JPH0883918A - Semiconductor device - Google Patents
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- JPH0883918A JPH0883918A JP24188894A JP24188894A JPH0883918A JP H0883918 A JPH0883918 A JP H0883918A JP 24188894 A JP24188894 A JP 24188894A JP 24188894 A JP24188894 A JP 24188894A JP H0883918 A JPH0883918 A JP H0883918A
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗性フィールドプレ
ートを有する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 having a resistive field plate.
【0002】[0002]
【従来の技術】プレーナ型半導体装置では逆バイアスを
印加したとき、PN接合の周辺部分(わん曲部分)の耐
圧がPN接合の中央部分(平面部分)の耐圧に比べて低
いことが知られている。これはPN接合の周辺部分に電
界集中が生じ易いためであり、高耐圧化が困難な要因と
なっている。かかる問題を解決する手段として、特開昭
58−53860号公報等には抵抗性フィールドプレー
トを備えた高耐圧化構造が開示されている。この高耐圧
化構造を採用した高耐圧ダイオードは、図1に示すよう
にN+ 型半導体領域1、N型半導体領域2、P型半導体
領域3及びN+ 型半導体領域4を備えたシリコン又は化
合物半導体(例えばGaAs)等の半導体基板5と、半
導体基板5の一方の主面に形成された絶縁膜6の開口を
通じてそれぞれP型半導体領域3及びN+ 型半導体領域
4に電気的に接続された金属膜(低抵抗導電膜)から成
るアノード電極7及びEQR(等電位リング)電極8
と、アノード電極7とEQR電極8の間を橋渡しするよ
うに形成された抵抗性導電膜9と、半導体基板5の他方
の主面に形成された金属膜(低抵抗導電膜)から成るカ
ソード電極10を有する。ここで、N+ 型半導体領域1
及びN型半導体領域2はダイオードのカソード領域であ
り、N型半導体領域2よりも抵抗率の低いP型半導体領
域3はアノード領域である。抵抗性導電膜9はシート抵
抗が106 〜1014Ω/□程度のものである。この抵抗
性導電膜9は、アノード電極7とEQR電極8の間に位
置する絶縁膜6の上面全体に形成されており、アノード
電極7を環状に包囲し、所謂抵抗性フィールドプレート
として機能してPN接合の周辺の耐圧向上に寄与する。2. Description of the Related Art In a planar semiconductor device, it is known that when a reverse bias is applied, the breakdown voltage of the peripheral portion (bent portion) of the PN junction is lower than the breakdown voltage of the central portion (planar portion) of the PN junction. There is. This is because electric field concentration is likely to occur in the peripheral portion of the PN junction, which makes it difficult to increase the breakdown voltage. As means for solving such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 58-53860 discloses a high breakdown voltage structure including a resistive field plate. A high breakdown voltage diode adopting this high breakdown voltage structure is a silicon or compound having an N + type semiconductor region 1, an N type semiconductor region 2, a P type semiconductor region 3 and an N + type semiconductor region 4 as shown in FIG. A semiconductor substrate 5 such as a semiconductor (for example, GaAs) is electrically connected to the P-type semiconductor region 3 and the N + -type semiconductor region 4, respectively, through an opening of an insulating film 6 formed on one main surface of the semiconductor substrate 5. Anode electrode 7 and EQR (equipotential ring) electrode 8 made of a metal film (low resistance conductive film)
And a resistive conductive film 9 formed to bridge between the anode electrode 7 and the EQR electrode 8, and a metal film (low-resistance conductive film) formed on the other main surface of the semiconductor substrate 5. Have 10. Here, the N + type semiconductor region 1
The N-type semiconductor region 2 is a cathode region of the diode, and the P-type semiconductor region 3 having a lower resistivity than the N-type semiconductor region 2 is an anode region. The resistive conductive film 9 has a sheet resistance of about 10 6 to 10 14 Ω / □. The resistive conductive film 9 is formed on the entire upper surface of the insulating film 6 located between the anode electrode 7 and the EQR electrode 8, surrounds the anode electrode 7 in a ring shape, and functions as a so-called resistive field plate. It contributes to the improvement of the breakdown voltage around the PN junction.
【0003】図1のダイオードにおいて、N型半導体領
域2とP型半導体領域3によって形成されるPN接合1
1が逆方向バイアス状態となるように、アノ−ド、カソ
−ド電極7、10間に電圧を印加すると、抵抗性導電膜
9にN+ 型半導体領域4との接続側(外周側)からアノ
ード電極7との接続側(内周側)に向って微少電流が流
れる。このため、抵抗性導電膜9にはこの微少電流に基
づく電圧降下によってN+ 型半導体領域4側からアノー
ド電極7側に向ってその電位が線形的(直線的)に減少
する電位勾配が生じる。この結果、抵抗性導電膜9はそ
の電位が線形に変化したフィールドプレートとして機能
し、PN接合11に隣接して生成させる空乏層12を良
好に広げ、PN接合周辺部分の電界集中を緩和させ、耐
圧向上に寄与する。In the diode of FIG. 1, a PN junction 1 formed by an N-type semiconductor region 2 and a P-type semiconductor region 3 is formed.
When a voltage is applied between the anode and cathode electrodes 7 and 10 so that 1 is in the reverse bias state, the resistive conductive film 9 is connected to the N + type semiconductor region 4 from the connection side (outer peripheral side). A minute current flows toward the connection side (inner peripheral side) with the anode electrode 7. Therefore, in the resistive conductive film 9, a voltage gradient based on this minute current causes a potential gradient in which the potential decreases linearly (linearly) from the N + type semiconductor region 4 side toward the anode electrode 7 side. As a result, the resistive conductive film 9 functions as a field plate whose potential changes linearly, satisfactorily expands the depletion layer 12 generated adjacent to the PN junction 11, and relaxes the electric field concentration in the peripheral portion of the PN junction. It contributes to the improvement of breakdown voltage.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ダイオード
を図1の構造とすれば、ある程度の耐圧向上効果を得る
ことができるが、十分満足できるレベルの耐圧向上効果
を得ることは困難であった。これは、抵抗性導電膜9の
電位が線形に変化したフィールドプレートであるので、
PN接合11に隣接して生成される空乏層12の広がり
が、電界集中を十分に弱めることが不可能なためであ
る。この種の問題はショットキバリア半導体装置におい
ても生じる。By the way, if the diode has the structure shown in FIG. 1, it is possible to obtain a certain degree of withstand voltage improving effect, but it is difficult to obtain a sufficiently satisfactory withstand voltage improving effect. Since this is a field plate in which the potential of the resistive conductive film 9 changes linearly,
This is because the expansion of the depletion layer 12 formed adjacent to the PN junction 11 cannot sufficiently weaken the electric field concentration. This kind of problem also occurs in a Schottky barrier semiconductor device.
【0005】そこで、本発明の目的は、耐圧向上を十分
に図ることができる半導体装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of sufficiently improving the breakdown voltage.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明は、実質的に平坦な表面を有すると共に第1及
び第2の半導体領域を含み、前記第1の半導体領域は前
記表面に露出する部分を有すると共に第1の導電型を有
し、前記第2の半導体領域は前記表面に露出する部分を
有するように前記第1の半導体領域の中に島状に配置さ
れていると共に前記第1の導電型と反対の第2の導電型
を有している半導体基体と、前記第2の半導体領域に直
接又は間接に接続された第1の電極と、前記第1の半導
体領域に直接又は間接に接続された第2の電極と、前記
第1の電極を囲むように前記半導体基体の表面上に形成
された絶縁膜と、前記第2の半導体領域を囲む前記第1
の半導体領域の表面に対向するように前記絶縁膜上に配
置され、且つその内周側部分が前記第1の電極に接続さ
れ、その外周側部分が前記第1の半導体領域に接続され
ている抵抗性導電膜とを備えた半導体装置において、前
記抵抗性導電膜の前記内周側部分のシート抵抗が前記外
周側部分のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする半
導体装置に係わるものである。なお、請求項2に示すよ
うにショットキバリア半導体装置においても請求項1と
同様にシ−ト抵抗を変えることができる。また、請求項
3に示すように抵抗性導電膜の厚さを変えてシ−ト抵抗
を変えることができる。The present invention for solving the above-mentioned problems has a first and a second semiconductor region having a substantially flat surface, and the first semiconductor region is formed on the surface. The second semiconductor region has an exposed portion and has a first conductivity type, and the second semiconductor region is arranged in an island shape in the first semiconductor region so as to have an exposed portion on the surface. A semiconductor substrate having a second conductivity type opposite to the first conductivity type; a first electrode directly or indirectly connected to the second semiconductor region; and a first electrode directly connected to the first semiconductor region. Alternatively, a second electrode that is indirectly connected, an insulating film that is formed on the surface of the semiconductor substrate so as to surround the first electrode, and the first electrode that surrounds the second semiconductor region.
Of the semiconductor region is arranged on the insulating film so as to face the surface of the semiconductor region, the inner peripheral side portion thereof is connected to the first electrode, and the outer peripheral side portion thereof is connected to the first semiconductor region. The present invention relates to a semiconductor device including a resistive conductive film, wherein a sheet resistance of the inner peripheral side portion of the resistive conductive film is smaller than a sheet resistance of the outer peripheral side portion. Incidentally, in the Schottky barrier semiconductor device as shown in claim 2, the sheet resistance can be changed as in the case of claim 1. Further, as described in claim 3, the sheet resistance can be changed by changing the thickness of the resistive conductive film.
【0007】[0007]
【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、抵抗
性導電膜の内周側部分における内周から外周に向う方向
における電位変化率が外周側部分のそれよりも小さくな
り、pn接合又はショットキバリアに基づく空乏層と抵
抗性フィールドプレート作用による空乏層との境界部分
がなだらかになり、耐圧が十分に高くなる。請求項3の
発明によれば、シート抵抗の異なる領域を容易に形成す
ることができる。According to the invention of each claim, the potential change rate in the direction from the inner circumference to the outer circumference in the inner peripheral side portion of the resistive conductive film is smaller than that in the outer peripheral side portion, and the pn junction is formed. Alternatively, the boundary between the depletion layer based on the Schottky barrier and the depletion layer due to the resistive field plate action becomes gentle, and the breakdown voltage becomes sufficiently high. According to the invention of claim 3, regions having different sheet resistances can be easily formed.
【0008】[0008]
【第1の実施例】次に、本発明の第1の実施例に係わる
抵抗性フィールドプレートを備えた高耐圧プレーナ型ダ
イオードについて図2及び図3を参照して説明する。但
し、図2及び図3に示すように、本実施例のダイオード
は抵抗性フィールドプレート構造を除いて従来例を示す
図1のダイオードと同じであるので、同一部分について
は同一の符号を付してその説明を省略する。First Embodiment Next, a high breakdown voltage planar type diode having a resistive field plate according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, as shown in FIGS. 2 and 3, the diode of this embodiment is the same as the diode of FIG. 1 showing the conventional example except for the resistive field plate structure, and therefore, the same parts are designated by the same reference numerals. And its description is omitted.
【0009】本実施例のダイオードの抵抗性フィールド
プレートとしての抵抗性導電膜9は、環状に形成された
第1、第2及び第3の膜13、14、15から成る。第
1〜第3の膜13〜15のそれぞれは、例えばSIPO
S(Semi Insulallng Polystallnc Sllicon)と呼ば
れている酸素が添加された半絶縁性の多結晶シリコン膜
から成る抵抗性導電膜である。第1〜第3の膜13〜1
5の抵抗率は実質的に同一であり、またそれぞれの膜厚
T1 、T2 、T3 はT1 =2T2 =2T3 に設定されて
いる。The resistive conductive film 9 as the resistive field plate of the diode of this embodiment is composed of first, second and third films 13, 14 and 15 formed in a ring shape. Each of the first to third films 13 to 15 is, for example, SIPO.
It is a resistive conductive film called S (Semi Insulallng Polystallnc Sllicon) made of oxygen-added semi-insulating polycrystalline silicon film. First to third films 13 to 1
The resistivities of No. 5 are substantially the same, and the film thicknesses T1, T2 and T3 are set to T1 = 2T2 = 2T3.
【0010】第1の膜13は絶縁膜6を介してPN接合
11に隣接するN型半導体領域2の主面に対向する領域
を有するように形成され且つ電極7を環状に囲むように
配置されていると共に電極7に接続されている。第2の
膜14は第1の膜14よりも外周側において絶縁膜6の
上に配置されていると共に第1の膜13の上にも配置さ
れ、且つ電極7に接続されている。第3の膜15は第2
の膜14の外周側において絶縁膜6の上に配置されてい
ると共に第2の膜14の上にも配置され且つ電極7及び
EQR電極8に接続されている。The first film 13 is formed to have a region facing the main surface of the N-type semiconductor region 2 adjacent to the PN junction 11 with the insulating film 6 interposed therebetween, and is arranged so as to surround the electrode 7 in a ring shape. It is also connected to the electrode 7. The second film 14 is arranged on the outer peripheral side of the first film 14 on the insulating film 6 and also on the first film 13 and is connected to the electrode 7. The third film 15 is the second
Is disposed on the outer peripheral side of the film 14 on the insulating film 6 and also on the second film 14 and is connected to the electrode 7 and the EQR electrode 8.
【0011】第1〜第3の膜13〜15の組み合せから
成る抵抗性導電膜9は、アノード電極7から外周に向う
方向において、第1、第2及び第3の膜13、14、1
5が積層された内周側部分L1 と、第2及び第3の膜1
4、15が積層された中間部分L2 と、第3の膜15の
みの外周側部分L3 とに分けることができる。第1〜第
3の膜13〜15は実質的に同一の抵抗率を有するの
で、第1〜第3の膜13〜15を合せて1つの膜と見な
すことができる。この様に1つの膜とみなした場合にお
いて、厚さは内周側部分L1 、中間部分L2 、外周側部
分L3 の順に薄くなり、シート抵抗は内周側部分L1 、
中間部分L2 、外周側部分L3 の順に大きくなる。ま
た、この実施例では、内周側部分L1 と中間部分L2 と
外周側部分L3 とにおける内周側から外周側に向う方向
の幅が互いに同一になるように設定されており、それぞ
れ約40μmである。なお、ここではアノード電極7と
EQR電極8との間において厚さが3段階に変化してい
る領域を内周側領域L1 、中間領域L2 、外周側領域L
3 と定義している。The resistive conductive film 9 composed of a combination of the first to third films 13 to 15 is formed in the direction from the anode electrode 7 toward the outer periphery of the first, second and third films 13, 14 and 1.
Inner peripheral part L1 in which 5 is laminated, and second and third films 1
It can be divided into an intermediate portion L2 in which 4 and 15 are laminated and an outer peripheral portion L3 of only the third film 15. Since the first to third films 13 to 15 have substantially the same resistivity, the first to third films 13 to 15 can be regarded as one film together. In this way, when regarded as one film, the thickness becomes thinner in the order of the inner peripheral side portion L1, the intermediate portion L2, and the outer peripheral side portion L3, and the sheet resistance becomes the inner peripheral side portion L1,
The intermediate portion L2 and the outer peripheral side portion L3 become larger in this order. Further, in this embodiment, the inner peripheral side portion L1, the intermediate portion L2 and the outer peripheral side portion L3 are set to have the same width in the direction from the inner peripheral side to the outer peripheral side, each of which is about 40 μm. is there. Here, the regions where the thickness is changed in three steps between the anode electrode 7 and the EQR electrode 8 are the inner peripheral region L1, the intermediate region L2, and the outer peripheral region L.
It is defined as 3.
【0012】次に、図1のダイオードの製造方法を図3
を参照して説明する。まず、図3(A)に示すように、
N+ 型半導体領域1、N型半導体領域2、平面形状四角
形のP型半導体領域3及び環状のN+ 型半導体領域4を
備えた平面形状四角形の半導体基板5を用意する。半導
体基板5の上面にはシリコン酸化膜から成る絶縁膜6が
形成されている。なお、絶縁膜6はP型半導体領域3及
びN+型半導体領域4を拡散で形成するときにマスクと
して使用された肉厚部分とこの拡散のときに形成された
肉薄部分とから構成されるが、図では便宜上厚さ均一と
している。Next, a method of manufacturing the diode of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to. First, as shown in FIG.
A plane-shaped quadrilateral semiconductor substrate 5 including the N + type semiconductor region 1, the N-type semiconductor region 2, the plane-shaped quadrangular P-type semiconductor region 3, and the ring-shaped N + type semiconductor region 4 is prepared. An insulating film 6 made of a silicon oxide film is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 5. The insulating film 6 is composed of a thick portion used as a mask when the P type semiconductor region 3 and the N + type semiconductor region 4 are formed by diffusion and a thin portion formed at the time of diffusion. In the figure, the thickness is made uniform for convenience.
【0013】次に、半導体基板5の上面全体にSIPO
S膜を例えばCVD(Chemical Vapor Deposition )
法によって形成する。このSIPOS膜のシート抵抗
は、CVDを行う際に炉内に導入する酸素量等をコント
ロールすることによって所望に設定することが可能であ
り、本実施例では約1×1010Ω/□とした。続いて、
図3(B)に示すように、このSIPOS膜にエッチン
グを施して絶縁膜6上の一部に環状の第1の膜13を形
成する。第1の膜13は、平面的に見てP型半導体領域
3の外縁に一部重なり且つこれを包囲するように環状形
状に形成されている。Next, the SIPO is formed on the entire upper surface of the semiconductor substrate 5.
The S film is formed, for example, by CVD (Chemical Vapor Deposition)
Form by the method. The sheet resistance of this SIPOS film can be set as desired by controlling the amount of oxygen introduced into the furnace during CVD, and in this embodiment, it is set to about 1 × 10 10 Ω / □. . continue,
As shown in FIG. 3B, the SIPOS film is etched to form an annular first film 13 on a part of the insulating film 6. The first film 13 is formed in an annular shape so as to partially overlap with and surround the outer edge of the P-type semiconductor region 3 when seen in a plan view.
【0014】次に、この第1の膜13の上面及び絶縁膜
6の上面全体にシート抵抗2×1010Ω/□のSIPO
S膜を第1の膜13と同様にCVD法によって形成す
る。続いて、図3(C)に示すように、このSIPOS
膜にエッチングを施して第2の膜14を形成する。第2
の膜14は第1の膜13の上面に配置された部分と第1
の膜13よりも外側に延在して絶縁膜6を介してN型半
導体領域2と対向している部分とを有する。この第2の
膜14も平面的に見て環状形状となっており、この内側
縁部は第1の膜13の内側縁部よりも外側に位置してい
る。Next, SIPO having a sheet resistance of 2 × 10 10 Ω / □ is formed on the entire upper surface of the first film 13 and the insulating film 6.
Like the first film 13, the S film is formed by the CVD method. Then, as shown in FIG.
The film is etched to form the second film 14. Second
The film 14 of the first film 13 and the part arranged on the upper surface of the first film 13
And a portion facing the N-type semiconductor region 2 with the insulating film 6 interposed therebetween. The second film 14 also has an annular shape when seen in a plan view, and the inner edge portion is located outside the inner edge portion of the first film 13.
【0015】次に、第1及び第2の膜13、14の上面
及び絶縁膜6の上面全体にシート抵抗2×1010Ω/□
のSIPOS膜をCVD法によって形成する。続いて、
このSIPOS膜に図3(D)に示すようにエッチング
を施して第3の膜15を形成する。第3の膜15は、第
2の膜14の上面に配置された部分と第2の膜14より
も外側に延在して絶縁膜6を介してN型半導体領域2及
びN+ 型半導体領域4に対向している。この第3の膜1
5も平面的に見て環状に形成され、この内周側縁部は第
2の膜14よりも外側に位置している。Next, a sheet resistance of 2 × 10 10 Ω / □ is formed on the upper surfaces of the first and second films 13 and 14 and the entire upper surface of the insulating film 6.
The SIPOS film is formed by the CVD method. continue,
This SIPOS film is etched as shown in FIG. 3D to form a third film 15. The third film 15 extends to the portion disposed on the upper surface of the second film 14 and outside the second film 14, and the N-type semiconductor region 2 and the N + -type semiconductor region are provided with the insulating film 6 interposed therebetween. Facing 4 This third membrane 1
5 is also formed in an annular shape when seen in a plan view, and the inner peripheral side edge portion is located outside the second film 14.
【0016】最後に、絶縁膜6に開口6a、6bを形成
し、半導体基板5の上面にAl等の金属を真空蒸着した
後にこれにエッチングを施してこの開口を通じてP型半
導体領域3及びN+ 型半導体領域4に接触するアノード
電極7及びEQR電極8を図2に示すように形成する。
アノード電極7は第1〜第3の膜13〜15の内周端縁
に電気的に接続され、且つPN接合11の外周縁よりも
外側においてN型半導体領域2に対向する部分を有する
ように第1〜第3の膜13〜15の上に延在している。
EQR電極8は第3の膜15の外周側の端部に電気的に
接続されている。結果として、第1〜第3の膜13〜1
5によって構成される抵抗性導電膜から成る抵抗性フィ
ールドプレートはアノード電極7とEQR電極8の間に
橋渡し状に形成されている。また、半導体基板5の下面
には、Al等の金属を真空蒸着してN+ 型半導体領域1
に接触するカソード電極10を形成する。Finally, openings 6a and 6b are formed in the insulating film 6, and a metal such as Al is vacuum-deposited on the upper surface of the semiconductor substrate 5 and is then etched to form the P-type semiconductor regions 3 and N +. An anode electrode 7 and an EQR electrode 8 which are in contact with the type semiconductor region 4 are formed as shown in FIG.
The anode electrode 7 is electrically connected to the inner peripheral edges of the first to third films 13 to 15 and has a portion facing the N-type semiconductor region 2 outside the outer peripheral edge of the PN junction 11. It extends on the first to third films 13 to 15.
The EQR electrode 8 is electrically connected to the outer peripheral end of the third film 15. As a result, the first to third films 13 to 1
The resistive field plate composed of the resistive conductive film 5 is formed between the anode electrode 7 and the EQR electrode 8 in a bridge shape. In addition, a metal such as Al is vacuum-deposited on the lower surface of the semiconductor substrate 5 to form an N + type semiconductor region 1.
A cathode electrode 10 is formed in contact with.
【0017】本実施例のダイオードのPN接合11を逆
バイアスするような電圧をアノード電極7とカソード電
極10との間に印加すると、従来例のダイオードと同様
にPN接合11から空乏層が広がる。また、第1〜第3
の膜13〜15から成る抵抗性フィールドプレートにE
QR電極8からアノード電極7に向って微少電流が流
れ、基板5の横方向にこれに基づく電位勾配が形成され
る。ここで、第1〜第3の膜13〜15の組み合せから
成る抵抗性フィールドプレート即ち抵抗性導電膜9は、
その層厚がアノード電極7からEQR電極8に向って3
段階に減少し且つ第1〜第3の膜13〜15の抵抗率が
同一である。この結果、抵抗性フィールドプレート即ち
抵抗性絶縁膜9の層抵抗(シート抵抗)は、アノード電
極7からEQR電極8に向って3段階に増加している。
内周側部分L1 と中間部分L2 と外周側部分L3 のシー
ト抵抗R1 、R2 、R3 の比は1:2:4である。これ
により、図4の特性線Aに示すように電位勾配はアノー
ド電極7側で緩やか、外側で急峻となり、点線で示す従
来の電位勾配に比べて電界集中をより弱める形状の空乏
層を形成することができる。このため、従来例よりも耐
圧向上効果が顕著に得られる。When a voltage that reverse-biases the PN junction 11 of the diode of this embodiment is applied between the anode electrode 7 and the cathode electrode 10, the depletion layer spreads from the PN junction 11 as in the case of the conventional diode. Also, the first to the third
E on the resistive field plate consisting of the membranes 13-15 of
A minute current flows from the QR electrode 8 toward the anode electrode 7, and a potential gradient based on the minute current is formed in the lateral direction of the substrate 5. Here, the resistive field plate, that is, the resistive conductive film 9 formed of the combination of the first to third films 13 to 15 is
The layer thickness is 3 from the anode electrode 7 to the EQR electrode 8.
And the resistivity of the first to third films 13 to 15 is the same. As a result, the layer resistance (sheet resistance) of the resistive field plate, that is, the resistive insulating film 9 increases in three steps from the anode electrode 7 to the EQR electrode 8.
The ratio of the sheet resistances R1, R2 and R3 of the inner peripheral portion L1, the intermediate portion L2 and the outer peripheral portion L3 is 1: 2: 4. As a result, the potential gradient becomes gentle on the anode electrode 7 side and steep on the outside as shown by the characteristic line A in FIG. be able to. Therefore, the effect of improving the breakdown voltage can be obtained more remarkably than the conventional example.
【0018】[0018]
【第2の実施例】次に、図5(A)〜(E)を参照して
第2の実施例のダイオード及びその製造方法を説明す
る。但し、図5(A)〜(E)において図1及び図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。[Second Embodiment] Next, a diode according to a second embodiment and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS. However, in FIGS. 5A to 5E, substantially the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0019】第2の実施例のダイオードは、図5(E)
に示すように抵抗性導電膜9を、厚さは同一であるが抵
抗率の異なる3つの領域の組み合せで構成したものであ
る。The diode of the second embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the resistive conductive film 9 is composed of a combination of three regions having the same thickness but different resistivities.
【0020】図5(E)のダイオードを形成するために
は、まず、第1の実施例を示す図3(A)と同一のもの
を用意し、図5(A)に示すようにSiOから成る絶縁
膜6の上面全体にTi(チタン)膜20を蒸着によって
形成する。In order to form the diode of FIG. 5E, first, the same one as that of FIG. 3A showing the first embodiment is prepared, and as shown in FIG. A Ti (titanium) film 20 is formed on the entire upper surface of the insulating film 6 formed by vapor deposition.
【0021】次に、Ti膜20上にAl(アルミニウ
ム)を蒸着し、これを所定パターンにエッチングして図
5(B)に示すAl(アルミニウム)から成る金属マス
ク21を基板5の中央領域上に形成する。即ち、P型半
導体領域3とこの周辺のN型半導体領域2の一部を覆う
ように金属マスク21を形成する。次に、金属マスク2
1を設けたものを酸化性雰囲気(空気)中で300℃、
30分間の加熱処理することによって金属マスク21の
外周側のTi膜を軽く酸化してTiOx (但しxは2よ
りも小さい数値)のTi酸化物領域22を形成する。こ
のTi酸化物領域22はN+ 型半導体領域4とこれより
も内側のN型半導体領域2の一部とに対して絶縁膜6を
介して対向している。Next, Al (aluminum) is vapor-deposited on the Ti film 20, and this is etched into a predetermined pattern to form a metal mask 21 made of Al (aluminum) shown in FIG. To form. That is, the metal mask 21 is formed so as to cover the P-type semiconductor region 3 and a part of the N-type semiconductor region 2 around the P-type semiconductor region 3. Next, the metal mask 2
1 is provided in an oxidizing atmosphere (air) at 300 ° C.,
The Ti film on the outer peripheral side of the metal mask 21 is lightly oxidized by heat treatment for 30 minutes to form a Ti oxide region 22 of TiOx (where x is a value smaller than 2). The Ti oxide region 22 opposes the N + type semiconductor region 4 and a part of the N type semiconductor region 2 inside the N + type semiconductor region 4 with the insulating film 6 interposed therebetween.
【0022】次に、金属マスク21の外周部分をエッチ
ングで除去してTi膜20の一部を環状に露出させ、酸
化性雰囲気(空気)中で275℃、25分間の熱処理を
施して図5(C)に示すTi酸化物領域23を環状に形
成する。Next, the outer peripheral portion of the metal mask 21 is removed by etching to expose a part of the Ti film 20 in a ring shape, and a heat treatment is performed at 275 ° C. for 25 minutes in an oxidizing atmosphere (air), and then, as shown in FIG. The Ti oxide region 23 shown in (C) is formed in a ring shape.
【0023】次に、図5(C)の金属マスク21を除去
して酸化性雰囲気(空気)中で200℃、10分間熱処
理を施して図5(D)に示すTi酸化物領域24を形成
する。Next, the metal mask 21 of FIG. 5C is removed, and heat treatment is performed at 200 ° C. for 10 minutes in an oxidizing atmosphere (air) to form a Ti oxide region 24 shown in FIG. 5D. To do.
【0024】次に、Ti酸化物領域22及び24を図5
(E)に示すようにエッチングし、更に、絶縁膜6もエ
ッチングし、Alから成る金属アノード電極7、EQR
電極8及びカソード電極10を形成する。Next, the Ti oxide regions 22 and 24 are formed in FIG.
Etching is performed as shown in (E), and the insulating film 6 is also etched to form a metal anode electrode 7 made of Al and an EQR.
The electrode 8 and the cathode electrode 10 are formed.
【0025】図5(E)に示す完成したダイオードは、
図2の第1の実施例のダイオードとの比較から明らかな
ように抵抗性導電膜9の構成のみにおいて図2と相違
し、その他は同一に構成されている。図5(E)の抵抗
性導電膜9は、シート抵抗の異なる3つのTi酸化物領
域22、23、24から成る。環状の外周側部分として
のTi酸化物領域22はN+ 型半導体領域4の一部とこ
れよりも内周側のN型半導体領域2の一部との上に絶縁
膜6を介して配置され、EQR電極8に接続されてい
る。環状の中間部分としてのTi酸化物領域23はN型
半導体領域2の上に絶縁膜6を介して配置されている。
環状の内周側部分としてのTi酸化物領域24はN型半
導体領域2とP型半導体領域3の一部の上に絶縁膜6を
介して配置され、アノード電極7に接続されている。互
いに電気的に接続された3つのTi酸化物領域22、2
3、24は酸化の程度が異なり、外周側のTi酸化物領
域22が最も強く酸化されているので最も大きなシート
抵抗及び抵抗率を有する。内周側のTi酸化物領域24
は最も弱く酸化されているので最も小さいシート抵抗及
び抵抗率を有する。中間部分のTi酸化物領域23は2
つの領域22、24の中間の酸化程度であり、シート抵
抗及び抵抗率も中間の値を有する。従って、図5(E)
の抵抗性導電膜9によるフィールドプレート効果は図2
のそれと実質的に同一である。The completed diode shown in FIG.
As is clear from comparison with the diode of the first embodiment of FIG. 2, only the configuration of the resistive conductive film 9 is different from that of FIG. 2, and the other configurations are the same. The resistive conductive film 9 of FIG. 5E is composed of three Ti oxide regions 22, 23 and 24 having different sheet resistances. The Ti oxide region 22 as the outer peripheral side portion of the annular shape is arranged on a part of the N + type semiconductor region 4 and a part of the N type semiconductor region 2 on the inner peripheral side with the insulating film 6 interposed therebetween. , EQR electrodes 8 are connected. The Ti oxide region 23 as the annular intermediate portion is arranged on the N-type semiconductor region 2 with the insulating film 6 interposed therebetween.
The Ti oxide region 24 as the annular inner peripheral side portion is arranged on a part of the N-type semiconductor region 2 and the P-type semiconductor region 3 with the insulating film 6 interposed therebetween and is connected to the anode electrode 7. Three Ti oxide regions 22, 2 electrically connected to each other
Nos. 3 and 24 have different degrees of oxidation, and the Ti oxide region 22 on the outer peripheral side is most strongly oxidized, and thus has the largest sheet resistance and resistivity. Ti oxide region 24 on the inner peripheral side
Has the lowest sheet resistance and resistivity since it is the weakest oxidized. The Ti oxide region 23 in the middle portion is 2
The degree of oxidation is intermediate between the two regions 22 and 24, and the sheet resistance and resistivity also have intermediate values. Therefore, FIG. 5 (E)
The field plate effect due to the resistive conductive film 9 of FIG.
Is substantially the same as that of.
【0026】図5の実施例は1つのTi膜20に基づい
てシート抵抗の異なる領域を形成するので、抵抗性導電
膜9の形成方法が容易であるという利点を有する。The embodiment of FIG. 5 has an advantage that the method of forming the resistive conductive film 9 is easy because the regions having different sheet resistances are formed based on one Ti film 20.
【0027】[0027]
【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に示すように図5(E)に示したダイオー
ドの3つのTi酸化物領域22、23、24の間にEQ
R金属電極31、32を設けてもよい。これにより、電
位分布の均一化を図ることができる。 (2) 図5(A)においてTi膜20を形成する前に
P型半導体領域3上の絶縁膜6に開口を形成し、Ti膜
20をP型半導体領域3に接触するように形成し、これ
を図6に示すようにAlのアノード電極7の下に残存さ
せてもよい。これにより、抵抗性導電膜9とアノード電
極7との電気的接続が良好に達成される。 (3) 図7に示すように抵抗性導電膜6の厚さをアノ
ード電極7からEQR電極8に向って徐々に又は段階的
に薄く形成し、内周側部分のシート抵抗を小さくし、外
周側部分のシート抵抗を大きくすることができる。 (4) 図8に示すように図2のダイオードからP型半
導体領域3を省き、N型半導体領域2にショットキバリ
ア作用を生じさせることができる電極7aを接触させ、
この電極7aとEQR8との間に図2と同様の抵抗性導
電膜9を設けることができる。なお、図5(E)、図
6、図7のダイオードからP型半導体領域3を省いてシ
ョットキバリアダイオードとすることができる。 (5) 抵抗性導電膜9のシート抵抗を好ましくは10
6 〜1014Ω/□の範囲中で変化させることができる。
また抵抗性導電膜9をSIPOS、Ti酸化物以外の抵
抗材料で形成することができる。 (6) EQR電極8を省いて抵抗性導電膜9をN+ 型
半導体領域4に接続すること、又はEQR電極8とN+
型半導体領域4を省いて抵抗性導電膜の外周端部分をN
型半導体領域2に接続することができる。 (7) トランジスタ、IC等にも本発明を適用でき
る。[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) EQ between the three Ti oxide regions 22, 23, 24 of the diode shown in FIG. 5E as shown in FIG.
R metal electrodes 31 and 32 may be provided. Thereby, the potential distribution can be made uniform. (2) In FIG. 5A, an opening is formed in the insulating film 6 on the P-type semiconductor region 3 before the Ti film 20 is formed, and the Ti film 20 is formed so as to be in contact with the P-type semiconductor region 3. This may be left under the Al anode electrode 7 as shown in FIG. As a result, good electrical connection between the resistive conductive film 9 and the anode electrode 7 is achieved. (3) As shown in FIG. 7, the thickness of the resistive conductive film 6 is gradually or gradually reduced from the anode electrode 7 to the EQR electrode 8 to reduce the sheet resistance on the inner peripheral side portion and to reduce the outer peripheral portion. The sheet resistance of the side portion can be increased. (4) As shown in FIG. 8, the P-type semiconductor region 3 is omitted from the diode of FIG. 2, and the N-type semiconductor region 2 is brought into contact with an electrode 7a capable of producing a Schottky barrier action,
A resistive conductive film 9 similar to that shown in FIG. 2 can be provided between the electrode 7a and the EQR 8. The P-type semiconductor region 3 can be omitted from the diodes of FIGS. 5E, 6 and 7 to form a Schottky barrier diode. (5) The sheet resistance of the resistive conductive film 9 is preferably 10
It can be changed within the range of 6 to 10 14 Ω / □.
Further, the resistive conductive film 9 can be formed of a resistance material other than SIPOS and Ti oxide. (6) Connecting the resistive conductive film 9 to the N + type semiconductor region 4 by omitting the EQR electrode 8, or the EQR electrode 8 and the N +
The semiconductor region 4 is omitted and the outer peripheral edge portion of the resistive conductive film is
It can be connected to the type semiconductor region 2. (7) The present invention can be applied to transistors, ICs and the like.
【図1】従来の抵抗性フィールドプレートを有するダイ
オードを示す中央縦断面図である。FIG. 1 is a central longitudinal sectional view showing a diode having a conventional resistive field plate.
【図2】本発明の第1の実施例の抵抗性フィールドプレ
ートを有するダイオードを示す中央縦断面図である。FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing a diode having a resistive field plate according to the first embodiment of the present invention.
【図3】第1の実施例のダイオードを製造工程順に示す
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the diode of the first embodiment in the order of manufacturing steps.
【図4】第1の実施例のダイオードの電位変化を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing a potential change of a diode of the first embodiment.
【図5】第2の実施例のダイオードを製造工程順に示す
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the diode of the second embodiment in the order of manufacturing steps.
【図6】変形例のダイオードを示す中央縦断面図であ
る。FIG. 6 is a central vertical sectional view showing a diode of a modified example.
【図7】別の変形例のダイオードを示す中央縦断面図で
ある。FIG. 7 is a central longitudinal sectional view showing a diode of another modification.
【図8】更に別の変形例のショットキダイオードを示す
中央縦断面図である。FIG. 8 is a central vertical cross-sectional view showing a Schottky diode of another modification.
6 絶縁膜 7 アノード電極 8 EQR電極 9 抵抗性導電膜 13、14、15 第1、第2及び第3の膜 6 Insulating Film 7 Anode Electrode 8 EQR Electrode 9 Resistive Conductive Film 13, 14, 15 First, Second and Third Films
Claims (3)
及び第2の半導体領域を含み、前記第1の半導体領域は
前記表面に露出する部分を有すると共に第1の導電型を
有し、前記第2の半導体領域は前記表面に露出する部分
を有するように前記第1の半導体領域の中に島状に配置
されていると共に前記第1の導電型と反対の第2の導電
型を有している半導体基体と、 前記第2の半導体領域に直接又は間接に接続された第1
の電極と、 前記第1の半導体領域に直接又は間接に接続された第2
の電極と、 前記第1の電極を囲むように前記半導体基体の表面上に
形成された絶縁膜と、 前記第2の半導体領域を囲む前記第1の半導体領域の表
面に対向するように前記絶縁膜上に配置され、且つその
内周側部分が前記第1の電極に接続され、その外周側部
分が前記第1の半導体領域に接続されている抵抗性導電
膜とを備えた半導体装置において、 前記抵抗性導電膜の前記内周側部分のシート抵抗が前記
外周側部分のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする
半導体装置。1. A first having a substantially flat surface and
And a second semiconductor region, wherein the first semiconductor region has a portion exposed to the surface and has a first conductivity type, and the second semiconductor region has a portion exposed to the surface. A semiconductor substrate arranged in an island shape in the first semiconductor region and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, and directly or in the second semiconductor region. First connected indirectly
Electrode and a second electrode directly or indirectly connected to the first semiconductor region.
Electrode, an insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate so as to surround the first electrode, and the insulation so as to face the surface of the first semiconductor region that surrounds the second semiconductor region. A semiconductor device comprising: a resistive conductive film which is arranged on a film, an inner peripheral portion of which is connected to the first electrode, and an outer peripheral portion of which is connected to the first semiconductor region, A semiconductor device, wherein the sheet resistance of the inner peripheral side portion of the resistive conductive film is smaller than the sheet resistance of the outer peripheral side portion.
と、 前記半導体基体の前記表面上に形成され且つショットキ
バリアを生じさせることができる材料から成る第1の電
極と、 前記半導体基体にオーミック接合された第2の電極と、 前記第1の電極を囲むように前記半導体基体の表面上に
形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上に配置され、且つその内周側部分が前記第
1の電極に接続され、その外周側部分が前記半導体基体
に接続されている抵抗性導電膜とを備えた半導体装置に
おいて、 前記抵抗性導電膜の前記内周側部分のシート抵抗が前記
外周側部分のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする
半導体装置。2. A semiconductor substrate having a substantially flat surface, a first electrode formed on the surface of the semiconductor substrate and made of a material capable of producing a Schottky barrier, and an ohmic contact to the semiconductor substrate. A bonded second electrode; an insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate so as to surround the first electrode; and an inner peripheral portion of the insulating film, which is disposed on the insulating film. Of the resistive conductive film, the sheet resistance of the inner peripheral side portion of the resistive conductive film is the outer peripheral side portion of the resistive conductive film. A semiconductor device characterized by being smaller than the sheet resistance of.
さが前記外周側部分の厚さよりも厚いことを特徴とする
請求項1又は2記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness of the inner peripheral side portion of the resistive conductive film is larger than the thickness of the outer peripheral side portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24188894A JPH0883918A (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24188894A JPH0883918A (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0883918A true JPH0883918A (en) | 1996-03-26 |
Family
ID=17081047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24188894A Pending JPH0883918A (en) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0883918A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001508950A (en) * | 1997-01-21 | 2001-07-03 | エービービー リサーチ リミテッド | Junction toe of silicon carbide Schottky diode |
JP2020004903A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 新電元工業株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP24188894A patent/JPH0883918A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001508950A (en) * | 1997-01-21 | 2001-07-03 | エービービー リサーチ リミテッド | Junction toe of silicon carbide Schottky diode |
JP2020004903A (en) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 新電元工業株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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