JP2020505785A - 縦型fet構造 - Google Patents
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Abstract
Description
[0010]本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する、付随する図面の図は、本開示のいくつかの態様を例解し、説明とともに、本開示の原理を解説する働きをする。
・ゲート間プレート32を、ソース領域16のソースウェル18およびソース注入物20の真上に与えること、ならびに、
・ゲート間プレート32を、ゲート誘電体22により、ソース領域16のソースウェル18およびソース注入物20から分離すること
により形成する。本質的には、各々のゲート間プレート32は、第1の容量性プレートを提供し、ソース領域16の重なり一部分は、第2の容量性プレートを与え、ゲート誘電体22は、第1の容量性プレートおよび第2の容量性プレートを分離する誘電材料を提供して、MOSFETセル10の中の追加的な内部容量を提供する。ゲート間プレート32を用いて、追加的な内部容量を提供することにより、MOSFETセル10の性能を、MOSFETセル10が用いられるモジュラ回路網のサイズの増大をほとんど、または全く伴わずに、大幅に高める。特に、この様式において、MOSFETセル10の中からゲート−ソース容量CGSを増大することは、MOSFETセル10の実効オン抵抗を増大することなく、高速度ターンオフの間の誤ったターンオン事象を抑制する一助となる。
Claims (29)
- ・上部表面、および、前記上部表面の反対の下部表面を有する炭化ケイ素基板と、
・前記炭化ケイ素基板の前記下部表面上のドレイン/コレクタコンタクトと、
・前記炭化ケイ素基板の前記上部表面上のエピタキシャル構造であって、前記エピタキシャル構造内に第1のソース/エミッタ注入物を形成した、エピタキシャル構造と、
・前記エピタキシャル構造の一部分上のゲート誘電体と、
・第1の複数のソース/エミッタコンタクト片であって、前記ゲート誘電体が前記第1の複数のソース/エミッタコンタクト片の下方にないように、互いから間をおいて、前記第1のソース/エミッタ注入物上に隔置される、第1の複数のソース/エミッタコンタクト片と、
・第1の細長のゲートコンタクトおよび第2の細長のゲートコンタクトであって、前記ゲート誘電体上にあり、前記第1のソース/エミッタ注入物が、前記第1の細長のゲートコンタクトおよび前記第2の細長のゲートコンタクトの下方にあり、前記第1の細長のゲートコンタクトと前記第2の細長のゲートコンタクトとの間にあるように置かれる、第1の細長のゲートコンタクトおよび第2の細長のゲートコンタクトと、
・前記第1の細長のゲートコンタクトおよび前記第2の細長のゲートコンタクトのうちの少なくとも1つから、前記第1の複数のソース/エミッタコンタクト片の間に形成される空間内へと延在する第1の複数のゲート間プレートと
を備える、縦型電界効果トランジスタ(FET)構造。 - 少なくとも、第1のトランジスタセルと、第2のトランジスタセルとを、前記第1の細長のゲートコンタクトが前記第1のトランジスタセルの一部を形成し、前記第2の細長のゲートコンタクトが前記第2のトランジスタセルの一部を形成するようにさらに含み、追加的な内部容量が提供され、前記第1の複数のゲート間プレートの各々は、前記第1のソース/エミッタ注入物の一部分と重なり、前記第1の複数のゲート間プレートは、前記ゲート誘電体により分離される、請求項1に記載の縦型FET構造。
- 前記第1のソース/エミッタ注入物を、前記第1のトランジスタセルおよび前記第2のトランジスタセルにより共有する、請求項2に記載の縦型FET構造。
- 前記第1のトランジスタセルおよび前記第2のトランジスタセルは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)セルである、請求項3に記載の縦型FET構造。
- 前記第1のトランジスタセルおよび前記第2のトランジスタセルは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)セルである、請求項3に記載の縦型FET構造。
- 前記エピタキシャル構造は、中に前記第1のソース/エミッタ注入物が設けられる、第1のソース/エミッタウェルをさらに含む、請求項1に記載の縦型FET構造。
- 前記炭化ケイ素基板および前記第1のソース/エミッタ注入物を、第1の極性を有する材料によってドープし、前記第1のソース/エミッタウェルを、前記第1の極性の反対の極性である第2の極性を有するドーピング材料によってドープする、請求項6に記載の縦型FET構造。
- 前記炭化ケイ素基板および前記第1のソース/エミッタウェルを、第1の極性を有する材料によってドープし、前記第1のソース/エミッタ注入物を、前記第1の極性の反対の極性である第2の極性を有するドーピング材料によってドープする、請求項6に記載の縦型FET構造。
- 前記第1の複数のゲート間プレートの各々は、前記第1の複数のソース/エミッタコンタクト片の近接する対の間に形成される空間を通って、前記第1の細長のゲートコンタクトと前記第2の細長のゲートコンタクトとの間に十分に延在する、請求項1に記載の縦型FET構造。
- 前記第1の細長のゲートコンタクト、前記第2の細長のゲートコンタクト、および、前記第1の複数のゲート間プレートは、同じ材料から形成される、請求項1に記載の縦型FET構造。
- 前記第1の細長のゲートコンタクト、前記第2の細長のゲートコンタクト、および、前記第1の複数のゲート間プレートは、同じ材料から、共通の平面上に形成される、請求項1に記載の縦型FET構造。
- 前記エピタキシャル構造は、炭化ケイ素から形成される、請求項1に記載の縦型FET構造。
- 前記第1の細長のゲートコンタクトの一部分が、前記第1のソース/エミッタ注入物の第1の部分と重なり、前記第2の細長のゲートコンタクトの一部分が、前記第1のソース/エミッタ注入物の第2の部分と重なる、請求項1に記載の縦型FET構造。
- ゲート−ソース/エミッタ容量と、ゲート−ドレイン/コレクタ容量とをさらに備え、前記ゲート−ドレイン/コレクタ容量に対する前記ゲート−ソース/エミッタ容量の比は、170より大きい、請求項1に記載の縦型FET構造。
- ゲート−ソース/エミッタ容量と、ゲート−ドレイン/コレクタ容量とをさらに備え、前記ゲート−ドレイン/コレクタ容量に対する前記ゲート−ソース/エミッタ容量の比は、250より大きい、請求項1に記載の縦型FET構造。
- ゲート−ソース/エミッタ容量と、ゲート−ドレイン/コレクタ容量とをさらに備え、前記ゲート−ドレイン/コレクタ容量に対する前記ゲート−ソース/エミッタ容量の比は、350より大きい、請求項1に記載の縦型FET構造。
- ゲート−ソース/エミッタ容量と、ゲート−ドレイン/コレクタ容量とをさらに備え、前記ゲート−ドレイン/コレクタ容量に対する前記ゲート−ソース/エミッタ容量の比は、200から750の間である、請求項1に記載の縦型FET構造。
- ゲート−ソース/エミッタ容量と、ゲート−ドレイン/コレクタ容量とをさらに備え、前記ゲート−ドレイン/コレクタ容量に対する前記ゲート−ソース/エミッタ容量の比は、300から1,000の間である、請求項1に記載の縦型FET構造。
- 前記エピタキシャル構造は、前記第1のソース/エミッタ注入物から間をおいて隔置される、第2のソース/エミッタ注入物をさらに含み、
・第2の複数のソース/エミッタコンタクト片であって、前記ゲート誘電体が前記第2の複数のソース/エミッタコンタクト片の下方にないように、互いから間をおいて、前記第2のソース/エミッタ注入物上に隔置される、第2の複数のソース/エミッタコンタクト片と、
・第3の細長のゲートコンタクトであって、前記ゲート誘電体上にあり、前記第2のソース/エミッタ注入物が、前記第1の細長のゲートコンタクトおよび前記第3の細長のゲートコンタクトの下方にあり、前記第1の細長のゲートコンタクトと前記第3の細長のゲートコンタクトとの間にあるように置かれる、第3の細長のゲートコンタクトと、
・前記第1の細長のゲートコンタクトおよび前記第3の細長のゲートコンタクトのうちの少なくとも1つから、前記第2の複数のソース/エミッタコンタクト片の間に形成される空間内へと延在する第2の複数のゲート間プレートであって、追加的な内部容量が提供され、前記第2の複数のゲート間プレートの各々は、前記第2のソース/エミッタ注入物の一部分と重なり、前記第1の複数のゲート間プレートは、前記ゲート誘電体により分離される、第2の複数のゲート間プレートと
をさらに備える、請求項1に記載の縦型FET構造。 - ・前記第1の複数のゲート間プレートの各々は、前記第1の複数のソース/エミッタコンタクト片の近接する対の間に形成される空間を通って、前記第1の細長のゲートコンタクトと前記第2の細長のゲートコンタクトとの間に十分に延在し、
・前記第2の複数のゲート間プレートの各々は、前記第2の複数のソース/エミッタコンタクト片の近接する対の間に形成される空間を通って、前記第1の細長のゲートコンタクトと前記第3の細長のゲートコンタクトとの間に十分に延在する、
請求項19に記載の縦型FET構造。 - 前記第1の細長のゲートコンタクト、前記第2の細長のゲートコンタクト、および、前記第1の複数のゲート間プレートは、同じ材料から形成される、請求項19に記載の縦型FET構造。
- 前記第1の細長のゲートコンタクト、前記第2の細長のゲートコンタクト、および、前記第1の複数のゲート間プレートは、同じ材料から、共通の平面上に形成される、請求項19に記載の縦型FET構造。
- 前記エピタキシャル構造は、炭化ケイ素から形成される、請求項22に記載の縦型FET構造。
- ゲート−ソース/エミッタ容量と、ゲート−ドレイン/コレクタ容量とをさらに備え、前記ゲート−ドレイン/コレクタ容量に対する前記ゲート−ソース/エミッタ容量の比は、200から750の間である、請求項1に記載の縦型FET構造。
- ゲート−ソース/エミッタ容量と、ゲート−ドレイン/コレクタ容量とをさらに備え、前記ゲート−ドレイン/コレクタ容量に対する前記ゲート−ソース/エミッタ容量の比は、350より大きい、請求項1に記載の縦型FET構造。
- ・上部表面、および、前記上部表面の反対の下部表面を有する炭化ケイ素基板と、
・前記下部表面上のドレインコンタクトと、
・前記炭化ケイ素基板の前記上部表面上の炭化ケイ素エピタキシャル構造と、
・前記炭化ケイ素エピタキシャル構造上のソースコンタクトおよびゲートコンタクトであって、前記ゲートコンタクトと前記ドレインコンタクトとの間で測定されるようなゲート−ドレイン容量に対する、前記ゲートコンタクトと前記ソースコンタクトとの間で測定されるようなゲート−ソース容量の比は、250より大きい、ソースコンタクトおよびゲートコンタクトと
を備える、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)構造。 - 前記ゲート−ドレイン容量に対する前記ゲート−ソース容量の前記比は、350より大きい、請求項26に記載のMOSFET構造。
- 前記ゲート−ドレイン容量に対する前記ゲート−ソース容量の前記比は、250から750の間である、請求項26に記載のMOSFET構造。
- 前記ゲート−ドレイン容量に対する前記ゲート−ソース容量の前記比は、300から1,000の間である、請求項26に記載のMOSFET構造。
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