JP2000138370A - Mosfet - Google Patents
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- JP2000138370A JP2000138370A JP10310046A JP31004698A JP2000138370A JP 2000138370 A JP2000138370 A JP 2000138370A JP 10310046 A JP10310046 A JP 10310046A JP 31004698 A JP31004698 A JP 31004698A JP 2000138370 A JP2000138370 A JP 2000138370A
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- polysilicon layer
- layer
- gate electrode
- recess
- mosfet
- 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
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の表面
に設けられた凹部にポリシリコン層がゲート領域として
埋設されられたMOSFETに関するものである。The present invention relates to a MOSFET in which a polysilicon layer is buried as a gate region in a recess provided on the surface of a semiconductor substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種のMOSFETとして、図3に示
したものが存在する。このものは、一方の表面にソース
電極S が設けられるとともに他方の表面にドレイン電極
D が設けられた半導体基板B と、半導体基板B の一方の
表面から掘設されて内方面に絶縁膜A1を有した凹部A
と、凹部A に埋設された同一導電型からなるポリシリコ
ン層P と、ポリシリコン層P の外表面に設けられたゲー
ト電極G と、ゲート電極Gにより制御されてソース電極S
とドレイン電極D との間を絶縁層A1に沿って導通させ
るチャネル層C と、を備えている。2. Description of the Related Art As this kind of MOSFET, there is one shown in FIG. It has a source electrode S on one surface and a drain electrode on the other surface.
A semiconductor substrate B which D is provided, the recess A having an insulating film A 1 on the inner surface are Ho設from one surface of the semiconductor substrate B
A polysilicon layer P of the same conductivity type buried in the recess A, a gate electrode G provided on the outer surface of the polysilicon layer P, and a source electrode S controlled by the gate electrode G.
And a, a channel layer C to conduct along the insulating layer A 1 between the drain electrode D and.
【0003】次に、このものの動作を説明する。ソース
電極S から注入された電子は、第1の表面寄りに設けら
れた拡散層E を通った後、ゲート電極G とソース電極S
との間に印加される電位差により絶縁層A1に沿って導通
状態が制御されるチャネル層C を通り、第2の表面寄り
の設けられた拡散層F を通って、ドレイン電極D に抜け
るようになる。Next, the operation of the above device will be described. The electrons injected from the source electrode S pass through the diffusion layer E provided near the first surface, and then pass through the gate electrode G and the source electrode S.
Through the channel layer C whose conduction state is controlled along the insulating layer A 1 by the potential difference applied between the first electrode and the drain electrode D through the diffusion layer F provided near the second surface. become.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のMOS
FETにあっては、凹部A の内方面の絶縁膜A1のうち、
ポリシリコン層P と拡散層F との間に位置する部分A11
が、図3に示すようなゲートドレイン間静電容量を持つ
ようになり、その静電容量がMOSFETの入力容量と
して働くことになって、動作速度を遅くするという問題
点があった。SUMMARY OF THE INVENTION The conventional MOS described above
In the case of the FET, of the insulating film A 1 on the inner surface of the concave portion A,
Portion A 11 located between polysilicon layer P and diffusion layer F
However, there is a problem in that the device has a gate-drain capacitance as shown in FIG. 3 and the capacitance acts as an input capacitance of the MOSFET, thereby lowering the operation speed.
【0005】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、動作速度が遅くならな
いMOSFETを提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a MOSFET whose operating speed does not decrease.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明は、一方の表面にソース電
極が設けられるとともに他方の表面にドレイン電極が設
けられた半導体基板と、半導体基板の一方の表面から掘
設されて内方面に絶縁膜を有した凹部と、凹部に埋設さ
れたポリシリコン層と、ポリシリコン層の外表面に設け
られたゲート電極と、ゲート電極により制御されてソー
ス電極とドレイン電極との間を絶縁層に沿って導通させ
るチャネル層と、を備えたMOSFETにおいて、前記
ポリシリコン層は、前記ゲート電極が外表面に設けられ
た第1のポリシリコン層及びその第1のポリシリコン層
とは導電型が異なり第1のポリシリコン層よりも前記他
方の表面寄りに設けられた第2のポリシリコン層を有し
た構成にしてある。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a semiconductor substrate having a source electrode provided on one surface and a drain electrode provided on the other surface; A concave portion dug from one surface of the semiconductor substrate and having an insulating film on an inner surface, a polysilicon layer buried in the concave portion, a gate electrode provided on an outer surface of the polysilicon layer, and controlled by the gate electrode And a channel layer that conducts between the source electrode and the drain electrode along the insulating layer, wherein the polysilicon layer is a first polysilicon layer having the gate electrode provided on an outer surface thereof. And a second polysilicon layer having a conductivity type different from that of the first polysilicon layer and provided closer to the other surface than the first polysilicon layer.
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記凹部は、前記一方の表面から遠ざかる
ほど開口面積が小さくなるよう掘設された構成にしてあ
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the concave portion is dug so that the opening area decreases as the distance from the one surface increases.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態を図1に基
づいて以下に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0009】1 はn型の半導体基板で、その一方の表面
にソース電極S が設けられるとともに、他方の表面にド
レイン電極D が設けられている。この半導体基板1 は、
一方の表面から、例えば、RIE等により掘設されて井
戸型の凹部1aが形成され、この凹部1aの内方面に絶縁膜
1bが形成された後に、ポリシリコン層2 が埋設される。
このポリシリコン層2 は、まず、p型不純物が拡散さ
れ、続いて、浅い部分のみn型不純物が拡散されること
により、一方の表面寄りの上層部分が、p型の第1のポ
リシリコン層2aとなり、他方の表面寄りの下層部分が、
n型の第2のポリシリコン層2bとなっている。この第1
のポリシリコン層2aの外表面には、ゲート電極G が設け
られている。なお、この第1及び第2のポリシリコン層
2a,2b を形成するにあたって、初めに、p型不純物を含
んだポリシリコン層を凹部1aに埋設してから、続いて、
n型不純物を拡散させてもよい。Reference numeral 1 denotes an n-type semiconductor substrate having a source electrode S provided on one surface and a drain electrode D provided on the other surface. This semiconductor substrate 1
For example, a well-shaped recess 1a is formed from one surface by RIE or the like, and an insulating film is formed on the inner surface of the recess 1a.
After the formation of 1b, the polysilicon layer 2 is buried.
The polysilicon layer 2 is formed by first diffusing a p-type impurity and then diffusing an n-type impurity only in a shallow portion, so that an upper layer near one surface has a p-type first polysilicon layer. 2a, and the lower part near the other surface is
This is an n-type second polysilicon layer 2b. This first
A gate electrode G is provided on the outer surface of the polysilicon layer 2a. The first and second polysilicon layers
In forming 2a, 2b, first, a polysilicon layer containing a p-type impurity is buried in the concave portion 1a, and then,
An n-type impurity may be diffused.
【0010】また、この半導体基板1 は、第1の表面か
ら順に、n型拡散層1c、p型拡散層1d、n型エピタキシ
ャル層1e、n型シリコン層1fとなっており、p型拡散層
1dにおける前述した絶縁層1bに沿った部分が、ゲート電
極G により制御されてソース電極S とドレイン電極D と
の間を導通させるチャネル層3 となっている。The semiconductor substrate 1 includes an n-type diffusion layer 1c, a p-type diffusion layer 1d, an n-type epitaxial layer 1e, and an n-type silicon layer 1f in this order from the first surface.
The portion of 1d along the above-described insulating layer 1b serves as a channel layer 3 controlled by the gate electrode G to conduct between the source electrode S and the drain electrode D.
【0011】次に、このものの動作を説明する。ソース
電極S から注入された電子は、n型拡散層1cを通り、続
いてチャネル層3 を通過して、n型エピタキシャル層1e
及びn型シリコン層1fを通過して、ドレイン電極D へ抜
けることとなる。Next, the operation of this device will be described. The electrons injected from the source electrode S pass through the n-type diffusion layer 1c and then pass through the channel layer 3 to form the n-type epitaxial layer 1e.
And through the n-type silicon layer 1f to escape to the drain electrode D.
【0012】かかるMOSFETにあっては、ゲート電
極G が外表面に設けられた第1のポリシリコン層2aは、
第1のポリシリコン層2aよりも他方の表面寄りに設けら
れた第2のポリシリコン層2bとは導電型が異なるから、
第1のポリシリコン層2aと第2のポリシリコン層2bとの
界面のPN接合面でもって、両ポリシリコン層2a,2bが
電気的に分離されているので、ゲートドレイン間静電容
量を持つ部分は、従来例とは異なって、第1のポリシリ
コン層2aとドレイン電極側の半導体層であるn型エピタ
キシャル層1eとの間の部分X だけになって小さくなるか
ら、動作速度が遅くならなくなる。In such a MOSFET, the first polysilicon layer 2a having the gate electrode G provided on the outer surface is
Since the conductivity type is different from the second polysilicon layer 2b provided closer to the other surface than the first polysilicon layer 2a,
Since the two polysilicon layers 2a and 2b are electrically separated by the PN junction surface at the interface between the first polysilicon layer 2a and the second polysilicon layer 2b, they have a gate-drain capacitance. Unlike the conventional example, the portion becomes only the portion X between the first polysilicon layer 2a and the n-type epitaxial layer 1e which is the semiconductor layer on the drain electrode side, and becomes small. Disappears.
【0013】次に、本発明の第2実施形態を図2に基づ
いて以下に説明する。なお、第1実施形態と実質的に同
一の機能を有する部分には同一の符号を付し、第1実施
形態と異なるところのみ記す。第1実施形態では、凹部
1aは、井戸型に形成されているのに対し、本実施形態で
は、シリコン単結晶基板の<100>面の異方性エッチ
ングにより、一方の表面から遠ざかるほど開口面積が小
さい断面V字型に形成されている。Next, a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Note that portions having substantially the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only the differences from the first embodiment will be described. In the first embodiment, the concave portion
1a is formed in a well shape, whereas in the present embodiment, the anisotropic etching of the <100> plane of the silicon single crystal substrate results in a V-shaped cross section having a smaller opening area as the distance from one surface increases. Is formed.
【0014】かかるMOSFETにあっては、第1実施
形態の効果に加えて、一般に凹部1aを充填するとき、凹
部1aにおける隅部には、充填しにくくなるけれども、凹
部1aが、一方の表面から遠ざかるほど開口面積が小さく
なるよう掘設されているから、充填しにくくなるという
ことがなくなる。In such a MOSFET, in addition to the effect of the first embodiment, in general, when filling the recess 1a, it is difficult to fill the corner of the recess 1a. The hole is dug so that the opening area becomes smaller as the distance increases, so that the filling does not become difficult.
【0015】なお、第1及び第2実施形態では、ポリシ
リコン層2 は、第1のポリシリコン層及び第2のポリシ
リコン層からなるが、これらのポリシリコン層を有した
3層以上の構成であっても、同様の効果を奏することが
できる。In the first and second embodiments, the polysilicon layer 2 is composed of a first polysilicon layer and a second polysilicon layer. The polysilicon layer 2 has three or more layers having these polysilicon layers. However, a similar effect can be obtained.
【0016】[0016]
【発明の効果】請求項1記載の発明は、ゲート電極が外
表面に設けられた第1のポリシリコン層は、第1のポリ
シリコン層よりも他方の表面寄りに設けられた第2のポ
リシリコン層とは導電型が異なるから、第1のポリシリ
コン層と第2のポリシリコン層との界面のPN接合面で
もって、両ポリシリコン層が電気的に分離されているの
で、ゲートドレイン間静電容量を持つ部分は、従来例と
は異なって、第1のポリシリコン層とドレイン電極側の
半導体層との間だけになって小さくなるから、動作速度
が遅くならなくなる。According to the first aspect of the present invention, the first polysilicon layer provided on the outer surface with the gate electrode is provided on the second polysilicon layer provided closer to the other surface than the first polysilicon layer. Since the conductivity type is different from that of the silicon layer, both polysilicon layers are electrically separated by the PN junction surface at the interface between the first polysilicon layer and the second polysilicon layer. Unlike the conventional example, the portion having the capacitance becomes smaller only between the first polysilicon layer and the semiconductor layer on the side of the drain electrode, so that the operation speed does not decrease.
【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明の効果に加えて、一般に凹部を充填するとき、凹部に
おける隅部には、充填しにくくなるけれども、凹部が、
一方の表面から遠ざかるほど開口面積が小さくなるよう
掘設されているから、充填しにくくなるということがな
くなる。According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, when the concave portion is generally filled, it is difficult to fill the corner portion of the concave portion.
Since the hole is dug so that the opening area becomes smaller as the distance from the one surface increases, the filling does not become difficult.
【図1】本発明の第1実施形態の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施形態の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図3】従来例の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional example.
【図4】同上の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the above.
1 半導体基板 1a 凹部 1b 絶縁膜 2 ポリシリコン層 2a 第1のポリシリコン層 2b 第2のポリシリコン層 3 チャネル層 D ドレイン電極 G ゲート電極 S ソース電極 1 semiconductor substrate 1a recess 1b insulating film 2 polysilicon layer 2a first polysilicon layer 2b second polysilicon layer 3 channel layer D drain electrode G gate electrode S source electrode
Claims (2)
ともに他方の表面にドレイン電極が設けられた半導体基
板と、半導体基板の一方の表面から掘設されて内方面に
絶縁膜を有した凹部と、凹部に埋設されたポリシリコン
層と、ポリシリコン層の外表面に設けられたゲート電極
と、ゲート電極により制御されてソース電極とドレイン
電極との間を絶縁層に沿って導通させるチャネル層と、
を備えたMOSFETにおいて、 前記ポリシリコン層は、前記ゲート電極が外表面に設け
られた第1のポリシリコン層及びその第1のポリシリコ
ン層とは導電型が異なり第1のポリシリコン層よりも前
記他方の表面寄りに設けられた第2のポリシリコン層を
有してなることを特徴とするMOSFET。1. A semiconductor substrate having a source electrode provided on one surface and a drain electrode provided on the other surface, and a concave portion dug from one surface of the semiconductor substrate and having an insulating film on an inner surface. A polysilicon layer buried in the recess, a gate electrode provided on the outer surface of the polysilicon layer, and a channel layer controlled by the gate electrode to conduct between the source electrode and the drain electrode along the insulating layer. ,
Wherein the polysilicon layer has a conductivity type different from that of the first polysilicon layer and the first polysilicon layer in which the gate electrode is provided on the outer surface, and the polysilicon layer has a higher conductivity type than the first polysilicon layer. A MOSFET comprising a second polysilicon layer provided near the other surface.
るほど開口面積が小さくなるよう掘設されたことを特徴
とする請求項1記載のMOSFET。2. The MOSFET according to claim 1, wherein the recess is dug so that the opening area decreases as the distance from the one surface increases.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10310046A JP2000138370A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Mosfet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10310046A JP2000138370A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Mosfet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000138370A true JP2000138370A (en) | 2000-05-16 |
Family
ID=18000523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10310046A Pending JP2000138370A (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Mosfet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000138370A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001156288A (en) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Toyota Motor Corp | Semiconductor device |
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CN113437141A (en) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 电子科技大学 | Floating P-region CSTBT device with polysilicon diode grid structure |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP10310046A patent/JP2000138370A/en active Pending
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US9245999B2 (en) | 2012-12-07 | 2016-01-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
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