JP2002026321A - Mos field-effect transistor - Google Patents

Mos field-effect transistor

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JP2002026321A
JP2002026321A JP2000200256A JP2000200256A JP2002026321A JP 2002026321 A JP2002026321 A JP 2002026321A JP 2000200256 A JP2000200256 A JP 2000200256A JP 2000200256 A JP2000200256 A JP 2000200256A JP 2002026321 A JP2002026321 A JP 2002026321A
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semiconductor region
semiconductor
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semiconductor substrate
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JP2000200256A
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Akio Nakagawa
明夫 中川
Yusuke Kawaguchi
雄介 川口
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a MOSFET which can reduced switching loss at a high frequency and has a low on-resistance. SOLUTION: This MOSFET has a p-type epitaxial layer 12 formed on the main surface of a p+-type semiconductor substrate 11, n+-type diffusion layers 17A and 17B separately formed in the epitaxial layer 12, and a gate electrode 14 formed on the epitaxial layer 12 through a gate insulating film 13 between the diffusion layers 17A and 17B. The MOSFET also has a contact plug 18 which is buried in a trench formed through the epitaxial layer 12 and electrically connects the diffusion layer 17A to the substrate 11, a source electrode 25 which is formed on the rear surface of the substrate 11 and electrically connected to the substrate 11, and a drain electrode 24 which is formed on the epitaxial layer 12 through an insulating fill insulated from the diffusion layer 17A and gate electrode 14 and electrically connected to the diffusion layer 17B.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、同期整流用など
に用いられる低抵抗のMOS電界効果トランジスタ(以
下MOSFETと記す)に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-resistance MOS field-effect transistor (hereinafter referred to as MOSFET) used for synchronous rectification and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータ等のCPUに使用さ
れる電源が低電圧化するのに伴い、同期整流方式による
電源が多用されている。この電源には、従来よりトレン
チMOSFETが用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a power supply used for a CPU of a computer or the like has been reduced in voltage, a power supply of a synchronous rectification system has been frequently used. Conventionally, a trench MOSFET has been used for this power supply.

【0003】図14(a)、図14(b)を用いて、従
来の低抵抗のMOSFETについて説明する。図14
(a)は、従来のトレンチMOSFETの構成を示す断
面図である。
A conventional low-resistance MOSFET will be described with reference to FIGS. 14A and 14B. FIG.
(A) is a sectional view showing a configuration of a conventional trench MOSFET.

【0004】このトレンチMOSFETでは、ゲート1
01、ソース102、ドレイン103を有し、低抵抗に
するためにトレンチ側壁をチャネルとして用いるトレン
チゲートを採用することにより、低オン抵抗を実現して
いる。
In this trench MOSFET, the gate 1
01, a source 102, and a drain 103, a low on-resistance is realized by adopting a trench gate using a trench side wall as a channel in order to reduce the resistance.

【0005】また、高速スイッチング素子としては、図
14(b)に示すように、ゲート111、ソース11
2、ドレイン113を有する横型のMOSFETが用い
られている。
[0005] As a high-speed switching element, as shown in FIG.
2. A lateral MOSFET having a drain 113 is used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図14
(a)に示すようなトレンチMOSFETでは、ゲート
101が薄い酸化膜を介して直接ドレイン層と接触して
いるため、ゲートとドレイン間の寄生キャパシタンスが
大きい。このため、高周波のスイッチングには向いてい
ない。また、図14(b)に示すような横型のMOSF
ETでは、オン抵抗が大きいという問題がある。
However, FIG.
In the trench MOSFET as shown in FIG. 1A, the gate 101 is in direct contact with the drain layer via a thin oxide film, so that the parasitic capacitance between the gate and the drain is large. Therefore, it is not suitable for high-frequency switching. A horizontal MOSF as shown in FIG.
ET has a problem that the on-resistance is large.

【0007】そこでこの発明は、前記課題に鑑みてなさ
れたものであり、高周波でのスイッチング損失が低減で
き、オン抵抗が低いMOSFETを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a MOSFET which can reduce switching loss at high frequencies and has a low on-resistance.

【0008】また、このようなMOSFETではL負荷
で用いたとき、素子の耐圧を超えて電圧がかった場合に
アバランシェ降伏が起こり、素子が破壊するという欠点
がある。この発明では、アバランシェ降伏が起こるとき
の耐量も改善できるMOSFETを提供することを目的
とする。
Further, such a MOSFET has a drawback that, when used with an L load, avalanche breakdown occurs when a voltage exceeds the withstand voltage of the element and the element is destroyed. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a MOSFET capable of improving the withstand voltage when avalanche breakdown occurs.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明に係る第1のMOS電界効果トランジスタ
は、主面とこの主面に対向する裏面を有する第1導電型
の半導体基板と、前記半導体基板の主面上に形成された
第1半導体領域と、前記第1半導体領域に、互いに離間
して形成された第2導電型の第2、第3半導体領域と、
前記第2半導体領域と前記第3半導体領域との間の前記
第1半導体領域上に、ゲート絶縁膜を介して形成された
ゲート電極と、前記第1半導体領域に形成されたトレン
チに埋め込まれた、前記第2半導体領域と前記半導体基
板とを電気的に接続する導電体と、前記半導体基板の裏
面上に形成され、前記半導体基板に電気的に接続された
第1主電極と、前記第1半導体領域上に絶縁膜を介して
形成され、前記第2半導体領域及び前記ゲート電極と絶
縁されると共に、前記第3半導体領域に電気的に接続さ
れた第2主電極とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first MOS field effect transistor according to the present invention comprises a first conductivity type semiconductor substrate having a main surface and a back surface opposed to the main surface. A first semiconductor region formed on a main surface of the semiconductor substrate, and second and third semiconductor regions of a second conductivity type formed apart from each other in the first semiconductor region;
A gate electrode formed on the first semiconductor region between the second semiconductor region and the third semiconductor region via a gate insulating film, and embedded in a trench formed in the first semiconductor region. A conductor electrically connecting the second semiconductor region to the semiconductor substrate, a first main electrode formed on a back surface of the semiconductor substrate, and electrically connected to the semiconductor substrate; A second main electrode formed on the semiconductor region via an insulating film, insulated from the second semiconductor region and the gate electrode, and electrically connected to the third semiconductor region. And

【0010】また、この発明に係る第2のMOS電界効
果トランジスタは、主面とこの主面に対向する裏面を有
する第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板の主面
上に形成された第1半導体領域と、前記第1半導体領域
に、選択的に形成された第1導電型の第2半導体領域
と、前記第2半導体領域に形成された第2導電型の第3
半導体領域と、前記第3半導体領域と離間するように、
前記第1半導体領域に形成された第2導電型の第4半導
体領域と、前記第3半導体領域と前記第4半導体領域と
の間の前記第1半導体領域上及び第2半導体領域上に、
ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記第
1半導体領域に形成されたトレンチに埋め込まれた、前
記第3半導体領域と前記半導体基板とを電気的に接続す
る導電体と、前記半導体基板の裏面上に形成され、前記
半導体基板に電気的に接続された第1主電極と、前記第
1半導体領域上に絶縁膜を介して形成され、前記第3半
導体領域及び前記ゲート電極と絶縁されると共に、前記
第4半導体領域に電気的に接続された第2主電極とを具
備することを特徴とする。
A second MOS field-effect transistor according to the present invention is formed on a first conductivity type semiconductor substrate having a main surface and a back surface opposite to the main surface, and formed on the main surface of the semiconductor substrate. A first semiconductor region, a first conductivity type second semiconductor region selectively formed in the first semiconductor region, and a second conductivity type third semiconductor region formed in the second semiconductor region.
A semiconductor region and the third semiconductor region are separated from each other;
A second conductive type fourth semiconductor region formed in the first semiconductor region, and the first semiconductor region and the second semiconductor region between the third semiconductor region and the fourth semiconductor region;
A gate electrode formed via a gate insulating film, a conductor buried in a trench formed in the first semiconductor region and electrically connecting the third semiconductor region to the semiconductor substrate; A first main electrode formed on the back surface of the substrate and electrically connected to the semiconductor substrate; and a first main electrode formed on the first semiconductor region via an insulating film, and insulated from the third semiconductor region and the gate electrode. And a second main electrode electrically connected to the fourth semiconductor region.

【0011】また、この発明に係る第3のMOS電界効
果トランジスタは、主面とこの主面に対向する裏面を有
する第2導電型の半導体基板と、前記半導体基板の主面
上に形成された第1半導体領域と、前記第1半導体領域
に、選択的に形成された第1導電型の第2半導体領域
と、前記第2半導体領域に、互いに離間して形成された
第2導電型の第3、第4半導体領域と、前記第3半導体
領域と前記第4半導体領域との間の前記第2半導体領域
上に、ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記第1半導体領域に形成されたトレンチに埋め込まれ
た、前記第3半導体領域と前記半導体基板とを電気的に
接続する導電体と、前記半導体基板の裏面上に形成さ
れ、前記半導体基板に電気的に接続された第1主電極
と、前記第1半導体領域上に絶縁膜を介して形成され、
前記第3半導体領域及び前記ゲート電極と絶縁されると
共に、前記第4半導体領域に電気的に接続された第2主
電極とを具備することを特徴とする。
According to a third MOS field effect transistor of the present invention, a second conductivity type semiconductor substrate having a main surface and a back surface opposite to the main surface is formed on the main surface of the semiconductor substrate. A first semiconductor region, a second semiconductor region of a first conductivity type selectively formed in the first semiconductor region, and a second semiconductor region of a second conductivity type formed in the second semiconductor region and separated from each other. 3, a fourth semiconductor region, and a gate electrode formed on the second semiconductor region between the third semiconductor region and the fourth semiconductor region via a gate insulating film;
A conductor buried in a trench formed in the first semiconductor region and electrically connecting the third semiconductor region to the semiconductor substrate; and a conductor formed on a back surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the semiconductor substrate. A first main electrode, which is electrically connected, and an insulating film formed on the first semiconductor region,
A second main electrode electrically insulated from the third semiconductor region and the gate electrode and electrically connected to the fourth semiconductor region.

【0012】また、この発明に係る第4のMOS電界効
果トランジスタは、第1導電型の半導体基板と、前記半
導体基板上に形成された第2導電型の第1半導体層と、
前記半導体基板と前記第1半導体層との間に形成された
第2導電型の第2半導体層と、前記第1半導体層に、選
択的に形成された第1導電型の第1半導体領域と、前記
第1半導体領域に形成された第2導電型の第2半導体領
域と、前記第2半導体領域と離間するように、前記第1
半導体層に形成された第2導電型の第3半導体領域と、
前記第2半導体領域と前記第3半導体領域との間の前記
第1半導体領域上に、ゲート絶縁膜を介して形成された
ゲート電極とを具備し、前記第1半導体領域と前記第2
半導体層によりダイオードが形成され、このダイオード
の耐圧は前記第2半導体領域と前記第3半導体領域との
間の耐圧より低く設定されていることを特徴とする。
According to a fourth MOS field effect transistor of the present invention, there is provided a semiconductor substrate of a first conductivity type; a first semiconductor layer of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate;
A second semiconductor layer of a second conductivity type formed between the semiconductor substrate and the first semiconductor layer; a first semiconductor region of a first conductivity type selectively formed on the first semiconductor layer; A second semiconductor region of a second conductivity type formed in the first semiconductor region, and the first semiconductor region being separated from the second semiconductor region.
A third semiconductor region of the second conductivity type formed in the semiconductor layer;
A gate electrode formed on the first semiconductor region between the second semiconductor region and the third semiconductor region via a gate insulating film, wherein the first semiconductor region and the second
A diode is formed by the semiconductor layer, and a withstand voltage of the diode is set lower than a withstand voltage between the second semiconductor region and the third semiconductor region.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】[第1の実施の形態]図1は、この発明の
第1の実施の形態のMOS電界効果トランジスタ(MO
SFET)の構成を示す断面図である。
FIG. 1 shows a MOS field effect transistor (MO) according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an SFET.

【0015】図1に示すように、p+型シリコン半導体
基板(以下p+半導体基板)11の一方の面には、p-エ
ピタキシャル層12が形成されている。このp-エピタ
キシャル層12上には、シリコン酸化膜のゲート絶縁膜
13を介してポリシリコン膜からなるゲート14が形成
されている。ゲート14の側面上の一方には側壁絶縁膜
15Aが形成され、側面上の他方には側壁絶縁膜15B
が形成されている。
As shown in FIG. 1, ap + epitaxial layer 12 is formed on one surface of ap + type silicon semiconductor substrate (hereinafter, p + semiconductor substrate) 11. On this p-epitaxial layer 12, a gate 14 made of a polysilicon film is formed via a gate insulating film 13 of a silicon oxide film. A side wall insulating film 15A is formed on one side of the gate 14 and a side wall insulating film 15B is formed on the other side of the gate.
Are formed.

【0016】前記ゲート14側面がわの一方のp-エピ
タキシャル層12内には、ソース層であるn拡散層16
A及びn+拡散層17Aが形成されている。このn+拡散
層17Aは、p-エピタキシャル層12内のトレンチに
埋め込まれた導電層からなるコンタクトプラグ18によ
って、p+半導体基板11に接続されている。
In the p-epitaxial layer 12 on one side of the gate 14, an n-diffusion layer 16 as a source layer is provided.
A and n + diffusion layers 17A are formed. The n + diffusion layer 17A is connected to the p + semiconductor substrate 11 by a contact plug 18 made of a conductive layer embedded in a trench in the p − epitaxial layer 12.

【0017】前記コンタクトプラグ18には、金属層
(例えばタングステン)または低抵抗の半導体層が用い
られる。なお、低抵抗の半導体層を用いた場合は、この
半導体層の上部に、この半導体層とn+拡散層17Aと
で形成されるジャンクションをなくし、半導体層とn+
拡散層17Aとを電気的に接続するために、金属層を設
ける必要がある。
As the contact plug 18, a metal layer (for example, tungsten) or a low-resistance semiconductor layer is used. When a low-resistance semiconductor layer is used, a junction formed between the semiconductor layer and the n + diffusion layer 17A is eliminated above the semiconductor layer, and the semiconductor layer and the n + diffusion layer 17A are removed.
In order to electrically connect the diffusion layer 17A, it is necessary to provide a metal layer.

【0018】さらに、前記ゲート14側面がわの他方の
p-エピタキシャル層12内には、ドレイン層であるn
拡散層16B及びn+拡散層17Bが形成されている。
n+拡散層17A、17Bを含むp-エピタキシャル層1
2上及びゲート14上には、絶縁層19が形成されてい
る。前記n+拡散層17B上の絶縁層19内には、導電
層(例えばタングステン)からなるコンタクトプラグ2
0が形成され、このコンタクトプラグ20上には1層目
のドレイン電極パターン(例えばアルミニウム)21が
形成されている。
Further, in the p-epitaxial layer 12 on the other side of the gate 14, the n-type drain layer
A diffusion layer 16B and an n + diffusion layer 17B are formed.
p− epitaxial layer 1 including n + diffusion layers 17A and 17B
An insulating layer 19 is formed on 2 and the gate 14. In the insulating layer 19 on the n + diffusion layer 17B, a contact plug 2 made of a conductive layer (for example, tungsten) is formed.
0 is formed, and a first-layer drain electrode pattern (for example, aluminum) 21 is formed on the contact plug 20.

【0019】前記ドレイン電極パターン21上及び絶縁
層19上には、絶縁層22が形成されている。前記ドレ
イン電極パターン21上の絶縁層22内には、導電層
(例えばタングステン)からなるコンタクトプラグ23
が形成され、このコンタクトプラグ23上及び絶縁層2
2上には、2層目のドレイン電極(例えばアルミニウ
ム)24が形成されている。このドレイン電極24は、
コンタクトプラグ23、ドレイン電極パターン21、及
びコンタクトプラグ20を介して、n+拡散層17Bに
接続されている。また、p+半導体基板11の他方の面
には、ソース電極25が形成されている。なお、このp
-エピタキシャル層12に換えて、n型エピタキシャル
層に形成されたp型ウェル層を用いてもよい。
An insulating layer 22 is formed on the drain electrode pattern 21 and the insulating layer 19. A contact plug 23 made of a conductive layer (for example, tungsten) is formed in the insulating layer 22 on the drain electrode pattern 21.
Is formed on the contact plug 23 and the insulating layer 2.
On 2, a second-layer drain electrode (for example, aluminum) 24 is formed. This drain electrode 24
It is connected to the n + diffusion layer 17B via the contact plug 23, the drain electrode pattern 21, and the contact plug 20. On the other surface of p + semiconductor substrate 11, source electrode 25 is formed. Note that this p
-Instead of the epitaxial layer 12, a p-type well layer formed on the n-type epitaxial layer may be used.

【0020】このMOSFETは、いわゆるCMOSを
構成するnMOS構造のトランジスタである。図2は、
前記MOSFETを上方から見たときの平面レイアウト
であり、コンタクトプラグ18(ソーストレンチコンタ
クト部)、コンタクトプラグ23(ドレインコンタクト
ホール)、ゲート14を透視した状態を示すものであ
る。この図2からわかるように、ソース電極25に接続
されるコンタクトプラグ18とドレイン電極24に接続
されるコンタクトプラグ23とが互い違いに配置されて
いる。これにより、ゲート幅Wを大きくできるため、オ
ン抵抗を下げることができる。
This MOSFET is an nMOS transistor constituting a so-called CMOS. FIG.
This is a planar layout when the MOSFET is viewed from above, and shows a state in which the contact plug 18 (source trench contact portion), the contact plug 23 (drain contact hole), and the gate 14 are seen through. As can be seen from FIG. 2, the contact plug 18 connected to the source electrode 25 and the contact plug 23 connected to the drain electrode 24 are alternately arranged. As a result, the gate width W can be increased, and the on-resistance can be reduced.

【0021】図1に示すこの実施の形態のMOSFET
では、ドレイン電極24とソース電極25とがウェハの
両側の面に形成されており、電流がウェハの一方の面か
ら他方の面に流れるため、図14(b)に示す装置のよ
うに、金属配線の抵抗による電圧降下がない。すなわ
ち、オン時の抵抗を低減(低オン抵抗化)することがで
きる。
The MOSFET of this embodiment shown in FIG.
In FIG. 14B, the drain electrode 24 and the source electrode 25 are formed on both sides of the wafer, and a current flows from one side of the wafer to the other side. Therefore, as shown in FIG. No voltage drop due to wiring resistance. That is, the resistance at the time of ON can be reduced (lower ON resistance).

【0022】これに対し、図14(b)に示す装置で
は、ソース層と半導体基板とをp+拡散層により接続し
ているため、ソース層と半導体基板とを繋ぐp+拡散層
の部分の面積が無視できず、繰り返しの素子ピッチが大
きくなってしまい、素子抵抗が大きくなってしまう。
On the other hand, in the device shown in FIG. 14B, since the source layer and the semiconductor substrate are connected by the p + diffusion layer, the portion of the p + diffusion layer connecting the source layer and the semiconductor substrate is formed. The area cannot be ignored, and the element pitch of the repetition becomes large, and the element resistance becomes large.

【0023】また、この実施の形態のMOSFETで
は、ソース層であるn+拡散層17Aとp+半導体基板1
1とをトレンチを掘って導電膜、例えば金属膜を埋め込
むことで接続しており、ソース層と半導体基板との間の
抵抗を低くすることができる。
In the MOSFET of this embodiment, the n + diffusion layer 17A as the source layer and the p +
1 is connected by digging a trench and burying a conductive film, for example, a metal film, so that the resistance between the source layer and the semiconductor substrate can be reduced.

【0024】これらの特徴より、この実施の形態のMO
SFETは、縦型トレンチMOSFETの低抵抗と横型
MOSFETの高速性を合わせもった特徴を有する。
From these characteristics, the MO of this embodiment
The SFET has a feature that combines the low resistance of a vertical trench MOSFET and the high speed of a horizontal MOSFET.

【0025】以上説明したようにこの第1の実施の形態
によれば、ゲートとドレイン間の寄生キャパシタンスを
小さくすることにより、高周波でのスイッチング損失が
大きくなるのを抑制でき、さらにドレイン電極とソース
電極とをウェハの両側の面に設け、ソース層と半導体基
板との間をトレンチを掘って導電膜で接続することによ
り、オン抵抗を低くすることができる。
As described above, according to the first embodiment, by reducing the parasitic capacitance between the gate and the drain, it is possible to suppress an increase in switching loss at a high frequency, and further, it is possible to further reduce the drain electrode and the source. By providing electrodes on both sides of the wafer and connecting the source layer and the semiconductor substrate with a conductive film by digging a trench, on-resistance can be reduced.

【0026】[第2の実施の形態]この第2の実施の形
態は、前記第1の実施の形態の構成に加えて、アバラン
シェ降伏が起こるときの耐量を増大させる構成を追加し
たものである。なお、第2の実施の形態には、n拡散層
16A、16Bと側壁絶縁膜15A、15Bを設けてお
らず、p-エピタキシャル層12上の絶縁膜も1層であ
るが、基本的な構造に変わりはない。さらに、p-エピ
タキシャル層12に換えて、n型エピタキシャル層に形
成されたp型ウェル層を用いてもよい。前記第1の実施
の形態の半導体装置においてL負荷でのスイッチングを
行う場合、耐圧を超えて電圧がかかるときがあり、この
ときMOSFETが破壊されないようにすることが目的
である。
[Second Embodiment] In the second embodiment, in addition to the structure of the first embodiment, a structure for increasing the resistance when avalanche breakdown occurs is added. . In the second embodiment, the n-diffusion layers 16A and 16B and the side wall insulating films 15A and 15B are not provided, and the insulating film on the p − epitaxial layer 12 is also one layer. Has not changed. Further, a p-type well layer formed on an n-type epitaxial layer may be used instead of the p − epitaxial layer 12. When switching with an L load is performed in the semiconductor device of the first embodiment, a voltage may be applied exceeding the withstand voltage, and an object is to prevent the MOSFET from being destroyed at this time.

【0027】図3は、この発明の第2の実施の形態のM
OSFETの構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an OSFET.

【0028】このMOSFETでは、ドレイン層である
n+拡散層17Cとp+半導体基板11とで形成される縦
方向のダイオードの耐圧を、横方向のMOSFETのド
レインとソース間の耐圧(n+拡散層17Aとn+拡散層
17C間の耐圧)よりも低く設定する。
In this MOSFET, the breakdown voltage of the vertical diode formed by the n + diffusion layer 17C as the drain layer and the p + semiconductor substrate 11 is determined by the breakdown voltage (n + diffusion) between the drain and the source of the lateral MOSFET. (The breakdown voltage between the layer 17A and the n + diffusion layer 17C).

【0029】具体的には、図3に示すように、ドレイン
層であるn+拡散層17Cの深さを、前記第1の実施の
形態のn+拡散層17Bよりも深く形成することで、n+
拡散層17Cとp+半導体基板11との間の距離を接近
させる。このような構造により、印加される電圧はn+
拡散層17Cとp+半導体基板11とで形成される縦方
向の寄生ダイオードでクランプされるため、大きな電圧
がMOSFETのチャネルに印加されることはない。
Specifically, as shown in FIG. 3, the depth of the n + diffusion layer 17C as the drain layer is formed to be deeper than the n + diffusion layer 17B of the first embodiment. n +
The distance between the diffusion layer 17C and the p + semiconductor substrate 11 is reduced. With such a structure, the applied voltage is n +
Since the voltage is clamped by the vertical parasitic diode formed by the diffusion layer 17C and the p + semiconductor substrate 11, a large voltage is not applied to the channel of the MOSFET.

【0030】以上説明したようにこの第2の実施の形態
によれは、スイッチング時の大きな電圧がチャネルでは
なく、n+拡散層(ドレイン層)とp+半導体基板とでつ
くる縦方向のダイオードに印加されるようにできるた
め、MOSFETが破壊されるのを防ぐことができる。
As described above, according to the second embodiment, a large voltage at the time of switching is not generated in the channel but in the vertical diode formed by the n + diffusion layer (drain layer) and the p + semiconductor substrate. Since the voltage can be applied, it is possible to prevent the MOSFET from being destroyed.

【0031】[第3の実施の形態]この第3の実施の形
態は、前記第2の実施の形態のMOSFETをより高耐
圧にしたものである。
[Third Embodiment] In the third embodiment, the MOSFET of the second embodiment is made higher in withstand voltage.

【0032】図4は、この発明の第3の実施の形態のM
OSFETの構成を示す断面図である。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an OSFET.

【0033】図4に示すように、p+半導体基板11の
一方の面には、p-エピタキシャル層(またはn-エピタ
キシャル層)12が形成されている。このp-エピタキ
シャル層12上には、シリコン酸化膜のゲート絶縁膜1
3を介してポリシリコン膜からなるゲート14が形成さ
れている。
As shown in FIG. 4, ap − epitaxial layer (or n − epitaxial layer) 12 is formed on one surface of ap + semiconductor substrate 11. On this p-epitaxial layer 12, a gate insulating film 1 of a silicon oxide film is formed.
3, a gate 14 made of a polysilicon film is formed.

【0034】前記ゲート14側面がわの一方のp-エピ
タキシャル層12内には、p型ウェル層26が形成さ
れ、このp型ウェル層26の上層にはソース層であるn
+拡散層17Aが形成されている。このn+拡散層17A
は、p-エピタキシャル層12内のトレンチに埋め込ま
れた導電層からなるコンタクトプラグ18によって、p
+半導体基板11に接続されている。
A p-type well layer 26 is formed in the p-epitaxial layer 12 on one side of the gate 14, and an n-type source layer is formed above the p-type well layer 26.
+ A diffusion layer 17A is formed. This n + diffusion layer 17A
Is formed by a contact plug 18 made of a conductive layer embedded in a trench in the p − epitaxial layer 12.
+ Connected to the semiconductor substrate 11.

【0035】前記コンタクトプラグ18には、金属層
(例えばタングステン)または低抵抗の半導体層が用い
られる。なお、低抵抗の半導体層を用いた場合は、この
半導体層の上部に、この半導体層とn+拡散層17Aと
で形成されるジャンクションをなくし、半導体層とn+
拡散層17Aとを電気的に接続するために、金属層を設
ける必要がある。
As the contact plug 18, a metal layer (for example, tungsten) or a low-resistance semiconductor layer is used. When a low-resistance semiconductor layer is used, a junction formed between the semiconductor layer and the n + diffusion layer 17A is eliminated above the semiconductor layer, and the semiconductor layer and the n + diffusion layer 17A are removed.
In order to electrically connect the diffusion layer 17A, it is necessary to provide a metal layer.

【0036】前記ゲート14側面がわの他方のp-エピ
タキシャル層12内には、ドレイン層であるn型リサー
フ層27及びn+拡散層17Cが形成されている。この
ような構造上には、絶縁層19が形成されている。前記
n+拡散層17C上の絶縁層19内には、導電層(例え
ばタングステン)からなるコンタクトプラグ20が形成
され、このコンタクトプラグ20上にはドレイン電極2
4が形成されている。このドレイン電極24は、コンタ
クトプラグ20を介してn+拡散層17Cに接続されて
いる。また、p+半導体基板11の他方の面には、ソー
ス電極25が形成されている。図5は、前記MOSFE
Tを上方から見たときの平面レイアウトであり、コンタ
クトプラグ18(ソースコンタクト部)、コンタクトプ
ラグ23(ドレインコンタクト部)、ゲート14を透視
した状態を示すものである。
An n-type RESURF layer 27 and an n + diffusion layer 17C, which are drain layers, are formed in the p-epitaxial layer 12 on the other side of the side of the gate 14. An insulating layer 19 is formed on such a structure. In the insulating layer 19 on the n + diffusion layer 17C, a contact plug 20 made of a conductive layer (for example, tungsten) is formed.
4 are formed. The drain electrode 24 is connected to the n + diffusion layer 17C via the contact plug 20. On the other surface of p + semiconductor substrate 11, source electrode 25 is formed. FIG.
This is a planar layout when T is viewed from above, and shows a state in which the contact plug 18 (source contact portion), the contact plug 23 (drain contact portion), and the gate 14 are seen through.

【0037】このMOSFETでは、ドレイン側にn型
リサーフ層27を設けることにより、前記第2の実施の
形態よりも高耐圧化を図っている。すなわち、このMO
SFETでは、ドレイン層であるn+拡散層17Cとp+
半導体基板11とでつくる縦方向のダイオードの耐圧
を、MOSFETのドレインとソース間の耐圧(n型リ
サーフ層27とn+拡散層17A間の耐圧)よりも低く
設定し、さらにドレイン層であるn+拡散層17Cとチ
ャネルとの間にn型リサーフ層27を形成している。
In this MOSFET, by providing the n-type RESURF layer 27 on the drain side, a higher breakdown voltage than in the second embodiment is achieved. That is, this MO
In the SFET, the n + diffusion layer 17C as the drain layer and the p +
The withstand voltage of the vertical diode formed with the semiconductor substrate 11 is set lower than the withstand voltage between the drain and the source of the MOSFET (the withstand voltage between the n-type resurf layer 27 and the n + diffusion layer 17A). + An n-type RESURF layer 27 is formed between the diffusion layer 17C and the channel.

【0038】このような構造により、印加される電圧は
n+拡散層17Cとp+半導体基板11とで形成される縦
方向の寄生ダイオードでクランプされるため、大きな電
圧がMOSFETのチャネルに印加されることはない。
さらに、ドレイン側にn型リサーフ層27を設けること
により、空乏層ができにくくなるため、MOSFETの
ドレインとソース間の耐圧を増大させることができる。
With such a structure, the applied voltage is clamped by the vertical parasitic diode formed by the n + diffusion layer 17C and the p + semiconductor substrate 11, so that a large voltage is applied to the channel of the MOSFET. Never.
Furthermore, providing the n-type RESURF layer 27 on the drain side makes it difficult to form a depletion layer, so that the breakdown voltage between the drain and the source of the MOSFET can be increased.

【0039】以上説明したようにこの第3の実施の形態
によれは、スイッチング時などに発生する大きな電圧が
チャネルではなく、n+拡散層(ドレイン層)とp+半導
体基板とでつくる縦方向のダイオードに印加されるよう
にでき、さらにドレイン層とソース層間を高耐圧にでき
るため、MOSFETが破壊されるのを防ぐことができ
る。
As described above, according to the third embodiment, the large voltage generated at the time of switching or the like is generated not by the channel but by the vertical direction formed by the n + diffusion layer (drain layer) and the p + semiconductor substrate. , And the breakdown voltage between the drain layer and the source layer can be made high, so that the MOSFET can be prevented from being destroyed.

【0040】また、図6はこの発明の第3の実施の形態
の変形例のMOSFETの構成を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a MOSFET according to a modification of the third embodiment of the present invention.

【0041】このMOSFETは、前記第2の実施の形
態において、ドレイン側に設けたn型リサーフ層27
を、2段のn型リサーフ層27A、27Bに換えたもの
である。その他の構成は、前記第3の実施の形態と同様
である。
This MOSFET is different from the n-type resurf layer 27 provided on the drain side in the second embodiment.
Is replaced with two-stage n-type RESURF layers 27A and 27B. Other configurations are the same as those of the third embodiment.

【0042】MOSFETにおいては、通常、電流が流
れているときには図7に示すように、耐圧が下がってし
まう。図6に示すMOSFETでは、n型リサーフ層2
7Bの不純物濃度をn型リサーフ層27Aよりも高くす
ることにより、図8に示すように、電流が流れていると
きでも耐圧を高くすることができる。例えば、n型リサ
ーフ層27Aの部分に存在する不純物の総ドーズ量は1
×1011〜5×10 12/cm程度であり、n型リ
サーフ層27Bの部分に存在する不純物の総ドーズ量は
2×1012〜1×1013/cm程度にするのが好
ましい。
In a MOSFET, a current usually flows.
When the pressure is reduced, as shown in FIG.
I will. In the MOSFET shown in FIG. 6, the n-type RESURF layer 2
The impurity concentration of 7B is made higher than that of the n-type RESURF layer 27A.
As a result, as shown in FIG.
The pressure resistance can be increased even when the pressure is high. For example, n-type Lisa
The total dose of impurities existing in the portion of the
× 1011~ 5 × 10 12/ Cm3Degree, and n-type
The total dose of impurities existing in the surf layer 27B is
2 × 1012~ 1 × 1013/ Cm3Good to be around
Good.

【0043】また、図4に示す第3の実施の形態のMO
SFETでも、n型リサーフ層27のドーズ量を2×1
12〜1×1013/cmに設定することにより、
電流が流れているときの耐圧を高くすることができる。
Further, the MO of the third embodiment shown in FIG.
Even in the SFET, the dose amount of the n-type RESURF layer 27 is 2 × 1
By setting to 0 12 to 1 × 10 13 / cm 3 ,
Withstand voltage when current is flowing can be increased.

【0044】以上説明したようにこの第3の実施の形態
の変形例によれは、スイッチング時などに発生する大き
な電圧がチャネルではなく、n+拡散層(ドレイン層)
とp+半導体基板とでつくる縦方向のダイオードに印加
されるようにでき、さらにドレイン層とソース層間を高
耐圧にできるため、MOSFETが破壊されるのを防ぐ
ことができる。さらに、このMOSFETに電流が流れ
ているときの耐圧を向上させることができる。
As described above, according to the modification of the third embodiment, the large voltage generated at the time of switching or the like is not generated in the channel but in the n + diffusion layer (drain layer).
And a p + semiconductor substrate, and a high voltage can be applied between the drain layer and the source layer, thereby preventing the MOSFET from being destroyed. Further, the breakdown voltage when a current flows through the MOSFET can be improved.

【0045】[第4の実施の形態]この第4の実施の形
態は、p+半導体基板をn+半導体基板に換えると共に、
これに伴ってその他の層の導電型を変更したものであ
る。
[Fourth Embodiment] In the fourth embodiment, a p + semiconductor substrate is replaced with an n + semiconductor substrate,
Accordingly, the conductivity types of the other layers are changed.

【0046】図9は、この発明の第4の実施の形態のM
OSFETの構成を示す断面図である。
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an OSFET.

【0047】図9に示すように、n+型シリコン半導体
基板(以下n+半導体基板)31の一方の面には、n-エ
ピタキシャル層(またはp-エピタキシャル層)32が
形成されている。このn-エピタキシャル層32内に
は、選択的にp型ウェル層46が形成され、このp型ウ
ェル層46上にはシリコン酸化膜のゲート絶縁膜33を
介してポリシリコン膜からなるゲート34が形成されて
いる。ゲート34の側面上の一方には側壁絶縁膜35A
が形成され、側面上の他方には側壁絶縁膜35Bが形成
されている。
As shown in FIG. 9, on one surface of an n + type silicon semiconductor substrate (hereinafter referred to as n + semiconductor substrate) 31, an n − epitaxial layer (or p − epitaxial layer) 32 is formed. A p-type well layer 46 is selectively formed in the n − epitaxial layer 32, and a gate 34 made of a polysilicon film is formed on the p-type well layer 46 via a gate insulating film 33 of a silicon oxide film. Is formed. One of the side surfaces of the gate 34 has a sidewall insulating film 35A.
Is formed, and a sidewall insulating film 35B is formed on the other side of the side surface.

【0048】前記ゲート34側面がわの一方のp型ウェ
ル層46内には、ソース層であるn拡散層36A及びn
+拡散層37Aが形成されている。ゲート14側面がわ
の他方のp型ウェル層46には、ドレイン層であるn拡
散層36B及びn+拡散層37Bが形成されている。
In the p-type well layer 46 on one side of the gate 34, n diffusion layers 36A and n serving as source layers are provided.
+ A diffusion layer 37A is formed. In the other p-type well layer 46 on the side of the gate 14, an n-diffusion layer 36B and an n + diffusion layer 37B, which are drain layers, are formed.

【0049】さらに、前記構造上には、絶縁層39が形
成されている。前記n+拡散層37A上の絶縁層39内
には、導電層(例えばタングステン)からなるコンタク
トプラグ40が形成され、このコンタクトプラグ40上
には1層目のソース電極パターン41(例えばアルミニ
ウム)が形成されている。
Further, an insulating layer 39 is formed on the structure. A contact plug 40 made of a conductive layer (for example, tungsten) is formed in the insulating layer 39 on the n + diffusion layer 37A, and a first-layer source electrode pattern 41 (for example, aluminum) is formed on the contact plug 40. Is formed.

【0050】前記ソース電極パターン41上及び絶縁層
39上には、絶縁層42が形成されている。前記ソース
電極パターン41上の絶縁層42内には、導電層(例え
ばタングステン)からなるコンタクトプラグ43が形成
され、このコンタクトプラグ43上及び絶縁層42上に
は、2層目のソース電極44が形成されている。このソ
ース電極44は、コンタクトプラグ43、ソース電極パ
ターン41、及びコンタクトプラグ40を介して、n+
拡散層37Aに接続されている。
On the source electrode pattern 41 and the insulating layer 39, an insulating layer 42 is formed. In the insulating layer 42 on the source electrode pattern 41, a contact plug 43 made of a conductive layer (for example, tungsten) is formed. On the contact plug 43 and the insulating layer 42, a second-layer source electrode 44 is formed. Is formed. The source electrode 44 is connected to the n + through the contact plug 43, the source electrode pattern 41, and the contact plug 40.
It is connected to the diffusion layer 37A.

【0051】前記n+拡散層37Bは、絶縁層39内及
びn-エピタキシャル層32内のトレンチに埋め込まれ
た導電層からなるコンタクトプラグ38によって、n+
半導体基板31に接続されている。
The n + diffusion layer 37B is formed by a contact plug 38 made of a conductive layer embedded in the trench in the insulating layer 39 and the n− epitaxial layer 32.
It is connected to a semiconductor substrate 31.

【0052】前記コンタクトプラグ38には、金属層
(例えばタングステン)または低抵抗の半導体層が用い
られる。なお、低抵抗の半導体層を用いた場合は、この
半導体層の上部に、この半導体層とn+拡散層37Aと
で形成されるジャンクションをなくし、半導体層とn+
拡散層37Aとを電気的に接続するために、金属層を設
ける必要がある。また、p+半導体基板31の他方の面
には、ドレイン電極45が形成されている。
For the contact plug 38, a metal layer (for example, tungsten) or a low-resistance semiconductor layer is used. When a low-resistance semiconductor layer is used, a junction formed between the semiconductor layer and the n + diffusion layer 37A is eliminated above the semiconductor layer, and the semiconductor layer and the n + diffusion layer 37A are eliminated.
In order to electrically connect the diffusion layer 37A, it is necessary to provide a metal layer. Further, a drain electrode 45 is formed on the other surface of the p + semiconductor substrate 31.

【0053】この第4の実施の形態は、前記第1の実施
の形態と同様の効果を有する。さらに、基板の抵抗がp
+半導体基板よりn+半導体基板のほうが低いため、第4
の実施の形態ではよりオン時の抵抗を下げることができ
る。
The fourth embodiment has the same effect as the first embodiment. Further, the resistance of the substrate is p
Since the n + semiconductor substrate is lower than the + semiconductor substrate, the fourth
In the embodiment, the resistance at the time of ON can be further reduced.

【0054】[第5の実施の形態]ところで、前記第2
の実施の形態で述べたアバランシェ耐量を向上させる手
法はソース電極とドレイン電極が基板の両面にある縦型
素子だけでなく、パワーICの出力段としての横型MO
SFET対しても適用できる技術である。
Fifth Embodiment By the way, the second embodiment
The method of improving the avalanche withstand capability described in the embodiment is not limited to the vertical type in which the source electrode and the drain electrode are on both sides of the substrate, but also the horizontal type MO as the output stage of the power IC.
This technique is applicable to SFETs.

【0055】前記アバランシェ耐量を向上させる手法、
すなわちゲート電圧を零としたときのドレインとソース
間の耐圧を、pベース層とn+埋め込み層とで形成され
る縦方向のダイオードの耐圧より高く設計するには、以
下のような方法がある。
A method for improving the avalanche resistance,
That is, the following method can be used to design the withstand voltage between the drain and the source when the gate voltage is zero higher than the withstand voltage of the vertical diode formed by the p base layer and the n + buried layer. .

【0056】pベース層に深いp拡散層を設ける。ま
た、ゲートとドレイン間の距離を大きくし、n型リサー
フ層を濃度の異なる2段の層にする。また、CMOSや
バイポーラトランジスタ部分には、アンチモン埋め込み
層を用い、かつ接合分離されたパワーMOSトランジス
タの埋め込み層にはリンを導入して埋め込み層を上方向
に拡散させ、低濃度のエピタキシャル層を実質的に薄く
するなどがある。
A deep p diffusion layer is provided on the p base layer. Further, the distance between the gate and the drain is increased, and the n-type RESURF layer is formed as two layers having different concentrations. In addition, an antimony buried layer is used for the CMOS and bipolar transistor portions, and phosphorus is introduced into the buried layer of the power MOS transistor which is junction-separated to diffuse the buried layer upward, thereby forming a low-concentration epitaxial layer substantially. And thinner.

【0057】以下に、アバランシェ耐量を向上させる手
法を横型MOSFETに適用した例を説明する。
An example in which a technique for improving avalanche withstand capability is applied to a lateral MOSFET will be described below.

【0058】図10は、この発明の第5の実施の形態の
MOSFETの構成を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing the structure of a MOSFET according to the fifth embodiment of the present invention.

【0059】図10に示すように、p-半導体基板51
上には、n-エピタキシャル層52が形成されている。
このn-エピタキシャル層52上には、シリコン酸化膜
のゲート絶縁膜53を介してポリシリコン膜からなるゲ
ート54が形成されている。
As shown in FIG. 10, p-semiconductor substrate 51
An n-epitaxial layer 52 is formed thereon.
On this n-epitaxial layer 52, a gate 54 made of a polysilicon film is formed via a gate insulating film 53 of a silicon oxide film.

【0060】前記ゲート54側面がわの一方のn-エピ
タキシャル層52内には、p型ウェル層(pベース層)
56が形成され、このp型ウェル層56の上層にはp+
ベース層57Bとソース層であるn+拡散層57Aが形
成されている。このn+拡散層57A上及びp+ベース層
57B上には、ソース電極58が形成されている。
In the n-epitaxial layer 52 on one side of the gate 54, a p-type well layer (p base layer) is provided.
56 are formed, and p +
A base layer 57B and an n + diffusion layer 57A as a source layer are formed. A source electrode 58 is formed on n + diffusion layer 57A and p + base layer 57B.

【0061】前記ゲート54側面がわの他方のn-エピ
タキシャル層52内には、ドレイン層であるn型リサー
フ層59及びn+拡散層57Cが形成されている。この
n+拡散層57C上には、ドレイン電極60が形成され
ている。また、p-半導体基板51とn-エピタキシャル
層52との境界付近には、n+埋め込み層61が形成さ
れている。
In the n-epitaxial layer 52 on the other side of the gate 54, an n-type RESURF layer 59 and an n + diffusion layer 57C, which are drain layers, are formed. Drain electrode 60 is formed on n + diffusion layer 57C. An n + buried layer 61 is formed near the boundary between the p − semiconductor substrate 51 and the n − epitaxial layer 52.

【0062】このMOSFETでは、図10中にAにて
示す部分、p型ウェル層(pベース層)56とn-エピ
タキシャル層52とn+埋め込み層61とで形成される
縦方向のダイオードの耐圧を、ドレイン層であるn型リ
サーフ層59とソース層であるn+拡散層57Aとの間
の耐圧より低く設定する。このような構造により、印加
される電圧は前記縦方向のダイオードでクランプされる
ため、大きな電圧がMOSFETのチャネルに印加され
ることはない。
In this MOSFET, the withstand voltage of the vertical diode formed by the portion indicated by A in FIG. 10, the p-type well layer (p base layer) 56, the n − epitaxial layer 52, and the n + buried layer 61. Is set lower than the breakdown voltage between the n-type RESURF layer 59 as the drain layer and the n + diffusion layer 57A as the source layer. With such a structure, the applied voltage is clamped by the vertical diode, so that a large voltage is not applied to the channel of the MOSFET.

【0063】言い換えると、図10に示す横型MOSF
ETの耐圧を決める際に、ゲート電圧を零としたときの
ドレインとソース間の耐圧を、p型ウェル層(pベース
層)56とn-エピタキシャル層52とn+埋め込み層6
1とで形成される縦方向のダイオードの耐圧より高く設
計することにより、過電圧がかかったときに起きるアバ
ランシェ降伏によるMOSFETの破壊を防ぐことがで
きる。
In other words, the horizontal MOSF shown in FIG.
When determining the withstand voltage of ET, the withstand voltage between the drain and the source when the gate voltage is set to zero is determined by the p-type well layer (p base layer) 56, the n − epitaxial layer 52, and the n + buried layer 6.
By designing the diode higher than the withstand voltage of the vertical diode formed by 1, it is possible to prevent the destruction of the MOSFET due to avalanche breakdown that occurs when an overvoltage is applied.

【0064】以上説明したようにこの第5の実施の形態
によれは、スイッチング時などに発生する大きな電圧が
チャネルではなく、p型ウェル層(pベース層)とn+
埋め込み層とでつくる縦方向のダイオードに印加される
ようにでき、さらに、リサーフ層を設けることによりド
レイン層とソース層間を高耐圧にできるため、MOSF
ETが破壊されるのを防ぐことができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the large voltage generated at the time of switching or the like is not generated by the channel but by the p-type well layer (p base layer) and the n +
Since a voltage can be applied to a vertical diode formed by the buried layer and a resurf layer is provided, a high breakdown voltage can be applied between the drain layer and the source layer.
ET can be prevented from being destroyed.

【0065】また、図11はこの発明の第5の実施の形
態の第1変形例のMOSFETの構成を示す断面図であ
る。
FIG. 11 is a sectional view showing the structure of a MOSFET according to a first modification of the fifth embodiment of the present invention.

【0066】このMOSFETは、前記第5の実施の形
態において、ドレイン側に設けたn型リサーフ層59を
2段のn型リサーフ層59A、59Bに換え、さらにp
型ウェル層(pベース層)をn型リサーフ層59Aまで
オーバーラップさせたものである。
This MOSFET is different from the fifth embodiment in that the n-type RESURF layer 59 provided on the drain side is replaced with two-stage n-type RESURF layers 59A and 59B,
The n-type resurf layer 59A overlaps the n-type well layer (p-base layer).

【0067】前記第3の実施の形態の変形例にて述べた
ように、MOSFETにおいては、通常、電流が流れて
いるときには図7に示すように、耐圧が下がってしま
う。図11に示すこのMOSFETでは、n型リサーフ
層59Bの不純物濃度をn型リサーフ層59Aよりも高
くすることにより、図8に示すように、電流が流れてい
るときでも耐圧を高くすることができる。例えば、n型
リサーフ層59Aの部分に存在する不純物の総ドーズ量
は1×1011〜5×1012/cm程度であり、n
型リサーフ層59Bの部分に存在する不純物の総ドーズ
量は2×1012〜1×1013/cm程度にするの
が好ましい。
As described in the modification of the third embodiment, in the MOSFET, when a current is flowing, the breakdown voltage is generally lowered as shown in FIG. In the MOSFET shown in FIG. 11, by making the impurity concentration of n-type RESURF layer 59B higher than that of n-type RESURF layer 59A, the breakdown voltage can be increased even when a current flows, as shown in FIG. . For example, the total dose of impurities present in the portion of the n-type RESURF layer 59A is about 1 × 10 11 to 5 × 10 12 / cm 3 , and n
It is preferable that the total dose of the impurities existing in the portion of the mold RESURF layer 59B is about 2 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 3 .

【0068】また、図10に示す第5の実施の形態のM
OSFETでも、n型リサーフ層59のドーズ量を2×
1012〜1×1013/cmに設定することによ
り、電流が流れているときの耐圧を高くすることができ
る。
Also, M of the fifth embodiment shown in FIG.
In the case of OSFET, the dose of the n-type RESURF layer 59 is 2 ×
By setting to 10 12 to 1 × 10 13 / cm 3 , the withstand voltage when a current flows can be increased.

【0069】なお、大電流を得るためには、図11に示
す構造を左右対称に折り返し、さらに折り返した構造を
繰り返した構成にする必要がある。
In order to obtain a large current, the structure shown in FIG. 11 must be folded symmetrically, and the folded structure must be repeated.

【0070】以上説明したように図11に示す第1変形
例によれは、スイッチング時などに発生する大きな電圧
がチャネルではなく、p型ウェル層(pベース層)とn
+埋め込み層とでつくる縦方向のダイオードに印加され
るようにでき、さらにドレイン層とソース層間を高耐圧
にできるため、このMOSFETが破壊されるのを防ぐ
ことができる。さらに、このMOSFETに電流が流れ
ているときの耐圧を向上させることができる。
As described above, according to the first modification shown in FIG. 11, the large voltage generated at the time of switching or the like is not generated by the channel but by the p-type well layer (p base layer) and the n-type well layer.
The voltage can be applied to the vertical diode formed by the + buried layer and the breakdown voltage between the drain layer and the source layer can be made high, so that the MOSFET can be prevented from being destroyed. Further, the breakdown voltage when a current flows through the MOSFET can be improved.

【0071】また、図12はこの発明の第5の実施の形
態の第2変形例のMOSFETの構成を示す断面図であ
る。
FIG. 12 is a sectional view showing a structure of a MOSFET according to a second modification of the fifth embodiment of the present invention.

【0072】このMOSFETは、図11に示す前記第
1変形例よりもさらにp型ウェル層(pベース層)56
を長くして、n型リサーフ層59Bまでオーバーラップ
させたものである。
This MOSFET further has a p-type well layer (p base layer) 56 compared to the first modification shown in FIG.
Are extended to overlap the n-type RESURF layer 59B.

【0073】このMOSFETでも、n型リサーフ層5
9Bの不純物濃度をn型リサーフ層59Aよりも高くす
ることにより、図8に示すように、電流が流れていると
きでも耐圧を高くすることができる。例えば、n型リサ
ーフ層59Aの部分に存在する不純物の総ドーズ量は1
×1011〜5×1012/cm程度であり、n型リ
サーフ層59Bの部分に存在する不純物の総ドーズ量は
2×1012〜1×1013/cm程度にするのが好
ましい。
In this MOSFET, the n-type resurf layer 5
By setting the impurity concentration of 9B higher than that of the n-type RESURF layer 59A, the breakdown voltage can be increased even when a current flows, as shown in FIG. For example, the total dose of impurities existing in the portion of the n-type RESURF layer 59A is 1
It is preferably about × 10 11 to 5 × 10 12 / cm 3 , and the total dose of impurities present in the portion of the n-type RESURF layer 59B is preferably about 2 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 3 .

【0074】なお、大電流を得るためには、図12に示
す構造を左右対称に折り返し、さらに折り返した構造を
繰り返した構成にする必要がある。
In order to obtain a large current, the structure shown in FIG. 12 must be folded symmetrically, and the folded structure must be repeated.

【0075】以上説明したように図12に示す第2変形
例によれは、スイッチング時などに発生する大きな電圧
がチャネルではなく、p型ウェル層(pベース層)とn
+埋め込み層とでつくる縦方向のダイオードに印加され
るようにでき、さらにドレイン層とソース層間を高耐圧
にできるため、このMOSFETが破壊されるのを防ぐ
ことができる。さらに、このMOSFETに電流が流れ
ているときの耐圧を向上させることができる。
As described above, according to the second modification shown in FIG. 12, a large voltage generated at the time of switching or the like is not generated in the channel but in the p-type well layer (p base layer) and the n-type layer.
The voltage can be applied to the vertical diode formed by the + buried layer and the breakdown voltage between the drain layer and the source layer can be made high, so that the MOSFET can be prevented from being destroyed. Further, the breakdown voltage when a current flows through the MOSFET can be improved.

【0076】また、図13はこの発明の第5の実施の形
態の第3変形例のMOSFETの構成を示す断面図であ
る。
FIG. 13 is a sectional view showing the structure of a MOSFET according to a third modification of the fifth embodiment of the present invention.

【0077】このMOSFETは、前記第5の実施の形
態の第1変形例において、pベース層56に、浅いp+
ベース層57Bに換えて深いp+ベース層57Dを設け
たものである。このMOSFETでは、p+ベース層5
7Dとn-エピタキシャル層52とn+埋め込み層61と
で形成される縦方向のダイオードの耐圧を、ドレイン層
であるn型リサーフ層59Aとソース層であるn+拡散
層57Aとの間の耐圧より低く設定することが容易であ
る。このような構造により、印加される電圧は前記縦方
向のダイオードでクランプされるため、大きな電圧がM
OSFETのチャネルに印加されることはない。
This MOSFET is different from the first modification of the fifth embodiment in that a shallow p +
A deep p + base layer 57D is provided instead of the base layer 57B. In this MOSFET, the p + base layer 5
The breakdown voltage of the vertical diode formed by 7D, n − epitaxial layer 52 and n + buried layer 61 is determined by the breakdown voltage between n-type RESURF layer 59A as the drain layer and n + diffusion layer 57A as the source layer. It is easy to set lower. With such a structure, the applied voltage is clamped by the vertical diode, so that a large voltage
It is not applied to the channel of the OSFET.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、高
周波でのスイッチング損失が低減でき、オン抵抗が低い
MOSFETを提供することが可能である。さらに、こ
の発明では、アバランシェ降伏が起こるときの耐量も改
善できるMOSFETを提供することが可能である。
As described above, according to the present invention, a switching loss at a high frequency can be reduced and a MOSFET having a low on-resistance can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a MOSFET that can improve the withstand voltage when avalanche breakdown occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態のMOS電界効果
トランジスタ(MOSFET)の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a MOS field-effect transistor (MOSFET) according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施の形態のMOSFETを
上方から見たときの平面レイアウトである。
FIG. 2 is a planar layout when the MOSFET according to the first embodiment of the present invention is viewed from above.

【図3】この発明の第2の実施の形態のMOSFETの
構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a MOSFET according to a second embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第3の実施の形態のMOSFETの
構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a MOSFET according to a third embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第3の実施の形態のMOSFETを
上方から見たときの平面レイアウトである。
FIG. 5 is a plan layout when a MOSFET according to a third embodiment of the present invention is viewed from above.

【図6】この発明の第3の実施の形態の変形例のMOS
FETの構成を示す断面図である。
FIG. 6 shows a MOS transistor according to a modification of the third embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an FET.

【図7】従来のMOSFETの電流が流れているときの
電流電圧特性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing current-voltage characteristics when current flows in a conventional MOSFET.

【図8】この発明の第3の実施の形態の変形例のMOS
FETにおける電流が流れているときの電流電圧特性を
示す図である。
FIG. 8 shows a MOS according to a modification of the third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating current-voltage characteristics when a current flows in the FET.

【図9】この発明の第4の実施の形態のMOSFETの
構成を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of a MOSFET according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第5の実施の形態のMOSFET
の構成を示す断面図である。
FIG. 10 is a MOSFET according to a fifth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows a structure of.

【図11】この発明の第5の実施の形態の第1変形例の
MOSFETの構成を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a MOSFET according to a first modification of the fifth embodiment of the present invention.

【図12】この発明の第5の実施の形態の第2変形例の
MOSFETの構成を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a MOSFET according to a second modification of the fifth embodiment of the present invention.

【図13】この発明の第5の実施の形態の第3変形例の
MOSFETの構成を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a configuration of a MOSFET according to a third modification of the fifth embodiment of the present invention.

【図14】従来のMOSFETの構造を示す断面図であ
る。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional MOSFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…p+型シリコン半導体基板(p+半導体基板) 12…p-エピタキシャル層 13…ゲート絶縁膜 14…ゲート 15A…側壁絶縁膜 15B…側壁絶縁膜 16A…n拡散層 16B…n拡散層 17A…n+拡散層 17B…n+拡散層 17C…n+拡散層 18…コンタクトプラグ 19…絶縁層 20…コンタクトプラグ 21…ドレイン電極パターン 22…絶縁層 23…コンタクトプラグ 24…ドレイン電極 25…ソース電極 26…p型ウェル層 27…n型リサーフ層 27A…n型リサーフ層 27B…n型リサーフ層 31…n+型シリコン半導体基板(n+半導体基板) 32…n-エピタキシャル層 46…p型ウェル層 33…ゲート絶縁膜 34…ゲート 35A…側壁絶縁膜 35B…側壁絶縁膜 36A…n拡散層 36B…n拡散層 37A…n+拡散層 37B…n+拡散層 38…コンタクトプラグ 39…絶縁層 40…コンタクトプラグ 41…ソース電極パターン 42…絶縁層 43…コンタクトプラグ 44…ソース電極 45…ドレイン電極 51…p-型シリコン半導体基板(p-半導体基板) 52…n-エピタキシャル層 53…ゲート絶縁膜 54…ゲート 56…p型ウェル層(pベース層) 57A…n+拡散層 57B…p+ベース層 57C…n+拡散層 57D…p+ベース層 58…ソース電極 59…n型リサーフ層 59A…n型リサーフ層 59B…n型リサーフ層 60…ドレイン電極 61…n+埋め込み層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... p + type silicon semiconductor substrate (p + semiconductor substrate) 12 ... p-epitaxial layer 13 ... gate insulating film 14 ... gate 15A ... sidewall insulating film 15B ... sidewall insulating film 16A ... n diffusion layer 16B ... n diffusion layer 17A ... n + diffusion layer 17B n + diffusion layer 17C n + diffusion layer 18 contact plug 19 insulating layer 20 contact plug 21 drain electrode pattern 22 insulating layer 23 contact plug 24 drain electrode 25 source electrode 26 ... p-type well layer 27 ... n-type RESURF layer 27A ... n-type RESURF layer 27B ... n-type RESURF layer 31 ... n + type silicon semiconductor substrate (n + semiconductor substrate) 32 ... n-epitaxial layer 46 ... p-type well layer 33 ... Gate insulating film 34 ... Gate 35A ... Side wall insulating film 35B ... Side wall insulating film 36A ... N diffusion layer 36B ... N diffusion layer 37A ... + Diffusion layer 37B n + diffusion layer 38 contact plug 39 insulating layer 40 contact plug 41 source electrode pattern 42 insulating layer 43 contact plug 44 source electrode 45 drain electrode 51 p-type silicon semiconductor substrate (P-semiconductor substrate) 52 ... n-epitaxial layer 53 ... gate insulating film 54 ... gate 56 ... p-type well layer (p base layer) 57A ... n + diffusion layer 57B ... p + base layer 57C ... n + diffusion layer 57D ... p + base layer 58 ... source electrode 59 ... n-type RESURF layer 59A ... n-type RESURF layer 59B ... n-type RESURF layer 60 ... drain electrode 61 ... n + buried layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 H01L 21/90 D 21/768 27/08 321E 21/8238 321D 27/092 321F 29/78 301D 301W 301X Fターム(参考) 5F033 HH03 HH08 JJ19 KK01 KK08 NN13 XX00 XX08 5F040 DA20 DA22 EB01 EB13 EC07 EC22 EF11 EF18 EM06 5F048 AA05 AA08 AB10 AC01 AC03 BB05 BE04 BF02 BF07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/78 H01L 21/90 D 21/768 27/08 321E 21/8238 321D 27/092 321F 29/78 301D 301W 301X F term (reference) 5F033 HH03 HH08 JJ19 KK01 KK08 NN13 XX00 XX08 5F040 DA20 DA22 EB01 EB13 EC07 EC22 EF11 EF18 EM06 5F048 AA05 AA08 AB10 AC01 AC03 BB05 BE04 BF02 BF07

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主面とこの主面に対向する裏面を有する
第1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板の主面上に形成された第1半導体領域
と、 前記第1半導体領域に、互いに離間して形成された第2
導電型の第2、第3半導体領域と、 前記第2半導体領域と前記第3半導体領域との間の前記
第1半導体領域上に、ゲート絶縁膜を介して形成された
ゲート電極と、 前記第1半導体領域に形成されたトレンチに埋め込まれ
た、前記第2半導体領域と前記半導体基板とを電気的に
接続する導電体と、 前記半導体基板の裏面上に形成され、前記半導体基板に
電気的に接続された第1主電極と、 前記第1半導体領域上に絶縁膜を介して形成され、前記
第2半導体領域及び前記ゲート電極と絶縁されると共
に、前記第3半導体領域に電気的に接続された第2主電
極と、 を具備することを特徴とするMOS電界効果トランジス
タ。
A semiconductor substrate of a first conductivity type having a main surface and a back surface opposite to the main surface; a first semiconductor region formed on the main surface of the semiconductor substrate; and a first semiconductor region. The second formed apart from each other
A conductive second and third semiconductor regions; a gate electrode formed on the first semiconductor region between the second semiconductor region and the third semiconductor region via a gate insulating film; A conductor buried in a trench formed in one semiconductor region and electrically connecting the second semiconductor region and the semiconductor substrate; and a conductor formed on a back surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the semiconductor substrate. A first main electrode connected to the first semiconductor region; an insulating film formed on the first semiconductor region via an insulating film; insulated from the second semiconductor region and the gate electrode; and electrically connected to the third semiconductor region. And a second main electrode.
【請求項2】 前記第3半導体領域と前記半導体基板に
よりダイオードが形成され、このダイオードの耐圧は前
記第2半導体領域と前記第3半導体領域との間の耐圧よ
り低く設定されていることを特徴とする請求項1に記載
のMOS電界効果トランジスタ。
2. A diode is formed by the third semiconductor region and the semiconductor substrate, and a breakdown voltage of the diode is set lower than a breakdown voltage between the second semiconductor region and the third semiconductor region. The MOS field effect transistor according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記第3半導体領域は、前記ゲート電極
の近傍に配置された不純物濃度が低い低濃度領域と、前
記第2主電極に電気的に接続された、前記低濃度領域よ
り不純物濃度が高い高濃度領域とを有することを特徴と
する請求項1または2に記載のMOS電界効果トランジ
スタ。
3. The third semiconductor region includes a low concentration region having a low impurity concentration disposed near the gate electrode and an impurity concentration lower than the low concentration region electrically connected to the second main electrode. 3. The MOS field-effect transistor according to claim 1, wherein the MOS field-effect transistor has a high-concentration region having a high density.
【請求項4】 前記低濃度領域は、前記ゲート電極の近
傍に配置された第1領域と、この第1領域と前記高濃度
領域との間に配置された第2領域とを有しており、前記
第2領域の不純物濃度は前記第1領域の不純物濃度より
も高いことを特徴とする請求項3に記載のMOS電界効
果トランジスタ。
4. The low-concentration region has a first region disposed near the gate electrode, and a second region disposed between the first region and the high-concentration region. 4. The MOS field effect transistor according to claim 3, wherein the impurity concentration of the second region is higher than the impurity concentration of the first region.
【請求項5】 主面とこの主面に対向する裏面を有する
第1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板の主面上に形成された第1半導体領域
と、 前記第1半導体領域に、選択的に形成された第1導電型
の第2半導体領域と、 前記第2半導体領域に形成された第2導電型の第3半導
体領域と、 前記第3半導体領域と離間するように、前記第1半導体
領域に形成された第2導電型の第4半導体領域と、 前記第3半導体領域と前記第4半導体領域との間の前記
第1半導体領域上及び第2半導体領域上に、ゲート絶縁
膜を介して形成されたゲート電極と、 前記第1半導体領域に形成されたトレンチに埋め込まれ
た、前記第3半導体領域と前記半導体基板とを電気的に
接続する導電体と、 前記半導体基板の裏面上に形成され、前記半導体基板に
電気的に接続された第1主電極と、 前記第1半導体領域上に絶縁膜を介して形成され、前記
第3半導体領域及び前記ゲート電極と絶縁されると共
に、前記第4半導体領域に電気的に接続された第2主電
極と、 を具備することを特徴とするMOS電界効果トランジス
タ。
5. A semiconductor substrate of a first conductivity type having a main surface and a back surface facing the main surface, a first semiconductor region formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a first semiconductor region. A second semiconductor region of a first conductivity type selectively formed; a third semiconductor region of a second conductivity type formed in the second semiconductor region; and the second semiconductor region being separated from the third semiconductor region. A fourth semiconductor region of a second conductivity type formed in one semiconductor region; and a gate insulating film on the first semiconductor region and the second semiconductor region between the third semiconductor region and the fourth semiconductor region. A gate electrode formed through the first semiconductor region, a conductor buried in a trench formed in the first semiconductor region and electrically connecting the third semiconductor region and the semiconductor substrate, and a back surface of the semiconductor substrate Formed on and electrically connected to the semiconductor substrate. A first main electrode connected to the first semiconductor region; an insulating film formed on the first semiconductor region via an insulating film; insulated from the third semiconductor region and the gate electrode; and electrically connected to the fourth semiconductor region. And a second main electrode.
【請求項6】 前記第4半導体領域と前記半導体基板に
よりダイオードが形成され、このダイオードの耐圧は前
記第3半導体領域と前記第4半導体領域との間の耐圧よ
り低く設定されていることを特徴とする請求項5に記載
のMOS電界効果トランジスタ。
6. A diode is formed by the fourth semiconductor region and the semiconductor substrate, and a breakdown voltage of the diode is set lower than a breakdown voltage between the third semiconductor region and the fourth semiconductor region. The MOS field effect transistor according to claim 5, wherein
【請求項7】 前記第4半導体領域は、前記ゲート電極
の近傍に配置された不純物濃度が低い低濃度領域と、前
記第2主電極に電気的に接続された、前記低濃度領域よ
り不純物濃度が高い高濃度領域とを有することを特徴と
する請求項5または6に記載のMOS電界効果トランジ
スタ。
7. The fourth semiconductor region includes a low impurity concentration region disposed near the gate electrode and having a low impurity concentration, and an impurity concentration lower than the low concentration region electrically connected to the second main electrode. 7. The MOS field-effect transistor according to claim 5, wherein the MOS field-effect transistor has a high-concentration region having a high concentration.
【請求項8】 前記低濃度領域は、前記ゲート電極の近
傍に配置された第1領域と、この第1領域と前記高濃度
領域との間に配置された第2領域とを有しており、前記
第2領域の不純物濃度は前記第1領域の不純物濃度より
も高いことを特徴とする請求項7に記載のMOS電界効
果トランジスタ。
8. The low-concentration region includes a first region disposed near the gate electrode, and a second region disposed between the first region and the high-concentration region. 8. The MOS field effect transistor according to claim 7, wherein the impurity concentration of the second region is higher than the impurity concentration of the first region.
【請求項9】 主面とこの主面に対向する裏面を有する
第2導電型の半導体基板と、 前記半導体基板の主面上に形成された第1半導体領域
と、 前記第1半導体領域に、選択的に形成された第1導電型
の第2半導体領域と、 前記第2半導体領域に、互いに離間して形成された第2
導電型の第3、第4半導体領域と、 前記第3半導体領域と前記第4半導体領域との間の前記
第2半導体領域上に、ゲート絶縁膜を介して形成された
ゲート電極と、 前記第1半導体領域に形成されたトレンチに埋め込まれ
た、前記第3半導体領域と前記半導体基板とを電気的に
接続する導電体と、 前記半導体基板の裏面上に形成され、前記半導体基板に
電気的に接続された第1主電極と、 前記第1半導体領域上に絶縁膜を介して形成され、前記
第3半導体領域及び前記ゲート電極と絶縁されると共
に、前記第4半導体領域に電気的に接続された第2主電
極と、 を具備することを特徴とするMOS電界効果トランジス
タ。
9. A semiconductor substrate of a second conductivity type having a main surface and a back surface opposed to the main surface; a first semiconductor region formed on the main surface of the semiconductor substrate; A second semiconductor region of a first conductivity type selectively formed, and a second semiconductor region formed separately from the second semiconductor region in the second semiconductor region.
A conductive third and fourth semiconductor region; a gate electrode formed on the second semiconductor region between the third semiconductor region and the fourth semiconductor region via a gate insulating film; A conductor buried in a trench formed in one semiconductor region and electrically connecting the third semiconductor region to the semiconductor substrate; and a conductor formed on a back surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the semiconductor substrate. A first main electrode connected to the first semiconductor region; an insulating film formed on the first semiconductor region via an insulating film; insulated from the third semiconductor region and the gate electrode; and electrically connected to the fourth semiconductor region. And a second main electrode.
【請求項10】 前記導電体は、金属層であることを特
徴とする請求項1、5または9に記載のMOS電界効果
トランジスタ。
10. The MOS field effect transistor according to claim 1, wherein the conductor is a metal layer.
【請求項11】 前記導電体は、 前記半導体基板に電気的に接続された低抵抗の半導体層
と、 この半導体層の上部に設けられ、前記半導体層と前記第
3半導体領域を電気的に接続する金属層と、 を有することを特徴とする請求項1、5または9に記載
のMOS電界効果トランジスタ。
11. The conductor is provided on a low-resistance semiconductor layer electrically connected to the semiconductor substrate and above the semiconductor layer, and electrically connects the semiconductor layer to the third semiconductor region. The MOS field-effect transistor according to claim 1, wherein the MOS field-effect transistor comprises:
【請求項12】 第1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板上に形成された第2導電型の第1半導体
層と、 前記半導体基板と前記第1半導体層との間に形成された
第2導電型の第2半導体層と、 前記第1半導体層に、選択的に形成された第1導電型の
第1半導体領域と、 前記第1半導体領域に形成された第2導電型の第2半導
体領域と、 前記第2半導体領域と離間するように、前記第1半導体
層に形成された第2導電型の第3半導体領域と、 前記第2半導体領域と前記第3半導体領域との間の前記
第1半導体領域上に、ゲート絶縁膜を介して形成された
ゲート電極とを具備し、 前記第1半導体領域と前記第2半導体層によりダイオー
ドが形成され、このダイオードの耐圧は前記第2半導体
領域と前記第3半導体領域との間の耐圧より低く設定さ
れていることを特徴とするMOS電界効果トランジス
タ。
12. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a first semiconductor layer of a second conductivity type formed on the semiconductor substrate, and a first semiconductor layer formed between the semiconductor substrate and the first semiconductor layer. A second conductivity type second semiconductor layer; a first conductivity type first semiconductor region selectively formed in the first semiconductor layer; and a second conductivity type second semiconductor region formed in the first semiconductor region. A semiconductor region, a third semiconductor region of a second conductivity type formed in the first semiconductor layer so as to be separated from the second semiconductor region, and a third semiconductor region between the second semiconductor region and the third semiconductor region. A gate electrode formed on the first semiconductor region with a gate insulating film interposed therebetween; a diode is formed by the first semiconductor region and the second semiconductor layer; Lower than the breakdown voltage between the region and the third semiconductor region MOS field-effect transistor, characterized in that it is set.
【請求項13】 前記第1半導体領域と前記第2半導体
層によりダイオードが形成され、このダイオードの耐圧
は前記第2半導体領域と前記第3半導体領域との間の耐
圧より低く設定されていることを特徴とする請求項12
に記載のMOS電界効果トランジスタ。
13. A diode is formed by the first semiconductor region and the second semiconductor layer, and a breakdown voltage of the diode is set lower than a breakdown voltage between the second semiconductor region and the third semiconductor region. 13. The method according to claim 12, wherein
2. The MOS field effect transistor according to claim 1.
【請求項14】 前記第3半導体領域は、前記ゲート電
極の近傍に配置された不純物濃度が低い低濃度領域と、
前記第2主電極に電気的に接続された、前記低濃度領域
より不純物濃度が高い高濃度領域とを有することを特徴
とする請求項12または13に記載のMOS電界効果ト
ランジスタ。
14. The third semiconductor region includes a low-concentration region having a low impurity concentration disposed near the gate electrode.
14. The MOS field-effect transistor according to claim 12, further comprising a high-concentration region that is electrically connected to the second main electrode and has a higher impurity concentration than the low-concentration region.
【請求項15】 前記低濃度領域は、前記ゲート電極の
近傍に配置された第1領域と、この第1領域と前記高濃
度領域との間に配置された第2領域とを有しており、前
記第2領域の不純物濃度は前記第1領域の不純物濃度よ
りも高いことを特徴とする請求項14に記載のMOS電
界効果トランジスタ。
15. The low-concentration region includes a first region disposed near the gate electrode, and a second region disposed between the first region and the high-concentration region. 15. The MOS field effect transistor according to claim 14, wherein the impurity concentration of the second region is higher than the impurity concentration of the first region.
【請求項16】 前記第2半導体層は、埋め込み層であ
ることを特徴とする請求項15に記載のMOS電界効果
トランジスタ。
16. The MOS field effect transistor according to claim 15, wherein the second semiconductor layer is a buried layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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