JPS644664B2

JPS644664B2 -

Info

Publication number: JPS644664B2
Application number: JP56134925A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Nagayama; Akira Tomono; Kazuo Hagimura; Norio Totsuka
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; NTT Inc
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1989-01-26
Also published as: JPS5835925A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、第１の導電型を有する半導体基板内
に、その主面側から、第１の導電型とは逆の第２
の導電型を有する半導体領域が形成され、一方、
上記半導体基板の主面上に、上記半導体領域を外
部に臨ませる窓を有する絶縁性層状体が形成さ
れ、そして、その絶縁性層状体上に、上記窓を通
じて上記半導体領域にオーミツクに連結している
導電性層が形成されている半導体装置の改良に関
する。

このような半導体装置として、従来、第１図に
示す構成を有するものが提案されている。

すなわち、例えば、Ｎ型の半導体基板１を有
し、その内に、その主面２側から、Ｐ型の半導体
領域３が形成されている。

一方、半導体基板１の主面２上に、半導体領域
３を外部に臨ませる窓４を有する絶縁性層状体５
が形成されている。

この場合、絶縁性層状体５が、酸化物層６でな
る。この酸化物層６は、熱酸化処理によつて形成
される半導体基板１の表面の熱酸化膜である。

また、絶縁性層状体５上に、窓４を通じて半導
体領域３にオーミツクに連結している導電性層７
が形成されている。

さらに、半導体基板１の主面２と対向する他の
主面８上に、オーミツクに連結している導電性層
９が形成されている。

以上が、従来提案されている半導体装置の構成
である。

このような構成を有する半導体装置は、半導体
基板１と半導体領域３との間に、PN接合１０を
形成している。

このPN接合１０を、半導体基板１と導電性層
７との間に、導電性層７側を負とする極性の電圧
を、導電性層９を介して印加することによつて、
逆バイアスしたとき、PN接合１０の耐圧は、半
導体領域３の深さが一定であれば、半導体基板１
のドナー密度が小さい程大である。

しかしながら、一般に、半導体基板１の主面２
は、Na⁺などのイオンによつて汚染され、正の電
荷１２を帯電している。このため、半導体基板１
の主面２側の電子密度が、内部に比し大になつて
いる。従つて、半導体基板１の主面２における正
の電荷１２は、半導体基板１の主面２側に、正の
電荷１２に応じた分、さらに、ドナーを導入して
いることと等価である。よつて、半導体基板１
が、ドナー密度の小なるものであつても、その主
面２側では、ドナー密度が大であるのと等価であ
る。

従つて、第１図に示す半導体装置の場合、PN
接合１０の耐圧を高くすることに一定の限界を有
していた。

一方、第１図に示す半導体装置において、半導
体基板１と導電性層７との間に電圧を印加したと
きの絶縁性層状体５の絶縁耐圧は、その厚さが比
較的薄くても、PN接合１０の耐圧に比し高い。

その理由は、絶縁性層状体５が、半導体基板１
の表面の熱酸化膜でなる酸化物層６であるので、
その厚さが比較的薄くても、ピンホールやボイド
を実質的に有しないか、有するとしても無視し得
る程度にしか有さず、このため、絶縁破壊が生じ
難いからである。

従つて、第１図に示す半導体装置の場合、PN
接合１０の耐圧を高くすることに一定の限度を有
する理由で、半導体基板１と導電性層７との間に
印加される電圧に対する耐圧を高くすることに一
定の限度を有していた。

また、従来、第２図に示すような構成を有する
半導体装置も提案されている。

第２図に示す半導体装置は、第１図で上述した
半導体装置において、次に点が異なることを除い
て、第１図で上述した半導体装置と同様の構成を
有する。

すなわち、絶縁性層状体５が、半導体基板１側
の半絶縁性層２１と、その半絶縁性層２１上の絶
縁性層２２とでなる。

この場合、半絶縁性層２１は、酸素を含む例え
ば半絶縁性ポリシリコン層でなるか、または半絶
縁性アモルフアスシリコン層とその上に形成され
た窒素を含む、例えば半絶縁性ポリシリコン層ま
たは半絶縁性アモルフアスシリコン層とでなる。
また、絶縁層２２は、いわゆるCVD法によつて
形成された、例えばシリコン酸化物層でなる。

以上が、従来、提案されている他の半導体装置
の構成である。

このような構成を有する半導体装置は、絶縁性
層状体５が半絶縁性層２１を有し、それが半導体
基板１の主面２に接している。また、半絶縁性層
２１は、高抵抗ではあるが絶縁物ではない。この
ため、半導体基板１の主面２は、第１図の場合で
上述した正の電荷１２を帯電していない。従つ
て、半導体基板１のドナー密度は、主面２側と内
部とで実質的に等しい。

従つて、第２図に示す半導体装置の場合、PN
接合１０の耐圧を、第１図の場合に比し高くする
ことができる。

しかしながら、第２図に示す半導体装置の場
合、半導体基板１と導電性層７との間に電圧を印
加したときの絶縁性層状体５を構成している絶縁
性層２２の絶縁耐圧は、その厚さが比較的厚くて
も低い。

その理由は、絶縁層２２が、第１図の絶縁性層
状体５を構成している絶縁層６のような半導体基
板１の表面の熱酸化膜ではなく、CVD法などに
よつて形成されるので、その厚さが比較的厚くて
も、多くのピンホールやボイドを有し、このた
め、絶縁破壊が生じ易いからである。

従つて、第２図に示す半導体装置の場合、絶縁
性層状体５を構成している絶縁性層２２の絶縁耐
圧が低い理由で、半導体基板１と導電性層７との
間に印加される電圧に対する耐圧を高くすること
に一定の限度を有していた。

また、これを回避するためには、絶縁性層２２
の厚さを十分厚くする必要があり、また、このた
め、絶縁性層２２を簡易に形成することができな
い、という欠点を有していた。

よつて、本発明は、第１図及び第２図で上述し
た半導体装置の利点を有し、しかしながら、欠点
を有しない、新規な半導体装置を提案せんとする
もので、以下、述べるところから明らかとなるで
あろう。

第３図は、本発明による半導体装置の実施例を
示す。

第３図に示す本発明による半導体装置は、第２
図で上述した半導体装置において、次の点が異な
ることを除いて、第２図で上述した半導体装置と
同様の構成を有する。

すなわち、半導体基板１と、絶縁性層状体５を
構成している半絶縁性層２１との間に、導電性層
７の絶縁性層状体５上の部下において、その部に
対応しているパターンを有し、且つ第１図の酸化
物層６と同様に、半導体基板１の主面２の熱酸化
膜でなる酸化物層３１が配されている。

この場合、酸化物層３１は、実際上、導電性層
７の絶縁性層状体５上の部と等しいかそれよりも
一周り大であるパターンを有する。

以上が、本発明による半導体装置の一例構成で
ある。

このような構成を有する半導体装置は、絶縁性
層状体５が、第２図の場合と同様に、半絶縁性層
２１を有し、そして、それが、半導体基板１の主
面２と、酸化物層３１が接している領域を除いて
接している。

このため、半導体基板１の主面２には、半絶縁
性層２１が接触している領域において、第２図の
場合と同様に、第１図の場合で上述した正の電荷
１２を帯電していない。

従つて、半導体基板１のドナー密度は、半導体
基板１の主面２に半絶縁性層２１が接している領
域において、主面２側と内部とで実質的に等し
い。

一方、第３図に示す本発明による半導体装置の
場合、半導体基板１と、導電性層７との間で、酸
化物層３１及び絶縁性層２２を誘電体層としてい
るコンデンサが構成されている。従つて、半導体
基板１と導電性層７との間に、PN接合１０が逆
バイアスされるような電圧が印加された場合、半
導体基板１の主面２側には、酸化物層３１下の領
域において、正の電荷３２が誘起される。これ
は、半導体基板１の主面２側のドナー密度が、酸
化物層３１下の領域において、正の電荷に応じた
分、減少せしめられたことと等価になる。

以上のことから、第３図に示す本発明による半
導体装置の場合、PN接合１０の耐圧を、第２図
の場合と同様に、第１図の場合に比し高くするこ
とができる。

また、第３図に示す本発明による半導体装置の
場合、酸化物層３１が、第１図で上述した酸化物
層６と同様に、半導体基板１の表面の熱酸化膜で
あるので、高い絶縁耐圧を有する。

従つて、絶縁性層状体５を構成している絶縁性
層２２が、第２図で上述したように、低い絶縁耐
圧を有していても、絶縁性層状体５が、半導体基
板１と導電性層７との間に印加される電圧に対し
て、第２図の場合に比し、高い絶縁耐圧を有す
る。

よつて、第３図に示す本発明による半導体装置
の場合、PN接合１０の耐圧と、絶縁性層状体５
の絶縁耐圧とが、ともに高いので、半導体基板１
と導電性層７との間に印加する電圧に対する耐圧
を、第１図及び第２図で上述した従来の半導体装
置の場合に比し、高くすることができる、という
特徴を有する。

ちなみに、半導体基板１と導電性層７との間に
印加する電圧に対する耐圧が、第２図に示す従来
の半導体装置の場合、300Vであつたとき、第３
図に示す本発明による半導体装置の場合、450V
以上であつた。また、6KVの静電気印加試験を
行つた結果、従来の半導体装置では、絶縁性層状
体に導電性層７下において、絶縁破壊が生じた
が、本発明による半導体装置ではそのような絶縁
破壊はなかつた。

また、第３図に示す本発明による半導体装置の
場合、第２図の場合と同様に、絶縁性層状体５を
構成している絶縁性層２２の厚さを厚くする必要
がない、などの特徴を有する。

なお、上述においては、本発明の一例を示した
に留まり、上述において、「Ｎ型」を「Ｐ型」、
「Ｐ型」を「Ｎ型」と読替えた構成とすることも
できる。

また、上述においては、１つのPN接合を有す
る半導体装置に本発明を適用した場合につき述べ
たが、多くのPN接合を有する半導体装置にも、
本発明を適用し得ること明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは、従来の半導体装置の一例を示す略
線的平面図である。第１図Ｂは、そのＢ−Ｂ線上
の断面図である。第２図Ａは、従来の半導体装置
の他の例を示す略線的平面図である。第２図Ｂ
は、そのＢ−Ｂ線上の断面図である。第３図Ａ
は、本発明による半導体装置の一例を示す略線的
平面図である。第３図Ｂは、そのＢ−Ｂ線上の断
面図である。第３図Ｃは、第３図のＡのＣ−Ｃ線
上の断面図である。１……半導体基板、２……主面、３……半導体
領域、４……窓、５……絶縁性層状体、７，９…
…導電性層、２１……半絶縁性層、２２……絶縁
性層、３１……酸化物層。

Claims

【特許請求の範囲】１第１の導電型を有する半導体基板内に、その
主面側から、第１の導電型とは逆の第２の導電型
を有する半導体領域が形成され、上記半導体基板の主面上に、上記半導体領域を
外部に臨ませる窓を有する絶縁性層状体が形成さ
れ、上記絶縁性層状体上に、上記窓を通じて、上記
半導体領域にオーミツクに連結している導電性層
が形成されている半導体層において、上記絶縁性層状体が、上記半導体基板側の半絶
縁性層と、該半絶縁性層上の絶縁性層とを有し、上記半導体基板と上記半絶縁性層との間に、上
記導電性層の上記絶縁性層状体上の部下におい
て、その部に対応しているパターンを有し且つ上
記半導体基板の主面の熱酸化膜でなる酸化物層
が、上記半導体基板と接して配され、上記絶縁性層状体の上記半絶縁性層が、上記半
導体基板に、上記酸化物層が配されていない領域
において接していることを特徴とする半導体装
置。