JPS6352464B2 - - Google Patents
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- JPS6352464B2 JPS6352464B2 JP54083967A JP8396779A JPS6352464B2 JP S6352464 B2 JPS6352464 B2 JP S6352464B2 JP 54083967 A JP54083967 A JP 54083967A JP 8396779 A JP8396779 A JP 8396779A JP S6352464 B2 JPS6352464 B2 JP S6352464B2
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/01—Manufacture or treatment
- H10W10/011—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials
- H10W10/019—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using epitaxial passivated integrated circuit [EPIC] processes
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- H—ELECTRICITY
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- H10W10/10—Isolation regions comprising dielectric materials
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体集積装置に係り、特に高耐圧化
に好適な半導体集積装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated device, and more particularly to a semiconductor integrated device suitable for increasing withstand voltage.
近年、半導体集積装置(以下ICと記す。)の応
用の拡大に伴い高耐圧ICが要望されてきている。
特にμコン等を含むロジツクICと商用電圧用の
パワー素子とのインターフエース用素子やクロス
パースイツチに代る電話交換機用電子スイツチ等
でその要望が大である。 In recent years, as the applications of semiconductor integrated devices (hereinafter referred to as ICs) have expanded, there has been a demand for high voltage ICs.
In particular, there is a strong demand for interface elements between logic ICs, such as μ-controllers, and power elements for commercial voltage, and electronic switches for telephone exchanges that replace cross-operated switches.
このような高耐圧ICを表現するにあたつては
ICに組込まれている素子自体の高耐圧化手段と
素子間を絶縁分離し集積する手段が必要である。
各々について各種の手段で提案されているが
100V以上の高耐圧化を図る場合前者については
フイールドプレートが、後者については誘電体分
離法が高耐圧化の点のみならず高集積化・プロセ
スの大量産化の点でも好適である。 When expressing such a high voltage IC,
It is necessary to have means for increasing the withstand voltage of the elements themselves incorporated in ICs, and means for insulating and separating and integrating the elements.
Various methods have been proposed for each.
When aiming to achieve a high breakdown voltage of 100V or more, a field plate is suitable for the former, and a dielectric separation method is suitable for the latter, not only from the standpoint of increasing the breakdown voltage but also from the standpoint of high integration and mass production.
このような見地から従来、第1図に示すような
IC構造が提案され、実用化されている。 From this point of view, conventional methods such as the one shown in Figure 1 have been used.
An IC structure has been proposed and put into practical use.
図において、1は誘電体絶縁分離基板であり、
多結晶シリコン支持領域2、複数個の単結晶シリ
コン島領域3a〜3c、島領域相互および支持領
域と各島領域間を絶縁するための、第1の絶縁膜
である絶縁分離膜4a〜4cから構成されてい
る。各島領域3a〜3cには公知のホトリソグラ
フイ技術や選択拡散技術を用いて所定の場所に不
純物が拡散され、トランジスタやサイリスタ等の
能動素子あるいは抵抗等の受動素子が組込まれて
いる。 In the figure, 1 is a dielectric insulation isolation substrate;
From the polycrystalline silicon support region 2, the plurality of single crystal silicon island regions 3a to 3c, and the insulating isolation films 4a to 4c, which are first insulating films, for insulating the island regions from each other and between the support region and each island region. It is configured. In each of the island regions 3a to 3c, impurities are diffused into predetermined locations using known photolithography technology or selective diffusion technology, and active elements such as transistors and thyristors or passive elements such as resistors are incorporated.
図では、島領域3aにpE、pB、nB、nEの4層に
よりサイリスタが組込まれている例が示されてい
る。 The figure shows an example in which thyristors are incorporated in the island region 3a using four layers p E , p B , n B , and n E.
ここで、多結晶シリコン支持領域に絶縁分離膜
4a〜4cを介して各単結晶島領域3a〜3cが
支持領域2の一主表面に露出するように埋設され
る。 Here, each single-crystal island region 3a-3c is buried in the polycrystalline silicon support region via insulating separation films 4a-4c so as to be exposed on one main surface of support region 2.
また、単結晶シリコン島領域3aは、単結晶シ
リコン島領域3aの主表面に露出する第1導電型
の第1層であるnB層と、nB層に隣接して単結晶シ
リコン島領域3aの主表面に露出する第1導電型
の高不純物濃度の第2層であるチヤンネルカツト
用n+層と、nB層との間に形成される第1のpn接
合が単結晶シリコン島領域3aの主表面に終端す
るようにnB層内に形成される第2導電型の第3層
であるpE層と、nB層との間に形成される第2のpn
接合が単結晶シリコン島領域3aの主表面に終端
するようにnB層内に形成される第2導電型の第4
層であるpB層と、pB層との間に形成される第3の
pn接合が単結晶シリコン島領域3aの主表面に
終端するようにpB層内に形成される第1導電型の
第5層であるnE層とを有する。 Furthermore, the single crystal silicon island region 3a includes an nB layer which is a first layer of the first conductivity type exposed on the main surface of the single crystal silicon island region 3a, and a single crystal silicon island region 3a adjacent to the nB layer. The first pn junction formed between the n + layer for channel cut, which is the second layer with high impurity concentration of the first conductivity type exposed on the main surface of the monocrystalline silicon island region 3a, and the nB layer A second pn layer is formed between the pE layer, which is the third layer of the second conductivity type, formed within the nB layer so as to terminate on the main surface of the nB layer, and the nB layer.
A fourth conductive layer of the second conductivity type formed in the nB layer such that the junction terminates on the main surface of the single crystal silicon island region 3a.
The p B layer and the third layer formed between the p B layer
It has an nE layer which is a fifth layer of the first conductivity type formed within the pB layer so that the pn junction terminates at the main surface of the single crystal silicon island region 3a.
基板1の上主表面にはシリコン酸化膜、シリコ
ン窒化膜等の第2の絶縁膜5が、表面安定化膜、
絶縁膜として設けられており、第2の絶縁膜5に
設けた開孔を通してpE層やnE層にオーミツクコン
タクトする配線6a,6bが第2の絶縁膜5上に
延在している。島領域3aには、配線6a,6b
が延在する下の部分のチヤンネルカツト用n+層
が設けられている。 On the upper main surface of the substrate 1, a second insulating film 5 such as a silicon oxide film or a silicon nitride film, a surface stabilizing film,
Wiring lines 6a and 6b, which are provided as an insulating film and make ohmic contact with the pE layer and the nE layer through openings provided in the second insulating film 5, extend over the second insulating film 5. . In the island region 3a, wirings 6a, 6b
An N + layer is provided for the channel cut in the lower part where the N + layer extends.
配線6aあるいは6bが島領域3aに対し負の
高電位である時電界効果により島領域3aの表面
にチヤンネルが誘起され、これが絶縁分離膜4a
に沿つて発生するチヤンネルと連結されると、チ
ヤンネル内に発生する電流により素子のリーク電
流の増大即ち耐圧の低下が生じる。このためチヤ
ンネルを分断しリーク電流の低減を図るこのチヤ
ンネルカツト用n+層は高耐圧IC用素子には必須
のものである。 When the wiring 6a or 6b has a negative high potential with respect to the island region 3a, a channel is induced on the surface of the island region 3a due to the electric field effect, and this is caused by the insulating separation film 4a.
When connected to a channel generated along the channel, the current generated in the channel increases the leakage current of the device, that is, reduces the withstand voltage. Therefore, this channel-cutting n + layer, which cuts the channel and reduces leakage current, is essential for high-voltage IC elements.
ここで、配線6aは、単結晶シリコン島領域3
aの主表面においてpE層にオーミツクコンタクト
し、単結晶シリコン島領域3aの主表面上の第2
の絶縁膜5を介してpE層上を越えてnB層上に延在
し、かつ一部がnB層上を越えてチヤンネルカツト
用n+層上に延在するように形成される。また、
配線6bは、単結晶シリコン島領域3aの主表面
においてpB層内のnE層にオーミツクコンタクト
し、単結晶シリコン島領域3aの主表面上の第2
の絶縁膜5を介してnE層およびpB層上を越えてnB
層上に延在し、かつ一部がnB層上を越えてチヤン
ネルカツト用n+層上に延在するように形成され
る。 Here, the wiring 6a is connected to the single crystal silicon island region 3.
A is in ohmic contact with the pE layer on the main surface of the single crystal silicon island region 3a, and a second
The layer is formed so as to extend over the pE layer and onto the nB layer through the insulating film 5, and partially extend over the nB layer and onto the channel cut n + layer. . Also,
The wiring 6b is in ohmic contact with the nE layer in the pB layer on the main surface of the single crystal silicon island region 3a, and is in ohmic contact with the nE layer on the main surface of the single crystal silicon island region 3a.
n B over the n E layer and p B layer through the insulating film 5 of
The layer is formed so as to extend over the channel cut layer and partially extend over the n B layer and onto the channel cut n + layer.
配線6a,6bにフイールドプレートとしての
機能を果させるためにはnB層上の配線6a,6b
の下の第2の絶縁膜5の厚さを薄くして、電圧阻
止状態においてnB層やpB層に形成される空乏層が
主表面に沿つて横方向に伸び易くさせ、第1図の
ハに示すpo接合露出端やニに示すpn接合の角部
における電界集中を緩和させている。 In order for the wiring 6a, 6b to function as a field plate, the wiring 6a, 6b on the n B layer is
By reducing the thickness of the second insulating film 5 underneath, the depletion layer formed in the n B layer and the p B layer in the voltage blocking state can easily extend laterally along the main surface. The electric field concentration at the exposed edge of the P -O junction shown in (c) and the corner of the p-n junction shown in (d) is alleviated.
しかるにチヤンネルカツト用n+層はリーク電
流を低減する点では効果が大であるが、イ,ロで
示す主表面への露出端部付台において、第2の絶
縁膜の厚さが薄くなり、電界集中によるなだれ降
伏をもたらすため高耐圧化を困難にすることがわ
かつた。 However, although the n + layer for channel cutting is highly effective in reducing leakage current, the thickness of the second insulating film becomes thinner at the end mounting base exposed to the main surface shown in A and B. It was found that increasing the withstand voltage becomes difficult because it causes avalanche breakdown due to electric field concentration.
本発明の目的はかかる従来技術の欠点を克服し
高耐圧を実現できる誘電体分離半導体集積装置を
提供するにある。 An object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art and provide a dielectrically isolated semiconductor integrated device that can achieve high breakdown voltage.
上記目的を達成する本発明の特徴とするとここ
ろは、多結晶半導体支持領域に第1の絶縁膜を介
して複数個の単結晶島領域が上記支持領域の一主
表面に露出するように埋設され、各単結晶島領域
は、上記単結晶島領域の主表面に露出する第1導
電型の第1層と、上記第1層に隣接して上記単結
晶島領域の主表面に露出する第1導電型の高不純
物濃度の第2層と、上記第1層との間に形成され
るpn接合が上記単結晶島領域の主表面に終端す
るように上記第1層内に形成される第2導電型の
第3層とを有し、上記単結晶島領域の主表面にお
いて上記第3層内にオーミツクコンタクトし、上
記単結晶島領域の主表面上の第2の絶縁膜を介し
て上記第3層上を越えて上記第1層上に延在し、
かつ一部が上記第1層上を越えて上記第2層上に
延在するように形成される配線を具備する半導体
集積装置において、上記第2の絶縁膜は、上記第
2層上における部分の厚さが上記第3層上におけ
る部分の厚さより厚く、その段差部が上記第1層
上に存在することにある。 A feature of the present invention that achieves the above object is that a plurality of single crystal island regions are embedded in a polycrystalline semiconductor support region with a first insulating film in between so as to be exposed on one main surface of the support region. , each single crystal island region includes a first layer of a first conductivity type exposed on the main surface of the single crystal island region, and a first layer adjacent to the first layer and exposed on the main surface of the single crystal island region. A second layer formed within the first layer such that a p-n junction formed between a conductive type high impurity concentration second layer and the first layer terminates at the main surface of the single crystal island region. a third layer of a conductivity type, and is in ohmic contact with the third layer on the main surface of the single crystal island region, and has a second insulating film on the main surface of the single crystal island region. extending over the first layer over the third layer;
In the semiconductor integrated device, the second insulating film includes a portion of the wiring that extends over the second layer beyond the first layer. is thicker than the thickness of the portion on the third layer, and the stepped portion is present on the first layer.
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明半導
体集積装置を説明する。 The semiconductor integrated device of the present invention will be explained below based on the embodiments shown in the drawings.
第2図は本発明の一実施例を示すもので、第1
図と同一符号は同一物あるいは相当物を示してい
る。 FIG. 2 shows one embodiment of the present invention.
The same reference numerals as in the figures indicate the same or equivalent parts.
第1図との異なる点は、第2の絶縁膜5は、第
2層であるチヤンネルカツト用n+層上における
部分5bの厚さがフイールドプレートとして働
く、第2層であるpE層及び第4層であるpB層上に
おける部分5aの厚さより厚く、その段差部が第
1層であるnB層に存在することにある。 The difference from FIG. 1 is that the second insulating film 5 includes a p It is thicker than the thickness of the portion 5a on the pB layer, which is the fourth layer, and the stepped portion exists on the nB layer, which is the first layer.
また、第2図において、チヤンネルカツト用
n+層は島側壁の第1の絶縁膜4aに沿つて設け
られ、さらに、チヤンネルカツト用n+層は第1
の絶縁膜に近づくにつれて、島側壁に向かつてそ
の不純物濃度が高くなるように設けられる。 In addition, in Figure 2, for channel cut
The n + layer is provided along the first insulating film 4a on the side wall of the island, and the n + layer for channel cut is provided on the first insulating film 4a.
The impurity concentration increases as the impurity concentration approaches the insulating film and toward the island sidewall.
pE層及びpB層の深さは5μm、nB層の比抵抗は20
Ω・cmである。nE層の深さは3μmであるがチヤン
ネルカツト用n+層の深さは9μmに及ぶ。フイー
ルドプレートとしての機能を果している配線部分
の下のSiO2層5aの厚さは1.2μm、チヤンネルカ
ツト用n+層上のSiO2膜5bの厚さは3.0μmであ
る。 The depth of p E layer and p B layer is 5 μm, and the specific resistance of n B layer is 20
It is Ω・cm. The depth of the nE layer is 3 μm, but the depth of the channel cut n + layer is 9 μm. The thickness of the SiO 2 layer 5a under the wiring portion functioning as a field plate is 1.2 μm, and the thickness of the SiO 2 film 5b on the channel cut n + layer is 3.0 μm.
本実施例においては、フイールドプレートとし
て機能を果たす配線部分の下のpE層、pB層上にお
ける第2の絶縁膜5aの厚さが、チヤンネルカツ
ト用n+層上における絶縁膜5bの厚さより相対
的に薄いのでpEとnB層とで形成される第1のpn接
合、及びpB層とnB層とで形成される第2のpn接合
の主表面への終端部付近における電界集中を緩和
できる。また、チヤンネルカツト用n+層上にお
ける絶縁膜5bの厚さを厚くできるので、チヤン
ネルカツト用n+層の主表面への露出端部付近に
おける電界集中を緩和できる。さらに、本実施例
においては、段差部がnB層上に存在しているの
で、該部分にも小さく電界集中が生じ、第1の
pn接合、第2のpn接合の終端部付近、及びチヤ
ンネルカツト用n+層の主表面への露出端部付近
における電界集中が段差部の下のnB層上付近に分
散されるので、統合的に高耐圧な半導体集積装置
を得ることが可能となる。 In this embodiment, the thickness of the second insulating film 5a on the pE layer and pB layer under the wiring portion functioning as a field plate is the same as the thickness of the insulating film 5b on the n + layer for channel cut. Since it is relatively thinner than the first pn junction formed by the pE and nB layers, and the second pn junction formed by the pB and nB layers near the terminal end to the main surface. Electric field concentration can be alleviated. Further, since the thickness of the insulating film 5b on the channel cut n + layer can be increased, electric field concentration near the exposed end portion of the channel cut n + layer to the main surface can be alleviated. Furthermore, in this example, since the stepped portion exists on the nB layer, a small electric field concentration also occurs in this portion, and the first
The electric field concentration near the end of the p-n junction, the second p - n junction, and the exposed end of the main surface of the channel-cut n Therefore, it becomes possible to obtain a semiconductor integrated device with a high breakdown voltage.
さらにまた、本実施例に於いては、チヤンネル
カツト用n+層上の第2の絶縁膜Sbと、フイール
ドブレートとしての機能を果す配線部分の下の第
2の絶縁膜5aの厚さの差を低減できる。すなわ
ちチヤンネルカツト用n+層5bの主表面に於る
濃度勾配は島領域側壁の傾きをθとすると第1図
に示した従来構造に比べsinθ倍(<1)だけ緩和
されるので、電界集中も対応して緩和される。従
つて、チヤンネルカツト用n+層を横切つて延在
する配線6a,6bとこのn+層の間に介在され
ている第2の絶縁膜の厚さ5bを従来構造と同じ
にした場合はより高い耐圧を得ることができ、又
従来構造と同じ耐圧を実現する場合はこの第2の
絶縁膜5bをより薄くできるため、フイールドプ
レートとしての配線部分の下の第2の絶縁膜5a
との段差が低減でき配線の段切れを防止できる。 Furthermore, in this embodiment, the difference in thickness between the second insulating film Sb on the n + layer for channel cut and the second insulating film 5a under the wiring portion functioning as a field plate is can be reduced. In other words, the concentration gradient on the main surface of the channel-cut n + layer 5b is relaxed by a factor of sin θ (<1) compared to the conventional structure shown in FIG. will be correspondingly relaxed. Therefore, if the thickness 5b of the second insulating film interposed between the wirings 6a and 6b extending across the n + layer for channel cut and this n + layer is the same as that of the conventional structure, Since a higher breakdown voltage can be obtained, and if the same breakdown voltage as the conventional structure is to be achieved, this second insulating film 5b can be made thinner.
It is possible to reduce the level difference between the two lines and prevent the wiring from breaking.
第3図は第2図に示す一実施例の製造プロセス
を示す。 FIG. 3 shows a manufacturing process for the embodiment shown in FIG.
まず、第3図aの如くn形の所望の抵抗率を有
する単結晶シリコン基板31を用意する。このシ
リコン基板31の厚さはハンドリングに耐える厚
さ、例えば50mmφ基板の場合は、300μm程度が
良い。また、面方位は<100>であることが好ま
しい。次いでシリコン基板31を1100℃程度の温
度で熱酸化法により約1μmのシリコン酸化膜3
2を形成し、その後、公知のホトエツチング技術
と異方位エツチング技術を用いて所定深さ(例え
ば60μm)の分離溝33を形成する。そして、こ
の分離溝33にアンチモンを拡散し、チヤンネル
カツト用n+領域34を形成する。チヤンネルス
トツパとしてのn+領域の不純物濃度は主にリシ
コン基板31の抵抗率および高電圧回路の配線に
加わる電圧の大きさによつて決まる。一般には配
線の電位による電界効果で反転しない値例えば、
約1018atoms/cm2程度であることが好ましい。 First, as shown in FIG. 3a, an n-type single crystal silicon substrate 31 having a desired resistivity is prepared. The thickness of this silicon substrate 31 is preferably a thickness that can withstand handling, for example, in the case of a 50 mmφ substrate, about 300 μm. Further, it is preferable that the plane orientation is <100>. Next, a silicon oxide film 3 of about 1 μm is formed on the silicon substrate 31 by thermal oxidation at a temperature of about 1100°C.
After that, a separation groove 33 of a predetermined depth (for example, 60 μm) is formed using known photoetching technology and anisotropic etching technology. Then, antimony is diffused into this separation groove 33 to form an n + region 34 for channel cut. The impurity concentration of the n + region as a channel stopper is mainly determined by the resistivity of the silicon substrate 31 and the magnitude of the voltage applied to the wiring of the high voltage circuit. In general, values that are not reversed due to the electric field effect due to the potential of the wiring, for example,
It is preferably about 10 18 atoms/cm 2 .
次に、分離溝33およびチヤンネルカツト用
n+領域34を含む面上に第3図bの如く1100℃
程度の熱酸化法により約1.7μmの絶縁用シリコン
酸化膜32を形成する。次に、第3図cに示すよ
うに分離溝33の深さ60μmよりも厚く、ハンド
リングに耐える多結晶シリコン層35を形成す
る。この多結晶シリコン層35は例えば三塩化シ
ラン(SiHCl3)原料を含む水素(H2)ガスの
1100〜1200℃における気相化学反応によつて形成
できる。次に、第3図cに破線で示した位置、す
なわち、分離溝33の底部に達するまでシリコン
基板31を研磨、もしくはエツチングで除去すれ
ば第3図dに示したような互いにシリコン酸化膜
32によつて絶縁分離された複数の単結晶島(島
領域)36を一方の主表面に有する半導体集積装
置用誘電体絶縁分離基板37が得られる。この
時、誘電体分離基板37の上側主表面に露出する
多結晶シリコン(支持領域)35とシリコン酸化
膜(絶縁膜)32とから成る分離領域はV字形の
分離溝33の底部に相当するためその間隔は非常
に狭くでき、従つて、集積度が大きく向上する。
このようにしてできた誘電体分離基板37の単結
晶島36に第3図eに示す如く公知の方法でサイ
リスタ、トランジスタ、ダイオードおよび抵抗等
の各機能素子36を形成し、アルミニウム配線3
9を施すことによつて第2図に示す半導体集積装
置を得ることができる。 Next, for the separation groove 33 and the channel cut
1100℃ on the surface including the n + region 34 as shown in Figure 3b.
An insulating silicon oxide film 32 having a thickness of about 1.7 μm is formed by a thermal oxidation method of about 1.5 μm. Next, as shown in FIG. 3c, a polycrystalline silicon layer 35 is formed which is thicker than the depth of 60 μm of the separation groove 33 and is durable for handling. This polycrystalline silicon layer 35 is made of, for example, hydrogen (H 2 ) gas containing trichlorosilane (SiHCl 3 ) raw material.
It can be formed by gas phase chemical reaction at 1100-1200°C. Next, if the silicon substrate 31 is removed by polishing or etching until it reaches the position shown by the broken line in FIG. A dielectric insulation isolation substrate 37 for a semiconductor integrated device having a plurality of isolated single crystal islands (island regions) 36 on one main surface is obtained. At this time, the isolation region consisting of the polycrystalline silicon (supporting region) 35 and silicon oxide film (insulating film) 32 exposed on the upper main surface of the dielectric isolation substrate 37 corresponds to the bottom of the V-shaped isolation groove 33. The spacing can be very narrow, thus greatly increasing the degree of integration.
As shown in FIG. 3e, functional elements 36 such as thyristors, transistors, diodes, and resistors are formed on the monocrystalline islands 36 of the dielectric isolation substrate 37 thus formed, and aluminum wiring 3
By carrying out step 9, the semiconductor integrated device shown in FIG. 2 can be obtained.
上記の如く、チヤンネルカツト用半導体層34
は誘電体絶縁分離基板を作る時に形成でき、第2
の絶縁膜に開孔を設けて形成する必要はないの
で、チヤンネルカツト用半導体層34上の第2の
絶縁膜は平坦であり、従つてこの半導体層の露出
部で配線の段切れは生じない。 As described above, the channel cut semiconductor layer 34
can be formed when making the dielectric isolation isolation substrate, and the second
Since it is not necessary to form an opening in the insulating film, the second insulating film on the channel cut semiconductor layer 34 is flat, and therefore, no break in the wiring occurs in the exposed part of this semiconductor layer. .
また、チヤンネルカツト用半導体層は絶縁分離
膜を形成する前に形成できる。従つて従来構造に
比べ絶縁分離の形成工程からnE層形成工程(従来
構造のチヤンネルカツト用n+層はプロセス簡略
化のためのnE層形成工程で同時に形成される。)
に至る一連のプロセスに於る熱処理分だけチヤン
ネルガツト用半導体層を形成する不純物がより拡
散されるので、より緩やかな濃度勾配を自動的に
得ることができる。すなわち同一プロセスより緩
やかな濃度勾配を得ることができ電界集中をより
緩和できるので、チヤンネルカツト用半導体層上
の絶縁膜とフイールドブレートの機能を果す配線
部分の下の絶縁膜との差厚をより低減できる。 Further, the semiconductor layer for channel cutting can be formed before forming the insulating separation film. Therefore, compared to the conventional structure, the steps from the insulation isolation formation process to the nE layer formation process (in the conventional structure, the n + layer for channel cut is formed at the same time as the nE layer formation process to simplify the process).
Since the impurities forming the channel gut semiconductor layer are further diffused by the amount of heat treatment in the series of processes leading up to this step, a gentler concentration gradient can be automatically obtained. In other words, a gentler concentration gradient can be obtained than in the same process, and electric field concentration can be further alleviated, so the difference in thickness between the insulating film on the semiconductor layer for channel cutting and the insulating film under the wiring part that functions as a field blade can be further reduced. Can be reduced.
第2図に示す実施例ではラテラル・サイリスタ
の順逆両方向の耐圧が410〜450Vであつた。なだ
れ降伏現像が観察され降伏電圧以下の印加電圧に
於るリーク電流は10-5A以下と小さい。多結晶電
位を変化させてもリーク電流の増減が観察されず
チヤンネルカツト用n+層が十分機能しているの
が明らかである。又アノード・カソード間に電圧
印加後、時間が経由するに伴い耐圧が増大してゆ
く、いわゆる、ウオークアウト現象が観察されな
い。従つて耐圧はチヤンネルカツト用n+層表面
やp層の表面で支配されておらずSiパルス内の接
合コーナ部のなだれ降伏で定まつていると推定さ
れる。 In the embodiment shown in FIG. 2, the breakdown voltage of the lateral thyristor in both forward and reverse directions was 410 to 450V. Avalanche breakdown development was observed, and the leakage current at applied voltages below the breakdown voltage was as small as 10 -5 A or less. Even when the polycrystalline potential is changed, no increase or decrease in leakage current is observed, and it is clear that the n + layer for channel cutting is functioning sufficiently. Moreover, the so-called walk-out phenomenon, in which the withstand voltage increases with time after voltage is applied between the anode and cathode, is not observed. Therefore, it is presumed that the breakdown voltage is not controlled by the surface of the n + layer for channel cutting or the surface of the p layer, but is determined by avalanche breakdown at the junction corner within the Si pulse.
ちなみに本実施例に於るチヤンネルカツト用
n+層上の絶縁膜5bを25μm以下にすると耐圧は
300V以下と低く、著るしいウオークアウト現象
が観察される。一方3.5μm以上にしても耐圧は同
等である。なおフイールドプレートとしての機能
を果している配線下の絶縁膜5aを1.5μm以上に
すると耐圧が280V以下に低減する。このような
事実より、前述の本実施例ではフイールドプレー
トとしての配線とチヤンネルカツト用n+層が適
正かつ十分に機能していることが明らかである。
又Al配線6a,6bの厚さが2.5μmの場合に断線
は生じない。 By the way, for channel cut in this example
When the insulating film 5b on the n + layer is made 25 μm or less, the withstand voltage is
At low voltages below 300V, a significant walkout phenomenon is observed. On the other hand, even if the thickness is 3.5 μm or more, the withstand voltage is the same. Note that if the thickness of the insulating film 5a under the wiring, which functions as a field plate, is 1.5 μm or more, the withstand voltage will be reduced to 280V or less. From these facts, it is clear that the wiring as a field plate and the n + layer for channel cut function properly and sufficiently in this example described above.
Further, when the thickness of the Al wirings 6a and 6b is 2.5 μm, no disconnection occurs.
一方、第1図の従来構造の素子では第2図と同
一の酸化膜厚さと接合深さ、基板濃度にした場合
ラテラル・サイリスタの順・逆両方向の耐圧が
290〜320Vでありウオークアウト明象が観察され
る。チヤンネルカツト用n+層上の絶縁膜5bを
増大すると耐圧は増加する傾向がみられるが、約
4.0μm程度にしても400V以上の耐圧は得られな
つた。又、この場合、Al配線の厚さを3.2μmにし
ても随所に断線が見出され3.5〜4.0μm程度のAl
配線厚さが必要である。 On the other hand, in the device with the conventional structure shown in Figure 1, when the oxide film thickness, junction depth, and substrate concentration are the same as in Figure 2, the breakdown voltage of the lateral thyristor in both forward and reverse directions is
It is 290 to 320V and a clear walkout phenomenon is observed. There is a tendency for the withstand voltage to increase as the insulating film 5b on the channel cut n + layer is increased, but approximately
Even with a thickness of about 4.0 μm, a breakdown voltage of 400 V or more could not be obtained. In addition, in this case, even if the thickness of the Al wiring was set to 3.2 μm, disconnections were found here and there;
Wiring thickness is required.
以上典型的な一実施例に基づいて説明したが、
本発明はこの実施例に限定されるものではなく各
種の変形・応用が可能である。例えば絶縁膜は
SiO2膜以外の各種絶縁膜を適用できるだけでな
く、2種類以上の絶縁膜の組合せも適用できる。
例えば第4図は酸化珪素に比べて窒化珪素や窒化
タンタル等の誘電率の大きい薄膜41をチヤンネ
カツト用n+層上に設け、その上に酸化珪素膜4
2を設けて絶縁膜を形成した例である。これによ
り同一耐圧を確保する上で必要なチヤンネルカツ
ト用n+層上の絶縁膜の総合厚さをより低減でき
この結果より薄いAl配線でも段切れが防止でき
る。この場合、酸化珪素膜41上には誘電率の大
きい薄膜42があつても良い。 The above explanation was based on a typical example, but
The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and applications are possible. For example, the insulating film
Not only can various insulating films other than the SiO 2 film be applied, but also a combination of two or more types of insulating films can be applied.
For example, in FIG. 4, a thin film 41 having a higher dielectric constant such as silicon nitride or tantalum nitride than silicon oxide is provided on the channel cut n + layer, and a silicon oxide film 4
This is an example in which an insulating film is formed by providing 2. This makes it possible to further reduce the total thickness of the insulating film on the n + layer for channel cutting, which is necessary to ensure the same breakdown voltage, and as a result, even with thinner Al wiring, breakage can be prevented. In this case, a thin film 42 having a high dielectric constant may be provided on the silicon oxide film 41.
尚、第4図において、第1図、第2図と同一符
号は同一物あるいは相当物を示している。 In FIG. 4, the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 indicate the same or equivalent parts.
以上の説明では各島領域3a〜3cがn型導電
性、チヤンネルカツト用層が同一導電型で高不純
物濃度のn+層をもつて説明したが、各島領域が
p型、チヤンネルカツト用層がp+型であつても
同様の効果が得られる。 In the above explanation, each island region 3a to 3c has n-type conductivity, and the channel cut layer has the same conductivity type and is an n + layer with high impurity concentration. A similar effect can be obtained even if is p + type.
勿論、相補型の誘電体絶縁分離基板にも本発明
は適用可能である。 Of course, the present invention is also applicable to complementary dielectric insulation isolation substrates.
以上のごとく本発明によれば、第2層上におけ
る第2の絶縁膜の部分の厚さが第3層上における
第2の絶縁膜の部分の厚さより厚いので、電界集
中が低くなり、かつその段差部が第1層上に存在
するので、電界集中が分散され、電界集中が緩和
され、従つて高耐圧の半導体集積装置を得ること
ができる。 As described above, according to the present invention, since the thickness of the second insulating film on the second layer is thicker than the thickness of the second insulating film on the third layer, electric field concentration is lowered, and Since the step portion exists on the first layer, the electric field concentration is dispersed and the electric field concentration is alleviated, so that a semiconductor integrated device with high breakdown voltage can be obtained.
第1図は従来の半導体集積装置を示す部分的縦
断面図、第2図は本発明の一実施例を示す部分的
縦断面図、第3図a〜eは第2図に示す半導体集
積装置の一製造工程を示す各工程毎の部分的縦断
面図、第4図は本発明の他の一実施例を示す部分
的縦断面図である。
1……誘電体絶縁分離基板、2……多結晶シリ
コン支持領域、3a〜3c……単結晶シリコン島
領域、4a〜4c……絶縁分離膜、5……絶縁
膜、6a,6c……配線。
FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view showing a conventional semiconductor integrated device, FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 a to e are the semiconductor integrated device shown in FIG. FIG. 4 is a partial vertical cross-sectional view showing another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Dielectric insulating isolation substrate, 2... Polycrystalline silicon support region, 3a-3c... Single-crystal silicon island region, 4a-4c... Insulating isolation film, 5... Insulating film, 6a, 6c... Wiring .
Claims (1)
て複数個の単結晶領域が上記支持領域の一主表面
に露出するように埋設され、 上記単結晶島領域の少なくとも一つが、上記単
結晶島領域の主表面に露出する第1導電型の第1
層と、上記第1層と上記第1の絶縁膜と間に上記
第1の絶縁膜に沿つて形成され、端部が上記単結
晶島領域の主表面に露出する第1導電型で上記第
1層より高不純物濃度の第2層と、上記単結晶島
領域の主表面から上記第1層内に延びかつ第2層
から離れて形成された第2導電型の第3層とを有
し、 上記単結晶島領域の主表面及びそれに隣接する
上記支持領域上に第2の絶縁膜が形成され、 上記第2の絶縁膜を貫通して上記第3層にオー
ミツクコンタクトし、上記第2の絶縁膜上におい
て上記第3層と上記第1層との全境界を越えて上
記第1層上に延在し、かつ一部が上記第1層を越
えて上記第2層上に延在するように配線が形成さ
れたものにおいて、 上記第2の絶縁膜は、上記第2層上に位置する
部分の厚さが上記第3層上に位置する部分のそれ
より厚く、その段差部が上記第1層上に位置して
いることを特徴とする半導体集積装置。 2 特許請求の範囲第1項において、上記第2層
は上記第1の絶縁膜に近づくにつれて不純物濃度
が高くなることを特徴とする半導体集積装置。 3 特許請求の範囲第1項において、上記第2の
絶縁膜は、上記第2層及びその近傍上に存在する
第1の部分と、第1の部分および上記第3層上に
形成され第1の部分より誘電率の低い第2の部分
とからなることを特徴とする半導体集積装置。[Scope of Claims] 1. A plurality of single crystal regions are buried in a polycrystalline semiconductor support region via a first insulating film so as to be exposed on one main surface of the support region, and at least one of the single crystal island regions One is a first conductivity type exposed on the main surface of the single crystal island region.
a first conductivity type layer formed along the first insulating film between the first layer and the first insulating film, and having an end portion exposed to the main surface of the single crystal island region; a second layer having a higher impurity concentration than the first layer; and a third layer of a second conductivity type extending from the main surface of the single crystal island region into the first layer and formed away from the second layer. , a second insulating film is formed on the main surface of the single-crystal island region and the supporting region adjacent thereto, penetrates the second insulating film and makes ohmic contact with the third layer; extending over the entire boundary between the third layer and the first layer on the insulating film, and partially extending over the second layer beyond the first layer. The second insulating film has a portion located on the second layer that is thicker than a portion located on the third layer, and the step portion thereof is thicker than that of the portion located on the third layer. A semiconductor integrated device, characterized in that it is located on the first layer. 2. The semiconductor integrated device according to claim 1, wherein the impurity concentration of the second layer increases as it approaches the first insulating film. 3. In claim 1, the second insulating film includes a first portion existing on the second layer and its vicinity, and a first portion formed on the first portion and the third layer. and a second portion having a lower dielectric constant than the second portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8396779A JPS568842A (en) | 1979-07-04 | 1979-07-04 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8396779A JPS568842A (en) | 1979-07-04 | 1979-07-04 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS568842A JPS568842A (en) | 1981-01-29 |
| JPS6352464B2 true JPS6352464B2 (en) | 1988-10-19 |
Family
ID=13817310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8396779A Granted JPS568842A (en) | 1979-07-04 | 1979-07-04 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPS568842A (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6062156A (en) * | 1983-09-16 | 1985-04-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | High withstand voltage semiconductor device |
| JPS61115346A (en) * | 1984-11-12 | 1986-06-02 | Nec Corp | Integrated capacitor structure |
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| JPH0717710B2 (en) * | 1989-05-19 | 1995-03-01 | 出光石油化学株式会社 | Method for producing ethylene-based polymer composition |
| US5903016A (en) * | 1995-06-30 | 1999-05-11 | Siemens Components, Inc. | Monolithic linear optocoupler |
| US5583072A (en) * | 1995-06-30 | 1996-12-10 | Siemens Components, Inc. | Method of manufacturing a monolithic linear optocoupler |
-
1979
- 1979-07-04 JP JP8396779A patent/JPS568842A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS568842A (en) | 1981-01-29 |
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