JPS6116574A - 電界効果トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

電界効果トランジスタおよびその製造方法

Info

Publication number
JPS6116574A
JPS6116574A JP59138328A JP13832884A JPS6116574A JP S6116574 A JPS6116574 A JP S6116574A JP 59138328 A JP59138328 A JP 59138328A JP 13832884 A JP13832884 A JP 13832884A JP S6116574 A JPS6116574 A JP S6116574A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type silicon
semiconductor layer
semiconductor substrate
groove
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
Application number
JP59138328A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Shimano
嶋野 彰夫
Hironori Nagasaki
博記 長崎
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP59138328A priority Critical patent/JPS6116574A/ja
Publication of JPS6116574A publication Critical patent/JPS6116574A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/64Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/66Vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/668Vertical DMOS [VDMOS] FETs having trench gate electrodes, e.g. UMOS transistors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/028Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/0291Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/0295Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs using recessing of the source electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/028Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs
    • H10D30/0291Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs
    • H10D30/0297Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs using recessing of the gate electrodes, e.g. to form trench gate electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H10D64/251Source or drain electrodes for field-effect devices
    • H10D64/252Source or drain electrodes for field-effect devices for vertical or pseudo-vertical devices
    • H10D64/2527Source or drain electrodes for field-effect devices for vertical or pseudo-vertical devices for vertical devices wherein the source or drain electrodes are recessed in semiconductor bodies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/101Integrated devices comprising main components and built-in components, e.g. IGBT having built-in freewheel diode
    • H10D84/141VDMOS having built-in components
    • H10D84/146VDMOS having built-in components the built-in components being Schottky barrier diodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/27Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
    • H10D64/311Gate electrodes for field-effect devices
    • H10D64/411Gate electrodes for field-effect devices for FETs
    • H10D64/511Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs
    • H10D64/512Disposition of the gate electrodes, e.g. buried gates
    • H10D64/513Disposition of the gate electrodes, e.g. buried gates within recesses in the substrate, e.g. trench gates, groove gates or buried gates

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (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 本発明はモータ駆動などに用いられる大電力形電界効果
トランジスタおよびその製造方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来よりディジタル集積回路や高周波増幅回路などに用
いられてきた絶縁ゲート形電界効果トランジスタc以下
MO5FETと略す)は近年パワーエレクトロニクス分
野にも進出しバイポーラトランジスタで実現できなかっ
た機器の高速化、低消費電力化、小型・軽量化を実現し
ている。
以下、図面を参照しながら、上述した従来の大電力形電
界効果トランジスタとしてV溝形MO8F、ETについ
て説明する。
第1図は従来のV溝形MO8FETの構造断面図を示す
ものである。第1図において1はドレイン電極となるn
形シリコン基板、2はチャンネルを形成するだめのp形
シリコン拡散層、3はソース電極となるn形シリコン拡
散層、4はV溝のp形シリコン拡散層面にチャンネルを
形成または消滅させるためにバイアス電圧を印加するゲ
ート電極、5はゲート電極4を電気的に絶縁するだめの
二酸化シリコン膜、6はn形シリコン拡散層3およびp
形シリコン拡散層2に接触して設けられたソース電極、
7はn形シリコン基板1に接触して設けられたドレイン
電極である。
以上のように構成されたV溝形MO8FETについて、
以下モータの如く誘導性負荷を駆動する場合の動作につ
いて説明する。第2図に示すように誘導性負荷9を有す
るV溝形MO8FXT 8のゲート電極にしきい電圧(
これをvTとする)以下の電圧を印加するとMOSFE
T sのソース・ドレイン間に電流が流れないためドレ
イン電極にかかる電圧はほぼ電源電圧(これを”DDと
する)に等しくなる。次にゲート電極に加える電圧をv
T以上とするMOSFET8のソース・ドレイン間に電
流が流れはじめるが誘導性負荷の自己誘導作用のため一
時的にドレイン電位が負となることがある。この時第1
図のような従来のV溝形MO8FETではスイッチング
時間が長くなるという欠点を有していた。なぜならばソ
ース電極に対してドレイン電極の電位が負になった時第
1図n形シリコン基板1とp形シリコン層2で形成され
るpn接合が順方向にバイアスされるためこの接合に少
数キャリアが蓄積され、ドレイン電圧が正に回復した後
も蓄積された少数キャリアを消滅させるだめの時間を要
するからである。このため誘導性負荷を駆動する場合に
もスイッチング時間の短い電界効果トランジスタの開発
が望まれていた。
発明の目的 本発明は上記従来技術に鑑みてなされたもので、誘導性
負荷駆動時においてもスイッチング時間、の短い電界効
果トランジスタおよびその製造方法を提供するものであ
る。
発明の構成 この目的を達成するために本発明の電界効果トランジス
タおよびその製造方法は半導体基板上にその半導体基板
と伝導形の異なる第1の半導体層と更にその上に半導体
基板と同一伝導形の第2の半導体層が形成され、半導体
基板てまで到る複数個の溝が形成され、その溝のうち少
なくとも1個の表面に絶縁膜と導電膜が順次形成され、
他の溝の表面には第2の半導体層とはオーミック接弊と
なり、半導体基板とはショットキー接触となる金属もし
くは金属化合物が付着していることから構成されている
。この構成によってソース電極に対してドレイン電極の
電位が負になった場合、ショットキー接合の順方向立ち
上り電圧がpn接合のそれに比べ小さいためソース電極
よりトレイン電極に流れる電流はショットキー接合に集
中し、pn接合にはわずかの電流しか流れない。従って
少数キャリアが蓄積されずスイッチング時間を著しく短
縮できることとなる。
実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第3図は本発明の一実施例における電界効果ト
ランジスタの構造断面図を示すものである。第3図にお
いて1はn形シリコン基板、2はp形シリコン拡散層、
3はn形シリコン拡散層、4はゲート電極、5は二酸化
シリコン膜、6はソース電極、7はドレイン電極で以上
は第1図の構成と同じものである。1oはn形シリコン
拡散層3とオーミック接触を、n形シリコン基板とショ
ットキー接触を形成するシリサイド電極である。以上の
ように構成された本発明におけるV溝形電界効果トラン
ジスタの製造方法について以下説明する。まず比抵抗0
.01Ωmのn形シリコン基板上の比抵抗250m、厚
さ40μmのn形エピタキシャル層11に硼素および砒
素をイオン注入・拡散させ第4図aに示すようなp形シ
リコン拡散層2とn形シリコン拡散層3を形成した。次
に二酸化シリコン膜をマスクとして飽和アンモニア水の
中でシリコンを異方性エツチングし第4図すのようにV
字形溝を多数形成した。その後シリコン基板を熱酸化し
てゲート酸化膜6を形成するが第4図Cに示すように1
つおきにV溝部分の酸化膜を除去した。次にシリコン基
板全面に白金を高周波スパッタ法で蒸着した。これを5
00℃で熱処理するとシリコン上に付着した白金は容易
にシリコンと反応し白金シリサイドを形成する。熱処理
後王水中で処理すれば酸化膜上の未反応の白金は除去さ
れ第4図dのように白金シリサイド層10だけ選択的に
残すことができる。この白金シリサイド層は不純物濃度
1o crn 程度のn形シリコン拡散層3とはオーミ
ック接触となるが、不純物濃度10” ’cm 3 程
度のn形エピタキシャル層11とは良好なショットキー
接触を形成する。最後に第4図eに示すようにアルミニ
ウムを蒸着、バターニングしてゲート電極4とソース電
極6を形成し、シリコン基板裏面にはクロム−ニッケル
を蒸着してドレイン電極7を形成し本発明におけるV溝
形MO8FETを完成させた。
以上のように製作された本発明のV溝形MO8FETの
動作について以下説明する。ソース電極6に対してドレ
イン電極7の電位が正の時の動作は第1図の従来のV溝
形MO8FETの場合と同一である。第4図eの白金シ
リサイド層10とn形エピタキシャル層11からなるシ
ョットキー接合は逆方向となりその耐圧はn形エピタキ
シャル層11の比抵抗と厚さで決定されp形シリコン拡
散層2とn形エピタキシャル層11からなるpn接合の
耐圧とほぼ同じとなるのでドレイン耐圧が劣化すること
はない。次にソース電極に対してドレイン電極の電位が
負の場合を考えると、前述のショットキー接合およびp
n接合は共に順方向にバイアスされるがショットキー接
合の順方向立ち上り電圧はpn接合のそれに比べ0.2
〜0.3 V低いために、ソース電極よりトレイン電極
に流れる電流のほとんどは白金シリサイド層1゜とn形
エピタキシャル層11からなるショットキー接合に集中
しp形シリコン拡散層2とn形エピタキシャル層11か
らなるpn接合にはほとんど流れない。ショットキー接
合は多数キャリアによって電流が流れ少数キャリアが蓄
積されることがないので本実施例では従来蓄積された少
数キャリアを消滅させるのに要した時間が大幅に短縮さ
れ高速スイッチングが達成される。
ソース電極よりトレイン電極へ1人の順方向電流を流し
ておき、1人の逆方向電流に切シ換えたのち0.1人に
丑で回復するのに要する時間を比較すると、第1図に示
した従来のV溝形MO5FETでは1μsであったのに
対し、本実施例では100nSと約1/10に短縮され
た。
以上のように本実施例によれば、ソース電極をドレイン
領域にまで到る溝に形成しドレイン領域とソース電極と
の間にショットキー接合を設けることにより、少数キャ
リアの蓄積がなく逆方向回復時間の短いMOSFETを
得ることができる。
なお、本実施例ではNチャンネルMO8FETとしたが
p形半導体基板上にn形半導体層、p形半導体層を順次
形成して作製されるpチャンネルFETについても同様
の効果が考えられる。
発明の効果 以上のように本発明は、中間層の伝導形が異なる三層半
導体構造に上部半導体層より下部半導体部に到る溝が形
成され、一部の溝の表面に絶縁膜と導電膜が順次形成さ
れ他の溝の表面には上部半導体層とオーミック接触とな
り下部半導体部とはショットキー接触となる金属もしく
は金属化合物が付着している構造により、逆回復時間の
著しく短い電界効果トランジスタを得ることができ、そ
の実用的効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のV溝形MO5IrKTの構造断面図、第
2図は誘導性負荷駆動回路と電位波形を水切の一実施例
におけるV溝形MO8F’ETの製造工程図である。 1・・・・・・n形シリコン基板、2・・・・・p形シ
リコン拡散層、3・・・・・・n形シリコン拡散層、4
・・・・・ゲート電極、5・・・・・二酸化シリコン膜
、6・・ソース電極、7・・・・・・ドレイン電極、8
・・・・MOSFET。 9・・・・・・誘導性負荷、10・・・・・シリサイド
電極、11・・・・・・n形シリコンエピタキシャル層
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1基筒 
1 図 \l 第2図 第3図 第4図 \l

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に前記半導体基板と伝導形の異なる
    第1の半導体層、さらに前記第1の半導体層上に前記半
    導体基板と同じ伝導形の第2の半導体層を有し、前記第
    2の半導体層表面より半導体基板に到る複数個の溝が形
    成され、前記溝のうち少なくとも1個の溝の表面に絶縁
    膜と導電膜が順次形成され、他の溝の表面に第2の半導
    体層とオーミック接触となり前記半導体基板とショット
    キー接触となる金属もしくは金属化合物が付着している
    ことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  2. (2)半導体基板がn形シリコン基板、第1の半導体層
    がp形シリコン層、第2の半導体層がn形シリコン層で
    あり前記第2の半導体層の不純物濃度が前記半導体基板
    の不純物濃度より大きいことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の電界効果トランジスタ。
  3. (3)半導体基板上に前記半導体基板と伝導形の異なる
    第1の半導体層を形成する工程と、前記第1の半導体層
    上に前記半導体基板と同一の伝導形の第2の半導体層を
    形成する工程と、前記第2の半導体層表面より前記半導
    体基板に到る溝を形成する工程と、前記溝のうち少なく
    とも1個の溝の表面に絶縁膜とさらに絶縁膜上に導電膜
    を形成する工程と、他の溝の表面に前記第2の半導体層
    とはオーミック接触となり前記半導体基板とはショット
    キー接触となる金属または金属化合物を付着させる工程
    を備えたことを特徴とする電界効果トランジスタの製造
    方法。
  4. (4)半導体基板がn形シリコン基板、第1の半導体層
    がp形シリコン層、第2の半導体層がn形シリコン層で
    あり前記第2の半導体層の不純物濃度が前記半導体基板
    の不純物濃度より大きいことを特徴とする特許請求の範
    囲第3項記載の電界効果トランジスタの製造方法。
JP59138328A 1984-07-03 1984-07-03 電界効果トランジスタおよびその製造方法 Pending JPS6116574A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59138328A JPS6116574A (ja) 1984-07-03 1984-07-03 電界効果トランジスタおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59138328A JPS6116574A (ja) 1984-07-03 1984-07-03 電界効果トランジスタおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6116574A true JPS6116574A (ja) 1986-01-24

Family

ID=15219332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59138328A Pending JPS6116574A (ja) 1984-07-03 1984-07-03 電界効果トランジスタおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6116574A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62296474A (ja) * 1986-06-17 1987-12-23 Nissan Motor Co Ltd 縦形mosfet
JPS63224260A (ja) * 1987-03-12 1988-09-19 Nippon Denso Co Ltd 導電変調型mosfet
JPH01220475A (ja) * 1988-02-29 1989-09-04 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
JP2005501408A (ja) * 2001-08-23 2005-01-13 ゼネラル セミコンダクター,インク. トレンチショットキー整流器が組み込まれたトレンチ二重拡散金属酸化膜半導体トランジスタ
JP2024124977A (ja) * 2023-03-03 2024-09-13 株式会社東芝 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62296474A (ja) * 1986-06-17 1987-12-23 Nissan Motor Co Ltd 縦形mosfet
JPS63224260A (ja) * 1987-03-12 1988-09-19 Nippon Denso Co Ltd 導電変調型mosfet
JPH01220475A (ja) * 1988-02-29 1989-09-04 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
JP2005501408A (ja) * 2001-08-23 2005-01-13 ゼネラル セミコンダクター,インク. トレンチショットキー整流器が組み込まれたトレンチ二重拡散金属酸化膜半導体トランジスタ
JP4874516B2 (ja) * 2001-08-23 2012-02-15 ゼネラル セミコンダクター,インク. トレンチショットキー整流器が組み込まれたトレンチ二重拡散金属酸化膜半導体トランジスタ
JP2024124977A (ja) * 2023-03-03 2024-09-13 株式会社東芝 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3156300B2 (ja) 縦型半導体装置
EP0336393B1 (en) Semiconductor device having a structure which makes parasitic transistors hard to operate and method of manufacture thereof
JPH06334189A (ja) 電力mos装置用集積構造電流感知抵抗
JPH02143566A (ja) 二重拡散形絶縁ゲート電界効果トランジスタ
JPS6116574A (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法
JP3113426B2 (ja) 絶縁ゲート半導体装置及びその製造方法
JPH0752770B2 (ja) 導電変調型mosfet
JPS6149474A (ja) 電界効果トランジスタおよびその製造方法
JPH0436584B2 (ja)
JPS6211017Y2 (ja)
JP3192857B2 (ja) 縦型mos半導体装置及びその製造方法
JP2513640B2 (ja) 導電変調型mosfet
JP3105237B2 (ja) Dmos型半導体装置の製造方法
JPS6298663A (ja) 半導体集積回路装置
JP3210146B2 (ja) 半導体装置
JPS62229977A (ja) 導電変調型mosfetの製造方法
JPS60175457A (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
JPS59214263A (ja) 二重拡散形絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタ
JPS62137870A (ja) Misトランジスタの製造方法
JP2937016B2 (ja) 伝導度変調型電界効果トランジスタ
JPH02296342A (ja) Mosfetの製造方法
JPH0582786A (ja) Mos型トランジスタ
JPS59181669A (ja) Mos型半導体装置
JP2718911B2 (ja) 導電変調型mosfet
JPH01134974A (ja) 縦型mosfet