JPH077154A - パワーｍｏｓｆｅｔ - Google Patents

パワーｍｏｓｆｅｔ

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JPH077154A
JPH077154A JP6076503A JP7650394A JPH077154A JP H077154 A JPH077154 A JP H077154A JP 6076503 A JP6076503 A JP 6076503A JP 7650394 A JP7650394 A JP 7650394A JP H077154 A JPH077154 A JP H077154A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い逆電圧に適し、順方向では低いバルク抵
抗を有するようなパワーＭＯＳＦＥＴを形成する。 【構成】 半導体に予め定められたドーピング濃度を有
する第１の導電形の内部領域１と、この内部領域１及び
半導体基体の表面２に接する少なくとも１つの第２の導
電形のベース領域３と、ベース領域３内にそれぞれ埋設
された少なくとも１つのソース領域４と、半導体基体の
表面７に接する少なくとも１つのドレイン領域７とを有
し、内部領域１内には逆電圧の際に広がる空間電荷領域
内に第２の導電形の補助領域１１を配置し、この補助領
域１１間に内部領域１よりも高ドーピングされた少なく
とも１つの第１の導電形の補助領域１２を設け、補助領
域のドーピング強さ及び第２の導電形の補助領域間の間
隔は逆電圧が印加されたときその電荷キャリアが空にな
るように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基体に予め定め
られたドーピング濃度を有する第１の導電形の内部領域
と、この内部領域及び半導体基体の表面に接する少なく
とも１つの第２の導電形のベース領域と、ベース領域内
にそれぞれ埋設する少なくとも１つのソース領域と、半
導体基体の表面に接する少なくとも１つのドレイン領域
とを有するパワーＭＯＳＦＥＴに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のパワーＭＯＳＦＥＴはずっと前
から知られている。このＭＯＳＦＥＴのユニポーラの伝
導機構により、順方向電圧は内部領域のドーピングにほ
ぼ依存する。５００Ｖ以上の逆電圧を有するパワーＭＯ
ＳＦＥＴの場合、順方向抵抗は比較の対象となりうるバ
イポーラトランジスタの場合よりも高くなる。ドーピン
グを高めると阻止性能が低下するので、ドーピングを高
めることは問題にならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高い
逆電圧に適し、しかも順方向では低いバルク抵抗を有す
るように、上述した種類のパワーＭＯＳＦＥＴを形成す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明によれば、内部領域内には逆電圧の際に広が
る空間電荷領域内に第２の導電形の補助領域が配置さ
れ、これらの補助領域の間に位置して内部領域よりも高
ドーピングされた少なくとも１つの第１の導電形の補助
領域が設けられ、補助領域のドーピング強さ及び第２の
導電形の補助領域の間隔は逆電圧が印加された際にその
電荷キャリヤが空にされる。
【０００５】本発明のその他の構成は請求項２以降に記
載されている。
【０００６】
【実施例】本発明を図面に示された実施例に基づいて説
明する。
【０００７】図１に示された縦形ＭＯＳＦＥＴは低ｎド
ーピングされた内部領域１を有している。半導体基体の
上側表面２内には反対の導電形（ｐ）のベース領域３が
設けられている。ベース領域３内には第１の導電形（ｎ
+ ）のソース領域４が埋込まれている。表面２上に絶縁
されてゲート電極８が配置されている。他方の表面６に
は内部領域１と同じ導電形の高ドーピングされたドレイ
ン領域７が設けられている。
【０００８】内部領域１内には逆電圧の際に広がる空間
電荷領域の範囲内に補助半導体領域１１、１２が配置さ
れている。内部領域とは反対の導電形の少なくとも２つ
の領域１１が設けられている。領域１１間には内部領域
１と同じ導電形（ｎ）を有し内部領域よりも高くドーピ
ングされた補助領域１２が配置されている。領域１１、
１２は板状、例えば円板状に形成することができる（図
２参照）。反対の導電形の補助領域は棒状に形成するこ
ともできる（図３の１８参照）。その補助領域は単一の
領域１７によってあらゆる側から取囲まれている。この
領域１７は領域１２と同様に内部領域と同じ導電形を有
しているが、内部領域よりも高ドーピングされている。
ｐドーピングされた領域は図４に示されているように三
次元格子２１を形成することもできる。ｎドーピング領
域は符号２０が付されている。ＭＯＳＦＥＴの導電形は
反転させることもできる。
【０００９】図１に示されたパワーＭＯＳＦＥＴに電圧
が順方向に印加されると、このパワーＭＯＳＦＥＴはゲ
ート８を介して導通制御することができる。この場合、
ソース領域４から出される電子は補助領域１２において
高ドーピングと出会う。それによりパワーＭＯＳＦＥＴ
のバルク抵抗が減少する。
【００１０】パワーＭＯＳＦＥＴに逆電圧が印加される
と、内部領域１とベース領域３との間のｐｎ接合を起点
として空間電荷領域が形成され、その広がりは逆電圧の
大きさに応じて大きくなる。空間電荷領域がｐドーピン
グ領域１１に突き当たると、これらのｐドーピング領域
１１は内部領域１の電荷キャリヤを空にされた領域を介
してベース領域３に高抵抗で接続される。逆電圧がさら
に大きくなると、空間電荷領域はさらに広がり、その結
果電荷キャリヤの一部分も領域１１、１２から空にされ
る。このことは破線１３によって示されている。逆電圧
がさらに大きくなると、電荷キャリヤは内部領域１の大
部分及び領域１１、１２から完全に空にされる。空間電
荷領域は内部領域１内において破線１４によって制限さ
れた経路を辿る。最大逆電圧が印加されると、補助領域
は空間電荷領域内に完全に位置する。補助領域はブレー
クダウンが起こる前に電荷キャリヤが空にされなければ
ならない。
【００１１】電荷キャリヤを空にすることは領域１１、
１２がまるで存在していないような効果を奏する。空間
電荷領域が最大に広がると第一次近似では専ら内部領域
１のドーピングが重要になる。このドーピングが充分に
低く、例えば５×１０13ｃｍ-3に選定されると、このデ
バイスを用いて容易に１０００Ｖ以上を阻止することが
できる。それに対して順方向の場合には本発明によるパ
ワーＭＯＳＦＥＴは相当低い電圧を阻止するＭＯＳＦＥ
Ｔの抵抗に相当する抵抗を有する。
【００１２】バルク抵抗は第１の表面２と領域１１、１
２との間隔ａによって調整することができる。バルク抵
抗はさらに領域１２のドーピングによって調節すること
ができる。しかしながら、領域１１、１２のドーピング
及び厚みは、最大逆電圧が印加された際に電荷キャリヤ
がそれらの領域から完全に空にされるように調整され
る。
【００１３】補助領域１１を空間電荷領域を介してベー
ス領域３に接続する代わりに、補助領域はベース領域へ
直接に低抵抗で接続することもできる。このことは図１
においては接続線１５によって概念的に示されている。
この直接接続によって、空間電荷領域が領域１１、１２
に到達する前に、電荷キャリヤを空にすることが既に始
まる。
【００１４】補助領域は、例えば、ドレイン領域７（ｎ
+ 基板）を起点として先ず内部領域１が補助領域１１、
１２の意図された上縁までエピタキシャルに堆積される
ことによって作ることができる。その後、例えばメモリ
技術により知られているトレンチ技術にて補助領域の垂
直寸法に相当する深さを持つ第１の溝がエピタキシャル
層内へエッチング形成される。その後、溝内にはこの溝
が満たされるまでｐドーピングされた材料がエピタキシ
ャルに堆積される。第２の溝エッチング及びエピタキシ
ャル堆積によってその後同様な方法でｎドーピングされ
た領域１２を作ることができる。次いで、さらに、半導
体基体が予め定められた厚みに達するまで、弱ｎドーピ
ングされた材料がエピタキシャルに堆積される。領域
３、４並びに酸化膜、電極等は公知技術によって製作す
ることができる。
【００１５】図５には横形ＭＯＳＦＥＴの断面が示され
ている。図１と同時に、内部領域は１、ベース領域は
３、ソース領域は４、そしてゲート電極は８で示されて
いる。上記領域は同様に半導体基体の第１の表面２内に
埋設されている。同じ表面２内に弱ｎドーピングされた
ウエル２２が埋込まれ、一方内部領域１は弱ｐドーピン
グされている。ウエル２２は強ｎドーピングされたドレ
イン領域２４とドリフト区間２３とを含んでいる。この
ドリフト区間はゲート電極８の下から始まり、ドレイン
領域２４まで延びている。このドリフト領域を使用する
ことは知られている（ドイツ連邦共和国特許第２８５２
６２１号明細書参照）。ドリフト領域は横方向に向いた
ブレークダウン電界強度を高めるために使われている。
ウエル２２内にはこのウエル２２とは反対の導電形の少
なくとも２つの補助領域２６が配置され、これらの補助
領域２６の間にはウエル２２と同じ導電形であるがウエ
ル２２よりも高ドーピングを有する補助領域２７が配置
されている。補助領域の平面図が図６に示されている。
補助領域はこの例では板状例えば円板状に形成され、ベ
ース領域３とドレイン領域２４との間の最短接続路に対
して平行に配置されている。しかしながら、領域２６、
２７は表面２に対して平行に配置されている、即ち、水
平に積層されていてもよい。
【００１６】補助領域の他の実施例が図７に示されてい
る。ｎドーピング領域２７はこの例では板状には形成さ
れておらず、その厚みがドレイン領域２４へ向けて拡大
されている。このような措置を施すことの意味はドーピ
ング原子の個数がドレイン領域へ向かって増加するよう
にすることにある。それによってブレークダウン電界強
度をさらに高めることができる（ドイツ連邦共和国特許
第２８５２６２１号明細書参照）。
【００１７】図５に示された横形ＦＥＴにおいても板状
とは異なった他の補助領域を使用することができる。ｎ
ドーピング領域２７によって全体的に又は部分的に囲ま
れた棒状のｐドーピング領域を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による縦形ＭＯＳＦＥＴの一実施例を示
す断面図。
【図２】図１に示された補助領域の第１の例を示す概略
図。
【図３】図１に示された補助領域の第２の例を示す概略
図。
【図４】図１に示された補助領域の第３の例を示す概略
図。
【図５】本発明による横形ＭＯＳＦＥＴの一実施例を示
す断面図。
【図６】図５に示された横形ＭＯＳＦＥＴにおける補助
領域の第１の例を示す概略図。
【図７】図５に示された横形ＭＯＳＦＥＴにおける補助
領域の第２の例を示す概略図。
【符号の説明】
１ 内部領域 ２ 上側表面 ３ ベース領域 ４ ソース領域 ６ 表面 ７ ドレイン領域 ８ ゲート電極 １１、１２ 補助領域 １３、１４ 破線 １５ 接続線 １７ 領域 １８ 棒状領域 ２０ ｎドーピングされた領域 ２１ 三次元格子 ２２ ウエル ２４ ドレイン領域 ２６、２７ 補助領域

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基体に予め定められたドーピング
    濃度を有する第１の導電形の内部領域と、この内部領域
    及び半導体基体の表面に接する少なくとも１つの第２の
    導電形のベース領域と、ベース領域内にそれぞれ埋設さ
    れた少なくとも１つのソース領域と、半導体基体の表面
    に接する少なくとも１つのドレイン領域とを有するパワ
    ーＭＯＳＦＥＴにおいて、内部領域内には逆電圧の際に
    広がる空間電荷領域内に第２の導電形の補助領域（１
    １、２６）が配置され、これらの補助領域の間に位置し
    て内部領域よりも高ドーピングされた少なくとも１つの
    第１の導電形の補助領域（１２、２７）が設けられ、補
    助領域のドーピング強さ及び第２の導電形の補助領域の
    間隔は逆電圧が印加された際にその電荷キャリヤが空に
    されるように設定されることを特徴とするパワーＭＯＳ
    ＦＥＴ。
  2. 【請求項２】 補助領域は板状に形成され、ベース領域
    （３）の１つとドレイン領域（７、２４）との間の最短
    接続線に対して平行に配置されることを特徴とする請求
    項１記載のパワーＭＯＳＦＥＴ。
  3. 【請求項３】 補助領域（１８）は棒状に形成され、ベ
    ース領域（３）の１つとドレイン領域（７、２４）との
    間の最短接続線に対して平行に配置されることを特徴と
    する請求項１記載のパワーＭＯＳＦＥＴ。
  4. 【請求項４】 ドレイン領域（７）は第２の表面（６）
    に接し、補助領域（１１、１２）は半導体基体の表面
    （６）に対して垂直に配置されることを特徴とする請求
    項２又は３記載のパワーＭＯＳＦＥＴ。
  5. 【請求項５】 ドレイン領域（２４）及び補助領域（２
    ６、２７）は第１の表面（２）に接し、半導体基体の表
    面に対して平行に配置されることを特徴とする請求項２
    又は３記載のパワーＭＯＳＦＥＴ。
  6. 【請求項６】 第２の導電形の補助領域（１１、２６）
    はベース領域（３）と電気的に接続されることを特徴と
    する請求項１乃至５の１つに記載のパワーＭＯＳＦＥ
    Ｔ。
JP07650394A 1993-03-25 1994-03-23 パワーｍｏｓｆｅｔ Expired - Lifetime JP4130486B2 (ja)

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