JPH0766392A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
電界効果トランジスタInfo
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- JPH0766392A JPH0766392A JP5162469A JP16246993A JPH0766392A JP H0766392 A JPH0766392 A JP H0766392A JP 5162469 A JP5162469 A JP 5162469A JP 16246993 A JP16246993 A JP 16246993A JP H0766392 A JPH0766392 A JP H0766392A
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- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
- H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/124—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of semiconductor bodies or of junctions between the regions
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/13—Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
- H10D62/149—Source or drain regions of field-effect devices
- H10D62/151—Source or drain regions of field-effect devices of IGFETs
Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
ンダクタンス負荷耐量を大きくする。 【構成】 ドレイン領域Dとなる半導体基板(1)の表
面に形成されたベース領域Bの中央部分にソース領域S
を分割して形成する。ソース領域Sは略正方形で、これ
を十文字状のソース分割ベース領域B'で4等分に分割
する。分割された分割ソース領域S'…の真下のベース
領域Bの拡散抵抗Raが大きくても、ソース分割ベース
領域B'の拡散抵抗Rbが拡散抵抗Raより1/10程
度小さくなり、この拡散抵抗Rbがベース領域Bの全体
の実質上の拡散抵抗値を下げて、寄生トランジスタQを
不所望に導通するのを抑制し、インダクタンス負荷耐量
を上げる。
Description
に使用されるパワー用縦型の電界効果トランジスタ(以
下、FETと称する)に関する。
(a)(b)に示す構造が一般的である。図3(a)は
nチャネル型の縦型FETの断面が示され、ドレイン領
域DとなるN型の半導体基板(1)の表面側にP型のベ
ース領域BとN+型のソース領域Sが不純物選択拡散で
形成され、半導体基板(1)の表面上にゲート酸化膜
(2)、ゲート電極G、層間絶縁膜(3)、ゲート電極パ
ターン(4)、ソース電極パターン(5)が形成される。
レート(1')上にN-型エピタキシャル成長層(1")を
積層したもので、エピタキシャル成長層(1")の表層部
に複数のベース領域Bが所定の配列ピッチと形状、例え
ば図3(b)に示すように、同一サイズの略正方形のも
のが、縦横に定ピッチで碁盤の目配列で形成される。各
ベース領域BにN+型不純物を選択拡散してソース領域
Sが形成され、各ソース領域Sの中央部を貫通させてベ
ースコンタクト領域Baが形成される。ベース領域Bの
外周とソース領域Sの外周の間にソース・ドレイン導通
用チャネル部Cが形成される。
間とチャネル部C上にゲート酸化膜(2)が形成され、
その上にゲートポリシリコンのゲート電極Gが形成され
る。ゲート電極Gを覆うように層間絶縁膜(3)が形成
され、最後にアルミニウムの配線パターンであるゲート
電極パターン(4)とソース電極パターン(5)が形成さ
れる。
ネル部CがN型に反転してソース領域Sとドレイン領域
D間が導通し、ソース領域Sからチャネル部Cを経てド
レイン領域Dに縦型の電子流Idが流れる。このとき、
ドレイン領域Dは不純物濃度が低く、電子流Idの導通
抵抗が大きくなるため、予め基板の極表面付近に高濃度
のN型不純物領域を薄く形成したものもある。
おいては、ソース領域Sとベース領域B及びドレイン領
域Dの間で、図3(c)に示されるような寄生トランジ
スタQが形成される。この寄生トランジスタQのエミッ
タとベース間は、ソース領域Sの真下のベース領域B内
に形成された拡散抵抗(ベース抵抗)Raで電気的接続
される。拡散抵抗Raは、ソース領域Sの真下のベース
領域Bが薄く、かつ、不純物濃度が低いために大きく
て、平均値は1000Ω/□を超えている。
きくなるほど、小さいベース電流で寄生トランジスタQ
にベース・エミッタ間電圧が生じてコレクタ電流が流れ
易くなる。そこで、ソース・ドレイン間が導通から遮断
する瞬間にインダクタンス負荷(L負荷)で高い衝撃電
圧が加わると、ドレイン電流と異なる不所望な寄生コレ
クタ電流が流れて、トランジスタ素子が破壊に到る不具
合が生じることがある。このような不具合の発生率は、
拡散抵抗Raの平均値が大きく、L負荷耐量が小さくな
るほど高い。つまり、1000Ω/□を超える拡散抵抗
Raのある現状のFETにおいては、ベース電圧オフ時
に寄生トランジスタQがオンし易くて、L負荷耐量が小
さく、寄生コレクタ電流で破壊される確率が高い問題が
あった。
クト領域Baを目合わせして形成しているが、目合わせ
時の目ずれでソース領域Sの中心とベースコンタクト領
域Baの中心がずれ、例えば図3(b)の鎖線に示すよ
うに、ベースコンタクト領域Baがソース領域Sの中心
部から外れることがある。このように目ずれを起こす
と、ソース領域Sの真下のベース領域Bのベースコンタ
クト領域Baを中心とする放射方向での拡散抵抗値分布
が、目ずれをした図3(b)のm側より反対のn側で高
くなり、拡散抵抗Raの最大値が増大して、上記不具合
の発生率を尚更に高くしていた。
散抵抗を下げてL負荷耐量を大きくしたパワー用縦型F
ETを提供することにある。
となる一導電型半導体基板の表面の所定領域に他導電型
不純物を選択拡散して形成したベース領域の中央部分
に、同ベース領域と異なる一導電型不純物を選択拡散し
て形成されるソース領域が、所定幅で離隔した複数の分
割ソース領域であり、複数の分割ソース領域間がソース
領域真下のベース領域と同一の幅狭なソース分割ベース
領域である構造にて、上記目的を達成するものである。
4分割ソース領域にすることが実用上に望ましい。
分割ソース領域間をベース領域にしておくと、分割ソー
ス領域間のベース領域での拡散抵抗がソース領域真下の
ベース領域の拡散抵抗より大幅に小さくなり、この小さ
な拡散抵抗の存在でベース領域全体の実質上の拡散抵抗
が減少して、寄生トランジスタがオンし難くなり、L負
荷耐量を大きくすることが可能となる。
した実施例を、図1(a)(b)及び図2を参照して説
明する。なお、図1と図2の各実施例の図3と同一、又
は、相当部分には同一符号を付して、説明は省略する。
明は1ベース領域Bに形成されるソース領域Sを複数に
分割したことを特徴とする。図1の実施例のソース領域
Sは、全体が略正方形であり、その各辺の中央と直交す
る十文字状の分割線で互いに離隔させて4等分された4
分割ソース領域S'…で構成される。各分割ソース領域
S'…間は、分割ソース領域S'…の真下のベース領域B
と同一の十文字状のソース分割ベース領域B'である。
ソース分割ベース領域B'は半導体基板(1)の表面に露
呈して、その十文字中央部がベースコンタクト領域Ba
となる。
ベース領域B及びドレイン領域Dの間で寄生トランジス
タQが形成される。この寄生トランジスタQのエミッタ
とベース間は、4分割ソース領域S'…の真下のベース
領域B中の拡散抵抗Raと、4分割ソース領域S'…の
間のソース分割ベース領域B'中の拡散抵抗Rbで電気
的接続される。拡散抵抗Raは、ソース領域Sの真下の
ベース領域Bが薄く、かつ、不純物濃度が低いために大
きいが、ソース分割ベース領域B'の拡散抵抗Rbは、
拡散抵抗Raより大幅に小さい。すなわち、ソース分割
ベース領域B'は、ソース領域S真下のベース領域Bよ
りソース領域Sの厚さ分だけ厚く形成され、かつ、ソー
ス分割ベース領域B'の表層部の不純物濃度がソース領
域S真下のベース領域Bの不純物濃度より高いので、こ
この拡散抵抗Rbが小さくなる。実験によると、拡散抵
抗Raが1000Ω/□を超えるものにおいて、拡散抵
抗Rbは50〜100Ω/□であり、拡散抵抗Raの約
1/10まで小さくなることが分かっている。
ンジスタQにベース・エミッタ間電圧が生じてコレクタ
電流が流れるとき、コレクタ電流は拡散抵抗値の小さい
ソース分割ベース領域B'を主として流れて、拡散抵抗
値の大きい分割ソース領域S'の真下のベース領域Bの
拡散抵抗Raの影響力を弱める。かつ、分割ベース領域
B…を含むベース領域Bの全体の平均的拡散抵抗値が、
拡散抵抗Rbのために小さくなり、その結果、図1のF
ETの寄生トランジスタQがベース電圧オフ時に導通し
難くなり、L負荷耐量が上がる。
割ベース領域B'の中心と全体のソース領域Sの中心が
目ずれを起こして、拡散抵抗Raに場所的なバラツキが
生じても、これはソース分割ベース領域B'の小さな拡
散抵抗Raの存在で無視できる。
形のソース領域Sを対角線方向に4分割している。4つ
の分割ソース領域S'…は略扇形をなし、それぞれの間
のソース分割ベース領域B'の拡散抵抗Rbが50〜1
00Ω/□と小さくなって、上記実施例と同様な作用効
果を発揮する。
域B'の幅Wは任意であるが、ソース領域Sが1μm程
度の深さで形成されているものにおいては、幅Wは2〜
3μmが適当である。また、ソース領域Sを4等分に分
割したもので説明したが、2等分に分割したもの、或い
は5等分以上に分割することも可能である。このソース
領域Sの分割数は、多くなるほど各々の分割ソース領域
の面積が少なくなり、FET本来の特性を変えることに
なるので、4分割程度が望ましい。
ず、pチャネル型FETにも適用可能である。
領域を分割して形成し、複数の分割ソース領域間をベー
ス領域にしたので、分割ソース領域間のソース分割ベー
ス領域での拡散抵抗がソース領域真下のベース領域の拡
散抵抗より大幅に小さくなって、ベース領域全体の実質
上の拡散抵抗が減少して、ソース領域とベース領域とド
レイン領域間で発生する寄生トランジスタがゲート電圧
オフ時に導通し難くなり、インダクタンス負荷耐量を大
きくすることが可能となる。
領域間の拡散抵抗を小さくすることで、ソース領域にベ
ースコンタクト領域を形成するときの目ずれの影響が少
なくできて、電界効果トランジスタの特性を安定させた
製造が容易にできるようになる。
一実施例の要部断面図、(b)は図1(a)の電界効果
トランジスタにおける半導体基板の部分平面図。
おける半導体基板の部分平面図。
スタの要部断面図、(b)は図2(a)の電界効果トラ
ンジスタにおける半導体基板の部分平面図、(c)は図
3(a)(b)の電界効果トランジスタに発生する寄生
トランジスタの回路図。
Claims (3)
- 【請求項1】 ドレイン領域となる一導電型半導体基板
の表面の所定領域に他導電型不純物を選択拡散して形成
したベース領域の中央部分に、同ベース領域と異なる一
導電型不純物を選択拡散して形成されるソース領域が、
所定幅で離隔した複数の分割ソース領域であり、複数の
分割ソース領域間が幅狭なソース分割ベース領域である
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。 - 【請求項2】 ソース領域が略4等分に分割された4分
割ソース領域であることを特徴とする請求項1記載の電
界効果トランジスタ。 - 【請求項3】 ベース領域が略正方形であって、ソース
領域が対角線で4等分されている請求項1又は2記載の
電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162469A JP2903452B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162469A JP2903452B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電界効果トランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766392A true JPH0766392A (ja) | 1995-03-10 |
| JP2903452B2 JP2903452B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=15755221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5162469A Expired - Lifetime JP2903452B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903452B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452222B1 (en) | 1998-12-11 | 2002-09-17 | Nec Corporation | MIS type semiconductor device and method for manufacturing the same |
| US7705408B2 (en) * | 2005-04-11 | 2010-04-27 | Nec Electronics Corporation | Vertical field effect transistor |
| US8129758B2 (en) | 2008-07-09 | 2012-03-06 | Panasonic Corporation | Semiconductor element and manufacturing method therefor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189759A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-08-19 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 電流制限式絶縁ゲ−ト半導体装置 |
| JPS63289871A (ja) * | 1987-05-21 | 1988-11-28 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5162469A patent/JP2903452B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189759A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-08-19 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 電流制限式絶縁ゲ−ト半導体装置 |
| JPS63289871A (ja) * | 1987-05-21 | 1988-11-28 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452222B1 (en) | 1998-12-11 | 2002-09-17 | Nec Corporation | MIS type semiconductor device and method for manufacturing the same |
| US7705408B2 (en) * | 2005-04-11 | 2010-04-27 | Nec Electronics Corporation | Vertical field effect transistor |
| US8129758B2 (en) | 2008-07-09 | 2012-03-06 | Panasonic Corporation | Semiconductor element and manufacturing method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2903452B2 (ja) | 1999-06-07 |
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