JPS61289667A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

Info

Publication number
JPS61289667A
JPS61289667A JP13081785A JP13081785A JPS61289667A JP S61289667 A JPS61289667 A JP S61289667A JP 13081785 A JP13081785 A JP 13081785A JP 13081785 A JP13081785 A JP 13081785A JP S61289667 A JPS61289667 A JP S61289667A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
semiconductor
type
impurities
polycrystalline silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13081785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Sasaki
芳高 佐々木
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP13081785A priority Critical patent/JPS61289667A/en
Publication of JPS61289667A publication Critical patent/JPS61289667A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402Field plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7813Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a phenomenon of discharge around a semiconductor element and thereby to enable the attainment of high performance and high reliability, by providing a low-resistance semiconductor film with impurities of high concentration added thereto, and a high-resistance semiconductor film formed on an insulating film integrally with said semiconductor film and containing no impurities substantially. CONSTITUTION:An epitaxial layer 22 and first and second semiconductor layers 23a and 23b are formed on a substrate 21, and a field oxide film 25b, a gate oxide film 25c, a polycrystalline silicon film 26a, a photoresist film 27, a polycrystalline silicon film 26c and a semiconductor layer 28 are formed on the main surface of the epitaxial layer 22. Thereafter a silicon oxide film 25d containing no impurities is deposited and a PSG film 25e containing phosphorus of high concentration is formed. Next, contact holes are opened in the CVD-SiO2 film 25d and the PSG film 25e, a source Al electrode 29 and a gate Al electrode are formed therein, and thus DSA MOS FET having a field plate and a high- resistance polycrystalline silicon film 26a of non-dope together with a gate electrode film is completed. By this method, the attainment of high reliability and high performance is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体装置、特に高耐圧半導体装置およびその
製造方法に関するものであり、特にその信頼性の向上を
図る技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor device, particularly a high voltage semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly relates to a technique for improving the reliability thereof.

〈従来の技術) 近年において、高耐圧、大電力用のトランジスタの需要
が増加する中で、特に高性能、高信頼性のトランジスタ
が望まれるようになった。
(Prior Art) In recent years, as the demand for high-voltage, high-power transistors has increased, transistors with particularly high performance and high reliability have become desired.

一般的には、例えば800■又は1000 V以上の高
耐圧トランジスタでは、低不純物濃度のシリコン基板上
に空乏層を広げるためのフィールドリミッティングリン
グや、空乏層を広がり易くするとともに電位を安定させ
るためのフィールド・プレートが設けられ、さらに信頼
性の向上を図るためにリンネ純物がドープされたPSG
(Phospho 5ilicateGlass)膜等
のパッシベーション膜を設けている。
Generally, for high voltage transistors of 800 V or 1000 V or more, a field limiting ring is used to expand the depletion layer on a silicon substrate with a low impurity concentration, or to make it easier to expand the depletion layer and stabilize the potential. field plate and is doped with Linnaeus to further improve reliability.
A passivation film such as (Phospho 5 Ilicate Glass) film is provided.

第5図は従来の高耐圧半導体装置の一例としてO3^(
Diffusion Self−Alignment)
構造のパワーMO3FETの構成を示すものである。O
3A MOS PETは二重拡散によってチャンネルを
形成するもので、ゲート酸化膜を介して形成された格子
状のゲート多結晶シリコン膜により囲まれた同じ拡散窓
を介してチャンネル領域を形成するための不純物拡散と
、ソース領域を形成するための不純物拡散とを行ってい
るのが特徴である。
Figure 5 shows an example of a conventional high voltage semiconductor device.
Diffusion Self-Alignment)
The structure of the power MO3FET is shown. O
3A MOS PET forms a channel by double diffusion, and impurities are added to form the channel region through the same diffusion window surrounded by a lattice-shaped gate polycrystalline silicon film formed through a gate oxide film. The feature is that diffusion and impurity diffusion for forming a source region are performed.

第5図に示すように、ドレイン領域を構成するn゛゛半
導体基板1の上にn型エピタキシャル層2を形成したn
オンn+構造となっており、ドレイン電極1aはn゛゛
導体基板1の裏面に形成されている。n型エピタキシャ
ル層2の主面にはゲート酸化膜5aが形成され、その上
にゲート多結晶シリコン膜6が形成されている。このゲ
ート多結晶シリコン膜6は所定のパターンに形成されて
おり、セルを構成している。各セル内にはp゛型型溝導
体層3、チャンネル領域を構成するp型半導体層4と、
ソース領域を構成するn゛型型溝導体層8が形成されて
いる。多結晶シリコン膜6の上には酸化膜5bと、PS
G膜5cとが形成されおり、これらの絶縁膜にあけた開
口を介してp゛型型溝導体層3よびn゛型型溝導体層8
双方にオーミック接触しているアルミニウムより成るソ
ース電極9がPSG膜5膜上C上成されている。空乏層
を広げるためにセル集合領域を囲むようにフィールド、
リミッティング・リング(以下FLR、と略記する) 
10a、 10bが形成されており、これらのFLRと
接触するようにフィールド・プレート(以下FPと略記
するHla。
As shown in FIG. 5, an n-type epitaxial layer 2 is formed on an n-type semiconductor substrate 1 constituting a drain region.
It has an on-n+ structure, and the drain electrode 1a is formed on the back surface of the n-conductor substrate 1. A gate oxide film 5a is formed on the main surface of the n-type epitaxial layer 2, and a gate polycrystalline silicon film 6 is formed thereon. This gate polycrystalline silicon film 6 is formed in a predetermined pattern and constitutes a cell. Each cell includes a p type groove conductor layer 3, a p type semiconductor layer 4 constituting a channel region,
An n-type trench conductor layer 8 constituting a source region is formed. On the polycrystalline silicon film 6, an oxide film 5b and a PS
A G film 5c is formed, and the p'' type groove conductor layer 3 and the n'' type groove conductor layer 8 are formed through the openings made in these insulating films.
A source electrode 9 made of aluminum and in ohmic contact with both is formed on the PSG film 5. field, surrounding the cell assembly region to widen the depletion layer.
Limiting ring (hereinafter abbreviated as FLR)
10a and 10b are formed, and a field plate (hereinafter abbreviated as FP) is formed in contact with these FLRs.

11bがフィールド酸化膜5d上に堆積されたPSG膜
5膜上C上成されている。さらにチップの最外周にはn
゛゛半導体層より成るチャンネル・ストッパ12が形成
され、これにはイクイ・ポテンシャル・リング(以下、
equi−ptential ringの頭文字をとっ
てI’ORと略記する。)13が接続されている。
11b is formed on the PSG film 5 deposited on the field oxide film 5d. Furthermore, on the outermost periphery of the chip, n
゛゛A channel stopper 12 made of a semiconductor layer is formed, and an equal potential ring (hereinafter referred to as
It is abbreviated as I'OR, an acronym for equi-ptential ring. )13 are connected.

(発明が解決しようとする問題点) 第5図に示した従来のO3A M口S F[ETにおい
ては、高耐圧とするために、約1014原子/cffl
以下の低不純物濃度のシリコン基体1.2を用いるため
、半導体素子表面が周囲を取巻く種々の条件によって変
化し易く、特に水分、Naイオン、重金属イオン、樹脂
モールド封止等による汚れによってソース・ドレイン間
電圧VDSSが劣化し、特性が悪くなってしまう欠点が
ある。同様の欠点は、バイポーラ型トランジスタにおい
ても生じ、この場合にはベース・コレクタ間電圧V C
ll0が劣化することになる。従来のPSG膜中にリン
ネ純物をドープすることは、Naイオンや重金属イオン
をトラップする効果においては非常に優れているが、特
に水分に対する吸湿性がきわめて大きく、800■以上
の高耐圧を必要とするトランジスタにおいては、特に高
温逆バイアス試験等で耐圧の劣化が生ずる欠点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional O3A M port SF [ET shown in FIG.
Since the silicon substrate 1.2 with the following low impurity concentration is used, the surface of the semiconductor element is susceptible to changes depending on various surrounding conditions, and in particular, the source/drain surface may deteriorate due to contamination due to moisture, Na ions, heavy metal ions, resin mold sealing, etc. There is a drawback that the voltage VDSS deteriorates and the characteristics deteriorate. Similar drawbacks also occur in bipolar transistors, in which case the base-collector voltage V C
ll0 will deteriorate. Doping pure Linnaeus into the conventional PSG film is very effective in trapping Na ions and heavy metal ions, but it has extremely high moisture absorption, and requires a high breakdown voltage of 800μ or more. In such transistors, there is a drawback that breakdown voltage deteriorates particularly in high temperature reverse bias tests.

さらに、従来の高耐圧トランジスタにおいては素子特性
、特に耐圧を安定なものとするために、滑性化領域の周
囲に空乏層が拡がり易くするためのPLRloa、 l
Obと、これに接続されたFPlla、 1it)が形
成されているとともにトランジスタの周囲の電位を安定
させるためのチャンネル・ストッパ12と、これに接続
された1EQR13が形成されている。しかしながら、
最外側のFpHbとさらにその外側にあるεQR13と
の間には数百ボルトから千数百ボルトという高い電圧が
印加されることになるが、これらは3〜5μmと比較的
厚いアルミニウム金属膜で形成されているのでパターン
エツジが鋭くなり、両者間で放電現象が生じ易く、その
ため素子が破損する欠点がある。このような放電を防止
するためにAj7電極膜上にPSG膜のパッシベーショ
ン膜を被覆することも考えられるが、^l電極膜パター
ンのエツジが鋭く形成されているため、この部分にはP
SG膜が全く形成されないかあるいは形成されたとして
も極く薄く形成されるだけであるので放電現象を有効に
防止することはできない。このような放電現象は、特に
逆バイアス試験のウェファプロービング中に発生し、高
歩留りで造られた半導体装置が不良品となってしまうの
で、極力防止する必要がある。
Furthermore, in conventional high-voltage transistors, in order to stabilize the device characteristics, especially the breakdown voltage, PLRloa, l is used to make it easier for the depletion layer to spread around the lubricating region.
In addition, a channel stopper 12 for stabilizing the potential around the transistor and an 1EQR 13 connected thereto are formed. however,
A high voltage ranging from several hundred volts to several thousand volts is applied between the outermost FpHb and εQR13 located further outside, and these are formed from a relatively thick aluminum metal film of 3 to 5 μm. Since the pattern edges are sharp, a discharge phenomenon tends to occur between the two, resulting in damage to the device. In order to prevent such discharge, it is possible to cover the Aj7 electrode film with a PSG passivation film, but since the edges of the electrode film pattern are sharp, there is no PSG in this part.
Since the SG film is not formed at all, or even if it is formed, it is only formed very thinly, so that the discharge phenomenon cannot be effectively prevented. Such a discharge phenomenon occurs particularly during wafer probing in a reverse bias test, and semiconductor devices manufactured with high yields become defective products, so it is necessary to prevent them as much as possible.

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、高耐
圧を要する半導体装置において、活性化領域近傍に、絶
縁膜を介して、不純物を含まない高抵抗半導体膜と不純
物を含む低抵抗の半導体膜とを連続的に設けることによ
って、半導体素子周辺における放電現象を防止し、高性
能、高信頼性の半導体装置を提供するとともにこのよう
な半導体装置を優れた生産性を以って製造することがで
きる製造方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in a semiconductor device that requires a high breakdown voltage, a high-resistance semiconductor film containing no impurities and a low-resistance semiconductor film containing impurities are placed in the vicinity of the active region via an insulating film. By continuously providing a semiconductor film, it is possible to prevent a discharge phenomenon around a semiconductor element, provide a high performance and highly reliable semiconductor device, and manufacture such a semiconductor device with excellent productivity. The aim is to provide a manufacturing method that can.

(問題点を解決するための手段) 本発明の半導体装置は、一導電型の半導体基体と、この
半導体基体の主面に形成された逆導電型の半導体層と、
半導体基体の主面上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜
にあけた開口を経て前記半導体層に接触するとともに一
部分が半導体層を超えて絶縁膜上を延在するように設け
られ、高濃度に不純物が添加された低抵抗半導体膜と、
この低抵抗半導体膜と一体的に絶縁膜上に形成され、不
純物を実質的に含まない高抵抗半導体膜とを具えること
を特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) A semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate of one conductivity type, a semiconductor layer of an opposite conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate,
An insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate, and an insulating film provided in such a way that it contacts the semiconductor layer through an opening in the insulating film and extends partially over the insulating film beyond the semiconductor layer. A low resistance semiconductor film doped with impurities,
It is characterized by comprising a high-resistance semiconductor film that is formed integrally with this low-resistance semiconductor film on an insulating film and that does not substantially contain impurities.

さらに、本発明の半導体装置の製造方法は、一導電型の
半導体基体の主面に逆導電型の半導体層を形成する工程
と、 半導体基体の主面上に絶縁膜を形成する工程と、この絶
縁膜上に、これにあけた開口を経て前記半導体層に接触
するように、不純物を実質的に含まない高抵抗の半導体
膜を形成する工程と、この高抵抗半導体膜の、前記開口
を経て半導体層と接触する部分を含む部分に選択的に逆
導電型の不純物をドープして低抵抗半導体膜を形成する
と同時に逆導電型の不純物を半導体基体にもドープして
逆導電型の半導体層を形成する工程とを具えることを特
徴とするものである。
Furthermore, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of forming a semiconductor layer of an opposite conductivity type on the main surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, a step of forming an insulating film on the main surface of the semiconductor substrate, and a step of forming an insulating film on the main surface of the semiconductor substrate. forming a high-resistance semiconductor film substantially free of impurities on the insulating film so as to contact the semiconductor layer through an opening formed in the insulating film; A low-resistance semiconductor film is formed by selectively doping impurities of the opposite conductivity type into parts including those in contact with the semiconductor layer, and at the same time, impurities of the opposite conductivity type are also doped into the semiconductor substrate to form a semiconductor layer of the opposite conductivity type. The method is characterized by comprising a step of forming.

本発明の半導体装置の一実施例においては、一導電型の
半導体基体と、この半導体基体の主面に形成された逆導
電型の第1半導体層と、この第1半導体層の周囲を取囲
むように半導体基体の主面に形成された逆導電型の第2
半導体層と、半導体基体の主面上に形成された絶縁膜と
、この絶縁膜にあけた開口を経て前記第1半導体層に接
触するとともに一部分が第1半導体層を超えて絶縁膜上
を延在するように設けられ、高濃度に不純物が添加され
た第1の低抵抗半導体膜と、この第1低抵抗半導体膜と
一体的に形成され、前記絶縁膜にあけた開口を経て前記
第2半導体層に接触するとともに一部分が第2半導体層
を超えて絶縁膜上を延在するように設けられ、高濃度に
不純物が添加された第2の低抵抗半導体膜と、前記第1
および第2の低抵抗半導体膜の間に、これらと一体的に
絶縁膜上に設けられ、不純物を実質的に含まない高抵抗
半導体膜とを設ける。
An embodiment of the semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate of one conductivity type, a first semiconductor layer of the opposite conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a layer surrounding the first semiconductor layer. A second electrode of opposite conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate
a semiconductor layer, an insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a semiconductor layer that contacts the first semiconductor layer through an opening in the insulating film and extends over the insulating film, with a portion extending beyond the first semiconductor layer. a first low-resistance semiconductor film doped with impurities at a high concentration; a second low-resistance semiconductor film doped with impurities at a high concentration, the second low-resistance semiconductor film being in contact with the semiconductor layer and partially extending over the insulating film beyond the second semiconductor layer;
A high-resistance semiconductor film that is provided integrally with the second low-resistance semiconductor film on the insulating film and that does not substantially contain impurities is provided between the second low-resistance semiconductor film and the second low-resistance semiconductor film.

本発明の半導体装置の他の実施例では、一導電型の半導
体基体と、この半導体基体の主面に形成された逆導電型
の第1半導体層と、この第1半導体層の周囲を取囲むよ
うに半導体基体の主面に形成された逆導電型の第2半導
体層と、この半導体層の周囲を取囲ように半導体基体の
主面に形成された一導電型の第3半導体層と、半導体基
体の主面上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜にあけた
開口を経て前記第1半導体層に接触するとともに一部分
が第1半導体層を超えて絶縁膜上を延在するように設け
られ、高濃度に不純物が添加された第1の低抵抗半導体
膜と、この第1低抵抗半導体膜と一体的に形成され前記
絶縁膜にあけた開口を経て前記第2半導体層と接触する
とともに一部分が第2半導体層を超えて絶縁膜上を延在
するように設けられ、高濃度に不純物が添加された第2
の低抵抗半導体膜と、前記第1および第2の低抵抗半導
体膜と一体的に形成され、前記絶縁膜にあけた開口を経
て前記第3半導体層と接触するとともに一部分が第3半
導体層を超えて絶縁膜上を延在するように設けられ、高
濃度に不純物か添加された第3の低抵抗半導体膜と、こ
れら、第1.第2及び第3の低抵抗半導体膜と一体的に
絶縁膜上に形成され、それぞれ前記第1と第2の低抵抗
半導体膜の間および第2と第3の低抵抗半導体膜の間に
位置し、不純物を実質的に含まない第1および第2の高
抵抗半導体膜とを設ける。
Another embodiment of the semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate of one conductivity type, a first semiconductor layer of the opposite conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a semiconductor layer surrounding the first semiconductor layer. a second semiconductor layer of the opposite conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate; a third semiconductor layer of one conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate surrounding the semiconductor layer; an insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate; and an insulating film that contacts the first semiconductor layer through an opening in the insulating film and extends partially over the insulating film beyond the first semiconductor layer. a first low-resistance semiconductor film that is provided and doped with impurities at a high concentration; and a first low-resistance semiconductor film that is formed integrally with the first low-resistance semiconductor film and contacts the second semiconductor layer through an opening formed in the insulating film. The second semiconductor layer is provided such that a portion thereof extends over the insulating film beyond the second semiconductor layer, and is doped with impurities at a high concentration.
is formed integrally with the first and second low-resistance semiconductor films, and contacts the third semiconductor layer through an opening in the insulating film, and a portion of the third semiconductor layer contacts the third semiconductor layer. a third low-resistance semiconductor film extending over the insulating film and doped with impurities at a high concentration; formed integrally with the second and third low-resistance semiconductor films on the insulating film, and located between the first and second low-resistance semiconductor films and between the second and third low-resistance semiconductor films, respectively; and first and second high-resistance semiconductor films substantially free of impurities.

さらに、本発明の半導体装置の製造方法の一実施例では
、一導電型の半導体基体の主面に逆導電型の第1の半導
体層を形成する工程と、半導体基体の主面上に絶縁膜を
形成する工程と、この絶縁膜上に、これにあけた開口を
経て前記第1の半導体層に接触するように、不純物を実
質的に含まない高抵抗の第1の半導体膜を形成するとと
もに全部が絶縁膜上に位置する第2の半導体膜を形成す
る工程と、 前記半導体基体の主面に、逆導電型の不純物をドープし
て逆導電型の第2の半導体層を形成すると同時に、前記
第1半導体膜の、前記開口を介して第1半導体層と接触
する部分を含む部分および前記第2半導体膜に逆導電型
の不純物をドープして低抵抗化する工程と、 前記第2半導体層内に一導電型の不純物を選択的にドー
プして一導電型の第3半導体層を形成すると同時に、前
記第2半導体膜に選択的に一導電型の不純物をドープし
てpn接合を形成する工程とを具えるものである。
Furthermore, an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of forming a first semiconductor layer of an opposite conductivity type on the main surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and a step of forming an insulating layer on the main surface of the semiconductor substrate. forming a high-resistance first semiconductor film substantially free of impurities on the insulating film so as to contact the first semiconductor layer through an opening formed in the insulating film; forming a second semiconductor layer entirely located on the insulating film; doping the main surface of the semiconductor substrate with impurities of opposite conductivity type to form a second semiconductor layer of opposite conductivity type; doping a portion of the first semiconductor film, including a portion that contacts the first semiconductor layer through the opening, and the second semiconductor film with impurities of opposite conductivity type to lower the resistance; Selectively doping an impurity of one conductivity type into the layer to form a third semiconductor layer of one conductivity type, and at the same time selectively doping the second semiconductor film with an impurity of one conductivity type to form a pn junction. The method includes the step of:

(作 用) 本発明の高耐圧半導体装置においては、フィールド・プ
レート及びイクイ・ポテンシャル・リングを、不純物を
多量に添加した低抵抗の多結晶シリコン膜又は非晶質シ
リコン膜で構成するとともにこれらの間には不純物をま
ったく又は殆ど含まない高抵抗の多結晶シリコン膜又は
非晶質シリコン膜が存在しているため、フィールド・プ
レートとイクイ・ポテンシャル・リングとの間に高電圧
が印加されても放電現象が生ずることはなく半導体装置
を破壊から有効に保護することができる。
(Function) In the high-voltage semiconductor device of the present invention, the field plate and the equal potential ring are constructed of a low-resistance polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film doped with a large amount of impurities. Because there is a high-resistance polycrystalline silicon film or amorphous silicon film between them that contains no or almost no impurities, even if a high voltage is applied between the field plate and the equal potential ring, No discharge phenomenon occurs, and the semiconductor device can be effectively protected from destruction.

さらに、これらの多結晶の、シリコン膜や非晶質シリコ
ン膜は、Naイオン、重金属イオンや水分等を有効に遮
断するので、周囲条件に左右されずに信頼性の高い半導
体装置を得ることができる。
Furthermore, these polycrystalline silicon films and amorphous silicon films effectively block Na ions, heavy metal ions, moisture, etc., making it possible to obtain highly reliable semiconductor devices regardless of ambient conditions. can.

(実施例) 第1図(a)〜(f)は、本発明の半導体装置の第1実
施例であるO3A MOS FBTの順次の製造工程に
おける状態を示すものである。
(Example) FIGS. 1(a) to 1(f) show states in successive manufacturing steps of an O3A MOS FBT, which is a first example of a semiconductor device of the present invention.

先ず、n゛゛半導体基板21の上にn型エピタキシャル
層22を、例えば比抵抗40〜60Ω−Cffi、厚さ
80〜100μmで形成した後、ゲート多結晶シリコン
膜の開口部のセル内に位置する第1のp゛型型溝導体層
23a、このセル集積部の周囲に位置し、ソース電極と
電気的に接続される第2のp゛型型溝導体層23bを同
一の拡散工程で形成する。さらに、n°型エピタキシャ
ル層22の主面上にはシリコン酸化膜25aを形成する
。この様子を第1図(a)に示す。
First, an n-type epitaxial layer 22 is formed on an n-type semiconductor substrate 21 to have a specific resistance of 40 to 60 Ω-Cffi and a thickness of 80 to 100 μm, and then the n-type epitaxial layer 22 is placed in the cell at the opening of the gate polycrystalline silicon film. A first p-type trench conductor layer 23a and a second p-type trench conductor layer 23b located around this cell integrated area and electrically connected to the source electrode are formed in the same diffusion process. . Furthermore, a silicon oxide film 25a is formed on the main surface of the n° type epitaxial layer 22. This situation is shown in FIG. 1(a).

その後、フィールド領域に厚さ約8000人のフィール
ド酸化膜25bを形成し、続いて約1000人の厚さの
ゲート酸化膜25Cを形成した様子を第1図(b)に示
す。
Thereafter, a field oxide film 25b having a thickness of about 8,000 wafers is formed in the field region, followed by a gate oxide film 25C having a thickness of about 1,000 nits, as shown in FIG. 1(b).

続いて、フィールド酸化膜25bを選択的に開口した後
、不純物を実質的に含まない多結晶シリコン膜26aを
、例えば厚さ4000人程度堆積した後、これを選択的
にパターニングする。この際、多結晶シリコン膜26a
は、セル集積部の周囲に位置する第2p”型半導体層2
3bからフィールド酸化膜25b上に延在するようにパ
ターニングする。この様子を第1図(C)に示す。
Subsequently, after selectively opening the field oxide film 25b, a polycrystalline silicon film 26a substantially free of impurities is deposited to a thickness of about 4,000 layers, for example, and then selectively patterned. At this time, the polycrystalline silicon film 26a
is a second p” type semiconductor layer 2 located around the cell integrated part.
The patterning is performed to extend from field oxide film 3b onto field oxide film 25b. This situation is shown in FIG. 1(C).

次に、フォトエツチング技術によって選択的にフォトレ
ジスト膜27を形成した後、例えばボロン・イオンを打
込み、多結晶シリコン膜26aの一部分をp型子結晶シ
リコン膜26bに変換する。このp型子結晶シリコン膜
26bはフィールド・プレートを構成するものである。
Next, after selectively forming a photoresist film 27 using photoetching technology, boron ions, for example, are implanted to convert a portion of the polycrystalline silicon film 26a into a p-type concrystalline silicon film 26b. This p-type child crystalline silicon film 26b constitutes a field plate.

これと同時に、チャンネル領域を形成すべきn型エピタ
キシャル層220部分にもボロン・イオンを打込み、p
型半導体層24を形成する。この様子を第1図(d) 
に示す。
At the same time, boron ions are implanted into the n-type epitaxial layer 220 where the channel region is to be formed.
A type semiconductor layer 24 is formed. This situation is shown in Figure 1(d).
Shown below.

続いて、再びフォトエツチング技術にて選択的にフォト
レジスト膜を形成し、例えばリンを高濃度にイオン注入
してゲート電極としてn゛型多結晶シリコン膜26Cと
、ソース領域として作用するn゛型型溝導体層28形成
する。この様子を第1図(e)に示す。
Next, a photoresist film is selectively formed again using photoetching technology, and ion implantation of, for example, phosphorus is performed at a high concentration to form an n-type polycrystalline silicon film 26C as a gate electrode and an n-type polycrystalline silicon film 26C to act as a source region. A mold groove conductor layer 28 is formed. This situation is shown in FIG. 1(e).

その後、CVD法にて不純物を含まないシリコン酸化膜
(CVD 5ITo)25dを約3000人の厚さに均
一に堆積し、さらにその上に高濃度にリンを含んだPS
G膜25eを約5000 Aの厚さに形成する。次に、
各種熱工程を施した後に、CVD−3lO□膜25d及
びPSG膜25eにコンタクト・ホールを開口し、ソー
スA1電極29と、ゲートAl電極(図示せず)を形成
する。このようにして、n+型多結晶シリコン膜26C
より成るゲート電極膜を有するとともにp+型多結晶シ
リコン膜26dより成るフィールド・プレート及びこの
フィールド・プレートと一体的に形成されたノン・ドー
プの高抵抗多結晶シリコン膜26&を有するO3A M
OS FETが完成する。この様子を第1図(f)に示
す。
Thereafter, a silicon oxide film (CVD 5ITo) 25d containing no impurities was uniformly deposited to a thickness of approximately 3000 mm using the CVD method, and on top of this, PS containing a high concentration of phosphorus was deposited.
A G film 25e is formed to a thickness of about 5000 Å. next,
After performing various thermal processes, contact holes are opened in the CVD-3lO□ film 25d and the PSG film 25e, and a source A1 electrode 29 and a gate Al electrode (not shown) are formed. In this way, the n+ type polycrystalline silicon film 26C
O3A M has a gate electrode film made of a p+ type polycrystalline silicon film 26d, and a field plate made of a p+ type polycrystalline silicon film 26d, and a non-doped high resistance polycrystalline silicon film 26& formed integrally with this field plate.
OS FET is completed. This situation is shown in FIG. 1(f).

第2図(a)〜(f)は、本発明による半導体装置の第
2の実施例である高耐圧O3A MOS FBTの順次
の製造工程における状態を示すものである。
FIGS. 2(a) to 2(f) show states in successive manufacturing steps of a high voltage O3A MOS FBT, which is a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

n++半導体基板31上にn型エピタキシャル履32を
、例えば比抵抗40〜60Ω−CI、厚み80〜100
μmで形成後、表面にシリコン酸化膜35aを形成する
とともにp゛型型厚導体層例えば15μm程度の深さに
形成する。このp゛型型厚導体層、ゲート多結晶シリコ
ン開口部に位置するセル内にある第1のp゛型型溝導体
層33a、このセル集積部の周囲に位置し、ソース電極
と電気的に接している第2のp゛型型半体体層33b、
ソース・ドレイン間耐圧(Voss)を大きくするため
に第2p”型半導体層33bからの空乏層が広がりやす
(し、第2p”型半導体層33bの周囲にリング状に位
置するフィールド・リミッティング・リングと呼ばれて
いる第3のp゛型型溝導体層33cあり、これらは同じ
拡散工程にて形成する。この様子を第2図(a)に示す
An n-type epitaxial layer 32 is placed on an n++ semiconductor substrate 31, for example, with a specific resistance of 40 to 60 Ω-CI and a thickness of 80 to 100 Ω.
After forming a silicon oxide film 35a on the surface, a p-type thick conductor layer is formed to a depth of, for example, about 15 μm. This p-type thick conductor layer, the first p-type groove conductor layer 33a in the cell located in the gate polycrystalline silicon opening, and the first p a second p゛ type half body layer 33b in contact with;
In order to increase the source-drain breakdown voltage (Voss), the depletion layer from the second p'' type semiconductor layer 33b tends to spread (and the field limiting layer located in a ring shape around the second p'' type semiconductor layer 33b) There is a third p-type groove conductor layer 33c called a ring, which is formed in the same diffusion process.This situation is shown in FIG. 2(a).

その後、厚さ約3000人程度のフィールド用シリコン
酸化膜35bをフィールド・リミッティング・リング(
第3p”型半導体層)33C上に形成し、続いて、ゲー
ト酸化膜35Cを約1000Aの厚さに形成し、選択的
にフィールド酸化膜33bを開口した様子を第2図(b
)に示す。
After that, the field silicon oxide film 35b with a thickness of about 3000 layers is formed into a field limiting ring (
A gate oxide film 35C is then formed to a thickness of about 1000A, and the field oxide film 33b is selectively opened.
).

次に、不純物を実質的に含まない多結晶シリコン膜36
aを、例えば4000人程度0厚さに堆積した後、選択
的にパターニングする。この際、セル集積部の周囲に位
置する第2p堆型半導体層33bからフィールド・リミ
ッティング・リングを構成する第3p゛型半導体履33
Cに至るまでと、さらにこの第3p”型半導体層33c
からチップ周端に至大まで形成する。
Next, a polycrystalline silicon film 36 that does not substantially contain impurities
After depositing, for example, about 4000 layers to a zero thickness, it is selectively patterned. At this time, a third p-type semiconductor layer 33 forming a field limiting ring is formed from the second p-type semiconductor layer 33b located around the cell integrated portion.
C, and further this third p'' type semiconductor layer 33c.
It is formed from the tip to the circumferential edge of the chip.

続いてフォトエツチング技術にて選択的にフィールドシ
リコン酸化膜35b上の多結晶シリコン36a上にフォ
トレジスト膜37を選択的に残す。この様子を第2図(
C)に示す。次にp型不純物イオンを選択的に打込み、
ゲート電極用多結晶シリコン膜36aのパターンをマス
クとしてチャンネル領域を構成するp型半導体34を自
己整合的に形成する。
Subsequently, a photoresist film 37 is selectively left on the polycrystalline silicon 36a on the field silicon oxide film 35b using a photoetching technique. This situation is shown in Figure 2 (
Shown in C). Next, selectively implant p-type impurity ions,
Using the pattern of the polycrystalline silicon film 36a for gate electrode as a mask, the p-type semiconductor 34 constituting the channel region is formed in a self-aligned manner.

この際、前記多結晶シリコン膜36aにゲート保護ダイ
オードのp全不純物を同時にイオン注入し、p型子結晶
シリコン36bを形成する。
At this time, all p impurities of the gate protection diode are ion-implanted into the polycrystalline silicon film 36a at the same time to form a p-type child crystalline silicon 36b.

次に、再びフォトエツチング技術を用いてフィルド・リ
ミッティング・リング近傍(フィールド酸化膜上)の多
結晶シリコン膜36aと、ゲート保護用ダイオードの多
結晶シリコン膜36b上を選択的にフォトレジストでパ
ターニングする。この様子を第2図(d)に示す。その
後、イオン注入をおこない、n゛型型溝導体層38a、
ゲート保護ダイオードのn゛型多結晶シリコン膜36C
1そしてシリコンチップ周辺の電位を安定させる目的の
イクイ・ポテンシャル・リング用のn+型多結晶シリン
コ膜36cとチャンネル・ストッパ用のn+型型溝導体
層38b同時に形成する。続いてCVD法にて不純物を
含まなイcVD−St02膜35dを約3000人の厚
さに形成するとともに高濃度にリンを含んだPSG膜3
5eを約5000人の厚さに形成した様子を第2図(e
)に示す。
Next, using photoetching technology again, the polycrystalline silicon film 36a near the filled limiting ring (on the field oxide film) and the polycrystalline silicon film 36b of the gate protection diode are selectively patterned with photoresist. do. This situation is shown in FIG. 2(d). After that, ion implantation is performed, and the n-type groove conductor layer 38a,
Gate protection diode n-type polycrystalline silicon film 36C
1. Then, an n+ type polycrystalline silicon film 36c for an equal potential ring for the purpose of stabilizing the potential around the silicon chip and an n+ type groove conductor layer 38b for a channel stopper are simultaneously formed. Subsequently, a CVD-St02 film 35d containing no impurities is formed to a thickness of approximately 3000 nm using the CVD method, and a PSG film 3 containing a high concentration of phosphorus is formed.
Figure 2 (e
).

その後、各種熱処理を施した後に、CVD−3in2膜
35dおよびPSG膜35eにコンタクトホールを開口
し、ソースA1電極39a と、ゲートAl電極39b
を形成し、ゲート・ソース間に多結晶シリコン膜36b
および36cより成る保護ダイオードを有するO8八へ
O3FBTが完成する。この様子を第2図(f)に示す
After that, after performing various heat treatments, contact holes are opened in the CVD-3in2 film 35d and the PSG film 35e, and the source A1 electrode 39a and the gate Al electrode 39b are connected to each other.
A polycrystalline silicon film 36b is formed between the gate and source.
The O3FBT is completed to O88 having a protection diode consisting of and 36c. This situation is shown in FIG. 2(f).

第3図は本発明による半導体装置の第3実施例を示すも
ので、高耐圧O3A MOS FETの断面構造図を示
す。本例の半導体装置の製造工程は、第2図(a)〜(
f)に示した第2実施例とほぼ同じで、同様の部分は同
じ符号で示す。本実施例では、p型イオン注入時と、n
゛梨型イオン注入時フォトレジストパターン形成によっ
て、フィールドプレートを構成するn゛型多結晶シリコ
ン膜36cとフィールド・リミッティング・リングを構
成する第3p゛型半導体層33d内にn゛型型厚導体層
38c同時に形成している。このn゛型型厚導体層38
c作用は次のようなものである。すなわち、ソース領域
に正の電荷、ドレイン領域に負の電荷を与えた際、第2
p”型半導体層33bから広がる空乏層は、ある一定の
電位で第3p゛型半導体層33C(フィールド・リミッ
ティング・リング)に到達し、この第3p+型半導体層
は第2p”型半導体層33bと同電位になる。よってフ
ィールド・リミツティング・リング内の第3p゛型半導
体層33c、 33dとn゛型型溝導体層38C n゛型多結晶シリコン膜36Cは第3p”型半導体層3
3c, 33dと同電位となり、フィールド・プレート
の役目を充分に果たし、第2実施例のp型子結晶膜36
bより成るフィールド・プレートと同じ働きをすること
になる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention, and shows a cross-sectional structural diagram of a high voltage O3A MOS FET. The manufacturing process of the semiconductor device of this example is shown in FIGS.
It is almost the same as the second embodiment shown in f), and similar parts are designated by the same reference numerals. In this example, during p-type ion implantation and n
By forming a photoresist pattern during pear-shaped ion implantation, an n-type thick conductor is formed in the n-type polycrystalline silicon film 36c constituting the field plate and the third p-type semiconductor layer 33d constituting the field limiting ring. Layer 38c is formed at the same time. This n-type thick conductor layer 38
c action is as follows. That is, when a positive charge is applied to the source region and a negative charge is applied to the drain region, the second
The depletion layer spreading from the p'' type semiconductor layer 33b reaches the third p'' type semiconductor layer 33C (field limiting ring) at a certain potential, and this third p+ type semiconductor layer is connected to the second p'' type semiconductor layer 33b. becomes the same potential as Therefore, the third p'' type semiconductor layers 33c and 33d in the field limiting ring, the n'' type groove conductor layer 38C, and the n'' type polycrystalline silicon film 36C are the third p'' type semiconductor layer 3.
3c and 33d, it fully fulfills the role of a field plate, and the p-type child crystal film 36 of the second embodiment
It will have the same function as the field plate made of b.

本実施例において、不純物を実質的に含まない多結晶シ
リコン膜とは、全く不純物を含まないものはもちろんの
ことたとえば、微量のn型不純物やn型不純物が、前記
多結晶シリコン膜を堆積する際に混入してもかまわない
。通常、不純物濃度が101〜1013原子/cd以下
であれば差支えない。
In this example, a polycrystalline silicon film that does not substantially contain impurities refers to not only one that does not contain any impurities at all, but also a polycrystalline silicon film that contains a trace amount of n-type impurity or an n-type impurity to deposit the polycrystalline silicon film. It does not matter if they are mixed in at some point. Generally, there is no problem as long as the impurity concentration is 101 to 1013 atoms/cd or less.

いわゆる本発明の実施例において、第2p゛型半導体層
と第3p”型半導体層、さらに絶縁膜を介して位置する
多結晶シリコン膜が導電性を増し、MO8動作あるいは
これに近い動作をおこなって、最適なシリコンウェハー
濃度、厚さ、フィールド・リミッティング・リングを満
足しているにもかかわらず、正規の耐圧が得られないと
いう現象が生じない程度のたとえば、数キロオームある
いは数メガオーム以上のシート抵抗を持つ多結晶シリコ
ン膜であれば良い。
In the so-called embodiment of the present invention, the second p'' type semiconductor layer, the third p'' type semiconductor layer, and the polycrystalline silicon film located through the insulating film have increased conductivity, and perform MO8 operation or an operation close to this. , for example, a sheet of several kiloohms or several megaohms that does not cause the phenomenon of not being able to obtain the normal withstand voltage even though it satisfies the optimum silicon wafer concentration, thickness, and field limiting ring. Any polycrystalline silicon film with resistance may be used.

また、上述した実施例では、フィールドシリコン酸化膜
上に不純物を含まない多結晶シリコン膜を堆積させたが
、これに代わるものとして非晶質シリコン膜でもよい。
Further, in the above embodiment, a polycrystalline silicon film containing no impurities was deposited on the field silicon oxide film, but an amorphous silicon film may be used instead.

特に非晶質シリコンに不純物ドープの無い場合、デポジ
ション工程において、極低濃度のn−型の非晶質シリコ
ンが形成されるため、これまた極めて低濃度のp−型不
純物を混入させることによって101′〜1012原子
/Cd以下の極めて低濃度の非晶質シリコン膜を得るこ
とができる。よって、非晶質シリコンは、特に200〜
300℃程度のプラズマ雰囲気中にてデポジションする
ことから、あらかじめ、たとえばMOS型半導体装置に
おいては浅い接合(Shallow Junction
)を必要とするチャンネル等を形成した後、フィールド
シリコン酸化膜中にパッシベーション膜として用いるこ
とが可能であるばかりか、^l電極上においても、たと
えば、ポリイミド樹脂や、プラズマ酸化膜や、プラズマ
酸化膜等の極めて低温プロセスが可能な絶縁膜と併せて
パッシベーション膜あるいは多層配線の層間絶縁膜とし
て用いることができる。
In particular, when amorphous silicon is not doped with impurities, extremely low concentration n-type amorphous silicon is formed during the deposition process, so by mixing extremely low concentration p-type impurities, An amorphous silicon film with an extremely low concentration of 101' to 1012 atoms/Cd or less can be obtained. Therefore, amorphous silicon is particularly suitable for
Since the deposition is performed in a plasma atmosphere of about 300°C, shallow junctions are formed in advance in MOS type semiconductor devices, for example.
) can be used as a passivation film in the field silicon oxide film, but also on the electrode, for example, polyimide resin, plasma oxide film, or plasma oxidation film can be used on the electrode. It can be used as a passivation film or an interlayer insulating film for multilayer wiring together with an insulating film that can be processed at an extremely low temperature such as a film.

尚、上述した実施例ではMOS型半導体装置を例にとっ
て示したが、バイポーラ雨半導体装置あるいは、ダイオ
ード等地の高耐圧半導体装置にも応用可能である。又、
低耐圧用半導体装置に用いても良い。本発明の実施例に
おいて、pとnは逆でも良い。
In the above-described embodiments, a MOS type semiconductor device was used as an example, but the present invention can also be applied to a bipolar rain semiconductor device or a high voltage semiconductor device such as a diode. or,
It may also be used for low voltage semiconductor devices. In embodiments of the present invention, p and n may be reversed.

(発明の効果) 以上のごとく、本発明によると、半導体膜のうちたとえ
ば半導体不純物を含まない多結晶シリコン膜をいろいろ
工夫して、従来のプロセス工程を増加させずに、同一プ
ロセス工程にて、ゲート保護ダイオードと呼ばれ、極め
て薄いゲート絶縁膜を静電気による絶縁破壊から防止す
るため、p型子結晶シリコン膜(チャンネル領域のp型
半導体層形成時)とn゛型型詰結晶シリコンソース領域
のn1型半導体層形成時)を形成し、多結晶シリコン膜
を用いたpnダイオードの形成を可能とし、しかもこの
際、多結晶シリコン膜は選択的にフォトレジストにて覆
うことによって、不純物の含まない高抵抗で強力なパッ
シベーション膜と、p型不純物をドープした多結晶シリ
コン膜より成るフィールド・プレートあるいはn+型不
純物をドープした多結晶シリコン膜より成るフィールド
・プレートが一体的に形成できる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, among semiconductor films, for example, polycrystalline silicon films that do not contain semiconductor impurities are devised in various ways, and can be processed in the same process step without increasing the number of conventional process steps. It is called a gate protection diode, and is used to protect an extremely thin gate insulating film from dielectric breakdown due to static electricity. When forming an n1 type semiconductor layer), it is possible to form a pn diode using a polycrystalline silicon film, and at this time, the polycrystalline silicon film is selectively covered with a photoresist, so that it does not contain impurities. A high resistance and strong passivation film and a field plate made of a polycrystalline silicon film doped with p-type impurities or a field plate made of a polycrystalline silicon film doped with n+ type impurities can be integrally formed.

特に高耐圧MOS型半導体装置においてはセル集積部の
周辺構造が周囲の条件にいかに影響されずに、初期特性
を保てるかが最大のポイントであり、信頼性の優れた素
子を得るため、本発明ではナトリウム、重金属イオン等
はPSG膜にてトラップし、PSG膜を通過して来る上
記イオンをはじめ、特に水分等を高濃度リンを含むn゛
型多結晶シリコン膜より成るフィールド・プレート、あ
るいはp型子結晶シリコン膜より成るフィールド・プレ
ートと、高抵抗で、半導体不純物を含まない多結晶シリ
コン膜にて完全に遮断し、特にフィールド領域上の厚い
シリコン酸化膜と、前記n型エピタキシャル層の界面付
近での汚染を防止できるため、ソース・ドレイン間のリ
ーク電流の少ない高耐圧トランジスタが可能である。し
かも本発明の最も重要なポイントとして、不純物を含ま
ない多結晶シリコン膜に選択的にn゛゛不純物イオン注
入をおこない、一方をゲート電極とし、もう一方はゲー
ト保護ダイオードのn゛型型詰結晶シリコン形成し、さ
らにもう一方はソースn゛型半導体層からのフィールド
・プレートを形成し、そしてイクイ・ポテンシャル・リ
ング及びチャンネル・ストッパを構成するn゛゛半導体
層等を同時に形成し、そして最後に選択的に残った不純
物を含まない多結晶シリコン膜は強力なパッシベーショ
ン膜としてフィールド上に形成されて成る高信頼性、高
性能な高耐圧半導体装置が可能である。
Particularly in high-voltage MOS semiconductor devices, the most important point is how well the peripheral structure of the cell integrated part can maintain its initial characteristics without being affected by surrounding conditions. Sodium, heavy metal ions, etc. are trapped in the PSG film, and the above ions that pass through the PSG film, as well as especially water, are trapped in a field plate made of an n-type polycrystalline silicon film containing a high concentration of phosphorus, or a p-silicon film. The field plate made of a patterned crystalline silicon film is completely isolated by a polycrystalline silicon film having high resistance and does not contain semiconductor impurities, and the interface between the thick silicon oxide film particularly on the field region and the n-type epitaxial layer is formed. Since contamination in the vicinity can be prevented, it is possible to create a high voltage transistor with less leakage current between the source and drain. Moreover, the most important point of the present invention is that n-type impurity ions are selectively implanted into a polycrystalline silicon film that does not contain impurities, one side is used as a gate electrode, and the other is an n-type packed crystal silicon film for a gate protection diode. On the other hand, the field plate from the source n-type semiconductor layer is formed, and the n-type semiconductor layer constituting the equal potential ring and the channel stopper are simultaneously formed, and finally, the selective The remaining impurity-free polycrystalline silicon film is formed on the field as a strong passivation film, making it possible to create a highly reliable, high-performance, high-voltage semiconductor device.

ちなみに、本発明による実施例においては初期値120
0 Vのソース・ドレイン間耐圧が得られた。
By the way, in the embodiment according to the present invention, the initial value is 120.
A source-drain breakdown voltage of 0 V was obtained.

第4図は従来素子と、本・発明によるUSA MOS 
FATの高温逆バイアス試験にふけるソース・ドレイン
間耐圧の信頼性試験の様子を示す。第4図のデータから
高耐圧MO3FBTをはじめとする高耐圧半導体装置は
従来のPSG膜や、^l金属のフィールドプレートの工
夫だけでは充分ではなく、本発明による半導体装置がい
かに優れているかがよくわかる。
Figure 4 shows the conventional element and the USA MOS according to the present invention.
This figure shows the reliability test for source-drain breakdown voltage during high-temperature reverse bias testing of FAT. The data in Figure 4 clearly shows how superior the semiconductor device of the present invention is, as it is not enough to use conventional PSG films or metal field plates for high-voltage semiconductor devices such as high-voltage MO3FBTs. Recognize.

次に本発明は、高耐圧素子で、フィールド・リミッティ
ング・リング上のフィールド・プレートとイクイ・ポテ
ンシャル・リング間に良く見られる放電現象を、従来の
^β金属膜の代りにp又はn゛型多結晶シリコン層を用
いることにより防止でき、MOS FBTではゲート多
結晶シリコン電極、あるいはゲート保護用ダイオードと
一緒に形成し、又、バイポーラ・トランジスタでは、エ
ミッタ抵抗用多結晶シリコンと同じ工程にて形成可能で
ある。したがって、多結晶シリコンより成るフィールド
・プレートはたとえばCVD法にて形成したCvロー5
i02あるいはPSGで表面を良好に覆うことが可能で
、しかも1600℃程度の熱処理工程によって前記CV
D−3iOzは強力な絶縁膜の役目をするため、従来の
^l金属膜のフィールド・プレート、あるいはイクイ・
ポテンシャル・リング等のように放電は全く生じなくな
り、たとえば良品を選定するウェハ・ブロービング工程
における放電による良品の破損は全くなくすことが可能
となった。
Next, the present invention solves the discharge phenomenon that is often observed between a field plate on a field limiting ring and an equal potential ring in a high voltage element by using p or n゛ metal film instead of the conventional ^β metal film. This can be prevented by using a type polycrystalline silicon layer, which is formed together with the gate polycrystalline silicon electrode or gate protection diode in MOS FBTs, and in the same process as the polycrystalline silicon layer for the emitter resistor in bipolar transistors. Formable. Therefore, the field plate made of polycrystalline silicon is, for example, a Cv row 5 formed by the CVD method.
It is possible to cover the surface well with i02 or PSG, and the CV
D-3iOz acts as a strong insulating film, so it can be used as a conventional metallic field plate or
Unlike potential rings, no discharge occurs at all, and for example, damage to non-defective products due to discharge during the wafer blobbing process for selecting non-defective products can be completely eliminated.

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

第1図(a)〜(f)は本発明による半導体装置の一実
施例の順次の製造工程における構成を示す断面図、 第2図(a)〜(f)は同じ(他の実施例の順次の製造
工程における構成を示す断面図、 第3図は同じくさらに他の実施例の構成を示す断面図、 第4図は本発明の半導体装置と従来の半導体装置の高温
逆バイアス試験におけるソース・ドレイン間耐圧を対比
して示すグラフ、 第5図は従来の半導体装置の構成を示す断面図である。 21・・・n゛゛半導体基板 22・・・n型エピタキシャル層 23a、 23b・・・p“型半導体層24・・・p型
半導体層 25b・・・フィールド酸化膜 25C・・・ゲート酸化膜 26&・・・高抵抗多結晶シリコン膜 26b、 26c・・・低抵抗多結晶シリコン膜28・
・・n゛型半導体層 29・・・ソースAl電極 31・・・n゛型半導体基板 32・・・n型エピタキシャル層 33a、 33b、 33c ・・・p ”型半導体層
34・・・p型半導体層 36a・・・高抵抗多結晶シリコン膜 36b・・・p型子結晶シリコン膜 36c・・・n型子結晶シリコン膜 38a、38b−n”型半導体1 39a・・・ソースAl電極 39b・・・ゲー)1電極 第1図
FIGS. 1(a) to (f) are cross-sectional views showing the configuration of one embodiment of the semiconductor device according to the present invention in the sequential manufacturing process, and FIGS. 2(a) to (f) are the same (other embodiments). 3 is a cross-sectional view showing the structure of another embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device of the present invention and a conventional semiconductor device in a high-temperature reverse bias test. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device. 21...n゛゛Semiconductor substrate 22...N-type epitaxial layer 23a, 23b...p "type semiconductor layer 24...P-type semiconductor layer 25b...Field oxide film 25C...Gate oxide film 26&...High resistance polycrystalline silicon film 26b, 26c...Low resistance polycrystalline silicon film 28...
... n'-type semiconductor layer 29... source Al electrode 31... n'-type semiconductor substrate 32... n-type epitaxial layer 33a, 33b, 33c... p'' type semiconductor layer 34... p-type Semiconductor layer 36a...High resistance polycrystalline silicon film 36b...P-type subcrystalline silicon film 36c...N-type subcrystalline silicon film 38a, 38b-n" type semiconductor 1 39a...Source Al electrode 39b. ...Ge) 1 electrode Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一導電型の半導体基体と、この半導体基体の主面に
形成された逆導電型の半導体層と、半導体基体の主面上
に形成された絶縁膜と、この絶縁膜にあけた開口を経て
前記半導体層に接触するとともに一部分が半導体層を超
えて絶縁膜上を延在するように設けられ、高濃度に不純
物が添加された低抵抗半導体膜と、この低抵抗半導体膜
と一体的に絶縁膜上に形成され、不純物を実質的に含ま
ない高抵抗半導体膜とを具えることを特徴とする半導体
装置。 2、一導電型の半導体基体の主面に逆導電型の半導体層
を形成する工程と、 半導体基体の主面上に絶縁膜を形成する工 程と、 この絶縁膜上に、これにあけた開口を経て 前記半導体層に接触するように、不純物を実質的に含ま
ない高抵抗の半導体膜を形成する工程と、 この高抵抗半導体膜の、前記開口を経て半 導体層と接触する部分を含む部分に選択的に逆導電型の
不純物をドープして低抵抗半導体膜を形成すると同時に
逆導電型の不純物を半導体基体にもドープして逆導電型
の半導体層を形成する工程とを具えることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. A semiconductor substrate of one conductivity type, a semiconductor layer of the opposite conductivity type formed on the main surface of the semiconductor substrate, an insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the insulating film formed on the main surface of the semiconductor substrate. A low-resistance semiconductor film doped with impurities at a high concentration, which is provided so as to contact the semiconductor layer through an opening in the film and partially extend over the insulating film beyond the semiconductor layer; 1. A semiconductor device comprising a high-resistance semiconductor film that is formed integrally with a semiconductor film on an insulating film and that is substantially free of impurities. 2. A step of forming a semiconductor layer of an opposite conductivity type on the main surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, a step of forming an insulating film on the main surface of the semiconductor substrate, and an opening formed on the insulating film. forming a high-resistance semiconductor film substantially free of impurities so as to contact the semiconductor layer through the opening; It is characterized by comprising the step of selectively doping impurities of opposite conductivity type to form a low-resistance semiconductor film, and simultaneously doping the semiconductor substrate with impurities of opposite conductivity type to form a semiconductor layer of opposite conductivity type. A method for manufacturing a semiconductor device.
JP13081785A 1985-06-18 1985-06-18 Semiconductor device and manufacture thereof Pending JPS61289667A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13081785A JPS61289667A (en) 1985-06-18 1985-06-18 Semiconductor device and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13081785A JPS61289667A (en) 1985-06-18 1985-06-18 Semiconductor device and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61289667A true JPS61289667A (en) 1986-12-19

Family

ID=15043404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13081785A Pending JPS61289667A (en) 1985-06-18 1985-06-18 Semiconductor device and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61289667A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0312970A (en) * 1989-06-12 1991-01-21 Hitachi Ltd Semiconductor device
JP2006310508A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0312970A (en) * 1989-06-12 1991-01-21 Hitachi Ltd Semiconductor device
JP2006310508A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5475252A (en) Process for manufacture of radiation resistant power MOSFET and radiation resistant power MOSFET
US4688323A (en) Method for fabricating vertical MOSFETs
EP0465961B1 (en) Semiconductor device on a dielectric isolated substrate
US4333224A (en) Method of fabricating polysilicon/silicon junction field effect transistors
JPS61158177A (en) Semiconductor device
JP2000188399A (en) Silicon carbide semiconductor device and its manufacture
JPH0332234B2 (en)
JP2605030B2 (en) Quadrature bipolar transistor
JPS61234041A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
US4675713A (en) MOS transistor
US3518750A (en) Method of manufacturing a misfet
JPH0945905A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP3294001B2 (en) Method for manufacturing insulated gate semiconductor device
JP2808871B2 (en) Method for manufacturing MOS type semiconductor device
US20030151092A1 (en) Power mosfet device with reduced snap-back and being capable of increasing avalanche-breakdown current endurance, and method of manafacturing the same
JPS61274366A (en) High dielectric strength semiconductor device
JPS61289667A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH02110976A (en) Insulated-gate semiconductor device
JPS60103671A (en) Semiconductor device
JPH0740607B2 (en) Method of manufacturing thin film transistor
JPS6394667A (en) Semiconductor integrated circuit
US3969150A (en) Method of MOS transistor manufacture
JPS62123736A (en) Semiconductor device
KR100257148B1 (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH08167617A (en) High breakdown voltage semiconductor device