JPH0129057B2 - - Google Patents
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- JPH0129057B2 JPH0129057B2 JP58068369A JP6836983A JPH0129057B2 JP H0129057 B2 JPH0129057 B2 JP H0129057B2 JP 58068369 A JP58068369 A JP 58068369A JP 6836983 A JP6836983 A JP 6836983A JP H0129057 B2 JPH0129057 B2 JP H0129057B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明はプレーナ型半導体装置に関し、特に
チツプ面積が小さく且つ高耐圧プレーナ型半導体
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a planar semiconductor device, and particularly to a planar semiconductor device with a small chip area and high breakdown voltage.
[発明の技術的背景]
ICの基本構造であるプレーナ構造は、よく知
られているように接合形成工程において接合が
SiO2膜で保護されているので、接合の安定化が
図れるというすぐれた長所を有している反面、接
合の曲率部分や接合表面で電界集中が起こるため
高耐圧が難しいという短所も有している。[Technical Background of the Invention] As is well known, the planar structure, which is the basic structure of IC, is difficult to bond in the bonding process.
Since it is protected by a SiO 2 film, it has the excellent advantage of stabilizing the junction, but it also has the disadvantage that it is difficult to achieve a high breakdown voltage because electric field concentration occurs at the curved part of the junction and on the junction surface. There is.
従つて、最近ではこの短所を是正するためにガ
ードリング構造を取り入れた改良プレーナ技術や
更にガードリング構造の一部に低融点ガラスを用
いる改良プレーナ技術が開発されているが、これ
らの改良プレーナ技術には以下のごとき問題点が
あり、従つてこれらの公知技術ではより高耐圧の
素子をより低コストで製造することができなかつ
た。 Therefore, in order to correct this shortcoming, improved planar technology that incorporates a guard ring structure and improved planar technology that uses low melting point glass as part of the guard ring structure have recently been developed, but these improved planar technologies However, these known techniques have been unable to manufacture elements with higher breakdown voltages at lower cost.
[背景技術の問題点]
既によく知られているように、ガードリング構
造とは従来のプレーナ構造において素子の接合の
周囲を取り囲むリング状の接合を付加することに
よつて素子の接合の表面及び素子の接合の曲率部
分の電界を緩和し、これにより従来のプレーナ構
造の耐圧を向上させた素子構造である。第1図は
このガードリング構造を取り入れて構成されたプ
レーナ型トランジスタの断面図である。同図に示
すように、半導体基板1にはN+型のコレクタ領
域2、気相成長により形成されたN-型の高抵抗
領域3、P+型のベース領域4、N+型のエミツタ
領域5が形成されるとともに、ベース領域4の外
側のN-型領域3内にはベース領域4を環状に包
囲して二つのリング状P+型のガードリング領域
6,7が形成され、更に外側のガードリング領域
7よりも十分外側に離れた基板に環状のEPR領
域8(等ポテンシヤル領域;Egui―P0―tential
Ring)が形成されている。そして、半導体基板
1の表面はSiO2熱酸化膜9で覆れ、また、該
SiO2膜9及び各電極10〜12の上はPSG膜1
3(りん硅化ガラス膜)でパツシベーシヨンされ
ている。[Problems with the Background Art] As is already well known, the guard ring structure is a conventional planar structure in which a ring-shaped joint that surrounds the junction of the elements is added to the surface of the junction of the elements. This device structure alleviates the electric field at the curved portion of the device junction, thereby improving the withstand voltage of the conventional planar structure. FIG. 1 is a cross-sectional view of a planar transistor constructed using this guard ring structure. As shown in the figure, a semiconductor substrate 1 includes an N + type collector region 2, an N - type high resistance region 3 formed by vapor phase growth, a P + type base region 4, and an N + type emitter region. 5 is formed, and two ring-shaped P + type guard ring regions 6 and 7 are formed in the N - type region 3 outside the base region 4 to annularly surround the base region 4, and further outside. An annular EPR region 8 (equipotential region; Egui-P 0 -tential
Ring) is formed. The surface of the semiconductor substrate 1 is covered with a SiO 2 thermal oxide film 9, and the surface of the semiconductor substrate 1 is covered with a SiO 2 thermal oxide film 9.
Above the SiO 2 film 9 and each electrode 10 to 12 is a PSG film 1.
3 (phosphorus silicide glass film).
このようにガードリング構造をプレーナ構造に
取り入れた改良プレーナ技術によれば、曲率部分
における電界集中がガードリング接合によつて緩
和されるため、従来の(ガードリングのない)プ
レーナ素子にくらべて耐圧の高い素子を得ること
ができるが、第1図の半導体装置には以下のよう
な問題点があり従つて、このような素子構造では
小型で且つより高耐圧の素子を経済的に実現する
ことができなかつた。 According to the improved planar technology that incorporates the guard ring structure into the planar structure, the electric field concentration at the curved portion is alleviated by the guard ring junction, so the withstand voltage is higher than that of the conventional planar element (without a guard ring). However, the semiconductor device shown in FIG. 1 has the following problems, and therefore, with such a device structure, it is difficult to economically realize a smaller device with a higher breakdown voltage. I couldn't do it.
すなわち、第1図のごとき半導体装置において
は接合の底部の曲率部分における電界集中は緩和
されるが、基板表面がSiO2膜で被覆されている
ため、基板表面からの漏れ電界を効果的に遮蔽す
ることができず、また界面電荷密度を十分小さな
値にすることもできないので、第1図の構造では
高耐圧化することが不可能であつた。 In other words, in the semiconductor device shown in Figure 1, the concentration of electric field at the curvature at the bottom of the junction is alleviated, but since the substrate surface is covered with a SiO 2 film, the leakage electric field from the substrate surface is effectively shielded. It was not possible to achieve a high breakdown voltage with the structure shown in FIG. 1 because it was not possible to reduce the interfacial charge density to a sufficiently small value.
一方、ガードリング構造における電界緩和の効
果はガードリングの本数が多ければ多い程大きく
なるので、素子の耐圧を高く設計しようとすれば
必然的に間隔を最適値化した多数のガードリング
を必要とするが、ガードリングが多ければ多い程
チツプ面積が増加し、その結果、IC等の生産コ
ストが著しく上昇するばかりでなく、製造工程の
繁雑化によつて歩留り低下を招来するという問題
があつた。 On the other hand, the effect of mitigating the electric field in a guard ring structure increases as the number of guard rings increases, so if a device is designed to have a high withstand voltage, it will inevitably require a large number of guard rings with optimized spacing. However, the more guard rings there are, the larger the chip area becomes, which not only significantly increases the production cost of ICs, etc., but also causes problems such as a decrease in yield due to the complexity of the manufacturing process. .
一般に素子の接合の耐圧は、基板の比抵抗、I
層幅、ベース接合深さ等によつて決定されるが、
ガードリング構造の素子の場合には更にガードリ
ング本数やガードリング間隔なども接合耐圧の決
定因子となる。従つて、素子の接合耐圧を高くす
るには一般的に基板の比抵抗の増大やベース接合
深さ及びI層の幅の増大を図ることが必要になる
が、たとえばスイツチング用トランジスタの場合
には基板の比抵抗を高くしたり、I層の幅を大き
くすることは逆破壊耐量やスイツチング特性及び
飽特性を低下させる結果となり好ましくない。そ
れ故、従来は高耐圧のスイツチング用トランジス
タを設計する場合、ガードリング構造を採用する
とともにガードリング本数を多くし、更にガード
リング間隔を最適化するように設計を行つてき
が、このようにガードリング本数の増大によつて
高耐圧化を図ると、前記したようにチツプ面積の
増加や歩留り低下等によつてコスト上昇が避けら
れないという。ガードリング構造の問題点が製品
価格や製品品質に反映されることになる。 Generally, the breakdown voltage of a device junction is determined by the specific resistance of the substrate, I
Determined by layer width, base bonding depth, etc.
In the case of an element with a guard ring structure, the number of guard rings and the interval between guard rings are also determining factors for the junction breakdown voltage. Therefore, in order to increase the junction breakdown voltage of a device, it is generally necessary to increase the resistivity of the substrate, the base junction depth, and the width of the I layer. For example, in the case of a switching transistor, Increasing the specific resistance of the substrate or increasing the width of the I layer is undesirable because it results in a decrease in reverse breakdown strength, switching characteristics, and saturation characteristics. Therefore, conventionally, when designing a high-voltage switching transistor, a guard ring structure was adopted, the number of guard rings was increased, and the guard ring spacing was optimized. If a high breakdown voltage is achieved by increasing the number of guard rings, an increase in cost is unavoidable due to an increase in chip area and a decrease in yield, as described above. The problems with the guard ring structure will be reflected in the product price and product quality.
次に、ガードリング構造の一変形としてPbO系
の低融点ガラスのリングをガードリング領域の上
に形成する改良プレーナ技術も知られており、こ
の改良プレーナ技術によつて形成されたプレーナ
型トランジスタを第2図に示す。 Next, as a modification of the guard ring structure, an improved planar technology in which a ring of PbO-based low melting point glass is formed on the guard ring region is also known, and a planar transistor formed by this improved planar technology Shown in Figure 2.
第2図において第1図と同一符号で表示された
部分は第1図の素子と同一の部分を示している。
第2図の素子においては、ベース領域4の底部を
包囲してベース領域4の底面と同一深さにガード
リング領域6が形成されるとともにエミツタ領域
5を包囲してエミツタ領域5の底面の深さと同一
深さにリング状の低融点ガラス領域15が形成さ
れており、該低融点ガラス領域15はSiO2熱酸
化膜9の上に露出している。また、低融点ガラス
領域15の外周にはエミツタ領域と同一深さのチ
ヤンネルカツト領域が形成されている。 In FIG. 2, parts labeled with the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts as the elements in FIG.
In the device shown in FIG. 2, a guard ring region 6 is formed to surround the bottom of the base region 4 and have the same depth as the bottom of the base region 4, and also to surround the emitter region 5 to the same depth as the bottom of the emitter region 5. A ring-shaped low melting point glass region 15 is formed at the same depth as the SiO 2 thermal oxide film 9 . Further, a channel cut region having the same depth as the emitter region is formed on the outer periphery of the low melting point glass region 15.
第2図のごとき改良プレーナ構造によれば低融
点ガラス領域15の表面電荷を利用して表面にお
ける電界集中を緩和することができるが、この形
式の改良プレーナ構造においては、ガラス領域1
5の被着工程においてガラス膜厚を正確に制御す
ることが難しく、従つて同一チツプ内で各素子毎
にガラス膜厚がばらつくことになり、均一な品質
及び特性が保証されないという製造工程上の欠点
があるうえ、半導体基板の構成元素であるSiとガ
ラスとの相互の熱膨脹係数の値には大きな開きが
あるのでガラス被着工程終了後にガラスにクラツ
クが生じやすく、その結果歩留りが非常に低くな
るという重大な欠点がある。 According to the improved planar structure as shown in FIG.
It is difficult to accurately control the glass film thickness in the deposition process in step 5, and therefore the glass film thickness varies from element to element within the same chip, making it difficult to guarantee uniform quality and characteristics. In addition to its drawbacks, there is a large difference in the thermal expansion coefficients of Si and glass, which are the constituent elements of the semiconductor substrate, so cracks tend to occur in the glass after the glass deposition process is completed, resulting in very low yields. It has a serious drawback.
[発明の目的]
それ故、この発明の目的は、前記した公知の改
良プレーナ構造の欠点及び問題点を有しない、更
に改善されたプレーナ構造の半導体装置を提供す
ることである。OBJECTS OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a semiconductor device with a further improved planar structure that does not have the drawbacks and problems of the known improved planar structures mentioned above.
[発明の概要]
この発明は、改良プレーナ構造及び素子の動作
における問題点を検討した結果、達成されたもの
である。この発明の特徴は、ガードリングのよう
な空間電荷層の形状変更手段をもつ素子が形成さ
れた半導体基板の表面に、酸素、窒素又はハロゲ
ンを含有したポリシリコンカーバイドの誘電率7
以上の半絶縁性の第一の皮膜を有するとともに、
該第一の皮膜の上に誘電率7以上の絶縁性の第二
の皮膜を有していることにある。このような構造
を採用することによつて半導体基板内の電界を該
皮膜に効果的に分散させることができ、これによ
り半導体基板の界面電荷密度の制御マージンを大
きくすることができる。その基板の界面電荷密度
の制御マージンを大きくできれば、同一接合耐圧
を得るのに、スイツチング速度、飽和特性、逆耐
量等の特性を損なうことなくかつ小面積のプレー
ナ型半導体装置を設計することができる。また低
融点ガラスによる改良プレーナ技術の製造工程上
の問題点を解決することができる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is the result of consideration of problems in improved planar structures and device operation. The feature of this invention is that polysilicon carbide with a dielectric constant of 7 containing oxygen, nitrogen, or halogen is used on the surface of a semiconductor substrate on which an element having a means for changing the shape of a space charge layer such as a guard ring is formed.
In addition to having the above semi-insulating first film,
A second insulating film having a dielectric constant of 7 or more is provided on the first film. By employing such a structure, the electric field within the semiconductor substrate can be effectively dispersed in the film, thereby increasing the control margin for the interfacial charge density of the semiconductor substrate. If the control margin of the interfacial charge density of the substrate can be increased, it is possible to design a planar semiconductor device with a small area while obtaining the same junction breakdown voltage without impairing characteristics such as switching speed, saturation characteristics, and reverse breakdown voltage. . It also solves the manufacturing process problems of improved planar technology using low-melting glass.
本発明で用いる半絶縁性皮膜は、ポリシリコン
カーバイドSiCとSiO2との中間組成、つまり酸素
を不純物として含有するポリシリコンカーバイド
が挙げられ、その他窒素若しくはハロゲンを含有
したポリシリコンカーバイドも挙げられる。この
半絶縁性皮膜は107〜1010Ωcm程度の抵抗値を有す
るとともに、誘電率7以上のものが多い。これ
は、ポリシリコンと酸化シリコンとの中間組成、
すなわちSixOY(ただし、y/x<2)組成を有す
る半絶縁性多結晶シリコンに相当する。 Examples of the semi-insulating film used in the present invention include polysilicon carbide having an intermediate composition between polysilicon carbide SiC and SiO 2 , that is, containing oxygen as an impurity, and polysilicon carbide containing nitrogen or halogen. This semi-insulating film has a resistance value of about 10 7 to 10 10 Ωcm, and often has a dielectric constant of 7 or more. This is an intermediate composition between polysilicon and silicon oxide,
That is, it corresponds to semi-insulating polycrystalline silicon having a composition of Si x O Y (y/x<2).
第二の皮膜としては、誘電率7以上の絶縁膜を
用い、特に外部汚染阻止能の高い絶縁膜を使用す
ることが好ましい。このような絶縁膜として
Al2O3、Si3N4、Nb2O3、HfO2、Ta2O3、TiO2、
低融点ガラス(ZnO系もしくはPbO系)等を挙げ
ることができる。 As the second film, it is preferable to use an insulating film having a dielectric constant of 7 or more, particularly an insulating film with a high ability to prevent external contamination. As such an insulating film
Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , Nb 2 O 3 , HfO 2 , Ta 2 O 3 , TiO 2 ,
Examples include low melting point glass (ZnO-based or PbO-based).
[発明の実施例]
以下に第3図乃至第4図を参照して本発明の一
実施例について説明する。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 to 4.
第3図は本発明の改良プレーナ構造を有する半
導体装置(IC組込みトランジスタ)の断面図で
あり、同図において第1図及び第2図と同一符号
で示された部分は第1図及び第2図の半導体装置
の同一部分を示す。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device (IC-embedded transistor) having an improved planar structure according to the present invention. The same parts of the semiconductor device shown in the figure are shown.
第3図において、16は半導体基板1の全面を
被覆している第一皮膜である。この第一皮膜16
は誘電率が7以上の半絶縁膜であり、この実施例
ではたとえばポリシリコンカーバイト(poli―
SiC)で構成されている。第一皮膜16の上に被
覆された第二皮膜17は誘電率が7以上で且つ汚
染イオン種の拡散阻止能の大きな絶縁膜で構成さ
れており、この実施例では、この第二皮膜17は
Al2O3で構成されている。また、電極10〜12
を被覆する配線保護膜として、Si3N4膜18が設
けられている。 In FIG. 3, 16 is a first film covering the entire surface of the semiconductor substrate 1. In FIG. This first film 16
is a semi-insulating film with a dielectric constant of 7 or more, and in this embodiment, for example, polysilicon carbide (poli-silicon carbide) is used.
It is composed of SiC). The second film 17 coated on the first film 16 is composed of an insulating film having a dielectric constant of 7 or more and a large ability to inhibit the diffusion of contaminant ion species. In this embodiment, the second film 17 is
It is composed of Al 2 O 3 . In addition, electrodes 10 to 12
A Si 3 N 4 film 18 is provided as a wiring protection film covering the wiring.
このような構造の半導体装置においては接合表
面が、誘電率が7以上であるがために界面電荷密
度の小さい半絶縁性膜で二重に被覆されているの
で、漏れ電界を効果的に遮蔽することができまた
半導体基板内に生じた電界を第一皮膜及び第二皮
膜に分担させることができるので、接合の表面の
電界集中を効果的に緩和させることができる。 In a semiconductor device with such a structure, the junction surface is double coated with a semi-insulating film with a dielectric constant of 7 or more and a low interfacial charge density, which effectively shields leakage electric fields. In addition, since the electric field generated within the semiconductor substrate can be shared between the first film and the second film, the concentration of the electric field on the surface of the junction can be effectively alleviated.
第4図は第3図の半導体装置の接合部に生じた
最大電界強度Eの大きさと、半導体基板の表面を
被覆している二層膜16,17の誘電率εsとの関
係を示したものである。最大電界強度Eは接合に
1800V印加したときの値であり、ベース深さ
50μm、I層幅110μm、基板濃度8×1013cm-3、
ガードリング2本、間隔32μmであり、この基板
における臨界降伏電界強度は約2.5×105V/cmで
ある。この図から誘電率が7以上であれば電界が
緩和されることがわかる。 Figure 4 shows the relationship between the maximum electric field strength E generated at the junction of the semiconductor device in Figure 3 and the dielectric constant ε s of the two-layer films 16 and 17 covering the surface of the semiconductor substrate. It is something. The maximum electric field strength E is at the junction
This is the value when 1800V is applied, and the base depth
50μm, I layer width 110μm, substrate concentration 8×10 13 cm -3 ,
There are two guard rings with a spacing of 32 μm, and the critical breakdown electric field strength in this substrate is approximately 2.5×10 5 V/cm. It can be seen from this figure that if the dielectric constant is 7 or more, the electric field is relaxed.
第3図の半導体装置は次のような工程で製造さ
れた。 The semiconductor device shown in FIG. 3 was manufactured through the following steps.
まず、比抵抗が50〜65ΩcmでI層幅が150μmの
半導体基板1のN-型高抵抗領域3の表面にSiO2
膜を形成した後、該SiO2膜を選択的にエツチン
グして3個の環状開口部を形成し、該開口部内に
露出した基板表面にP型不純物を拡散して深さ約
30μmのベース領域4と2個のガードリング領域
6及び7を形成した。 First, SiO 2 is deposited on the surface of the N - type high resistance region 3 of the semiconductor substrate 1 with a specific resistance of 50 to 65 Ωcm and an I layer width of 150 μm.
After forming the film, the SiO 2 film is selectively etched to form three annular openings, and P-type impurities are diffused into the substrate surface exposed within the openings to a depth of approximately
A base region 4 of 30 μm and two guard ring regions 6 and 7 were formed.
次に同様な工程で基板表面の所定個所にN型不
純物を拡散させてエミツタ領域5とEPR領域8
とを形成する。 Next, in a similar process, N-type impurities are diffused into predetermined locations on the substrate surface to form emitter regions 5 and EPR regions 8.
and form.
このように所定の領域を基板表面に形成した
後、SiO2膜を基板全面から剥離し、ついで以下
のように第一皮膜16及び第二皮膜17を形成し
た。 After forming a predetermined region on the substrate surface in this manner, the SiO 2 film was peeled off from the entire surface of the substrate, and then a first film 16 and a second film 17 were formed as described below.
まず、SiH4、N2O、CH4から成る混合ガスを
反応ガスとして600℃でプラズマCVD法を実施す
ることにより酸素を約20atomic%含有した誘電
率7以上のシリコンカーバイト(SiC)を約
1.0μmの厚さで基板表面に被着させ、これを第一
皮膜16とした。 First, silicon carbide (SiC) containing about 20 atomic percent oxygen and having a dielectric constant of 7 or more is made by performing a plasma CVD method at 600°C using a mixed gas consisting of SiH 4 , N 2 O, and CH 4 as a reaction gas.
It was deposited on the substrate surface to a thickness of 1.0 μm, and this was used as the first film 16.
次に、AlCl3、CO2、H2から成る混合ガスを反
応ガスとして600℃でプラズマCVP法を実施する
ことにより、誘電率8のアルミナから成る第二皮
膜17を約1000Åの厚さで第一皮膜16の上に被
着させた。 Next, by performing a plasma CVP method at 600° C. using a mixed gas consisting of AlCl 3 , CO 2 , and H 2 as a reaction gas, a second film 17 made of alumina having a dielectric constant of 8 is deposited to a thickness of about 1000 Å. One film 16 was coated on top of the other.
次に第一及び第二皮膜16,17を選択的にエ
ツチングした後、電極材料であるAl膜を被着さ
せた。そしてAl膜を選択的にエツチングして電
極10〜12及び素子配線を完成させ、最後に配
線保護膜としてSi3N4膜18を全面に被着させて
素子形成を完了した。 Next, after selectively etching the first and second films 16 and 17, an Al film as an electrode material was deposited. Then, the Al film was selectively etched to complete the electrodes 10 to 12 and device wiring, and finally, a Si 3 N 4 film 18 was deposited on the entire surface as a wiring protection film to complete the device formation.
第3図のごとき半導体装置においてガードリン
グを3本にしたものについてVCBOを測定したとこ
ろ、約1800Vの値を得た。これはメサ型素子の場
合と同じ基板条件(基板比抵抗50〜65Ωcm,I層
幅110μm)で達成されたものであるが、これは第
1図のごときSiO2プレーナ構造の素子では実現
することのできぬ値である。 When V CBO was measured for the semiconductor device shown in Figure 3 with three guard rings, a value of about 1800V was obtained. This was achieved under the same substrate conditions as for the mesa-type device (substrate resistivity 50-65 Ωcm, I layer width 110 μm), but this cannot be achieved with a device with a SiO 2 planar structure as shown in Figure 1. This is an impossible value.
因みに、SiO2プレーナ構造で素子形成を行う
場合、同じ3本のガードリングで前記と同一耐圧
を達成するためにはI層幅を130μm以上にし、且
つ界面電荷密度を5×1010/cm2以下にする必要が
あるが、I層幅を130μm以上にすることは素子の
スイツチング速度や逆破壊耐量や飽和特性等の面
からみて好ましくないうえ、界面電荷密度を上記
の値以下にすることは現在の製造技術ではほとん
ど不可能に近い。これに対して本発明による半導
体装置においては基板の比抵抗及びI層幅並びに
ガードリング本数を増加させずに高耐圧化が可能
であり、ガードリング本数が少ないわりに高耐圧
の小型素子を実現することができる。また、第一
皮膜16及び第二皮膜17は半導体基板の全面に
被着すればよいので第2図の半導体装置の低融点
ガラス領域の形成よりは困難性がなく、製造技術
上においても従来の製造方法よりも容易化される
ため歩留りが向上し、製造コストが低減される。 Incidentally, when forming an element with a SiO 2 planar structure, in order to achieve the same breakdown voltage as above with the same three guard rings, the I layer width must be 130 μm or more and the interfacial charge density must be 5×10 10 /cm 2 However, it is not preferable to make the I layer width more than 130 μm from the viewpoint of device switching speed, reverse breakdown strength, saturation characteristics, etc., and it is not preferable to make the interfacial charge density less than the above value. This is almost impossible with current manufacturing technology. On the other hand, in the semiconductor device according to the present invention, it is possible to increase the breakdown voltage without increasing the resistivity of the substrate, the width of the I layer, or the number of guard rings, and it is possible to realize a small element with high breakdown voltage despite the small number of guard rings. be able to. Furthermore, since the first film 16 and the second film 17 only need to be deposited on the entire surface of the semiconductor substrate, it is less difficult than forming the low melting point glass region of the semiconductor device shown in FIG. Since it is simpler than the manufacturing method, the yield is improved and the manufacturing cost is reduced.
[発明の効果]
以上の説明から明らかなように、この発明によ
れば、
() ガードリング本数が少ないわりに高耐圧で
あり、
() 高耐圧であるわりに小さなチツプ面積であ
り、
() スイツチング速度、飽和特性、及び逆耐量
等を低下させずに高耐圧化でき、
() 製造技術上も従来の低融点ガラスによるプ
レーナ構造よりも容易で且つ高い歩留りが得ら
れる、
等の種々の効果を得ることができるプレーナ型半
導体装置が提供される。[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the present invention, () the number of guard rings is small but the voltage resistance is high, () the chip area is small despite the high voltage resistance, and () the switching speed is low. , high voltage resistance can be achieved without deteriorating saturation characteristics, reverse withstand capacity, etc., and () manufacturing technology is easier than conventional planar structures made of low-melting-point glass, and higher yields can be obtained. A planar semiconductor device is provided.
第1図は従来公知のガードリング構造のプレー
ナ型半導体装置の断面図、第2図は公知の改良プ
レーナ構造の半導体装置の断面図、第3図は本発
明の半導体装置の断面図、第4図は第3図の半導
体装置における接合電界強度と皮膜の誘電率との
関係を示した図である。
1……半導体基板、2……コレクタ領域、3…
…高抵抗領域、4……ベース領域、5……エミツ
タ領域、6,7……ガードリング領域、8……
EPR領域、9……SiO2膜、10〜12……電極、
13……PSG膜、14……チヤンネルカツト領
域、15……低融点ガラス領域、16……第一皮
膜、17……第二皮膜、18……Si3N4膜。
1 is a cross-sectional view of a conventionally known planar semiconductor device with a guard ring structure, FIG. 2 is a cross-sectional view of a known improved planar semiconductor device, FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device of the present invention, and FIG. The figure shows the relationship between the junction electric field strength and the dielectric constant of the film in the semiconductor device of FIG. 3. 1...Semiconductor substrate, 2...Collector region, 3...
...High resistance region, 4... Base region, 5... Emitter region, 6, 7... Guard ring region, 8...
EPR region, 9...SiO 2 film, 10-12... electrode,
13...PSG film, 14...Channel cut region, 15...Low melting point glass region, 16...First film, 17...Second film, 18...Si 3 N 4 film.
Claims (1)
された半導体基板の表面に、酸素、窒素又はハロ
ゲンを含有したポリシリコンカーバイトの誘電率
7以上の半絶縁性の第一の皮膜を有するととも
に、該第一の皮膜の上に誘電率7以上の絶縁性の
第二の皮膜を有していることを特徴とするプレー
ナ型半導体装置。1. Having a semi-insulating first film of polysilicon carbide containing oxygen, nitrogen or halogen with a dielectric constant of 7 or more on the surface of a semiconductor substrate on which an element having means for changing the shape of a space charge layer is formed; A planar semiconductor device, comprising an insulating second film having a dielectric constant of 7 or more on the first film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58068369A JPS59194441A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Planar type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58068369A JPS59194441A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Planar type semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194441A JPS59194441A (en) | 1984-11-05 |
| JPH0129057B2 true JPH0129057B2 (en) | 1989-06-07 |
Family
ID=13371783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58068369A Granted JPS59194441A (en) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | Planar type semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194441A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001097269A1 (en) * | 2000-06-13 | 2001-12-20 | Applied Materials Inc. | Film transforming method, film transforming system, and wafer product |
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|---|---|---|---|---|
| DE3138324A1 (en) * | 1981-09-25 | 1983-04-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | INTEGRATED SEMICONDUCTOR CIRCUIT |
-
1983
- 1983-04-20 JP JP58068369A patent/JPS59194441A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001097269A1 (en) * | 2000-06-13 | 2001-12-20 | Applied Materials Inc. | Film transforming method, film transforming system, and wafer product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59194441A (en) | 1984-11-05 |
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