JPH0417372A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0417372A
JPH0417372A JP2119844A JP11984490A JPH0417372A JP H0417372 A JPH0417372 A JP H0417372A JP 2119844 A JP2119844 A JP 2119844A JP 11984490 A JP11984490 A JP 11984490A JP H0417372 A JPH0417372 A JP H0417372A
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JP
Japan
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region
defect layer
type
semiconductor device
crystal defect
Prior art date
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Pending
Application number
JP2119844A
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English (en)
Inventor
Hideki Tsunoda
英樹 角田
Isao Yoshida
功 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

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〕 本発明は半導体装置に係り、特にパワーMO3FETの
構造に関する。さらに詳しくは、動作速度と破壊強度を
高めるためのライフタイムキラーの導入とその導入箇所
に関する。
〔従来の技術〕
従来、パワーMO3FETの高速化と破壊強度を高める
ための、イオン打込みによるライフタイムキラーの導入
については、特開昭62−298120号公報(87,
12,25公開)において論じられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、チップ上のMO8FETセル領域全面
にイオン打込みを行い、打込み後セル内に生成された結
晶欠陥層をライフタイムキラーとして働かせることによ
り、フライホイールダイオードの高速化及び破壊強度の
向上を図ったものである。
ここでセル領域とは、パワーMO5FETにおいて複数
のMOSFET (セル)を並列接続して配置した領域
のことをいう、パワーMO3FETの動作時には、複数
のMOSFET (セル)の近傍の半導体中に蓄積され
る蓄積電荷が存在し、これが速度低下と破壊強度の低下
の原因となっていることが考えられている。
このため、上記半導体中にライフタイムキラーを導入し
、高速化と破壊強度の向上をはかったものである。
しかし、上記従来技術は、MO8FETセル領域全面に
、イオン打込みするためMOSFETのしきい値電圧変
動、オン抵抗値の増大、リーク電流の増大、その他の静
特性への影響という特性劣化も同時に存在する。
本発明の目的は、上記の特性劣化をともなわずにライフ
タイムキラーを導入し、高速化及び破壊強度の向上を図
ったMOSFETを得ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、パワーMO3FETにおい
てMO8FETセル領域の外周部にライフタイムキラー
を導入する。すなわち、パワーMO3FETのフライホ
イールダイオードが逆回復時において破壊に至る際、チ
ップ上にて破壊現象が最も集中するMO8FETセル領
域の外周部にイオン打込みを行い、打込み後生成された
結晶欠陥層をライフタイムキラーとして働かせるように
したものである。さらにドーパントに関しては、■族元
素もしくはメタル元素もしくはHもしくはHe等をイオ
ン打込みすることにより、ドーパントによる特性劣化を
最小限にしたものである。
〔作用〕
MO8FETセル領域の外周部に行なうイオン打込みは
、該外周部において、キャリアのライフタイムを著しく
減少させる。
これによりパワーMO8FETの破壊強度が格段に向上
し、特にモーター駆動用に関しては、その効果を最大限
に発揮することができる。また、MO8FETセル領域
全面にイオン打込みしないことにより、しきい値電圧の
変動、オン抵抗値の増大、リーク電流の増大、その他の
静特性への影響という特性劣化を生ずることがない。ま
た、■族元素もしくはメタル元素もしくはHもしくはH
eをイオン打込みのドーパントに選ぶことにより、MO
SFETの特性劣化が少なくなる。
上記ドーパントは、半導体中で電気的に不活性な理由に
よりMOSFETの特性を劣化させることがない。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例のパワーMO5FETの
平面図及び断面図である0本実施例では、定格電圧60
v、定格電流30A、nチャネル形パワーMO8FET
を示す。
図において、201はn形高濃度半導体基板、202は
n形低濃度領域で比抵抗0.8Ω−■、深さ10μm、
203は深さ3μmのp形ベース領域、204は深さ1
μmのn形高濃度拡散領域。
205は膜厚50nmのゲート絶縁膜、206は多結晶
シリコンから成るゲート電極、207はリンガラス膜、
208はアルミニウムから成るソース電極、209はド
レイン電極、210はイオン打込みによって生成した結
晶欠陥層、211はアルミニウムから成る保護素子の電
極、212はMO8FETセル領域、213はMO8F
ETセル領域−保護素子間分離領域、214はMO5F
ETセル部p形領域、215はソースコンタクト、21
6はp形拡散領域である。本実施例によれば、半導体基
板上にマスクを設け、イオン打込みを行い、結晶欠陥層
210を生成する。打込み条件に関しては、炭素をドー
パントして、ドーズ量1.0X1012(2)−2,3
M e Vのエネルギーでイオン打込みすることにより
n最低濃度領域202中において、深さ方向的3μmの
位置に結晶欠陥層210を生成することができる。これ
により、n形低濃度領域202とp形ベース領域203
から成るフライホイールダイオードが逆回復状態である
とき、外周部を除くセル領域中において、n形低濃度2
02中の電荷は、左右上部に位置した2つのp形ベース
領域を介し、引抜きが行われる。これに対しセル領域外
周部では、p形拡散領域216近傍の電荷引抜きは、外
周部のp形ベース領域1ケ所に集中するため、最も破壊
し易くなる。よって外周部のみに結晶欠陥層210を生
成し、ライフタイムキラーを導入することにより、外周
部での引抜き電荷量を低減することができ、破壊強度を
向上させることができる。
第2図は本発明の第1の実施例のパワーMO3FETの
、全体平面図である。本図において101はゲート電極
ボンディングバット、102はソース電極ボンディング
パット、103はMO8FETセル領域、104は保護
素子領域、105はMO5FETセル−保護素子間分離
領域、210はイオン打込みによって生成した結晶欠陥
層である。
第3図は本発明の第2の実施例を示す、pチャネル形の
パワーMO8FETの断面図である。本実施例では、定
格電圧−60v、定格電流−1OA。
Pチャネル形パワーMO8FETを示す。本図において
301はp形高濃度半導体基板、302はp形低濃度領
域で深さ10μm、303は深さ3μmのn形拡散領域
、304は深さ1μmのp形高濃度拡散領域、305は
膜厚50nmのゲート絶縁膜、30゛6は多結晶シリコ
ンから成るゲート電極、307はリンガラス膜、308
はアルミニウムから成るソース電極、309はドレイン
電極。
310は結晶欠陥層である。本実施例によれば、結晶欠
陥層310は半導体基板上にマスクを設け。
イオン打込みにより生成する。打込み条件に関しては炭
素をドーパントとし、ドーズ量1.OXl 012an
−”  3 M e Vにてイオン打込みすることによ
り、p形低濃度領域302中において、深さ方向3μm
程の位置に結晶欠陥層310を生成することができる。
これによりnチャネル形パワーMO8FETの場合と同
様に、モーター駆動に応用した場合、破壊強度を向上さ
せることができる。
第4図は本発明の第3の実施例を示すパワーMO8FE
Tと低電圧論理トランジスタを共存させた、インテリジ
ェントICの断面図である。本図において401はp形
高濃度半導体基板、402はp形低濃度領域、403は
n形高濃度埋込み層、404はp形拡散領域、405は
n形高濃度拡散領域、406は膜厚50nmのゲート絶
縁膜、407はリンガラス膜、408はパワーMO5F
ETのドレイン電極、409はp形高濃度拡散領域、4
10はn形高濃度コレクタ領域、411はp形ベース領
域、412はn形高濃度エミッタ領域、413はn形高
濃度埋込み層、414はp形拡散領域、415は酸化膜
、416は多結晶シリコンから成るゲート電極、417
はアルミニウムから成るソース電極、418はイオン打
込みによって生成した結晶欠陥層である。
本実施例によれば、半導体基板上にマスクを設け、■族
元素、メタル元素、H,Heを数M e Vのエネルギ
ーでイオン打込みし、パワーMO5FET部のMO8F
ETセル領域外周部のみに結晶欠陥層418を生成する
。これより低電圧論理トランジスタとパワーMO8FE
Tの特性を劣下させることなく、ライフタイムキラーを
導入することができ、パワ一部の破壊強度を向上させる
こと′ができる。
〔発明の効果〕
本発明によればMOSFETの特性を劣下させることな
く、破壊強度の向上を達成することができる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のパワーMO3FETの
、平面図および断面図、第2図は本発明の第1の実施例
のパワーMO8FETの、全体平面図、第3図は本発明
の第2の実施例を示すパワーMO8FETの断面図、第
4図は本発明の第3の実施例を示すインテリジェントI
Cの断面図である。 101・・・ゲート電極ボンディングバット、102・
・・ソース電極ボンディングパツ1−1103・・・M
O8FETセル領域、104・・・保護素子領域、10
5・・・MO8FETセル−保護素子間分離領域。 201・・・n形高濃度半導体基板、202・・・n形
低濃度領域、203・・・p形ベース領域、204・・
・n形高濃度拡散領域、205・・・ゲート絶縁膜、2
06・・・多結晶シリコンゲート、207・・・リンガ
ラス膜、208・・・ソース電極、209・・・ドレイ
ン電極、210・・・結晶欠陥層、211・・・保護素
子電極、212・・・MO8FETセル領域、213・
・・MO5FETセル領域−保護素子分離領域、214
・・・MO3FETセル部p形領域、215・・・ソー
スコンタクト、216・・・p形拡散領域、301・・
・p形高濃度半導体基板、302・・・p形紙濃度領域
、303・・・n形拡散領域、304・・・p形高濃度
拡散域域、305・・・ゲート絶縁膜、306・・・多
結晶シリコンゲート、307・・・リンガラス膜、30
8・・・ソース電極、309・・・ドレイン電極、31
0・・・結晶欠陥層、401・・・p形高濃度半導体基
板、402・・・p形紙濃度領域、403・・・n形高
濃度埋込み層、404・・・p形拡散領域、405・・
・n形高濃度拡散領域、406・・・ゲート絶縁膜、4
07・・・リンガラス膜、408・・・パワーMO8F
ETドレイン電極、409・・・p形高濃度拡散領域、
410・・・n形高濃度コレクタ領域、411・・・P
形ベース領域、412・・・n形高濃度エミッタ領域、
413・・・n形高濃度埋込み層、414・・・P形拡
散領域、415・・・酸化膜、416・・・多結晶シリ
コンゲート、417・・・ソース電極、418罵 1 
図 第 Z 票 第 図 3ρZ 3θ1 3ρ9 舅 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数のMOSFETの並列接続領域を有する絶縁ゲ
    ート型トランジスタにおいて、上記複数のMOSFET
    の各ゲート直下のチャネル領域表面を除く領域に結晶欠
    陥層を生成したことを特徴とする絶縁ゲート型半導体装
    置。 2、イオン打込みによって前記結晶欠陥層の生成を行っ
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置。 3、IV族元素もしくはメタル元素もしくはHもしくはH
    eをドーパントとして、打込みエネルギー100KeV
    以上で、前記イオン打込みを行ない、前記結晶欠陥層の
    生成を行ったことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体装置。 4、前記の絶縁形半導体装置は1つのシリコンチップ上
    に論理用集積回路と共存して構成されたことを特徴とす
    る、特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 5、アルミ電極形成用のアルミ蒸着後、該アルミ電極を
    マスクとして、イオン打込みを行ない、前記結晶欠陥層
    の生成を行ったことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の半導体装置。
JP2119844A 1990-05-11 1990-05-11 半導体装置 Pending JPH0417372A (ja)

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