JPH02250378A - 半導体素子 - Google Patents

半導体素子

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JPH02250378A
JPH02250378A JP7064989A JP7064989A JPH02250378A JP H02250378 A JPH02250378 A JP H02250378A JP 7064989 A JP7064989 A JP 7064989A JP 7064989 A JP7064989 A JP 7064989A JP H02250378 A JPH02250378 A JP H02250378A
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JP
Japan
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gate
gate electrode
source region
electrode
region
Prior art date
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Pending
Application number
JP7064989A
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English (en)
Inventor
Koki Takeuchi
弘毅 竹内
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02250378A publication Critical patent/JPH02250378A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子、特にデュアルゲート型電界効果ト
ランジスタ(MOSFET)に関する。
〔従来の技術〕
テレビやVTR用のチューナ部分には、シリコンを基板
とするMOSFETが多用されている。
たとえば、株式会社オーム社発行[ナンゴナルテクニカ
ル レボ−) (National Tecnical
Report) J 1986年4月号、昭和61年4
月18日発行、P11〜P17には、テレビ、ビデオな
どの電子チューナに通した4極MO3FET(デュアル
ゲート型MO3FET)の開発例が記載されている。ま
た、この文献には、櫛形状のゲートが示されている。
【発明が解決しようとする課題〕
テレビチューナの低電圧化、コストダウンの要請の中、
エンハンスメント型のデュアルゲートMO3FETは、
チューナ実装時に低電圧動作が可能であることと、配線
構造が簡略であること等の理由によって多用されている
雑音指数NFを改善するためには、入力容量C1□を抑
え、相互コンダクタンスg、を大きくしなければならな
い、その手段としては、第1ゲート電極のゲート長La
+を細くする方法が考えられるが、バンチスルーなどに
よりある程度の限界がある。
デュアルゲート型MOSFETの雑音指数NFは、入力
容量Citsと、第1ゲートおよび第2ゲート側の相互
コンダクタンスg*t+  getに大きく依存してい
る。
一方、従来のデュアルゲー)MOSFETは、第3図に
示されるように、第1ゲート電極(at)lと第2ゲー
ト電極(G富)2は、ソース領域3とドレイン領域4と
の間で並行するように形成されているのが一般的である
。このため、第1ゲート電極G1のゲート幅WG+と、
第2ゲート電極G!のゲート幅W。は略等しくなる( 
W s + 夕W a、)。
そこで、本発明者は第1ゲート電極のゲート幅WGIと
第2ゲート電極のゲート幅WCZを極端に変えることに
よってNFを改善できることに気が付き本発明をなした
本発明の目的は、低雑音指数化が達成できるデュアルゲ
ート型MO3FETを提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明のデュアルゲート型シリコンMO3F
ETは、円形領域からなるソース領域の外側にドレイン
領域が設けられているとともに、前記ソース領域とドレ
イン領域の間には前記ソース領域の外側のゲート絶縁膜
上に前記ソース領域を囲むようにリング状に延在する第
1ゲート電極と、この第1ゲート電攪を囲むリング状の
第2ゲート電極が設けられた構造となっていて、第2ゲ
ート電極のゲート幅WG8は第1ゲート電極のゲート幅
WGIよりも長くなっている。
(作用) 上記した手段によれば、本発明のデュアルゲート型シリ
コンMO3FETは、第1ゲート電極のゲート幅W□が
短いことから入力容量C!ssが小さくなるとともに、
ゲート抵抗R,が小さくなる。
また、第2ゲート電極のゲート幅W、8が長くなること
から第2ゲート側の相互コンダクタンスgasが大きく
なる。したがって、本発明のデュアルゲート型シリ:2
7M03FETは、入力容量C!、。
の低減と、ゲート抵抗R6の低減および相互コンダクタ
ンスg1の向上によって雑音指数NFが小さくなり、高
周波特性の優れたものとなる。
〔実施例] 以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する
第1図は本発明の一実施例によるデュアルゲート型シリ
コンMO3FETの要部を示す平面図、第2図は同じく
断面図である。
この実施例の半導体素子は、第2図に示されるように一
部にデュアルゲート型シリコンMO3FETが形成され
ている。このデュアルゲート型MO3FETは、不純物
濃度が101′cm−’程度となるp−形シリコンから
なる基板5の主面中央に、n◆形からなりかつ円形状と
なるソース領域3と、このソース領域3を取り囲むよう
に配設されたドレイン領域4を有する構造となっている
。前記ソース領域3およびドレイン領域4はその不純物
濃度が10”cm−’程度となっている。また、前記ソ
ース領域3とドレイン領域4との間の基板5の主面には
、厚さ400〜600人程度の5LOz膜からなるゲー
ト絶縁膜6が設けられているとともに、他の領域は0.
7μm程度の厚さのSiO!膜からなる絶縁膜7で被わ
れている。また、前記ゲート絶縁膜6上には、ソース領
域3からドレイン領域4に向かって、それぞれモリブデ
ン(MO)からなる第1ゲート電極(第1ゲート)1お
よび第2ゲート電極(第2ゲート)2が設けられている
。また、前記ゲート絶縁膜6に対応する基板50表層部
分であって、前記第1ゲート電極1と第2ゲート電極2
から外れる領域には、n−影領域からなる高耐圧層8が
設けられている。また、前記ソース領域3からドレイン
領域4に至る基板5の主面表層部には、第2ゲート電極
2のピンチオフ電圧を0.7Vにするために、ボロン(
B+)がイオン注入されてp形層9が設けられている。
一方、前記基板5の主面側はパッシベーション膜15で
被われている。また、前記パッシベーション膜15およ
びその下のゲート絶縁膜6は部分的にコンタクト孔が設
けられている。前記ソース領域3およびドレイン領域4
に望むコンタクト孔部分には金糸電極材料によって、そ
れぞれソース電極16およびドレイン電極17が形成さ
れている。各を極パターンは、第1図に示されるように
なっている。すなわち、前記ソース電極16は円形とな
るとともに、このソース電極16の外側に半円弧状のド
レイン電極17が2個設けられている。この2個のドレ
イン電!1k17は、前記ソース電極16と同心円とな
る円に沿って延在している。
また、第1ゲート電極1および第2ゲート電極2は、前
記ソース′rl!!1i16とドレイン電極17との間
にリング状に設けられている。前記第1ゲート電極lは
ソース電極16を取り囲むリング部分18と、このリン
グ部分18に連なりかつドレイン電117の一方の端間
を通る引き出し部19と、この引き出し部19の外端に
設けられる図示しないワイヤポンディングパッドとから
なっている。
また、第2ゲート電極2は前記第1ゲート電極1の外側
に沿う一部が開いたリング部分20と、このリング部分
20に連なりかつドレイン電極17の他方の端間を通る
引き出し部21と、この引き出し部21の外端に設けら
れる図示しないワイヤポンディングパッドとからなって
いる。これらソース電極16.第1ゲート電極1.第2
ゲート電極2.ドレイン電極17はいずれも同心円とな
るパターンとなっている。
このような電極パターンにあっては、略角度αおよびβ
で示される角度領域で電流が流れる。したがって、この
ような電極パターンにすることにより、第1ゲート電極
1のゲート幅W、1を第2ゲート電極2のゲート幅WG
!に比較して極端に短くする( W e + > W 
a t )ことが可能となる。たとえば、ゲート幅we
tをゲート幅WG!の1/2にすることもできる。
デュアルゲート型シリコンMO3FETの雑音指数NF
は、入力容量Ci、と第2ゲート側の相互コンダクタン
スgetに、また、相互コンダクタンスg、は第1ゲー
ト側の相互コンダクタンスg1に大きく依存している。
第1ゲート側の相互コンダクタンスga+および第2ゲ
ート側の相互コンダクタンスgslならびにg+u” 
(Wl+I/LGI)””         −(1)
getoc(WG!/ Lr、t) ””      
   −(2)Cis*  = CHa  + CGC
+ cPAell+ 3 Cov十C11o4a   
                 −(3)ここで、
LGIおよびLGIは第1ゲート電極および第2ゲート
電極におけるゲート長、C□4は配線引き出し部からワ
イヤポンディングパッドに亘る部分の容量、CGCはゲ
ート1のチャネル容量、C0゜は半導体素子を封止する
パッケージの容量、COVはゲート・n−層のオーバラ
ップ容量、cd。
odeは保護ダイオード容量である。
この実施例のFETは、すなわちエンハンスメントタイ
プは、第2ゲート電極側の相互コンダクタンスg11.
に大きく依存しているため、ゲート幅を従来のWGI”
WagからWGl<WGxとすることによってWGIを
短くして入力容ICt□を小さくし、WGIを長くして
第2ゲート電極側の相互コンダクタンスgasを大きく
し、優れた高周波特性(低雑音指数)を得ることができ
る。たとえば、現状のWGl々WG!において、WGR
をそのままにしておき、W、1のみを半分の長さにした
場合、第1ゲート電極側の相互コンダクタンスg1は(
1/2)””倍減少するが、入力容量Cimsは今まで
の約半分になる。したがって、第2ゲート電極側の相互
コンダクタンスg、!は現状通りで入力容量C五imが
減少した分雑音指数NFは低減されることになる。
このような実施例によれば、つぎのような効果が得られ
る。
(1)本発明のデュアルゲート型MOS F ETは、
第1ゲート電極のゲート幅WG1が第2ゲート電橿のゲ
ート幅WG!に比較して短いことから、ゲート1のチャ
ネル容量CGCおよびゲート・n−層のオーバランプ容
I Co vが小さくなり、入力容I C(−1が小さ
くなるという効果が得られる。
(2)本発明のデュアルゲート型MO3FETは、第1
ゲート電極のゲート幅W、1が第2ゲート電極のゲート
幅W。に比較して短いことから、ゲート抵抗Raが小さ
くなるという効果が得られる。
(3)本発明のデュアルゲート型MO3FETは、第2
ゲート電極のゲート幅W。が長くなることから第2ゲー
ト側の相互コンダクタンスg、が大きくなり、相互コン
ダクタンスg、大きくなるという効果が得られる。
(4)上記(1)〜(3)により、本発明のデュアルゲ
ート型MO5FETは、入力容1ci、、およびゲート
抵抗R,の低減ならびに相互コンダクタンス8.、の向
上によって雑音指数NFが小さくなり、高周波特性の向
上が達成できるという相乗効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、前記実施例で
は、第1ゲート電極および第2ゲート電極をリング状と
したが、他のパターン、たとえば、矩形枠状パターンと
しても前記実施例同様な効果が得られる。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるエンハンスメント型
シリコンMOS F ETの製造技術に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではない。
本発明は少なくともデュアルゲート型FETの製造技術
には適用できる。
(発明の効果) 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
本発明のデュアルゲート型シリコンMO3FETは、円
形領域からなるソース領域の外側にドレイン領域が設け
られているとともに、前記ソース領域とドレイン領域の
間には前記ソース領域の外側のゲート絶縁膜上に前記ソ
ース領域を囲むようにリング状に延在する第1ゲート電
極と、この第1ゲート電極を囲むリング状の第2ゲート
電極が設けられた構造となっていることから、第1ゲー
ト電極のゲート幅WGIと第2ゲート電極のゲート幅W
。との相関をWe 1<W**とすることができるため
、WG+を現状維持とした場合、入力容量C11を変え
ることなく第2ゲート電極のゲート幅W■を長くするこ
とができる。この結果、本発明のFETはゲート幅W6
2の増大による相互コンダクタンスg1の向上によって
雑音指数NFが低減され高周波特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるデュアルゲート型シリ
コンMOS F ETの要部を示す平面図、第2図は同
じ(断面図、 第3図は従来のデュアルゲート型シリコンMO3FET
のゲートパターンを示す模式的平面図である。 l・・・第1ゲート電極(Gl)、2・・・第2ゲート
電極(Ox)、3・・・ソース領域、4・・・ドレイン
領域、5・・・基板、6・・・ゲート絶縁膜、7・・・
絶縁膜、8・・・高耐圧層、9・・・p形層、15・・
・パッシベーション膜、16・・・ソース電極、17・
・・ドレイン電極、1B・・・リング部分、19・・・
引き出し部、20・・・リング部分、21・・・引き出
し部。 第 第 3−ソース領域 4−ド“レイン々賃へ 5−11スjヒ 17− )”レイン嘩Δ石h

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1導電型基板と、この第1導電型基板の主面表層
    部に設けられた第2導電型からなるソース領域およびド
    レイン領域と、前記ソース領域とドレイン領域との間の
    基板主面に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁
    膜上に設けられた第1ゲート電極および第2ゲート電極
    とを有する半導体素子であって、前記第2ゲート電極の
    ゲート幅W_G_2は前記第1ゲート電極のゲート幅W
    _G_1よりも相対的に長くなっていることを特徴とす
    る半導体素子。 2、前記ドレイン領域はソース領域を取り囲むように配
    設されているとともに、前記第1ゲート電極はソース領
    域とドレイン領域間を枠状に延在しかつ第2ゲート電極
    は前記第1ゲート電極の外側に沿って延在するように配
    設されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体素子。 3、前記第1ゲート電極および第2ゲート電極は同心円
    となるリング状電極となっていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の半導体素子。
JP7064989A 1989-03-24 1989-03-24 半導体素子 Pending JPH02250378A (ja)

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