JPH0268961A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体装置に関し、特に、フィールドプレー
ト電極を有する高耐圧半導体装置に間する。

［従来の技術］ 従来、この種のフィールドプレート電極を有する高耐圧
半導体装置は、例えば、第４図に示す構造となっていた
。これは、高耐圧ＮＰＮ）ランジスタ素子の例であって
、低不純物濃度のＮ−半導体領域１をコレクタ領域とし
、この領域内に、Ｐベース領域２、Ｎ＋エミッタ領域３
およびＮ＋コレクタポケット領域４をイオン注入法や熱
拡散法等により形成したものであり、この構造にあって
は、コレクタ領域−ベース領域２問およびベース領域２
−エミッタ領域３間には第１のＰＮ接合１２及び第２の
ＰＮ接合１３が形成されている。そして、それぞれの領
域（ベース領域、エミッタ領域、コレクタ領域）からは
、絶縁保護膜１０を介してベース電極、エミッタ電極、
コレクタ電［７が引き出されている。

このような装置にあっては、第２のＰＮ接合１３に高電
圧が印加されることはないが、第１のＰＮ接合１２には
高電圧が印加される。そこで、高電圧が印加される第１
のＰＮ接合１２の基板表面露出部分を、このＰＮ接合を
構成する一方の領域である第２の半導体領域と、第２の
半導体領域と近い電位に保持される第３の半導体領域と
のそれぞれに接続されたフィールドプレートと呼ばれる
電極によって覆い、ＰＮ接合の表面近傍での空乏層の曲
がりを補正し、電界集中を緩和する手段が講じられてい
る。

第４図に示されたものにおいては、ベース電極とエミッ
タ電極とが、それぞれ、フィールドプレート電極構造を
持つベースフィールドプレート電４ｉ５とエミッタフィ
ールドプレート電極６とになっている。

なお、実際の素子構造にあっては、この外に、ＰＮ接合
分離や誘電体分離等の素子間分離手段が設けられている
が、説明を簡単にするため、この分離手段については、
図示およびその説明を省略する。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来のフィールドプレート構造においては、二
つの電極を分離する必要があるため、ベースフィールド
プレート電ｉｆ＋５とエミッタフィールドプレートｔ＆
６との間にフィールドプレート間隙８が生ずるのは避け
られない。このフィールドプレート間隙８部分の半導体
基板表面は、両側のフィールドプレート電極の電位の影
響を受けてあたかもその部分にもフィールドプレート電
極が配置されているかのようにふるまうが、フィールド
プレート電極に完全に覆われている部分に比べて、電界
集中が起きやすく、又ＰＮ接合面が表面側に露出してい
るため外部からの不純物汚染を受けやすく、半導体素子
の耐圧劣化を生じやすい。

そのため、フィールドプレート間隙を狭くする必要があ
るが、−船釣には、フォトレジストプロセスの精度や、
電極材のエツチング工程におけるサイドエッチ等を考慮
すると、最小限１０μｍ程度の間隙をとる必要がある。

従って、高電圧が印加されるＰＮ接合の表面近傍での電
界分布が均一とはならず、電界集中等により耐圧劣化が
生じやすい。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の半導体装置においては、高電圧が印加されるＰ
Ｎ接合の基板表面露出部分は、ベースフィールドプレー
ト電極とエミッタフィールドプレート電極とで大部分層
われ、更に、二つのフィールドプレート電極上に絶縁膜
を介して、二つのフィールドプレート電極間の間隙を覆
うシールドプレートが設けられている。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の第１実施例のＮＰＮ）ランジスタの
斜視断面図である。同図において、第４図の従来例の部
分と同一の部分については、同一の番号が付せられてい
るので、その部分についての説明は一部省略する。本実
施例のＮＰＮ）ランジスタは、従来例と同様のベースフ
ィールドプレート電極５とエミッタフィールドプレート
電極６が設けられているが、本実施例のものにおいては
さらに、ベースフィールドプレート電極５に接続される
シールドプレート電極９が、眉間絶縁膜１１を介して設
けられている。シールドプレート環・極９は、フィール
ドプレート間隙８を完全に覆うように形成する。今、Ｎ
ＰＮトランジスタのコレクタ電極７側に正、ベース電極
５側に負となるような高電圧が印加されると第１のＰＮ
接合１２では空乏化が進み、その表面近傍では電界集中
が起きるが、ベースフィールドプレート電極５とベース
電位とはゾ同電位となるエミッタフィールドプレート電
極６によりフィールドプレート間隙８部を除いて電界緩
和が働く、一方、シールドプレート環ｉ９は、ベースフ
ィールドプレート電極５に接続されているため、これと
同電位であり、そして、ベースとエミッタの電極分離の
ために必要となるフィールドプレート間隙８を覆ってお
り、この間隙部の電界を緩和する。さらに、２つのフィ
ールドプレート電極５．６とシールドプレート電極９と
によって、ＰＮ接合の基板表面露出部分を完全に覆って
いるので、ＰＮ接合は汚染からも保護されている。

次に、第２図を参照して本発明の第２実施例について説
明する。第２図（ａ）は、第２実施例を示す平面図であ
り、第２図（ｂ）はそのｎ−ｎ’線断面図である。この
実施例では、シールドプレート電極９は、はぼエミッタ
フィールドプレート環ｆ！６と、２つのフィールドプレ
ート電極間の間隙とを合せた形状に形成され、そして、
エミッタフィールドプレート電極６に接続されている。

エミッタ領域３の電位はベース領域２のそれとほとんど
差がないことから、この実施例のものも、第１実施例の
ものと同様の効果を奏する。

第３図は、本発明の第３実施例の斜視断面図である。こ
の例ではシールドプレート電極９は、フィールドプレー
ト間隙８上を含む第１のＰＮ接合の基板表面露出部分全
部を覆うように形成され、そして、この電極は、半導体
集積回路装置内で使用する最低電位に接続される。この
実施例ではシールドプレート電極の電位が常に最低電位
である為、フィールドプレート間隙が外部の電界の影響
を受けずにすみ、ＰＮ接合表面が安定化する。

なお、以上の実施例では、ＮＰＮトランジスタの例につ
いて説明したが、本発明は、ＰＮＰトランジスタについ
ても、また、ＰＮＰＮ素子としてのサイリスタのＰゲー
トフィールドプレート電極とカソードフィールドプレー
ト電極間の場合にも適用できる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明は、２つのフィールドプレ
ート！極間の間隙を眉間絶縁膜を介して設けたシールド
プレート電極で覆うことにより、高電圧が印加された時
のＰＮ接合の基板表面部分での電界分布を均一化するこ
とができ、半導体装１を高耐圧のものとすることができ
る。また、ＰＮ接合の基板表面露出部分を電極材料によ
って覆うことにより、不純物イオン、その他の外部汚染
物質から半導体装置を保護することができ、半導体装置
の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の斜視断面図、第２図（
ａ）は、本発明の第２実施例の平面図、第２図（ｂ）は
、第２図（ａ＞のｎ−ｎ’線断面図、第３図は、本発明
の第３実施例の斜視断面図、第４図は、従来例の斜視断
面１図である。 １・・・Ｎ−半導体領域、　２・・・Ｐベース領域、３
・・・Ｎ＋エミッタ領域、　４・・・Ｎ＋コレクタポケ
ット領域、　５・・・ベースフィールドプレート電極６
・・・エミッタフィールドプレート電極、　７・・・コ
レクタ電極、　８・・・フィールドプレート間隙９・・
・シールドプレート電極、　　１１・・・層間絶縁膜、
　１２・・・第１のＰＮ接合。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１導電型の低不純物濃度の第１の半導体領域と、該第
   １の半導体領域内に形成された第２導電型の第２の半導
   体領域と、該第２の半導体領域内に形成された第１導電
   型の第３の半導体領域と、前記第２の半導体領域に接続
   され、前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域と
   によって構成されるＰＮ接合の基板表面露出部の一部上
   を覆う第１のフィールドプレート電極と、前記第３の半
   導体領域に接続され、前記ＰＮ接合の基板表面露出部の
   他の一部上を覆う第２のフィールドプレート電極とを具
   備する半導体装置において、前記第１のフィールドプレ
   ート電極と前記第２のフィールドプレート電極の上には
   、絶縁膜を介して少なくとも前記第１、第２のフィール
   ドプレート電極間の間隙を覆うシールドプレート電極が
   形成されていることを特徴とする半導体装置。