JPH10223886A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH10223886A
JPH10223886A JP1947097A JP1947097A JPH10223886A JP H10223886 A JPH10223886 A JP H10223886A JP 1947097 A JP1947097 A JP 1947097A JP 1947097 A JP1947097 A JP 1947097A JP H10223886 A JPH10223886 A JP H10223886A
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JP
Japan
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region
type
concentration
conductivity type
drain
Prior art date
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Pending
Application number
JP1947097A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Sugiura
義幸 杉浦
Yosuke Hagiwara
洋右 萩原
Masaari Kamakura
將有 鎌倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP1947097A priority Critical patent/JPH10223886A/ja
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子分離領域を跨いで高電位のドレイン電極
を配線する場合においてもドレイン−ソース間の耐圧が
低下することのない半導体装置を提供する。 【解決手段】 素子形成領域4内の略中心にn+型ドレ
イン領域5が形成され、ドレイン電極11の下部及びそ
の近傍を除いて、p+型素子分離領域3に接してn+型
ドレイン領域5を囲むように素子形成領域4内にp型チ
ャネル領域6を形成し、p型チャネル領域6及びp+型
素子分離領域3内に内包されるように素子形成領域4内
にn+型ソース領域7が形成されている。そして、ドレ
イン電極11は、2つに分割されて、n+型ドレイン領
域5から遠ざかるに従って放射状となるように配置され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】高耐圧半導体装置の一つとして、横型2
重拡散MOS電解効果トランジスタ、いわゆるLDMO
SFET(Lateral Double Diffused MOSFET)があ
る。図3は、従来例に係るLDMOSFETを示す略断
面図であり、(a)は状面から見た状態を示す略平面図
であり、(b)は(a)におけるZ−Z’でも略断面図
である。このLDMOSFETは、p型半導体基板1上
にn型エピタキシャル層2が形成され、n型エピタキシ
ャル層2の表面からp型半導体基板1に到達するように
p+型素子分離領域3が形成されている。そして、p型
半導体基板1及びp+型素子分離領域3により互いに絶
縁分離されたn型エピタキシャル層2から成る複数の素
子形成領域4が形成されている。
【0003】なお、p+型素子分離領域3の形成方法の
一例としては、ボロン(B)等のp型不純物をデポし、
酸化,ドライブ工程により形成する方法がある。
【0004】また、素子形成領域4の表面に露出するよ
うに素子形成領域4内の略中心にリン(P)等のn型不
純物をイオン注入することによりn+型ドレイン領域5
が形成され、n+型ドレイン領域5に電気的に接続さ
れ、かつ、p+型素子分離領域3を跨いで他の素子形成
領域4まで延設されるようにアルミニウム(Al)等か
ら成るドレイン電極11が形成されている。
【0005】また、ドレイン電極11の下部及びその近
傍を除いてn+型ドレイン領域5を囲み、かつ、p+型
素子分離領域3に隣接して素子形成領域4の表面に露出
するように素子形成領域4内にp+型素子分離領域3よ
りも低濃度のp型チャネル領域6が形成されている。そ
して、素子形成領域4の表面に露出し、かつ、p型チャ
ネル領域6及びp+型素子分離領域3に内包されるよう
に、ボロン(B)等のn型不純物をイオン注入すること
によりn+型ソース領域7が形成されている。
【0006】また、n+型ドレイン領域5とn+型ソー
ス領域7との間に介在するp型チャネル領域6上には、
ゲート酸化膜8を介して、ポリシリコン等から成る絶縁
ゲート9が形成されている。
【0007】また、n型エピタキシャル層2上には、絶
縁層10が形成され、絶縁ゲート9と電気的に接続され
るようにアルミニウム(Al)等から成るゲート電極
(図示せず)が形成され、n+型ソース領域7及びp+
型素子分離領域3と電気的に接続されるようにアルミニ
ウム(Al)等から成るソース電極12が形成されてい
る。
【0008】このようなLDMOSFETは、ドレイン
電極11に高電位、ソース電極12に低電位を印加し
て、素子形成領域4全体を空乏化させ、素子形成領域4
の表面の電界強度を緩和してドレイン−ソース間の耐圧
を高い電圧まで維持している。これは、所謂RESUR
F(REduced SURface Field)原理を用いており、”I
nternational Electoronic Device Meeting Techni
cal Digest”,Dec.,p.238〜240(1979)に詳しく記
載されている。
【0009】上述のLDMOSFETは、他の信号処理
回路と同一チップに集積化することにより、ハイサイド
ドライバ回路のレベルシフタ等が実現でき、有用であ
る。このLDMOSFETをICとして集積化する場
合、図6(a)に示すように、素子形成領域4の略中心
にn+型ドレイン領域5が形成され、その周囲をn+型
ソース領域7で囲んだような形状が用いられることが多
く、n+型ドレイン領域5に高電圧を印加する場合、p
+型素子分離領域3の外部からp+型素子分離領域3を
跨いでn+型ドレイン領域5までドレイン電極11を配
置する必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な構成のLDMOSFETにおいては、ドレイン電極1
1の電位が直下の絶縁層10を介して、その下の素子形
成領域4の表面の電位分布に影響を及ぼすという問題が
あった。
【0011】図4は、従来例に係るLDMOSFETの
素子形成領域4の電位分布を示す模式図であり、(a)
はドレイン電極11をp+型素子形成領域3を跨いで外
部に引き出さない場合の電位分布を示す模式図であり、
(b)はドレイン電極11をp+型素子形成領域3を跨
いで外部に引き出す場合の電位分布を示す模式図であ
る。図4より、ドレイン電極11をp+型素子形成領域
3を跨いで外部に引き出す場合には、高電位を印加され
たドレイン電極11によりn+型ドレイン領域5がドレ
イン電極11に沿って引き延ばされて素子形成領域4内
に反転層が発生し、p+型素子分離領域3の近傍に素子
形成領域4表面の電位分布が集中して、この部分で臨界
電界を越えてドレイン−ソース間耐圧が低下するという
問題があった。
【0012】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、素子分離領域を跨い
で高電位のドレイン電極を配線する場合においてもドレ
イン−ソース間の耐圧が低下することのない半導体装置
を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
第一導電型半導体基板と、該第一導電型半導体基板の一
主表面上に形成され、表面から前記第一導電型半導体基
板に到達するように形成された高濃度第一導電型素子分
離領域及び前記第一導電型半導体基板により絶縁分離さ
れた第二導電型エピタキシャル層から成る素子形成領域
と、該素子形成領域の表面に露出するように前記素子形
成領域内の略中心に形成された高濃度第二導電型ドレイ
ン領域と、該高濃度第二導電型ドレイン領域に電気的に
接続され、前記高濃度第一導電型素子分離領域を跨いで
他の前記素子形成領域に引き出されて成るドレイン電極
と、該ドレイン電極の下部及びその近傍を除いて前記高
濃度第二導電型ドレイン領域を囲むとともに前記高濃度
第一導電型素子分離領域に隣接し、前記素子形成領域の
表面に露出するように前記素子形成領域内に形成された
第一導電型チャネル領域と、前記高濃度第一導電型素子
分離領域及び第一導電型チャネル領域に内包され、前記
素子形成領域の表面に露出するように前記素子形成領域
内に形成された高濃度第二導電型ソース領域と、該高濃
度第二導電型ソース領域と前記高濃度第二導電型ドレイ
ン領域との間に介在する前記第一導電型チャネル領域上
にゲート酸化膜を介して形成された絶縁ゲートと、該絶
縁ゲートと電気的に接続されるように形成されたゲート
電極と、前記高濃度第二導電型ソース領域及び高濃度第
一導電型素子分離領域と電気的に接続されるように形成
されたソース電極と、前記素子形成領域上に形成された
絶縁層とを有して成る半導体装置において、前記ドレイ
ン電極を複数に分割し、分割された前記ドレイン電極を
前記高濃度第二導電型ドレイン領域から遠ざかるに従っ
て放射状となるように配置したものである。
【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体装置のいて、分割された前記ドレイン電極を、前記
高濃度第二導電型ドレイン領域から遠ざかるに従ってさ
らに細分化したことを特徴とするものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づき説明する。図1は、本発明の一実施形態
に係るLDMOSFETを示す模式図であり、(a)は
上面から見た状態を示す略平面図であり、(b)は
(a)におけるX−X’での略断面図である。なお、本
実施形態においては、説明の便宜上、第一導電型をp
型,第二導電型をn型として説明するが、p型とn型が
逆の場合にも適用される。また、本実施形態に係るLD
MOSFETの全体構成は、従来例として図3に示すL
DMOSFETの全体構成と同様であるので、同一箇所
には同一符号を付して説明を省略し、異なる箇所につい
て説明する。本実施形態に係るLDMOSFETは、従
来例として図3に示すLDMOSFETにおいて、ドレ
イン電極11を電流容量上必要な幅を満たすように2つ
に分割し、n+型ドレイン領域5から遠ざかるに従って
放射状に広がるように配置し、素子形成領域4の外部で
再び1つに結合された構成である。ここで、本実施形態
においては、分割する前のドレイン電極11の幅と、分
割した後の各ドレイン電極1の幅の和が同じ値となるよ
うにドレイン電極を分割している。
【0016】なお、本実施形態においては、素子形成領
域4の外部で分割されたドレイン電極11を再び1つに
結合するようにしたが、これに限定される必要はない。
【0017】従って、本実施形態においては、従来例と
して図3に示すように、1本のドレイン電極11をp+
型素子分離領域3を跨いで素子形成領域4の外部に引き
出した場合に比べて、分割された各ドレイン電極11の
幅を細くすることができるので、素子形成領域4の表面
での反転層の発生を抑制することができる。
【0018】また、ドレイン電極11が素子形成領域4
の外部に向かうに従って、ドレイン電極11とn型エピ
タキシャル層2との電位差が大きくなって、空乏層が素
子形成領域4の外部に向かうに従ってより伸びようとす
るのを、2つに分割されたドレイン電極11間のn型エ
ピタキシャル層2が素子形成領域4の中央部へ引き戻す
働きをし、更に、ドレイン電極11を素子形成領域4の
外部に向かうに従って放射状となるように配置したの
で、素子形成領域4の外部に向かうに従って、2つのド
レイン電極11間のn型エピタキシャル層2の面積が大
きくなり、より引き戻す力が大きくなって電位分布を均
一化を図れ、高耐圧化が可能となる。
【0019】なお、本実施形態においては、ドレイン電
極11を2つに分割する場合について説明したが、これ
に限定される必要はなく、3つ以上に分割しても良く、
例えば、図2に示すように、n+型ドレイン領域5から
遠ざかるに従ってドレイン電極11をさらに細分化する
ようにすれば、さらに電位分布の均一化が図れて、さら
に高耐圧化が可能となる。
【0020】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、第一導電型半導
体基板と、第一導電型半導体基板の一主表面上に形成さ
れ、表面から第一導電型半導体基板に到達するように形
成された高濃度第一導電型素子分離領域及び第一導電型
半導体基板により絶縁分離された第二導電型エピタキシ
ャル層から成る素子形成領域と、素子形成領域の表面に
露出するように素子形成領域内の略中心に形成された高
濃度第二導電型ドレイン領域と、高濃度第二導電型ドレ
イン領域に電気的に接続され、高濃度第一導電型素子分
離領域を跨いで他の素子形成領域に引き出されて成るド
レイン電極と、ドレイン電極の下部及びその近傍を除い
て高濃度第二導電型ドレイン領域を囲むとともに高濃度
第一導電型素子分離領域に隣接し、素子形成領域の表面
に露出するように素子形成領域内に形成された第一導電
型チャネル領域と、高濃度第一導電型素子分離領域及び
第一導電型チャネル領域に内包され、素子形成領域の表
面に露出するように素子形成領域内に形成された高濃度
第二導電型ソース領域と、高濃度第二導電型ソース領域
と高濃度第二導電型ドレイン領域との間に介在する第一
導電型チャネル領域上にゲート酸化膜を介して形成され
た絶縁ゲートと、絶縁ゲートと電気的に接続されるよう
に形成されたゲート電極と、高濃度第二導電型ソース領
域及び高濃度第一導電型素子分離領域と電気的に接続さ
れるように形成されたソース電極と、素子形成領域上に
形成された絶縁層とを有して成る半導体装置において、
ドレイン電極を複数に分割し、分割されたドレイン電極
を高濃度第二導電型ドレイン領域から遠ざかるに従って
放射状となるように配置したので、1本のドレイン電極
を高濃度第一導電型素子分離領域を跨いで素子形成領域
の外部に引き出した場合に比べて、分割された各ドレイ
ン電極の幅を細くすることができ、素子形成領域の表面
での反転層の発生を抑制することができ、また、ドレイ
ン電極が素子形成領域の外部に向かうに従って、ドレイ
ン電極と第二導電型エピタキシャル層との電位差が大き
くなって、空乏層が素子形成領域の外部に向かうに従っ
てより伸びようとするのを、複数に分割されたドレイン
電極間の第二導電型エピタキシャル層が素子形成領域の
中央部へ引き戻す働きをし、更に、ドレイン電極を素子
形成領域の外部に向かうに従って放射状となるように配
置したので、素子形成領域の外部に向かうに従って、複
数のドレイン電極間の第二導電型エピタキシャル層の面
積が大きくなり、より引き戻す力が大きくなって電位分
布を均一化を図れ、高耐圧化が可能となり、素子分離領
域を跨いで高電位のドレイン電極を配線する場合におい
てもドレイン−ソース間の耐圧が低下することのない半
導体装置を提供することができた。
【0021】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体装置において、分割されたドレイン電極を、高濃度
第二導電型ドレイン領域から遠ざかるに従ってさらに細
分化したので、さらに電位分布の均一化が図れて、さら
に高耐圧化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るLDMOSFETを
示す模式図であり、(a)は上面から見た状態を示す略
平面図であり、(b)は(a)におけるX−X’での略
断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態に係るLDMOSFET
を示す模式図であり、(a)は上面から見た状態を示す
略平面図であり、(b)は(a)におけるY−Y’での
略断面図である。
【図3】従来例に係るLDMOSFETを示す模式図で
あり、(a)は上面から見た状態を示す略平面図であ
り、(b)は(a)におけるZ−Z’での略断面図であ
る。
【図4】従来例に係るLDMOSFETの素子形成領域
の電位分布を示す模式図であり、(a)はドレイン電極
をp+型素子形成領域を跨いで外部に引き出さない場合
の電位分布を示す模式図であり、(b)はドレイン電極
をp+型素子形成領域を跨いで外部に引き出す場合の電
位分布を示す模式図である。
【符号の説明】
1 p型半導体基板 2 n型エピタキシャル層 3 p+型素子分離領域 4 素子形成領域 5 n+型ドレイン領域 6 p型チャネル領域 7 n+型ソース領域 8 ゲート酸化膜 9 絶縁ゲート 10 絶縁層 11 ドレイン電極 12 ソース電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一導電型半導体基板と、該第一導電型
    半導体基板の一主表面上に形成され、表面から前記第一
    導電型半導体基板に到達するように形成された高濃度第
    一導電型素子分離領域及び前記第一導電型半導体基板に
    より絶縁分離された第二導電型エピタキシャル層から成
    る素子形成領域と、該素子形成領域の表面に露出するよ
    うに前記素子形成領域内の略中心に形成された高濃度第
    二導電型ドレイン領域と、該高濃度第二導電型ドレイン
    領域に電気的に接続され、前記高濃度第一導電型素子分
    離領域を跨いで他の前記素子形成領域に引き出されて成
    るドレイン電極と、該ドレイン電極の下部及びその近傍
    を除いて前記高濃度第二導電型ドレイン領域を囲むとと
    もに前記高濃度第一導電型素子分離領域に隣接し、前記
    素子形成領域の表面に露出するように前記素子形成領域
    内に形成された第一導電型チャネル領域と、前記高濃度
    第一導電型素子分離領域及び第一導電型チャネル領域に
    内包され、前記素子形成領域の表面に露出するように前
    記素子形成領域内に形成された高濃度第二導電型ソース
    領域と、該高濃度第二導電型ソース領域と前記高濃度第
    二導電型ドレイン領域との間に介在する前記第一導電型
    チャネル領域上にゲート酸化膜を介して形成された絶縁
    ゲートと、該絶縁ゲートと電気的に接続されるように形
    成されたゲート電極と、前記高濃度第二導電型ソース領
    域及び高濃度第一導電型素子分離領域と電気的に接続さ
    れるように形成されたソース電極と、前記素子形成領域
    上に形成された絶縁層とを有して成る半導体装置におい
    て、前記ドレイン電極を複数に分割し、分割された前記
    ドレイン電極を前記高濃度第二導電型ドレイン領域から
    遠ざかるに従って放射状となるように配置したことを特
    徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 分割された前記ドレイン電極を、前記高
    濃度第二導電型ドレイン領域から遠ざかるに従ってさら
    に細分化したことを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置。
JP1947097A 1997-01-31 1997-01-31 半導体装置 Pending JPH10223886A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6541335B2 (en) 1999-02-15 2003-04-01 Nec Corporation Semiconductor device and method for manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6541335B2 (en) 1999-02-15 2003-04-01 Nec Corporation Semiconductor device and method for manufacturing the same

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