JP2924348B2 - トランジスタ - Google Patents

トランジスタ

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JP2924348B2 JP3229081A JP22908191A JP2924348B2 JP 2924348 B2 JP2924348 B2 JP 2924348B2 JP 3229081 A JP3229081 A JP 3229081A JP 22908191 A JP22908191 A JP 22908191A JP 2924348 B2 JP2924348 B2 JP 2924348B2
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    • H01L29/0852Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate of DMOS transistors
    • H01L29/0873Drain regions
    • H01L29/0878Impurity concentration or distribution

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、トランジスタの構造
に関する。
【0002】
【従来技術】従来の技術としては、例えば図4の断面図
に示される様な物があり、以下、図4に従って説明す
る。P型半導体領域1bと、該P型半導体領域1b一方
面上に形成されたP型エピタキシャル領域3と、前記P
型半導体領域1bと該P型エピタキシャル領域3との境
界領域に形成された高濃度N+型埋込層2と、前記P型
エピタキシャル領域3表面より該埋込層2に接するよう
に形成されたN型ドレイン領域4と、該N型ドレイン領
域4表面より該領域4内に、拡散により形成された複数
のP型ベ−ス領域5と、前記N型ドレイン領域表面よ
り、該領域内に形成された、高濃度N+型ソ−ス領域7
と、前記N型ドレイン領域4表面より前記ベ−ス領域5
に重なるように、前記埋込層2へ達するよう拡散によっ
て形成された深いP型ベ−ス領域8と、1つの前記P型
ベ−ス領域5と、そのとなりに形成されているもう1つ
の前記P型ベ−ス領域5との間の全ての前記ドレイン領
域4の表面より、該領域4内に形成された、高濃度N+
型ドレイン取り出し領域6と、その中の少なくとも1つ
の前記高濃度N+型ドレイン取り出し領域6表面より、
前記埋込層2へ達するように形成された深い高濃度N+
型ドレイン取り出し領域9と、前記ソ−ス領域7と、前
記ドレイン領域4とに挟まれた、前記P型ベ−ス領域5
の一部の表面上にゲ−ト絶縁膜10を介して形成された
ゲ−ト電極11と、前記ゲ−ト電極11の設けられてい
ない前記P型ベ−ス領域5及び前記ソ−ス領域7上に形
成されたソ−ス電極13と、前記ドレイン取り出し領域
6上に形成されたドレイン電極14と、から構成されて
いる。
【0003】前記高濃度N+型ドレイン取り出し領域6
は、ドレイン電極とドレイン領域との接触抵抗を低減す
るためのものである。また、前記P型エピタキシャル領
域3を結晶成長させる過程で、前記埋込層2を形成する
拡散に使われた不純物が、前記P型エピタキシャル領域
3内にも熱拡散して広がっている。この横型二重拡散M
OS FET(以下LDMOS FETと略記する)に
おいては、ベ−ス領域5とドレイン領域4とで形成され
るダイオ−ドD1の耐圧より、深いベ−ス領域8とN+
型埋込層2とで形成されるダイオ−ドD2の耐圧の方が
低くなっている。
【0004】本構造においては、ドレイン電極14とソ
−ス電極13との間にサ−ジ電圧が発生した場合、ダイ
オ−ドD1より先にダイオ−ドD2がブレイクダウンし
てアバランシェ電流を流すので、ドレイン領域4とベ−
ス領域5との間には電位差が発生せず、ソ−ス領域7、
ベ−ス領域5、ドレイン領域4によって形成される寄生
NPNトランジスタがタ−ンオンするのを防止でき、サ
−ジ耐量が向上する。更に、ドレイン電極とソ−ス電極
が同一主面上に形成されているので、図5で示している
多出力回路を何層にも形成でき、また、他のトランジス
タとの集積化も容易である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のLD
MOSFETにおいては、ダイオードD2は、深いベー
ス領域8とN+型埋込層2との接続面によってのみ形成
されていた。
【0006】従って、ダイオードD2として作用する部
分の面積の増大には限界があり、従って、破壊耐量の向
上には限界があるという問題があった。
【0007】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、サージ耐量の向上することのできるト
ランジスタを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1に記載された発明は、第1導電型の第1半導
体領域と、この半導体領域の表面上に形成された第1導
電型の第2半導体領域と、前記第1半導体領域と前記第2
半導体領域との境界領域に形成された第2導電型の埋込
層と、前記第2半導体領域表面より前記埋込層に接する
ように形成される第2導電型のドレイン領域と、このド
レイン領域表面に形成される第1導電型のベース領域
と、、このベース領域表面に形成された第2導電型のソ
ース領域と、このソース領域と前記ドレイン領域とに挟
まれた、前記ベース領域の表面上にゲート絶縁膜を介し
て形成されたゲート電極と、前記ドレイン領域上に形成
されたドレイン電極と、前記ソース領域上に形成された
ソース電極と、前記第1半導体領域の裏面に形成される
と共に、前記ソース電極と同電位の電圧であって、前記
ドレイン電極に印加される電圧と異なる電圧が印加され
る裏面電極と、を備え、前記ベース領域の底面と前記ド
レイン領域との間の接合耐圧より、前記第1半導体領域
と前記埋込層との間の接合耐圧の方が低いことを特徴と
した。また請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の
トランジスタにおいて、前記ドレイン領域表面から前記
埋込層に達するように形成された溝と、この溝内部に形
成された前記ドレイン電極と、を有することを特徴とし
た。更に、請求項3記載の発明は、上記請求項1記載の
トランジスタにおいて、前記ドレイン電極に接続される
と共に、前記ソース電極上に層間絶縁膜を介して配置さ
れた配線層を有することを特徴とした。
【0009】
【作用】上記請求項1記載の構成により、ソース電極ま
たはソース電極と同電位の裏 面電極と、ドレイン電極と
の間にサージ電圧が発生した場合には、ベース領域 とド
レイン領域との間のPN接合より、第1半導体領域と埋
込層との間のPN 接合の方が先にブレイクダウンするも
のであって、且つ第1半導体領域と埋込 層との間の接合
面積も大きく取れることから、サージ耐量を向上でき
る。
【0010】また請求項2では、前記ドレイン領域表面
から前記埋込層に達するように形成された溝と、この溝
内部にドレイン電極を形成するようにしたので、チップ
面積を増大することなくサージ電流の引出し抵抗を低減
することができる。
【0011】また請求項3では、ドレイン電極に接続さ
れると共に、前記ソース電極上に層間絶縁膜を介して配
置された配線層を有するように構成したので、すなわち
ドレイン電極とソース電極とを二層構造としたため、電
極面積を広くすることができ、従って電極取り出し抵抗
が低減することができる。
【0012】
【実施例】図1は、この発明の第一実施例を示す。以
下、この実施例を図面に基付いて説明する。
【0013】まず構成を説明すると、高濃度の第1導電
型の第1半導体領域である高濃度P+型半導体領域1a
と、該高濃度P+型半導体領域1aの一方面上に形成さ
れた第1導電型の第2半導体領域であるP型エピタキシ
ャル領域3と、前記高濃度P+型半導体領域1aと前記
P型エピタキシャル領域3との境界領域に形成された高
濃度第2導電型の埋込層である高濃度N+型埋込層2
と、前記P型エピタキシャル領域3表面より該埋込層2
に接するように形成された、第2導電型のドレイン領域
であるN型ドレイン領域4と、該N型ドレイン領域4表
面より該領域4内に拡散により形成された複数の、第1
導電型ベ−ス領域であるP型ベ−ス領域5と、該P型ベ
−ス領域5表面の一部の領域内に形成された高濃度の第
2導電型のソ−ス領域である高濃度N+型ソ−ス領域7
と、1つの前記P型ベ−ス領域5と、そのとなりに形成
されているもう1つの前記P型ベ−ス領域5との間の全
ての前記ドレイン領域4の表面より、該領域4内に形成
された、高濃度N+型ドレイン取り出し領域6と、前記
ソ−ス領域7と、前記ドレイン領域4とに挟まれた、前
記P型ベ−ス領域5表面上にゲ−ト絶縁膜10を介して
形成されたゲ−ト電極11と、前記ゲ−ト電極11の設
けられていない前記P型ベ−ス領域5及び前記ソ−ス領
域7上に形成されると共に、前記P+型半導体領域1a
の他方面上にもオ−ミックに接続された電極17と、前
記ドレイン領域6の表面から、前記埋込層2に達する溝
周辺に形成され、前記埋込層2及び前記ドレイン領域6
へオ−ミックに接続されたドレイン電極14と、から成
っている。
【0014】前記高濃度N+型ドレイン取り出し領域6
は、前記ドレイン電極と前記ドレイン領域との接触抵抗
を低減するためのものである。また、部材の濃度の違い
により、P型ベ−ス領域5とN型ドレイン領域4によっ
て形成されるダイオ−ドD1の耐圧より、高濃度P+
基板1aと高濃度N+型埋込層2によって形成されるダ
イオ−ドD3の耐圧の方が低くなっている。このことに
より、ドレイン電極14と、ソ−ス電極13または同電
位の電極17との間にサ−ジ電圧が発生した際には、ダ
イオ−ドD1よりダイオ−ドD3が先にブレイクダウン
し、しかも、ダイオ−ドD3は素子の広範囲、すなわち
埋込層全体に渡って形成されているので、サ−ジ耐量が
向上している。
【0015】その上、N+型埋込層2がドレイン電極1
4と直接つながれているので、チップ面積の増大なく、
ダイオ−ドD3のアバランシェ電流の引き出し抵抗を低
減できる。また更に、従来例で示した深いベ−ス領域8
を形成する必要がないので、チャネル領域にまで深いベ
−ス領域8を形成するための拡散が広がって、しきい値
が上昇するという心配もなく、素子の微細化が容易とな
る。
【0016】図2には、第2の実施例を示す。前記図1
に示される実施例と同一の部分は同一の番号を符し、そ
の説明は省略する。この実施例においては、第1実施例
の構造に加えて、高濃度の第2導電型ドレイン領域であ
る高濃度ドレイン領域6が溝の内側面に形成されてい
る。このためにN型ドレイン領域4と、ドレイン領域1
4との間の接触抵抗が更に減少し、オン抵抗が減少す
る。
【0017】図3には、第三の実施例を示す。前記図1
に示される実施例と同一の部分は同一の符号を符し、そ
の説明は省略する。この実施例においては、第1実施例
の構造に加えて、ソ−ス電極13を覆うようにして形成
された層間絶縁膜16によって絶縁されたドレイン電極
層15が、該層間絶縁膜16の上面にあり、ドレイン電
極14にオ−ミックに接続されている。この様にドレイ
ン電極層15とソ−ス電極13を二層構造としたため、
電極面積が広くとれ、従って電極取り出し抵抗が減少す
る。
【0018】
【発明の効果】以上説明したきたように本発明によれ
ば、第1半導体領域の裏面にソース電極 と同電位の電圧
が印加される電極を設けると共に、前記ベース領域の底
面と前 記ドレイン領域との間で形成される接合圧より、
前記第1半導体領域と前記埋 込層との間の接合耐圧の方
が低くなるように構成したので、ソース電極又は裏面電
極とドレイン電極との間のサージ耐量を向上することが
できる。
【0019】更に、従来例で示した深いベ−ス領域8を
形成する必要がなく、チャネル領域の不純物濃度が上が
る事によるしきい値の上昇もないので、素子の微細化が
容易になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の断面図
【図2】第2実施例の断面図
【図3】第3実施例の断面図
【図4】従来のMOSトランジスタの断面図
【図5】MOSトランジスタの応用回路
【符号の簡単な説明】
1a…P+型半導体領域 1b…P型半導体領域 2…N+型埋込層 3…P型エピタキシャル領域 4…N型ドレイン領域 5…P型ベ−ス領域 6…N+型ドレイン取り出し領域 7…N+型ソ−ス領域 8…深いP型ベ−ス領域 9…深いN+型ドレイン取り出し領域 10…ゲ−ト絶縁膜 11…ゲ−ト電極 12…絶縁膜 13…ソ−ス電極 14…ドレイン電極 15…ドレイン電極層 16…層間絶縁膜 17…電極

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型の第1半導体領域と、この 半導体領域の表面上に形成された第1導電型の第2半
    導体領域と、 前記第1半導体領域と前記第2半導体領域との境界領域に
    形成された第2導電型の埋込層と、 前記第2半導体領域表面より前記埋込層に接するように
    形成される第2導電型のドレイン領域と、この ドレイン領域表面に形成される第1導電型のベース
    領域と、この ベース領域表面に形成された第2導電型のソース領
    域と、この ソース領域と前記ドレイン領域とに挟まれた、前記
    ベース領域の表面上にゲート絶縁膜を介して形成された
    ゲート電極と、 前記ドレイン領域に形成されたドレイン電極と、 前記ソース領域上に形成されたソース電極と、前記第1半導体領域の裏面に形成されると共に、前記ソ
    ース電極と同電位の電圧であって、前記ドレイン電極に
    印加される電圧と異なる電圧が印加される裏面電極と、 を備え、 前記ベース領域の底面と前記ドレイン領域との間の接合
    耐圧より、前記第1半導体領域と前記埋込層との間の接
    合耐圧の方が低いこと を特徴とするトランジスタ。
  2. 【請求項2】前記ドレイン領域表面から前記埋込層に達
    するように形成された溝と、この溝内部に形成された前
    記ドレイン電極と、を有することを特徴とする請求項1
    に記載したトランジスタ。
  3. 【請求項3】前記ドレイン電極に接続されると共に、前
    記ソース電極上に層間絶縁膜を介して配置された配線層
    を有することを特徴とする請求項1に記載したトランジ
    スタ。
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