JPH0362309B2 - - Google Patents

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JPH0362309B2
JPH0362309B2 JP60256814A JP25681485A JPH0362309B2 JP H0362309 B2 JPH0362309 B2 JP H0362309B2 JP 60256814 A JP60256814 A JP 60256814A JP 25681485 A JP25681485 A JP 25681485A JP H0362309 B2 JPH0362309 B2 JP H0362309B2
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JP
Japan
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region
annular
layer
semiconductor device
resistive layer
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JP60256814A
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Ronarudo Hoitsuto Kenesu
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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Publication of JPH0362309B2 publication Critical patent/JPH0362309B2/ja
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    • H10D62/106—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices by having particular doping profiles, shapes or arrangements of PN junctions; by having supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]  having supplementary regions doped oppositely to or in rectifying contact with regions of the semiconductor bodies, e.g. guard rings with PN or Schottky junctions
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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも１つの動作モードにおい
て逆バイアスで動作するｐ―ｎ接合を有する半導
体装置、例えばば整流ダイオード、電界効果トラ
ンジスタ、バイポーラトランジスタおよびサイリ
スタに関するものである。
米国特許（US―Ａ）4009483号明細書には、半
導体本体を具える半導体装置であつて、前記の半
導体本体は当該半導体本体の主表面に隣接する１
導電型の本体部分と、前記の主表面に隣接し、半
導体装置の少なくとも１つの動作モードで逆バイ
アスにより動作する主ｐ―ｎ接合を前記の本体部
分と相俟つて形成する反対導電型の能動装置領域
とを有している半導体装置が記載されている。前
記の主表面には前記の反対導電型の少なくとも１
つの環状領域が隣接しており、この環状領域が前
記の能動装置領域を囲んで延在して前記の本体部
分と相俟つて補助ｐ―ｎ接合を形成し、この補助
ｐ―ｎ接合は逆バイアスされた主ｐ―ｎ接合から
の空乏層の広がり内に位置し、これにより前記の
補助ｐ―ｎ接合が主ｐ―ｎ接合の降服電圧を増大
させる作用をする。また、前記の能動装置領域と
前記の少なくとも１つの環状領域の外側に位置す
る本体部分の囲み領域との間の前記の主表面の区
域に亘つて表面安定化誘電体層が延在しており、
この誘電体層の上には電気抵抗層が位置してお
り、この電気抵抗層は前記の誘電体層にあけた窓
を経て前記の能動装置領域に且つ本体部分の前記
の囲み領域に電気的に接続されている。
補助ｐ―ｎ接合を形成する１つ或いは複数の環
状領域は当該環状領域に広がる空乏層中で電界を
減少させることにより主ｐ―ｎ接合の降服電圧を
増大させる。環状領域は能動装置領域と本体部分
との間に印加される逆バイアスに対し分圧器のよ
うに作用する。能動装置領域と本体部分との間に
電気的に接続された電気抵抗層はその下側の表面
安定化誘電体層の表面に亘つて電位勾配を生ぜし
め、外部電荷による影響に対しこの表面安定化層
を遮蔽する。
前記の米国特許第4009483号明細書に記載され
た殆どの例では、電気抵抗層が誘電体層中の他の
窓で環状領域にも接続されている為、環状領域の
電位は電気抵抗層を流れる漏洩電流によつて生ぜ
しめられる分圧効果により確立されうる。しかし
本発明と関連して行つた実験によれば、電気抵抗
層を環状領域に接続することにより降服電圧をし
ばしば例えば1000ボルトから600ボルトに減少せ
しめるおそれがあるということを確かめた。この
減少の原因となる正確な機構は完全には分からな
いが、環状領域とこれに接続された電気抵抗層の
部分との間の漏洩電流の流れに関連するものと思
われる。
電気抵抗層を（最外側の）環状領域から外部に
可成りの距離の位置で本体部分に接続する場合に
は、電気抵抗層に沿う電位分布により空乏層中の
環状領域の逆バイアスを強めうると思われる。こ
れにより環状領域の電位を上昇せしめる傾向にあ
り、従つて分圧器として機能すると思われる電気
抵抗層からほんのわずかの逆漏洩電流しか取出さ
れなくなる。しかし、このように電気抵抗層を
（最外側の）環状領域から外部に可成りの距離で
本体部分に接続する必要がある為、半導体装置に
必要とする半導体本体の表面積を可成り増大せし
めるおそれがある。
本体部分への電気抵抗層の接続は例えば米国特
許第4009483号明細書の少なくとも第２図に示さ
れているように（最外側の）環状領域に接近させ
て行うことができる。しかしこの場合、本発明者
によつて行つた解析から明らかとなつたように、
電気抵抗層に沿う電位分布により、上述した本体
部分への電気抵抗層の接続がない場合に環状領域
が空乏層中で浮遊するであろう電位を減少させ、
従つて環状領域により大きな電流（この電流は順
方向の場合もある）を電気抵抗層から取出すおそ
れがある。従つて、電気抵抗層に沿う電流の流れ
が不均一となり、電気抵抗層の種々の長さに亘つ
て不所望に異なる電位勾配が生じ、従つて誘電体
層にまたがる電界を不均一にし、早期の降服を生
ぜしめるおそれがある。
米国特許第4009483号明細書の第５欄第31〜46
行では、特別に製造した半導体装置に対し大きな
漏洩電流が予期される場合には、電気抵抗層と環
状領域との間の接触を無くすようにするのが望ま
しいと提案されている。能動装置領域へ接続を行
う窓と本体部分の外側の囲み領域へ接続を行う窓
との間に連続的に延在している誘電体層により電
気抵抗層を環状領域から絶縁したこのような変更
された半導体装置を製造してみた。すなわち後述
する本発明の第１図において、導電接続手段５１
〜５６を設けずに抵抗層２８を平坦にしたものを
製造した。これらの半導体装置の設計に対し選択
されている本体部分の固有抵抗、環状領域の個
数、寸法およびその他のパラメータを与えたとこ
ろ、これらの半導体装置の降服電圧は一般に依然
としてわずかに小さいも期待していたよりも高い
ということを確かめた。電気抵抗層の中間の接続
は無くされた為、この電気抵抗層に沿う電位はも
はやその導電率には依存せず、定電流がこの電気
抵抗層の長さに沿つて流れる。しかし、逆電圧を
印加した後の最初の数秒間は降服電圧が達成され
る最終値よりもわずかに低くなる。例えば約1200
ボルトの電圧レベルまで動作するように設計した
特定な構造の半導体装置の場合、降服電圧は最初
の1000ボルトから約1200ボルトまで増大する。本
発明者は、この現象は電気抵抗層に沿う均一な電
位変化（後述の図面の第４図に示す破線４５）と
環状領域２１〜〜２６を含む半導体本体表面に沿
う不均一な電位変化（第４図に示すライン４６を
結んだライン）との間が著しく一致しないことに
起因して生じるものと思う。この電位の不一致に
より誘電体層を貫通する縦方向の高い電界を生ぜ
しめ、この誘電体層を局部的に帯電せしめてしま
うものと思われる。この現象は、例えば欧州特許
出願第83.201681.0号明細書（特開昭59−110164
号公報）に記載されているように能動装置領域に
隣接して用いうる環状領域を幅広にし且つ互いに
接近させて配置した場合に特に問題となるという
ことを確かめた。
本発明の目的は上述した欠点がなく、降服電圧
を大きくした前述した種類の半導体装置を提供せ
んとするにある。
本発明は、半導体本体を具える半導体装置であ
つて、前記の半導体本体は当該半導体の主表面に
隣接する１導電型の本体部分と、前記の主表面に
隣接し、半導体装置の少なくとも１つの動作モー
ドで逆バイアスにより動作する主ｐ―ｎ接合を前
記の本体部分と相俟つて形成する能動装置領域
と、前記の主表面に隣接する前記の反対導電型の
少なくとも１つの環状領域とを有しており、この
環状領域は前記の能動装置領域を囲んで延在して
前記の本体部分と相俟つて補助ｐ―ｎ接合を形成
し、この補助ｐ―ｎ接合は逆バイアスされた主ｐ
―ｎ接合からの空乏層の広がり内に位置し、これ
により前記の補助ｐ―ｎ接合が主ｐ―ｎ接合の降
服電圧を増大させる作用をし、前記の能動装置領
域と前記の少なくとも１つの環状領域の外側に位
置する本体部分の囲み領域との間の前記の主表面
の区域に亘つて表面安定化誘電体層が延在してお
り、この誘電体層の上には電気抵抗層が位置して
おり、この電気抵抗層は前記の誘電体層にあけた
窓を経て前記の能動装置領域に且つ本体部分の前
記の囲み領域に電気的に接続されており、この電
気抵抗層は前記の誘電体層により前記の少なくと
も１つの環状領域から絶縁されている半導体装置
において、前記の電気抵抗層には前記の少なくと
も１つの環状領域の上方に位置する環状区域にお
いて導電接続手段が設けられており、該導電接続
手段はこれに隣接する電気抵抗層の隣接部分より
も高い導電性となつており、電気抵抗層のこれら
隣接部分間を電気接続していることを特徴とす
る。
電気抵抗層に上述した導電接続手段を設けるこ
とにより、この電気抵抗層とその下方の半導体本
体表面との間の著しい電位の不一致による問題を
回避しうる。本発明によれば、電気抵抗層におけ
る電位の勾配を、（１つよりも多い環状領域があ
る場合には）これらの環状領域間と能動装置領域
および（内方の）環状領域間との本体部分の表面
区域の上方に位置する中間区域と、（外方の）環
状領域を外側に越えて延在する本体部分の表面区
域の上方に位置する区域とに少なくとも大部分含
めるようにすることができる。環状領域はほぼ等
電位の環状表面区域を形成し、従つてその上方に
位置する導電接続手段により電気抵抗層と関連す
るほぼ等電位の同様な環状区域を形成しうる。こ
のようにして、幅広で互いに接近して位置する環
状領域が存在する場合でも、電気抵抗層とその下
方の半導体本体表面との双方に沿う電位分布間に
良好な一致が得られる。
導電接続手段は全く異なる技術により種々に形
成しうる。導電接続手段は電気抵抗層と一体な部
分とするか或いは異なる層として設けることがで
きる。一形態では、前記の導電接続手段を前記の
電気抵抗層の一部とし、この一部をこれに隣接す
る電気抵抗層の隣接部分よりも著しく厚肉とす
る。他の形態では、前記の電気抵抗層が半導体材
料を有し、この半導体材料をドーピングにより前
記の環状区域で一層高導電性として前記の導電接
続手段を形成する。更に他の形態では、前記の導
電接続手段を電気抵抗層と接触する環状金属区域
とする。これらの環状金属区域は電気抵抗層の一
部の上或いは下に設けるか或いは電気抵抗層の隣
接部分間に設けることもできる。
抵抗層に沿つて所定の抵抗降下を得る為に、表
面安定化誘電体層の上に位置する抵抗層の厚さを
変えることは英国特許（GB―Ａ）第1260618号
明細書に記載されており既知であることに注意す
べきである。この英国特許第1260618号明細書の
図面の第３図には、ｐ―ｎ接合９からの抵抗層１
１に沿う距離でこの抵抗層の厚さを段歩的に減少
させていることが開示されている。この英国特許
明細書の図面の第４および５図には、あらゆる環
状方向で抵抗層に沿つて一層均一な電位分布を得
る為に、環状金属区域１３ｂおよび１３ｃを抵抗
層１２或いは１５と組合わせた場合が開示されて
いる。
しかし、この英国特許第1260618号明細書には、
ｐ―ｎ接合を囲む半導体本体部分中に反対導電型
の環状領域を追加的に設けることは全く提案され
ておらず、この英国特許明細書に開示されている
これらの抵抗層の構成配置は本発明による半導体
装置中の環状領域と組合わせるのに適していな
い。例えば、この英国特許明細書の図面の第４お
よび５図に示される内方の環状金属区域１３ｂは
ｐ―ｎ接合にすぐ隣接する本体部分の区域の上方
に位置しており、従つてこれらの金属区域は、反
対導電型の環状領域が設けられたとしてもいかな
る環状領域の上方に位置しない。
図面につき本発明を説明する。
第１〜３図の各部の寸法は実際のものに正比例
せず、ある部分の相対寸法（特に厚さ方向の相対
寸法）は図面を明瞭にする為に誇張したり縮小し
たりした、また各実施例同志で対応する或いは類
似の部分には同一符号を付した。第４図のグラフ
は、簡単化したコンピユータモデルを用い且つあ
る一般的なパラメータの大きさに関して仮定を導
入した計算に基づくものであり、従つて位置Ｖの
絶対値の大きさを示すものではなく、電位Ｖの相
対変化を単に示しているだけである。
第１図の半導体装置は１導電型（図示の例では
ｎ型）の部分１２を有する半導体本体１０（例え
ば単結晶珪素より成る半導体本体）を具え、この
半導体本体１０の上側主表面に前記の部分１２が
隣接する。この上側主表面には反対導電型（図示
の例ではｐ型）の能動装置領域１１も隣接し、こ
の領域１１が本体部分と相俟つて前記の上側主表
面まで延在する主ｐ―ｎ接合２０を形成する。こ
のｐ―ｎ接合２０は第１図の接続部ＡおよびＢ間
にバイアス電圧を印加することにより装置の少な
くとも１つの動作モードにおいて逆バイアスで動
作する。
前記の反対導電型（本例ではｐ型）の同心環状
領域１〜６は能動装置領域１１を囲んで延在して
いる。これらの環状領域１〜６も上側主表面に隣
接し、これら環状領域が本体部分１２と相俟つて
補助ｐ―ｎ接合２１〜２６を形成し、これらｐ―
ｎ接合は逆バイアスされた主ｐ―ｎ接合２０から
の空乏層３０の広がり部内に位置し、主ｐ―ｎ接
合２０の降服電圧を増大させる。第１図では空乏
層３０の一例を本体部分１２の厚さ全体に亘つて
延在するように示しているが、ある場合には空乏
層３０をｐ―ｎ接合２０からそれ程深く延在させ
ることができない。
能動装置領域１１と、環状領域１〜６の外側に
位置する本体部分１２の囲み領域１４との間の上
側主表面の区域に亘つて表面安定化誘電体層１８
を延在させる。この誘電体層１８の上には電気抵
抗層２８を位置させ、この電気抵抗層２８を、誘
電体層１８にあけた窓３１および３４を経て能動
装置領域１１および本体部分１２の囲み領域１４
に電気的に接続する。この電気抵抗層２８は誘電
体層１８により環状領域１〜６から絶縁する。
能動装置領域１１と環状領域１〜６とには本体
部分１２よりも多量にドービングする。これらの
領域１１および１〜６は、反対導電型（ｐ型）の
ドーパントを局部的にイオン注入或いは拡散し又
はこれらの双方を行い、これにより本体部分１２
に局部的にオーバードーピングを行うことにより
形成しうる。絶縁性の表面安定化層１８は例えば
二酸化珪素とすることができ、これを、半導体本
体表面を熱酸化することにより或いは表面上に層
を堆積することにより形成しうる。抵抗層２８
は、この層２８に沿う所望レベルの漏洩電流に応
じたこの層２８中の所望の抵抗層が得られるよう
な条件の下で堆積した半導体材料を有するように
することができる。この場合例えばこの層２８を
無定形珪素或いはドーピングされていない多結晶
珪素或いは酸素をドーピングした多結晶珪素とす
ることができる。
誘電体層１８の接点窓３１および３４には例え
ばアルミニウムより成る金属電極４１および４４
を存在させて抵抗層２８を領域１１および１４に
それぞれ接続するようにすることができる。領域
１４は単に、本体部分１２のバルクと同じドーピ
ング濃度を有する本体部分１２の区域とすること
ができる。しかし好ましくはこの領域１４を本体
部分１２と同じ導電型で多量にドーピングされた
チヤネルストツパ領域とする。このチヤネルスト
ツパ領域１４は領域１〜６のシステムを囲む同心
配置で延在させ、領域１１および１〜６とは別個
の工程での局部的なドーパント導入により形成す
る。
環状領域１〜６および囲み領域１４は半導体本
体１０の上側主表面において能動装置領域１１を
囲む円形の対称性を有する円形リングとすること
ができる。しかし、これら領域１〜６および１４
は能動装置領域１１の外形および装置の種類に依
存した他の幾何学的外形とすることもできる。例
えば領域１１を側部が直線で隅部に丸みを付けた
方形の外形とし、同心リング１〜６および１４を
側部が直線で隅部に丸みを付けた同様な方形とす
ることができる。このような種々の外形や幾何学
的寸法は電力半導体装置の分野で既に知られてお
り、従つて本明細書においては更に説明をしな
い。図面を簡潔とする為に第１図には単に能動装
置領域１１の右側における環状領域構造１〜６お
よび１４の部分の断面を示してある。
第１図の基本装置構造は本発明による種々の型
の半導体装置、例えばパワー整流ダイオード、高
電圧バイポーラトランジスタ、サイリスタ或いは
高電圧絶縁ゲート電界効果トランジスタに対して
用いることができる。
パワー整流ダイオードの場合には、ｐ―ｎ接合
２０を以つて整流接合を構成でき、電極４１およ
び４３を形成する金属層がダイオード端子を構成
し、本発明部分１２を高固有抵抗のｎ型基板と
し、この基板内には多量にドーピングしたｎ型層
１３を下側主表面で拡張し且つこの基板内にｐ型
領域１１および１〜６を上側主表面で拡散するよ
うにすることができる。しかし、本発明によるパ
ワー整流ダイオードの整流接合は本体部分１２に
対する金属−半導体シヨツトキー接点を以つて構
成でき、このシヨツトキー接点をその周縁で環状
のガード領域１１により画成することができる。
絶縁ゲート電界効果トランジスタの場合には、
ｐ―ｎ接合２０を以つて、中央のｐ型ソース領域
を囲んで延在する環状ｐ型ドレイン領域１１とト
ランジスタの中間チヤネル領域とより成るドレイ
ン接合を構成でき、本体部分１２は多量にドーピ
ングされたｎ型基板１３上の高固有抵抗ｎ型エピ
タキシヤル層とすることができ、このｎ型基板１
３には既知のようにしてｐ型ソース領域を短絡せ
しめることができる。
バイポーラトランジスタの場合には、ｐ―ｎ接
合２０を以つてトランジスタのベース―コレクタ
接合を構成し、領域１１を多量にドーピングされ
たｎ型基板１３上の高固有抵抗ｎ型エピタキシヤ
層１２内に設けられたｐ型ベース領域とすること
ができる。電極４１および４４はそれぞれトラン
ジスタのベース端子およびコレクタ端子であり、
独自の電極を有し多量にドーピングされた少なく
とも１個のｎ型エミツタ領域をベース領域１１内
に設ける。しかし、主ｐ―ｎ接合２０をサイリス
チタ構造の１つのブロツキング接合とすることも
できる。この後者の場合には、第１図の構造を変
更して例えば高固有抵抗型基板１２を有し、この
基板内にｐ型領域１１および１３を拡散して互い
に対向して位置する２つのブロツキングｐ―ｎ接
合を形成し、ｐ型領域１３がサイリスタのアノー
ドを構成し、ｐ型ベース領域１１内にｎ型カソー
ドエミツタを設けるようにすることができる。
同心的な環状領域１〜６の列は本体表面に沿う
空乏層３０の広がりを広げることによりｐ―ｎ接
合２０の降服電圧を増大させ、本体表面に隣接す
る関連の静電界をなだれ降服による電子―正孔対
の発生の為の臨界静電界の値よりも低い値に低減
させる作用をする。環状領域の正確な個数、幅お
よび間隔は所望とする降服電圧およびこれら領域
の深さに依存し、これらは装置の種類に適したよ
うに選択する。従つて、第１図には６個の領域１
〜６を示したが、本発明によるある装置、特に低
電圧動作する装置に対しては１個のみの深い環状
領域１で充分である場合もある。
能動装置領域１１と本体部分１２との間に電気
的に接続された抵抗層２８はその下側の誘電体層
１８の表面に亘つて電位勾配を生ぜしめる。これ
により誘電体層１８を外部電荷による影響から遮
蔽する。抵抗層２８の長さに亘る電位差の大きさ
は接続部ＡおよびＢ間に印加する電圧によつて決
まる。抵抗層２８は環状領域１〜６から絶縁され
ている為、この抵抗層２８中を流れる漏洩電流は
この抵抗層２８の長さに沿つて一定である。
本発明によれば、抵抗層２８には環状領域１〜
６の上方に位置する各環状区域において導電接続
手段５１〜５６を設け、これら接続手段の各々を
抵抗層２８の隣接部分２８′よりも高導電性とし、
これら接続手段により抵抗層２８のこれら隣接部
分２８′間の電気接続を行うようにする。
第１図に示す形態では、これら導電接続手段５
１〜５６を抵抗層２８と接触する環状金属区域と
する。これら環状金属区域５１〜５６は電極４１
および４４と同じ金属堆積およひ形状形成工程に
よつて設けることができる。第１図に示す特定の
構成配置では、金属区域５１〜５６を抵抗層２８
を設ける前に堆積し、これら金属区域が層１８お
よび２８間に位置するようにした。しかしこれら
金属区域５１〜５６を抵抗層２８を設ける工程の
後の製造工程でこの抵抗層２８上に堆積させるこ
とができる。
第２図に示す形態の半導体装置では、抵抗層２
８が半導体材料（例えば前述した珪素材料のうち
の一種）を有し、この半導体材料を領域１〜６の
上方に位置する環状区域でドーピング（例えばｎ
型ドーピング）を行うことにより一層導電性と
し、これにより導電接続手段５１〜５６を形成す
る。抵抗層２８のこの局部的なドーピングは多量
ドーピング領域１４を形成するのに用いることが
できるのと同じじ処理工程で行うか別々の工程で
行うことができる。第２図は抵抗層２８の一部と
しての導電接続手段５１〜５６の他の形態を示
し、これら導電接続手段は抵抗層の隣接部分２
８′よりも厚い厚さとする。本例の抵抗層２８の
厚肉層にエツチングその他の薄肉化処理を施して
薄肉区域２８′を形成することにより得られる。
（いかなる所定の製造処理においても存在する
処理上の誤差により）環状領域１〜６の上方に位
置させる導電接続手段５１〜５６がこれらの環状
領域１〜６を著しく越えて延在しないようにする
為に、これら導電接続手段５１〜５６がその下方
の環状領域の幅よりもわずかに狭い幅を有するよ
うに設計するのが好ましい。
環状金属区域５１〜５６（第１図）を設けるこ
とにより極めて良好な等電位区域を環状領域１〜
６の上方に亘つて形成しうる。第２図の抵抗層２
８のうち多量にドーピングした区域５１〜５６の
導電性は一般に第１図の金属区域５１〜５６より
も悪いが、それにもかかわらず、第２図のこれら
のドーピングされた区域によつて依然として環状
領域１〜６の上方に亘つてほぼ等電位の区域を形
成しうる。第３図におけるように抵抗層２８の厚
肉部分より成る導電接続手段５１〜５６の導電性
もそれほど高くない為、この場合厚肉部分５１〜
５６の各々に沿つて電位勾配が生じるおそれがあ
るも、この電位勾配は層２８の隣接部分２８′の
各々に沿う電位勾配に比べて小さい。隣接部分２
８′における電位勾配に比べて少なくともほぼ等
電位を区域５１〜５６内に得る為には、これら隣
接部分２８′の抵抗値を導電接続手段５１〜５６
の抵抗値よりも著しく大きく、例えばその10倍よ
りも大きくする必要があり、好ましくは所定の製
造技術に対して可能な限り大きく、例えば少なく
とも100倍或いはそれ以上に大きくする必要があ
る。選択した特定の材料の正確な抵抗層はこれら
の固有抵抗のみではなく、長さ、厚さおよび環状
周囲の方向の寸法にも依存すること勿論である。
第４図は、幅広で互いに接近した環状領域（例
えば領域１，２および３）を存在させた場合で
も、導電接続手段５１〜５６を設けることにより
抵抗層２８に沿う電位分布をその下方の半導体本
体表面に沿う電位分布をいかに正確に一致せしめ
うるかを示す。第４図は、８個の環状領域１，…
とこれらに対応する８個の導電接続手段５１，…
とを有しｐ―ｎ接合２０にまたがつて印加する
1000ボルトの逆バイアス電圧で動作する半導体装
置のコンピユータモデルに基づくものである。第
４図では（第１および２図におけるように）内方
の環状領域（第１および２図における１，２およ
び３）とこれら上方に位置する導電接続手段５
１，５２および５３とを外方の環状領域５および
６とこれらの上方に位置する導電接続手段５５お
よび５６とよりも幅広にし且つ接近させた。
第４図には４種類のラインを示してある。両端
を縦棒で終端させたライン４６は、誘電体層１８
の上側面における全反射境界形態を考慮して計算
した半導体本体表面における環状領域１，…の等
電位の範囲を示す。破線４５は導電接続手段５
１，…が無く抵抗層１８が平坦な場合に上方の抵
抗層に沿つて生じるであろう電位勾配を示す。第
４図から明らかなようにこれらのライン４５およ
び４６間には可成り大きな不一致があり、この不
一致により、特に内方の環状領域１，２，３，…
の外側縁部において局部的に誘電体層１８にまた
がる縦方向の大きな電界が生ぜしめられる。連続
ライン４７は環状領域１，…の上方に位置する区
域に導電接続手段５１，…を設けることにより抵
抗層２８に沿つて得られる電位変化を示し、両端
を×印で終端させたライン４８はこの状態におけ
る（すなわち誘電体層１８の上側表面に沿つた電
位変化４７を考慮して計算した状態における）環
状領域１，…の等電位を示す。第４図から明らか
なようにライン４７および４８間は極めて接近し
ている。ライン４７はライン４６に対しても良好
に接近している為、反射境界状態を考慮すること
により半導体装置に対する設計処理を簡単化しう
る。
導電接続手段５１，…は環状領域１，…の等電
位区域の上方のほぼ等電位の区域を構成し、抵抗
層２８における電位勾配は領域１１，１〜６およ
び１４の各々の間の本体部分１２の表面区域の上
方に位置する隣接区域２８′に制限される。従つ
て、誘電体層を局部的に帯電せしめることがな
く、ｐ―ｎ接合２０にまたがつて逆バイアス電圧
を印加してから最初の数秒間でさえも一層安定な
降服電圧が得られるということを確かめた。
本発明は上述した例のみに限定されず、幾多の
変更を加えうること明らかである。例えば、欧州
特許出願第84.200084.6号明細書（特開昭59−
141267号公報）に記載されているように環状領域
が種々の深さの部分を有する場合にも本発明を用
いうる。また層１８および２８や導電接続手段５
１〜５６に対して前述したのとは異なる材料を用
いることができる。図面に示す半導体装置のすべ
ての領域の導電型を逆にし反対導電型の半導体装
置を形成することができることも明らかである。
更に半導体装置に対しては珪素以外の半導体材料
を用いることができるも、この場合には、このよ
うな他の半導体材料におけるなだれ降服に対する
臨界的な電界強度は異なるということを考慮する
必要がある。
【図面の簡単な説明】
第１〜３図は、本発明による３つの異なる半導
体装置の半導体本体の同様な部分を示す断面図、
第４図は、抵抗層に沿う距離ｄに対する電位Ｖの
変化および抵抗層の下方の半導体本体表面におけ
る環状領域の等電位の範囲を示すグラフ線図であ
る。 １〜６…同心環状領域、１０…半導体本体、１
１…能動装置領域、１２…本体部分、１４…囲み
領域（チヤネルストツパ領域）、１８…表面安定
化誘電体層、２８…電気抵抗層、３０…空乏層、
３１，３４…窓、４１，４２，４３…電極、５１
〜５６…導電接続手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体本体を具える半導体装置であつて、前
    記の半導体本体は当該半導体本体の主表面に隣接
    する１導電型の本体部分と、前記の主表面に隣接
    し、半導体装置の少なくとも１つの動作モードで
    逆バイアスにより動作する主ｐ―ｎ接合を前記の
    本体部分と相俟つて形成する能動装置領域と、前
    記の主表面に隣接する前記の反対導電型の少なく
    とも１つの環状領域とを有しており、この環状領
    域は前記の能動装置領域を囲んで延在して前記の
    本体部分と相俟つて補助ｐ―ｎ接合を形成し、こ
    の補助ｐ―ｎ接合は逆バイアスされた主ｐ―ｎ接
    合からの空乏層の広がり内に位置し、これにより
    前記の補助ｐ―ｎ接合が主ｐ―ｎ接合の降服電圧
    を増大させる作用をし、前記の能動装置領域と前
    記の少なくとも１つの環状領域の外側に位置する
    本体部分の囲み領域との間の前記の主表面の区域
    に亘つて表面安定化誘電体層が延在しており、こ
    の誘電体層の上には電気抵抗層が位置しており、
    この電気抵抗層は前記の誘電体層にあけた窓を経
    て前記の能動装置領域に且つ本体部分の前記の囲
    み領域に電気的に接続されており、この電気抵抗
    層は前記の誘電体層により前記の少なくとも１つ
    の環状領域から絶縁されている半導体装置におい
    て、前記の電気抵抗層には前記の少なくとも１つ
    の環状領域の上方に位置する環状区域において導
    電接続手段が設けられており、該導電接続手段は
    これに隣接する電気抵抗層の隣接部分よりも高い
    導電性となつており、電気抵抗層のこれら隣接部
    分間を電気接続していることを特徴とする半導体
    装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置に
    おいて、前記の導電接続手段は前記の電気抵抗層
    の一部であり、この一部が電気抵抗層の前記の隣
    接部分よりも厚肉となつていることを特徴とする
    半導体装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置に
    おいて、前記の電気抵抗層は半導体材料を有し、
    この半導体材料は前記の環状区域におけるドーピ
    ングにより一層高い導電性となり、当該環状区域
    が前記の導電接続手段を構成していることを特徴
    とする半導体装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置に
    おいて、前記の導電接続手段は電気抵抗層と接触
    する環状金属区域であることを特徴とする半導体
    装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置に
    おいて、前記抵抗層の前記の隣接部分の抵抗値が
    前記の導電接続手段の少なくとも100倍となつて
    いることを特徴とする半導体装置。 ６ 特許請求の範囲第１〜５項のいずれか１つに
    記載の半導体装置において、複数の前記の環状領
    域のうちの内方の環状領域およびこれら内方の環
    状領域の上方に位置する導電接続手段が外方の環
    状領域およびこれら外方の環状領域の上方に位置
    する導電接続手段よりも幅広に且つ互いに接近さ
    れて位置していることを特徴とする半導体装置。
JP60256814A 1984-11-21 1985-11-18 半導体装置 Granted JPS61127184A (ja)

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