JPS586170A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
電界効果トランジスタInfo
- Publication number
- JPS586170A JPS586170A JP56103534A JP10353481A JPS586170A JP S586170 A JPS586170 A JP S586170A JP 56103534 A JP56103534 A JP 56103534A JP 10353481 A JP10353481 A JP 10353481A JP S586170 A JPS586170 A JP S586170A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- conductivity type
- base
- drain region
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電界効果トランジスタに係シ1%に高集積化し
た絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(MOS FET
)K関するものである。
た絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(MOS FET
)K関するものである。
MOS PETは、多数キャリアデバイスのためスイッ
チング速度が速く、マた入力インピーダンスが高いため
、駆動電力が小さくて済み、tた回路も簡単である。さ
らに、電流の温度係数が負である丸め二次降伏がなく、
熱暴走が起こらず、破壊に強い。を九、並列接続が容島
であ勤、さらに温度補償回路等の必要がなくさもに回路
が簡単となる。このようにMOS PETはバイポーラ
タイプにないすぐれ九長所があり、41に熱的安定性は
木電力用素子として適している。大電力用MO8PET
のうち、I!#に高耐圧化に適し、インダクタンス負荷
の逆80A(safety op@rat1on ar
eaの略;安全動作領域のこと)に非常に強い構造とし
て、カスコード接続シールドベース縦fiMO1i F
ETがある0従米のカスコード接続シールドベース縦属
MO8PETの断面構造状、第1図(句のよう罠なって
いる01,2および3は、それぞれゲート電極ソース電
極およびドレイン電極である04社電界を趨蔽するため
のP導電盤シールドベース領域である05は、N 導電
型ソース領域である06は。
チング速度が速く、マた入力インピーダンスが高いため
、駆動電力が小さくて済み、tた回路も簡単である。さ
らに、電流の温度係数が負である丸め二次降伏がなく、
熱暴走が起こらず、破壊に強い。を九、並列接続が容島
であ勤、さらに温度補償回路等の必要がなくさもに回路
が簡単となる。このようにMOS PETはバイポーラ
タイプにないすぐれ九長所があり、41に熱的安定性は
木電力用素子として適している。大電力用MO8PET
のうち、I!#に高耐圧化に適し、インダクタンス負荷
の逆80A(safety op@rat1on ar
eaの略;安全動作領域のこと)に非常に強い構造とし
て、カスコード接続シールドベース縦fiMO1i F
ETがある0従米のカスコード接続シールドベース縦属
MO8PETの断面構造状、第1図(句のよう罠なって
いる01,2および3は、それぞれゲート電極ソース電
極およびドレイン電極である04社電界を趨蔽するため
のP導電盤シールドベース領域である05は、N 導電
型ソース領域である06は。
P+ベース領域である◇7は、チャネル領域である08
は、N導電型抵抗層ドレイン領域である。
は、N導電型抵抗層ドレイン領域である。
9体、シールドベース関に形成されh導電型ドレイン領
域であるoloa%N導電微ドレイン領域テアル。11
は、N+導電型ドレイン領域であるO12は、絶縁膜で
ある。
域であるoloa%N導電微ドレイン領域テアル。11
は、N+導電型ドレイン領域であるO12は、絶縁膜で
ある。
MOS PETを大電力用素子として使う場合、高利得
を得るために、相互コンダクタンス(、Fm)を大きく
シ、また、損失を小さくするためにオン抵抗を小さくす
る必要がある。MOS FETの飽和領域におけるJi
rmは次式で示される。
を得るために、相互コンダクタンス(、Fm)を大きく
シ、また、損失を小さくするためにオン抵抗を小さくす
る必要がある。MOS FETの飽和領域におけるJi
rmは次式で示される。
9m =w/L ・71 ・−M / tax ・VD
a (8AT ) ・” ・・・(1)ここで、L:
ゲート長、W:ゲート幅、μ:キャリアの易動度に#:
l!1!化膜の誘電率、t@g:ゲート酸化膜厚、 V
ns(gAy) :飽和領域でのドレイン電圧である。
a (8AT ) ・” ・・・(1)ここで、L:
ゲート長、W:ゲート幅、μ:キャリアの易動度に#:
l!1!化膜の誘電率、t@g:ゲート酸化膜厚、 V
ns(gAy) :飽和領域でのドレイン電圧である。
前記(1)弐において、大きな相互コンダクタンスを得
るためには、ゲート酸化膜厚taxを一定とじ九場合W
/Lを大きくすることである。
るためには、ゲート酸化膜厚taxを一定とじ九場合W
/Lを大きくすることである。
このさい、チップサイズ(半導体基板寸法)t−大きく
することは%コスト上昇・歩留低下につながる九め、チ
ップサイズを大きくせず、高集積化を図シ、大きなW/
Lを得ることが必要となる。
することは%コスト上昇・歩留低下につながる九め、チ
ップサイズを大きくせず、高集積化を図シ、大きなW/
Lを得ることが必要となる。
またオン抵抗(R@m)は、第1図(旬に示したよりに
、高濃度領域の抵抗は無視して、チャネル部の抵抗′f
!:Hnh%N導電型抵抗層ドレイン領域8の抵抗をR
&R、シールドベース間く形成されるへ導電型ドレイン
領域9の抵抗をRpとし、さらにN導電型ドレイン領域
10の抵抗Rs+trmが直列につながっていると近似
すると、次の(2)式のように表わされる。
、高濃度領域の抵抗は無視して、チャネル部の抵抗′f
!:Hnh%N導電型抵抗層ドレイン領域8の抵抗をR
&R、シールドベース間く形成されるへ導電型ドレイン
領域9の抵抗をRpとし、さらにN導電型ドレイン領域
10の抵抗Rs+trmが直列につながっていると近似
すると、次の(2)式のように表わされる。
R・m * R@h+RAR+RP +Raリド川・用
(ja)チャネル部の抵抗&hはチャネルコンダクタン
スIの逆数で表わされ、yは以下のように表わされる0 、9=W/L・μm a / tax (Vo−Vth
)= ”/H,。
(ja)チャネル部の抵抗&hはチャネルコンダクタン
スIの逆数で表わされ、yは以下のように表わされる0 、9=W/L・μm a / tax (Vo−Vth
)= ”/H,。
・・・・・・(8)
ここで、L:ゲート長、W:ゲート幅、μ:キャリアの
易動度、#:酸化膜の誘電率、tax:ゲート酸化膜厚
、Vsb : Lきい値電圧、■G:ゲート電圧である
。
易動度、#:酸化膜の誘電率、tax:ゲート酸化膜厚
、Vsb : Lきい値電圧、■G:ゲート電圧である
。
チャネルコンダクタンスIを大きくするととによル、チ
ャネル抵抗R・Lは下がる◎チャネル抵抗ルbを小さく
する場合も、ゲート酸化膜厚を一定とした場合、W/L
を大きくすることであり、高集積化を図ることである。
ャネル抵抗R・Lは下がる◎チャネル抵抗ルbを小さく
する場合も、ゲート酸化膜厚を一定とした場合、W/L
を大きくすることであり、高集積化を図ることである。
また前記抵抗り冨、BPおよび几6UBを小さくするた
めには、N+導電型ソース領域5やP+導電型ベース領
域6等を小さくシ、前記−′ドレイン領域8.9.10
の利用率を大きくすることが必要である0 高集積化の手段のひとつとして、ソースおよびトレー/
が微細に入9組んだくし形構造がある0従来のくし形構
造で、第1図(a)に対応するカスコード接続シールド
ベース間fiM08 FETの平向図を第1図(b)に
示す。laゲート電極であり、5はh十導電湿ソース領
域、6はP+導電型ベース領域、8はへ導電型抵抗層ド
レイン領域、9はシールドベース関N導電戯ドレイン領
域、13はソース電極およびベース電極2&:R1シ出
しさらにソースおよびベースを電気的に短絡するための
コンタクト窓である。製造工程および索子設計上可能な
各部の最小寸法を求める。第1図(b)に示すごとく。
めには、N+導電型ソース領域5やP+導電型ベース領
域6等を小さくシ、前記−′ドレイン領域8.9.10
の利用率を大きくすることが必要である0 高集積化の手段のひとつとして、ソースおよびトレー/
が微細に入9組んだくし形構造がある0従来のくし形構
造で、第1図(a)に対応するカスコード接続シールド
ベース間fiM08 FETの平向図を第1図(b)に
示す。laゲート電極であり、5はh十導電湿ソース領
域、6はP+導電型ベース領域、8はへ導電型抵抗層ド
レイン領域、9はシールドベース関N導電戯ドレイン領
域、13はソース電極およびベース電極2&:R1シ出
しさらにソースおよびベースを電気的に短絡するための
コンタクト窓である。製造工程および索子設計上可能な
各部の最小寸法を求める。第1図(b)に示すごとく。
P+導電型ベース領域60幅をa、N+ソース領域5の
幅をb%ゲート電極領域lの幅をc、N導電型抵抗層ド
レイン領域8およびシールドベース間へ導電型ドレイン
領域9とをあわせ九幅をdとすると、P+導電型ベース
領域6間のエニットセル(ul)の長さA、は、 AI= d+2 (a/2+b+C) ・・
・・−(4)となる。
幅をb%ゲート電極領域lの幅をc、N導電型抵抗層ド
レイン領域8およびシールドベース間へ導電型ドレイン
領域9とをあわせ九幅をdとすると、P+導電型ベース
領域6間のエニットセル(ul)の長さA、は、 AI= d+2 (a/2+b+C) ・・
・・−(4)となる。
発明者は、さらに高集積化を行ない、ドレイン領域の利
用率を増やすための設計を検討した。
用率を増やすための設計を検討した。
本発明の目的は、さらに高集積化を行ない、エルドベー
ス縦型MO8FETを提供することにある〇本発明の特
徴は、特にP+導電型ベース領域および、ソース電極、
ベース電極取〕出し用等のコンタクト窓を、ベース領域
の抵抗が増大することによる電気的特性を損なわない程
度に点状に設は要点にある。例えば、半導体基板内に設
けられかつ該半導体基板とは逆導電型のベース領域と、
該ベース領域に設けられかつ該ベース領域とは逆導電型
のソース領域と、前記ベース領域と前記ソース領域間上
の第1の半導体表面に絶縁膜を介して設けられたゲート
電極と、該ゲート電極下の前記第1の半導体表面近傍に
設けられたチャネル領域につづきかつ前記ベース領域と
は逆導電型で、前記第1の半導体表面とは反対側面の第
2の半導体表面に設けられ九ドレイン電極につながるド
レイン領域とは同じ導電盤の抵抗層とを有し、前記ソー
ス領域と、前記第1の半導体表面における該ソース領域
に関して前記チャネル領域と鉱道方向に設けられかつ前
記ソース領域と隣接するベース領域とを第1の半導体表
面上に設けられた電極とコンタクト窓を介して短絡し、
前記ベース領域をとなp合う同構造の電界効果トランジ
スタにて共有する構造の電界効果トランジスタにおいて
、前記第1の半導体表面上における前記ベース領域と、
前記コンタクト窓とを点状に設けていることを特徴とす
るものである。
ス縦型MO8FETを提供することにある〇本発明の特
徴は、特にP+導電型ベース領域および、ソース電極、
ベース電極取〕出し用等のコンタクト窓を、ベース領域
の抵抗が増大することによる電気的特性を損なわない程
度に点状に設は要点にある。例えば、半導体基板内に設
けられかつ該半導体基板とは逆導電型のベース領域と、
該ベース領域に設けられかつ該ベース領域とは逆導電型
のソース領域と、前記ベース領域と前記ソース領域間上
の第1の半導体表面に絶縁膜を介して設けられたゲート
電極と、該ゲート電極下の前記第1の半導体表面近傍に
設けられたチャネル領域につづきかつ前記ベース領域と
は逆導電型で、前記第1の半導体表面とは反対側面の第
2の半導体表面に設けられ九ドレイン電極につながるド
レイン領域とは同じ導電盤の抵抗層とを有し、前記ソー
ス領域と、前記第1の半導体表面における該ソース領域
に関して前記チャネル領域と鉱道方向に設けられかつ前
記ソース領域と隣接するベース領域とを第1の半導体表
面上に設けられた電極とコンタクト窓を介して短絡し、
前記ベース領域をとなp合う同構造の電界効果トランジ
スタにて共有する構造の電界効果トランジスタにおいて
、前記第1の半導体表面上における前記ベース領域と、
前記コンタクト窓とを点状に設けていることを特徴とす
るものである。
このため、本発明によれば、前記ベース領域および前記
コンタクト窓を設けない部分の前記半導体基板内のベー
ス領域平面は、前記第1の半導体表面上から見て、前記
ベース領域および前記コンタクト窓を設けた平面部分よ
りも幅狭くすることができ、tた前記絶縁膜を介して設
けられた前記ゲート電極が前記半導体基板内のベース領
域の前記第1の半導体表面の凸凹パターンに応じて凹凸
パターンにすることができるから、ベース領域の面積を
減らし高集積化を行ないかつドレイン領域の割合を増す
ことができるO 次に本発明を図面を鐸照してさらに詳細に説明する。
コンタクト窓を設けない部分の前記半導体基板内のベー
ス領域平面は、前記第1の半導体表面上から見て、前記
ベース領域および前記コンタクト窓を設けた平面部分よ
りも幅狭くすることができ、tた前記絶縁膜を介して設
けられた前記ゲート電極が前記半導体基板内のベース領
域の前記第1の半導体表面の凸凹パターンに応じて凹凸
パターンにすることができるから、ベース領域の面積を
減らし高集積化を行ないかつドレイン領域の割合を増す
ことができるO 次に本発明を図面を鐸照してさらに詳細に説明する。
第2図(a)、第2図(b)は本発明の実施例における
それぞれ平面図、断面図である0第2図(b)は、第2
図(alのG−α矢視断面である。14,115および
16はそれぞれゲート電極、ソース電極およびドレイン
電極である617はP導電型シールドベース領域、18
はN 導電型ソース領域、19は点状に設けられたP+
導電溢ベース領域、20はチャネル領域、21はへ導電
型抵抗層ドレイン領域。
それぞれ平面図、断面図である0第2図(b)は、第2
図(alのG−α矢視断面である。14,115および
16はそれぞれゲート電極、ソース電極およびドレイン
電極である617はP導電型シールドベース領域、18
はN 導電型ソース領域、19は点状に設けられたP+
導電溢ベース領域、20はチャネル領域、21はへ導電
型抵抗層ドレイン領域。
22はシールドベース間N導電型ドレイン領域、23は
へ導電型ドレイン領域、24はN+導電型ドレイン領域
% 25は絶縁膜、26は点状に設けられ九コンタクト
窓である0 第2図(a)の実施例によれば、P+導電型ベース領域
19およびコンタクト窓26が点状(はぼ正方形又は円
形等)に設けられている丸め、頭載りの部分は領域iの
部分のように幅広く取る必要はない。G−σ間の製造工
程および素子設計上可能な各部の厳小寸法を、従来の場
合と同様に測定すルト、ユニットセル(US)の長さA
鵞は。
へ導電型ドレイン領域、24はN+導電型ドレイン領域
% 25は絶縁膜、26は点状に設けられ九コンタクト
窓である0 第2図(a)の実施例によれば、P+導電型ベース領域
19およびコンタクト窓26が点状(はぼ正方形又は円
形等)に設けられている丸め、頭載りの部分は領域iの
部分のように幅広く取る必要はない。G−σ間の製造工
程および素子設計上可能な各部の厳小寸法を、従来の場
合と同様に測定すルト、ユニットセル(US)の長さA
鵞は。
AI= d+2c+b+−4−(alb)= d+2C
+−b+十鳳 となる。
+−b+十鳳 となる。
前記従来構造と前記本発明の実施例の場合との、Sニッ
トセルの長さを比較すると As Am= + (alb ) となり5本発明の実施例に従え一1a+b)だけ狭くす
ることができ高集積化が可能となる。
トセルの長さを比較すると As Am= + (alb ) となり5本発明の実施例に従え一1a+b)だけ狭くす
ることができ高集積化が可能となる。
また第1図(b)および第2図(Jl)の単位長さノあ
たりのドレイン領域の面積8およびS′を比較すると8
とS′は同面積である。よってドレイン領域5(=8′
)を得るのに本発明では1面積2jx−4−(alb)
=ΔS小さくすることができ、エエットセルあたシのド
レイン領域の占める割合が大きくなる。
たりのドレイン領域の面積8およびS′を比較すると8
とS′は同面積である。よってドレイン領域5(=8′
)を得るのに本発明では1面積2jx−4−(alb)
=ΔS小さくすることができ、エエットセルあたシのド
レイン領域の占める割合が大きくなる。
また、単位長さj当たりのゲート幅は、まっすぐなゲー
トを持つ従来構造に比べ1本発明の凸凹のあるゲート電
極の方が長くなJ)、W/Lt−大きくすることができ
る。
トを持つ従来構造に比べ1本発明の凸凹のあるゲート電
極の方が長くなJ)、W/Lt−大きくすることができ
る。
以上述べたように、本発明によれば、高集積化が可能と
な)、カスコード接続シールドベーx縦型NO8FET
の特性改善を図ることができ、ま九テップ小型化による
製造歩留を改善することができる等多大な効果が得られ
る。
な)、カスコード接続シールドベーx縦型NO8FET
の特性改善を図ることができ、ま九テップ小型化による
製造歩留を改善することができる等多大な効果が得られ
る。
なお本発明の実施例は、Nチャネル型MOB1i’ET
について述べたが、このほかにPチャネル雛でも勿−か
壕わない。
について述べたが、このほかにPチャネル雛でも勿−か
壕わない。
第1図(a)、第1図(b)は、従来のカスコード接続
シールドベース縦型MO8PETのそれぞれ断面図、平
面図である。第2図(a)、第2図(b)は、本発明の
実施例を示すカスコード接続シールドベース縦置MO8
II’g’rのそれぞれ平面図、断面図である。岡。 図において。 l、14・・・・・・ゲート電極、 2,115・・・
・・・ソース電極。 3.16・・・・・・ドレイン電極、4.17・・・・
・・P導電型シールトヘース領域、5.18・・・・・
・N 導電mソース領域、6.19・・・・・・P
導電型ベース領域、7.20・・・・・・チャネル領域
、8.21・・・・・・N導電製抵抗層ドレイン領域、
9.22・・・・・・シールドベース間N4電徴ドレイ
ン領域、10.23・・・・・・N導電型ドレイン領域
、11.24・・・・・・N+導電型ドレイン領域、
12.25・・・・・・絶縁膜、13.26・・・・・
・コンタクト窓。 U′−聾
シールドベース縦型MO8PETのそれぞれ断面図、平
面図である。第2図(a)、第2図(b)は、本発明の
実施例を示すカスコード接続シールドベース縦置MO8
II’g’rのそれぞれ平面図、断面図である。岡。 図において。 l、14・・・・・・ゲート電極、 2,115・・・
・・・ソース電極。 3.16・・・・・・ドレイン電極、4.17・・・・
・・P導電型シールトヘース領域、5.18・・・・・
・N 導電mソース領域、6.19・・・・・・P
導電型ベース領域、7.20・・・・・・チャネル領域
、8.21・・・・・・N導電製抵抗層ドレイン領域、
9.22・・・・・・シールドベース間N4電徴ドレイ
ン領域、10.23・・・・・・N導電型ドレイン領域
、11.24・・・・・・N+導電型ドレイン領域、
12.25・・・・・・絶縁膜、13.26・・・・・
・コンタクト窓。 U′−聾
Claims (1)
- ソース領域と、該ソース領域に隣接するベース領域とに
接する電極が一主面がわのコンタクト窓を介して設けら
れ、ドレイン電極が他主面がわに設けられ、前記コンタ
クト窓が点状に設けられていることを特徴とする電界効
果トランジスタ0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56103534A JPS586170A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56103534A JPS586170A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 電界効果トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586170A true JPS586170A (ja) | 1983-01-13 |
Family
ID=14356527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56103534A Pending JPS586170A (ja) | 1981-07-02 | 1981-07-02 | 電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586170A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168263A (ja) * | 1985-01-20 | 1986-07-29 | Tdk Corp | 半導体装置 |
| JPS62113477A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-05-25 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 絶縁ゲ−ト形半導体装置 |
| US4803533A (en) * | 1986-09-30 | 1989-02-07 | General Electric Company | IGT and MOSFET devices having reduced channel width |
| US4956700A (en) * | 1987-08-17 | 1990-09-11 | Siliconix Incorporated | Integrated circuit with high power, vertical output transistor capability |
-
1981
- 1981-07-02 JP JP56103534A patent/JPS586170A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168263A (ja) * | 1985-01-20 | 1986-07-29 | Tdk Corp | 半導体装置 |
| JPS62113477A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-05-25 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 絶縁ゲ−ト形半導体装置 |
| US4803533A (en) * | 1986-09-30 | 1989-02-07 | General Electric Company | IGT and MOSFET devices having reduced channel width |
| US4956700A (en) * | 1987-08-17 | 1990-09-11 | Siliconix Incorporated | Integrated circuit with high power, vertical output transistor capability |
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