(57)【要約】【課題】半導体装置２の周辺領域６の耐圧を高める。【解決手段】周辺領域６では、半導体基板の表面に臨む位置に、リサーフ領域３２とガードリング３０・・を形成し、さらにドリフト領域１４の中間深さにドリフト領域１４と反対導電型のフローティング領域４０を形成する。フローティング領域４０は、最内周のガードリング３０ａより内側の位置から半導体基板の外周８に向けて連続的に延びている。リサーフ領域３２とドリフト領域１４の界面から空乏層が広がるとともにドリフト領域１４とフローティング領域４０の界面からも空乏層が広がり、周辺領域６での耐圧が向上する。【選択図】図１
2015126192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を平面視したときに素子領域と素子領域を一巡する周辺領域を備えており、
素子領域では、半導体基板の表面に形成されている表面電極と、半導体基板の裏面に形成されている裏面電極と、前記表面電極に導通している表面側第１導電型領域と、前記裏面電極に導通している裏面側第１導電型領域と、前記表面側第１導電型領域と前記裏面側第１導電型領域を分離している第２導電型領域と、前記表面側第１導電型領域と前記裏面側第１導電型領域を分離している範囲の前記第２導電型領域にゲート絶縁膜を介して対向しているゲート電極が形成されており、前記ゲート電極の電圧によって前記表面電極と前記裏面電極の間の抵抗が変化し、
周辺領域では、半導体基板の表面に臨む範囲に形成されている第２導電型不純物低濃度領域と、半導体基板の表面に臨む範囲において素子領域を一巡している第２導電型不純物高濃度リング状領域の多重構造と、前記裏面側第１導電型領域の中間深さに形成されている第２導電型フローティング領域を備えており、前記第２導電型フローティング領域が最内周の前記第２導電型不純物高濃度リング状領域より内側の位置から半導体基板の外周に向けて連続的に延びていることを特徴とする縦型半導体装置。
【請求項２】
前記半導体基板がＳｉＣで形成されており、前記表面側第１導電型領域がソース領域であり、前記第２導電型領域がボディ領域であり、前記裏面側第１導電型領域がドリフト領域であり、前記裏面側第１導電型領域と前記裏面電極の間に第１導電型のドレイン領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の縦型半導体装置。
【請求項３】
前記第２導電型フローティング領域が、前記第２導電型不純物低濃度領域と前記第２導電型不純物高濃度リング状領域の多重構造の両者が配置されている領域の外周側位置より外側にまで延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の縦型半導体装置。
【請求項４】
前記裏面側第１導電型領域の表面側の深さをＨ１とし、前記裏面側第１導電型領域の裏面側の深さをＨ２としたときに、前記第２導電型フローティング領域が、Ｈ１＋０．８×（Ｈ２−Ｈ１）の深さより表面側に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの１項に記載の縦型半導体装置。
【請求項５】
前記第２導電型フローティング領域が、前記裏面側第１導電型領域の複数個の中間深さに形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの１項に記載の縦型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、半導体基板の表面に形成されている表面電極と半導体基板の裏面に形成されている裏面電極の間の抵抗を変えることができる縦型半導体装置を開示する。特に、前記抵抗を変える半導体構造が形成されている素子領域と、素子領域を一巡する周辺領域を備えている縦型半導体装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
ゲート電極に印加する電圧によって表面電極と裏面電極の間の抵抗が変化する縦型半導体装置が知られている。ＭＯＳの場合、ソース領域とドリフト領域を分離するボディ領域と、そのボディ領域にゲート絶縁膜を介して対向するゲート電極を備えている。あるいはＩＧＢＴの場合、エミッタ領域とドリフト領域を分離するボディ領域と、そのボディ領域にゲート絶縁膜を介して対向するゲート電極を備えている。いずれも場合も、表面側第１導電型領域（ソース領域あるいはエミッタ領域）と裏面側第１導電型領域（ドリフト領域）を分離する第２導電型領域（ボディ領域）と、第２導電型領域にゲート絶縁膜を介して対向するゲート電極を備えている。ゲート電極にオン電圧を印加し、ゲート絶縁膜を介してゲート電極に対向する範囲の第２導電型領域（ボディ領域）に反転層を形成すると、表面電極と裏面電極の間の抵抗が低下する。
【０００３】
表面電極と裏面電極の間に加える電圧を高めると、ゲート電極にオン電圧を印加しないにも関わらず、表面電極と裏面電極の間を電流が流れてしまう現象が生じる。本明細書では、この現象を耐圧が破れるという。耐圧を高めるために、素子領域に形成する半導体構造に様々の改良が加えられている。
【０００４】
素子領域に形成する半導体構造を改善するだけでは、表面電極と裏面電極の間に加える電圧を高めた場合に、半導体基板の周辺領域を介して表面電極と裏面電極の間を電流が流れてしまう。耐圧向上のためには、周辺領域の半導体構造にも改善を要する。
【０００５】
特許文献１と２に、半導体基板の表面に臨むとともに素子領域を一巡する範囲に、第２導電型不純物領域を形成する技術が開示されている。素子領域を一巡することからリング形状をしている。特許文献１と２の技術では、素子領域の周りに複数個のリング状領域を多重に配置する。本明細書では、この技術をガードリング構造という。周辺領域にガードリング構造を配置すると、周辺領域での耐圧が向上する。
特許文献１の図９には、周辺領域での耐圧をさらに向上させるために、ガードリング構造に加えて、裏面側第１導電型領域（ドリフト領域）の中間深さに第２導電型領域（特許文献１ではＰ＋電位固定領域と称している）を形成する技術を開示している。特許文献１の技術では、複数個の第２導電型領域をとびとびに（すなわち相互に離反した位置に）配置する。
特許文献２には、周辺領域での耐圧を向上させるために、ガードリング構造に加えて、半導体基板の表面に臨む範囲に第２導電型不純物領域（特許文献２ではリサーフ層と称している）を形成する技術が開示されている。リサーフ層もガードリングも第２導電型であるが、前者の不純物濃度が後者の不純物濃度より薄いことから、リサーフ層とガードリングが区別される。特許文献２では、リサーフ層に包まれる範囲内にガードリング構造が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１１８２２号公報
【特許文献２】特開２００３−１０１０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体装置を破壊から保護するためには、「素子領域の耐圧＜周辺領域の耐圧」の関係であるが好ましい。その関係が得られると、耐圧が破れる場合には素子領域で耐圧が破れる関係を得ることができる。素子領域の面積は周辺領域の面積より広い。広い領域で耐圧が破れる場合には、狭い領域で耐圧が破れる場合に比して、電流密度を下げることができ、半導体装置が破壊されないようにすることができる。半導体装置が破壊されないうちに、耐圧が破れるような異常事象に対する処理を実施することが可能となる。
特許文献１に記載されている「ガードリング構造＋裏面側第１導電型領域の中間深さに複数個の第２導電型領域をとびとびに配置する」構造では、とびとびに配置されている第２導電型領域と裏面側第１導電型領域の界面から空乏層が十分に発達しない。「素子領域の耐圧＜周辺領域の耐圧」の関係を得ることが難しい。
特許文献２に記載されている「リサーフ領域の内部にガードリング構造を配置する」構造でも、「素子領域の耐圧＜周辺領域の耐圧」の関係を得ることが難しい。
本明細書では、「素子領域の耐圧＜周辺領域の耐圧」の関係を得ることができる半導体構造を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示する半導体装置は、半導体基板を平面視したときに、素子領域と、素子領域を一巡する周辺領域を備えている。
素子領域では、半導体基板の表面に形成されている表面電極と、半導体基板の裏面に形成されている裏面電極と、表面電極に導通する表面側第１導電型領域（ＭＯＳの場合にはソース領域であり、ＩＧＢＴの場合にはエミッタ領域）と、裏面電極に導通する裏面側第１導電型領域（ドリフト領域）と、表面側第１導電型領域と裏面側第１導電型領域を分離する第２導電型領域（ボディ領域）と、表面側第１導電型領域と裏面側第１導電型領域を分離する範囲の第２導電型領域にゲート絶縁膜を介して対向するゲート電極を備えている。上記の半導体構造を備えていると、ゲート電極の電圧によって表面電極と裏面電極の間の抵抗が変化する。
【０００９】
本明細書で開示する半導体装置の周辺領域では、半導体基板の表面に臨む範囲に形成されている第２導電型不純物低濃度領域と、半導体基板の表面に臨む範囲において素子領域を一巡している第２導電型不純物高濃度リング状領域の多重構造と、裏面側第１導電型領域の中間深さに形成されている第２導電型フローティング領域を備えている。周辺領域に形成されている第２導電型領域と第２導電型リング状領域はともに第２導電型不純物を含んでいるが、前者の不純物濃度の方が後者の不純物濃度より薄い。そこで本明細書では、前者を第２導電型不純物低濃度領域と称し、後者を第２導電型不純物高濃度リング状領域と称する。第２導電型フローティング領域は、最内周の第２導電型不純物高濃度リング状領域より内側の位置から半導体基板の外周に向けて連続的に延びている。ここでいう「半導体基板の外周に向けて連続的に延びている」は、「複数個の領域に分割されずに連続的に延びている」ことを意味し、「半導体基板の外周には達していない」場合を含む。
【００１０】
上記の半導体装置では、周辺領域に、「第２導電型不純物低濃度領域＋第２導電型不純物高濃度リング状領域＋第２導電型フローティング領域」の組み合わせが形成されている。上記構造によると、裏面側第１導電型領域（ドリフト領域）と第２導電型不純物低濃度領域の界面から空乏層が発達するのみならず、裏面側第１導電型領域（ドリフト領域）と第２導電型フローティング領域の界面からも空乏層が発達し、周辺領域の広い範囲が空乏化して耐圧が向上する。また空乏層の周囲に形成される電界集中領域での集中度が緩和され、その作用によっても耐圧が向上する。その結果、主として第２導電型領域と裏面側第１導電型領域の界面から発達する空乏層によって耐圧を確保する素子領域よりも高い耐圧を確保することができる。すなわち、「素子領域の耐圧＜周辺領域の耐圧」の関係を得ることができる。その関係が得られると、耐圧が破れる場合には素子領域で耐圧が破れる関係を得ることができる。素子領域の面積は周辺領域の面積より広い。広い領域で耐圧が破れる場合には、狭い領域で耐圧が破れる場合に比して、電流密度を下げることができ、半導体装置が破壊されないようにすることができる。半導体装置が破壊されないうちに、耐圧が破れるような異常事象に対する処理を施すことが可能となる。
【００１１】
半導体基板がＳｉＣで形成されている場合、欠陥密度が高いことと、ｐ型のＳｉＣ領域の抵抗が高いことから、従来の周辺耐圧構造では、周辺領域での耐圧を確保することが難しい。特に、ソース領域とドリフト領域を分離するボディ領域がゲート絶縁膜を介してゲート電極に対向しており、ドリフト領域と裏面電極の間にドレイン領域が形成されているＭＯＳの場合、周辺領域での耐圧を確保することが難しい。ＳｉＣはＳｉに比して欠陥密度が高いために、フローティング領域がとびとびに形成されている従来の周辺耐圧構造は、Ｓｉに対しては有効に機能するけれども、ＳｉＣに対しては有効に機能しない。
ＳｉＣでＭＯＳを形成する場合、裏面側第１導電型領域（ドリフト領域）の中間深さを最内周の第２導電型不純物高濃度リング状領域より内側の位置から半導体基板の外周に向けて連続的に延びている第２導電型フローティング領域を形成することが特に効果的である。
【００１２】
ともに半導体基板の表面に臨む位置に形成されている第２導電型不純物低濃度領域と第２導電型不純物高濃度リング状領域の形成範囲の関係は次のいずれかである。
（１）後者が前者よりも外側にまで延びている。すなわち最外周リング状領域が第２導電型不純物低濃度領域の外側に形成されている。この場合は、第２導電型フローティング領域が第２導電型不純物低濃度領域の外周側位置より外側まで延びていることが好ましい。
（２）前者が後者よりも外側にまで延びている。すなわち最外周リング状領域が第２導電型不純物低濃度領域の内部に形成されている。この場合は、第２導電型フローティング領域が最外周リング状領域の位置より外側まで延びていることが好ましい。
すなわち、第２導電型フローティング領域が、第２導電型不純物低濃度領域と第２導電型不純物高濃度リング状領域の多重構造の両者が配置されている領域の外周側位置より外側にまで延びていることが好ましい。
上記の関係を満たしていると、第２導電型フローティング領域を形成することで周辺領域の耐圧が向上する効果が顕著に発揮される。
【００１３】
第２導電型フローティング領域は、裏面側第１導電型領域の中間深さに形成されていることが好ましい。すなわち、裏面側第１導電型領域の表面側の深さから裏面側の深さまでの厚みを１０等分したときに、表面側から８／１０の位置にあるレベルより表面側に形成されていることが好ましい。裏面側第１導電型領域の表面側の深さをＨ１とし、裏面側第１導電型領域の裏面側の深さをＨ２としたときに、第２導電型フローティング領域が、Ｈ１＋０．８×（Ｈ２−Ｈ１）の深さより表面側に形成されていることが好ましい。この条件を満たしていると、第２導電型フローティング領域による耐圧向上効果が効果的に発揮される。
第２導電型フローティング領域は、一層で形成されていてもよいが、複数層に分割されていてもよい。すなわち、複数個の中間深さに第２導電型フローティング領域が形成されていてもよい。複数枚の第２導電型フローティング領域を形成することによって、周辺領域での耐圧向上効果が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例の半導体装置の素子領域から周辺領域に亘る範囲の断面図。
【図２】第２実施例の半導体装置の素子領域から周辺領域に亘る範囲の断面図。
【図３】第３実施例の半導体装置の素子領域から周辺領域に亘る範囲の断面図。
【図４】第４実施例の半導体装置の素子領域から周辺領域に亘る範囲の断面図。
【図５】第５実施例の半導体装置の素子領域から周辺領域に亘る範囲の断面図。
【図６】第６実施例の半導体装置の素子領域から周辺領域に亘る範囲の断面図。
【図７】周辺領域の耐圧と、第２導電型フローティング領域の形成範囲の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本明細書で開示する技術の特徴を整理する。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
（第１特徴）半導体基板はＳｉＣであり、半導体装置はＭＯＳである。本明細書でいう第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型である。素子領域では、半導体基板の表面から裏面に向けて、表面側第１導電型領域（ｎ型ソース領域）と第２導電型領域（ｐ型ボディ領域）と裏面側第１導電型領域（ｎ型ドリフト領域）と第１導電型領域（ｎ型ドレイン領域）の順に積層されている積層構造が形成されている。半導体基板の表面から、ｎ型ソース領域とｐ型ボディ領域を貫通してｎ型ドリフト領域に達するトレンチが形成されている。トレンチの壁面はゲート絶縁膜によって被覆されており、その内側にトレンチゲート電極が充填されている。
（第２特徴）周辺領域に形成されている第２導電型（ｐ型）不純物低濃度領域は、ｐ型ボディ領域に連続しており、リサーフ層と称される。第２導電型不純物高濃度リング状領域は、素子領域の周囲を多重に取り囲んでおり、ガードリングと称される。第２導電型フローティング領域は、周辺領域におけるｎ型ドリフト領域の中間深さに形成されている。
【実施例】
【００１６】
図１は、ＭＯＳとして動作する第１実施例の縦型半導体装置２の素子領域４から周辺領域６に亘る範囲の断面図を示している。参照番号８は半導体基板９の外周を示している。図１の左方には素子領域４が連続して延びている。半導体基板９はＳｉＣで形成されている。
参照番号１０は半導体基板９の表面に形成されている表面電極であり、ＭＯＳのソース電極となる。参照番号１８は半導体基板９の裏面に形成されている裏面電極であり、ＭＯＳのドレイン電極となる。
【００１７】
半導体基板の表面から裏面に向かってトレンチが延びている。トレンチの壁面はゲート絶縁膜２４で覆われ、その内部にゲート電極２６が充填されている。
ゲート絶縁膜２４を介してゲート電極２６の側面に対向する位置には、半導体基板の表面側からソース領域２０とボディ領域１２とドリフト領域１４の順に積層された積層構造が形成されている。本実施例では、第１導電型がｎ型であり、第２導電型がｐ型である。ソース領域２０はｎ型であり、表面側第１導電型領域の実施例である。ボディ領域１２はｐ型であり、第２導電型領域の実施例である。ドリフト領域１４はｎ型であり、裏面側第１導電型領域の実施例である。ドリフト領域１４と裏面電極（ドレイン電極）１８の間にドレイン領域１６が形成されている。ドレイン領域１６はｎ型であり、第１導電型領域の実施例である。ゲート電極２６の側面には、ゲート絶縁膜２４を介してソース領域２０とドリフト領域１４を分離しているボディ領域１２が対向している。参照番号２２は、ボディコンタクト領域であり、表面電極（ソース電極）１０にオーミック接触し、ボディ領域１２の電位をソース電位に維持する。
【００１８】
ソース領域２０の不純物濃度は表面電極（ソース電極）１０にオーミック接触する程度に濃い。ボディ領域１２の不純物濃度は、ゲート電極２６に正電圧を印加すると、ゲート絶縁膜２４を介してゲート電極２６の側面に対向する範囲がｎ型に反転する程度に薄い。また、ドリフト領域１４の不純物濃度は、ゲート電極２６に電圧を印加しないと、ボディ領域１２とドリフト領域１４の界面からドリフト領域１４の広い範囲に空乏層が広がる程度に薄い。ドレイン領域１６の不純物濃度は裏面電極（ドレイン電極）１８にオーミック接触する程度に濃い。
【００１９】
上記の半導体構造を備えていると、ゲート電極２６に正電圧を印加した状態では、ゲート絶縁膜２４を介してゲート電極２６の側面に対向する範囲のボディ領域１２がｎ型に反転し、表面電極（ソース電極）１０と裏面電極（ドレイン電極）１８間の抵抗が低下する。ゲート電極２６に正電圧を印加しない状態では、ボディ領域１２とドリフト領域１４の界面からボディ領域１２とドリフト領域１４の広い範囲に空乏層が広がり、高い耐圧を得ることができる。
【００２０】
最外周のトレンチよりも半導体基板９の外周側には、周辺耐圧構造が形成されている。本明細書では、最外周のトレンチよりも内側の範囲を素子領域４といい、外周側の範囲を周辺領域６といい、その境界を参照符号Ｂで示す。
周辺領域６では、リサーフ層３２とガードリング群３０とフローティング層４０が形成されている。図示の便宜上、一部のガードリングに対してのみ、参照番号３０が付されている。リサーフ層３２はｐ型であり、ガードリング群３０よりも不純物濃度が低い。リサーフ層３２は、第２導電型不純物低濃度領域の実施例である。リサーフ層３２の不純物濃度は一様であってもよいが、半導体基板の外周８に近づくほど徐々に薄くなってもよい。個々のガードリング３０もｐ型であり、第２導電型不純物高濃度リング状領域の実施例である。複数本のガードリングが形成されている。複数本のガードリング３０が素子領域４の周囲を多重に取り囲んでいる。最外周のガードリング３０ｂは、リサーフ層３２の外側に形成されている。リサーフ層３２の外側に形成されているガードリングはなくてもよいし、１本以上を形成してもよい。周辺領域６では、ｎ型ドリフト領域１４の中間深さにｐ型層４０が形成されている。ｐ型層４０はｎ型のドリフト領域１４によって取り囲まれており、フローティング状態にある。ｐ型層４０は、第２導電型フローティング領域の実施例である。ｐ型層４０は、素子領域４と周辺領域６の境界位置Ｂから、最外周のガードリング３０ｂの存在位置Ｄ２まで、連続的に形成されている。周辺領域６では、半導体基板９の表面が絶縁膜２８で覆われている。また半導体基板０の外周８に接する位置の表面側には、ｎ型の不純物高濃度領域３６が形成されている。
ｐ型の領域、例えばボディコンタクト領域２２、ボディ領域１２、リサーフ層３２、ガードリング群３０、フローティング層４０は、リンを注入して形成することができる。ボロンを注入して形成することもできる。
【００２１】
周辺領域６に、リサーフ層３２と、ガードリング群３０と、フローティング層４０が形成されていると、周辺領域６における耐圧が向上する。本実施例の場合、リサーフ層３２とガードリング群３０を形成してフローティング層４０を形成しない場合の周辺領域６の耐圧は１０５０ボルトであった。それに対して、リサーフ層３２とガードリング群３０とフローティング層４０の全部を形成した場合の周辺領域６の耐圧は１４７０ボルトであった。フローティング層４０を追加することで、耐圧が４２０ボルト上昇した。
詳しくは後記するように、フローティング層４０が最内周のガードリング３０ａの存在位置Ｃより内側の位置から半導体基板９の外周８に向けて連続的に延びていると、フローティング層４０による耐圧向上効果が顕著に得られる。第１実施例では、フローティング層４０の内周側位置Ｅが、最内周のガードリング３０ａの存在位置Ｃよりも内側にあり、上記条件を満たしている。
また、フローティング層４０が周辺耐圧構造の外周側位置Ｄまで連続的に延びていると、フローティング層４０による耐圧向上効果が顕著に得られる。周辺耐圧構造の外周側位置Ｄは、リサーフ層３２とガードリング群３０の両者が形成されている領域の外周側位置のことをいう。図１に示すように、最外周ガードリング３０ｂの位置Ｄ２がリサーフ層３２の外周側位置Ｄ１より外側にある場合は、リサーフ層３２の外周側位置Ｄ１が周辺耐圧構造の外周側位置Ｄとなる。図３に示すように、最外周ガードリング３０ｂの位置Ｄ２がリサーフ層３２の外周側位置Ｄ１より内側にある場合は、最外周ガードリング３０ｂの位置Ｄ２が周辺耐圧構造の外周側位置Ｄとなる。第１実施例では、フローティング層４０の外周側位置Ｆが、周辺耐圧構造の外周側位置Ｄの外側まで延びており、上記条件を満たしている。
フローティング層４０が、最内周のガードリング３０ａの存在位置Ｃと周辺耐圧構造の外周側位置Ｄの間を連続的に延びていると、フローティング層４０による耐圧向上効果が顕著に得られる。
【００２２】
（第２実施例）
以下では、図２以降を参照して第２実施例以降を説明する。第１実施例と同じ部分については同じ参照番号を使うことによって重複説明を省略する。なお、フローティング層に関しては、実施例毎に相違するので、４０，５０，６０，７０，８０，９０の番号を使用する。
フローティング層５０の形成範囲は、図１に示したＢからＤ２の位置までには限定されない。図２に示す第２実施例では、フローティング層５０の最も内側の位置Ｅは、素子領域４と周辺領域６の境界Ｂよりも外側にある。内周側位置Ｅが境界Ｂより外側であっても、内周側位置Ｅが最内周ガードリング３０ａの形成位置Ｃよりも内側にあれば、フローティング層５０によって周辺領域６の耐圧向上効果が得られる。また、フローティング層５０の外周側位置Ｆは、半導体基板９の表面に臨む範囲に形成されている周辺耐圧構造の外周側位置Ｄより外側にまで延びていることが好ましい。図２の場合、リサーフ層３２の外側に最外周ガードリング３０ｂが形成されており、周辺耐圧構造の外周側位置Ｄはリサーフ層３２の外周側位置Ｄ１となる。図３に示すように、リサーフ層３２の外側にガードリングが形成されていない場合は、周辺耐圧構造の外周側位置Ｄは最外周ガードリング３０ｂの位置Ｄ２となる。
【００２３】
図７の縦軸は周辺領域の耐圧を示し、レベル９０は、リサーフ層３２とガードリング群３０を形成してフローティング層を形成しない場合の耐圧を示している。図７の横軸は、フローティング層の外周側位置Ｆと、半導体基板の表面に臨む範囲に形成されている周辺耐圧構造の外周側位置Ｄとの位置関係を示している。位置Ｆが位置Ｄより外側にある場合をプラスとしている。図７に示すように、フローティング層を追加することで耐圧が向上するが、その耐圧向上効果はフローティング層が延びている外周側位置Ｆによって変化し、位置Ｆが位置Ｄより外側にあるほど耐圧向上効果が増大することがわかる。
図７において、ゼロの点は、位置Ｄ１とＤ２のうちの内側の方を示している。５μｍの位置は、位置Ｄ１とＤ２のうちの外側の方を示している。フローティング層は、リサーフ層３２とガードリング群３０の双方が形成されている位置Ｄまでは延び、好ましくは、リサーフ層３２とガードリング群３０いずれかが形成されている位置（Ｄ１とＤ２のうちの外側の方）まで延びていることが好ましい。
それに対して、フローティング層の内周側位置Ｅについては、耐圧向上効果に与える影響が小さく、図２に示すように、境界Ｂよりも外側にあっても、最内周ガードリング３０ａの形成位置Ｃよりも内側にあれば、必要な耐圧向上効果を得ることができる。ガードリング群３０では、最内周のガードリング３０ａから外周側のガードリングに向けて順々に電位が分担されている。フローティング層が最内周ガードリング３０ａの形成位置Ｃより内側の位置から外側に向かって連続的に形成されていると、フローティング層によって効率よく電位分担することができる。
【００２４】
（第３実施例）
図３に示すように、フローティング層６０の最も内側の位置Ｅが、境界Ｂよりも内側にあってもよい。すなわちフローティング層６０が素子領域４内にまで入り込んでいてもよい。その場合も、フローティング層６０による耐圧向上効果を得ることができる。フローティング層６０が素子領域４内にまで入り込んでいると、素子領域のオン抵抗が増大する可能性があるが、その侵入距離が小さければオン抵抗に与える影響を無視することができる。図３において、記号Ａは、最外周のゲート電極から内側に２本目のゲート電極の形成位置を示している。フローティング層６０の内周側位置Ｅが、ＡとＣの間（つなぎ領域Ｚ内）にあれば、素子領域のオン抵抗が増大するのを防止しながら、周辺領域での耐圧を向上させることができる。
【００２５】
（第４実施例）
図４に示すように、フローティング層７０の内側部分に、開孔７０ａ〜７０ｄを形成してもよい。開孔７０ａ〜７０ｄは、素子領域４を一巡していてもよいし、ゲート電極２６と平行に延びていてもよい。フローティング層７０の内周側位置Ｅが、Ａの位置より外側にあれば、素子領域のオン抵抗が増大するのを防止できる。フローティング層７０がＣ位置より外側で連続していれば（すなわちＣ位置より外側では開口が形成されていなければ）、フローティング層７０によって周辺領域での耐圧を向上させることができる。開孔７０ａ〜７０ｄを形成する場合には、フローティング層７０の内周側位置Ｅを素子領域４に深く侵入させることができる。すなわちＡ位置に近づけることができる。
【００２６】
（第５実施例）
図１〜図４の実施例では、フローティング層が一層で形成されているが、図５に示すように、複数のフローティング層８０ａ，８０ｂが形成されていてもよい。すなわち、ドリフト層１４の複数個の中間深さにフローティング層を形成してもよい。図５の場合、それぞれのフローティング層が、少なくとも位置Ｃから位置Ｄにまで連続的に延びている。それに代え、個々のフローティング層の形成範囲を重複させたときに、位置Ｃから位置Ｄにまで連続的に延びる構成としてもよい。
【００２７】
（第６実施例）
図６は、プレーナ−ゲート電極２６を利用するＭＯＳを示す。図１〜５に示したトレンチゲート型ＭＯＳと、同等または均等の部材には同じ参照番号を付して重複記載を省略する。プレーナ−ゲート電極２６を利用する縦型半導体装置の場合でも、最内周ガードリング３０ａの形成位置Ｃより内側の位置から、周辺対圧構造の外周側位置Ｄに一致するかあるいはその外側まで伸びるフローティング領域９０を形成することで、周辺領域の耐圧を向上させることができる。
【００２８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、第１導電型をｐ型として第２導電型をｎ型とすることができる。また、ＭＯＳに代えてＩＧＢＴに適用することもできる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２９】
２：ＭＯＳとして動作する縦型半導体装置
４：素子領域
６：周辺領域
８：半導体基板の外周
９：半導体基板
１０：表面電極（ソース電極）
１２：第２導電型領域（ｐ型ボディ領域）
１４：裏面側第１導電型領域（ｎ型ドリフト領域）
１６：第１導電型領域（ｎ型ドレイン領域）
１８：裏面電極（ドレイン電極）
２０：表面側第１導電型領域（ｎ型ソース領域）
２２：ボディコンタクト領域
２４：ゲート絶縁膜
２６：ゲート電極
３０：第２導電型不純物高濃度リング状領域（ガードリング）
３２：第２導電型不純物低濃度領域（リサーフ層）
３６：第１導電型領域
４０，５０，６０，７０，８０，９０：第２導電型フローティング領域（ｐ型フローティング層）
Ａ：最外周ゲート電極から内側に２本目のゲート電極の形成位置
Ｂ：素子領域と周辺領域の境界：最外周ゲート電極の形成位置
Ｃ：最内周ガードリングの形成位置
Ｄ１：リサーフ層の外周側位置
Ｄ２：最外周ガードリングの形成位置
Ｄ：周辺耐圧構造の外周側位置（Ｄ１とＤ２のうちの内側の位置）
Ｅ：フローティング領域の内周側位置
Ｆ：フローティング領域の外周側位置
【図１】
2015126192.tif 000003
【図２】
2015126192.tif 000004
【図３】
2015126192.tif 000005
【図４】
2015126192.tif 000006
【図５】
2015126192.tif 000007
【図６】
2015126192.tif 000008
【図７】
2015126192.tif 000009