JPH0922997A

JPH0922997A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH0922997A
Application number: JP16863195A
Authority: JP
Inventors: Muneyoshi Yamamoto; 宗是山本
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1995-07-04
Filing date: 1995-07-04
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】高耐圧の半導体装置において、封止材中の可
動電荷の影響によって生じる耐圧変動を防ぐ。【構成】ｎ⁺半導体基板（カソード領域）１の上面に
ｎ^-エピタキシャル層２を形成し、その表面領域にｐ⁺
アノード領域３を形成する。ｎ^-エピタキシャル層２の
表面領域において、ｐ⁺アノード領域３を２重に取り囲
むように、ｐ⁺ＦＬＲ（Field Limited Ring）４および
ｐ⁺ＦＬＲ５をが形成する。ｐ⁺アノード領域３とｐ⁺
ＦＬＲ４との間のｎ^-エピタキシャル層２の表面領域に
ｎ領域２１設ける。ｎ領域２１は、ｎ^-エピタキシャル
層２と比べて、その不純物濃度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】高耐圧の半導体装置に係わり、特
に、高耐圧のダイオード、トランジスタ、サイリスタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】メカトロニクスやカーエレクトロニクス
などの分野における半導体技術の応用の拡大はめざまし
く、それらの分野で、高耐圧のダイオード、トランジス
タ、サイリスタ等の半導体装置が利用されている。

【０００３】図６は、従来の高耐圧半導体装置の一例と
して採り上げたダイオードの断面図である。同図に示す
ダイオードは、ｎ⁺半導体基板（カソード領域）１の上
面にｎ^-エピタキシャル層２が形成され、その表面領域
にｐ⁺アノード領域３が形成されている。また、ｎ^-エ
ピタキシャル層２の表面領域において、ｐ⁺アノード領
域３を２重に取り囲むようにｐ⁺ＦＬＲ（Field Limite
d Ring）４およびｐ⁺ＦＬＲ５が形成されている。さら
に、ｎ^-エピタキシャル層２の表面領域において、この
ダイオード素子の最外周にｎ⁺ＥＱＲ（Equi-potential
Ring ）６が形成されている。

【０００４】ｐ⁺アノード領域３およびｎ⁺ＥＱＲ６の
各表面に接続して、それぞれアノード電極８およびＥＱ
Ｒ電極９が形成され、他の領域の表面には、酸化膜など
からなる絶縁膜７が形成されている。また、ｎ⁺半導体
基板１の下面には、カソード電極１０が形成されてい
る。さらに、絶縁膜７の表面に、このダイオード素子を
保護するための封止材１１が設けられている。

【０００５】ｐ⁺ＦＬＲ４およびｐ⁺ＦＬＲ５は、この
ダイオードの耐圧を高めるために設けている。また、ｎ
⁺ＥＱＲ６は、チャネルストッパとして機能するととも
に、チップ端部の電位をｎ⁺半導体基板１の電位と同電
位とする。

【０００６】上記構成のダイオードに逆バイアス電圧を
印加すると、すなわち、たとえば、アノード電極８を接
地し、カソード電極１０に正電位を印加すると、ｐ⁺ア
ノード領域３とｎ^-エピタキシャル層２との間のｐｎ接
合面からｎ^-エピタキシャル層２領域側に空乏層が広が
る（ｐ⁺アノード領域３領域側は、不純物濃度が高いの
で、空乏層はほとんど広がらない）。

【０００７】この空乏層は、図６に示すように、上記逆
バイアス電圧が大きくなるほどｎ^-エピタキシャル層２
領域を広がってゆき、電圧Ｖ1 において、ｐ⁺ＦＬＲ４
まで達し、さらに電圧Ｖ2 においてｐ⁺ＦＬＲ５まで達
する。

【０００８】ところで、上記構成のダイオードでは、逆
バイアス電圧を大きくしていくと、通常、ｐ⁺アノード
領域３のコーナー部（図中、Ｘで示す部分）でブレイク
ダウン（アバランシェ降伏）が発生する。一方、ｐ⁺ア
ノード領域３の底部（図中、Ｙで示す部分）ではブレイ
クダウンは起こりにくい。換言すれば、ブレイクダウン
の起こりやすさは、ｐ領域の形状に依存し、ｐｎ接合を
形成する曲面が急峻なものほどブレイクダウンが起こり
やすい。

【０００９】ｐ⁺ＦＬＲ４およびｐ⁺ＦＬＲ５は、この
特性を利用し、ブレイクダウンが発生する電圧（降伏電
圧）を高くする目的で設けられている。すなわち、逆バ
イアス電圧を高くしたときに、空乏層がｐ⁺アノード領
域３からｐ⁺ＦＬＲ４およびｐ⁺ＦＬＲ５を包むように
広がると、ｐ⁺アノード領域３、ｐ⁺ＦＬＲ４およびｐ
⁺ＦＬＲ５は、それらが１つのｐ領域であるかのように
振る舞う。このため、ｐ+ アノード領域３のコーナー部
は、あたかも上記１つのｐ領域の底部に位置しているよ
うにな状態となり、そこでブレイクダウンが起こりにく
くなるので、ダイオード自体の耐圧が高くなる。

【００１０】上記逆バイアス電圧をさらに大きくする
と、たとえば、電圧Ｖ3 でブレイクダウンが発生する。
この状態では、上述したように、ｐ⁺アノード領域３、
ｐ⁺ＦＬＲ４およびｐ⁺ＦＬＲ５が１つのｐ領域である
かのように振る舞うので、ｎ領域との境界を形成する曲
面が急峻なものほどブレイクダウンが起こりやすいとい
う性質を考慮すれば、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬＲ５
の先端部（図中、Ｚ1 、Ｚ2 で示す部分）でブレイクダ
ウンが発生しやすくなるが、実際には、ｐ⁺ＦＬＲ４ま
たはｐ⁺ＦＬＲ５の先端部では、空乏層による電界は弱
いので、結局、空乏層による電界が最も強くなるｐ⁺ア
ノード領域３のコーナー部でブレイクダウンが発生す
る。

【００１１】このように、従来のダイオードでは、ｐ⁺
ＦＬＲ４およびｐ⁺ＦＬＲ５を設けることによって、ｐ
⁺アノード領域３のコーナー部でのブレイクダウンを起
こりにくくし、耐圧を高くしていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、半
導体装置は、破損・腐食などを防ぐために、封止材を用
いてその表面を覆っている。封止材としては、エポキシ
樹脂などの各種樹脂やシリコンゲルなどを用いている。

【００１３】ところが、一般に、これらの封止材には、
不純物イオン等の可動電荷が含まれている。そして、こ
れらの可動電荷は、半導体装置に対するバイアス状態な
どに応じて、封止材中を移動する。このように、封止材
中の可動電荷が移動すると、その電荷分布が変化するの
で、各半導体領域の電荷の振舞いにも影響が及び、半導
体装置の特性も変動してしまう。

【００１４】図７は、上記図６の構成のダイオードにお
ける可動電荷の影響を説明する図である。図７に示すよ
うに、ダイオードに逆バイアス電圧を印加した状態で
は、封止材１１中の正に帯電した可動電荷（以下、単
に、可動正電荷と呼ぶ）は、電位が低い状態となってい
るアノード電極８近傍に集まり、負に帯電した可動電荷
（以下、単に、可動負電荷と呼ぶ）は、アノード電極８
と比べて相対的に高電位状態となっているｎ^-エピタキ
シャル層２の上部に集まる。

【００１５】この結果、ｎ^-エピタキシャル層２の表面
近傍領域では、可動負電荷の影響により正イオンが引き
つけられ（負イオンが追い出され）、その領域のｎ型不
純物濃度が低下する。このように、ｎ型不純物濃度が低
下すると、その領域で空乏層が広がりやすくなる。たと
えば、図６に示すダイオード（封止材１１中に可動電荷
が無い仮想的なダイオード）においては、逆バイアス電
圧として電圧Ｖ1 を印可した場合、空乏層はｐ⁺ＦＬＲ
４までしか到達しなかったが、図７に示す実際のダイオ
ードでは、封止材１１中の可動電荷の影響によって、空
乏層がｐ⁺ＦＬＲ５まで広がる。

【００１６】このため、図７に示すダイオードにおいて
は、逆バイアス電圧を電圧Ｖ2 まで大きくすると、ｐ⁺
ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬＲ５からさらに空乏層が十分に
広がる状態となるので、その先端部では空乏層による電
界がかなり強くなる。また、上述したように、ｐ⁺ＦＬ
Ｒ４またはｐ⁺ＦＬＲ５の先端部は、ｎ領域との境界を
形成する曲面が急峻なのでブレイクダウンが起こりやす
い。したがって、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬＲ５の先
端部では、電圧Ｖ2 （電圧Ｖ2 は、ｐ⁺アノード領域３
のコーナー部でブレイクダウンが発生する電圧Ｖ3 より
も小さい）程度でブレイクダウンが起こる可能性があ
る。すなわち、封止材１１中の可動電荷の影響により、
ブレイクダウンが発生する場所がかわり、ダイオードの
耐圧が変動してしまう可能性がある。

【００１７】封止材１１中の可動電荷の振舞いは、温度
に依存する。すなわち、たとえば、高温状態においては
封止材１１中の可動電荷がより動きやすくなる。このた
め、高温状態において図７に示すダイオードに逆バイア
ス電圧を印加すると、ｎ^-エピタキシャル層２の上部に
は、より多くの可動負電荷が集まるので、ｎ^-エピタキ
シャル層２の表面近傍領域のｎ不純物濃度はさらに低く
なる（場合によってはｐ型に反転する）。したがって、
空乏層がより広がりやすくなり、その空乏層によってｐ
⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬＲ５の先端部に加わる電界が
さらに強くなるので、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬＲ５
の先端部においてブレイクダウンが発生する可能性がよ
り高くなる。すなわち、ダイオードの耐圧は、高温状態
において低下することが予測される。

【００１８】このように、従来のダイオードでは、温度
変化による封止材１１中の可動電荷の振舞いの変化によ
って耐圧が変動してしまうという問題があった。また、
製造ばらつき等により、封止材１１中の可動電荷の数が
異なると、そのことによっても耐圧が変動していた。

【００１９】封止材１１中の可動電荷の影響によるダイ
オードの耐圧変動を小さくするためには、ｎ^-エピタキ
シャル層２の不純物濃度を高くする手法が考えられる。
ｎ^-エピタキシャル層２の不純物濃度を高くすると、温
度変化などにより封止材１１中の可動電荷の分布がかわ
っても、ｎ^-エピタキシャル層２の表面近傍領域でのイ
オン分布の変化による不純物濃度の変動はわずかである
ので、耐圧の変動も小さい。しかしながら、ｎ^-エピタ
キシャル層２の不純物濃度を高くすると、その領域内で
空乏層が広がりにくくなるので、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ
⁺ＦＬＲ５まで空乏層が到達せず、低い電位でブレイク
ダウンが起きてしまい、高耐圧のダイオードを実現でき
ない。

【００２０】封止材１１中の可動電荷の影響を小さくす
るための他の手法としては、ｐ⁺アノード領域３とｐ⁺
ＦＬＲ４との間の距離を大きくする構成が考えられる。
このような構成とすれば、逆バイアス電圧として電圧Ｖ
2 を印加したときに、ｐ⁺アノード領域３から広がる空
乏層は、たとえば、ようやくｐ⁺ＦＬＲ５に到達する程
度となるので、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬＲ５から広
がる空乏層による電界は、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬ
Ｒ５の先端部においては弱く、そこでブレイクダウンが
起こることはない。

【００２１】しかしながら、この構成では、チップ面積
が大きくなるという欠点がある。また、ｐ⁺アノード領
域３とｐ⁺ＦＬＲ４との間の距離を大きくしすぎると、
ｐ⁺アノード領域３から広がる空乏層がｐ⁺ＦＬＲ４に
まで届かず、ｐ⁺ＦＬＲ４を設けた意味がなくなってし
まう。

【００２２】上述のように、ＦＬＲ（Field Limited Ri
ng）を設けた従来の高耐圧ダイオードでは、封止材中の
可動電荷の影響によって耐圧変動が起こるという問題が
あった。この問題は、ダイオードのみに起因するもので
はなく、高耐圧のトランジスタやサイリスタにも起こっ
ていた。

【００２３】本発明は、上記問題を解決するものであ
り、耐圧変動を抑えた高耐圧半導体装置を提供すること
を目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
第１の導電型の第１の半導体領域の表面部に、第２の導
電型の第２の半導体領域および該第２の半導体領域から
所定間隔を隔てながら該第２の半導体領域を取り囲むよ
うに第２の導電型の第３の半導体領域を形成した構成を
前提とする。

【００２５】上記第１の半導体領域の表面部において、
上記第２の半導体領域と上記第３の半導体領域との間の
領域に、上記第１の半導体領域よりも高い不純物濃度の
第１の導電型の第４の半導体領域を形成する。

【００２６】

【作用】第１および第２の半導体領域の間が逆バイアス
状態となるように電圧を印加すると、それら２つの半導
体領域の間のｐｎ接合面から空乏層が広がる。第１の半
導体領域側に広がる空乏層は、その表面部では、第４の
半導体領域内を広がっていく。この第４の半導体領域
は、第１の半導体領域と比べて不純物濃度が高いので、
上記各半導体領域の外部における電荷分布の変化に対し
て電気的特性はほとんど影響を受けず、空乏層の広がり
方はほとんどかわらない。

【００２７】このように、外部電荷分布の変化に対して
空乏層の広がり方がほとんどかわらないので、外部電荷
分布の変化によって、ブレイクダウンが発生する位置が
かわることはなく、第１の半導体領域と第２の半導体領
域との間でブレイクダウンが発生する前に、第１の半導
体領域と第３の半導体領域との間でブレイクダウンが発
生することを防ぐことができ、耐圧が安定する。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の半導体装置の一実施
例として採り上げた高耐圧ダイオードの断面図である。
本実施例のダイオードは、数１００Ｖ程度（または、そ
れ以上）の耐圧を持った高耐圧ダイオードである。な
お、図１において、図６で用いた符号と同じ符号は、同
じ領域を示す。

【００２９】本実施例のダイオードは、図６に示した従
来のダイオードに対して、ｐ⁺アノード領域３とｐ⁺Ｆ
ＬＲ４との間のｎ^-エピタキシャル層２の表面領域にｎ
領域２１を設けている。ｎ領域２１は、ｎ^-エピタキシ
ャル層２と比べて、その不純物濃度を高く形成してい
る。ここで、各領域の不純物濃度およびサイズの一例を
示す。

【００３０】ｎ^-エピタキシャル層２の不純物濃度は、
このダイオードが高い耐圧を得るために低く形成してあ
り、１〜５×１０¹⁴cm^-3程度である。ｐ⁺アノード領域
３、ｐ⁺ＦＬＲ４およびｐ⁺ＦＬＲ５の不純物濃度は、
１×１０¹⁸cm^-3程度である。ｎ領域２１の不純物濃度
は、ｎ^-エピタキシャル層２と比べて１〜２桁高く、１
〜５×１０¹⁶cm^-3程度である。

【００３１】ｐ⁺アノード領域３とｐ⁺ＦＬＲ４との間
の水平方向距離は、ｎ^-エピタキシャル層２の表面にお
いて、１０〜１５μm程度であり、望ましくは、１０μm
程度に形成する。また、ｎ領域２１は、ｐ⁺アノード領
域３の半分程度の深さに形成する。

【００３２】ｎ領域２１は、たとえば、イオン打込みに
よってｎ型不純物を導入し、そのｎ型不純物を拡散させ
ることによって形成する。なお、この拡散プロセスは、
ｐ⁺アノード領域３などの拡散プロセスと同時に行うこ
とができる。

【００３３】上記構成のダイオードに逆バイアス電圧を
印加したときの空乏層の広がりを破線で示す。同図に示
すように、空乏層は、ｐ⁺アノード領域３からｐ⁺アノ
ード領域３と接しているｎ領域、すなわちｎ^-エピタキ
シャル層２およびｎ領域２１側に広がっていく。実際
は、空乏層はｐ⁺アノード領域３側にも広がるが、ｐ⁺
アノード領域３の不純物濃度はかなり高いので、その広
がりはｎ^-エピタキシャル層２側と比べて小さく、図示
していない。

【００３４】ｎ^-エピタキシャル層２においては、空乏
層は、図６に示した従来のダイオードと同じように広が
る。一方、ｎ領域２１においては、その不純物濃度が高
いので、空乏層の広がり方は小さい。このため、ｐ⁺ア
ノード領域３から広がる空乏層をｐ⁺ＦＬＲ４に到達さ
せるためには、図６に示した従来のダイオードと比べて
やや大きい電圧を印加する必要がある。換言すれば、こ
のダイオードの耐圧を制御するために、図６に示した従
来のダイオードと同じ電圧（図６における電圧Ｖ1 ）を
印加したときに空乏層をｐ⁺ＦＬＲ４に到達させるため
には、本実施例のダイオードのｐ⁺アノード領域３とｐ
⁺ＦＬＲ４との間の距離を、図６に示したダイオードと
比べて少し小さくすればよい。

【００３５】ところで、一般に知られているように、空
乏層が広がりにくい領域では、ブレイクダウンが発生し
やすい。本実施例のダイオードでは、この空乏層が広が
りにくいｎ領域２１をｐ⁺アノード領域３よりも浅い表
面領域のみに形成している。一方、上述したように、ｐ
ｎ接合の境界を形成する曲面が急峻なものほどブレイク
ダウンが起こりやすく、ｐ⁺アノード領域３のコーナー
部（図中、Ｘで示す部分）がこのブレイクダウンが起こ
りやすい場所になっている。すなわち、本実施例のダイ
オードでは、ブレイクダウンが起こりやすいと考えられ
るｐ⁺アノード領域３のコーナー部には、ｎ領域２１を
接続させず、不純物濃度が低いｎ^-エピタキシャル層２
を接続する構造としている。このため、ｎ領域２１を設
けることによって耐圧が低下することはほとんどない。

【００３６】次に、封止材１１中の可動電荷の影響につ
いて説明する。本実施例のダイオードにおいても、封止
材１１中には可動電荷が存在し、ダイオードに対してバ
イアス電圧を印加したときの振る舞いや、高温状態にお
いてより移動しやすくなる点は、図７を用いて説明した
通りである。すなわち、このダイオードに逆バイアス電
圧を印加すると、封止材１１中の可動正電荷は、電位が
低い状態となっているアノード電極８近傍に集まり、可
動負電荷は、ｎ^-エピタキシャル層２（ｎ領域２１を含
む）の上部に集まる。そして、温度が高くなるほど、こ
のような可動電荷の移動は顕著になる。

【００３７】ｎ領域２１およびｎ^-エピタキシャル層２
の表面近傍領域では、可動負電荷の影響により正イオン
が引きつけられ（負イオンが追い出され）、その領域の
ｎ型不純物濃度が低下する。ところが、ｎ領域２１は、
不純物濃度が高いので、封止材１１中の可動電荷の分布
が変化することによってｎ領域２１内の不純物濃度が低
下するとしても、その影響はわずかであり、電気的な特
性はほとんどかわらない。このため、たとえば、温度変
化によって封止材１１中の可動電荷の分布が変化した場
合においても、ｎ領域２１における空乏層の広がりは同
じである。

【００３８】このダイオードに対する逆バイアス電圧を
大きくしていくと、空乏層はｐ⁺ＦＬＲ４およびｐ⁺Ｆ
ＬＲ５に到達する。そして、この逆バイアス電圧が電圧
Ｖ3になると、ｐ⁺アノード領域３のコーナー部でブレ
イクダウンが起こる。このとき、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ
⁺ＦＬＲ５の先端部では、空乏層による電界は弱く、ブ
レイクダウンが起こることはない。

【００３９】このことを図６および図７を参照して従来
のダイオードと比較しながら説明する。従来のダイオー
ドでは、封止材１１中の可動電荷の分布が変化すると、
空乏層の広がりやすさがかわり、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ
⁺ＦＬＲ５に加わる電界強度が変化していたため、ブレ
イクダウンが発生する場所が特定できず、一定の耐圧を
得ることができなかった。

【００４０】一方、本実施例のダイオードでは、封止材
１１中の可動電荷の分布が変化しても、空乏層の広がり
やすさはかわらず、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬＲ５に
加わる電界強度も変化しない。このため、所定の逆バイ
アス電圧（電圧Ｖ3 ）を印加したときに、ｐ⁺ＦＬＲ４
またはｐ⁺ＦＬＲ５においてブレイクダウンが発生する
前にｐ⁺アノード領域３においてブレイクダウンが発生
するように、各領域の不純物濃度、サイズ、形状などを
設計しておけば、逆バイアス電圧を大きくしていったと
きに、ｐ⁺アノード領域３において確実にブレイクダウ
ンを発生させることができる。

【００４１】このように、本実施例のダイオードは、所
定の逆バイアス電圧でｐ⁺アノード領域３において確実
にブレイクダウンを発生させることができるので、一定
の耐圧を得ることができる。

【００４２】図２は、逆バイアス電圧とブレイクダウン
電流（アバランシェ電流）の関係を示した図である。図
２(a) は、ｐ⁺アノード領域３においてブレイクダウン
が発生した場合の電圧と電流の関係を示している。本実
施例のダイオードでは、温度によらずこのような特性が
得られ、その耐圧が安定している。

【００４３】図２(b) は、ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬ
Ｒ５においてブレイクダウンが発生した場合の電圧と電
流の関係を示している。上述の例では、高温状態におい
て従来のダイオードに逆バイアス電圧を印加したときに
このような関係になる。ｐ⁺ＦＬＲ４またはｐ⁺ＦＬＲ
５においてブレイクダウンが発生すると、図７に示すよ
うに、ブレイクダウン電流は、ｎ- エピタキシャル層２
の表面を介してｐ+ アノード領域３に流れ込む。このよ
うに、ｎ- エピタキシャル層２の表面を電流が流れる
と、空乏層の分布が不安定となり、図２(b) に示すよう
に、電圧と電流の関係を表すカーブの立ち上がりが緩や
かになる（ソフト波形）。この状態では、耐圧が電圧Ｖ
3 に対して変動している。

【００４４】図３は、本発明の半導体装置によるダイオ
ードの他の実施例の断面図である。図３において、図１
で用いた符号と同じ符号は、同じ領域を示す。図３に示
すダイオードは、ｎ^-エピタキシャル層２の表面領域に
おいて、ｎ⁺ＥＱＲ６に接続してｎ領域２２を設けてい
る。ｎ領域２２は、ｎ^-エピタキシャル層２と比べて高
い不純物濃度を有しており、ｎ領域２１と同一プロセス
で形成することができる。このような構成とすれば、空
乏層の広がりをｎ領域２２で止めることができる。

【００４５】図４は、本発明の半導体装置によるダイオ
ードのさらに他の実施例の断面図である。図４におい
て、図１で用いた符号と同じ符号は、同じ領域を示す。
図４に示すダイオードは、ｐ⁺ＦＬＲ５の表面に接続さ
せて、フィールドプレート２３を設けている。フィール
ドプレート２３は、絶縁膜７の上面において、他の電極
（８、９）とは接続させずに、ｐ⁺アノード領域３を中
心として外方向に向かって伸びるようにｎ^-エピタキシ
ャル層２の上部に形成する。フィールドプレート２３
は、たとえばアルミニウム等の導電性のよい材料を用い
て形成する。

【００４６】上記構成とすれば、ｐ⁺ＦＬＲ５の表面近
傍部（図中、Ｚ3 で示す部分）におけるブレイクダウン
を防ぐことができる。すなわち、たとえば、製造ばらつ
き等により、絶縁膜７に通常よりも多くの不純物が含ま
れている場合には、ｎ^-エピタキシャル層２の表面近傍
領域の不純物濃度が高くなることがあるが、フィールド
プレート２３を設けることにより、ｐ⁺ＦＬＲ５の外側
のｎ^-エピタキシャル層２において空乏層が広がりやす
くなるので、ｐ⁺ＦＬＲ５の表面近傍部でブレイクダウ
ンは起こりにくくなる。

【００４７】このように、ｐ⁺アノード領域３とｐ⁺Ｆ
ＬＲ４との間にｎ領域２１を設けることに加えてフィー
ルドプレート２３を設ければ、高耐圧が得られるととも
に、その耐圧は安定する。

【００４８】上記実施例では、ダイオードを採り上げて
説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他の半
導体装置にも適用可能である。図５(a) および図５(b)
に、それぞれ本発明をトランジスタおよびサイリスタに
適用した例を示す。

【００４９】図５(a) に示すトランジスタは、ｎ⁺半導
体基板（コレクタ領域）３１の上面にｎ^-エピタキシャ
ル層３２が形成され、その表面領域にｐベース領域３３
が形成されている。また、ｐベース領域３３内の表面領
域の所定位置にｎ⁺エミッタ領域３４が形成されてい
る。さらに、ｎ^-エピタキシャル層３２の表面領域にお
いてｐベース領域３３を２重に取り囲むようにｐＦＬＲ
（Field Limited Ring）３５およびｐＦＬＲ３６が形成
されている。そして、ｐベース領域３３とｐＦＬＲ３５
との間のｎ^-エピタキシャル層３２の表面領域にｎ領域
３７が設けられている。

【００５０】図５(b) に示すサイリスタは基本的に上記
トランジスタと同じ構成である。

【００５１】

【発明の効果】高耐圧の半導体装置において、逆バイア
ス電圧を印加したときに空乏層が広がる領域のうち表面
近傍領域の不純物濃度を高くしたので、封止材中の可動
電荷の影響によって生じる耐圧変動を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の一実施例として採り上げ
た高耐圧ダイオードの断面図である。

【図２】逆バイアス電圧とブレイクダウン電流（アバラ
ンシェ電流）の関係を示した図である。

【図３】本発明によるダイオードの他の実施例の断面図
である。

【図４】本発明によるダイオードのさらに他の実施例の
断面図である。

【図５】同図(a) および(b) は、それぞれ本発明による
トランジスタおよびサイリスタの断面図である。

【図６】従来の高耐圧ダイオードの断面図である。

【図７】図６の構成のダイオードにおける可動電荷の影
響を説明する図である。

【符号の説明】

１ｎ⁺半導体基板（カソード領域）２ｎ^-エピタキシャル層３ｐ⁺アノード領域４ｐ⁺ＦＬＲ５ｐ⁺ＦＬＲ６ｎ⁺ＥＱＲ７絶縁膜８アノード電極９ＥＱＲ電極１０カソード電極１１封止材２１ｎ領域２２ｎ領域２３フィールドプレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の導電型の第１の半導体領域の表面
部に、第２の導電型の第２の半導体領域および該第２の
半導体領域から所定間隔を隔てながら該第２の半導体領
域を取り囲むように第２の導電型の第３の半導体領域を
形成した半導体装置において、上記第１の半導体領域の表面部において、上記第２の半
導体領域と上記第３の半導体領域との間の領域に、上記
第１の半導体領域よりも高い不純物濃度の第１の導電型
の第４の半導体領域を形成したことを特徴とする半導体
装置。
【請求項２】上記第１の半導体領域の表面部におい
て、上記第３の半導体領域から所定間隔を隔てながら該
第３の半導体領域を取り囲むように第１の導電型の第５
の半導体領域を形成したことを特徴とする請求項１記載
の半導体装置。
【請求項３】上記第１の半導体領域の表面部におい
て、上記第３の半導体領域から所定間隔を隔てながら該
第３の半導体領域を取り囲むように第２の導電型の第６
の半導体領域を形成し、該第６の半導体領域に接続させ
てフィールドプレートを設けたことを特徴とする請求項
１に記載の半導体装置。
【請求項４】上記第４の半導体領域を上記第２の半導
体領域よりも浅く形成したことを特徴とする請求項１に
記載の半導体装置。
【請求項５】第１の導電型の第１の半導体領域の表面
部に、第２の導電型の第２の半導体領域および該第２の
半導体領域から所定間隔を隔てながら該第２の半導体領
域を取り囲むように第２の導電型の第３の半導体領域を
形成した半導体装置において、上記第１の半導体領域と上記第２の半導体領域との間が
逆バイアス状態となるように電圧を印加したときに、上
記第１の半導体領域と上記第３の半導体領域との間でブ
レイクダウンが発生する前に上記第１の半導体領域と上
記第２の半導体領域との間でブレイクダウンが発生する
ように、上記第１の半導体領域の表面部において上記第
２の半導体領域の近傍領域の不純物濃度を制御すること
を特徴とする半導体装置。