JPS63164362A - 半導体装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は高耐圧化が図られた半導体装置に関する。

（従来の技術） 半導体集積回路（ＩＣ）等の半導体装置では、基板内に
形成されている拡散領域と基板との間の耐圧向上を図る
ため、フィールド・プレートと称される導電体層が設け
られることが多い。

第４図はこのようなフィールド・プレートが設けられた
従来の半導体装置の断面図である。Ｐ型のシリコン半導
体基板３０内にはＮ型の拡散領域３１が形成されており
、この拡散領域３１の端部付近の表面上には絶縁層３２
を介して多結晶シリコン等で構成されたフィールド・プ
レート３３が設けられている。このフィールド・プレー
ト３３は拡散領域３１と同電位に設定されており、この
フィールド・プレート３３を設けることにより、拡散領
域３１から基板内部に広がる空乏層３４がフィールド・
プレート３３の端部付近で弱められ、これにより拡散領
域３１と基板３０との間の耐圧向上が図られている。

ところが通常のＩＣでは、図示するように上記フィール
ド・プレート３３上に絶縁層３５を介して別な配線３６
が設けられることが多々ある。このとき、この配線３６
とフィールド・プレート３３との間の電位差の影響によ
り、フィールド・プレート３３の端部付近で電界が集中
し、配線３６が設けられていない場合に比べて拡散領域
３１と基板３０との間の耐圧が大幅に低下してしまう。

この対策として絶縁層３２．３５の膜厚を厚くする方法
がある。ところがこの方法では、絶縁層の膜厚が薄くな
る角部で配線の段切れが発生し易くな、る等、プロセス
上及びパターン上の制約があり、さらにそのばらつきに
より耐圧特性のばらつきも大きくなるという問題がある
。

また、絶縁層厚を厚くする方法は、絶縁層ひいてはその
上に形成される配線３６等にクラックを生じさせるので
、信頼性の点でも問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） このようにフィールド・プレートが設けられた従来の半
導体装置では、耐圧特性にばらつきが発生したり、信頼
性が低下するという問題がある。

この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は、耐圧特性のばらつきや信頼性の低下
を生じることなしに高耐圧化を図ることができる半導体
装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明の半導体装置は、第１導電型の第１半導体ｆＩ
Ｉ域と、この第１半導体領域内に設けられた第２導電型
の第２半導体領域と、この第２半導体領域の表面を含む
上記第１半導体領域の表面上に設けられた第１絶縁層と
、上記第２半導体領域の表面上に上記第１絶縁層を介し
て設けられ、第２半導体領域と略等しい電位に設定され
た第１導電体層と、上記第１半導体領域内に上記第２半
尋体領域とは分離して設けられ、かつ上記第１絶縁層を
介して上記第１導電体層の一部と重なるように設けられ
た第２導電型の第３半導体領域と、上記第１絶縁層に設
けられた開口部を介して上記第３半導体領域と接続され
、かつ第３半導体領域の表面上に上記第１絶縁層を介し
て設けられた第２導電体層と、上記第１、第２導電体層
の表面上に第２絶縁層を介して設けられた第３導電体層
とから構成されている。

（作用） この発明の半導体ｉｉ＋ｍでは、第１絶縁層を介して、
フィールド・プレートとなる第１導電体層の一部と重な
るように第３半導体領域を設けることにより、第３半導
体領域の電位を第１導電体層の電位よりも第１絶縁層の
膜厚弁だけ低下させ、さらにこの第３半導体領域の表面
上に第１絶縁層を介して、フィールド・プレートとなる
第２導電体層を設けることにより、第３半導体領域と第
１半導体領域との間の電界を弱めるようにしている。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の第１の実施例による構成を示すもの
であり、第１図（ａ）は断面図、第１図（ｂ）はパター
ン平面図である。

図において、Ｐ型のシリコン半導体基板１０内にはＮ型
の拡散領域１１．１２が分離して形成されている。そし
て、これら拡散領域１１．１２の表面を含む基板１０の
表面には二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる絶縁層１
３が所定の膜厚で形成されている。

さらに、拡散領域１１の端部付近の表面上には上記絶縁
層１３を介して、多結晶シリコンで構成されたフィール
ド・プレート１４が形成されている。このフィールド会
プレート１４はその一部が拡散領域１２と重なるように
形成されている。上記拡散領域１２の端部付近の表面上
にも上記絶縁１１１３を介して、多結晶シリコンで構成
されたフィールド・プレート１５が形成されており、こ
のフィールド・プレート１５は、絶縁層１３に形成され
た開口部１６を通じて下部の拡散領域１２の表面と接続
されている。上記両フィールド・プレート１４．１５上
に【↓二酸化シリコンからなる絶縁層１７が形成されて
おり、この絶縁！！１１７上にはアルミニューム等で構
成された配線１８が形成されている。なお、上記フィー
ルド・プレート１５と拡１［域１２とを接続する開口部
１６は、第１図（ｂ）のパターン平面図に示すように、
配線１８の下部に位置するように開口されている。

ここで、例えば基板１０は基準電位（０■）に、拡散領
１１は＋１００Ｖ程度の高電位に、配線は０■にそれぞ
れ設定されているとする。また、一方のフィールド・プ
レート１４は図示しない領域で拡散領域１１に電気的に
接続され、その電位が拡散領域１１とほぼ同じ＋１００
Ｖ程度の電位に設定されているとする。

このような電位状態において、基板１０に発生する空乏
層の広がり状態は第１図（ａ）中の符号１９で示されて
いる。すなわち、フィールド・プレート１４はその一部
が、拡散領域１１とは分離された拡散領域１２と重なる
ように形成されている。このため、この拡散領域１２の
電位は、領域１１．１２相互間の距離にも依存するが、
はぼフィールド・プレート１４の電位から絶縁層１３の
護厚分だけ低下したものとなる。この電位は例えばフィ
ールド−プレート１４の電位の半分、すなわち＋５０Ｖ
程度に低下したものとなる。この電位は拡散領域１２の
どの部分でもほぼ一定である。従って、この拡散領域１
２に接続されているフィールド・プレート１５の電位も
＋５０ｖ程度である。ここで、配線１８はＯｖに設定さ
れているので、フィールド・プレート１５の端部と配線
１８との間の電界強度は、フィールド・プレート１５及
び拡散領域１２が設けられていない従来装置のときと比
べて半減する。このため、拡散領域１２と基板１０との
間の耐圧が大幅に向上する。

このように上記実施例では層間絶縁層の膜厚を増加させ
ずに耐圧の向上を図ることができ、従来、層間絶縁膜厚
を増加させることにより発生していた耐圧特性のばらつ
きや信頼性の低下等の問題が全て解消される。

また、耐圧の向上を図ることができるということを言替
えると、従来と同程度の耐圧特性を得るのであるならば
、拡散領域１１に対して従来よりも高い電位を印加する
ことができ、これによりこの発明装置の用途が拡大する
という効果を得ることができる。

第２図はこの発明の第２の実施例による構成を示すもの
であり、第２図（ａ）は断面図、第２図（ｂ）はパター
ン平面図である。この実施例装置が上記第１の実施例装
置と異なっている点は、フィールド・プレート１５と拡
散領域１２とを接続する開口部１６を、第２図（ｂ）の
パターン平面図に示すように、配線１８の下部以外の領
域に位置するように複数個設けるようにしたものである
。ここで２個を一対とする開口部１６の箇所にはアルミ
ニュームで構成された配線２０がそれぞれ設けられ、各
配線２０を介して拡散領域１２とフィールド・プレート
１５とが接続されている。

第３図はこの発明の第３の実施例による構成を示すもの
であり、第３図（ａ）は断面図、第３図（ｂ）はパター
ン平面図である。この実施例装置では高電位が直接に印
加される拡散領域１１以外の拡散領域として上記各実施
例装置と同様の拡散領域１２を設けると共に、さらにこ
れら拡散領域１１．１２それぞれと分離したＮ型の拡散
領域２１を新たに設けるようにしたものである。さらに
フィールド・プレート１５はその一部が上記拡散領１２
１と重なるように形成され、拡散領域２１の端部付近の
表面上にも絶縁層１３を介して、多結晶シリコンで構成
されたフィールド・プレート２２が形成されている。

フィールド・プレート１５は第２図の場合のものと同様
に、配線１８の下部以外の領域に位置するように設けら
れた開口部１６Ａを通じ、アルミニュームで構成された
配線２０Ａを介在して拡散領域１２と接続されている。

また、フィールド・プレート２２は上記フィールド・プ
レート１５と同様に、配線１８の下部以外の領域に位置
するように設けられた開口部１６Ｂを通じ、アルミニュ
ームで構成された配線２０Ｂを介在して拡散領域２１と
接続されている。

この実施例装置において、フィールド・プレート１５は
その一部が、拡散領域１２とは分離された拡散領域２１
と重なるように形成されている。このため、拡散領域２
１の電位は、拡散領域１１の電位より低減された拡散領
域１２の電位から、絶縁層１３の膜厚弁だけさらに低下
したものとなる。この電位は例えばフィールド・プレー
ト１５の電位の半分、すなわち＋２５Ｖ程度に低下した
ものとなる。従って、この拡散領域２１に接続されてい
るフィールド・プレート２２の電位も＋２５Ｖ程度に低
下しており、フィールド番プレート２２の端部と配置１
８との間の電界強度は第１図、第２図場合よりもさらに
低下する。このため、拡散領域２１と基板１０との間の
耐圧がざらに向上する。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば
、上記実施例では拡散ｌＩＩ域１１の他の拡散領域とし
て一つの拡散領域１２あるいはフィールド・プレートを
介して直列的に設けられた二つの拡散領域１２．２１Ｖ
を設ける場合について説明したが、これはフィールド・
プレートを介して直列的に設ける拡散領域の数を必要に
応じて増加させることにより、より高耐圧化を図ること
が可能である。

ざらに上記実施例ではＰ！！！基板内にＮ型拡敢領域を
形成する場合について説明したが、これはＮ型基板内に
Ｐ型拡散領域を設けるような場合にも適用することがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、耐圧特性のば
らつきや信頼性の低下を生じることなしに＾耐圧化を図
ることができる半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の構成を示し、第１図
（ａ）は断面図、第１図（ｂ）はパターン平面図、第２
図はこの発明の第２の実施例の構成を示し、第２図（ａ
）は断面図、第２図（１））はパターン平面図、第３図
はこの発明の第３の実施例の構成を示し、第３図（ａ）
は断面図、第３図（ｂ）はパターン平面図、第４図は従
来装置の断面図である。 １０・・・Ｐ型のシリコン半導体基板、１１．１２−・
・Ｎ型の拡散領域、１３・・・絶縁層、１４．１５・・
・フィールド・プレート、１６・・・開口部、１７・・
・絶縁層、１８・・・配線、１９・・・空乏層、２０・
・・配線、２１・・・Ｎ型の拡散領域、２２・・・フィ
ールドφプレート。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ） 第１図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１導電型の第１半導体領域と、この第１半導体
   領域内に設けられた第２導電型の第２半導体領域と、こ
   の第２半導体領域の表面を含む上記第１半導体領域の表
   面上に設けられた第１絶縁層と、上記第２半導体領域の
   表面上に上記第１絶縁層を介して設けられ、第２半導体
   領域と略等しい電位に設定された第１導電体層と、上記
   第１半導体領域内に上記第２半導体領域とは分離して設
   けられ、かつ上記第１絶縁層を介して上記第１導電体層
   の一部と重なるように設けられた第２導電型の第３半導
   体領域と、上記第１絶縁層に設けられた開口部を介して
   上記第３半導体領域と接続され、かつ第３半導体領域の
   表面上に上記第１絶縁層を介して設けられた第２導電体
   層と、上記第１、第２導電体層の表面上に第２絶縁層を
   介して設けられた第３導電体層とを具備したことを特徴
   とする半導体装置。
2. （２）前記開口部が前記第３導電体層の下部に位置して
   いる特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置。
3. （３）前記開口部が前記第３導電体層の下部以外の領域
   に位置している特許請求の範囲第１項に記載の半導体装
   置。