JPS6151929A - プレ−ナ型半導体装置 - Google Patents

プレ−ナ型半導体装置

Info

Publication number
JPS6151929A
JPS6151929A JP17437684A JP17437684A JPS6151929A JP S6151929 A JPS6151929 A JP S6151929A JP 17437684 A JP17437684 A JP 17437684A JP 17437684 A JP17437684 A JP 17437684A JP S6151929 A JPS6151929 A JP S6151929A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semi
film
insulating film
insulation film
impurity region
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
JP17437684A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Kimura
明宏 木村
Junichi Oura
純一 大浦
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17437684A priority Critical patent/JPS6151929A/ja
Publication of JPS6151929A publication Critical patent/JPS6151929A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はプレーナ型半導体装置に関し、特に、プレーナ
接合の耐圧向上およびリーク電流の抑制を図るパッシベ
ーション膜構造の改良に係る。
〔発明の技術的背景〕
第2図は従来のプレーナ型半導体装置の断面図である。
同図において、1はN型シリコン基板である。該シリコ
ン基板1の主表面からは、所定の拡散深さでP+型の不
に!物領賊2が形成されている。そして、シリコン基板
1の主表面には熱酸化膜3が形成され、該熱酸化股上に
アルミニウム配線層4が形成されている。このアルミニ
ウム配線層4は、熱酸化膜3に開孔されたコンタクトボ
ールを介して前記P+型不純物領域2にオーミックコン
タクトされている。また、シリコン基板1の裏面にも、
アルミニウムの蒸着により基板電極5が形成されている
。なお、前記熱血化膜3はシリコン基板1表面のパッシ
ベーション膜として、或いはシリコン基板1とアルミニ
ウム配線層4との間の層間絶縁膜として機能している。
プレーナ型半導体装置において、上記のような構造は極
めて普遍的且つ必然的なものである。但し、パッシベー
ション膜ないし層間絶縁膜の構造については、上記第2
図の以外に、例えば第3図に示す構造のものが従来から
知られている。
即ち、第3図のプレーナ型半導体装置では、第2図にお
ける熱酸化膜3の代りに半絶縁性II!iI6およびC
VD−8i02膜7の積層膜が用いられている。半絶縁
性膜6としては、酸素を含む多結晶シリコン膜、或いは
水素添加により安定化されたアモルファスシリコン層が
用いられる。なお、半絶縁性膜6はP+型不純物領域の
接合境界およびその近傍上に亙って形成され、またアル
ミニウム配線層4と接触しないように両者の間には必ず
CVD−3iO2膜7が介在されている。その他の基本
的な構造は全て第2図の場合と同じである。
〔11r頭技術の問題点) 第2図の構造でアルミニウム配線層4に負、基板電極に
正の電圧を印加してプレーナ型半導体装置を動作させた
場合、P+型不純物領域2とN型基板1どのPN接合に
加わる逆バイアスによる空乏層の広がりが広いほど接合
耐圧は高くなる。従って、P”型不純物領域2の濃度お
よび深さが一定であるとすれば、N型シリコン基板1の
ドナー密度が小さいほど接合耐圧は大きくなる。ところ
が、第2図の構造では基板1の表面を直接覆う熱酸化膜
3をパッシベーション膜に用いているため、3i02/
Si界面に特徴的に発生する十の固定電荷を有している
。更に、この界面には基板1の表面を汚染しているNa
+イオン等をトラップするようなエネルギーレベルが形
成され、これらの+イオンが前記界面に集積きれている
ため、第2図にあける熱酸化膜3と基板1との界面には
かなりの正電荷が帯電されている。この正電荷は電子を
引き寄せるため、シリコン基板1の主表面側では内部よ
りも電子密度が大きくなっている。その結果、ドナー密
度の小さいシリコン基板1を用いたとしても実質的には
ドナー密度の高い基板を使用したのと同じことになり、
プレーナ接合の耐圧が低下してしまうという問題があっ
た。
これに対して第3図のパッシベーション膜構造は、上記
第2図の構造における接合耐圧低下の問題を解決するた
めに提案されたものである。即ち、この場合にはシリコ
ン基板1の主表面に接触しているのが半絶縁性多結晶シ
リコン膜または半絶縁性アモルファスシリコンplA6
であるため、両者の接合界面には第2図の(を造におけ
るような電荷の蓄積が発生せず、従って接合耐圧低下の
問題も生じない。
然し乍ら第3図の構造の場合、半絶縁性膜6は高抵抗で
はあるが完全に絶縁性ではないから、該半絶縁性膜6を
介してP+型不純物領域2からN型シリコン基板1ヘリ
ーク電流が発生するという別の問題が生じていた。この
リーク電流の発生を回避するために半絶縁性膜6をP“
型領域2にかからないようにしたとすると、接合境界の
近傍でCVD−3i02膜7が直接シリコン基板1の表
面に接触することとなり、その界面に発生する十の固定
電荷により接合耐圧の低下を生じてしまう。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、パッシベー
ション膜を改良することによって高耐圧で且つリーク電
流の少ないプレーナ型半導体装置を提供するものである
〔発明の慨要〕 本発明によるプレーナ型半導体装置は、第一導電型の半
導体基板と、該半導体基板の主表面に形成された第二導
電型の不純物領域と、該不純物領域の接合境界およびそ
の近傍上を覆って形成された′;XS1の絶縁膜と、該
第1の絶縁股上を覆うと共に、この第1の絶縁膜が形成
されなかった部分では前記半導体基板の主表面を直接覆
う半絶縁性膜と、該半絶縁性膜の上を覆って形成された
M2の絶縁膜と、該第2の絶縁膜上にパターンニングさ
れると共に、コンタクトホールを介して前記不純物領域
および前記半絶縁性膜にオーミックコンタクトして形成
された電極とを具備したことを特徴とするものである。
上記本発明のプレーナ型半導体装置では基本的に第3図
の半絶縁性膜を用いたパッシベーション構造を採用する
と共に、プレーナ接合近(労では第2図の熱酸化膜によ
るパッシベーション構造をat用して前記半絶縁性膜と
半導体基板との間に絶縁膜を介在させ、且つ前記半絶縁
性膜と電極とをオーミックコンタクトさせた構造になっ
ている。
〔発明の実施例〕
以下、第1図を参照して本発明の一実施例を説明する。
第1図は本発明の一実施例になるプレーナ型半導体装置
の断面図である。同図において、第2図および第3図と
同じ部分には同一の参照番号が付されている。即ち、1
はN型半導体基板、2はP+型不耗物領域、3は熱煎化
膜、5は基板電極、6は酸素を含む多結晶シリコンから
なる半絶縁性膜、7はCVD−3i[J2膜である。図
から明らかなように、この実施例におけるパッシベーシ
ョン膜の構造は基本的には第3図の場合と同様、半絶縁
性膜6とCVD−3i○2膜7の積層膜がらなっている
。([i I、、P+型不純物領域2の境界上およびそ
の近1労上では、半絶縁性膜6の下に熱醇化Itr、!
 3が介在さ机、半絶縁性膜6はP+型不純物領域2に
オーミックコンタクトされていない。そして、コンタク
トホールを介しでP“型領戚2にオーミックコンタクト
したアルミニウムの電極配線層4′が形成されており、
且つ該電極配線層4′は同じコンタクトホールを介して
前記半絶縁性膜6にもオーミックコンタクトされている
上記実施例のプレーナ型半導体装置では、次の理由によ
って接合耐圧の向上およびリーク電流の防止を同時に達
成することができる。
まずリーク電流の防止について言えば、第1図の(bf
f造から明らかなようにP“型不純物領戚2の接合境界
近傍上では熱酸化膜3が介在しており、半絶縁性11!
I 6は直接シリコン基板1の表面を覆っていない。従
って、第3図におけるような電流のリークは防止されて
いる。他方、半絶縁性膜6が電極4′に接続されている
ことから、電極4′かセ    ら直接に半絶縁性膜6
を介して基板1のN型領域へ流れるリーク電流が考えら
れるが、この経路によるリーク電流は半絶縁性wA6の
高抵抗により顕著に抑制されるため殆ど無視することが
できる。
次にプレーナ接合の耐圧について考察すると、上記実施
例では半絶縁性膜6が直接シリコン基板表面を覆ってい
る部分と、両者の間に熱酸化膜3が介在する部分とが存
在するから、この夫々の部分について検討する必要があ
る。
半絶縁性膜6が直接に基板1を覆っている部分では両者
の界面に十の固定電荷は発生ぜず、また基板に接触して
いる部分の半絶縁性膜6は基板と同電位になるから、耐
圧的に第3図の場合と同様の効果が得られる。即ち、接
合に印加された逆バイアスによる電界は半絶縁性膜6に
直接覆われた基板領域にまでまで分布し、空乏層の延び
は当然に当該領域にまで達することになる。そして、こ
の領域には空乏層の延びを抑制する+の固定電荷が存在
せず、従って耐圧の劣化が回避される。
他方、半絶1象性膜6とシリコン基板1との間に熱酸化
膜3が介在されている部分についてみると、この部分で
は熱酸化膜3とシリコン基板1との界面に十の固定電荷
が存在している。しかし、この実施例では第2図の場合
と違って熱酸化膜3の上に半絶縁性膜6が存在し、該半
絶縁性膜6が電極4′に接続されている。しかも、半絶
壕性膜G中の電位勾配は直線的であるのに対し、シリコ
ン基板中では距離の2乗に比例した急激な電位勾配とな
るため、当該部分においては半絶縁性膜6によるフィー
ルドプレート効果が作用する電位関係となる。このフィ
ールドプレート効果が作用する結果、シリコン基板の表
層から重子が排斥されて実質的なドナー濃度が低下され
、これによって熱酸化膜3とシリコン基板1との界面に
発生した正電荷による影響は打ち消されることになる。
従って、上記実施例によれば第1図の場合に比較して著
しく改善された接合耐圧を1昇ることができる。
更に、上記の実施例では熱波化膜3の厚ざを第2図の場
合よりも薄くすることができ、例えば第2図の構造で膜
厚5μの熱酸化11!3が必要とされる場合でも、上記
実施例における熱酸化膜3の厚さは2〜3μで済む。こ
れは、半絶縁性11!J 6で電位降下が生じる結果、
熱酸化l! 3に加わる電圧が上記の実施例では第2図
の場合より小さくなるからである。第1図の構造で熱酸
化膜3の厚さを十分に厚くするとクラックが発生し易く
なるが、これは上記実施例ではクラック発生を防止でき
ることを意味している。
なお、上記の実施例における半絶縁性115I6として
、酸素を含む多結晶シリコン膜の代りに、アモルファス
シリコン膜を用いてもよい。
また、熱波化膜3の代りにCVD醇化膜やシリコン窒化
膜等、他の絶縁膜を用いることも可能である。
また、第1図に示す実施例においては電極4′が熱酸化
膜3の上に位置する程度とされているが、これは半絶縁
性It! 6が基板1に直接接触する部分ぎることを示
す。
〔発明の効果〕
lズ上詳述したように、本発明によれば高耐圧で且つリ
ーク電流の少ないプレーナ型半導体装置を提供すること
ができ、且つクランク発生をも防止できる等、顕著な効
果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例になるプレーナ型半導体装置
を示す断面図、第2図および第3図は夫々従来のプレー
ナ型半導体装置を示す断面図である。 1・・・N型シリコン基板、2・・・P+型不純物領域
、3・・・f!醇化膜、4′・・・アルミニウム配線層
、5・・・基板電極、6・・・半絶縁性膜、7・・・C
VO−8i o?膜。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第一導電型の半導体基板と、該半導体基板の主表
    面に形成された第二導電型の不純物領域と、該不純物領
    域の接合境界およびその近傍上を覆って形成された第1
    の絶縁膜と、該第1の絶縁膜上を覆うと共に、この第1
    の絶縁膜が形成されなかつた部分では前記半導体基板の
    主表面を直接覆う半絶縁性膜と、該半絶縁性膜の上を覆
    つて形成された第2の絶縁膜と、該第2の絶縁膜上にパ
    ターンニングされると共に、コンタクトホールを介して
    前記不純物領域および前記半絶縁性膜にオーミックコン
    タクトして形成された電極とを具備したことを特徴とす
    るプレーナ型半導体装置。
  2. (2)前記半絶縁性膜が酸素を含む多結晶シリコン膜で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプレ
    ーナ型半導体装置。
  3. (3)前記半絶縁性膜がアモルファスシリコン膜である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプレーナ
    型半導体装置。
  4. (4)前記第1の絶縁膜が熱酸化膜であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項、第2項、または第3項記載
    のプレーナ型半導体装置。
JP17437684A 1984-08-22 1984-08-22 プレ−ナ型半導体装置 Pending JPS6151929A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17437684A JPS6151929A (ja) 1984-08-22 1984-08-22 プレ−ナ型半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17437684A JPS6151929A (ja) 1984-08-22 1984-08-22 プレ−ナ型半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6151929A true JPS6151929A (ja) 1986-03-14

Family

ID=15977528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17437684A Pending JPS6151929A (ja) 1984-08-22 1984-08-22 プレ−ナ型半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6151929A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009142719A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute 揮発性有機物回収処理装置及びこれを有する揮発性有機物回収処理システム
US8377832B2 (en) * 2008-09-05 2013-02-19 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009142719A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute 揮発性有機物回収処理装置及びこれを有する揮発性有機物回収処理システム
US8377832B2 (en) * 2008-09-05 2013-02-19 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2243163B1 (en) Igbt and method of producing the same
US3602782A (en) Conductor-insulator-semiconductor fieldeffect transistor with semiconductor layer embedded in dielectric underneath interconnection layer
GB2261990A (en) IGBT With integrated free-wheel diode
JP2006173437A (ja) 半導体装置
JP5601863B2 (ja) 電力半導体装置
JPH0319712B2 (ja)
JP2950025B2 (ja) 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
JP2001176883A (ja) 高電圧半導体素子及びその製造方法
JP4631268B2 (ja) 半導体装置
JP2017139289A (ja) ダイオード
JPS6151929A (ja) プレ−ナ型半導体装置
JPS58500388A (ja) Pn接合を有するプレ−ナ半導体デバイス
JPWO2006022287A1 (ja) サージ保護用半導体装置
JP2012004466A (ja) 半導体装置
KR100333107B1 (ko) 반도체장치
JP4029549B2 (ja) 半導体装置
JP2712098B2 (ja) 半導体装置
US5925899A (en) Vertical type insulated gate bipolar transistor having a planar gate structure
JPH03161970A (ja) 固体撮像装置
US20240105830A1 (en) Transistor structure and forming method thereof
JPS60102770A (ja) 半導体装置
JPS62126663A (ja) 入力保護回路
JP2881907B2 (ja) 電力用半導体装置
JPH0516196B2 (ja)
JPH03171774A (ja) 高耐圧プレーナ素子