DE19541497B4 - Lateraler Feldeffekttransistor - Google Patents

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Abstract

Lateraler Feldeffekttransistor, umfassend:
ein Halbleitersubstrat,
eine auf dem Halbleitersubstrat ausgebildete Sourcezone, die eine Mehrzahl von sich in einer ersten Richtung erstreckenden Sourcezonen-Streifen umfaßt,
eine auf dem Halbleitersubstrat ausgebildete Drainzone, die eine Mehrzahl von sich in der ersten Richtung erstreckenden Drainzonen-Streifen umfaßt, welche mit den Sourcezonen-Streifen abwechselnd in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung angeordnet sind,
eine Sourceelektrode (510) mit einer ersten Sourceelektroden-Schicht (510), die auf einem ersten Zwischenschichtisolierfilm einen jeweiligen Sourceelektroden-Streifen über jedem Sourcezonen-Streifen aufweist, der über wenigstens einen Sourcekontakt (514) mit dem Sourcezonen-Streifen verbunden ist,
eine Drainelektrode mit einer ersten Drainelektroden-Schicht (511), die auf dem ersten Zwischenschichtisolierfilm einen jeweiligen Drainelektroden-Streifen über jedem Drainzonen-Streifen aufweist, der über wenigstens einen Drainkontakt (515) mit dem Drainzonen-Streifen verbunden ist,
eine Sourceanschlußfläche, die mit der Sourceelektrode verbunden ist, und
eine Drainanschlußfläche, die mit der Drainelektrode verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Sourceelektrode eine zweite...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen lateralen Feldeffekttransistor (nachfolgend einfach als "MOSFET" bezeichnet gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein solcher lateraler MOSFET ist aus JP 63-292647 A bekannt.
  • In letzter Zeit ist man eifrig bemüht, den Durchlaßwiderstand von Halbleitervorrichtungen in elektronischen Geräten zu verringern, um den Leistungsverbrauch und die Versorgungsspannung solcher elektronischer Geräte zu senken, damit sie als tragbare Geräte eingesetzt werden können. Dafür werden Schaltelemente mit sehr niedrigem Durchlaßwiderstand von weniger als einigen 10 mΩ gesucht. Laterale Feldeffekttransistoren, die Sourceelektrode, Drainelektrode und Gateelektrode auf derselben Hauptfläche eines Substrats aufweisen, eignen sich zur Integration vieler Elemente. Die Durchlaßspannung der lateralen Feldeffekttransistoren ist insbesondere im Bereich niedriger Ströme gering, da bei diesen Transistoren der Strom nicht durch pn-Übergänge fließen muß.
  • 10 ist eine Draufsicht auf eine laterale Feldeffekttransistoranordnung, das heißt ein MOSFET-Chip 100. 11 ist eine Teilquerschnittsansicht längs der Linie XI in 10. Gemäß Darstellung in 11 ist auf einem p-leitenden Substrat 101 eine p-leitende Wannenzone 103 ausgebildet. In der Oberflächenschicht der Wannenzone 103 ist eine p-leitende Basiszone 104 ausgebildet. Eine n-leitende Sourcezone 105 ist in der Oberflächenschicht der Basiszone 104 ausgebildet. Eine n-leitende Offsetzone 106 ist in der Oberflächenschicht der Wannenzone 103 in geringem Abstand von der Basiszone 104 ausgebildet. Ein dicker Oxidfilm (LOCOS) 112 ist auf einem Teil der Offsetzone 106 ausgebildet. Eine n-leitende Drainzone 107 ist in einem Teil der Offsetzone 106 ausgebildet. Die Drainzone 107 befindet sich auf der der Basiszone 104 abgewandten Seite des Oxidfilms 112. Eine polykristalline Siliziumgateelektrode 109 ist auf einem Gateoxidfilm 108 über Teilen der Basiszone 104 und der Wannenzone 103 angeordnet, die sich zwischen der Sourcezone 105 und der Offsetzone 106 erstrecken. Eine Sourceelektrode 110 steht über einen Sourcekontakt 114 gemeinsam mit der Sourcezone 105 und der Basiszone 104 im Kontakt. Eine Drainelektrode 111 steht über einen Drainkontakt 115 mit der Drainzone 107 im Kontakt.
  • Wenn der Gateelektrode 109 des lateralen MOSFETs ein positives Signal zugeführt wird, während zwischen der Drainelektrode 111 und der Sourceelektrode 110 eine Spannung anliegt, wird in den Oberflächenschichten der Basiszone 104 und der Wannenzone 103 eine Inversionsschicht gebildet. Mit der Bildung dieser Inversionsschicht fließt ein Strom zwischen der Drainelektrode 111 und der Sourceelektrode 110. Wenn das Signal von der Gateelektrode 109 entfernt wird, verschwindet die Inversionsschicht und der Stromfluß zwischen der Drainelektrode 111 und der Sourceelektrode 110 wird unterbrochen.
  • Bei tatsächlichen MOSFETs werden die Sourcezone 105 und die Drainzone 107 oft in Form von Streifen ausgebildet, um die Länge der gegenüberliegenden Flächen von Sourcezone 105 und Drainzone 107 zu verlängern. Außerdem werden, wie in dem hier beschriebenen Fall, viele der in dem Teilschnitt von 11 gezeigten Einheiten auf einem Chip 100 angeordnet. Wie aus den 10 und 11 ersichtlich, ist dabei der in 11 zwischen den gestrichelten Linie G-G' und F-F' dargestellte Aufbau mehrfach abwechselnd an den Linien G-G' und F-F' nach rechts gespiegelt. Entsprechend sind die Source- und Drainelektroden in Streifen ausgebildet, die gemäß Darstellung in 10 jeweils an einem Ende miteinander verbunden sind, so daß zwei ineinander verschachtelte kammartige Elektrodenstrukturen entstehen. Manchmal werden auch die Sourcezone 105 und die Drainzone 107 in ähnlicher Weise kammartig ausgeführt. Der linke Teil der Basiszone 104, das heißt die äußerste Basiszone in 11 ist mit dem dicken Oxidfilm 112 bedeckt. Obwohl eine die Durchbruchsspannung der Vorrichtung bewahrende Stehspannungsstruktur auf der weiter links liegenden Seite in 11 angeordnet ist, ist diese nicht dargestellt und wird nicht beschrieben, da sich die vorliegende Erfindung nicht darauf bezieht.
  • In 10 sind punktiert die Sourcekontakte 114 und die Drainkontakte 115 dargestellt. Die mit dicken Linien umrandeten Teile stellen die Sourceelektrode 110 bzw. die Drainelektrode 111 dar. Am Ende der Sourceelektrode 110, das heißt im Bereich des die einzelnen Streifen verbindenden Stegs befindet sich eine Sourceanschlußfläche 116, die nicht mit einem Passivierungsfilm bedeckt ist, um einen Anschluß mittels Drahtbondens zu ermöglichen. Am entsprechenden Ende der Drainelektrode 111 befindet sich eine Drainanschlußfläche 117, die aus gleichem Grund ebenfalls nicht mit einem Passivierungsfilm bedeckt ist. Eine Gateanschlußfläche 124 ist mit den Gateelektroden 109 verbunden.
  • Aufgrund der Verringerung des Durchlaßwiderstands, ist der Zuleitungswiderstand zu den Elektroden, das heißt das Verhältnis des Zuleitungswiderstands zum gesamten Durchlaßwiderstand nicht mehr vernachlässigbar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine laterale Feldeffekttransistoranordnung zu schaffen, die eine Verringerung des Durchlaßwiderstands ohne Vergrößerung der Chipfläche ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine laterale Feldeffekttransistoranordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Der laterale Feldeffekttransistor gemäß der Erfindung erlaubt im Vergleich zu dem herkömmlichen von 10 bei im wesentlichen gleichem Durchlaßwiderstand eine deutliche Verringerung der Chipfläche, da die Sourceanschlußfläche und die Drainanschlußfläche über den die Source- und Drainzonen bildenden Streifen ausgebildet sind, bzw. bei gleicher Chipfläche eine Verringerung des Durchlaßwiderstands, da die aktive Fläche für den Stromfluß vergrößert ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung und weitere mit ihnen verbundene Vorteile werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf ein erstes Bezugsbeispiel der Erfindung,
  • 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A' in 1,
  • 3 eine Draufsicht auf ein zweites Bezugsbeispiel der Erfindung,
  • 4 einen Querschnitt längs der Linie B-B' in 3,
  • 5 einen Querschnitt längs der Linie C-C in 3,
  • 6 eine Draufsicht auf ein drittes Bezugsbeispiel der Erfindung,
  • 7 einen Querschnitt längs der Linie D-D' in 6,
  • 8 einen Querschnitt längs der Linie E-E' in 6,
  • 9 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 10 eine Draufsicht auf eine herkömmliche laterale MOSFET-Anordnung, und
  • 11 einen Querschnitt längs der Linie XI in 10.
  • In allen Zeichnungen sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit ähnlichen, sich nur in der Hunderterstelle unterscheidenden Bezugszahlen versehen und werden nicht jeweils gesondert erläutert.
  • 1 ist eine Draufsicht, die eine Elektrodenanordnung auf einem Chip 200 eines ersten Bezugsbeispiels eines lateralen MOSFETs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei dem MOSFET von 2 handelt es sich um einen lateralen n-Kanal-DMOSFET. Ein Querschnitt längs der Linie A-A' in 1 ist in 2 gezeigt. Gemäß Darstellung in 2 ist eine p-leitende Wannenzone 203 auf einem p-leitenden Substrat 201 ausgebildet. Eine p-leitende Basiszone 204 und eine n-leitende Sourcezone 205 sind selbst-ausgerichtet in einer Oberflächenschicht der Wannenzone 203 unter Verwendung einer Gateelektrode 209 als Maske ausgebildet. Eine n-leitende Offsetzone 206 ist in der Oberflächenschicht der Wannenzone 203 in engem Abstand von der Basiszone 204 ausgebildet. Ein dicker Oxidfilm (LOCOS) 212 ist auf einem Teil der Offsetzone 206 ausgebildet. Eine n-leitende Drainzone 207 ist in einem Teil der Offsetzone 206 ausgebildet. Die Drainzone 207 befindet sich auf der der Basiszone 204 abgewandten Seite des Oxidfilms 212. Die polykristalline Siliziumgateelektrode 209 befindet sich auf einem Gateoxidfilm 208 über Abschnitten der Basiszone 204 und der Wannenzone 203, die sich zwischen der Sourcezone 205 und der Offsetzone 206 erstrecken. Ein Streifen einer ersten Sourceelektrodenschicht 210 ist über einen Sourcekontakt 214 gemeinsam mit der Sourcezone 205 und der Basiszone 204 verbunden. Ein Streifen einer ersten Drainelektrodenschicht 211 ist über einen Drainkontakt 215 mit der Drainzone 207 verbunden. Die Streifen der ersten Sourceelektrodenschicht 210 erstrecken sich über einem Zwischenschichtisolierfilm 213 und sind jeweils breiter als der Sourcekontakt 214. Die Streifen der ersten Drainelektrodenschicht 211 erstrecken sich ebenfalls über dem Zwischenschichtisolierfilm 213 und sind jeweils breiter als der Drainkontakt 215. Die Streifen der ersten Sourceelektrodenschicht 210 und der ersten Drainelektrodenschicht 211 sind auf dem Zwischenschichtisolierfilm 213 voneinander getrennt angeordnet und nicht miteinander verbunden. Eine zweite Drainelektrodenschicht 219 ist über den Elektrodenschichten 210 und 211 auf einem Zwischenschichtisolierfilm 223 angeordnet. Die erste Drainelektrodenschicht 211 und die zweite Drainelektrodenschicht 219 sind im Bereich des Schnitts A-A in 1 nicht miteinander verbunden. Mit Ausnahme der Drainanschlußfläche 217 befindet sich ein Passivierungsfilm auf der zweiten Drainelektrodenschicht 219, der in 2 nicht erkennbar ist, da sich der in 2 dargestellte Schnitt im Bereich der Drainanschlußfläche 217 befindet. Die in 2 gezeigte Basiszone 204 ist die des äußersten Zahns einer kammartigen Basiszone. Deshalb ist auf der linken Seite der in 2 gezeigten Basiszone 204 keine Sourcezone, dafür aber der Oxidfilm 212 ausgebildet. Der weitere Aufbau rechts von der Darstellung in 2 ergibt sich durch Spiegeln des in 2 durch die beiden gestrichelten Linien abgeteilten Bereichs abwechselnd an der durch den Drainkontakt 215 verlaufenden Linie und der durch den Sourcekontakt 214 verlaufenden Linie. Die rechte Randseite ist schließlich symmetrisch zur linken Seite in 2 ausgebildet.
  • 1 zeigt die doppelten Elektrodenschichten durch dicke ausgezogene Linien und dicke gestrichelte Linien. Die dicken gestrichelten Linien bezeichnen die unten liegenden ersten Elektrodenschichten. Die kammartige erste Sourceelektrodenschicht 210 und die kammartige erste Drainelektrodenschicht 211 sind gemäß Darstellung ineinander verzahnt. Die durch dünne gepunktete Linien dargestellten Bereiche in 1, die innerhalb der dicken gestrichelten Linien liegen, bezeichnen die Sourcekontakte 214, die mit den streifenförmigen Sourcezone 205 im Kontakt stehen, bzw. die Drainkontakte 215, die mit den streifenförmigen Drainzonen 207 im Kontakt stehen. Der im oberen Teil von 1 mit der dicken ausgezogenen Linie umrandete Bereich stellt die zweite Drainelektrodenschicht 219 dar. Der im unteren Teil von 1 durch die dicke ausgezogene Linie umrandete Bereich stellt die zweite Sourceelektrodenschicht 218 dar. Die erste Sourceelektrodenschicht und die zweite Sourceelektrodenschicht sind über ein Sourceverbindungsloch 220 miteinander verbunden, das in 1 als schraffierter Bereich dargestellt und so ausgebildet ist, daß die streifenförmigen Sourcezonen 205 verbunden werden (das heißt, das Sourceverbindungsloch 220 befindet sich im Bereich des Stegs der kammartigen ersten Sourceelektrodenschicht). Die erste Drainelektrodenschicht und die zweite Drainelektrodenschicht sind über ein Drainverbindungsloch 221 miteinander verbunden, das in 1 als schraffierter Bereich dargestellt und so ausgebildet ist, daß die streifenförmigen Drainzonen 207 verbunden werden (das heißt, das Drainverbindungsloch 221 befindet sich im Bereich des Stegs der kammartigen ersten Drainelektrodenschicht). Die anderen Teile sind durch den Zwischenschichtisolierfilm 223 isoliert. Der Passivierungsfilm ist vom größten Teil über der zweiten Sourceelektrodenschicht 218 und der zweiten Drainelektrodenschicht 219 entfernt, so daß darauf die Sourceanschlußfläche 216 und die Drainanschlußfläche 217 zum Anschluß mittels Drahtbondens ausgebildet werden können. Eine Gateanschlußfläche 224 ist mit den Gateelektroden 209 verbunden. Da der dargestellte Feldeffekttransistor spannungsgesteuert ist und keinen hohen Steuerstrom erfordert, braucht die Gateanschlußfläche nicht so groß zu sein und kann am Rand des Chips 200 angeordnet werden.
  • Der MOSFET dieses ersten Bezugsbeispiels wird in gleicher Weise wie der herkömmliche von 10 betrieben. Der MOSFET dieses ersten Bezugsbeispiels erlaubt im Vergleich zu dem herkömmlichen von 10 bei im wesentlichen gleichem Durchlaßwiderstand eine deutliche Verringerung der Chipfläche, da die Sourceanschlußfläche 216 und die Drainanschlußfläche 217 über den die Source- und Drainzonen bildenden Streifen ausgebildet sind, bzw. bei gleicher Chipfläche eine Verringerung des Durchlaßwiderstands, da die aktive Fläche für den Stromfluß vergrößert ist.
  • 3 ist eine Draufsicht auf eine Elektrodenanordnung eines Chips 300 eines zweiten Bezugsbeispiels eines lateralen MOSFETs gemäß der vorliegenden Erfindung. Auch hier handelt es sich um einen lateralen n-Kanal-DMOSFET. 4 ist eine Schnittansicht längs der Linie B-B in 3, und 5 ist eine Schnittansicht längs der Linie C-C' in 3. Gemäß Darstellung in 4 ist eine p-leitende Wannenzone 303 auf einem p-leitenden Substrat 301 ausgebildet. Eine p-leitende Basiszone 304, eine n-leitende Sourcezone 305, eine n-leitende Offsetzone 306, ein (LOCOS) Oxidfilm 312, eine n-leitende Drainzone 307, ein Gateoxidfilm 308 und eine Gateelektrode 309 sind auf der Wannenzone 303 ausgebildet. Ein Streifen einer ersten Sourceelektrodenschicht 310 steht über einen Sourcekontakt 314 mit einem Streifen der Sourcezone 305 und einem Streifen der Basiszone 304 im Kontakt. Ein Streifen einer ersten Drainelektrodenschicht 311 steht über einen Drainkontakt 315 mit einem Streifen der Drainzone 307 im Kontakt. Der insoweit beschriebene Aufbau ist der gleiche wie bei dem ersten Bezugsbeispiel. Eine zweite Drainelektrodenschicht 319, die auf einem Zwischenschichtisolierfilm 323 über der ersten Sourceelektrodenschicht 310 und der ersten Drainelektrodenschicht 311 angeordnet ist, ist anders als bei dem ersten Bezugsbeispiel, mit der ersten Drainelektrodenschicht 311 über Drainverbindungslöcher 321 verbunden, die in 3 schraffiert dargestellt sind.
  • Gemäß Darstellung in 5 ist eine zweite Sourceelektrodenschicht 318 auf dem Zwischenschichtisolierfilm 323 über der ersten Sourceelektrodenschicht 310 und der ersten Drainelektrodenschicht 311 angeordnet. Die zweite Sourceelektrodenschicht 318 ist mit der ersten Sourceelektrodenschicht 310 über Sourceverbindungslöcher 320 verbunden, die in 3 ebenfalls als schraffierte Bereiche dargestellt sind.
  • In 3 sind diese doppelten Elektrodenschichten durch dicke ausgezogene Linien und dicke gestrichelte Linien dargestellt. In der Figur kennzeichnen die dicken gestrichelten Linien die unten liegenden ersten Elektrodenschichten. Die Streifen der ersten Sourceelektrodenschicht 310 sind beabstandet von und abwechselnd mit den Streifen der ersten Drainelektrodenschicht 311 angeordnet. Die durch feine Punkte eingeschlossenen und innerhalb der dicken gestrichelten Linien liegenden Bereiche stellen die Sourcekontakte 314, die mit den Streifen der Sourcezone 305 im Kontakt stehen, und die Drainkontakte 315, die mit den Streifen der Drainzone 307 im Kontakt stehen, dar. Ein durch dicke ausgezogene Linien umrandeter und im oberen Teil von 3 liegender Teil stellt die zweite Drainelektrodenschicht 319 dar. Ein durch dicke ausgezogene Linien umrandeter und im unteren Teil von 3 liegender Bereich stellt die zweite Sourceelektrodenschicht 318 dar. Die erste Sourceelektrodenschicht und die zweite Sourceelektrodenschicht sind miteinander über die Sourceverbindungslöcher 320 verbunden, die über den Streifen der Sourcezone 305 liegen. Die erste Drainelektrodenschicht und die zweite Drainelektrodenschicht sind miteinander über die Drainverbindungslöcher 321 verbunden, die über den Streifen der Drainzone 307 liegen. Die anderen Teile sind durch den Zwischenschichtisolierfilm 323 isoliert. Der Passivierungsfilm ist von den größten Teilen der zweiten Sourceelektrodenschicht 318 und der zweiten Drainelektrodenschicht 319 entfernt, so daß darauf eine Sourceanschlußfläche 316 und eine Drainanschlußfläche 317 für den Anschluß mittels Drahtbondens ausgebildet werden können. Die Gateanschlußfläche ist in gleicher Weise wie bei dem ersten Bezugsbeispiel angeordnet.
  • Der laterale MOSFET des zweiten Bezugsbeispiel wird in gleicher Weise wie der herkömmliche MOSFET der 10 und 11 betrieben und bietet ihm gegenüber die gleichen Vorteile wie das erste Bezugsbeispiel. Da darüberhinaus die Verbindungslöcher 320 und 321 für die Verbindung der ersten Elektrodenschichten mit den zweiten Elektrodenschichten unter den zweiten Elektrodenschichten (über den Source/Drainzonenstreifen) angeordnet sind, fließt der Sourcestrom nur vertikal von der unterhalb der Sourceanschlußfläche 316 liegenden Sourcezone zur zweiten Sourceelektrodenschicht 318. Damit wird der Sourcestrompfad sehr kurz und sein Verdrahtungswiderstand extrem niedrig. Gleiches gilt für den Drainstrom, der nur vertikal von der unterhalb der Drainanschlußfläche 317 liegenden Drainzone zur zweiten Drainelektrodenschicht 319 über einen sehr kurzen Weg und damit einen extrem niedrigen Verdrahtungswiderstand fließt.
  • 6 ist eine Draufsicht auf eine Elektrodenanordnung auf einem Chip 400 eines dritten Bezugsbeispiels eines lateralen MOSFETs gemäß der vorliegenden Erfindung. Wiederum handelt es sich um einen lateralen n-Kanal-DMOSFET. 7 zeigt einen Querschnitt längs der Linie D-D' in 6, und 8 zeigt den Querschnitt längs der Linie E-E in 6. Da die Halbleiterzonen in ähnlicher Weise wie bei dem ersten und dem zweiten Bezugsbeispiel auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet sind, soll sich die nachfolgende Beschreibung auf die Konfiguration der Elektroden konzentrieren. Gemäß Darstellung in 7 steht ein Streifen einer ersten Sourceelektrodenschicht 410 über einen Sourcekontakt 414 gemeinsam mit einem Streifen einer n-leitenden Sourcezone 405 und einem Streifen einer p-leitenden Basiszone 404 im Kontakt. Ein Streifen einer ersten Drainelektrodenschicht 411 ist oberhalb einer n-leitenden Drainzone 407 angeordnet. In dem in 7 gezeigten Querschnitt steht die erste Drainelektrodenschicht 411 jedoch nicht mit der Drainzone 407 im Kontakt. Die Streifen der ersten Sourceelektrodenschicht 410 erstrecken sich auf einem Zwischenschichtisolierfilm 413 und sind jeweils breiter als der Sourcekontakt 414. Die Streifen der ersten Sourceelektrodenschicht 410 sind von denen der ersten Drainelektrodenschicht 411 durch den Zwischenschichtisolierfilm 413 getrennt und nicht mit letzteren verbunden. Eine zweite Drainelektrodenschicht 419 ist über der ersten Sourceelektrodenschicht 410 und der ersten Drainelektrodenschicht 411 auf einem Zwischenschichtisolierfilm 423 angeordnet. Die zweite Drainelektrodenschicht 419 ist mit der ersten Drainelektrodenschicht 411 über Drainverbindungslöcher 421 verbunden. Ein auf der zweiten Drainelektrodenschicht 419 ausgebildeter Passivierungsfilm ist in diesem Querschnitt nicht sichtbar.
  • Gemäß Darstellung in 8 steht ein Streifen der ersten Drainelektrodenschicht 411 über einen Drainkontakt 415 mit einem Streifen einer n-leitenden Drainzone 407 im Kontakt. Die erste Sourceelektrodenschicht 410 ist über der Sourcezone 405 angeordnet. In dem Querschnitt von 8 steht die erste Sourceelektrodenschicht 410 nicht mit der Sourcezone 405 in Verbindung. Die Streifen der ersten Drainelektrodenschicht 411 erstrecken sich auf dem Zwischenschichtisolierfilm 413 und sind jeweils breiter als der Drainkontakt 415. Die Streifen der ersten Drainelektrodenschicht 411 sind von denen der ersten Sourceelektrodenschicht 410 durch den Zwischenschichtisolierfilm 413 getrennt und stehen mit letzteren nicht in Verbindung. Die zweite Sourceelektrodenschicht 418 ist über der ersten Sourceelektrodenschicht 410 und der ersten Drainelektrodenschicht 411 auf dem Zwischenschichtisolierfilm 423 angeordnet. Die zweite Sourceelektrodenschicht 418 ist mit der ersten Sourceelektrodenschicht 410 über Sourceverbindungslöcher 420 verbunden. Ein auf der zweiten Sourceelektrodenschicht 418 ausgebildeter Passivierungsfilm ist in diesem Querschnitt nicht sichtbar.
  • In 6 sind die doppelten Elektrodenschichten durch dicke ausgezogene Linie und dicke gestrichelte Linien dargestellt. Die dicken gestrichelten Linien bezeichnen die unten liegenden ersten Elektrodenschichten. Die Streifen der ersten Sourceelektrodenschicht 410 sind beabstandet von und abwechselnd mit den Streifen der ersten Drainelektrodenschicht 411 angeordnet. Durch feine Punktlinien umrandete und innerhalb der dicken gestrichelten Linien liegende Bereiche stellen die Sourcekontakte 414, die die jeweiligen Streifen der Sourcezone 405 kontaktieren, bzw. stellen die Drainkontakte 415 dar, die einen jeweiligen Streifen der Drainzone 407 kontaktieren. Der mit dicken ausgezogenen Linien umrandete, im oberen Teil von 6 liegende Bereich stellt die zweite Drainelektrodenschicht 419 dar. Der mit dicken ausgezogenen Linien umrandete und im unteren Teil von 6 liegende Bereich stellt die zweite Sourceelektrodenschicht 418 dar. Die erste Sourceelektrodenschicht und die zweite Sourceelektrodenschicht sind über die Sourceverbindungslöcher 420 miteinander verbunden, die als schraffierte Bereiche dargestellt sind. Die erste Drainelektrodenschicht und die zweite Drainelektrodenschicht sind über die Drainverbindungslöcher 421 miteinander verbunden, die ebenfalls als schraffierte Bereiche dargestellt sind. Die anderen Teile sind durch den Zwischenschichtisolierfilm 423 isoliert. Wie in 6 dargestellt, ist jeder unter der zweiten Drainelektrodenschicht 419 liegende Sourcekontakt 414 in Form eines geraden Streifens ausgebildet. Jeder unter der zweiten Sourceelektrodenschicht 418 liegende Drainkontakt 415 ist ebenfalls als gerader Streifen ausgebildet. Unterhalb der zweiten Drainelektrodenschicht 419 sind die Drainkontakte 415 abwechselnd beabstandet mit den Drainverbindungslöchern 421 ausgebildet. In ähnlicher Weise sind unterhalb der zweiten Sourceelektrodenschicht 418 die Sourcekontakte 414 abwechselnd beabstandet mit den Sourceverbindungslöchern 420 ausgebildet. Der Passivierungsfilm ist vom größten Teil über der zweiten Sourceelektrodenschicht 418 und der zweiten Drainelektrodenschicht 419 entfernt, so daß eine Sourceanschlußfläche 416 und eine Drainanschlußfläche 417 zur Ermöglichung des Anschlusses mittels Drahtbondens darauf ausgebildet werden können. Eine Gateanschlußfläche 424 ist in gleicher Weise wie bei dem ersten Bezugsbeispiel angeordnet.
  • Wie beschrieben, sind bei diesem Bezugsbeispiel die Sourcekontakte 414 abwechselnd mit den Sourceverbindungslöchern 420 ausgebildet, während die Drainkontakte 415 abwechselnd mit den Drainverbindungslöchern 421 ausgebildet sind. Der Grund dafür ist folgender. An der Stelle, wo die erste Sourceelektrodenschicht 410 mit dem Sourcekontakt 414 in Verbindung steht, neigt die erste Sourceelektrodenschicht 410 zur Ausbildung einer Senke, wie sie in 7 gezeigt ist. Es ist dann sehr schwierig, das Sourceverbindungsloch 420, welches durch den Zwischenschichtisolierfilm 423, der auf der ersten Sourceelektrodenschicht 410 abgeschieden ist, durch Abscheiden der zweiten Sourceelektrodenschicht 418 vollständig aufzufüllen. Deshalb besteht die Neigung, daß der Kontaktwiderstand zwischen der ersten und der zweiten Sourceelektrodenschicht ansteigt. Zur Vermeidung dieses Problems ist es nötig, die Öffnung für den Sourcekontakt 414 vollständig aufzufüllen und die erste Sourceelektrodenschicht 410 flach zu machen. Zur Vermeidung dieser umständlichen Verfahrensschritte sind die Sourcekontakte 414 und die Sourceverbindungslöcher 420 in Streifenlängsrichtung gegeneinander versetzt. Aus demselben Grund sind die Drainkontakte 415 und die Drainverbindungslöcher 421 in Streifenlängsrichtung gegeneinander versetzt. Obwohl im Vergleich mit dem zweiten Bezugsbeispiel die Querschnitte der Sourceverbindungslöcher 420 und der Drainverbindungslöcher 421 reduziert sind, beeinflußt dieser reduzierte Querschnitt den Widerstand nicht so sehr, da der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Elektrodenschicht kurz ist.
  • Für Experimente wurde ein lateraler n-Kanal-MOSFET mit dem Aufbau des dritten Bezugsbeispiels hergestellt. Der Abstand zwischen der Mitte eines Sourcezonenstreifens und der Mitte eines benachbarten Drainzonenstreifens, nahezu ausschließlich von der Durchbruchsspannungsklasse der Vorrichtung bestimmt, wurde auf 7,8 μm gesetzt. Die halbe Breite der ersten Sourceelektrodenschicht 410 (genauer eines Streifens) und die halbe Breite der ersten Drainelektrodenschicht 411 (genauer eines Streifens) betrugen 3,3 μm. Die erste Sourceelektrodenschicht 410 und die erste Drainelektrodenschicht 411 waren um 1,2 μm beabstandet. Die Vorrichtung war 1,5 mm hoch, 3,4 mm breit und hatte eine Fläche von 5,1 mm2. Der Durchlaßwiderstand pro Flächeneinheit innerhalb der Vorrichtung betrug 0,2 Ωmm2. Der Schichtwiderstand der ersten Elektrodenschichten aus Aluminium betrug 0,02 Ω. Der Durchlaßwiderstand innerhalb der Vorrichtung betrug 40 mΩ. Der Widerstand der ersten Aluminiumverdrahtungsschicht betrug 10 mΩ und der Gesamtdurchlaßwiderstand betrug 50 mΩ.
  • Da der Verdrahtungswiderstand der ersten Elektrodenschichten bei dem herkömmlichen lateralen n-Kanal-MOSFET der 10 und 11 20 mΩ beträgt, doppelt so viel wie der der oben beschriebenen experimentellen Vorrichtung bei gleicher Vorrichtungsgröße (mit Ausnahme der Anschlußflächen) ist der Durchlaßwiderstand bei dem MOSFET gemäß der Erfindung um 17% verbessert. Bei dem MOSFET gemäß der Erfindung ist die Chipfläche um 21%, das heißt um die Anschlußfläche von 2 × 3,4 mm × 0,2 mm = 1,36 mm2 verringert, die der herkömmliche MOSFET benötigt. Darüberhinaus erlaubt der MOSFET gemäß der Erfindung die Verwendung eines Bonddrahts mit 500 μm Durchmesser, was sehr viel dicker ist als der herkömmliche Bonddraht von 50 μm Durchmesser, was eine Verringerung des Drahtbondwiderstands erlaubt.
  • 9 ist eine Draufsicht, die eine Elektrodenanordnung auf einem Chip 500 eines Ausführungsbeispiels eines lateralen MOSFETs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in 9 gezeigte Vorrichtung hat wie das dritte Bezugsbeispiel als Streifen ausgebildete Sourceelektroden und Drainelektroden und eine Verdrahtungsstruktur, die nahezu gleich der des dritten Bezugsbeispiels ist. Gemäß Darstellung in 9 ist bei dem vorliegenden Bezugsbeispiel die Breite eines Streifens der ersten Sourceelektrodenschicht 510 unter der zweiten Sourceelektrodenschicht 518 1,3 μm einschließlich des minimalen Auslegungsregelwerts von 0,8 μm entsprechend dem einen Sourcekontakt 514 überlappenden Abschnitt. Da der Abstand zwischen den Streifenmitten der Source- und Drainzonen bei derselben Durchbruchsspannungsklasse der gleiche ist wie bei dem dritten Bezugsbeispiel, ist die Breite der Streifen der ersten Drainelektrodenschicht 511 auf 5,3 μm erweitert. In ähnlicher Weise ist die Breite der Streifen der ersten Sourceelektrodenschicht 510 unter der zweiten Drainelektrodenschicht 519 auf 5,3 μm erweitert. Daher wird der Verdrahtungswiderstand um 34% auf 6,5 mΩ bei gleicher Vorrichtungsgröße von 1,5 mm Höhe und 3,4 mm Breite wie bei dem dritten Bezugsbeispiel gesenkt. Bei dem MOSFET des Ausführungsbeispiels ist der Gesamtdurchlaßwiderstand um 7,0% auf 46,5 mΩ reduziert.

Claims (4)

  1. Lateraler Feldeffekttransistor, umfassend: ein Halbleitersubstrat, eine auf dem Halbleitersubstrat ausgebildete Sourcezone, die eine Mehrzahl von sich in einer ersten Richtung erstreckenden Sourcezonen-Streifen umfaßt, eine auf dem Halbleitersubstrat ausgebildete Drainzone, die eine Mehrzahl von sich in der ersten Richtung erstreckenden Drainzonen-Streifen umfaßt, welche mit den Sourcezonen-Streifen abwechselnd in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung angeordnet sind, eine Sourceelektrode (510) mit einer ersten Sourceelektroden-Schicht (510), die auf einem ersten Zwischenschichtisolierfilm einen jeweiligen Sourceelektroden-Streifen über jedem Sourcezonen-Streifen aufweist, der über wenigstens einen Sourcekontakt (514) mit dem Sourcezonen-Streifen verbunden ist, eine Drainelektrode mit einer ersten Drainelektroden-Schicht (511), die auf dem ersten Zwischenschichtisolierfilm einen jeweiligen Drainelektroden-Streifen über jedem Drainzonen-Streifen aufweist, der über wenigstens einen Drainkontakt (515) mit dem Drainzonen-Streifen verbunden ist, eine Sourceanschlußfläche, die mit der Sourceelektrode verbunden ist, und eine Drainanschlußfläche, die mit der Drainelektrode verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sourceelektrode eine zweite Sourceelektroden-Schicht (518) aufweist, die auf einem zweiten Zwischenschichtisolierfilm über der ersten Sourceelektroden-Schicht (510) so angeordnet ist, daß sie die Sourcezonen-Streifen und die Drainzonen-Streifen in der zweiten Richtung überdeckt und einen ersten Abschnitt der Sourcezonen-Streifen und der Drainzonen-Streifen in der ersten Richtung überdeckt, wobei die erste Sourceelektroden-Schicht (510) und die zweite Sourceelektroden-Schicht (518) über wenigstens ein den Zwischenschichtisolierfilm durchsetzendes Sourceverbindungsloch (520) miteinander verbunden sind und die Sourceanschlußfläche auf der zweiten Sourceelektroden-Schicht (518) angeordnet ist, und die Drainelektrode ebenfalls eine zweite Drainelektroden-Schicht (519) aufweist, die auf dem zweiten Zwischenschichtisolierfilm über der ersten Drainelektroden-Schicht (511) so angeordnet ist, daß sie die Sourcezonen-Streifen und die Drainzonen-Streifen in der zweiten Richtung überdeckt und einen zweiten Abschnitt der Sourcezonen-Streifen und der Drainzonen-Streifen in der ersten Richtung überdeckt, wobei die erste Drainelektroden-Schicht (511) und die zweite Drainelektroden-Schicht (519) über wenigstens ein den Zwischenschichtisolierfilm durchsetzendes Drainverbindungsloch (521) miteinander verbunden sind und die Drainanschlußfläche auf der zweiten Drainelektroden-Schicht (519) angeordnet ist, wobei unter der zweiten Drainelektroden-Schicht (519) die Sourceelektroden-Streifen in der zweiten Richtung breiter sind als die Drainelektroden-Streifen und unter der zweiten Sourceelektroden-Schicht (518) die Drainelektroden-Streifen in der zweiten Richtung breiter sind als die Sourceelektroden-Streifen.
  2. Transistor nach Anspruch 1, bei dem die erste Sourceelektroden-Schicht einen ersten Verbindungsabschnitt umfaßt, der sich in der zweiten Richtung erstreckt und jeweilige Enden der Sourceelektroden-Streifen miteinander verbindet, bei dem nur ein Sourceverbindungsloch vorgesehen ist, das mit dem ersten Verbindungsabschnitt ausgerichtet ist, bei dem die erste Drainelektroden-Schicht einen zweiten Verbindungsabschnitt umfaßt, der sich in der zweiten Richtung erstreckt und jeweilige Enden der Drainelektroden-Streifen miteinander verbindet, und bei dem nur ein Drainverbindungsloch vorgesehen ist, das mit dem zweiten Verbindungsabschnitt ausgerichtet ist.
  3. Transistor nach Anspruch 1, bei dem wenigstens ein Sourceverbindungsloch über jedem der Sourcezonen-Streifen angeordnet ist und wenigstens ein Drainverbindungsloch über jedem der Drainzonen-Streifen angeordnet ist.
  4. Transistor nach Anspruch 3, bei dem der wenigstens eine Sourcekontakt und das wenigstens eine Sourceverbindungsloch in der ersten Richtung gegeneinander versetzt sind und der wenigstens eine Drainkontakt und das wenigstens eine Drainverbindungsloch in der ersten Richtung gegeneinander versetzt sind.
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JPS63292647A (ja) * 1987-05-26 1988-11-29 Fuji Xerox Co Ltd 半導体集積回路装置

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