JPH0239468A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH0239468A JPH0239468A JP18893988A JP18893988A JPH0239468A JP H0239468 A JPH0239468 A JP H0239468A JP 18893988 A JP18893988 A JP 18893988A JP 18893988 A JP18893988 A JP 18893988A JP H0239468 A JPH0239468 A JP H0239468A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- junction
- field plate
- oxide film
- wiring
- vicinity
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- 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
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は半導体装置に関し、特に高耐圧半導体素子に
用いられているフィールドプレート構造の改良に関する
ものである。
用いられているフィールドプレート構造の改良に関する
ものである。
第２図は従来の高耐圧半導体素子を説明するための図で
あり、フィールドプレートを備えた一般的なｐｎ接合の
構造を示している。この構造は、ｎ型のシリコン基板１
に酸化膜３を介してボロンを拡散することによって高濃
度のｐ型ベース領域２を形成し、該酸化膜３に電極取り
出し用のコンタクト穴を開け、アルミニウムからなり、
アノード側電挽と兼用されるフィールドプレート電極４
を形成したものである。
あり、フィールドプレートを備えた一般的なｐｎ接合の
構造を示している。この構造は、ｎ型のシリコン基板１
に酸化膜３を介してボロンを拡散することによって高濃
度のｐ型ベース領域２を形成し、該酸化膜３に電極取り
出し用のコンタクト穴を開け、アルミニウムからなり、
アノード側電挽と兼用されるフィールドプレート電極４
を形成したものである。
また、第３図に示すフィールドプレート構造はこの第２
図の構造を変形したもので、この構造は第２図と同様に
して高濃度のｐ型ベース領域２を形成したのち、ｐｎ接
合部及びその周辺部上の酸化膜を除去し、除去した部分
に上記酸化膜より薄い酸化膜を形成してフィールドプレ
ート端部近傍とｐｎ接合部近傍とで、フィールドプレー
ト電極下の酸化膜の厚みに差を持たせたものである。こ
こではそれぞれｐｎ接合部及びその周辺部での酸化膜の
厚さは第３図に示すようにｔ。ＸＩ ＋ ｔｏｘ！（
１ｏＸ、＜１゜ＸＺ ）となっている。
図の構造を変形したもので、この構造は第２図と同様に
して高濃度のｐ型ベース領域２を形成したのち、ｐｎ接
合部及びその周辺部上の酸化膜を除去し、除去した部分
に上記酸化膜より薄い酸化膜を形成してフィールドプレ
ート端部近傍とｐｎ接合部近傍とで、フィールドプレー
ト電極下の酸化膜の厚みに差を持たせたものである。こ
こではそれぞれｐｎ接合部及びその周辺部での酸化膜の
厚さは第３図に示すようにｔ。ＸＩ ＋ ｔｏｘ！（
１ｏＸ、＜１゜ＸＺ ）となっている。
ところで、ブレーナ接合は、一般に接合端がデバイスの
同一の表面上に位置するために、メサ接合のようなプレ
ーンな接合とはならず、拡散層の周端ではほぼ拡散深さ
に等しい曲率半径の湾曲部を持つこととなる。このため
に、プレーナ接合に逆バイアスを印加した場合、この湾
曲部で電界が大きくなるために、プレーンな接合の耐圧
に比較して小さな耐圧しか達成できない。
同一の表面上に位置するために、メサ接合のようなプレ
ーンな接合とはならず、拡散層の周端ではほぼ拡散深さ
に等しい曲率半径の湾曲部を持つこととなる。このため
に、プレーナ接合に逆バイアスを印加した場合、この湾
曲部で電界が大きくなるために、プレーンな接合の耐圧
に比較して小さな耐圧しか達成できない。
そこで、従来から第２図に示されるようなフィールドプ
レート構造が高耐圧化のために使用されているのである
が、これは例えば、図に示すようにアノード電極をｐｎ
接合部から張り出させることによって金属・酸化膜・シ
リコンＣＭＯ３）構造を形成し、ＭＯ３電界効果によっ
て、ｎ型シリコン基板側での空乏層を強制的に伸ばそう
とするもので、そうすることにより湾曲部での電界が緩
和されて耐圧が向上する。この効果はＭＯ３電界効果を
使用しているので、フィールドプレート電極下の酸化膜
厚みが小さいほどその効果が大きくなる。
レート構造が高耐圧化のために使用されているのである
が、これは例えば、図に示すようにアノード電極をｐｎ
接合部から張り出させることによって金属・酸化膜・シ
リコンＣＭＯ３）構造を形成し、ＭＯ３電界効果によっ
て、ｎ型シリコン基板側での空乏層を強制的に伸ばそう
とするもので、そうすることにより湾曲部での電界が緩
和されて耐圧が向上する。この効果はＭＯ３電界効果を
使用しているので、フィールドプレート電極下の酸化膜
厚みが小さいほどその効果が大きくなる。
しかし一方で、酸化膜厚みが小さくなるとフィールドプ
レート電極端部において電界が集中し、この部分で降伏
が開始するようになる。このために、従来はフィールド
プレート電極下の酸化膜の厚み（。、はｐｎ接合での降
伏条件とフィールドプレート電極端部における降伏条件
との妥協によって決定されていた。
レート電極端部において電界が集中し、この部分で降伏
が開始するようになる。このために、従来はフィールド
プレート電極下の酸化膜の厚み（。、はｐｎ接合での降
伏条件とフィールドプレート電極端部における降伏条件
との妥協によって決定されていた。
また、第３図のフィールドプレート構造は、この問題を
解決したものであり、つまり、ｐｎ接合近傍における酸
化膜と、フィールドプレート電極端部近傍における酸化
膜とは別々の工程で形成されるために、それぞれの部分
に対して最適となるように酸化膜の厚みを決定すること
ができる。
解決したものであり、つまり、ｐｎ接合近傍における酸
化膜と、フィールドプレート電極端部近傍における酸化
膜とは別々の工程で形成されるために、それぞれの部分
に対して最適となるように酸化膜の厚みを決定すること
ができる。
ところが、第３図における構造を実現するためには、−
旦、接合近傍の酸化膜を除去しなければならなず、この
ように接合上の酸化膜を除去することは、表面の接合終
端部において、酸化膜・シリコン界面が汚染される可能
性を高くし、特に高耐圧素子では、耐圧波形のソフト化
あるいは耐圧の劣化をもたらす原因となっていた。また
、酸化膜を接合近傍のみ選択的に除去するためには、新
たに写真製版工程を追加する必要があり、工程の複雑化
によるコストの上昇および歩留の低下を招くという問題
点があった。
旦、接合近傍の酸化膜を除去しなければならなず、この
ように接合上の酸化膜を除去することは、表面の接合終
端部において、酸化膜・シリコン界面が汚染される可能
性を高くし、特に高耐圧素子では、耐圧波形のソフト化
あるいは耐圧の劣化をもたらす原因となっていた。また
、酸化膜を接合近傍のみ選択的に除去するためには、新
たに写真製版工程を追加する必要があり、工程の複雑化
によるコストの上昇および歩留の低下を招くという問題
点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、工程を追加することなくフィールドプレート
の構造の最適化、及び高耐圧化を図ることができる半導
体装置を得ることを目的とする。
たもので、工程を追加することなくフィールドプレート
の構造の最適化、及び高耐圧化を図ることができる半導
体装置を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体装置は、プレーナｐｎ接合の湾曲
部での電界の集中を緩和するフィールドプレート電極の
中央部、及びその端部を、それぞれ上記基板のｐｎ接合
部及びその近傍部上に下層絶縁膜を介して形成された第
１の電極配線、及び上記半導体基板の、上記ｐｎ接合か
ら上記近傍部以遠の部分上に上記下層絶縁膜及び層間絶
縁膜を介して形成された第２の電極配線から構成したも
のである。
部での電界の集中を緩和するフィールドプレート電極の
中央部、及びその端部を、それぞれ上記基板のｐｎ接合
部及びその近傍部上に下層絶縁膜を介して形成された第
１の電極配線、及び上記半導体基板の、上記ｐｎ接合か
ら上記近傍部以遠の部分上に上記下層絶縁膜及び層間絶
縁膜を介して形成された第２の電極配線から構成したも
のである。
この発明においては、フィールドプレート電極を多層構
造の配線で構成し、つまりフィールドプレート電極中央
部を下層配線により、またフィールドプレート端部を上
層配線により構成したから、酸化膜の選択的な除去処理
を行なうことなく、フィールドプレート中央、つまりｐ
ｎ接合近傍とフィールドプレート電極端近傍、つまりｐ
ｎ接合近傍以遠とで、該フィールドプレート電極下に位
置する酸化膜の厚みを独立に設定することができる。
造の配線で構成し、つまりフィールドプレート電極中央
部を下層配線により、またフィールドプレート端部を上
層配線により構成したから、酸化膜の選択的な除去処理
を行なうことなく、フィールドプレート中央、つまりｐ
ｎ接合近傍とフィールドプレート電極端近傍、つまりｐ
ｎ接合近傍以遠とで、該フィールドプレート電極下に位
置する酸化膜の厚みを独立に設定することができる。
以下、本発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による半導体装置を説明する
ための図で、図において１〜３は第２図と同一のものを
示し、４は半導体基板１上に酸化膜３を介して形成され
た第１層のアルミニウム配線（第１の電極配線）で、こ
れはフィールドブレ−トの、ｐｎ接合部及びその近傍部
を構成している。５は該第１層のアルミニウム配ｖＡ４
上に形成された層間絶縁膜で、この膜５にはその上、下
層配線の接続のためのスルーホール５ａが形成されてい
る。また６は該層間絶縁膜５上に形成された第２層アル
ミニウム配線（第２の電極配線）で、上記スルーホール
５ａを通して上記第１層アルミニウム配線４と接続され
ており、またこれはフィールドプレートの端部を構成し
ている。
ための図で、図において１〜３は第２図と同一のものを
示し、４は半導体基板１上に酸化膜３を介して形成され
た第１層のアルミニウム配線（第１の電極配線）で、こ
れはフィールドブレ−トの、ｐｎ接合部及びその近傍部
を構成している。５は該第１層のアルミニウム配ｖＡ４
上に形成された層間絶縁膜で、この膜５にはその上、下
層配線の接続のためのスルーホール５ａが形成されてい
る。また６は該層間絶縁膜５上に形成された第２層アル
ミニウム配線（第２の電極配線）で、上記スルーホール
５ａを通して上記第１層アルミニウム配線４と接続され
ており、またこれはフィールドプレートの端部を構成し
ている。
次に製造方法について説明する。
第１図の構造ではｎ型シリコン基板１に酸化膜３を介し
てボロンを拡散することによって高濃度のｐ型ベース領
域２を形成する。次に第１層のアルミニウム配線４を形
成し、これによってフィールドプレートのｐｎ接合近傍
部分を構成する。ここまでは第２図に示す構造と同様に
して形成される。
てボロンを拡散することによって高濃度のｐ型ベース領
域２を形成する。次に第１層のアルミニウム配線４を形
成し、これによってフィールドプレートのｐｎ接合近傍
部分を構成する。ここまでは第２図に示す構造と同様に
して形成される。
その後、層間絶縁膜５を第１層のアルミニウム配線４上
に成長させ、そしてこの第１層のアルミニウム配線４へ
のコンタクト用のスルーホール５ａを開ける。その後第
２のアルミニウム配線６を積層してフィールドプレート
電極端近傍部を構成し、これにより全体のフィールドプ
レート構造を完成する。
に成長させ、そしてこの第１層のアルミニウム配線４へ
のコンタクト用のスルーホール５ａを開ける。その後第
２のアルミニウム配線６を積層してフィールドプレート
電極端近傍部を構成し、これにより全体のフィールドプ
レート構造を完成する。
ここでは第１層のアルミニウム配線４下の酸化膜３の膜
厚ｔ。ＸＩは接合近傍における電界効果を大きくするた
めにできるだけ小さくなるように選ばれる。また、層間
絶縁膜５の膜厚ｔ。ｘｔはトータルの酸化膜厚ｔ。ＸＩ
”ＯＸ□がフィールドプレート端での電界集中を緩和す
るのに十分な値に選ばれる。
厚ｔ。ＸＩは接合近傍における電界効果を大きくするた
めにできるだけ小さくなるように選ばれる。また、層間
絶縁膜５の膜厚ｔ。ｘｔはトータルの酸化膜厚ｔ。ＸＩ
”ＯＸ□がフィールドプレート端での電界集中を緩和す
るのに十分な値に選ばれる。
また、第１層アルミニウム配線からなるフィールドプレ
ート中央部へのスルーホール及び層間絶縁膜の形成工程
はＩＣチップ上の他の素子と共通な工程であるから、こ
の構造の採用において、新たな工程を追加する必要はな
い。
ート中央部へのスルーホール及び層間絶縁膜の形成工程
はＩＣチップ上の他の素子と共通な工程であるから、こ
の構造の採用において、新たな工程を追加する必要はな
い。
このように本実施例では、従来、単一層の配線により形
成されていたフィールドプレート電極を、複数層の配線
により、つまりｐｎ接合近傍では下層の配線により、フ
ィールドプレート電極端部近傍では上層の配線により構
成したので、ｐｎ接合上の酸化膜を除去することによる
耐圧劣化の問題を回避して、フィールドプレート電極下
における酸化膜の厚さをフィールドプレート中央部及び
端部でそれぞれ最適な値に設定することができる。
成されていたフィールドプレート電極を、複数層の配線
により、つまりｐｎ接合近傍では下層の配線により、フ
ィールドプレート電極端部近傍では上層の配線により構
成したので、ｐｎ接合上の酸化膜を除去することによる
耐圧劣化の問題を回避して、フィールドプレート電極下
における酸化膜の厚さをフィールドプレート中央部及び
端部でそれぞれ最適な値に設定することができる。
さらに、この実施例のフィールドプレート構造は新たな
工程を追加することなく実現が可能であり、コストの上
昇あるいは歩留の低下をもたらすことなく高耐圧化を図
ることができる。
工程を追加することなく実現が可能であり、コストの上
昇あるいは歩留の低下をもたらすことなく高耐圧化を図
ることができる。
なお上記実施例では、フィールドプレートを構成する配
線として、２層配線構造の上層、下層配線を用いたもの
を示したが、これはもっと多層の配線構造における複数
の配線を用いてもよく、この場合も同様の効果がある。
線として、２層配線構造の上層、下層配線を用いたもの
を示したが、これはもっと多層の配線構造における複数
の配線を用いてもよく、この場合も同様の効果がある。
また、上記実施例では、フィールドプレート電極として
アルミニウム電極を例にとって説明したが、これは他の
導電膜でもよく、この場合にも同様の効果が得られる。
アルミニウム電極を例にとって説明したが、これは他の
導電膜でもよく、この場合にも同様の効果が得られる。
以上のように、本発明に係る半導体装置によれば、ブレ
ーナｐｎ接合の湾曲部での電界の集中を緩和するフィー
ルドプレート電極を、それぞれ基板のｐｎ接合部及びそ
の近傍部上に下層絶縁膜を介して形成された第１の電極
配線と、上記半導体基板の、上記ｐｎ接合から上記近傍
部以遠の部分上に上記下層絶縁膜及び層間絶縁膜を介し
て形成された第２の電極配線とから構成したので、酸化
膜の選択的な除去処理を行なうことなく、ｐｎ接合近傍
とフィールドプレート電極端近傍とで、フィールドプレ
ート電極下に位置する酸化膜の厚みを独立に設定するこ
とができ、これにより工程を追加することなくフィール
ドプレートの構造の最適化、及び高耐圧化を図ることが
できる効果がある。
ーナｐｎ接合の湾曲部での電界の集中を緩和するフィー
ルドプレート電極を、それぞれ基板のｐｎ接合部及びそ
の近傍部上に下層絶縁膜を介して形成された第１の電極
配線と、上記半導体基板の、上記ｐｎ接合から上記近傍
部以遠の部分上に上記下層絶縁膜及び層間絶縁膜を介し
て形成された第２の電極配線とから構成したので、酸化
膜の選択的な除去処理を行なうことなく、ｐｎ接合近傍
とフィールドプレート電極端近傍とで、フィールドプレ
ート電極下に位置する酸化膜の厚みを独立に設定するこ
とができ、これにより工程を追加することなくフィール
ドプレートの構造の最適化、及び高耐圧化を図ることが
できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例による半導体装置を説明する
ための断面構造図、第２図は従来の技術を説明するため
の断面構造図、第３図は第２図の構造におけるフィール
ドプレート電極端での電界集中を緩和する構造を示す図
である。 図において、１はｎ型シリコン基板、２はｐ型ベース領
域１．３は酸化膜、４は第１層のアルミニウム配線（第
１の電極配線）、５は層間絶縁膜、６は第２層のアルミ
ニウム配線（第２の電極配ｖＡ）である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
ための断面構造図、第２図は従来の技術を説明するため
の断面構造図、第３図は第２図の構造におけるフィール
ドプレート電極端での電界集中を緩和する構造を示す図
である。 図において、１はｎ型シリコン基板、２はｐ型ベース領
域１．３は酸化膜、４は第１層のアルミニウム配線（第
１の電極配線）、５は層間絶縁膜、６は第２層のアルミ
ニウム配線（第２の電極配ｖＡ）である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）半導体基板表面領域に形成されたプレーナｐｎ接
合と、該プレーナｐｎ接合部の湾曲部での電界集中を緩
和するフィールドプレートとを備えた半導体装置におい
て、 上記フィールドプレートは、 上記基板のｐｎ接合部及びその近傍部上に下層絶縁膜を
介して形成され、上記フィールドプレートの中央部を構
成する第１の電極配線と、 上記半導体基板の、上記ｐｎ接合部から上記近傍部以遠
の部分上に上記下層絶縁膜及び層間絶縁膜を介して形成
され、上記フィールドプレートの端部を構成する第２の
電極配線とからなるものであることを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18893988A JPH0239468A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18893988A JPH0239468A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0239468A true JPH0239468A (ja) | 1990-02-08 |
Family
ID=16232547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18893988A Pending JPH0239468A (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0239468A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318860A (en) * | 1991-08-14 | 1994-06-07 | Ube Industries, Ltd. | Inorganic fiber sinter and process for producing same |
| CN104393028A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-04 | 中国东方电气集团有限公司 | 采用多晶截止场板的半导体器件终端单元结构及制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01136366A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 高耐圧半導体装置及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-07-28 JP JP18893988A patent/JPH0239468A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01136366A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 高耐圧半導体装置及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5318860A (en) * | 1991-08-14 | 1994-06-07 | Ube Industries, Ltd. | Inorganic fiber sinter and process for producing same |
| CN104393028A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-04 | 中国东方电气集团有限公司 | 采用多晶截止场板的半导体器件终端单元结构及制造方法 |
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