板領域と同じ第一導電型に高濃度
にドープされた第二領域4がプレーナ形にはめ込
まれソースとして使用される。第二領域4と基板
領域の間にはチヤネル領域5が第一領域3の構成
部分として設けられる。このチヤネル領域はイオ
ン注入によつて作られるのに対して基板内に深く
進入している領域3の部分は拡散によつて作られ
る。第二領域4はイオン注入によつて作るのが有
利である。
プされた基板であり、その下面に作られた高濃度
でn型にドープされた層2はFETのドレンとな
つている。基板1の表面部分にはそれに対して反
対導電型の第一領域3がプレーナ形にはめ込まれ
ている。この領域はその周りの基板領域よりも高
濃度に、従つてp+型にドープされる。領域3の
表面部分には基板領域と同じ第一導電型に高濃度
にドープされた第二領域4がプレーナ形にはめ込
まれソースとして使用される。第二領域4と基板
領域の間にはチヤネル領域5が第一領域3の構成
部分として設けられる。このチヤネル領域はイオ
ン注入によつて作られるのに対して基板内に深く
進入している領域3の部分は拡散によつて作られ
る。第二領域4はイオン注入によつて作るのが有
利である。
基板の表面は例えばSiO2からなる第一絶縁層
6で覆われる。この絶縁層には段があり、それに
よつて第一領域から基板の縁端に向つて進むにつ
れて階段状に厚くなつている。絶縁層6の上には
補助電極8が設けられ、この補助電極と基板表面
との間の間隔は第一領域3から離れるにつれて階
段状に増大する。補助電極8には補助電圧が印加
され、例えばソース電位に接続される。層6の最
も薄い部分はゲート酸化物層となり第二領域4と
チヤネル領域5と基板の一部を覆つている。ゲー
ト酸化物層の上には例えば高濃度nドープされた
ポリシリコンからなる制御電極7が設けられる。
この制御電極はチヤネル領域5を覆い、第二領域
4と基板領域に部分的に重なり合つている。絶縁
層6は表面安定化層9で覆われる。この層は例え
ば気相またはプラズマから層6と電極8の上に析
出したシリコン酸化物からなる。層9は窒化物層
としてもよい。第二領域4には接触孔を通して電
極10が接触する。電極10は第一領域3にも接
触している。
6で覆われる。この絶縁層には段があり、それに
よつて第一領域から基板の縁端に向つて進むにつ
れて階段状に厚くなつている。絶縁層6の上には
補助電極8が設けられ、この補助電極と基板表面
との間の間隔は第一領域3から離れるにつれて階
段状に増大する。補助電極8には補助電圧が印加
され、例えばソース電位に接続される。層6の最
も薄い部分はゲート酸化物層となり第二領域4と
チヤネル領域5と基板の一部を覆つている。ゲー
ト酸化物層の上には例えば高濃度nドープされた
ポリシリコンからなる制御電極7が設けられる。
この制御電極はチヤネル領域5を覆い、第二領域
4と基板領域に部分的に重なり合つている。絶縁
層6は表面安定化層9で覆われる。この層は例え
ば気相またはプラズマから層6と電極8の上に析
出したシリコン酸化物からなる。層9は窒化物層
としてもよい。第二領域4には接触孔を通して電
極10が接触する。電極10は第一領域3にも接
触している。
このFETに第1図に示した極性をもつて電圧
を印加すると領域3と基板領域1の間のpn接合
の両側に空間電荷領域が形成される。この空間電
荷領域はほぼpn接合面に沿つているから特に基
板表面において強く湾曲している。トランジスタ
の動作に際して補助電極8はソース電位に接続さ
れ、制御電極7は動作中常にそれより例えば5V
だけ高い電圧に置かれる。この正の制御電圧によ
りチヤネル5内に反転層が作られ電流が流れ始め
る。これによつてドレンに向うキヤリヤの流れが
生ずるがその情況は空間電荷領域の形によつて決
まる。空間電荷領域の導電位面は曲線18で示さ
れている。基板表面に接する部分の空間電荷領域
の湾曲が小さくなつていることは図面からも分
る。ここで電界強度が低下しているため基板表面
および基板内の導電位面の湾曲個所においてキヤ
リヤ増倍作用が低減し、キヤリヤの増倍は実際上
基板内部だけで起り主として基板材料の特性によ
つて決まるようになる。
を印加すると領域3と基板領域1の間のpn接合
の両側に空間電荷領域が形成される。この空間電
荷領域はほぼpn接合面に沿つているから特に基
板表面において強く湾曲している。トランジスタ
の動作に際して補助電極8はソース電位に接続さ
れ、制御電極7は動作中常にそれより例えば5V
だけ高い電圧に置かれる。この正の制御電圧によ
りチヤネル5内に反転層が作られ電流が流れ始め
る。これによつてドレンに向うキヤリヤの流れが
生ずるがその情況は空間電荷領域の形によつて決
まる。空間電荷領域の導電位面は曲線18で示さ
れている。基板表面に接する部分の空間電荷領域
の湾曲が小さくなつていることは図面からも分
る。ここで電界強度が低下しているため基板表面
および基板内の導電位面の湾曲個所においてキヤ
リヤ増倍作用が低減し、キヤリヤの増倍は実際上
基板内部だけで起り主として基板材料の特性によ
つて決まるようになる。
第2図の実施態様では制御電極12が第1図の
補助電極8の機能の一部を受持つ。制御電極12
の絶縁層6の一つの段を越えて拡がり、制御電極
12と第一絶縁層を覆う第二絶縁層9の上に補助
電極13が設けられソースと電気的に結ばれる。
補助電極13は制御電極12を部分的に覆うよう
にしてもよい。補助電極13は制御電極12より
も基板表面からの間隔が大きい。又補助電極全体
の基板表面からの間隔は領域3から離れるにつれ
て大きくなつている。
補助電極8の機能の一部を受持つ。制御電極12
の絶縁層6の一つの段を越えて拡がり、制御電極
12と第一絶縁層を覆う第二絶縁層9の上に補助
電極13が設けられソースと電気的に結ばれる。
補助電極13は制御電極12を部分的に覆うよう
にしてもよい。補助電極13は制御電極12より
も基板表面からの間隔が大きい。又補助電極全体
の基板表面からの間隔は領域3から離れるにつれ
て大きくなつている。
第3図の構造は補助電極の一部として電極部分
15が加えられている点で第2図の構造と異つて
いる。この電極部分15を設けるため電極13が
例えば窒化物からなる絶縁層16で覆われ、その
窒化物絶縁層の上に電極部分15が例えばアルミ
ニウムの蒸着によつて形成される。電極部分15
は電極13と電気的に結まれず。ここでも制御電
極は第1図と同様に他の電極とは別に設け、チヤ
ネル領域5だけを覆い第二領域4と基板領域1と
部分的に重なり合うようにすることができる。補
助電極の機能を受持つ制御電極の残りの部分はソ
ースと電気的に結合する。
15が加えられている点で第2図の構造と異つて
いる。この電極部分15を設けるため電極13が
例えば窒化物からなる絶縁層16で覆われ、その
窒化物絶縁層の上に電極部分15が例えばアルミ
ニウムの蒸着によつて形成される。電極部分15
は電極13と電気的に結まれず。ここでも制御電
極は第1図と同様に他の電極とは別に設け、チヤ
ネル領域5だけを覆い第二領域4と基板領域1と
部分的に重なり合うようにすることができる。補
助電極の機能を受持つ制御電極の残りの部分はソ
ースと電気的に結合する。
この発明によるデバイスは制御電極が単独で補
助電極の機能を果すように変更することができ
る。この場合デバイスの縁端に続くセルの制御電
極は一つ又は複数の段の上に拡がりセルから離れ
るにつれて基板表面までの間隔を増す。
助電極の機能を果すように変更することができ
る。この場合デバイスの縁端に続くセルの制御電
極は一つ又は複数の段の上に拡がりセルから離れ
るにつれて基板表面までの間隔を増す。
デバイスの縁端に続くセルの第一領域と縁端と
の間に充分広い場所が残されているときは第3図
に示すように基板に保護領域17を設けてもよ
い。この領域は第一領域32と同じ導電型とす
る。更に高い電圧が印加されたとき空間電荷領域
が安定化されていない基板側面に達するまで拡が
ることを阻止するため絶縁層の一つの上に電極1
1を設けることができる。この電極は基板表面の
電位即ち実質的にドレン電位+UDに接続する。
これによつて電極11の下に負キヤリヤを高い密
度で含む層が形成され空間電荷領域が固定され
る。
の間に充分広い場所が残されているときは第3図
に示すように基板に保護領域17を設けてもよ
い。この領域は第一領域32と同じ導電型とす
る。更に高い電圧が印加されたとき空間電荷領域
が安定化されていない基板側面に達するまで拡が
ることを阻止するため絶縁層の一つの上に電極1
1を設けることができる。この電極は基板表面の
電位即ち実質的にドレン電位+UDに接続する。
これによつて電極11の下に負キヤリヤを高い密
度で含む層が形成され空間電荷領域が固定され
る。
第1図乃至第3図はこの発明の互に異る実施例
を示す。 1:基板、2:ドレン層、3:第一領域、4:
第二領域、5:チヤネル領域、8,12,13,
15:補助電極。
を示す。 1:基板、2:ドレン層、3:第一領域、4:
第二領域、5:チヤネル領域、8,12,13,
15:補助電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第一導電型の基板1にプレーナ形にはめ込ま
れた第二導電型の第一領域3と第一領域3にプレ
ーナ形にはめ込まれた第一導電型の第二領域4と
を含み、第一領域3内に基板表面において基板1
と第二領域4を結合するチヤネル領域5が存在
し、基板表面に設けられた絶縁層6の上には少な
くともチヤネル領域5を覆うように制御電極7,
12が設けられている半導体デバイスにおいて、
デバイスの縁端に続くセルの第一領域3とデバイ
スの縁端との間に少なくとも一つの基板表面に対
して絶縁された補助電極8,12,13,15が
設けられ、この電極は複数の階段状に配置された
断面部分を有し、デバイスの縁端に近い部分は第
一領域3に近い部分に比較して基板表面までの距
離が大きいことを特徴とする半導体デバイス。 2 補助電極8が縁端に向かつて階段状に厚さを
増す絶縁層6上に設けられていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の半導体デバイス。 3 補助電極が複数の電極部分13,15に分割
され、各部分は絶縁層9,16によつて互いに分
離されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の半導体デバイス。 4 補助電極の電極部分13,15が部分的に重
なり合つていることを特徴とする特許請求の範囲
第3項記載の半導体デバイス。 5 補助電極の電極部分13,15が電気的に連
結されていることを特徴とする特許請求の範囲第
3項または第4項記載の半導体デバイス。 6 少なくとも第一領域3に最も近い補助電極部
分が制御電極12を構成していることを特徴とす
る特許請求の範囲第3項、第4項又は第5項記載
の半導体デバイス。 7 制御電極12縁端に向かつて階段状に厚さを
増大している絶縁層上に設けられていることを特
徴とする特許請求の範囲第6項記載の半導体デバ
イス。 8 補助電極が電気的にソースと結ばれているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第5項
の一つに記載の半導体デバイス。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803012430 DE3012430A1 (de) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Planare halbleiteranordnung mit erhoehter durchbruchsspannung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56155567A JPS56155567A (en) | 1981-12-01 |
JPH0319712B2 true JPH0319712B2 (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=6098858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4713081A Granted JPS56155567A (en) | 1980-03-31 | 1981-03-30 | Semiconductor device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0037115B1 (ja) |
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