JPH0883918A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH0883918A JPH0883918A JP24188894A JP24188894A JPH0883918A JP H0883918 A JPH0883918 A JP H0883918A JP 24188894 A JP24188894 A JP 24188894A JP 24188894 A JP24188894 A JP 24188894A JP H0883918 A JPH0883918 A JP H0883918A
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Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 抵抗性フィールドプレートを有するダイオ−
ドの耐圧向上を図る。 【構成】 抵抗性フィールドプレートを構成するＳＩＰ
ＯＳから成る抵抗性導電膜９を位置をずらして多層に形
成し、その内周側部分のシート抵抗を小さくし、その外
周側部分のシート抵抗を大きくする。これにより、ダイ
オードが逆バイアスされた時に破壊しにくいように空乏
層が形成される。
ドの耐圧向上を図る。 【構成】 抵抗性フィールドプレートを構成するＳＩＰ
ＯＳから成る抵抗性導電膜９を位置をずらして多層に形
成し、その内周側部分のシート抵抗を小さくし、その外
周側部分のシート抵抗を大きくする。これにより、ダイ
オードが逆バイアスされた時に破壊しにくいように空乏
層が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗性フィールドプレ
ートを有する半導体装置に関する。
ートを有する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プレーナ型半導体装置では逆バイアスを
印加したとき、ＰＮ接合の周辺部分（わん曲部分）の耐
圧がＰＮ接合の中央部分（平面部分）の耐圧に比べて低
いことが知られている。これはＰＮ接合の周辺部分に電
界集中が生じ易いためであり、高耐圧化が困難な要因と
なっている。かかる問題を解決する手段として、特開昭
５８−５３８６０号公報等には抵抗性フィールドプレー
トを備えた高耐圧化構造が開示されている。この高耐圧
化構造を採用した高耐圧ダイオードは、図１に示すよう
にＮ+ 型半導体領域１、Ｎ型半導体領域２、Ｐ型半導体
領域３及びＮ+ 型半導体領域４を備えたシリコン又は化
合物半導体（例えばＧａＡｓ）等の半導体基板５と、半
導体基板５の一方の主面に形成された絶縁膜６の開口を
通じてそれぞれＰ型半導体領域３及びＮ+ 型半導体領域
４に電気的に接続された金属膜（低抵抗導電膜）から成
るアノード電極７及びＥＱＲ（等電位リング）電極８
と、アノード電極７とＥＱＲ電極８の間を橋渡しするよ
うに形成された抵抗性導電膜９と、半導体基板５の他方
の主面に形成された金属膜（低抵抗導電膜）から成るカ
ソード電極１０を有する。ここで、Ｎ+ 型半導体領域１
及びＮ型半導体領域２はダイオードのカソード領域であ
り、Ｎ型半導体領域２よりも抵抗率の低いＰ型半導体領
域３はアノード領域である。抵抗性導電膜９はシート抵
抗が１０6 〜１０14Ω／□程度のものである。この抵抗
性導電膜９は、アノード電極７とＥＱＲ電極８の間に位
置する絶縁膜６の上面全体に形成されており、アノード
電極７を環状に包囲し、所謂抵抗性フィールドプレート
として機能してＰＮ接合の周辺の耐圧向上に寄与する。
印加したとき、ＰＮ接合の周辺部分（わん曲部分）の耐
圧がＰＮ接合の中央部分（平面部分）の耐圧に比べて低
いことが知られている。これはＰＮ接合の周辺部分に電
界集中が生じ易いためであり、高耐圧化が困難な要因と
なっている。かかる問題を解決する手段として、特開昭
５８−５３８６０号公報等には抵抗性フィールドプレー
トを備えた高耐圧化構造が開示されている。この高耐圧
化構造を採用した高耐圧ダイオードは、図１に示すよう
にＮ+ 型半導体領域１、Ｎ型半導体領域２、Ｐ型半導体
領域３及びＮ+ 型半導体領域４を備えたシリコン又は化
合物半導体（例えばＧａＡｓ）等の半導体基板５と、半
導体基板５の一方の主面に形成された絶縁膜６の開口を
通じてそれぞれＰ型半導体領域３及びＮ+ 型半導体領域
４に電気的に接続された金属膜（低抵抗導電膜）から成
るアノード電極７及びＥＱＲ（等電位リング）電極８
と、アノード電極７とＥＱＲ電極８の間を橋渡しするよ
うに形成された抵抗性導電膜９と、半導体基板５の他方
の主面に形成された金属膜（低抵抗導電膜）から成るカ
ソード電極１０を有する。ここで、Ｎ+ 型半導体領域１
及びＮ型半導体領域２はダイオードのカソード領域であ
り、Ｎ型半導体領域２よりも抵抗率の低いＰ型半導体領
域３はアノード領域である。抵抗性導電膜９はシート抵
抗が１０6 〜１０14Ω／□程度のものである。この抵抗
性導電膜９は、アノード電極７とＥＱＲ電極８の間に位
置する絶縁膜６の上面全体に形成されており、アノード
電極７を環状に包囲し、所謂抵抗性フィールドプレート
として機能してＰＮ接合の周辺の耐圧向上に寄与する。
【０００３】図１のダイオードにおいて、Ｎ型半導体領
域２とＰ型半導体領域３によって形成されるＰＮ接合１
１が逆方向バイアス状態となるように、アノ−ド、カソ
−ド電極７、１０間に電圧を印加すると、抵抗性導電膜
９にＮ+ 型半導体領域４との接続側（外周側）からアノ
ード電極７との接続側（内周側）に向って微少電流が流
れる。このため、抵抗性導電膜９にはこの微少電流に基
づく電圧降下によってＮ+ 型半導体領域４側からアノー
ド電極７側に向ってその電位が線形的（直線的）に減少
する電位勾配が生じる。この結果、抵抗性導電膜９はそ
の電位が線形に変化したフィールドプレートとして機能
し、ＰＮ接合１１に隣接して生成させる空乏層１２を良
好に広げ、ＰＮ接合周辺部分の電界集中を緩和させ、耐
圧向上に寄与する。
域２とＰ型半導体領域３によって形成されるＰＮ接合１
１が逆方向バイアス状態となるように、アノ−ド、カソ
−ド電極７、１０間に電圧を印加すると、抵抗性導電膜
９にＮ+ 型半導体領域４との接続側（外周側）からアノ
ード電極７との接続側（内周側）に向って微少電流が流
れる。このため、抵抗性導電膜９にはこの微少電流に基
づく電圧降下によってＮ+ 型半導体領域４側からアノー
ド電極７側に向ってその電位が線形的（直線的）に減少
する電位勾配が生じる。この結果、抵抗性導電膜９はそ
の電位が線形に変化したフィールドプレートとして機能
し、ＰＮ接合１１に隣接して生成させる空乏層１２を良
好に広げ、ＰＮ接合周辺部分の電界集中を緩和させ、耐
圧向上に寄与する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ダイオード
を図１の構造とすれば、ある程度の耐圧向上効果を得る
ことができるが、十分満足できるレベルの耐圧向上効果
を得ることは困難であった。これは、抵抗性導電膜９の
電位が線形に変化したフィールドプレートであるので、
ＰＮ接合１１に隣接して生成される空乏層１２の広がり
が、電界集中を十分に弱めることが不可能なためであ
る。この種の問題はショットキバリア半導体装置におい
ても生じる。
を図１の構造とすれば、ある程度の耐圧向上効果を得る
ことができるが、十分満足できるレベルの耐圧向上効果
を得ることは困難であった。これは、抵抗性導電膜９の
電位が線形に変化したフィールドプレートであるので、
ＰＮ接合１１に隣接して生成される空乏層１２の広がり
が、電界集中を十分に弱めることが不可能なためであ
る。この種の問題はショットキバリア半導体装置におい
ても生じる。
【０００５】そこで、本発明の目的は、耐圧向上を十分
に図ることができる半導体装置を提供することにある。
に図ることができる半導体装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明は、実質的に平坦な表面を有すると共に第１及
び第２の半導体領域を含み、前記第１の半導体領域は前
記表面に露出する部分を有すると共に第１の導電型を有
し、前記第２の半導体領域は前記表面に露出する部分を
有するように前記第１の半導体領域の中に島状に配置さ
れていると共に前記第１の導電型と反対の第２の導電型
を有している半導体基体と、前記第２の半導体領域に直
接又は間接に接続された第１の電極と、前記第１の半導
体領域に直接又は間接に接続された第２の電極と、前記
第１の電極を囲むように前記半導体基体の表面上に形成
された絶縁膜と、前記第２の半導体領域を囲む前記第１
の半導体領域の表面に対向するように前記絶縁膜上に配
置され、且つその内周側部分が前記第１の電極に接続さ
れ、その外周側部分が前記第１の半導体領域に接続され
ている抵抗性導電膜とを備えた半導体装置において、前
記抵抗性導電膜の前記内周側部分のシート抵抗が前記外
周側部分のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする半
導体装置に係わるものである。なお、請求項２に示すよ
うにショットキバリア半導体装置においても請求項１と
同様にシ−ト抵抗を変えることができる。また、請求項
３に示すように抵抗性導電膜の厚さを変えてシ−ト抵抗
を変えることができる。
の本発明は、実質的に平坦な表面を有すると共に第１及
び第２の半導体領域を含み、前記第１の半導体領域は前
記表面に露出する部分を有すると共に第１の導電型を有
し、前記第２の半導体領域は前記表面に露出する部分を
有するように前記第１の半導体領域の中に島状に配置さ
れていると共に前記第１の導電型と反対の第２の導電型
を有している半導体基体と、前記第２の半導体領域に直
接又は間接に接続された第１の電極と、前記第１の半導
体領域に直接又は間接に接続された第２の電極と、前記
第１の電極を囲むように前記半導体基体の表面上に形成
された絶縁膜と、前記第２の半導体領域を囲む前記第１
の半導体領域の表面に対向するように前記絶縁膜上に配
置され、且つその内周側部分が前記第１の電極に接続さ
れ、その外周側部分が前記第１の半導体領域に接続され
ている抵抗性導電膜とを備えた半導体装置において、前
記抵抗性導電膜の前記内周側部分のシート抵抗が前記外
周側部分のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする半
導体装置に係わるものである。なお、請求項２に示すよ
うにショットキバリア半導体装置においても請求項１と
同様にシ−ト抵抗を変えることができる。また、請求項
３に示すように抵抗性導電膜の厚さを変えてシ−ト抵抗
を変えることができる。
【０００７】
【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、抵抗
性導電膜の内周側部分における内周から外周に向う方向
における電位変化率が外周側部分のそれよりも小さくな
り、ｐｎ接合又はショットキバリアに基づく空乏層と抵
抗性フィールドプレート作用による空乏層との境界部分
がなだらかになり、耐圧が十分に高くなる。請求項３の
発明によれば、シート抵抗の異なる領域を容易に形成す
ることができる。
性導電膜の内周側部分における内周から外周に向う方向
における電位変化率が外周側部分のそれよりも小さくな
り、ｐｎ接合又はショットキバリアに基づく空乏層と抵
抗性フィールドプレート作用による空乏層との境界部分
がなだらかになり、耐圧が十分に高くなる。請求項３の
発明によれば、シート抵抗の異なる領域を容易に形成す
ることができる。
【０００８】
【第１の実施例】次に、本発明の第１の実施例に係わる
抵抗性フィールドプレートを備えた高耐圧プレーナ型ダ
イオードについて図２及び図３を参照して説明する。但
し、図２及び図３に示すように、本実施例のダイオード
は抵抗性フィールドプレート構造を除いて従来例を示す
図１のダイオードと同じであるので、同一部分について
は同一の符号を付してその説明を省略する。
抵抗性フィールドプレートを備えた高耐圧プレーナ型ダ
イオードについて図２及び図３を参照して説明する。但
し、図２及び図３に示すように、本実施例のダイオード
は抵抗性フィールドプレート構造を除いて従来例を示す
図１のダイオードと同じであるので、同一部分について
は同一の符号を付してその説明を省略する。
【０００９】本実施例のダイオードの抵抗性フィールド
プレートとしての抵抗性導電膜９は、環状に形成された
第１、第２及び第３の膜１３、１４、１５から成る。第
１〜第３の膜１３〜１５のそれぞれは、例えばＳＩＰＯ
Ｓ（Semi Insulallng Polystallnc Sllicon）と呼ば
れている酸素が添加された半絶縁性の多結晶シリコン膜
から成る抵抗性導電膜である。第１〜第３の膜１３〜１
５の抵抗率は実質的に同一であり、またそれぞれの膜厚
Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 はＴ1 ＝２Ｔ2 ＝２Ｔ3 に設定されて
いる。
プレートとしての抵抗性導電膜９は、環状に形成された
第１、第２及び第３の膜１３、１４、１５から成る。第
１〜第３の膜１３〜１５のそれぞれは、例えばＳＩＰＯ
Ｓ（Semi Insulallng Polystallnc Sllicon）と呼ば
れている酸素が添加された半絶縁性の多結晶シリコン膜
から成る抵抗性導電膜である。第１〜第３の膜１３〜１
５の抵抗率は実質的に同一であり、またそれぞれの膜厚
Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 はＴ1 ＝２Ｔ2 ＝２Ｔ3 に設定されて
いる。
【００１０】第１の膜１３は絶縁膜６を介してＰＮ接合
１１に隣接するＮ型半導体領域２の主面に対向する領域
を有するように形成され且つ電極７を環状に囲むように
配置されていると共に電極７に接続されている。第２の
膜１４は第１の膜１４よりも外周側において絶縁膜６の
上に配置されていると共に第１の膜１３の上にも配置さ
れ、且つ電極７に接続されている。第３の膜１５は第２
の膜１４の外周側において絶縁膜６の上に配置されてい
ると共に第２の膜１４の上にも配置され且つ電極７及び
ＥＱＲ電極８に接続されている。
１１に隣接するＮ型半導体領域２の主面に対向する領域
を有するように形成され且つ電極７を環状に囲むように
配置されていると共に電極７に接続されている。第２の
膜１４は第１の膜１４よりも外周側において絶縁膜６の
上に配置されていると共に第１の膜１３の上にも配置さ
れ、且つ電極７に接続されている。第３の膜１５は第２
の膜１４の外周側において絶縁膜６の上に配置されてい
ると共に第２の膜１４の上にも配置され且つ電極７及び
ＥＱＲ電極８に接続されている。
【００１１】第１〜第３の膜１３〜１５の組み合せから
成る抵抗性導電膜９は、アノード電極７から外周に向う
方向において、第１、第２及び第３の膜１３、１４、１
５が積層された内周側部分Ｌ1 と、第２及び第３の膜１
４、１５が積層された中間部分Ｌ2 と、第３の膜１５の
みの外周側部分Ｌ3 とに分けることができる。第１〜第
３の膜１３〜１５は実質的に同一の抵抗率を有するの
で、第１〜第３の膜１３〜１５を合せて１つの膜と見な
すことができる。この様に１つの膜とみなした場合にお
いて、厚さは内周側部分Ｌ1 、中間部分Ｌ2 、外周側部
分Ｌ3 の順に薄くなり、シート抵抗は内周側部分Ｌ1 、
中間部分Ｌ2 、外周側部分Ｌ3 の順に大きくなる。ま
た、この実施例では、内周側部分Ｌ1 と中間部分Ｌ2 と
外周側部分Ｌ3 とにおける内周側から外周側に向う方向
の幅が互いに同一になるように設定されており、それぞ
れ約４０μｍである。なお、ここではアノード電極７と
ＥＱＲ電極８との間において厚さが３段階に変化してい
る領域を内周側領域Ｌ1 、中間領域Ｌ2 、外周側領域Ｌ
3 と定義している。
成る抵抗性導電膜９は、アノード電極７から外周に向う
方向において、第１、第２及び第３の膜１３、１４、１
５が積層された内周側部分Ｌ1 と、第２及び第３の膜１
４、１５が積層された中間部分Ｌ2 と、第３の膜１５の
みの外周側部分Ｌ3 とに分けることができる。第１〜第
３の膜１３〜１５は実質的に同一の抵抗率を有するの
で、第１〜第３の膜１３〜１５を合せて１つの膜と見な
すことができる。この様に１つの膜とみなした場合にお
いて、厚さは内周側部分Ｌ1 、中間部分Ｌ2 、外周側部
分Ｌ3 の順に薄くなり、シート抵抗は内周側部分Ｌ1 、
中間部分Ｌ2 、外周側部分Ｌ3 の順に大きくなる。ま
た、この実施例では、内周側部分Ｌ1 と中間部分Ｌ2 と
外周側部分Ｌ3 とにおける内周側から外周側に向う方向
の幅が互いに同一になるように設定されており、それぞ
れ約４０μｍである。なお、ここではアノード電極７と
ＥＱＲ電極８との間において厚さが３段階に変化してい
る領域を内周側領域Ｌ1 、中間領域Ｌ2 、外周側領域Ｌ
3 と定義している。
【００１２】次に、図１のダイオードの製造方法を図３
を参照して説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、
Ｎ+ 型半導体領域１、Ｎ型半導体領域２、平面形状四角
形のＰ型半導体領域３及び環状のＮ+ 型半導体領域４を
備えた平面形状四角形の半導体基板５を用意する。半導
体基板５の上面にはシリコン酸化膜から成る絶縁膜６が
形成されている。なお、絶縁膜６はＰ型半導体領域３及
びＮ+型半導体領域４を拡散で形成するときにマスクと
して使用された肉厚部分とこの拡散のときに形成された
肉薄部分とから構成されるが、図では便宜上厚さ均一と
している。
を参照して説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、
Ｎ+ 型半導体領域１、Ｎ型半導体領域２、平面形状四角
形のＰ型半導体領域３及び環状のＮ+ 型半導体領域４を
備えた平面形状四角形の半導体基板５を用意する。半導
体基板５の上面にはシリコン酸化膜から成る絶縁膜６が
形成されている。なお、絶縁膜６はＰ型半導体領域３及
びＮ+型半導体領域４を拡散で形成するときにマスクと
して使用された肉厚部分とこの拡散のときに形成された
肉薄部分とから構成されるが、図では便宜上厚さ均一と
している。
【００１３】次に、半導体基板５の上面全体にＳＩＰＯ
Ｓ膜を例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）
法によって形成する。このＳＩＰＯＳ膜のシート抵抗
は、ＣＶＤを行う際に炉内に導入する酸素量等をコント
ロールすることによって所望に設定することが可能であ
り、本実施例では約１×１０10Ω／□とした。続いて、
図３（Ｂ）に示すように、このＳＩＰＯＳ膜にエッチン
グを施して絶縁膜６上の一部に環状の第１の膜１３を形
成する。第１の膜１３は、平面的に見てＰ型半導体領域
３の外縁に一部重なり且つこれを包囲するように環状形
状に形成されている。
Ｓ膜を例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）
法によって形成する。このＳＩＰＯＳ膜のシート抵抗
は、ＣＶＤを行う際に炉内に導入する酸素量等をコント
ロールすることによって所望に設定することが可能であ
り、本実施例では約１×１０10Ω／□とした。続いて、
図３（Ｂ）に示すように、このＳＩＰＯＳ膜にエッチン
グを施して絶縁膜６上の一部に環状の第１の膜１３を形
成する。第１の膜１３は、平面的に見てＰ型半導体領域
３の外縁に一部重なり且つこれを包囲するように環状形
状に形成されている。
【００１４】次に、この第１の膜１３の上面及び絶縁膜
６の上面全体にシート抵抗２×１０10Ω／□のＳＩＰＯ
Ｓ膜を第１の膜１３と同様にＣＶＤ法によって形成す
る。続いて、図３（Ｃ）に示すように、このＳＩＰＯＳ
膜にエッチングを施して第２の膜１４を形成する。第２
の膜１４は第１の膜１３の上面に配置された部分と第１
の膜１３よりも外側に延在して絶縁膜６を介してＮ型半
導体領域２と対向している部分とを有する。この第２の
膜１４も平面的に見て環状形状となっており、この内側
縁部は第１の膜１３の内側縁部よりも外側に位置してい
る。
６の上面全体にシート抵抗２×１０10Ω／□のＳＩＰＯ
Ｓ膜を第１の膜１３と同様にＣＶＤ法によって形成す
る。続いて、図３（Ｃ）に示すように、このＳＩＰＯＳ
膜にエッチングを施して第２の膜１４を形成する。第２
の膜１４は第１の膜１３の上面に配置された部分と第１
の膜１３よりも外側に延在して絶縁膜６を介してＮ型半
導体領域２と対向している部分とを有する。この第２の
膜１４も平面的に見て環状形状となっており、この内側
縁部は第１の膜１３の内側縁部よりも外側に位置してい
る。
【００１５】次に、第１及び第２の膜１３、１４の上面
及び絶縁膜６の上面全体にシート抵抗２×１０10Ω／□
のＳＩＰＯＳ膜をＣＶＤ法によって形成する。続いて、
このＳＩＰＯＳ膜に図３（Ｄ）に示すようにエッチング
を施して第３の膜１５を形成する。第３の膜１５は、第
２の膜１４の上面に配置された部分と第２の膜１４より
も外側に延在して絶縁膜６を介してＮ型半導体領域２及
びＮ+ 型半導体領域４に対向している。この第３の膜１
５も平面的に見て環状に形成され、この内周側縁部は第
２の膜１４よりも外側に位置している。
及び絶縁膜６の上面全体にシート抵抗２×１０10Ω／□
のＳＩＰＯＳ膜をＣＶＤ法によって形成する。続いて、
このＳＩＰＯＳ膜に図３（Ｄ）に示すようにエッチング
を施して第３の膜１５を形成する。第３の膜１５は、第
２の膜１４の上面に配置された部分と第２の膜１４より
も外側に延在して絶縁膜６を介してＮ型半導体領域２及
びＮ+ 型半導体領域４に対向している。この第３の膜１
５も平面的に見て環状に形成され、この内周側縁部は第
２の膜１４よりも外側に位置している。
【００１６】最後に、絶縁膜６に開口６ａ、６ｂを形成
し、半導体基板５の上面にＡｌ等の金属を真空蒸着した
後にこれにエッチングを施してこの開口を通じてＰ型半
導体領域３及びＮ+ 型半導体領域４に接触するアノード
電極７及びＥＱＲ電極８を図２に示すように形成する。
アノード電極７は第１〜第３の膜１３〜１５の内周端縁
に電気的に接続され、且つＰＮ接合１１の外周縁よりも
外側においてＮ型半導体領域２に対向する部分を有する
ように第１〜第３の膜１３〜１５の上に延在している。
ＥＱＲ電極８は第３の膜１５の外周側の端部に電気的に
接続されている。結果として、第１〜第３の膜１３〜１
５によって構成される抵抗性導電膜から成る抵抗性フィ
ールドプレートはアノード電極７とＥＱＲ電極８の間に
橋渡し状に形成されている。また、半導体基板５の下面
には、Ａｌ等の金属を真空蒸着してＮ+ 型半導体領域１
に接触するカソード電極１０を形成する。
し、半導体基板５の上面にＡｌ等の金属を真空蒸着した
後にこれにエッチングを施してこの開口を通じてＰ型半
導体領域３及びＮ+ 型半導体領域４に接触するアノード
電極７及びＥＱＲ電極８を図２に示すように形成する。
アノード電極７は第１〜第３の膜１３〜１５の内周端縁
に電気的に接続され、且つＰＮ接合１１の外周縁よりも
外側においてＮ型半導体領域２に対向する部分を有する
ように第１〜第３の膜１３〜１５の上に延在している。
ＥＱＲ電極８は第３の膜１５の外周側の端部に電気的に
接続されている。結果として、第１〜第３の膜１３〜１
５によって構成される抵抗性導電膜から成る抵抗性フィ
ールドプレートはアノード電極７とＥＱＲ電極８の間に
橋渡し状に形成されている。また、半導体基板５の下面
には、Ａｌ等の金属を真空蒸着してＮ+ 型半導体領域１
に接触するカソード電極１０を形成する。
【００１７】本実施例のダイオードのＰＮ接合１１を逆
バイアスするような電圧をアノード電極７とカソード電
極１０との間に印加すると、従来例のダイオードと同様
にＰＮ接合１１から空乏層が広がる。また、第１〜第３
の膜１３〜１５から成る抵抗性フィールドプレートにＥ
ＱＲ電極８からアノード電極７に向って微少電流が流
れ、基板５の横方向にこれに基づく電位勾配が形成され
る。ここで、第１〜第３の膜１３〜１５の組み合せから
成る抵抗性フィールドプレート即ち抵抗性導電膜９は、
その層厚がアノード電極７からＥＱＲ電極８に向って３
段階に減少し且つ第１〜第３の膜１３〜１５の抵抗率が
同一である。この結果、抵抗性フィールドプレート即ち
抵抗性絶縁膜９の層抵抗（シート抵抗）は、アノード電
極７からＥＱＲ電極８に向って３段階に増加している。
内周側部分Ｌ1 と中間部分Ｌ2 と外周側部分Ｌ3 のシー
ト抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の比は１：２：４である。これ
により、図４の特性線Ａに示すように電位勾配はアノー
ド電極７側で緩やか、外側で急峻となり、点線で示す従
来の電位勾配に比べて電界集中をより弱める形状の空乏
層を形成することができる。このため、従来例よりも耐
圧向上効果が顕著に得られる。
バイアスするような電圧をアノード電極７とカソード電
極１０との間に印加すると、従来例のダイオードと同様
にＰＮ接合１１から空乏層が広がる。また、第１〜第３
の膜１３〜１５から成る抵抗性フィールドプレートにＥ
ＱＲ電極８からアノード電極７に向って微少電流が流
れ、基板５の横方向にこれに基づく電位勾配が形成され
る。ここで、第１〜第３の膜１３〜１５の組み合せから
成る抵抗性フィールドプレート即ち抵抗性導電膜９は、
その層厚がアノード電極７からＥＱＲ電極８に向って３
段階に減少し且つ第１〜第３の膜１３〜１５の抵抗率が
同一である。この結果、抵抗性フィールドプレート即ち
抵抗性絶縁膜９の層抵抗（シート抵抗）は、アノード電
極７からＥＱＲ電極８に向って３段階に増加している。
内周側部分Ｌ1 と中間部分Ｌ2 と外周側部分Ｌ3 のシー
ト抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 の比は１：２：４である。これ
により、図４の特性線Ａに示すように電位勾配はアノー
ド電極７側で緩やか、外側で急峻となり、点線で示す従
来の電位勾配に比べて電界集中をより弱める形状の空乏
層を形成することができる。このため、従来例よりも耐
圧向上効果が顕著に得られる。
【００１８】
【第２の実施例】次に、図５（Ａ）〜（Ｅ）を参照して
第２の実施例のダイオード及びその製造方法を説明す
る。但し、図５（Ａ）〜（Ｅ）において図１及び図２と
実質的に同一の部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。
第２の実施例のダイオード及びその製造方法を説明す
る。但し、図５（Ａ）〜（Ｅ）において図１及び図２と
実質的に同一の部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。
【００１９】第２の実施例のダイオードは、図５（Ｅ）
に示すように抵抗性導電膜９を、厚さは同一であるが抵
抗率の異なる３つの領域の組み合せで構成したものであ
る。
に示すように抵抗性導電膜９を、厚さは同一であるが抵
抗率の異なる３つの領域の組み合せで構成したものであ
る。
【００２０】図５（Ｅ）のダイオードを形成するために
は、まず、第１の実施例を示す図３（Ａ）と同一のもの
を用意し、図５（Ａ）に示すようにＳｉＯから成る絶縁
膜６の上面全体にＴｉ（チタン）膜２０を蒸着によって
形成する。
は、まず、第１の実施例を示す図３（Ａ）と同一のもの
を用意し、図５（Ａ）に示すようにＳｉＯから成る絶縁
膜６の上面全体にＴｉ（チタン）膜２０を蒸着によって
形成する。
【００２１】次に、Ｔｉ膜２０上にＡｌ（アルミニウ
ム）を蒸着し、これを所定パターンにエッチングして図
５（Ｂ）に示すＡｌ（アルミニウム）から成る金属マス
ク２１を基板５の中央領域上に形成する。即ち、Ｐ型半
導体領域３とこの周辺のＮ型半導体領域２の一部を覆う
ように金属マスク２１を形成する。次に、金属マスク２
１を設けたものを酸化性雰囲気（空気）中で３００℃、
３０分間の加熱処理することによって金属マスク２１の
外周側のＴｉ膜を軽く酸化してＴｉＯx （但しｘは２よ
りも小さい数値）のＴｉ酸化物領域２２を形成する。こ
のＴｉ酸化物領域２２はＮ+ 型半導体領域４とこれより
も内側のＮ型半導体領域２の一部とに対して絶縁膜６を
介して対向している。
ム）を蒸着し、これを所定パターンにエッチングして図
５（Ｂ）に示すＡｌ（アルミニウム）から成る金属マス
ク２１を基板５の中央領域上に形成する。即ち、Ｐ型半
導体領域３とこの周辺のＮ型半導体領域２の一部を覆う
ように金属マスク２１を形成する。次に、金属マスク２
１を設けたものを酸化性雰囲気（空気）中で３００℃、
３０分間の加熱処理することによって金属マスク２１の
外周側のＴｉ膜を軽く酸化してＴｉＯx （但しｘは２よ
りも小さい数値）のＴｉ酸化物領域２２を形成する。こ
のＴｉ酸化物領域２２はＮ+ 型半導体領域４とこれより
も内側のＮ型半導体領域２の一部とに対して絶縁膜６を
介して対向している。
【００２２】次に、金属マスク２１の外周部分をエッチ
ングで除去してＴｉ膜２０の一部を環状に露出させ、酸
化性雰囲気（空気）中で２７５℃、２５分間の熱処理を
施して図５（Ｃ）に示すＴｉ酸化物領域２３を環状に形
成する。
ングで除去してＴｉ膜２０の一部を環状に露出させ、酸
化性雰囲気（空気）中で２７５℃、２５分間の熱処理を
施して図５（Ｃ）に示すＴｉ酸化物領域２３を環状に形
成する。
【００２３】次に、図５（Ｃ）の金属マスク２１を除去
して酸化性雰囲気（空気）中で２００℃、１０分間熱処
理を施して図５（Ｄ）に示すＴｉ酸化物領域２４を形成
する。
して酸化性雰囲気（空気）中で２００℃、１０分間熱処
理を施して図５（Ｄ）に示すＴｉ酸化物領域２４を形成
する。
【００２４】次に、Ｔｉ酸化物領域２２及び２４を図５
（Ｅ）に示すようにエッチングし、更に、絶縁膜６もエ
ッチングし、Ａｌから成る金属アノード電極７、ＥＱＲ
電極８及びカソード電極１０を形成する。
（Ｅ）に示すようにエッチングし、更に、絶縁膜６もエ
ッチングし、Ａｌから成る金属アノード電極７、ＥＱＲ
電極８及びカソード電極１０を形成する。
【００２５】図５（Ｅ）に示す完成したダイオードは、
図２の第１の実施例のダイオードとの比較から明らかな
ように抵抗性導電膜９の構成のみにおいて図２と相違
し、その他は同一に構成されている。図５（Ｅ）の抵抗
性導電膜９は、シート抵抗の異なる３つのＴｉ酸化物領
域２２、２３、２４から成る。環状の外周側部分として
のＴｉ酸化物領域２２はＮ+ 型半導体領域４の一部とこ
れよりも内周側のＮ型半導体領域２の一部との上に絶縁
膜６を介して配置され、ＥＱＲ電極８に接続されてい
る。環状の中間部分としてのＴｉ酸化物領域２３はＮ型
半導体領域２の上に絶縁膜６を介して配置されている。
環状の内周側部分としてのＴｉ酸化物領域２４はＮ型半
導体領域２とＰ型半導体領域３の一部の上に絶縁膜６を
介して配置され、アノード電極７に接続されている。互
いに電気的に接続された３つのＴｉ酸化物領域２２、２
３、２４は酸化の程度が異なり、外周側のＴｉ酸化物領
域２２が最も強く酸化されているので最も大きなシート
抵抗及び抵抗率を有する。内周側のＴｉ酸化物領域２４
は最も弱く酸化されているので最も小さいシート抵抗及
び抵抗率を有する。中間部分のＴｉ酸化物領域２３は２
つの領域２２、２４の中間の酸化程度であり、シート抵
抗及び抵抗率も中間の値を有する。従って、図５（Ｅ）
の抵抗性導電膜９によるフィールドプレート効果は図２
のそれと実質的に同一である。
図２の第１の実施例のダイオードとの比較から明らかな
ように抵抗性導電膜９の構成のみにおいて図２と相違
し、その他は同一に構成されている。図５（Ｅ）の抵抗
性導電膜９は、シート抵抗の異なる３つのＴｉ酸化物領
域２２、２３、２４から成る。環状の外周側部分として
のＴｉ酸化物領域２２はＮ+ 型半導体領域４の一部とこ
れよりも内周側のＮ型半導体領域２の一部との上に絶縁
膜６を介して配置され、ＥＱＲ電極８に接続されてい
る。環状の中間部分としてのＴｉ酸化物領域２３はＮ型
半導体領域２の上に絶縁膜６を介して配置されている。
環状の内周側部分としてのＴｉ酸化物領域２４はＮ型半
導体領域２とＰ型半導体領域３の一部の上に絶縁膜６を
介して配置され、アノード電極７に接続されている。互
いに電気的に接続された３つのＴｉ酸化物領域２２、２
３、２４は酸化の程度が異なり、外周側のＴｉ酸化物領
域２２が最も強く酸化されているので最も大きなシート
抵抗及び抵抗率を有する。内周側のＴｉ酸化物領域２４
は最も弱く酸化されているので最も小さいシート抵抗及
び抵抗率を有する。中間部分のＴｉ酸化物領域２３は２
つの領域２２、２４の中間の酸化程度であり、シート抵
抗及び抵抗率も中間の値を有する。従って、図５（Ｅ）
の抵抗性導電膜９によるフィールドプレート効果は図２
のそれと実質的に同一である。
【００２６】図５の実施例は１つのＴｉ膜２０に基づい
てシート抵抗の異なる領域を形成するので、抵抗性導電
膜９の形成方法が容易であるという利点を有する。
てシート抵抗の異なる領域を形成するので、抵抗性導電
膜９の形成方法が容易であるという利点を有する。
【００２７】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図６に示すように図５（Ｅ）に示したダイオー
ドの３つのＴｉ酸化物領域２２、２３、２４の間にＥＱ
Ｒ金属電極３１、３２を設けてもよい。これにより、電
位分布の均一化を図ることができる。 （２） 図５（Ａ）においてＴｉ膜２０を形成する前に
Ｐ型半導体領域３上の絶縁膜６に開口を形成し、Ｔｉ膜
２０をＰ型半導体領域３に接触するように形成し、これ
を図６に示すようにＡｌのアノード電極７の下に残存さ
せてもよい。これにより、抵抗性導電膜９とアノード電
極７との電気的接続が良好に達成される。 （３） 図７に示すように抵抗性導電膜６の厚さをアノ
ード電極７からＥＱＲ電極８に向って徐々に又は段階的
に薄く形成し、内周側部分のシート抵抗を小さくし、外
周側部分のシート抵抗を大きくすることができる。 （４） 図８に示すように図２のダイオードからＰ型半
導体領域３を省き、Ｎ型半導体領域２にショットキバリ
ア作用を生じさせることができる電極７ａを接触させ、
この電極７ａとＥＱＲ８との間に図２と同様の抵抗性導
電膜９を設けることができる。なお、図５（Ｅ）、図
６、図７のダイオードからＰ型半導体領域３を省いてシ
ョットキバリアダイオードとすることができる。 （５） 抵抗性導電膜９のシート抵抗を好ましくは１０
6 〜１０14Ω／□の範囲中で変化させることができる。
また抵抗性導電膜９をＳＩＰＯＳ、Ｔｉ酸化物以外の抵
抗材料で形成することができる。 （６） ＥＱＲ電極８を省いて抵抗性導電膜９をＮ+ 型
半導体領域４に接続すること、又はＥＱＲ電極８とＮ+
型半導体領域４を省いて抵抗性導電膜の外周端部分をＮ
型半導体領域２に接続することができる。 （７） トランジスタ、ＩＣ等にも本発明を適用でき
る。
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図６に示すように図５（Ｅ）に示したダイオー
ドの３つのＴｉ酸化物領域２２、２３、２４の間にＥＱ
Ｒ金属電極３１、３２を設けてもよい。これにより、電
位分布の均一化を図ることができる。 （２） 図５（Ａ）においてＴｉ膜２０を形成する前に
Ｐ型半導体領域３上の絶縁膜６に開口を形成し、Ｔｉ膜
２０をＰ型半導体領域３に接触するように形成し、これ
を図６に示すようにＡｌのアノード電極７の下に残存さ
せてもよい。これにより、抵抗性導電膜９とアノード電
極７との電気的接続が良好に達成される。 （３） 図７に示すように抵抗性導電膜６の厚さをアノ
ード電極７からＥＱＲ電極８に向って徐々に又は段階的
に薄く形成し、内周側部分のシート抵抗を小さくし、外
周側部分のシート抵抗を大きくすることができる。 （４） 図８に示すように図２のダイオードからＰ型半
導体領域３を省き、Ｎ型半導体領域２にショットキバリ
ア作用を生じさせることができる電極７ａを接触させ、
この電極７ａとＥＱＲ８との間に図２と同様の抵抗性導
電膜９を設けることができる。なお、図５（Ｅ）、図
６、図７のダイオードからＰ型半導体領域３を省いてシ
ョットキバリアダイオードとすることができる。 （５） 抵抗性導電膜９のシート抵抗を好ましくは１０
6 〜１０14Ω／□の範囲中で変化させることができる。
また抵抗性導電膜９をＳＩＰＯＳ、Ｔｉ酸化物以外の抵
抗材料で形成することができる。 （６） ＥＱＲ電極８を省いて抵抗性導電膜９をＮ+ 型
半導体領域４に接続すること、又はＥＱＲ電極８とＮ+
型半導体領域４を省いて抵抗性導電膜の外周端部分をＮ
型半導体領域２に接続することができる。 （７） トランジスタ、ＩＣ等にも本発明を適用でき
る。
【図１】従来の抵抗性フィールドプレートを有するダイ
オードを示す中央縦断面図である。
オードを示す中央縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の抵抗性フィールドプレ
ートを有するダイオードを示す中央縦断面図である。
ートを有するダイオードを示す中央縦断面図である。
【図３】第１の実施例のダイオードを製造工程順に示す
断面図である。
断面図である。
【図４】第１の実施例のダイオードの電位変化を示す図
である。
である。
【図５】第２の実施例のダイオードを製造工程順に示す
断面図である。
断面図である。
【図６】変形例のダイオードを示す中央縦断面図であ
る。
る。
【図７】別の変形例のダイオードを示す中央縦断面図で
ある。
ある。
【図８】更に別の変形例のショットキダイオードを示す
中央縦断面図である。
中央縦断面図である。
６ 絶縁膜 ７ アノード電極 ８ ＥＱＲ電極 ９ 抵抗性導電膜 １３、１４、１５ 第１、第２及び第３の膜
Claims (3)
- 【請求項１】 実質的に平坦な表面を有すると共に第１
及び第２の半導体領域を含み、前記第１の半導体領域は
前記表面に露出する部分を有すると共に第１の導電型を
有し、前記第２の半導体領域は前記表面に露出する部分
を有するように前記第１の半導体領域の中に島状に配置
されていると共に前記第１の導電型と反対の第２の導電
型を有している半導体基体と、 前記第２の半導体領域に直接又は間接に接続された第１
の電極と、 前記第１の半導体領域に直接又は間接に接続された第２
の電極と、 前記第１の電極を囲むように前記半導体基体の表面上に
形成された絶縁膜と、 前記第２の半導体領域を囲む前記第１の半導体領域の表
面に対向するように前記絶縁膜上に配置され、且つその
内周側部分が前記第１の電極に接続され、その外周側部
分が前記第１の半導体領域に接続されている抵抗性導電
膜とを備えた半導体装置において、 前記抵抗性導電膜の前記内周側部分のシート抵抗が前記
外周側部分のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項２】 実質的に平坦な表面を有する半導体基体
と、 前記半導体基体の前記表面上に形成され且つショットキ
バリアを生じさせることができる材料から成る第１の電
極と、 前記半導体基体にオーミック接合された第２の電極と、 前記第１の電極を囲むように前記半導体基体の表面上に
形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上に配置され、且つその内周側部分が前記第
１の電極に接続され、その外周側部分が前記半導体基体
に接続されている抵抗性導電膜とを備えた半導体装置に
おいて、 前記抵抗性導電膜の前記内周側部分のシート抵抗が前記
外周側部分のシート抵抗よりも小さいことを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項３】 前記抵抗性導電膜の前記内周側部分の厚
さが前記外周側部分の厚さよりも厚いことを特徴とする
請求項１又は２記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24188894A JPH0883918A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24188894A JPH0883918A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0883918A true JPH0883918A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=17081047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24188894A Pending JPH0883918A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0883918A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001508950A (ja) * | 1997-01-21 | 2001-07-03 | エービービー リサーチ リミテッド | 炭化珪素ショットキーダイオードの接合止端 |
| JP2020004903A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP24188894A patent/JPH0883918A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001508950A (ja) * | 1997-01-21 | 2001-07-03 | エービービー リサーチ リミテッド | 炭化珪素ショットキーダイオードの接合止端 |
| JP2020004903A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
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