JP2002231946A - 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ - Google Patents
絶縁ゲート型電界効果トランジスタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 相互コンダクタンスを低下させることなく、
所望の破壊耐量を得ることができる絶縁ゲート型電界効
果トランジスタを提供する。 【解決手段】 半導体基板２の上面には、第１の溝１１
と、第２の溝とが形成されている。第１の溝１１には、
第１の絶縁膜１３を介してゲート電極３が形成されてい
る。ゲート電極３は、その上面が第１の溝１１の開口部
１１ａよりも下方に位置するように、第１の溝１１に埋
設されている。また、第２の溝には、第２の絶縁膜を介
してゲート引出電極が形成されている。第２の絶縁膜
は、第１の絶縁膜１３よりも厚く形成されている。
所望の破壊耐量を得ることができる絶縁ゲート型電界効
果トランジスタを提供する。 【解決手段】 半導体基板２の上面には、第１の溝１１
と、第２の溝とが形成されている。第１の溝１１には、
第１の絶縁膜１３を介してゲート電極３が形成されてい
る。ゲート電極３は、その上面が第１の溝１１の開口部
１１ａよりも下方に位置するように、第１の溝１１に埋
設されている。また、第２の溝には、第２の絶縁膜を介
してゲート引出電極が形成されている。第２の絶縁膜
は、第１の絶縁膜１３よりも厚く形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁ゲート型電界
効果トランジスタに関し、詳しくは、トレンチゲート構
造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタに関す
る。
効果トランジスタに関し、詳しくは、トレンチゲート構
造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】絶縁ゲート型電界効果トランジスタにト
レンチゲート構造を採用すると、セルの高集積化を図る
とともに、オン抵抗を低減できる。このため、トレンチ
ゲート構造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
が近年注目されている。トレンチゲート構造を有する絶
縁ゲート型電界効果トランジスタは、半導体基板の上面
に格子状に形成された溝（トレンチ）に絶縁膜（ゲート
絶縁膜）を介して、ゲート電極として機能する導体膜が
埋設されたゲート構造を有している。そして、半導体基
板の上面側に設けられた半導体領域をソース領域、下面
側に設けられた半導体領域をドレイン領域とし、ソース
領域とドレイン領域との間に挟まれた半導体領域をチャ
ネルとしている。このような絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタでは、チャネルを通じてドレイン領域とソース
領域との間に、その素子の縦方向に電流が流れ、この電
流はゲート電極に印加する電圧を変化させることにより
制御することができる。
レンチゲート構造を採用すると、セルの高集積化を図る
とともに、オン抵抗を低減できる。このため、トレンチ
ゲート構造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
が近年注目されている。トレンチゲート構造を有する絶
縁ゲート型電界効果トランジスタは、半導体基板の上面
に格子状に形成された溝（トレンチ）に絶縁膜（ゲート
絶縁膜）を介して、ゲート電極として機能する導体膜が
埋設されたゲート構造を有している。そして、半導体基
板の上面側に設けられた半導体領域をソース領域、下面
側に設けられた半導体領域をドレイン領域とし、ソース
領域とドレイン領域との間に挟まれた半導体領域をチャ
ネルとしている。このような絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタでは、チャネルを通じてドレイン領域とソース
領域との間に、その素子の縦方向に電流が流れ、この電
流はゲート電極に印加する電圧を変化させることにより
制御することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トレンチゲ
ート構造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタに
おいては、半導体基板に溝を形成し、溝の底面及び側面
を被覆するように絶縁膜を形成し、この絶縁膜を介して
溝内にゲート電極またはゲート引出電極を形成してい
る。この半導体基板に形成される溝は、例えば、異方性
エッチング処理により、半導体基板の表面に対してほぼ
垂直な壁面を有するように形成されている。
ート構造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタに
おいては、半導体基板に溝を形成し、溝の底面及び側面
を被覆するように絶縁膜を形成し、この絶縁膜を介して
溝内にゲート電極またはゲート引出電極を形成してい
る。この半導体基板に形成される溝は、例えば、異方性
エッチング処理により、半導体基板の表面に対してほぼ
垂直な壁面を有するように形成されている。
【０００４】しかしながら、半導体基板に、ほぼ垂直な
壁面を有する溝を形成すると、溝の開口部近傍に突起が
形成されてしまう場合がある。図４に溝に突起が形成さ
れた絶縁ゲート型電界効果トランジスタの溝付近の概略
図を示す。また、溝の開口部付近の拡大図も示す。
壁面を有する溝を形成すると、溝の開口部近傍に突起が
形成されてしまう場合がある。図４に溝に突起が形成さ
れた絶縁ゲート型電界効果トランジスタの溝付近の概略
図を示す。また、溝の開口部付近の拡大図も示す。
【０００５】図４に示すように、溝５１が形成された半
導体基板５２上には、絶縁膜５３を介して、例えば、ポ
リシリコンからなる電極５４が形成されている。溝５１
の開口部５５付近では、拡大部分Ｄに示すように、突起
５６が形成され、この突起５６付近では絶縁膜５３が十
分な厚さに形成されにくくなる。このため、絶縁膜５３
上に形成された電極５４と半導体基板（ソース領域）５
２との絶縁耐量が十分に確保されず、結果として、ゲー
ト・ソース間の破壊耐量が低下してしまうという問題が
あった。
導体基板５２上には、絶縁膜５３を介して、例えば、ポ
リシリコンからなる電極５４が形成されている。溝５１
の開口部５５付近では、拡大部分Ｄに示すように、突起
５６が形成され、この突起５６付近では絶縁膜５３が十
分な厚さに形成されにくくなる。このため、絶縁膜５３
上に形成された電極５４と半導体基板（ソース領域）５
２との絶縁耐量が十分に確保されず、結果として、ゲー
ト・ソース間の破壊耐量が低下してしまうという問題が
あった。
【０００６】このような問題を解決するには、例えば、
絶縁膜の膜厚を厚くすることが考えられるが、ゲート絶
縁膜の膜厚が厚くなると、スレッショルド電圧が増加
し、相互コンダクタンス（ｇｍ）が低下してしまうとい
う新たな問題が生じてしまう。
絶縁膜の膜厚を厚くすることが考えられるが、ゲート絶
縁膜の膜厚が厚くなると、スレッショルド電圧が増加
し、相互コンダクタンス（ｇｍ）が低下してしまうとい
う新たな問題が生じてしまう。
【０００７】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、相互コンダクタンスを低下させることなく、所
望の破壊耐量を得ることができる絶縁ゲート型電界効果
トランジスタを提供することを目的とする。
であり、相互コンダクタンスを低下させることなく、所
望の破壊耐量を得ることができる絶縁ゲート型電界効果
トランジスタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点にかかる絶縁ゲート型電界効果
トランジスタは、半導体基板の一面に形成された溝に絶
縁膜を介してゲート電極が埋設されたトレンチゲート構
造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタであっ
て、前記ゲート電極は、その上面が前記溝の開口部より
も下方に位置するように該溝に埋設されている、ことを
特徴とする。
め、本発明の第１の観点にかかる絶縁ゲート型電界効果
トランジスタは、半導体基板の一面に形成された溝に絶
縁膜を介してゲート電極が埋設されたトレンチゲート構
造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタであっ
て、前記ゲート電極は、その上面が前記溝の開口部より
も下方に位置するように該溝に埋設されている、ことを
特徴とする。
【０００９】この構成によれば、ゲート電極は、その上
面が溝の開口部よりも下方に位置するように溝に埋設さ
れているので、溝の開口部に突起が形成されてもゲート
電極と半導体基板とが電気的に短絡されることがなくな
る。また、絶縁膜の膜厚を厚くせず、相互コンダクタン
スが低下することがなくなる。
面が溝の開口部よりも下方に位置するように溝に埋設さ
れているので、溝の開口部に突起が形成されてもゲート
電極と半導体基板とが電気的に短絡されることがなくな
る。また、絶縁膜の膜厚を厚くせず、相互コンダクタン
スが低下することがなくなる。
【００１０】本発明の第２の観点にかかる絶縁ゲート型
電界効果トランジスタは、半導体基板の一面に形成され
た溝にゲート電極が埋設されたトレンチゲート構造を有
する絶縁ゲート型電界効果トランジスタであって、前記
半導体基板の一面は、第１の溝と、該第１の溝に連続す
る第２の溝とを備え、前記第１の溝に第１の絶縁膜を介
して前記ゲート電極が形成され、該ゲート電極は、その
上面が前記第１の溝の開口部よりも下方に位置するよう
に該第１の溝に埋設され、前記第２の溝に第２の絶縁膜
を介して、前記ゲート電極に電気的に接続されたゲート
引出電極が形成され、前記第２の絶縁膜は、前記第１の
絶縁膜よりも厚く形成されている、ことを特徴とする。
電界効果トランジスタは、半導体基板の一面に形成され
た溝にゲート電極が埋設されたトレンチゲート構造を有
する絶縁ゲート型電界効果トランジスタであって、前記
半導体基板の一面は、第１の溝と、該第１の溝に連続す
る第２の溝とを備え、前記第１の溝に第１の絶縁膜を介
して前記ゲート電極が形成され、該ゲート電極は、その
上面が前記第１の溝の開口部よりも下方に位置するよう
に該第１の溝に埋設され、前記第２の溝に第２の絶縁膜
を介して、前記ゲート電極に電気的に接続されたゲート
引出電極が形成され、前記第２の絶縁膜は、前記第１の
絶縁膜よりも厚く形成されている、ことを特徴とする。
【００１１】この構成によれば、ゲート電極は、その上
面が第１の溝の開口部よりも下方に位置するように第１
の溝に埋設されているので、第１の溝の開口部に突起が
形成されてもゲート電極と半導体基板とが電気的に短絡
されることがなくなる。また、第２の絶縁膜は、第１の
絶縁膜よりも厚く形成されているので、第２の溝の開口
部に突起が形成されてもゲート引出電極と半導体基板と
が電気的に短絡されにくくなる。さらに、第１の絶縁膜
は第２の絶縁膜より薄く形成されているので、相互コン
ダクタンスが低下することがなくなる。
面が第１の溝の開口部よりも下方に位置するように第１
の溝に埋設されているので、第１の溝の開口部に突起が
形成されてもゲート電極と半導体基板とが電気的に短絡
されることがなくなる。また、第２の絶縁膜は、第１の
絶縁膜よりも厚く形成されているので、第２の溝の開口
部に突起が形成されてもゲート引出電極と半導体基板と
が電気的に短絡されにくくなる。さらに、第１の絶縁膜
は第２の絶縁膜より薄く形成されているので、相互コン
ダクタンスが低下することがなくなる。
【００１２】前記第１の溝及び前記第２の溝の開口部が
テーパ状に形成されていると、第１の溝及び第２の溝の
開口部上に形成される第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜の
ステップカバレージ（段差被覆性）が良好になる。
テーパ状に形成されていると、第１の溝及び第２の溝の
開口部上に形成される第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜の
ステップカバレージ（段差被覆性）が良好になる。
【００１３】前記第１の絶縁膜はゲート酸化膜であり、
前記第２の絶縁膜は前記ゲート引出電極と前記半導体基
板とを電気的に絶縁する薄膜である。
前記第２の絶縁膜は前記ゲート引出電極と前記半導体基
板とを電気的に絶縁する薄膜である。
【００１４】前記第２の絶縁膜は、前記第２の溝の開口
部近傍に形成される突起の高さよりも厚く形成されてい
ると、第２の溝の開口部に突起が形成されてもゲート引
出電極と半導体基板とが電気的に短絡されなくなる。
部近傍に形成される突起の高さよりも厚く形成されてい
ると、第２の溝の開口部に突起が形成されてもゲート引
出電極と半導体基板とが電気的に短絡されなくなる。
【００１５】前記第１の溝と前記第２の溝とが同一の深
さに形成されていると、第１の溝及び第２の溝を同時に
形成することが容易になる。
さに形成されていると、第１の溝及び第２の溝を同時に
形成することが容易になる。
【００１６】前記ゲート電極は、その上面が前記半導体
基板のベース領域よりも上方に位置するとともに、その
下面が該ベース領域よりも下方に位置するように埋設さ
れていると、ベース領域の厚さ方向の全体にわたって絶
縁膜を介してゲート電極と対向し、チャネル形成領域と
なる。
基板のベース領域よりも上方に位置するとともに、その
下面が該ベース領域よりも下方に位置するように埋設さ
れていると、ベース領域の厚さ方向の全体にわたって絶
縁膜を介してゲート電極と対向し、チャネル形成領域と
なる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の絶縁ゲート型電界
効果トランジスタについて説明する。図１は、絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタの部分平面図である。なお、
図１では、絶縁ゲート型電界効果トランジスタのトレン
チゲート構造を説明するために、ソース電極、層間絶縁
膜を図示せず、ゲート電極及びゲート引出電極を示して
いる。また、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、トレ
ンチゲート構造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの第１の溝の断面構造を示している。また、図３
は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、トレンチゲート構造を
有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第２の溝の
断面構造を示している。
効果トランジスタについて説明する。図１は、絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタの部分平面図である。なお、
図１では、絶縁ゲート型電界効果トランジスタのトレン
チゲート構造を説明するために、ソース電極、層間絶縁
膜を図示せず、ゲート電極及びゲート引出電極を示して
いる。また、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、トレ
ンチゲート構造を有する絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの第１の溝の断面構造を示している。また、図３
は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、トレンチゲート構造を
有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第２の溝の
断面構造を示している。
【００１８】図２及び図３に示すように、絶縁ゲート型
電界効果トランジスタ１は、半導体基板２と、半導体基
板２の上面に形成されたゲート電極３、ソース電極４、
及びゲート引出電極５と、半導体基板２の下面に形成さ
れたドレイン電極６とを備えている。
電界効果トランジスタ１は、半導体基板２と、半導体基
板２の上面に形成されたゲート電極３、ソース電極４、
及びゲート引出電極５と、半導体基板２の下面に形成さ
れたドレイン電極６とを備えている。
【００１９】半導体基板２は、Ｎ＋形半導体領域からな
るドレイン領域７と、ドレイン領域７上に形成されたＮ
形半導体領域からなるドリフト領域８と、ドリフト領域
８上に形成されたＰ形半導体領域からなるベース領域９
と、ベース領域９上の所定の位置に形成されたＮ＋形半
導体領域からなるソース領域１０とを備えている。そし
て、半導体基板２の上面に、第１の溝１１及び第２の溝
１２が形成されている。
るドレイン領域７と、ドレイン領域７上に形成されたＮ
形半導体領域からなるドリフト領域８と、ドリフト領域
８上に形成されたＰ形半導体領域からなるベース領域９
と、ベース領域９上の所定の位置に形成されたＮ＋形半
導体領域からなるソース領域１０とを備えている。そし
て、半導体基板２の上面に、第１の溝１１及び第２の溝
１２が形成されている。
【００２０】図１に示すように、第１の溝１１は、半導
体基板２の上面に、全体として格子状となるように複数
形成されている。また、第２の溝１２は、第１の溝１１
を包囲するように、半導体基板２の外周縁に沿って環状
に形成されている。この第１の溝１１の端部は、半導体
基板２の外周縁で第２の溝１２に連続して形成されてい
る。本実施の形態では、第１の溝１１と第２の溝１２と
の深さが実質的に同一となるように形成され、第１の溝
１１及び第２の溝１２は、異方性エッチングにより同時
に形成されている。例えば、半導体基板２の上面にレジ
ストが塗布され、フォトリソグラフィ法を用いて、第１
の溝１１及び第２の溝１２を形成しない箇所にマスクが
施される。そして、マスクされていない箇所がエッチン
グされることにより、半導体基板２の上面に第１の溝１
１及び第２の溝１２が形成される。
体基板２の上面に、全体として格子状となるように複数
形成されている。また、第２の溝１２は、第１の溝１１
を包囲するように、半導体基板２の外周縁に沿って環状
に形成されている。この第１の溝１１の端部は、半導体
基板２の外周縁で第２の溝１２に連続して形成されてい
る。本実施の形態では、第１の溝１１と第２の溝１２と
の深さが実質的に同一となるように形成され、第１の溝
１１及び第２の溝１２は、異方性エッチングにより同時
に形成されている。例えば、半導体基板２の上面にレジ
ストが塗布され、フォトリソグラフィ法を用いて、第１
の溝１１及び第２の溝１２を形成しない箇所にマスクが
施される。そして、マスクされていない箇所がエッチン
グされることにより、半導体基板２の上面に第１の溝１
１及び第２の溝１２が形成される。
【００２１】また、図２に示すように、第１の溝１１
は、半導体基板２の上面から、ほぼ垂直な壁面を有する
断面視長方形状に形成されている。第１の溝１１は、そ
の底面がドリフト領域８とベース領域９とのＰＮ接合よ
りも深い位置（ドリフト領域８内）まで形成されてい
る。また、第１の溝１１の開口部１１ａは、テーパ状に
形成されている。
は、半導体基板２の上面から、ほぼ垂直な壁面を有する
断面視長方形状に形成されている。第１の溝１１は、そ
の底面がドリフト領域８とベース領域９とのＰＮ接合よ
りも深い位置（ドリフト領域８内）まで形成されてい
る。また、第１の溝１１の開口部１１ａは、テーパ状に
形成されている。
【００２２】第１の溝１１上には、第１の絶縁膜１３が
形成されている。第１の絶縁膜１３は、第１の溝１１の
底面及び側面を被覆し、その外周側は開口部１１ａを被
覆して、半導体基板２（ソース領域１０）の上面まで延
伸されている。ここで、第１の溝１１の開口部１１ａが
テーパ状に形成されているので、第１の絶縁膜１３のス
テップカバレージ（段差被覆性）を良好にすることがで
きる。このため、第１の溝１１の開口部１１ａ上に均一
な厚さの第１の絶縁膜１３を形成しやすくなる。この第
１の絶縁膜１３は、ゲート絶縁膜として機能する膜であ
り、所定のスレッショルド電圧を維持可能な厚さ、例え
ば、５０ｎｍに形成されている。
形成されている。第１の絶縁膜１３は、第１の溝１１の
底面及び側面を被覆し、その外周側は開口部１１ａを被
覆して、半導体基板２（ソース領域１０）の上面まで延
伸されている。ここで、第１の溝１１の開口部１１ａが
テーパ状に形成されているので、第１の絶縁膜１３のス
テップカバレージ（段差被覆性）を良好にすることがで
きる。このため、第１の溝１１の開口部１１ａ上に均一
な厚さの第１の絶縁膜１３を形成しやすくなる。この第
１の絶縁膜１３は、ゲート絶縁膜として機能する膜であ
り、所定のスレッショルド電圧を維持可能な厚さ、例え
ば、５０ｎｍに形成されている。
【００２３】第１の溝１１には、第１の絶縁膜１３を介
してゲート電極３が埋設されている。ゲート電極３は、
導電性のポリシリコン等からなり、その上面が第１の溝
１１の開口部１１ａの下側であって、ベース領域９の上
面より上側に位置するように埋設されている。また、ゲ
ート電極３の下面は、ベース領域９とドリフト領域８と
のＰＮ接合よりも下側に位置するように埋設されてい
る。このため、ベース領域９の側面は、その厚さ方向の
全体にわたって、第１の絶縁膜１３を介してゲート電極
３と対向しており、ベース領域９の側面がチャネル形成
領域となる。
してゲート電極３が埋設されている。ゲート電極３は、
導電性のポリシリコン等からなり、その上面が第１の溝
１１の開口部１１ａの下側であって、ベース領域９の上
面より上側に位置するように埋設されている。また、ゲ
ート電極３の下面は、ベース領域９とドリフト領域８と
のＰＮ接合よりも下側に位置するように埋設されてい
る。このため、ベース領域９の側面は、その厚さ方向の
全体にわたって、第１の絶縁膜１３を介してゲート電極
３と対向しており、ベース領域９の側面がチャネル形成
領域となる。
【００２４】このように、ゲート電極３の上面が第１の
溝１１の開口部１１ａよりも下側となるように、第１の
溝１１内に埋設されているので、仮に、第１の溝１１の
開口部１１ａに突起が形成されても、ゲート電極３とソ
ース領域１０との間が電気的に短絡されることがなくな
る。また、第１の絶縁膜１３は所定のスレッショルド電
圧を維持可能な厚さに形成されているので、所定のスレ
ッショルド電圧を維持することができ、相互コンダクタ
ンスを低下させることがなくなる。
溝１１の開口部１１ａよりも下側となるように、第１の
溝１１内に埋設されているので、仮に、第１の溝１１の
開口部１１ａに突起が形成されても、ゲート電極３とソ
ース領域１０との間が電気的に短絡されることがなくな
る。また、第１の絶縁膜１３は所定のスレッショルド電
圧を維持可能な厚さに形成されているので、所定のスレ
ッショルド電圧を維持することができ、相互コンダクタ
ンスを低下させることがなくなる。
【００２５】ゲート電極３上には、層間絶縁膜１４が形
成されている。そして、半導体基板２（ベース領域９）
の上面及び層間絶縁膜１４を覆うようにソース電極４が
形成されている。また、半導体基板２（ドレイン領域
７）の下面には、ドレイン電極６が形成されている。
成されている。そして、半導体基板２（ベース領域９）
の上面及び層間絶縁膜１４を覆うようにソース電極４が
形成されている。また、半導体基板２（ドレイン領域
７）の下面には、ドレイン電極６が形成されている。
【００２６】図３に示すように、第２の溝１２は、半導
体基板２の上面から、ほぼ垂直な壁面を有する断面視長
方形状に形成されている。第２の溝１２は、その底面が
ドリフト領域８とベース領域９とのＰＮ接合よりも深い
位置（ドリフト領域８内）まで形成されている。また、
第２の溝１２の開口部１２ａは、テーパ状に形成されて
いる。
体基板２の上面から、ほぼ垂直な壁面を有する断面視長
方形状に形成されている。第２の溝１２は、その底面が
ドリフト領域８とベース領域９とのＰＮ接合よりも深い
位置（ドリフト領域８内）まで形成されている。また、
第２の溝１２の開口部１２ａは、テーパ状に形成されて
いる。
【００２７】第２の溝１２には、第２の絶縁膜１５が形
成されている。第２の絶縁膜１５は、第２の溝１２の底
面及び側面を被覆し、その外周側は開口部１２ａを被覆
して、半導体基板２（ベース領域９）の上面まで延伸さ
れている。ここで、第２の溝１２の開口部１２ａがテー
パ状に形成されているので、第２の絶縁膜１５のステッ
プカバレージ（段差被覆性）を良好にすることができ
る。このため、第２の溝１２の開口部１２ａ上に均一な
厚さの第２の絶縁膜１５を形成しやすくなる。
成されている。第２の絶縁膜１５は、第２の溝１２の底
面及び側面を被覆し、その外周側は開口部１２ａを被覆
して、半導体基板２（ベース領域９）の上面まで延伸さ
れている。ここで、第２の溝１２の開口部１２ａがテー
パ状に形成されているので、第２の絶縁膜１５のステッ
プカバレージ（段差被覆性）を良好にすることができ
る。このため、第２の溝１２の開口部１２ａ上に均一な
厚さの第２の絶縁膜１５を形成しやすくなる。
【００２８】第２の絶縁膜１５は、ゲート引出電極５と
半導体基板２（ベース領域９）との間の電気的絶縁を図
るためのものであり、第１の絶縁膜１３よりも厚く形成
されている。この第２の絶縁膜１５の厚さは、第２の溝
１２の開口部１２ａに突起が形成されても、ゲート引出
電極５とベース領域９との間が電気的に短絡されること
がないように、第２の溝１２の開口部１２ａに発生可能
な突起の突出高さ以上の厚みを有するように形成するこ
とが好ましい。具体的には、第２の絶縁膜１５は５０ｎ
ｍより厚いことが好ましく、１００ｎｍ以上であること
がさらに好ましい。本例では、第２の絶縁膜１５を１５
０ｎｍに形成している。このように、第２の絶縁膜１５
の膜厚を厚くできるのは、第２の絶縁膜１５はゲート絶
縁膜として機能するものではなく、第２の絶縁膜１５を
厚くしてもスレッショルド電圧が大きくなることがない
ためである。
半導体基板２（ベース領域９）との間の電気的絶縁を図
るためのものであり、第１の絶縁膜１３よりも厚く形成
されている。この第２の絶縁膜１５の厚さは、第２の溝
１２の開口部１２ａに突起が形成されても、ゲート引出
電極５とベース領域９との間が電気的に短絡されること
がないように、第２の溝１２の開口部１２ａに発生可能
な突起の突出高さ以上の厚みを有するように形成するこ
とが好ましい。具体的には、第２の絶縁膜１５は５０ｎ
ｍより厚いことが好ましく、１００ｎｍ以上であること
がさらに好ましい。本例では、第２の絶縁膜１５を１５
０ｎｍに形成している。このように、第２の絶縁膜１５
の膜厚を厚くできるのは、第２の絶縁膜１５はゲート絶
縁膜として機能するものではなく、第２の絶縁膜１５を
厚くしてもスレッショルド電圧が大きくなることがない
ためである。
【００２９】第２の溝１２には、第２の絶縁膜１５を介
してゲート引出電極５が形成されている。ゲート引出電
極５は、導電性のポリシリコン等からなり、第２の溝１
２の全体に埋設され、その外周側は半導体基板２の表面
まで延伸されている。また、ゲート電極３とゲート引出
電極５とは、それぞれ第１の溝１１と第２の溝１２に沿
って形成され、図１に示すように、両者は溝内で連続し
ている。
してゲート引出電極５が形成されている。ゲート引出電
極５は、導電性のポリシリコン等からなり、第２の溝１
２の全体に埋設され、その外周側は半導体基板２の表面
まで延伸されている。また、ゲート電極３とゲート引出
電極５とは、それぞれ第１の溝１１と第２の溝１２に沿
って形成され、図１に示すように、両者は溝内で連続し
ている。
【００３０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、ゲート電極３の上面が第１の溝１１の開口部１１ａ
よりも下側となるように、第１の溝１１内に埋設されて
いるので、ゲート電極３とソース領域１０との間が電気
的に短絡されることがなくなる。このため、ゲート・ソ
ース間に所望の破壊耐量を得ることができる。また、第
１の絶縁膜１３は所定のスレッショルド電圧を維持可能
な厚さに形成されているので、所定のスレッショルド電
圧を維持することができ、相互コンダクタンスを低下さ
せることがなくなる。さらに、第２の絶縁膜１５が第１
の絶縁膜１３よりも厚く形成されているので、ゲート引
出電極５とベース領域９との間が電気的に短絡されにく
くなる。
ば、ゲート電極３の上面が第１の溝１１の開口部１１ａ
よりも下側となるように、第１の溝１１内に埋設されて
いるので、ゲート電極３とソース領域１０との間が電気
的に短絡されることがなくなる。このため、ゲート・ソ
ース間に所望の破壊耐量を得ることができる。また、第
１の絶縁膜１３は所定のスレッショルド電圧を維持可能
な厚さに形成されているので、所定のスレッショルド電
圧を維持することができ、相互コンダクタンスを低下さ
せることがなくなる。さらに、第２の絶縁膜１５が第１
の絶縁膜１３よりも厚く形成されているので、ゲート引
出電極５とベース領域９との間が電気的に短絡されにく
くなる。
【００３１】また、本実施の形態によれば、第１の溝１
１の開口部１１ａ及び第２の溝１２の開口部１２ａがテ
ーパ状に形成されているので、第１の絶縁膜１３及び第
２の絶縁膜１５のステップカバレージを良好にすること
ができる。このため、均一な厚さの第１の絶縁膜１３及
び第２の絶縁膜１５が形成しやすくなる。
１の開口部１１ａ及び第２の溝１２の開口部１２ａがテ
ーパ状に形成されているので、第１の絶縁膜１３及び第
２の絶縁膜１５のステップカバレージを良好にすること
ができる。このため、均一な厚さの第１の絶縁膜１３及
び第２の絶縁膜１５が形成しやすくなる。
【００３２】さらに、本実施の形態によれば、第１の溝
１１と第２の溝１２とが同一の深さに形成されているの
で、第１の溝１１及び第２の溝１２を容易に形成するこ
とができる。
１１と第２の溝１２とが同一の深さに形成されているの
で、第１の溝１１及び第２の溝１２を容易に形成するこ
とができる。
【００３３】なお、本発明は、上記の実施の形態に限ら
れず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に
適用可能な他の実施の形態について説明する。
れず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に
適用可能な他の実施の形態について説明する。
【００３４】上記実施の形態では、第２の絶縁膜１５が
第１の絶縁膜１３よりも厚く形成されている場合につい
て説明したが、例えば、第１の絶縁膜１３と第２の絶縁
膜１５とを同一の厚みにしてもよい。この場合にも、ゲ
ート電極３は、その上面が第１の溝１１の開口部１１ａ
よりも下側に埋設されているので、ゲート電極３とソー
ス領域１０との間が電気的に短絡されることがなくな
り、ゲート・ソース間に所望の破壊耐量を得ることがで
きる。また、第１の絶縁膜１３は所定のスレッショルド
電圧を維持可能な厚さに形成されているので、所定のス
レッショルド電圧を維持することができ、相互コンダク
タンスを低下させることがなくなる。
第１の絶縁膜１３よりも厚く形成されている場合につい
て説明したが、例えば、第１の絶縁膜１３と第２の絶縁
膜１５とを同一の厚みにしてもよい。この場合にも、ゲ
ート電極３は、その上面が第１の溝１１の開口部１１ａ
よりも下側に埋設されているので、ゲート電極３とソー
ス領域１０との間が電気的に短絡されることがなくな
り、ゲート・ソース間に所望の破壊耐量を得ることがで
きる。また、第１の絶縁膜１３は所定のスレッショルド
電圧を維持可能な厚さに形成されているので、所定のス
レッショルド電圧を維持することができ、相互コンダク
タンスを低下させることがなくなる。
【００３５】上記実施の形態では、第１の溝１１の開口
部１１ａ及び第２の溝１２の開口部１２ａがテーパ状に
形成されている場合について説明したが、開口部１１ａ
及び開口部１２ａはテーパ状に形成されていなくてもよ
い。この場合にも、ゲート・ソース間に所望の破壊耐量
を得ることができるとともに、相互コンダクタンスを低
下させることがなくなる。ただし、第１の溝１１と第２
の溝１２上に形成される第１の絶縁膜１３及び第２の絶
縁膜１５のステップカバレージを良好にするために、開
口部１１ａ及び開口部１２ａが面取りされていることが
好ましい。
部１１ａ及び第２の溝１２の開口部１２ａがテーパ状に
形成されている場合について説明したが、開口部１１ａ
及び開口部１２ａはテーパ状に形成されていなくてもよ
い。この場合にも、ゲート・ソース間に所望の破壊耐量
を得ることができるとともに、相互コンダクタンスを低
下させることがなくなる。ただし、第１の溝１１と第２
の溝１２上に形成される第１の絶縁膜１３及び第２の絶
縁膜１５のステップカバレージを良好にするために、開
口部１１ａ及び開口部１２ａが面取りされていることが
好ましい。
【００３６】上記実施の形態では、第１の溝１１と第２
の溝１２とが同一の深さに形成されている場合について
説明したが、第１の溝１１との第２の溝１２と深さを異
ならせてもよい。
の溝１２とが同一の深さに形成されている場合について
説明したが、第１の溝１１との第２の溝１２と深さを異
ならせてもよい。
【００３７】上記実施の形態では、ゲート電極３及びゲ
ート引出電極５に導電性のポリシリコンを用いた場合に
ついて説明したが、ゲート電極３及びゲート引出電極５
等に用いられる材質は任意であり、例えば、ゲート電極
３及びゲート引出電極５に金属からなる電極を用いても
よい。
ート引出電極５に導電性のポリシリコンを用いた場合に
ついて説明したが、ゲート電極３及びゲート引出電極５
等に用いられる材質は任意であり、例えば、ゲート電極
３及びゲート引出電極５に金属からなる電極を用いても
よい。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相互コンダクタンスを低下させることなく、所望の破壊
耐量を得ることができる絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタを提供することができる。
相互コンダクタンスを低下させることなく、所望の破壊
耐量を得ることができる絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタを提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態の絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタの部分平面図である。
ランジスタの部分平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】従来の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの溝
付近の概略図である。
付近の概略図である。
１ 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ ２ 半導体基板 ３ ゲート電極 ５ ゲート引出電極 ９ ベース領域 １１ 第１の溝 １１ａ 開口部 １２ 第２の溝 １２ａ 開口部 １３ 第１の絶縁膜 １５ 第２の絶縁膜
Claims (7)
- 【請求項１】半導体基板の一面に形成された溝に絶縁膜
を介してゲート電極が埋設されたトレンチゲート構造を
有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタであって、 前記ゲート電極は、その上面が前記溝の開口部よりも下
方に位置するように、該溝に埋設されている、ことを特
徴とする絶縁ゲート型電界効果トランジスタ。 - 【請求項２】半導体基板の一面に形成された溝にゲート
電極が埋設されたトレンチゲート構造を有する絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタであって、 前記半導体基板の一面は、第１の溝と、該第１の溝に連
続する第２の溝とを備え、 前記第１の溝に第１の絶縁膜を介して前記ゲート電極が
形成され、該ゲート電極は、その上面が前記第１の溝の
開口部よりも下方に位置するように該第１の溝に埋設さ
れ、 前記第２の溝に第２の絶縁膜を介して、前記ゲート電極
に電気的に接続されたゲート引出電極が形成され、前記
第２の絶縁膜は、前記第１の絶縁膜よりも厚く形成され
ている、ことを特徴とする絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタ。 - 【請求項３】前記第１の溝及び前記第２の溝の開口部
は、テーパ状に形成されている、ことを特徴とする請求
項２に記載の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ。 - 【請求項４】前記第１の絶縁膜はゲート酸化膜であり、
前記第２の絶縁膜は前記ゲート引出電極と前記半導体基
板とを電気的に絶縁する薄膜である、ことを特徴とする
請求項２または３に記載の絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタ。 - 【請求項５】前記第２の絶縁膜は、前記第２の溝の開口
部近傍に形成される突起の高さよりも厚く形成されてい
る、ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に
記載の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ。 - 【請求項６】前記第１の溝と前記第２の溝とは、同一の
深さに形成されている、ことを特徴とする請求項２乃至
５のいずれか１項に記載の絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタ。 - 【請求項７】前記ゲート電極は、その上面が前記半導体
基板のベース領域よりも上方に位置するとともに、その
下面が該ベース領域よりも下方に位置するように埋設さ
れている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
１項に記載の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021457A JP3456477B2 (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001021457A JP3456477B2 (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002231946A true JP2002231946A (ja) | 2002-08-16 |
| JP3456477B2 JP3456477B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=18887018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001021457A Expired - Lifetime JP3456477B2 (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456477B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005235913A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| KR100710196B1 (ko) * | 2005-12-28 | 2007-04-20 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 바이폴라트랜지스터의 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11103052A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH11251585A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-17 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
2001
- 2001-01-30 JP JP2001021457A patent/JP3456477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11103052A (ja) * | 1997-09-26 | 1999-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH11251585A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-17 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005235913A (ja) * | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JP4570370B2 (ja) * | 2004-02-18 | 2010-10-27 | パナソニック株式会社 | 半導体装置 |
| KR100710196B1 (ko) * | 2005-12-28 | 2007-04-20 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 바이폴라트랜지스터의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3456477B2 (ja) | 2003-10-14 |
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