[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有用于耐压提升的结构的超级结结构的半导体装置。

背景技术

p型的柱状区和n型的柱状区相邻配置的超级结(SJ)结构的MOS晶体管(以下称之为“SJMOS”)具有高耐压且低导通电阻的特性(例如，参照专利文献1)。在SJ结构中，在逆偏时为了使漂移区完全耗尽，需要使p型的柱状区的杂质总量与n型的柱状区的杂质总量之比在1左右。因此，在半导体芯片内有规则地重复图案配置p型的柱状区和n型的柱状区。

专利文献1日本特开2000-277733号公报

为了实现半导体装置的耐压提升，在半导体装置的周边缓和电场集中是有效的。在逆偏时为了缓和电场集中，需要使在半导体区中产生的耗尽层朝半导体装置的外周平缓地延伸。然而，在SJ结构的情况下会较深地形成p型和n型的柱状区，因而在逆偏时会在半导体区的较深位置处产生耗尽层。因此，在半导体装置的外缘部，耗尽层的边界从较深位置到表面会急剧发生变化，存在难以实现电场集中的缓和的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种能够实现电场集中的缓和的超级结结构的半导体装置。

根据本发明的一个方面，提供一种半导体装置，其具有形成半导体元件的元件区和配置于元件区的周围的外周区，该半导体装置具有：(一)第1导电类型的半导体区，其形成于元件区和外周区；(二)第2导电类型的多个柱状区，它们在外周区的半导体区中形成为包围元件区的环状；(三)第2导电类型的多个场限制区，它们与至少一部分的柱状区的上部分别连接并配置于外周区的半导体区的上表面；(四)绝缘膜，其覆盖场限制区并配置于外周区的半导体区上；以及(五)连接场板电极，其通过形成于绝缘膜的开口部与从元件区与外周区之间的边界朝外周区的外缘相邻配置的一对场限制区中的边界侧的场限制区接触，并且经由绝缘膜到达一对场限制区中的外缘侧的场限制区。

根据本发明，可提供一种能够实现电场集中的缓和的超级结结构的半导体装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的半导体装置的结构的示意性剖面图。

图2是表示本发明的实施方式的半导体装置的外周区的柱状区的配置例的示意性平面图。

图3是表示本发明的实施方式的半导体装置的元件区的结构的示意性剖面图。

图4是表示本发明的实施方式的半导体装置的晶胞的结构例的示意性剖面图。

图5是表示柱状区的形成方法的例子的示意性剖面图，图5的(a)～图5的(e)分别为工序剖面图(之1)～工序剖面图(之5)。

图6是表示关于本发明的实施方式的半导体装置模拟了电位分布的结果的示意图。

图7是表示关于本发明的实施方式的半导体装置模拟离子化分布的结果的示意图。

图8是表示模拟具有连接场板电极的半导体装置的电位分布的结果的示意图。

图9是表示模拟不存在连接场板电极的半导体装置的电位分布的结果的示意图。

图10是表示模拟具有连接场板电极的半导体装置的离子化分布的结果的示意图。

图11是表示模拟不存在连接场板电极的半导体装置的离子化分布的结果的示意图。

图12是表示本发明的实施方式的变形例的半导体装置的结构的示意性剖面图。

符号说明

1…半导体装置

10…半导体区

20…柱状区

21…周边区

30…场限制区

40…绝缘膜

50…连接场板电极

60…外周场板电极

70…外缘电极

80…外缘场板电极

100…半导体元件

101…元件区

102…外周区

103…边界

104…外缘

110…基板

120…基区

130…源区

140…栅电极

150…栅极绝缘膜

160…源电极

170…漏电极

200…晶胞

具体实施方式

接着，参照附图，说明本发明的实施方式。在以下附图的描述中，对相同或相似的部分赋予相同或相似的符号。其中，附图为示意性的内容，应注意各层的厚度比率等与实际情况不同。因此，应参考以下说明的内容判断具体的厚度和尺寸。另外，附图彼此之间当然会包含各自的尺寸的关系和比率不同的部分。