JPS6032764Y2 - 半導体素子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は半導体素子の構造に係り、特に高耐圧化を目的と
したフィールドプレート構造を有するプレーナー型半導
体素子に関する。

第１図に従来技術の一例を示す。

例えば多結晶シリコンより戊る基板１内に二酸化シリコ
ンより戊る島間絶縁層２によりＮ−島３を分離し該島３
内に２層４及びＮ＋層５を設は更に絶縁層６ａ。

６ｂ、窓９及び窓（開口）９を通して２層４に接触する
金属配線８を設けたものである。

通常絶縁層６ａ、６ｂ内にはナトリウムイオンなどの正
の電荷を有するイオンが含まれている為、２層４−Ｎ−
島３間に逆電圧が印加された場合、絶縁層６とＮ−島３
との境界（図示せず）において電界集中が起こり、耐圧
低下現象を呈する。

この為、２層４とＮ−島３間の境界（ＰＮ境界１０）を
越える部分まで張り出すことによりＰＮ境界１０を十分
に覆うように金属配線８を施こすいわゆるフィールドプ
レート方式を採用し、ＰＮ境界１０における電界集中の
緩和により高耐圧を実現している。

また、２層４より金属配線８がＮ−島３の外部に引出さ
れているいわゆる配線下（図示せず）においては、２層
４−Ｎ−島３間に逆電圧が印加された時ＭＯ３効果によ
り空乏層が広がり島間絶縁層２上を周回しチャンネル（
図示せず）を形威し、短絡現象を呈する。

この為、配線下の一部にいわゆるチャンネルカットと称
するＮ＋層５を設は配線がＮ＋層５上に横切るようにす
ることにより前述の短絡現象を防止するのが通例である
。

ところがチャンネルカット用Ｎ＋層５により空乏層の広
がりを防止することはできたが、これによりＮ”Ｎ−境
界１１において電界集中が起こり耐圧が低下する問題が
ある。

これは金属配線８とＮ−島３との電位差による電界強度
に依存することからＮ＋層５上の絶縁層６ｂの厚さを大
きくすることにより電界集中を緩和し耐圧低下を防いで
いる。

一方前述のフィールドプレート方式によるＰＮ境界１０
部の電界集中緩和の為には絶縁層６ａの厚さはうすい方
がその効果は大きい。

第３図にＰＮ境界における電界強度と絶縁層厚さちとの
関係の一例を示す。

第４図にＮ”Ｎ−境界１１における電界強度と絶縁層厚
さｔｌとの関係の一例を示す。

以上のように、高耐圧素子を得る為には同一平面上に場
所により厚さの異なる絶縁層を施さなければならない。

しかし、これにより第１図に示すようにＮ”Ｎ−境界１
１部には厚さｔ工に、ＰＮ境界１０部には厚さｔ２に絶
縁層６ｂ及び６ａを施し、窓９を絶縁層上に設けたあと
、金属配線８を施すが、絶縁層６ａ＊６ｂにおける段差
７において金属配線８が切断する問題が生じた。

換言すると、金属配線の断線現象のため、絶縁層の段差
を十分大きくすることができず、従って高耐圧特性を得
るのが困難であった。

本案の目的は、金属配線が切断することなく、高耐圧特
性が得られる半導体素子を提供するにある。

本案は、高耐圧特性を得る為には絶縁層に場所により厚
さの薄い部分及び厚い部分が必要であることを計算及び
実験で確認し、この絶縁層の凹凸により金属配線が切断
しやすいことを実験で確認し、この金属配線の切断を防
ぐ為に薄部に要求される厚さを有する第１絶縁層を施し
た後、薄部に第１金属配線を施し、樹脂より成る第２の
絶縁層を全面に施すことにより厚部を形成し、しかる後
、第２金属配線を施し、また第１金属配線との重複部に
おいて、第１絶縁層に開口部を設は第１、第２金属配線
を接続したものである。

第２図は本案になる実施例である。

多結晶シリコンより成る基板１に塵量絶縁層２を二酸化
シリコンで形成し、Ｎ″″″島３離したあと１層４、Ｎ
＋層５を形成し、この上に厚さｔ２の二酸化シリコンよ
り成る第１絶縁層６を設け、窓９を形成したあとアルミ
ニウムより成る第１金属配線８を施す。

次に樹脂より成る厚さくｊｌ ｊ２）の第２絶縁層１
２を施す。

この上に開口部１４を設けたあとアルミニウムより成る
第２金属配線１３を施す。

本案によれば、第２の絶縁層１２として樹脂を用いたた
め、その流動性により第１絶縁層６上は厚く、又第１金
属配線δ上は薄く絶縁層が形成され、第２絶縁層１２上
面はほぼ平坦面となるため、第２金属配線１３に段差が
生ずることがなく従って切断する恐れがなくなり更に第
１金属配線８は第２絶縁層１２に設けられた開口部１４
を介して第２金属配線１３と接続している為、結果とし
て任意の場所に切断の恐れのない金属配線が可能となり
、またフィールドプレートを形成すべき部分は薄い第１
絶縁層６のみであり、チャンネルカット用Ｎ＋層５部は
少なくとも第１金属配線８の厚さと第１絶縁層６の厚さ
の和以上の厚さを有する絶縁層である為、各々の部分に
おける電界集中を緩和する構造が容易に得られる効果が
ある。

なお第２図の実施例ではｔ□＝３〜４μ、〜＝０．５〜
１μ、金属配線厚さ３〜４μである。

本案によれば、金属配線が切断することなく、絶縁層の
段差を十分に大きくとることができ、従って高耐圧特性
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は高耐圧化を目的とした半導体の従来例を示す断
面図、第２図は本案を適用した半導体素子を示す断面図
、第３．第４図は絶縁層厚さと電界強度の関係を示す図
である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・塵量絶縁層、３・
・・・・・Ｎ−島、４・・・・・・Ｐ層、５・・・・・
・Ｎ＋層、６ｔ ６ａ、 ６ｂ、１２・・・・・・絶
縁層、７・・・・・・段差、８，１３・・・・・・金属
配線、９・・・・・・窓、１０，１１・・・・・・境界
、１４・・・・・・開口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一方導電型の半導体基体の一生表面に他方導電型の第一
   の拡散層と一方導電型の高不純物濃度の第二の拡散層が
   互に離れて設けられ、上記−主表面上に薄い厚さの第一
   の絶縁膜が設けられ、第一の絶縁膜上に第一の絶縁膜に
   設けた開口を通して第一の拡散層に接触する第一の金属
   配線が半導体基体と第１拡散層が形成する第一の境界を
   越える部分まで設けられ、第一の金属配線上では薄くそ
   して少くとも半導体基体と第二の拡散層が形成する第二
   の境界上の金属線線が設けられていない第一の絶縁膜上
   では厚くなるように樹脂よりなる第二の絶縁膜を設け、
   第一の金属配線上の薄い第二の絶縁膜に設けた開口を通
   して第一の金属配線に接触する第二の金属配線が第一、
   第二の絶縁膜を介して第二の拡散層を横切るよるに第二
   の絶縁膜上に設けられていることを特徴とする半導体素
   子。