JP3436220B2 - Vertical semiconductor device - Google Patents

Vertical semiconductor device

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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】本発明は、縦型半導体装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical semiconductor device.

【0002】[0002]

【背景技術】パワーMOS(Metal Oxide Semiconducto
r)電界効果トランジスタは、例えば、家庭用電気機器
や自動車のモータの電力変換や電力制御に使われる半導
体素子の一種である。図11は、パワーMOS電界効果
トランジスタの一般的な構造を示す断面図である。この
ようなパワーMOS電界効果トランジスタは、例えば、
CQ出版株式会社発行の「トランジスタ技術SPECI
AL No.54」の第31頁に開示されている。以
下、このパワーMOS電界効果トランジスタについて説
明する。
BACKGROUND ART Power MOS (Metal Oxide Semiconducto)
r) A field effect transistor is a kind of semiconductor device used for power conversion and power control of, for example, household electric appliances and motors of automobiles. FIG. 11 is a sectional view showing a general structure of a power MOS field effect transistor. Such a power MOS field effect transistor is, for example,
"Transistor technology SPECI" published by CQ Publishing Co., Ltd.
AL No. 54 "on page 31. The power MOS field effect transistor will be described below.

【0003】パワーMOS電界効果トランジスタ500
は、ゲート電極550、n+型ドレイン領域510およ
びn+型ソース領域540a、540bを含む。
Power MOS field effect transistor 500
Includes a gate electrode 550, an n + type drain region 510 and n + type source regions 540a and 540b.

【0004】n+型ドレイン領域510上には、n-型シ
リコン領域520が位置している。n-型シリコン領域
520内には、p型シリコン領域530aおよびp型シ
リコン領域530bが位置している。p型シリコン領域
530aとp型シリコン領域530bとの間は、所定の
間隔が設けられている。この間隔のところにあるn-
シリコン領域520を、領域Aとする。p型シリコン領
域530aとn-型シリコン領域520とで、pn接合
部580aが構成されている。また、p型シリコン領域
530bとn-型シリコン領域520とで、pn接合部
580bが構成されている。
An n type silicon region 520 is located on the n + type drain region 510. A p-type silicon region 530a and a p-type silicon region 530b are located in the n type silicon region 520. A predetermined space is provided between the p-type silicon region 530a and the p-type silicon region 530b. The n type silicon region 520 located at this distance is referred to as a region A. The p-type silicon region 530a and the n -type silicon region 520 form a pn junction 580a. Further, the p-type silicon region 530b and the n type silicon region 520 form a pn junction 580b.

【0005】p型シリコン領域530a、p型シリコン
領域530b内には、それぞれ、n +型ソース領域54
0a、n+型ソース領域540bが位置している。p型
シリコン領域530aのうち、n+型ソース領域540
aとn-型シリコン領域520との間に位置する領域
を、領域Bとする。また、p型シリコン領域530bの
うち、n+型ソース領域540bとn-型シリコン領域5
20との間に位置する領域を、領域Cとする。
P-type silicon region 530a, p-type silicon
In the area 530b, n +Mold source region 54
0a, n+The mold source region 540b is located. p type
N in the silicon region 530a+Mold source region 540
a and n-Region located between the mold silicon region 520
Is a region B. In addition, in the p-type silicon region 530b
Of which n+Mold source regions 540b and n-Type silicon region 5
A region located between the two and 20 is referred to as a region C.

【0006】領域A、領域Bおよび領域C上には、絶縁
層560で覆われたゲート電極550が位置している。
ゲート電極550を覆うように、導電層570が位置し
ている。導電層570は、n+型ソース領域540a、
540bおよびp型シリコン領域530a、530bと
接触している。
A gate electrode 550 covered with an insulating layer 560 is located on the regions A, B and C.
A conductive layer 570 is positioned so as to cover the gate electrode 550. The conductive layer 570 includes an n + type source region 540a,
540b and p-type silicon regions 530a and 530b.

【0007】次に、このパワーMOS電界効果トランジ
スタ500の動作を説明する。まず、パワーMOS電界
効果トランジスタ500のON動作から説明する。n+
型ドレイン領域510には、正電圧が印加されている。
+型ソース領域540a、540bは、接地されてい
る。p型シリコン領域530a、530bは、接地され
ている。この状態において、ゲート電極550に正電圧
を印加すると、p型シリコン領域530a、530b中
の電子が、それぞれ領域B、領域Cに集まり、n型チャ
ネルが形成される。これにより、n+型ソース領域54
0a、540bから供給された電子は、n型チャネル、
-型シリコン領域520を流れ、n+型ドレイン領域5
10に到達する。すなわち、パワーMOS電界効果トラ
ンジスタ500は、n+型ドレイン領域510からn+
ソース領域540a、540bへ電流を流す動作をす
る。
Next, the operation of the power MOS field effect transistor 500 will be described. First, the ON operation of the power MOS field effect transistor 500 will be described. n +
A positive voltage is applied to the mold drain region 510.
The n + type source regions 540a and 540b are grounded. The p-type silicon regions 530a and 530b are grounded. When a positive voltage is applied to the gate electrode 550 in this state, the electrons in the p-type silicon regions 530a and 530b gather in the regions B and C, respectively, and an n-type channel is formed. As a result, the n + type source region 54
The electrons supplied from 0a and 540b are n-type channels,
Flowing through the n type silicon region 520, the n + type drain region 5
Reach 10. In other words, power MOS field-effect transistor 500 from the n + -type drain region 510 n + -type source region 540a, an operation to flow a current to 540b.

【0008】次に、このパワーMOS電界効果トランジ
スタ500のOFF動作を説明する。ゲート電極550
を正電圧から負電圧にし、または接地にすると、n型チ
ャネルがなくなる。これにより、パワーMOS電界効果
トランジスタ500は、n+型ドレイン領域510から
+型ソース領域540a、540bへ電流を流さなく
する動作をする。
Next, the OFF operation of the power MOS field effect transistor 500 will be described. Gate electrode 550
When n is changed from a positive voltage to a negative voltage or it is grounded, the n-type channel disappears. Accordingly, the power MOS field effect transistor 500 from the n + -type drain region 510 n + -type source region 540a, an operation of not current flows to 540b.

【0009】ところで、パワーMOS電界効果トランジ
スタ500がOFF時に、n+型ソース領域540a、
540bとn+型ドレイン領域510との間に電流を流
さないのは、空乏層のためである。つまり、OFF時
に、空乏層はpn接合部580a、580bから、p型
シリコン領域530a、530bおよびn-型シリコン
領域520中に広まっていく。この空乏層が、n+型ソ
ース領域540a、540bとn+型ドレイン領域51
0との間に電流が流れるのを阻止している。
By the way, when the power MOS field effect transistor 500 is OFF, the n + type source region 540a,
It is due to the depletion layer that no current flows between 540b and the n + type drain region 510. That is, at the time of OFF, the depletion layer spreads from the pn junctions 580a and 580b into the p-type silicon regions 530a and 530b and the n -type silicon region 520. This depletion layer serves as the n + type source regions 540a and 540b and the n + type drain region 51.
It prevents the current from flowing between 0 and it.

【0010】しかし、n+型ソース領域540a、54
0bとn+型ドレイン領域510との間の電位差がある
値を越えると、パワーMOS電界効果トランジスタ50
0は、アバランシェ降伏または絶縁破壊し、これにより
+型ソース領域540a、540bとn+型ドレイン領
域510との間に電流が流れる。
However, the n + type source regions 540a, 54
When the potential difference between 0b and the n + type drain region 510 exceeds a certain value, the power MOS field effect transistor 50
0 causes avalanche breakdown or dielectric breakdown, which causes a current to flow between the n + type source regions 540a and 540b and the n + type drain region 510.

【0011】パワーMOS電界効果トランジスタが、ア
バランシェ降伏または絶縁破壊を起こさない電圧の上限
を、パワーMOS電界効果トランジスタの耐圧という。
より具体的には、パワーMOS電界効果トランジスタの
耐圧の定義として、次の例がある。パワーMOS電界効
果トランジスタの耐圧とは、ゲート電極およびソース領
域を接地し、ドレイン領域に電圧を加えてゆき、ドレイ
ン領域とソース領域との間に、10mA以上の電流が流
れた時のドレイン電圧である。
The upper limit of the voltage at which the power MOS field effect transistor does not cause avalanche breakdown or dielectric breakdown is called the breakdown voltage of the power MOS field effect transistor.
More specifically, the following examples are used to define the breakdown voltage of the power MOS field effect transistor. The breakdown voltage of a power MOS field effect transistor is a drain voltage when a current of 10 mA or more flows between the drain region and the source region by grounding the gate electrode and the source region and applying a voltage to the drain region. is there.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】パワーMOS電界効果
トランジスタは、電力用に使用されるので、高耐圧であ
る必要がある。また、パワーMOS電界効果トランジス
タの低消費電力化のためには、パワーMOS電界効果ト
ランジスタのON動作時の抵抗を下げる必要がある。こ
のように、パワーMOS電界効果トランジスタの特性と
しては、高耐圧で、かつON動作時の抵抗が低い、こと
が求められる。
Since the power MOS field effect transistor is used for electric power, it has to have a high breakdown voltage. Further, in order to reduce the power consumption of the power MOS field effect transistor, it is necessary to lower the resistance of the power MOS field effect transistor during ON operation. As described above, the power MOS field effect transistor is required to have high withstand voltage and low resistance during ON operation.

【0013】耐圧向上は、図11に示すパワーMOS電
界効果トランジスタ500を例に説明すると、n-型シ
リコン領域520のn型不純物濃度を低くすることによ
り達成される。すなわち、n-型シリコン領域520の
n型不純物濃度を低くすると、空乏層の広まりが大きく
なるので、パワーMOS電界効果トランジスタ500の
耐圧が向上するのである。
The breakdown voltage can be improved by taking the power MOS field effect transistor 500 shown in FIG. 11 as an example, by lowering the n-type impurity concentration of the n -- type silicon region 520. That is, when the n -type silicon region 520 has a low n-type impurity concentration, the depletion layer spreads widely, so that the breakdown voltage of the power MOS field effect transistor 500 is improved.

【0014】一方、ON動作時の抵抗を下げるのは、n
-型シリコン領域520のn型不純物濃度を高くすると
により達成される。すなわち、n-型シリコン領域52
0のn型不純物濃度を高くすると、n-型シリコン領域
520の抵抗が下がるので、ON動作時の抵抗が下がる
のである。
On the other hand, it is n
This is achieved by increasing the n-type impurity concentration of the -type silicon region 520. That is, the n type silicon region 52
When the n-type impurity concentration of 0 is increased, the resistance of the n -type silicon region 520 is lowered, so that the resistance at the time of ON operation is lowered.

【0015】このように、パワーMOS電界効果トラン
ジスタにおいては、耐圧を向上させようとするとON動
作時の抵抗が上昇し、ON動作時の抵抗を下げようとす
ると耐圧が低下するという問題がある。
As described above, in the power MOS field effect transistor, there is a problem that the resistance during ON operation increases when trying to improve the breakdown voltage, and the breakdown voltage decreases when trying to decrease the resistance during ON operation.

【0016】本発明の目的は、耐圧の低下を抑えつつ、
ON動作時の抵抗を下げることが可能な縦型半導体装置
を提供することである。
An object of the present invention is to suppress a decrease in breakdown voltage,
An object of the present invention is to provide a vertical semiconductor device capable of reducing the resistance during ON operation.

【0017】本発明の他の目的は、ON動作時の抵抗を
下げつつ、耐圧を上げることが可能な縦型半導体装置を
提供することである。
Another object of the present invention is to provide a vertical semiconductor device capable of increasing the breakdown voltage while lowering the resistance during ON operation.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、第1導電型の
第1半導体領域、第1導電型の第2半導体領域、第2導
電型の第3半導体領域および第1導電型の第4半導体領
域を備えた縦型半導体装置であって、前記第1半導体領
域は、第1導電型のキャリアを放出し、前記第2半導体
領域は、第1導電型のキャリアが流れる経路となり、前
記第2半導体領域は、第1導電型の不純物濃度が高い高
濃度領域と、第1導電型の不純物濃度が低い低濃度領域
と、を含み、前記第3半導体領域は、前記第2半導体領
域と接合し、前記第4半導体領域は、第1導電型のキャ
リアを吸い込む、縦型半導体装置である。
According to the present invention, there is provided a first semiconductor region of the first conductivity type, a second semiconductor region of the first conductivity type, a third semiconductor region of the second conductivity type and a fourth semiconductor region of the first conductivity type. A vertical semiconductor device having a semiconductor region, wherein the first semiconductor region emits carriers of the first conductivity type, and the second semiconductor region serves as a path through which carriers of the first conductivity type flow. The second semiconductor region includes a high-concentration region having a high first-conductivity-type impurity concentration and a low-concentration region having a low first-conductivity-type impurity concentration, and the third semiconductor region is joined to the second semiconductor region. The fourth semiconductor region is a vertical semiconductor device that absorbs carriers of the first conductivity type.

【0019】上記構成をした本発明によれば、耐圧の低
下を抑えつつ、ON動作時の抵抗を下げることが可能と
なる。すなわち、本発明の第2半導体領域は、第1導電
型の不純物濃度が高い高濃度領域と、第1導電型の不純
物濃度が低い低濃度領域と、を含む。第2半導体領域の
高濃度領域は、第1導電型の不純物濃度が比較的高いの
で、その抵抗は小さい。よって、その分だけ、縦型半導
体装置のON動作時の抵抗を下げることが可能となる。
一方、第2半導体領域の低濃度領域は、第1導電型の不
純物濃度が低いので、第2半導体領域には空乏層が広が
りやすい。よって、縦型半導体装置の耐圧の低下を抑え
ることができる。
According to the present invention having the above structure, it is possible to reduce the resistance during ON operation while suppressing the decrease in breakdown voltage. That is, the second semiconductor region of the present invention includes a high-concentration region having a high first-conductivity-type impurity concentration and a low-concentration region having a low first-conductivity-type impurity concentration. Since the high-concentration region of the second semiconductor region has a relatively high first-conductivity-type impurity concentration, its resistance is low. Therefore, the resistance during ON operation of the vertical semiconductor device can be reduced accordingly.
On the other hand, in the low-concentration region of the second semiconductor region, the first-conductivity-type impurity concentration is low, so that the depletion layer easily spreads in the second semiconductor region. Therefore, it is possible to prevent the breakdown voltage of the vertical semiconductor device from decreasing.

【0020】本発明は、次のような構造にすることがで
きる。すなわち、本発明において、前記第3半導体領域
は、第2導電型の不純物濃度が高い高濃度領域と、第2
導電型の不純物濃度が低い低濃度領域と、を含む。
The present invention can have the following structures. That is, in the present invention, the third semiconductor region includes a high-concentration region having a high second-conductivity-type impurity concentration and a second high-concentration region.
And a low-concentration region having a low conductivity-type impurity concentration.

【0021】これによれば、第3半導体領域は、第2導
電型の不純物濃度が低い低濃度領域を含むので、第2半
導体領域には空乏層が広がりやすくなる。よって、縦型
半導体装置の耐圧を向上させることが可能となる。この
構造の態様としては、例えば、次の三態様がある。
According to this, since the third semiconductor region includes the low concentration region of the second conductivity type having a low impurity concentration, the depletion layer easily spreads in the second semiconductor region. Therefore, the breakdown voltage of the vertical semiconductor device can be improved. There are, for example, the following three aspects of this structure.

【0022】一つ目の態様は、本発明において、前記第
3半導体領域の低濃度領域は、前記第3半導体領域の高
濃度領域と前記第4半導体領域との間に位置し、本発明
は、さらに、第1導電型の他の半導体領域を備え、前記
他の半導体領域は、第1導電型のキャリアが流れる経路
となり、前記他の半導体領域は、前記第3半導体領域の
低濃度領域と前記第4半導体領域との間に位置し、前記
他の半導体領域は、前記第3半導体領域の低濃度領域と
接合している、縦型半導体装置である。
In the first aspect of the present invention, the low-concentration region of the third semiconductor region is located between the high-concentration region of the third semiconductor region and the fourth semiconductor region. Furthermore, the semiconductor device further includes another semiconductor region of the first conductivity type, the other semiconductor region serves as a path for carriers of the first conductivity type, and the other semiconductor region is a low concentration region of the third semiconductor region. The vertical semiconductor device is located between the fourth semiconductor region and the other semiconductor region, and is joined to the low concentration region of the third semiconductor region.

【0023】二つ目の態様は、本発明において、前記第
3半導体領域の低濃度領域は、前記第4半導体領域まで
延びている、縦型半導体装置である。
A second aspect of the present invention is a vertical semiconductor device according to the present invention, wherein the low-concentration region of the third semiconductor region extends to the fourth semiconductor region.

【0024】三つ目の態様は、本発明において、第2導
電型の他の半導体領域を備え、前記他の半導体領域は、
前記第3半導体領域の低濃度領域よりも、第2導電型の
不純物濃度が低く、前記他の半導体領域は、前記第3半
導体領域の低濃度領域と前記第4半導体領域との間に位
置している、縦型半導体装置である。
A third aspect of the present invention is provided with another semiconductor region of the second conductivity type, wherein the other semiconductor region is
The second-conductivity-type impurity concentration is lower than that of the low-concentration region of the third semiconductor region, and the other semiconductor region is located between the low-concentration region of the third semiconductor region and the fourth semiconductor region. It is a vertical semiconductor device.

【0025】本発明は、次のような構造にすることがで
きる。すなわち、本発明において、前記第3半導体領域
は、一層構造であり、さらに、第1導電型の他の半導体
領域を備え、前記他の半導体領域は、第1導電型のキャ
リアが流れる経路となり、前記他の半導体領域は、前記
第3半導体領域と前記第4半導体領域との間に位置し、
前記他の半導体領域は、前記第3半導体領域と接合して
いる。
The present invention can have the following structure. That is, in the present invention, the third semiconductor region has a single-layer structure, and further includes another semiconductor region of the first conductivity type, and the other semiconductor region serves as a path through which carriers of the first conductivity type flow, The other semiconductor region is located between the third semiconductor region and the fourth semiconductor region,
The other semiconductor region is joined to the third semiconductor region.

【0026】本発明は、次のような構造にすることがで
きる。すなわち、本発明において、前記第2半導体領域
の高濃度領域は、前記第3半導体領域と接合し、前記第
2半導体領域の高濃度領域は、前記第4半導体領域と
し、前記第2半導体領域の低濃度領域は、前記第3半
導体領域と前記第4半導体領域との間に位置し、前記第
2半導体領域の低濃度領域は、前記第3半導体領域と接
合している。
The present invention can have the following structures. That is, in the present invention, the high concentration region of the second semiconductor region is in contact with the third semiconductor region, and the high concentration region of the second semiconductor region is in contact with the fourth semiconductor region.
If then, the low-concentration region of the second semiconductor region is located between said third semiconductor region and the fourth semiconductor region, a low concentration region of said second semiconductor region, the junction and the third semiconductor region is doing.

【0027】本発明は、次のような構造にすることがで
きる。すなわち、本発明において、前記第2半導体領域
の高濃度領域は、前記第3半導体領域の高濃度領域と接
合している。
The present invention can have the following structures. That is, in the present invention, the high concentration region of the second semiconductor region is joined to the high concentration region of the third semiconductor region.

【0028】これによれば、縦型半導体装置のON動作
時の抵抗を低減することが可能となる。すなわち、第2
半導体領域の高濃度領域、第3半導体領域の高濃度領域
は、ともに不純物濃度が高いので、これらの領域では空
乏層が延びにくい。このため、これらの領域では、JF
ET(Junction Field EffectT
ransistor)効果が発生しにくくなるので、こ
れらの領域の寸法を小さくすることができる。これによ
り、縦型半導体装置の微細化が可能となるので、ON動
作時の抵抗を低減することが可能となる。
According to this, it becomes possible to reduce the resistance during the ON operation of the vertical semiconductor device. That is, the second
Since the high-concentration region of the semiconductor region and the high-concentration region of the third semiconductor region both have high impurity concentrations, the depletion layer is difficult to extend in these regions. Therefore, in these areas, JF
ET (Junction Field EffectT)
Since it is difficult to generate the transistor effect, the dimensions of these regions can be reduced. As a result, the vertical semiconductor device can be miniaturized, and the resistance during ON operation can be reduced.

【0029】本発明は、次のような構造にすることがで
きる。すなわち、本発明において、前記縦型半導体装置
がOFF動作のとき、前記第2半導体領域は完全空乏化
している。
The present invention can have the following structure. That is, in the present invention, the second semiconductor region is completely depleted when the vertical semiconductor device is in the OFF operation.

【0030】これによれば、第2半導体領域を完全空乏
化しているので、耐圧をより向上させることができる。
According to this, since the second semiconductor region is completely depleted, the breakdown voltage can be further improved.

【0031】本発明にかかる縦型半導体装置としては、
例えば、縦型MOS電界効果トランジスタがある。この
場合、第1半導体領域は、ソース領域である。第2半導
体領域は、ドリフト領域である。第3半導体領域は、ボ
ディ領域である。第4半導体領域は、ドレイン領域であ
る。
As the vertical semiconductor device according to the present invention,
For example, there is a vertical MOS field effect transistor. In this case, the first semiconductor region is the source region. The second semiconductor region is a drift region. The third semiconductor region is a body region. The fourth semiconductor region is a drain region.

【0032】本発明は、直流電力を交流電力に変換する
インバータ回路であって、上記縦型半導体装置を含む、
インバータ回路である。
The present invention is an inverter circuit for converting DC power into AC power, including the vertical semiconductor device.
It is an inverter circuit.

【0033】本発明にかかるインバータ回路は、上記縦
型半導体装置を含むので、低消費電力であり、かつ、高
電圧条件下で使用が可能である。
Since the inverter circuit according to the present invention includes the vertical semiconductor device, it has low power consumption and can be used under high voltage conditions.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】[第1の実施の形態] {デバイスの構造}図1は、本発明の第1の実施の形態
にかかるパワーMOS電界効果トランジスタ1の断面図
である。パワーMOS電界効果トランジスタ1は、ゲー
ト電極24、n+型ソース領域20a、20bおよびn+
型ドレイン領域10を含む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] {Device Structure} FIG. 1 is a sectional view of a power MOS field effect transistor 1 according to a first embodiment of the present invention. The power MOS field effect transistor 1 includes a gate electrode 24, n + type source regions 20a, 20b and n +.
A mold drain region 10 is included.

【0035】n+型ドレイン領域10は、シリコン基板
に形成されている。n+型ドレイン領域10上には、n
型ドリフト領域12a、p型ボディ領域14a、p+
ボディ領域16aが順に積層されている。これを積層部
34とする。n型ドリフト領域12aとp型ボディ領域
14aとで、pn接合部26aが形成されている。
The n + type drain region 10 is formed on a silicon substrate. n + type drain region 10 has n
The type drift region 12a, the p type body region 14a, and the p + type body region 16a are sequentially stacked. This is referred to as a laminated portion 34. A pn junction 26a is formed by the n-type drift region 12a and the p-type body region 14a.

【0036】n+型ドレイン領域10上には、n型ドリ
フト領域12b、p型ボディ領域14b、p+型ボディ
領域16bが順に積層されている。これを積層部36と
する。積層部36は、積層部34と間を設けて形成され
ている。n型ドリフト領域12bとp型ボディ領域14
bとで、pn接合部26bが形成されている。
On the n + type drain region 10, an n type drift region 12b, ap type body region 14b, and ap + type body region 16b are sequentially stacked. This is referred to as a laminated portion 36. The laminated portion 36 is formed so as to be spaced apart from the laminated portion 34. N-type drift region 12b and p-type body region 14
The pn junction 26b is formed with b.

【0037】n+型ドレイン領域10上であって、かつ
積層部34と積層部36との間には、n型ドリフト領域
18a、n+型ドリフト領域18bが順に積層されてい
る。n+型ドリフト領域18b中のn型不純物濃度は、
n型ドリフト領域18a中のn型不純物濃度より高い。
これらの領域におけるn型不純物濃度の具体的な数値に
ついては、後で説明する。
On the n + type drain region 10 and between the laminated portion 34 and the laminated portion 36, an n type drift region 18a and an n + type drift region 18b are laminated in order. The n-type impurity concentration in the n + -type drift region 18b is
It is higher than the n-type impurity concentration in the n-type drift region 18a.
Specific numerical values of the n-type impurity concentration in these regions will be described later.

【0038】n型ドリフト領域18aとp型ボディ領域
14aとで、pn接合部28aが形成されている。n型
ドリフト領域18aとp型ボディ領域14bとで、pn
接合部28bが形成されている。n+型ドリフト領域1
8bとp+型ボディ領域16aとで、pn接合部30a
が形成されている。n+型ドリフト領域18bとp+型ボ
ディ領域16bとで、pn接合部30bが形成されてい
る。
The n-type drift region 18a and the p-type body region 14a form a pn junction 28a. The n-type drift region 18a and the p-type body region 14b have a pn
The joint portion 28b is formed. n + type drift region 1
8b and the p + type body region 16a, the pn junction 30a
Are formed. The n + type drift region 18b and the p + type body region 16b form a pn junction 30b.

【0039】p+型ボディ領域16a、p+型ボディ領域
16b内には、それぞれ、n+型ソース領域20a、n+
型ソース領域20bが位置している。p+型ボディ領域
16aのうち、n+型ソース領域20aとn+型ドリフト
領域18bとの間に位置する領域を、領域Aとする。p
+型ボディ領域16bのうち、n+型ソース領域20bと
+型ドリフト領域18bとの間に位置する領域を、領
域Bとする。領域A、領域Bおよびn+型ドリフト領域
18b上には、ゲート酸化層22を介してゲート電極2
4が位置している。
In the p + type body region 16a and the p + type body region 16b, n + type source regions 20a and n + are respectively provided.
The mold source region 20b is located. A region A of the p + type body region 16a located between the n + type source region 20a and the n + type drift region 18b is referred to as a region A. p
A region B of the + type body region 16b located between the n + type source region 20b and the n + type drift region 18b is referred to as a region B. The gate electrode 2 is formed on the regions A and B and the n + type drift region 18b with the gate oxide layer 22 interposed therebetween.
4 is located.

【0040】上記のような構造をしたパワーMOS電界
効果トランジスタ1は、次のような構造であってもよ
い。これらのことは、後で説明する他の実施の形態でも
言えることである。
The power MOS field effect transistor 1 having the above structure may have the following structure. These can be applied to other embodiments described later.

【0041】パワーMOS電界効果トランジスタ1にお
いて、図1に示すように、n+型ドリフト領域18bの
深さは、p+型ボディ領域16a、16bの深さと同じ
になっている。n+型ドリフト領域18bの深さは、p+
型ボディ領域16a、16bの深さより大きくてもよい
し、または、小さくてもよい。
In the power MOS field effect transistor 1, as shown in FIG. 1, the depth of the n + type drift region 18b is the same as the depth of the p + type body regions 16a and 16b. The depth of the n + type drift region 18b is p +
It may be larger or smaller than the depth of the mold body regions 16a, 16b.

【0042】また、パワーMOS電界効果トランジスタ
1において、n+型ドリフト領域18bが上に位置し、
n型ドリフト領域18aが下に位置している。n型ドリ
フト領域18aが上に位置し、n+型ドリフト領域18
bが下に位置してもよい。
In the power MOS field effect transistor 1, the n + type drift region 18b is located above,
The n-type drift region 18a is located below. n-type drift region 18a is positioned above, n + -type drift region 18
b may be located below.

【0043】また、ゲート酸化層22のかわりに、他の
絶縁層、例えば、シリコン窒化層を用いてもよい。
Instead of the gate oxide layer 22, another insulating layer such as a silicon nitride layer may be used.

【0044】また、各領域の導電型は、逆の導電型でも
よい。例えば、ドレイン領域、ソース領域およびドリフ
ト領域がp型であり、ボディ領域がn型でもよい。
The conductivity type of each region may be the opposite conductivity type. For example, the drain region, the source region and the drift region may be p-type and the body region may be n-type.

【0045】{デバイスの動作}次に、このパワーMO
S電界効果トランジスタ1の動作を説明する。まず、パ
ワーMOS電界効果トランジスタ1のON動作から説明
する。
{Device operation} Next, this power MO
The operation of the S field effect transistor 1 will be described. First, the ON operation of the power MOS field effect transistor 1 will be described.

【0046】n+型ドレイン領域10には、正電圧、例
えば、0.1Vが印加されている。n+型ソース領域2
0a、20bは、接地されている。p+型ボディ領域1
6a、16bおよびp型ボディ領域14a、14bは、
接地されている。この状態において、ゲート電極24に
正電圧、例えば、5Vを印加すると、p+型ボディ領域
16a、16b中の電子が、それぞれ領域A、領域Bに
集まり、n型チャネルが形成される。これにより、n+
型ソース領域20a、20bから供給された電子は、n
型チャネル、n+型ドリフト領域18b、n型ドリフト
領域18aを流れ、n+型ドレイン領域10に到達す
る。一部の電子は、n型ドリフト領域18aからn型ド
リフト領域12aを流れ、n+型ドレイン領域10に到
達する。また、一部の電子は、n型ドリフト領域18a
からn型ドリフト領域12bを流れ、n+型ドレイン領
域10に到達する。すなわち、パワーMOS電界効果ト
ランジスタ1は、n+型ドレイン領域10からn+型ソー
ス領域20a、20bへ電流を流す動作をする。
A positive voltage, for example, 0.1 V is applied to the n + type drain region 10. n + type source region 2
0a and 20b are grounded. p + type body region 1
6a, 16b and p-type body regions 14a, 14b are
It is grounded. In this state, when a positive voltage, for example, 5V is applied to the gate electrode 24, the electrons in the p + type body regions 16a and 16b gather in the regions A and B, respectively, and an n type channel is formed. This gives n +
The electrons supplied from the mold source regions 20a and 20b are n
It flows through the type channel, the n + type drift region 18b, and the n type drift region 18a, and reaches the n + type drain region 10. Some electrons flow from the n-type drift region 18a through the n-type drift region 12a and reach the n + -type drain region 10. In addition, some electrons are generated in the n-type drift region 18a.
Flows from the n-type drift region 12b to the n + -type drain region 10. In other words, power MOS field-effect transistor 1 is of n + -type drain region 10 n + -type source region 20a, an operation to flow a current to 20b.

【0047】このパワーMOS電界効果トランジスタ1
によれば、ON動作時の抵抗を下げることができる。す
なわち、n+型ドリフト領域18bは、n型ドリフト領
域18aよりn型の不純物濃度が高いので、n+型ドリ
フト領域18bの抵抗は、n型ドリフト領域18aの抵
抗より低い。したがって、その分だけ、パワーMOS電
界効果トランジスタ1のON動作時の抵抗を下げること
ができる。これにより、パワーMOS電界効果トランジ
スタ1の消費電力を下げることが可能となる。
This power MOS field effect transistor 1
According to the above, it is possible to reduce the resistance during the ON operation. That is, since the n + type drift region 18b has a higher n type impurity concentration than the n type drift region 18a, the resistance of the n + type drift region 18b is lower than the resistance of the n type drift region 18a. Therefore, the resistance during the ON operation of the power MOS field effect transistor 1 can be reduced accordingly. As a result, the power consumption of the power MOS field effect transistor 1 can be reduced.

【0048】また、パワーMOS電界効果トランジスタ
1は、つぎの点からもON動作時の抵抗を低減できる。
すなわち、パワーMOS電界効果トランジスタ1におい
て、n+型ドリフト領域18bは、p+型ボディ領域16
aとp+型ボディ領域16bとの間に位置し、かつ、こ
れらの領域と接合している。n+型ドリフト領域18b
のn型不純物濃度は、比較的高い。また、p+型ボディ
領域16a、16bのp型不純物濃度は、比較的高い。
このため、n+型ドリフト領域18bでは、空乏層が延
びにくいので、p+型ボディ領域16aとp+型ボディ領
域16bとの間では、JFET(Junction F
ield Effect Transistor)効果
が発生しにくくなる。よって、n+型ドリフト領域18
bの幅を小さくすることができるので、パワーMOS電
界効果トランジスタ1の微細化が可能となる。これがO
N動作時の抵抗の低減に寄与する。
The power MOS field effect transistor 1 can also reduce the resistance during ON operation from the following points.
That is, in the power MOS field effect transistor 1, the n + type drift region 18b is the p + type body region 16
It is located between a and the p + type body region 16b, and is joined to these regions. n + type drift region 18b
Has a relatively high n-type impurity concentration. The p + type body regions 16a and 16b have a relatively high p type impurity concentration.
Therefore, in the n + type drift region 18b, the depletion layer is unlikely to extend, so that a JFET (Junction F) is formed between the p + type body region 16a and the p + type body region 16b.
It becomes difficult for the field effect transistor effect to occur. Therefore, the n + type drift region 18
Since the width of b can be reduced, the power MOS field effect transistor 1 can be miniaturized. This is O
It contributes to the reduction of resistance during N operation.

【0049】次に、このパワーMOS電界効果トランジ
スタ1のOFF動作を説明する。ゲート電極24を正電
圧から負電圧にし、または接地にすると、n型チャネル
がなくなる。これにより、パワーMOS電界効果トラン
ジスタ1は、n+型ドレイン領域10からn+型ソース領
域20a、20bへ電流を流さない動作をする。
Next, the OFF operation of the power MOS field effect transistor 1 will be described. When the gate electrode 24 is changed from a positive voltage to a negative voltage or grounded, the n-type channel disappears. Accordingly, the power MOS field-effect transistor 1 is of n + -type drain region 10 n + -type source region 20a, the operation passes no current to 20b.

【0050】パワーMOS電界効果トランジスタ1がO
FF動作のとき、空乏層が、pn接合部26a、26
b、28a、28b、30a、30bから、n型ドリフ
ト領域18a、n+型ドリフト領域18b、n型ドリフ
ト領域12a、n型ドリフト領域12b、p型ボディ領
域14a、p型ボディ領域14b、p+型ボディ領域1
6aおよびp+型ボディ領域16b中に広まっていく。
パワーMOS電界効果トランジスタ1のOFF動作にお
いて、この空乏層により、n+型ドレイン領域10とn+
型ソース領域20a、20bとの間に電流が流れるのを
阻止する。
The power MOS field effect transistor 1 is O
During the FF operation, the depletion layer causes the pn junctions 26a and 26a.
From b, 28a, 28b, 30a, 30b, n type drift region 18a, n + type drift region 18b, n type drift region 12a, n type drift region 12b, p type body region 14a, p type body region 14b, p + Mold body region 1
6a and the p + type body region 16b.
When the power MOS field effect transistor 1 is turned off, the depletion layer causes the n + type drain region 10 and the n +
The current is prevented from flowing between the mold source regions 20a and 20b.

【0051】パワーMOS電界効果トランジスタ1によ
れば、耐圧を高くすることが可能となる。理由を以下に
説明する。パワーMOS電界効果トランジスタにおい
て、一般に、p+型ボディ領域の深さが大きく、かつn
型シリコン基板の不純物濃度が低くなるほど、空乏層が
広がり、耐圧が向上する。
According to the power MOS field effect transistor 1, the breakdown voltage can be increased. The reason will be described below. In a power MOS field effect transistor, generally, the depth of the p + type body region is large, and n
As the impurity concentration of the type silicon substrate decreases, the depletion layer expands, and the breakdown voltage improves.

【0052】パワーMOS電界効果トランジスタ1のp
型ボディ領域14a、14bは、不純物濃度が低く、か
つ均一である。パワーMOS電界効果トランジスタ1
は、p +型ボディ領域16a、16bの直下に、このよ
うなp型ボディ領域14a、14bを備えるので、空乏
層が広がりやすいのである。
P of the power MOS field effect transistor 1
The type body regions 14a and 14b have a low impurity concentration.
Is uniform. Power MOS field effect transistor 1
Is p +Immediately below the mold body regions 16a, 16b,
Since it has such p-type body regions 14a and 14b, it is depleted.
The layers are easy to spread.

【0053】以上のように、パワーMOS電界効果トラ
ンジスタ1によれば、低抵抗化および高耐圧化を達成す
ることができる。
As described above, the power MOS field effect transistor 1 can achieve low resistance and high breakdown voltage.

【0054】次に、各領域の不純物および濃度の具体的
な一例を説明する。
Next, a specific example of the impurities and the concentration of each region will be described.

【0055】(1)n型ドリフト領域18a n型不純物:リン、ヒ素またはアンチモン n型不純物濃度:5×1015/cm3 (2)n+型ドリフト領域18b n型不純物:リン、ヒ素またはアンチモン n型不純物濃度:1×1016/cm3 (3)n型ドリフト領域12a、12b n型不純物:ヒ素、アンチモンまたはリン n型不純物濃度:1×1015〜3×1015/cm3 (4)p型ボディ領域14a、14b p型不純物:ボロン p型不純物濃度:3×1015/cm3 なお、不純物濃度の設定によっては、これらの領域全体
に空乏層が広がった状態である完全空乏化も可能とな
る。パワーMOS電界効果トランジスタの高耐圧化のた
めには、完全空乏化が好ましい。完全空乏化の具体的条
件の一例を説明する。
(1) n-type drift region 18a n-type impurity: phosphorus, arsenic or antimony n-type impurity concentration: 5 × 10 15 / cm 3 (2) n + type drift region 18b n-type impurity: phosphorus, arsenic or antimony n-type impurity concentration: 1 × 10 16 / cm 3 (3) n-type drift regions 12a, 12b n-type impurity: arsenic, antimony or phosphorus n-type impurity concentration: 1 × 10 15 to 3 × 10 15 / cm 3 (4 ) P-type body regions 14a and 14b p-type impurity: boron p-type impurity concentration: 3 × 10 15 / cm 3 Depending on the setting of the impurity concentration, the depletion layer is spread over the entire region and is completely depleted. Will also be possible. Complete depletion is preferable in order to increase the breakdown voltage of the power MOS field effect transistor. An example of specific conditions for complete depletion will be described.

【0056】n型ドリフト領域18aのn型不純物濃
度:3×1015/cm3+型ドリフト領域18bのn型不純物濃度:1×10
16/cm3 n型ドリフト領域12a、12bのn型不純物濃度:1
×1015〜3×10 15/cm3 p型ボディ領域14a、14bのp型不純物濃度:3×
1015/cm3 {デバイス性能のシミュレーション}次に、パワーMO
S電界効果トランジスタ1にシミュレーションをし、そ
の結果から、パワーMOS電界効果トランジスタ1の耐
圧がどの程度か、およびON動作時の抵抗がどの程度か
を求めた。
Concentration of n-type impurities in the n-type drift region 18a
Degree: 3 × 1015/ Cm3 n+N-type impurity concentration of the type drift region 18b: 1 × 10
16/ Cm3 n-type impurity concentration in the n-type drift regions 12a and 12b: 1
× 1015~ 3 x 10 15/ Cm3 P-type impurity concentration of p-type body regions 14a and 14b: 3 ×
1015/ Cm3 {Simulation of device performance} Next, power MO
The S field effect transistor 1 was simulated and
From the results of the above, the resistance of the power MOS field effect transistor 1
How much pressure, and how much resistance during ON operation
I asked.

【0057】まず、パワーMOS電界効果トランジスタ
1の耐圧の程度を説明する。図2(A)は、パワーMO
S電界効果トランジスタ1の断面の一部を示している。
シミュレーションの条件は、次のとおりである。
First, the degree of breakdown voltage of the power MOS field effect transistor 1 will be described. FIG. 2A shows a power MO.
A part of the cross section of the S field effect transistor 1 is shown.
The simulation conditions are as follows.

【0058】n+型ドレイン領域10のn型不純物濃
度:5×1018/cm3 n型ドリフト領域12aのn型不純物濃度:1×1015
〜3×1015/cm 3 n型ドリフト領域18aのn型不純物濃度:3×1015
/cm3 n型ドリフト領域18bのn型不純物濃度:1×1016
/cm3 p型ボディ領域14aのp型不純物濃度:3×1015
cm3+型ボディ領域16aのp型不純物濃度:5×1015
〜9×1015/cm3ゲート電圧:0V ドレイン電圧:0〜230Vの範囲において、1Vづつ
電圧を上昇 ソース電圧:0V ボディ電圧:0V 図2(B)は、OFF時において、ドレイン電圧が22
0VにおけるパワーMOS電界効果トランジスタ1の電
位分布を示す図である。等電位は、10Vステップで分
布している。図2(B)から分かるように、ドリフト領
域およびボディ領域の全体に、等電位線38が分布して
いる。これは、ドリフト領域およびボディ領域が完全空
乏化していることを意味している。
N+N-type impurity concentration of the drain region 10
Degree: 5 × 1018/ Cm3 n-type impurity concentration in the n-type drift region 12a: 1 × 1015
~ 3 x 1015/ Cm 3 n-type impurity concentration of the n-type drift region 18a: 3 × 1015
/ Cm3 n-type impurity concentration of the n-type drift region 18b: 1 × 1016
/ Cm3 P-type impurity concentration in p-type body region 14a: 3 × 1015/
cm3 p+P-type impurity concentration of the type body region 16a: 5 × 1015
~ 9 × 1015/ Cm3Gate voltage: 0V Drain voltage: in the range of 0 to 230V, 1V at a time
Increase voltage Source voltage: 0V Body voltage: 0V FIG. 2B shows that the drain voltage is 22 when OFF.
The power of the power MOS field effect transistor 1 at 0 V
It is a figure which shows a rank distribution. Equipotential is divided by 10V step
I'm clothed. As can be seen from Fig. 2 (B), the drift region
The equipotential lines 38 are distributed over the entire region and body region.
There is. This is because the drift and body regions are completely empty.
It means becoming scarce.

【0059】このように、ドレイン電圧が220Vにお
いて、ドリフト領域およびボディ領域には空乏層がある
ので、パワーMOS電界効果トランジスタ1は絶縁破壊
していないことが分かる。
As described above, when the drain voltage is 220 V, the power MOS field effect transistor 1 is not dielectrically broken down because of the depletion layer in the drift region and the body region.

【0060】次に、パワーMOS電界効果トランジスタ
1のON動作時の抵抗がどのくらいかを説明する。図3
は、パワーMOS電界効果トランジスタ1のゲート電圧
とドレイン電流との関係をシミュレーションし、その結
果を表したグラフである。このグラフによれば、ゲート
電圧が10Vにおけるドレイン電流Idは、9.5×1
-7A/μmとなる。そして、この結果を用いて、耐圧
が220VのパワーMOS電界効果トランジスタ1のO
N動作時の抵抗(RON)を計算すると、0.4Ω・mm
2となる。計算式は、次のとおりである。
Next, the resistance of the power MOS field effect transistor 1 during ON operation will be described. Figure 3
FIG. 4 is a graph showing the result of simulating the relationship between the gate voltage and the drain current of the power MOS field effect transistor 1. According to this graph, the drain current I d when the gate voltage is 10 V is 9.5 × 1.
It becomes 0 −7 A / μm. Then, using this result, the O of the power MOS field effect transistor 1 having a breakdown voltage of 220 V is
When calculating the resistance (R ON ) during N operation, 0.4Ω ・ mm
It becomes 2 . The calculation formula is as follows.

【0061】RON=(Vd/Id)×セルサイズ ここで、 Vd:0.1V Id:9.5×10-7A/μm セルサイズ:3.8μm {デバイスの製造方法}次に、パワーMOS電界効果ト
ランジスタ1の製造工程を説明する。図4および図5
は、これを説明するための工程図である。
R ON = (V d / I d ) × cell size Here, V d : 0.1 V I d : 9.5 × 10 −7 A / μm Cell size: 3.8 μm {Device manufacturing method} Next, a manufacturing process of the power MOS field effect transistor 1 will be described. 4 and 5
[FIG. 7] is a process drawing for explaining this.

【0062】図4(A)に示すように、n+型ドレイン
領域10を含むシリコン基板を準備する。ドレイン領域
10の厚みは、400〜500μmである。
As shown in FIG. 4A, a silicon substrate including the n + type drain region 10 is prepared. The drain region 10 has a thickness of 400 to 500 μm.

【0063】ドレイン領域10上に例えば、エピタキシ
ャル成長によりn型シリコン層12を形成する。n型シ
リコン層12の厚みは、1〜10μmである。n型シリ
コン層12は、n型ドリフト領域12a、12bとな
る。
An n-type silicon layer 12 is formed on the drain region 10 by, for example, epitaxial growth. The thickness of the n-type silicon layer 12 is 1 to 10 μm. The n-type silicon layer 12 becomes the n-type drift regions 12a and 12b.

【0064】次に、n型シリコン層12上に例えば、エ
ピタキシャル成長によりp型シリコン層14を形成す
る。p型シリコン層14の厚みは、1〜10μmであ
る。p型シリコン層14は、p型ボディ領域14a、1
4bとなる。
Next, the p-type silicon layer 14 is formed on the n-type silicon layer 12 by, for example, epitaxial growth. The p-type silicon layer 14 has a thickness of 1 to 10 μm. The p-type silicon layer 14 includes p-type body regions 14a and 1a.
4b.

【0065】次に、p型シリコン層14上に例えば、エ
ピタキシャル成長によりp+型シリコン層16を形成す
る。p+型シリコン層16の厚みは、1〜4μmであ
る。p+型シリコン層16は、p+型ボディ領域16a、
16bとなる。
Next, the p + type silicon layer 16 is formed on the p type silicon layer 14 by, for example, epitaxial growth. The p + type silicon layer 16 has a thickness of 1 to 4 μm. The p + type silicon layer 16 includes a p + type body region 16a,
16b.

【0066】図4(B)に示すように、p+型シリコン
層16上に熱酸化やCVD法等を用いて、マスク層40
を形成する。マスク層40はシリコン酸化層からなる。
As shown in FIG. 4B, the mask layer 40 is formed on the p + type silicon layer 16 by using thermal oxidation, a CVD method or the like.
To form. The mask layer 40 is made of a silicon oxide layer.

【0067】フォトリソグラフィとエッチングとによ
り、マスク層40をパターンニングする。これにより、
マスク層40に開口部42を形成する。
The mask layer 40 is patterned by photolithography and etching. This allows
An opening 42 is formed in the mask layer 40.

【0068】マスク層40をマスクとして、p+型シリ
コン層16、p型シリコン層14およびn型シリコン層
12を選択的にエッチングし、開口部42下にトレンチ
44を形成する。トレンチ44はn+型ドレイン領域1
0に到達している。トレンチ44の深さdは、5〜25
μmであり、幅wは、0.5〜4.0μmである。な
お、このエッチングにより、p+型シリコン層16は、
+型ボディ領域16aとp+型ボディ領域16bとに分
離する。また、p型シリコン層14は、p型ボディ領域
14aとp型ボディ領域14bとに分離する。また、n
型シリコン層12は、n型ドリフト領域12aとn型ド
リフト領域12bとに分離する。
Using the mask layer 40 as a mask, the p + type silicon layer 16, the p type silicon layer 14 and the n type silicon layer 12 are selectively etched to form a trench 44 under the opening 42. The trench 44 is the n + type drain region 1
It has reached 0. The depth d of the trench 44 is 5 to 25
μm, and the width w is 0.5 to 4.0 μm. By this etching, the p + type silicon layer 16 becomes
The p + type body region 16a and the p + type body region 16b are separated. The p-type silicon layer 14 is separated into a p-type body region 14a and a p-type body region 14b. Also, n
The type silicon layer 12 is divided into an n type drift region 12a and an n type drift region 12b.

【0069】図4(C)に示すように、厚さ0.5〜
4.0μmのポリシリコン層46を、マスク層40上
に、トレンチ44が埋まるように形成する。ポリシリコ
ン層のかわりに、アモルファスシリコン層または単結晶
シリコン層を用いてもよい。そして、ポリシリコン層4
6をアニールする。アニール温度は、400〜600℃
である。アニール時間は、6〜18時間である。そし
て、ポリシリコン層46をエッチバックし、トレンチ4
4内のみにポリシリコン層46を残す。
As shown in FIG. 4C, a thickness of 0.5 to
A 4.0 μm polysilicon layer 46 is formed on the mask layer 40 to fill the trenches 44. An amorphous silicon layer or a single crystal silicon layer may be used instead of the polysilicon layer. And the polysilicon layer 4
Anneal 6 Annealing temperature is 400-600 ° C
Is. The annealing time is 6 to 18 hours. Then, the polysilicon layer 46 is etched back to form the trench 4
The polysilicon layer 46 is left only in the region 4.

【0070】次に、マスク層40をマスクとして、ポリ
シリコン層46の上層にn型の不純物をイオン注入す
る。条件は、以下のとおりである。
Next, using the mask layer 40 as a mask, n-type impurities are ion-implanted into the upper layer of the polysilicon layer 46. The conditions are as follows.

【0071】イオン:AsまたはP ドーズ量:5×1015〜2×1016/cm2 注入エネルギー:30〜180KeV 図5(A)に示すように、図4(C)の構造物を熱処理
し、n+型ドリフト領域18bおよびn型ドリフト領域
18aを形成する。
Ion: As or P Dose amount: 5 × 10 15 to 2 × 10 16 / cm 2 Implantation energy: 30 to 180 KeV As shown in FIG. 5 (A), the structure of FIG. 4 (C) is heat-treated. , N + type drift region 18b and n type drift region 18a are formed.

【0072】図5(B)に示すように、公知の方法を用
いて、p+型ボディ16a、n+型ドリフト領域18bお
よびp+型ボディ16b上にゲート酸化層22およびゲ
ート電極24の積層物を形成する。
As shown in FIG. 5B, the gate oxide layer 22 and the gate electrode 24 are laminated on the p + type body 16a, the n + type drift region 18b and the p + type body 16b by using a known method. Form a thing.

【0073】図1に示すように、公知の方法を用いてp
+型ボディ16a、16b中に、それぞれn+型ソース領
域20a、20bを形成する。なお、先にn+型ソース
領域20a、20bを形成し、後でゲート酸化層22お
よびゲート電極24の積層物を形成してもよい。このこ
とは後の実施の形態にも当てはまる。以上の工程によ
り、パワーMOS電界効果トランジスタ1が完成する。
As shown in FIG. 1, p
N + type source regions 20a and 20b are formed in + type bodies 16a and 16b, respectively. Alternatively, the n + type source regions 20a and 20b may be formed first, and then the stacked body of the gate oxide layer 22 and the gate electrode 24 may be formed. This also applies to the later embodiments. Through the above steps, the power MOS field effect transistor 1 is completed.

【0074】後の実施の形態にかかるパワーMOS電界
効果トランジスタも、パワーMOS電界効果トランジス
タ1の製造方法と同様の方法を用いて作製することがで
きる。
The power MOS field effect transistor according to the subsequent embodiments can also be manufactured by using the same method as the method for manufacturing the power MOS field effect transistor 1.

【0075】なお、第1の実施の形態は、パワーMOS
電界効果トランジスタである。しかしながら、本発明は
これに限定されず、他の縦型半導体装置にも適用するこ
とができる。これは、後で説明する他の実施の形態でも
言えることである。
The first embodiment is a power MOS.
It is a field effect transistor. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other vertical semiconductor devices. This also applies to other embodiments described later.

【0076】[第2の実施の形態]図6は、本発明の第
2の実施の形態にかかるパワーMOS電界効果トランジ
スタ3の断面図である。図1に示す第1の実施の形態に
かかるパワーMOS電界効果トランジスタ1と同等の機
能を有する部分には、同一符号を付してある。パワーM
OS電界効果トランジスタ3がパワーMOS電界効果ト
ランジスタ1と相違する部分を説明し、同じ部分につい
ては説明を省略する。
[Second Embodiment] FIG. 6 is a sectional view of a power MOS field effect transistor 3 according to a second embodiment of the present invention. The parts having the same functions as those of the power MOS field effect transistor 1 according to the first embodiment shown in FIG. Power M
The part of the OS field effect transistor 3 which is different from the power MOS field effect transistor 1 will be described, and the description of the same parts will be omitted.

【0077】パワーMOS電界効果トランジスタ3は、
パワーMOS電界効果トランジスタ1のようにn型ドリ
フト領域12a、n型ドリフト領域12bを備えていな
い。その代わりに、パワーMOS電界効果トランジスタ
3において、p型ボディ領域14a、14bが、それぞ
れn+型ドレイン領域10まで到達している。
The power MOS field effect transistor 3 is
Unlike the power MOS field effect transistor 1, the n-type drift region 12a and the n-type drift region 12b are not provided. Instead, in the power MOS field effect transistor 3, the p type body regions 14a and 14b reach the n + type drain region 10, respectively.

【0078】パワーMOS電界効果トランジスタ3によ
れば、以下の特有の効果が生じる。パワーMOS電界効
果トランジスタ3は、n型ドリフト領域12a、n型ド
リフト領域12bを備えていないので、それだけドリフ
ト領域の面積を小さくできる。よって、ドリフト領域の
完全空乏化が容易となる。
The power MOS field effect transistor 3 has the following unique effects. Since the power MOS field effect transistor 3 does not include the n-type drift region 12a and the n-type drift region 12b, the area of the drift region can be reduced accordingly. Therefore, complete depletion of the drift region is facilitated.

【0079】また、パワーMOS電界効果トランジスタ
3によれば、パワーMOS電界効果トランジスタ1と同
様の理由で、パワーMOS電界効果トランジスタ3のO
N動作時の抵抗を下げることが可能となる。
Further, according to the power MOS field effect transistor 3, for the same reason as the power MOS field effect transistor 1, the O of the power MOS field effect transistor 3 is reduced.
It is possible to reduce the resistance during N operation.

【0080】[第3の実施の形態]図7は、本発明の第
3の実施の形態にかかるパワーMOS電界効果トランジ
スタ5の断面図である。図1に示す第1の実施の形態に
かかるパワーMOS電界効果トランジスタ1と同等の機
能を有する部分には、同一符号を付してある。パワーM
OS電界効果トランジスタ5がパワーMOS電界効果ト
ランジスタ1と相違する部分を説明し、同じ部分につい
ては説明を省略する。
[Third Embodiment] FIG. 7 is a sectional view of a power MOS field effect transistor 5 according to a third embodiment of the present invention. The parts having the same functions as those of the power MOS field effect transistor 1 according to the first embodiment shown in FIG. Power M
The parts of the OS field effect transistor 5 different from the power MOS field effect transistor 1 will be described, and the description of the same parts will be omitted.

【0081】パワーMOS電界効果トランジスタ5は、
パワーMOS電界効果トランジスタ1のようにn型ドリ
フト領域12a、n型ドリフト領域12bを備えていな
い。その代わりに、パワーMOS電界効果トランジスタ
5において、p-型ボディ領域32aが、p型ボディ領
域14aとn+型ドレイン領域10との間に位置し、p-
型ボディ領域32bが、p型ボディ領域14bとn+
ドレイン領域10との間に位置している。p-型ボディ
領域32a、32bのp型の不純物濃度は、p型ボディ
領域14a、14bのp型の不純物濃度より低い。p-
型ボディ領域32a、32bのp型の不純物濃度は、例
えば、1×1014〜5×1015/cm3である。
The power MOS field effect transistor 5 is
Unlike the power MOS field effect transistor 1, the n-type drift region 12a and the n-type drift region 12b are not provided. Instead, in the power MOS field effect transistor 5, the p type body region 32a is located between the p type body region 14a and the n + type drain region 10, and p − −
The type body region 32b is located between the p type body region 14b and the n + type drain region 10. The p type impurity concentration of the p type body regions 32a and 32b is lower than the p type impurity concentration of the p type body regions 14a and 14b. p -
The p-type impurity concentration of the mold body regions 32a and 32b is, for example, 1 × 10 14 to 5 × 10 15 / cm 3 .

【0082】パワーMOS電界効果トランジスタ5によ
れば、以下の特有の効果が生じる。パワーMOS電界効
果トランジスタ5は、n型ドリフト領域12a、12b
のかわりにp-型ボディ領域32a、32bを備えてい
るので、それだけドリフト領域の面積を小さくできる。
よって、ドリフト領域の完全空乏化が容易となる。
According to the power MOS field effect transistor 5, the following unique effects occur. The power MOS field effect transistor 5 includes n-type drift regions 12a and 12b.
Instead, since the p type body regions 32a and 32b are provided, the area of the drift region can be reduced accordingly.
Therefore, complete depletion of the drift region is facilitated.

【0083】また、パワーMOS電界効果トランジスタ
5によれば、パワーMOS電界効果トランジスタ1と同
様の理由で、パワーMOS電界効果トランジスタ5のO
N動作時の抵抗を下げることが可能となる。
Further, according to the power MOS field effect transistor 5, the O of the power MOS field effect transistor 5 is the same as that of the power MOS field effect transistor 1 for the same reason.
It is possible to reduce the resistance during N operation.

【0084】[第4の実施の形態]図8は、本発明の第
4の実施の形態にかかるパワーMOS電界効果トランジ
スタ7の断面図である。図1に示す第1の実施の形態に
かかるパワーMOS電界効果トランジスタ1と同等の機
能を有する部分には、同一符号を付してある。パワーM
OS電界効果トランジスタ7がパワーMOS電界効果ト
ランジスタ1と相違する部分を説明し、同じ部分につい
ては説明を省略する。
[Fourth Embodiment] FIG. 8 is a sectional view of a power MOS field effect transistor 7 according to a fourth embodiment of the present invention. The parts having the same functions as those of the power MOS field effect transistor 1 according to the first embodiment shown in FIG. Power M
The parts of the OS field effect transistor 7 different from the power MOS field effect transistor 1 will be described, and the description of the same parts will be omitted.

【0085】パワーMOS電界効果トランジスタ7は、
パワーMOS電界効果トランジスタ1のようにp型ボデ
ィ領域14a、14bを備えていない。その代わりに、
パワーMOS電界効果トランジスタ7において、n型ド
リフト領域12a、n型ドリフト領域12bが、それぞ
れ、p+型ボディ領域16a、16bまで到達してい
る。
The power MOS field effect transistor 7 is
Unlike the power MOS field effect transistor 1, the p-type body regions 14a and 14b are not provided. Instead,
In the power MOS field effect transistor 7, the n-type drift region 12a and the n-type drift region 12b reach the p + type body regions 16a and 16b, respectively.

【0086】このパワーMOS電界効果トランジスタ7
によれば、パワーMOS電界効果トランジスタ1と同様
の理由、つまり、n+型ドリフト領域18bを設けてい
るので、パワーMOS電界効果トランジスタ7のON動
作時の抵抗を下げることが可能となる。
This power MOS field effect transistor 7
According to the above, for the same reason as that of the power MOS field effect transistor 1, that is, since the n + type drift region 18b is provided, it is possible to reduce the resistance of the power MOS field effect transistor 7 during the ON operation.

【0087】[第5の実施の形態]図9は、本発明の第
5の実施の形態にかかるパワーMOS電界効果トランジ
スタ9の断面図である。図1に示す第1の実施の形態に
かかるパワーMOS電界効果トランジスタ1と同等の機
能を有する部分には、同一符号を付してある。パワーM
OS電界効果トランジスタ9がパワーMOS電界効果ト
ランジスタ1と相違する部分を説明し、同じ部分につい
ては説明を省略する。
[Fifth Embodiment] FIG. 9 is a sectional view of a power MOS field effect transistor 9 according to a fifth embodiment of the present invention. The parts having the same functions as those of the power MOS field effect transistor 1 according to the first embodiment shown in FIG. Power M
The parts of the OS field effect transistor 9 different from the power MOS field effect transistor 1 will be described, and the description of the same parts will be omitted.

【0088】パワーMOS電界効果トランジスタ9は、
パワーMOS電界効果トランジスタ1のようにn型ドリ
フト領域18aを備えていない。その代わりに、パワー
MOS電界効果トランジスタ9において、n+型ドリフ
ト領域18bが、n+型ドレイン領域10まで到達して
いる。
The power MOS field effect transistor 9 is
Unlike the power MOS field effect transistor 1, the n-type drift region 18a is not provided. Instead, in the power MOS field effect transistor 9, the n + type drift region 18b reaches the n + type drain region 10.

【0089】このパワーMOS電界効果トランジスタ9
によれば、n型ドリフト領域18aの代わりにn+型ド
リフト領域18bを備えている。このため、パワーMO
S電界効果トランジスタ9のON動作時の抵抗をより下
げることが可能となる。
This power MOS field effect transistor 9
According to the method, the n + type drift region 18b is provided instead of the n type drift region 18a. Therefore, the power MO
It is possible to further reduce the resistance when the S field effect transistor 9 is ON.

【0090】[本発明の実施の形態を備えた回路の例]
図10は、パワーMOS電界効果トランジスタ1を備え
たインバータ回路52である。インバータ回路52は、
バッテリーなどの直流電源50を3相交流に変換し、3
相モータ48の回転制御をする。インバータ回路52
は、例えば、電気自動車のモータを駆動するのに用いら
れる。なお、パワーMOS電界効果トランジスタ1のか
わりに、パワーMOS電界効果トランジスタ3、5、
7、9を用いることもできる。
[Example of Circuit Having Embodiment of Present Invention]
FIG. 10 shows an inverter circuit 52 including the power MOS field effect transistor 1. The inverter circuit 52 is
Convert DC power source 50 such as battery into 3 phase AC
The rotation of the phase motor 48 is controlled. Inverter circuit 52
Are used, for example, to drive the motors of electric vehicles. Instead of the power MOS field effect transistor 1, the power MOS field effect transistors 3, 5,
It is also possible to use 7 and 9.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態にかかるパワーMO
S電界効果トランジスタ1の断面図である。
FIG. 1 is a power MO according to a first embodiment of the present invention.
3 is a sectional view of an S field effect transistor 1. FIG.

【図2】(A)は、本発明の第1の実施の形態にかかる
パワーMOS電界効果トランジスタ1の部分断面図であ
る。(B)は、本発明の第1の実施の形態にかかるパワ
ーMOS電界効果トランジスタ1の電位分布のシミュレ
ーションを示す図である。
FIG. 2A is a partial cross-sectional view of the power MOS field effect transistor 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6B is a diagram showing a simulation of the potential distribution of the power MOS field effect transistor 1 according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態にかかるパワーMO
S電界効果トランジスタ1のゲート電圧とドレイン電流
との関係をシミュレーションし、その結果を表したグラ
フである。
FIG. 3 is a power MO according to the first embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the result of simulating the relationship between the gate voltage and the drain current of the S field effect transistor 1.

【図4】本発明の第1の実施の形態にかかるパワーMO
S電界効果トランジスタ1の製造工程を説明するための
工程図である。
FIG. 4 is a power MO according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a process drawing for explaining a manufacturing process of the S field effect transistor 1.

【図5】本発明の第1の実施の形態にかかるパワーMO
S電界効果トランジスタ1の製造工程を説明するための
工程図である。
FIG. 5 is a power MO according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a process drawing for explaining a manufacturing process of the S field effect transistor 1.

【図6】本発明の第2の実施の形態にかかるパワーMO
S電界効果トランジスタ3の断面図である。
FIG. 6 is a power MO according to a second embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an S field effect transistor 3. FIG.

【図7】本発明の第3の実施の形態にかかるパワーMO
S電界効果トランジスタ5の断面図である。
FIG. 7 is a power MO according to a third embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an S field effect transistor 5. FIG.

【図8】本発明の第4の実施の形態にかかるパワーMO
S電界効果トランジスタ7の断面図である。
FIG. 8 is a power MO according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of an S field effect transistor 7. FIG.

【図9】本発明の第5の実施の形態にかかるパワーMO
S電界効果トランジスタ9の断面図である。
FIG. 9 is a power MO according to a fifth embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an S field effect transistor 9. FIG.

【図10】パワーMOS電界効果トランジスタ1を備え
たインバータ回路52の回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram of an inverter circuit 52 including a power MOS field effect transistor 1.

【図11】従来の一般的なパワーMOS電界効果トラン
ジスタの断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional general power MOS field effect transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、3、5、7、9 パワーMOS電界効果トランジス
タ 10 n+型ドレイン領域 12a、12b n型ドリフト領域 14a、14b p型ボディ領域 16a、16b p+型ボディ領域 18a、18b n+型ドリフト領域 20a、20b n+型ソース領域 22 ゲート酸化層 24 ゲート電極 26a、26b pn接合部 28a、28b pn接合部 30a、30b pn接合部 32a、32b p-型ボディ領域 40 マスク層 44 トレンチ 46 ポリシリコン層 52 インバータ回路
1, 3, 5, 7, 9 Power MOS field effect transistor 10 n + type drain regions 12a, 12b n type drift regions 14a, 14b p type body regions 16a, 16b p + type body regions 18a, 18b n + type drift regions 20a, 20b n + type source region 22 gate oxide layer 24 gate electrodes 26a, 26b pn junction 28a, 28b pn junction 30a, 30b pn junction 32a, 32b p type body region 40 mask layer 44 trench 46 polysilicon layer 52 Inverter circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/78

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型の第1半導体領域、第1導電
型の第2半導体領域、第2導電型の第3半導体領域およ
び第1導電型の第4半導体領域を備えた縦型半導体装置
であって、 前記第1半導体領域は、第1導電型のキャリアを放出
し、 前記第2半導体領域は、第1導電型のキャリアが流れる
経路となり、 前記第2半導体領域は、第1導電型の不純物濃度が高い
高濃度領域と、第1導電型の不純物濃度が低い低濃度領
域と、を含み、 前記第3半導体領域は、前記第2半導体領域と接合し、
かつ第2導電型の不純物濃度が高い高濃度領域と、第2
導電型の不純物濃度が低い低濃度領域と、を含み、 前記第3半導体領域の低濃度領域は、前記第4半導体領
域まで延びており、 前記第4半導体領域は、第1導電型のキャリアを吸い込
む、縦型半導体装置。
1. A first conductive type first semiconductor region, a first conductive type
Type second semiconductor region, second conductivity type third semiconductor region, and
And a vertical semiconductor device having a first conductivity type fourth semiconductor region
And the first semiconductor region emits carriers of the first conductivity type.
Then, carriers of the first conductivity type flow in the second semiconductor region.
Becomes a path, said second semiconductor region has a higher impurity concentration of the first conductivity type
High concentration region and low concentration region where the first conductivity type impurity concentration is low
A third semiconductor region is joined to the second semiconductor region,
A high-concentration region having a high second-conductivity-type impurity concentration;
A low-concentration region having a low conductivity type impurity concentration, wherein the low-concentration region of the third semiconductor region is the fourth semiconductor region.
Extends to pass, the fourth semiconductor region, write sucks first conductive carrier
A vertical semiconductor device.
【請求項2】 第1導電型の第1半導体領域、第1導電
型の第2半導体領域、第2導電型の第3半導体領域、第
1導電型の第4半導体領域、および第2導電型の他の半
導体領域を備えた縦型半導体装置であって、 前記第1半導体領域は、第1導電型のキャリアを放出
し、 前記第2半導体領域は、第1導電型のキャリアが流れる
経路となり、 前記第2半導体領域は、第1導電型の不純物濃度が高い
高濃度領域と、第1導電型の不純物濃度が低い低濃度領
域と、を含み、 前記第3半導体領域は、前記第2半導体領域と接合し、
かつ第2導電型の不純物濃度が高い高濃度領域と、第2
導電型の不純物濃度が低い低濃度領域と、を含み、 前記第4半導体領域は、第1導電型のキャリアを吸い込
み、 前記他の半導体領域は、前記第3半導体領域の低濃度領
域よりも、第2導電型の不純物濃度が低く、 前記他の半導体領域は、前記第3半導体領域の低濃度領
域と前記第4半導体領域との間に位置している、縦型半
導体装置。
2. A first conductivity type first semiconductor region, a first conductivity type.
Type second semiconductor region, second conductivity type third semiconductor region,
A fourth semiconductor region of one conductivity type and the other half of the second conductivity type
A vertical semiconductor device having a conductor region, wherein the first semiconductor region emits carriers of a first conductivity type.
Then, carriers of the first conductivity type flow in the second semiconductor region.
Becomes a path, said second semiconductor region has a higher impurity concentration of the first conductivity type
High concentration region and low concentration region where the first conductivity type impurity concentration is low
A third semiconductor region is joined to the second semiconductor region,
A high-concentration region having a high second-conductivity-type impurity concentration;
A low-concentration region of low conductivity type impurity concentration, wherein the fourth semiconductor region absorbs carriers of the first conductivity type.
However, the other semiconductor region is a low concentration region of the third semiconductor region.
The impurity concentration of the second conductivity type is lower than that of the region, and the other semiconductor region is in the low concentration region of the third semiconductor region.
Vertical half located between the region and the fourth semiconductor region
Conductor device.
【請求項3】 第1導電型の第1半導体領域、第1導電
型の第2半導体領域 、第2導電型の第3半導体領域およ
び第1導電型の第4半導体領域を備えた縦型半導体装置
であって、 前記第1半導体領域は、第1導電型のキャリアを放出
し、 前記第2半導体領域は、第1導電型のキャリアが流れる
経路となり、 前記第2半導体領域は、第1導電型の不純物濃度が高い
高濃度領域と、第1導電型の不純物濃度が低い低濃度領
域と、を含み、 前記第2半導体領域の高濃度領域は、前記第3半導体領
域と接合し、 前記第2半導体領域の高濃度領域は、前記第4半導体領
域と接合し、 前記第2半導体領域の低濃度領域は、前記第3半導体領
域と前記第4半導体領域との間に位置し、 前記第2半導体領域の低濃度領域は、前記第3半導体領
域と接合し、 前記第3半導体領域は、前記第2半導体領域と接合し、 前記第4半導体領域は、第1導電型のキャリアを吸い込
む、縦型半導体装置。
3. A first conductivity type first semiconductor region, a first conductivity type.
Type second semiconductor region , second conductivity type third semiconductor region, and
And a vertical semiconductor device having a first conductivity type fourth semiconductor region
And the first semiconductor region emits carriers of the first conductivity type.
Then, carriers of the first conductivity type flow in the second semiconductor region.
Becomes a path, said second semiconductor region has a higher impurity concentration of the first conductivity type
High concentration region and low concentration region where the first conductivity type impurity concentration is low
It includes a band, a high concentration region of the second semiconductor region, the third semiconductor territory
And a high concentration region of the second semiconductor region is connected to the fourth semiconductor region.
And a low concentration region of the second semiconductor region is connected to the third semiconductor region.
Is located between the first semiconductor region and the fourth semiconductor region, and the low-concentration region of the second semiconductor region is the third semiconductor region.
Region, the third semiconductor region is joined to the second semiconductor region, and the fourth semiconductor region absorbs carriers of the first conductivity type.
A vertical semiconductor device.
【請求項4】 第1導電型の第1半導体領域、第1導電
型の第2半導体領域、第2導電型の第3半導体領域およ
び第1導電型の第4半導体領域を備えた縦型半導体装置
であって、 前記第1半導体領域は、第1導電型のキャリアを放出
し、 前記第2半導体領域は、第1導電型のキャリアが流れる
経路となり、 前記第2半導体領域は、第1導電型の不純物濃度が高い
高濃度領域と、第1導電型の不純物濃度が低い低濃度領
域と、を含み、 前記第2半導体領域の高濃度領域は、前記第3半導体領
域と接合し、 前記第2半導体領域の高濃度領域は、前記第4半導体領
域と接合し、 前記第2半導体領域の低濃度領域は、前記第3半導体領
域と前記第4半導体領域との間に位置し、 前記第2半導体領域の低濃度領域は、前記第3半導体領
域と接合し、 前記第3半導体領域は、前記第2半導体領域と接合し、
かつ第2導電型の不純物濃度が高い高濃度領域と、第2
導電型の不純物濃度が低い低濃度領域と、を含み、 前記第4半導体領域は、第1導電型のキャリアを吸い込
む、縦型半導体装置。
4. A first conductivity type first semiconductor region, a first conductivity type.
Type second semiconductor region, second conductivity type third semiconductor region, and
And a vertical semiconductor device having a first conductivity type fourth semiconductor region
And the first semiconductor region emits carriers of the first conductivity type.
Then, carriers of the first conductivity type flow in the second semiconductor region.
Becomes a path, said second semiconductor region has a higher impurity concentration of the first conductivity type
High concentration region and low concentration region where the first conductivity type impurity concentration is low
It includes a band, a high concentration region of the second semiconductor region, the third semiconductor territory
And a high concentration region of the second semiconductor region is connected to the fourth semiconductor region.
And a low concentration region of the second semiconductor region is connected to the third semiconductor region.
Is located between the first semiconductor region and the fourth semiconductor region, and the low-concentration region of the second semiconductor region is the third semiconductor region.
A third semiconductor region is joined to the second semiconductor region,
A high-concentration region having a high second-conductivity-type impurity concentration;
A low-concentration region of low conductivity type impurity concentration, wherein the fourth semiconductor region absorbs carriers of the first conductivity type.
A vertical semiconductor device.
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