(57)【要約】【課題】耐電圧特性を向上させた半導体装置を提供する。【解決手段】Ｎ-型半導体層２２の表層部に形成されたＰ+型領域２４と、Ｐ+型領域２４よりドーパント濃度が低く、Ｐ+型領域２４の外周部に接合されたリサーフ領域３８と、Ｎ-型半導体層２２の表層部において、リサーフ領域３８を挟んでＰ+型領域２４に対向してリサーフ領域３８から離れた領域に形成された等電位リング領域２６と、Ｎ-型半導体層２２の表面上をＰ+型領域２４から等電位リング領域２６に亘って覆う絶縁膜３０と、Ｐ+型領域２４に接続された第１電極３６と、等電位リング領域２６に接続された等電位リング電極３４と、を備え、Ｎ-型半導体層２２の表層部において、リサーフ領域３８と等電位リング領域２６との間のリサーフ領域３８から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域４０が設けられている半導体装置により上記課題を解決することができる。【選択図】図１
2007266123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体層の表層部に形成された第１導電型と逆導電型である第２導電型の第２導電型高濃度領域と、
前記半導体層の表層部における前記第２導電型高濃度領域から離れた領域に形成された等電位リング領域と、
前記半導体層の表面上を前記第２導電型高濃度領域から前記等電位リング領域に亘って覆う絶縁膜と、
前記第２導電型高濃度領域に接続された第１電極と、
前記等電位リング領域に接続された第２電極と、
を備えた半導体装置であって、
前記半導体層の表層部において、前記第２導電型高濃度領域と前記等電位リング領域との間の前記第２導電型高濃度領域から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
第１導電型の半導体層の表層部に形成された第１導電型と逆導電型である第２導電型の第２導電型高濃度領域と、
前記第２導電型高濃度領域よりドーパント濃度が低く、前記第２導電型高濃度領域の外周部に接合された第２導電型リサーフ領域と、
前記半導体層の表層部において、前記第２導電型リサーフ領域を挟んで前記第２導電型高濃度領域に対向して前記第２導電型リサーフ領域から離れた領域に形成された等電位リング領域と、
前記半導体層の表面上を前記第２導電型高濃度領域から前記等電位リング領域に亘って覆う絶縁膜と、
前記第２導電型高濃度領域に接続された第１電極と、
前記等電位リング領域に接続された第２電極と、
を備えた半導体装置であって、
前記半導体層の表層部において、前記第２導電型リサーフ領域と前記等電位リング領域との間の前記第２導電型リサーフ領域から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
第１導電型の半導体層の表層部に形成された第１導電型と逆導電型である第２導電型の第２導電型高濃度領域と、
前記半導体層の表層部において、前記第２導電型高濃度領域から離れた領域に形成された第２導電型の第２導電型フローティング領域と、
前記半導体層の表層部において、前記第２導電型フローティング領域を挟んで前記第２導電型高濃度領域に対向して前記第２導電型フローティング領域から離れた領域に形成された等電位リング領域と、
前記半導体層の表面上を前記第２導電型高濃度領域から前記等電位リング領域に亘って覆う絶縁膜と、
前記第２導電型高濃度領域に接続された第１電極と、
前記等電位リング領域に接続された第２電極と、
を備えた半導体装置であって、
前記半導体層の表層部において、前記第２導電型低濃度領域と前記等電位リング領域との間の前記第２導電型フローティング領域から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
第１導電型の半導体層の表層部に形成された第１導電型と逆導電型である第２導電型の第２導電型高濃度領域と、
前記半導体層の表層部における前記第２導電型高濃度領域から離れた領域に形成された等電位リング領域と、
前記半導体層の表層部において、前記第２導電型高濃度領域と前記等電位リング領域との間に第１導電型の領域と第２導電型の領域とが交互に配置されたスーパージャンクション領域と、
前記半導体層の表面上を前記第２導電型高濃度領域から前記等電位リング領域に亘って覆う絶縁膜と、
前記第２導電型高濃度領域に接続された第１電極と、
前記等電位リング領域に接続された第２電極と、
を備えた半導体装置であって、
前記半導体層の表層部において、前記スーパージャンクション領域と前記等電位リング領域との間の前記スーパージャンクション領域から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記フィールドストップ領域は、前記半導体層の表面に対して前記第２導電型リサーフ領域の最深部よりも浅い位置に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記フィールドストップ領域は、前記半導体層のドーパント濃度の１０倍以上のドーパント濃度を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記所定のギャップは、１０μｍ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記絶縁膜上に、前記第１電極及び前記第２電極と電気的に接続されていないフローティング電極が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐電圧特性を向上させた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、図１０に示すように、Ｎ-型領域５、Ｐ+型領域３、等電位リング領域４、ＪＴＥ(Junction-Termination-Extension)構造をなるＰ-型領域１２、絶縁膜６、Ｐ+型領域に接続される電極７、Ｎ-型領域に接続される電極８及び等電位リング電極１４を備える半導体装置が開示されている。ここで、Ｐ-型領域１２の半導体素材表面に露出する面が絶縁膜６により覆われており、等電位リング電極１４の内端部１４ａがＰ-型領域１２の外周直上位置より内側まで延設されている構造としている。このような構造とすることによって、半導体装置の高耐圧化及び小面積化を図っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９８０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、Ｎ-型領域５内にＪＴＥ構造をなるＰ-型領域１２を形成することによって、Ｎ-型領域５へ正電圧が印加された場合に広い領域が空乏化されることよって高耐圧が得られる。このような構造においてブレークダウンが発生する場合、Ｐ-型領域１２とＰ+型領域３との接触点においてアバランシェブレークダウンが発生する。この場合、Ｐ-型領域１２とＰ+型領域３との接触点において、局所的に電流が集中し、１×１０-4Ａ程度の臨界電圧で耐圧が低下する負性抵抗特性を示す。このように、上記従来技術では、ブレークダウンが発生する際の臨界電流値が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題を鑑み、耐電圧特性を向上させた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、フィールドプレート構造を有する半導体装置に関する。すなわち、第１導電型の半導体層の表層部に形成された第１導電型と逆導電型である第２導電型の第２導電型高濃度領域と、前記半導体層の表層部における前記第２導電型高濃度領域から離れた領域に形成された等電位リング領域と、前記半導体層の表面上を前記第２導電型高濃度領域から前記等電位リング領域に亘って覆う絶縁膜と、前記第２導電型高濃度領域に接続された第１電極と、前記等電位リング領域に接続された第２電極と、を備えた半導体装置であって、前記半導体層の表層部において、前記第２導電型高濃度領域と前記等電位リング領域との間の前記第２導電型高濃度領域から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明は、ＪＴＥ(Junction-Termination-Extension)構造を有する半導体装置に関する。すなわち、第１導電型の半導体層の表層部に形成された第１導電型と逆導電型である第２導電型の第２導電型高濃度領域と、前記第２導電型高濃度領域よりドーパント濃度が低く、前記第２導電型高濃度領域の外周部に接合された第２導電型リサーフ領域と、前記半導体層の表層部において、前記第２導電型リサーフ領域を挟んで前記第２導電型高濃度領域に対向して前記第２導電型リサーフ領域から離れた領域に形成された等電位リング領域と、前記半導体層の表面上を前記第２導電型高濃度領域から前記等電位リング領域に亘って覆う絶縁膜と、前記第２導電型高濃度領域に接続された第１電極と、前記等電位リング領域に接続された第２電極と、を備えた半導体装置であって、前記半導体層の表層部において、前記第２導電型リサーフ領域と前記等電位リング領域との間の前記第２導電型リサーフ領域から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記フィールドストップ領域は、前記半導体層の表面に対して前記第２導電型リサーフ領域の最深部よりも浅い位置に設けられていることが好適である。
【０００９】
本発明は、フィールド・リミッテイング・リング構造を有する半導体装置に関する。第１導電型の半導体層の表層部に形成された第１導電型と逆導電型である第２導電型の第２導電型高濃度領域と、前記半導体層の表層部において、前記第２導電型高濃度領域から離れた領域に形成された第２導電型の第２導電型フローティング領域と、前記半導体層の表層部において、前記第２導電型フローティング領域を挟んで前記第２導電型高濃度領域に対向して前記第２導電型フローティング領域から離れた領域に形成された等電位リング領域と、前記半導体層の表面上を前記第２導電型高濃度領域から前記等電位リング領域に亘って覆う絶縁膜と、前記第２導電型高濃度領域に接続された第１電極と、前記等電位リング領域に接続された第２電極と、を備えた半導体装置であって、前記半導体層の表層部において、前記第２導電型低濃度領域と前記等電位リング領域との間の前記第２導電型フローティング領域から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、スーパージャンクション構造を有する半導体装置に関する。第１導電型の半導体層の表層部に形成された第１導電型と逆導電型である第２導電型の第２導電型高濃度領域と、前記半導体層の表層部における前記第２導電型高濃度領域から離れた領域に形成された等電位リング領域と、前記半導体層の表層部において、前記第２導電型高濃度領域と前記等電位リング領域との間に第１導電型の領域と第２導電型の領域とが交互に配置されたスーパージャンクション領域と、前記半導体層の表面上を前記第２導電型高濃度領域から前記等電位リング領域に亘って覆う絶縁膜と、前記第２導電型高濃度領域に接続された第１電極と、前記等電位リング領域に接続された第２電極と、を備えた半導体装置であって、前記半導体層の表層部において、前記スーパージャンクション領域と前記等電位リング領域との間の前記スーパージャンクション領域から所定のギャップだけ離れた領域にフィールドストップ領域が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
上記各発明において、前記フィールドストップ領域は、前記半導体層のドーパント濃度の１０倍以上のドーパント濃度を有することが好適である。また、前記所定のギャップは、１０μｍ以上であることが好適である。また、前記絶縁膜上に、前記第１電極及び前記第２電極と電気的に接続されていないフローティング電極が設けられていることが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐電圧特性を向上させた半導体装置を実現することができる。特に、ブレークダウンに到る臨界電流値を高め、低電流でのアバランシェブレークダウンの発生を抑制することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
本発明の実施の形態における半導体装置１００は図１に示す構造を有する。図１は、上の領域が平面図、下の領域が断面図を表している。
【００１４】
半導体装置１００はＮ-型の半導体基板２０をベースに形成される。Ｎ-型の半導体基板２０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板にＮ型のドーパント（燐、アンチモン等）を添加したものである。Ｎ-型半導体層２２に添加されるＮ型ドーパントの濃度は１×１０13／ｃｍ3〜１×１０14／ｃｍ3程度にすることが好適である。
【００１５】
Ｎ-型半導体層２２の表層中央部には、Ｐ型のドーパント（ボロン、アルミニウム等）が高濃度に添加されたＰ+型領域２４が形成される。また、Ｎ-型半導体層２２の表層外周部には、Ｎ型のドーパントが高濃度に添加された等電位リング領域２６が形成される。一方、Ｎ-型半導体層２２の裏面には、Ｐ型のドーパントが高濃度に添加されたＰ+型領域２８が設けられる。Ｐ+型領域２４、等電位リング領域２６及びＰ+型領域２８のドーパント濃度は１×１０18／ｃｍ3〜１×１０20／ｃｍ3程度とすることが好適である。
【００１６】
さらに、Ｎ-型半導体層２２の表面にはシリコン酸化膜等の絶縁膜３０が形成される。絶縁膜３０には、Ｎ-型半導体層２２の表面のうちＰ+型領域２４の少なくとも一部と等電位リング領域２６の少なくとも一部を含む領域に開口部が設けられ、その開口部を介してＰ+型領域２４に接続される第１電極３２と、等電位リング領域２６に接続される等電位リング（Equi-Potential-Ring）電極３４が形成される。また、Ｎ-型半導体層２２の裏面のＰ+型領域２８に接続される第２電極３６が形成される。第１電極３２、等電位リング電極３４及び第２電極３６は、例えば、アルミニウム等の金属により構成される。なお、等電位リング電極３４は、等電位リング領域２６の電位を第２電極３６の電位と同電位に維持するものであり、素子周辺の電位を安定化させる効果を有する。
【００１７】
また、Ｎ-型半導体層２２の表層のＰ+型領域２４から等電位リング領域２６までの領域の一部にはＰ型のドーパントが添加されたリサーフ領域３８が設けられる。リサーフ領域３８は、少なくともＰ+型領域２４の外周部に接合し、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むようにリング状に形成される。リサーフ領域３８は、等電位リング領域２６から離れた位置に配置される。また、リサーフ領域３８の少なくとも一部は、Ｎ-型半導体層２２の表面上に形成された絶縁膜３０下にかかるように配置されることが好適である。
【００１８】
リサーフ領域３８は、例えば、Ｐ型ドーパント（ボロン、アルミニウム等）を１×１０12／ｃｍ2〜１×１０13／ｃｍ2程度のドーズ量で、Ｎ-型半導体層２２の表面からの導入深さが３μｍ〜６μｍ程度となるように注入することによって形成することができる。
【００１９】
さらに、Ｎ-型半導体層２２の表層のＰ+型領域２４から等電位リング領域２６までの絶縁膜３０下の領域には、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むようにリング状にフィールドストップ領域４０が設けられる。フィールドストップ領域４０は、Ｎ型又はＰ型のドーパントをＮ-型半導体層２２のドーパント濃度の１０倍以上に添加して構成される。フィールドストップ領域４０は、リサーフ領域３８から所定のギャップＬGだけ離れた位置に配置される。また、フィールドストップ領域４０は、図１のように等電位リング領域２６に接するように設けられてもよいし、図４のように等電位リング領域２６から離して設けられてもよい。また、フィールドストップ領域４０はＮ-型半導体層２２の表層付近に設けられるが、好ましくはリサーフ領域３８の最深部よりも浅い位置に少なくともフィールドストップ領域４０の一部が配置されるように設けることが好適である。
【００２０】
＜作用・効果＞
第１電極３２と第２電極３６の間に逆方向電圧が印加されると、Ｐ+型領域２８とＮ-型半導体層２２との間に空乏層が広がる。Ｎ-型半導体層２２とリサーフ領域３８は、Ｐ+型領域２８に比べてドーパント濃度が低いため、Ｎ-型半導体層２２とリサーフ領域３８とのＰＮ-接合面を境に、主にＮ-型半導体層２２とリサーフ領域３８内に空乏層が広がる。
【００２１】
このように逆バイアスにより空乏層が広がった場合、従来技術では、Ｐ-型領域の終端部、及び、Ｐ-型領域（リサーフ領域）とＰ+型領域との接触点においてアバランシェブレークダウンが発生し、その部分に電流が集中することによって耐圧が低下する（図２のラインＢで示す）。このとき、逆バイアス特性が負性抵抗特性、すなわち逆方向電流の増加に伴って逆バイアス電圧値が低下する特性を示し始める臨界電流値ＩcriBは０．１ｍＡ程度となる。
【００２２】
一方、本実施の形態における半導体装置１００では、フィールドストップ領域４０が存在することによって、リサーフ領域３８とフィールドストップ領域４０のポイントａ及びｂでアバランシェブレークダウンを発生させ、これによって、一時的にリサーフ領域３８とＰ+型領域２４との境界領域への電流の集中が回避される。このとき、図２のラインＡに示すように、逆方向電流が増加する傾向がみられ、負性抵抗特性を示すまでには至らない。さらに、逆バイアス電圧を高めると、リサーフ領域３８とＰ+型領域２４との接触点、及び、Ｐ+型領域２４のコーナー部でアバランシェブレークダウンが強くなり、逆バイアス特性が負性抵抗特性を示し始める。このときの臨界電流値ＩcriAは０．１Ａ程度となり、従来の臨界電流値ＩcriBの１０００倍程度の大きさとなる。
【００２３】
ここで、リサーフ領域３８とフィールドストップ領域４０とのギャップＬGは、１０μｍ以上とすることが好適である。図３は、ギャップＬGと臨界電流値ＩcriAとの関係をリサーフ領域３８の領域長ＪＬをパラメータとして表したグラフである。図３に示すように、ギャップＬGが４０μｍまでは臨界電流値ＩcriAは高く維持されているが、ギャップＬGが４０μｍ以上になると徐々に臨界電流値ＩcriAが低下し、５０μｍ以上ではフィールドストップ領域４０の作用が顕著でなくなる。また、リサーフ領域３８の領域長ＪＬが長いほど、フィールドストップ領域４０を設けることによる臨界電流値ＩcriAを向上させる作用が顕著となることがわかる。なお、本結果は、５０Ωｃｍの場合であり、ギャップＬGの最適値は基板の比抵抗に関係して変化する。
【００２４】
以上のように、本実施の形態では、フィールドストップ領域４０を設けることによって、低い逆電流値における耐圧の低下を抑制することができる。すなわち、ブレークダウンに到る臨界電流値を高め、低電流でのアバランシェブレークダウンの発生を抑制することができる。その結果、耐電圧特性を向上させた半導体装置を実現することができる。
【００２５】
なお、図４の変形例における半導体装置１０２のように、フィールドストップ領域４０は等電位リング領域２６から離れた位置に形成してもよい。また、フィールドストップ領域４０は、リサーフ領域３８の最深部よりも浅い位置に少なくともフィールドストップ領域４０の一部が配置されるように設けられることが好ましく、Ｎ-型半導体層２２の表面に接していなくてもよい。なお、図４は、上の領域が平面図、下の領域が断面図を表している。
【００２６】
また、本実施の形態ではフィールドストップ領域４０はＰ+型領域２４の外周全周を取り囲むようにリング状に設けたが、図５の変形例における半導体装置１０４の平面図に示すように、ギャップ部４２を有し、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むリングが切れた構造としてもよい。ギャップ部４２の幅をフィールドストップ領域４０の幅に比べて小さく設定すれば、ギャップ部４２による影響は小さく、低電流でのアバランシェブレークダウンの発生を抑制する作用・効果を得ることができる。なお、図５は、上の領域が平面図、下の領域が断面図を表している。
【００２７】
また、図６の変形例における半導体装置１０６のように、絶縁膜３０上に第１電極３２及び等電位リング電極３４と電気的に接続されてないフローティング電極４４を形成することも好適である。フローティング電極４４は、図６に示すように、絶縁膜３０上の第１電極３２から等電位リング電極３４までの領域に、所定の間隔を空けて第１電極３２を取り囲むようにリング状に形成することが好適である。フローティング電極４４は、絶縁膜３０の表面準位の影響を抑制する作用・効果を奏する。なお、図６は、上の領域が平面図、下の領域が断面図を表している。
【００２８】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における半導体装置１０８は、図７に示すように、フィールドプレート構造を有する。図７は、上の領域が平面図、下の領域が断面図を表している。図７において、第１の実施の形態と同じ構成要素には図１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２９】
第１の実施の形態と同様に、Ｎ-型半導体層２２の表層のＰ+型領域２４から等電位リング領域２６までの絶縁膜３０下には、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むようにリング状にフィールドストップ領域４０が設けられる。フィールドストップ領域４０の位置、サイズ、ドーパント濃度等の形成条件は第１の実施の形態と同様とすることが好適である。なお、Ｐ+型領域２４とフィールドストップ領域４０との間のギャップは第１の実施の形態と同様に設定することが好適である。
【００３０】
また、Ｎ-型半導体層２２の表面にはシリコン酸化膜等の絶縁膜３０が形成される。絶縁膜３０には、Ｎ-型半導体層２２の表面のうちＰ+型領域２４の少なくとも一部と等電位リング領域２６の少なくとも一部を含む領域に開口部が設けられ、その開口部を介してＰ+型領域２４に接続される第１電極３２と、等電位リング領域２６に接続される等電位リング（Equi-Potential-Ring）電極３４が形成される。
【００３１】
ここで、本実施の形態では、絶縁膜３０上におけるＰ+型領域２４から等電位リング領域２６の内端部を絶縁膜３０の表面に投影した位置まで跨るように第１電極３２が延設される。
【００３２】
このようなフィールドプレート構造を持たせることによって、リサーフ領域３８を設けることなく絶縁耐圧を向上させることができる。さらに、本実施の形態では、フィールドストップ領域４０とＮ-型半導体層２２との境界においてアバランシェブレークダウンが発生する。これによって、Ｎ-型半導体層２２とＰ+型領域２４との境界領域への電流の集中を回避することができ、従来よりも高い臨界電流値を示す高耐圧特性を得ることができる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態では、フィールドプレート構造を有する半導体装置１０８においてフィールドストップ領域４０を設けることによって、低い逆電流値における耐圧の低下を抑制することができる。すなわち、ブレークダウンに到る臨界電流値を高め、低電流でのアバランシェブレークダウンの発生を抑制することができる。その結果、耐電圧特性を向上させた半導体装置を実現することができる。
【００３４】
なお、第１の実施の形態と同様に、フィールドストップ領域４０は等電位リング領域２６から離れた位置に形成してもよいし、等電位リング領域２６と接するように形成してもよい。また、フィールドストップ領域４０は、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むリングが切れたギャップ部を有する構造としてもよい。また、絶縁膜３０上に第１電極３２及び等電位リング電極３４と電気的に接続されてないフローティング電極４４を形成することも好適である。
【００３５】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態における半導体装置１１０は、図８に示すように、フィールド・リミッテイング・リング構造を有する。図８は、上の領域が平面図、下の領域が断面図を表している。図８において、第１の実施の形態と同じ構成要素には図１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００３６】
第１の実施の形態と同様に、Ｎ-型半導体層２２の表層のＰ+型領域２４から等電位リング領域２６までの絶縁膜３０下の領域には、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むようにリング状にフィールドストップ領域４０が設けられる。フィールドストップ領域４０の位置、サイズ、ドーパント濃度等の形成条件は第１の実施の形態と同様とすることが好適である。
【００３７】
さらに、第１の実施の形態におけるリサーフ領域３８の代わりに、Ｎ-型半導体層２２の表層のＰ+型領域２４からフィールドストップ領域４０までの領域にはＰ型のドーパントが添加されたＰ+型埋め込み領域４６が形成される。Ｐ+型埋め込み領域４６は、Ｐ+型領域２４から所定のギャップＬａを空けて、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むようにリング状に形成される。Ｐ+型埋め込み領域４６は、図８に示すように、ギャップＬｂを挟んでリング状に複数設けてもよい。Ｐ+型埋め込み領域４６は、Ｐ型ドーパント（ボロン、アルミニウム等）を１×１０12／ｃｍ2〜１×１０13／ｃｍ2程度のドーズ量で、Ｎ-型半導体層２２の表面からの導入深さが３μｍ〜６μｍ程度となるように注入することによって形成することができる。なお、Ｐ+型埋め込み領域４６とフィールドストップ領域４０との間のギャップは第１の実施の形態と同様に設定することが好適である。
【００３８】
このようなフィールド・リミッテイング・リング構造を持たせることによって、半導体装置１１０の絶縁耐圧を向上させることができる。さらに、本実施の形態では、フィールドストップ領域４０とＰ+型埋め込み領域４６との境界においてアバランシェブレークダウンが発生する。これによって、Ｎ-型半導体層２２とＰ+型領域２４との境界領域への電流の集中を回避することができ、従来よりも高い臨界電流値を示す高耐圧特性を得ることができる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、フィールド・リミッテイング・リング構造を有する半導体装置１１０においてフィールドストップ領域４０を設けることによって、低い逆電流値における耐圧の低下を抑制することができる。すなわち、ブレークダウンに到る臨界電流値を高め、低電流でのアバランシェブレークダウンの発生を抑制することができる。その結果、耐電圧特性を向上させた半導体装置を実現することができる。
【００４０】
なお、第１の実施の形態と同様に、フィールドストップ領域４０は等電位リング領域２６から離れた位置に形成してもよいし、等電位リング領域２６と接するように形成してもよい。また、フィールドストップ領域４０は、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むリングが切れたギャップ部を有する構造としてもよい。また、絶縁膜３０上に第１電極３２及び等電位リング電極３４と電気的に接続されてないフローティング電極４４を形成することも好適である。
【００４１】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態における半導体装置１１２は、図９に示すように、スーパージャンクション構造を有する。図９は、上の領域が平面図、下の領域が断面図を表している。図９において、第１の実施の形態と同じ構成要素には図１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００４２】
第１の実施の形態と同様に、Ｎ-型半導体層２２の表層のＰ+型領域２４から等電位リング領域２６までの絶縁膜３０下の領域には、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むようにリング状にフィールドストップ領域４０が設けられる。フィールドストップ領域４０の位置、サイズ、ドーパント濃度等の形成条件は第１の実施の形態と同様とすることが好適である。
【００４３】
さらに、第１の実施の形態におけるリサーフ領域３８の代わりに、Ｎ-型半導体層２２の表層のＰ+型領域２４からフィールドストップ領域４０に向けてＰ型のドーパントが添加されたＰ型領域４８とＮ型のドーパントが添加されたＮ型領域５０とが交互に繰り返されたスーパージャンクション構造が設けられる。ここで、Ｐ型領域４８の幅ＷｐとＮ型領域５０の幅Ｗｎは略等しくすることが好適である。なお、スーパージャンクション構造の端部とフィールドストップ領域４０との間のギャップは第１の実施の形態と同様に設定することが好適である。
【００４４】
このようなスーパージャンクション構造を持たせることによって、半導体装置１１２の絶縁耐圧を向上させることができる。さらに、本実施の形態では、フィールドストップ領域４０とスーパージャンクション構造との境界においてアバランシェブレークダウンが発生する。これによって、Ｎ-型半導体層２２とＰ+型領域２４との境界領域への電流の集中を回避することができ、従来よりも高い臨界電流値を示す高耐圧特性を得ることができる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態では、スーパージャンクション構造を有する半導体装置１１２においてフィールドストップ領域４０を設けることによって、低い逆電流値における耐圧の低下を抑制することができる。すなわち、ブレークダウンに到る臨界電流値を高め、低電流でのアバランシェブレークダウンの発生を抑制することができる。その結果、耐電圧特性を向上させた半導体装置を実現することができる。
【００４６】
なお、第１の実施の形態と同様に、フィールドストップ領域４０は等電位リング領域２６から離れた位置に形成してもよいし、等電位リング領域２６と接するように形成してもよい。また、フィールドストップ領域４０は、Ｐ+型領域２４の外周部を取り囲むリングが切れたギャップ部を有する構造としてもよい。また、絶縁膜３０上に第１電極３２及び等電位リング電極３４と電気的に接続されてないフローティング電極４４を形成することも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施の形態における半導体装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における半導体装置の耐圧特性を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置の耐圧特性を示す図である。
【図４】第１の実施の形態における半導体装置の変形例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における半導体装置の変形例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における半導体装置の変形例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における半導体装置の構成を示す図である。
【図８】第３の実施の形態における半導体装置の構成を示す図である。
【図９】第４の実施の形態における半導体装置の構成を示す図である。
【図１０】従来の半導体装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
３  Ｐ+型領域、４  等電位リング領域、５  Ｎ-型領域、６  絶縁膜、７  電極、８  電極、１２  Ｐ-型領域、１４  等電位リング電極、１４ａ  内端部、２０  半導体基板、２２  Ｎ-型半導体層、２４  Ｐ+型領域、２６  等電位リング領域、２８  Ｐ+型領域、３０  絶縁膜、３２  第１電極、３４  等電位リング電極、３６  第２電極、３８  リサーフ領域、４０  フィールドストップ領域、４２  ギャップ部、４４  フローティング電極、４６  Ｐ+型埋め込み領域、４８  Ｐ型領域、５０  Ｎ型領域、１００〜１１２  半導体装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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