JP3620472B2 - Insulated gate field effect transistor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作効率の高い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】
産業用パワースイッチ等に用いられるパワーデバイスとして、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:FET)等が使用されている。このような絶縁ゲート型FETは、一般に高電圧下で使用され、高耐圧特性が要求されるとともに、高速のスイッチング速度が要求される。
【0003】
絶縁ゲート型FETは、例えば、N形のドリフト領域と、N+型のドレイン領域と、P形の複数のベース領域と、N+型の複数のソース領域と、を備える半導体基板と、ドレイン領域に接続するドレイン電極と、ソース領域に接続するソース電極と、ドリフト領域とソース領域との間のベース領域(チャネル領域)の上方に絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、を備える。
【0004】
高い耐圧特性を得るため、ベース領域を柱状に形成した絶縁ゲート型FETが開発されている。この絶縁ゲート型FETは、ベース領域が、ドリフト領域中をドレイン電極側に柱状に延伸し、その底面がドレイン領域とドリフト領域との界面近くにまで達した構造を有する。
【0005】
上記した柱状のベース領域を複数備える絶縁ゲート型FETでは、ベース領域とドリフト領域との間に形成されるPN接合に逆バイアスが印加されたときには、PN接合により形成される空乏層が、ベース領域間のドリフト領域全体に拡がる。これにより、電界の集中は緩和され、高い耐圧が得られる。また、高耐圧が得られることにより、ドリフト領域の不純物濃度を高く設定して低抵抗とすることができる。
【0006】
例えば、柱状のベース領域でなく、浅いベース領域を用いた場合と比べ、ドリフト領域の比抵抗を1/3〜1/5に設定しても、浅いベース領域を用いた構造と同等の耐圧が得られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記絶縁ゲート型FETの動作時には、ゲート−ドレイン間およびゲート−ソース間に必然的に入力容量が発生する。ゲート−ドレイン間容量およびゲート−ソース間容量が過大である場合には、スイッチング速度が低下するなどの不具合が起こる。
【0008】
入力容量のうち、ゲート−ドレイン間容量を低減させるため、ドリフト領域の上面のゲート酸化膜のうち、チャネル領域上の酸化膜を選択的に厚く形成する方法が知られている。しかしながら、ゲート−ドレイン間容量に関しては、これを低減する効果的な方法は未だ開発されていない。このように、従来の絶縁ゲート型FETは、十分に入力容量が低減された、高い動作効率を有するものではなかった。
【0009】
上記事情を鑑みて、本発明は、動作効率の高い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。
また、本発明は、入力容量の低減された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。
【0017】
上記構成において、ベース領域は、ゲート電極層に覆われた第1の表面領域を有するとともに、ゲート電極層に覆われていない第2の表面領域を備える。このように、ゲート電極層に覆われていない第2の表面領域を備えることにより、ゲート電極層とベース領域との対向面積は実質的に減少する。これにより、ゲート−ソース間の寄生容量は低減され、スイッチング特性等が高く、動作効率の高い絶縁ゲート型電界効果トランジスタが提供される。
【0018】
前記第1の表面領域及び前記第2の表面領域は、前記ベース領域の露出面に交互に配置されていることが好ましい。これにより、ゲート電圧の印加時には、ベース領域に等間隔にチャネルが形成される。従って、バランスの良い電界が形成され、また、電流がバランス良く流れるので、高い信頼性が得られる。
【0019】
前記ベース領域は複数設けられ、前記ベース領域の前記第1の表面領域は、隣接する他の前記ベース領域の前記第2の表面領域と互いに対向するように配置されていることが好ましい。これにより、バランスの良い電界が形成され、また、電流がバランス良く流れるので、より高い信頼性が得られる。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、
半導体基板内に設けられた第1導電型のドレイン領域と、
前記ドレイン領域上に設けられ、前記ドレイン領域よりも不純物濃度の低い第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域内に島状に設けられた第2導電型のベース領域と、
前記ベース領域内に島状に設けられ、前記ドリフト領域よりも不純物濃度の高い第1導電型のソース領域と、
前記ドリフト領域と前記ソース領域とに挟まれた前記ベース領域の露出面を、絶縁膜を介して覆うように設けられたゲート電極層と、を備え、
前記ベース領域の露出面は、前記ゲート電極層に覆われた第1の表面領域と、前記ゲート電極層に覆われていない第2の表面領域と、を備え、
前記ベース領域は、前記ゲート電極層側から前記ドレイン領域に向かって該ドレイン領域近傍まで垂直に延伸するように柱状に設けられている、ことを特徴とする。
上記構成において、前記第1の表面領域及び前記第2の表面領域は、前記ベース領域の露出面に交互に配置されていることが好ましい。
また、上記構成において、前記ベース領域は複数設けられ、前記ベース領域の前記第1の表面領域は、隣接する他の前記ベース領域の前記第2の表面領域と互いに対向するように配置されていることが好ましい。
【0021】
ゲート電極層と、ベース領域との対向面積の減少は、オン抵抗の上昇につながるが、上記のように、ベース領域を円柱状に形成することにより、オン抵抗の上昇は補償される。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる絶縁ゲート型電界効果トランジスタについて、以下図面を参照して説明する。本実施の形態の絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、MOS(Metal Oxide Semiconductor)型の電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:FET)である。
【0023】
図1は、実施の形態の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ11の断面構成図である。また、図2は、その上面図であり、図1は、図2のA−A’線矢視断面を示す。
【0024】
図1に示す絶縁ゲート型電界効果トランジスタ11は、ドレイン領域12と、ドリフト領域13と、ベース領域14と、ソース領域15と、を備えたシリコン半導体基板16から構成される。
【0025】
ドレイン領域12は、N形のシリコン半導体基板として形成される。ドレイン領域12は、シリコン半導体基板16の一面に露出しており、その表面上(図1の下面側)には、アルミニウム等からなるドレイン電極17が設けられている。
【0026】
ドリフト領域13は、ドレイン領域12の上にN形のエピタキシャル成長層として形成されている。ドリフト領域13は、ドレイン領域12よりも低い不純物濃度で形成されている。ドリフト領域13は、ドレイン領域12と同一導電型であり、ドレイン領域としても機能する。
【0027】
ベース領域14は、ドリフト領域13に島状に、その表面が露出するように設けられている。ベース領域14はP形の導電型に形成され、これを包囲するN形のドリフト領域13との界面でPN接合を形成する。
【0028】
ベース領域14は、ドリフト領域13内に島状に設けられている。ベース領域14は円形の断面を有する柱状に形成されている。ベース領域14は、ドリフト領域13に複数設けられ、実質的に等間隔に設けられている。
【0029】
ベース領域14は柱状に設けられ、その底部がドレイン領域12近傍まで垂直に延伸するように形成されている。ここで、ベース領域14は、ドリフト領域13のエピタキシャル成長層に、以下のように形成される。
【0030】
まず、ドレイン領域12の上に、薄いN形半導体層(ドリフト領域1層分)をエピタキシャル成長により形成し、この層にP形不純物を拡散してP形拡散層(ベース領域1層分)を形成する。続いて、N形半導体層の上にN形エピタキシャル成長層をさらに形成し、下層のP形拡散層と重なるように、P形の不純物拡散を行ってP形拡散層を形成する。このように、N形半導体層の成長工程と、P形拡散層の拡散工程と、を繰り返すことにより、N形ドリフト領域13と、これに包囲された柱状のP形ベース領域14と、が形成される。上記成長工程および拡散工程は、例えば、5回づつ繰り返される。
【0031】
ベース領域14の表面領域には、N+型のソース領域15が形成されている。ソース領域15は、ベース領域14内に環状に設けられている。
【0032】
図2に、図1に示す絶縁ゲート型電界効果トランジスタ11の上面図を示す。なお、理解を容易にするため、図2中では、ベース領域14、ソース領域15等が形成された半導体基板16の表面と、その表面上に設けられたゲート電極層18のみを示す。
【0033】
図2に示すように、ベース領域14は、ドリフト領域13にほぼ等間隔に、格子状に配置されている。また、ベース領域14の表面領域には、ソース領域15が環状に露出して設けられている。ベース領域14の表面領域は、環状のソース領域15により、内周側の円形の露出面14aと、外周側の環状の露出面14bと、に分けられる。
【0034】
図1に戻り、ソース領域15の外縁およびベース領域14の環状の露出面14b上方には、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等からなる絶縁膜19が設けられている。言い換えると、絶縁膜19は、ソース領域15に包囲されたベース領域14の円形の露出面14aと、ソース領域15の内縁を除いて、ベース領域14の環状の露出面14bおよびドリフト領域13の露出面を覆うように形成されている。
【0035】
絶縁膜19中には、ゲート電極18層が埋設されている。ゲート電極層18は、不純物の導入されたポリシリコン膜から構成されている。ゲート電極層18は、ソース領域15の外縁およびソース領域15の外側に露出したベース領域14の環状の露出面14bを覆うように設けられている。ゲート電極層18の直下の環状の露出面14bは、絶縁膜19をゲート絶縁膜とする絶縁ゲート型FETの、いわゆるチャネル領域(ch)として機能する。
【0036】
図2を参照して、ゲート電極層18は、半導体基板16のほぼ全面を覆うように設けられている。ここで、ゲート電極層18は孔20を有する。ゲート電極層18の孔20を介して、少なくとも、ベース領域14の円形の露出面14aと、ソース領域15の内縁が露出している。
【0037】
図3に、孔20の拡大図を示す。孔20は、中心の円形部21と、3つの切り込み部22と、から構成されている。切り込み部22は、円形部21の外側に切り込まれ、円形部21よりも大きい半径を有する扇状に形成されている。扇状の切り込み部22は、円形部21と略同心を有し、円形部21の周囲に実質的に等間隔に3つ形成されている。切り込み部22は、例えば、中心角が略60°の扇形が、略120°毎に設けられて、形成されている。
【0038】
図2に戻り、孔20の円形部21は、環状のソース領域15(およびベース領域14の円形の露出面14a)と同心に形成され、ソース領域15の外縁よりもわずかに小さい半径を有する。これにより、ゲート電極層18は、少なくとも、ベース領域14の環状の露出面14bの一部に重なるように設けられている。
【0039】
しかし、ベース領域14の環状の露出面14bのうち、切り込み部22の下にの領域はゲート電極層18により覆われず、切り込み部22を介して露出している。このように、切り込み部22があることにより、ベース領域14の環状の露出面14bは、ゲート電極層18と、は間欠的に(不連続に)対向している。
【0040】
図4は、図2とは異なり、ゲート電極層18を除いて、ドリフト領域13、ベース領域14およびソース領域15の表面露出領域を示した図である。なお、点線にて、孔20を示す。
【0041】
図4に示すように、ベース領域14の環状の露出面14bは、ゲート電極層18に覆われた第1の表面領域14baと、覆われていない第2の表面領域14bbと、に分けられる。孔20の形状に従い、第1の表面領域14baと第2の表面領域14bbとは、交互に、等間隔に配置されている。このように、ベース領域14が、ゲート電極層18に覆われていない第2の表面領域14bbを有することにより、ゲート電極層18とベース領域14との対向面積は実質的に減少する。
【0042】
ゲート電極層18にゲート電圧が印加された際には、切り込み部22の直下の、ゲート電極層18に覆われたベース領域14の第1の表面領域14baが、チャネル領域として機能する。従って、ゲート電極層18に覆われていない第2の表面領域14bb分の対向面積の減少は、チャネル領域の実質的な減少をもたらす。
【0043】
図1を参照して、ゲート電極層18を内包する絶縁膜19は、ゲート電極層18の孔20に対応する孔19aを有する。絶縁膜19の孔19aは、ソース領域15と同心を有してより小径に設けられている。絶縁膜19の孔19aを介して、ソース領域15の内縁、および、その内側のベース領域14の円形の露出面14aが露出している。
【0044】
ここで、絶縁膜19の孔19aには、ゲート電極層18の孔20の切り込み部22に相当するものは形成されていない。従って、切り込み部22の下のベース領域14は、ゲート電極層18には覆われていないが、絶縁膜19には覆われている。
【0045】
半導体基板16の上面には、ソース電極層23が設けられている。ソース電極層23は、絶縁膜19の孔19aを介して、ソース領域15の内縁と、ソース領域15の内側のベース領域14と、に接触している。ソース電極層23はソース領域15と接触し、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ11のソース電極として機能する。
【0046】
上記のようにドレイン電極17、ゲート電極層18およびソース電極層23を備える絶縁ゲート型電界効果トランジスタ11において、ソース−ドレイン間に逆バイアスが印加されると、ベース領域14とドリフト領域13との間のPN接合から空乏層が形成される。複数の柱状のベース領域14の形成する空乏層は、ドリフト領域13のドレイン領域12側に至る全体を覆うように一体化する。これにより、高い耐圧が得られる。
【0047】
ここで、上記のような孔20を有するゲート電極層18を備える構成では、ベース領域14の環状の露出面14bは、ゲート電極層18と間欠的に(不連続に)対向する。これにより、ベース領域14の環状の露出面14bには、ゲート電極層18に覆われない第2の表面領域14bbが形成され、ゲート電極層18とベース領域14との対向面積は、実質的に低減される。従って、ベース領域14と、絶縁膜19を挟んでこれに対向するゲート電極層18と、の間に誘起する寄生容量は、切り込み部22を有しない場合と比べ、小さいものとなる。
【0048】
ゲート−ソース間容量を含む入力容量が大きい場合、絶縁ゲート型FETの特性、特に、スイッチング特性は劣化する。しかし、上記のように、ゲート電極層18とベース領域14との対向面積を低減させた構成では、ゲート−ソース間の容量は低いものとなり、高速なスイッチング動作の可能な、動作効率の高い絶縁ゲート型FETが得られる。
【0049】
一方で、ゲート電極層18に切り込み部22を形成した構成では、ベース領域14の環状の露出面14bのうち、ゲート電極層18と対向する領域(チャネル流域)は実質的に減少する。チャネル領域の減少は動作抵抗(オン抵抗)の増大をもたらす。しかしながら、柱状のベース領域14を備える絶縁ゲート型電界効果トランジスタ11においては、ドリフト領域13の不純物濃度を高くしても高い耐圧が得られる。従って、チャネル領域の減少による動作抵抗の上昇分は、ドリフト領域13の不純物濃度を上昇させることにより補償可能である。従って、切り込み部22によりチャネル領域が実質的に減少した構成においても、高い耐圧および高い動作効率を高水準に維持可能である。
【0050】
以上説明したように、ベース領域14とゲート電極層18との対向面積を実質的に減少させた本発明によれば、ゲート−ソース間に誘起される寄生容量は低減される。これにより、動作時に絶縁ゲート型電界効果トランジスタ11に誘起する入力容量は低減され、スイッチング特性等の優れた、高い動作特性が得られる。
【0051】
また、ベース領域14とゲート電極層18との対向面積の減少に伴うチャネル領域の実質的な減少は、ドリフト領域13の不純物濃度の上昇により補償可能である。ドリフト領域13の動作抵抗が低い場合でも、柱状のベース領域14を備える絶縁ゲート型電界効果トランジスタ11は、高い耐圧特性を維持可能である。
【0052】
本発明は、上記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上記実施の形態の変形態様について、説明する。
【0053】
上記実施の形態では、本発明をベース領域14が柱状の絶縁ゲート型FETに適用した構成とした。しかし、柱状のベース領域を有しない構造の絶縁ゲート型FETに適用することもできる。また、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ等に適用してもよい。ただし、上記実施の形態で示したように、柱状のベース領域を有する絶縁ゲート型FETに適用した場合には、ドリフト領域の不純物濃度を比較的高く設定してオン抵抗を小さくすることができる。
【0054】
上記実施の形態では、ゲート電極層18の孔20は、3つの切り込み部22を有するものとした。しかし、切り込み部22の数はこれに限らず、2つ以下、あるいは、4つ以上であってもよい。また、切り込み部22の形状も扇状に限らず、方形、多角形等、ベース領域14と絶縁膜19との対向面積を減少可能な構成であればいかなる形状も可能である。逆に、孔20の形状に対応して、ベース領域14の第1の表面領域14baおよび第2の表面領域14bbも、等間隔に限らず、どのように配置してもよい。
【0055】
上記実施の形態では、円柱状のベース領域14を、ドリフト領域13に島状に設ける構成とした。しかし、これに限らず、ベース領域14を四角柱等の多角柱形状として、島状に設ける構成としてもよい。また、ベース領域14をストライプ形状や格子形状に形成してもよい。この場合、ゲート電極層18の孔20をベース領域14の形状に合わせて形成すればよい。
【0056】
上記実施の形態では、ベース領域14は、ドリフト領域13に格子状に配置されるものとした。しかし、ベース領域14の配置はこれに限られず、例えば、図5に示すようにしてもよい。図5において、ベース領域14は、隣接するもの同士の第1の表面領域14baと、第2の表面領域14bbとが、互いに対向するように配置されている。この構成によれば、ゲート電圧の印加時には、バランスのよい電界が形成され、また、電流がバランス良く流れる。従って、さらなる信頼性の向上が図れる。
【0057】
上記実施の形態では、絶縁膜19は実質的に均一の厚さとした。しかし、これに限らず、例えば、ドリフト領域13上の絶縁膜19を選択的に厚く形成してもよい。このように、ドリフト領域13上の絶縁膜19を厚く形成することにより、ゲート−ドレイン間容量を低減することができる。これにより、入力容量のさらなる低減を図ることができ、動作効率の向上が図れる。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、動作効率の高い絶縁ゲート型電界効果トランジスタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる絶縁ゲート型電界効果トランジスタの断面構成図である。
【図2】本発明の実施の形態にかかる絶縁ゲート型電界効果トランジスタの上面図である。
【図3】孔の構成を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態にかかる絶縁ゲート型電界効果トランジスタの上面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
11 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
12 ドレイン領域
13 ドリフト領域
14 ベース領域
15 ソース領域
16 半導体基板
17 ドレイン電極
18 ゲート電極層
19 絶縁膜
19a 孔
20 孔
21 円形部
22 切り込み部
23 ソース電極層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an insulated gate field effect transistor having high operating efficiency.
[0002]
[Prior art]
As a power device used for an industrial power switch or the like, an insulated gate field effect transistor (Field Effect Transistor: FET) or the like is used. Such an insulated gate FET is generally used under a high voltage, requires a high breakdown voltage characteristic, and requires a high switching speed.
[0003]
The insulated gate FET includes, for example, a semiconductor substrate including an N type drift region, an N + type drain region, a plurality of P type base regions, and a plurality of N + type source regions, and a drain region. A drain electrode connected to the source region, a source electrode connected to the source region, and a gate electrode provided above the base region (channel region) between the drift region and the source region via an insulating film.
[0004]
In order to obtain high breakdown voltage characteristics, an insulated gate FET having a base region formed in a columnar shape has been developed. This insulated gate FET has a structure in which the base region extends in a columnar shape in the drift region toward the drain electrode, and the bottom surface thereof reaches near the interface between the drain region and the drift region.
[0005]
In the insulated gate FET having a plurality of the columnar base regions described above, when a reverse bias is applied to the PN junction formed between the base region and the drift region, the depletion layer formed by the PN junction becomes the base region. It extends to the entire drift region. Thereby, the concentration of the electric field is relaxed and a high breakdown voltage is obtained. Further, since a high breakdown voltage can be obtained, the impurity concentration in the drift region can be set high to reduce the resistance.
[0006]
For example, as compared with the case where a shallow base region is used instead of a columnar base region, even if the specific resistance of the drift region is set to 1/3 to 1/5, the breakdown voltage equivalent to the structure using the shallow base region can be obtained. can get.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
During the operation of the insulated gate FET, input capacitance is inevitably generated between the gate and the drain and between the gate and the source. When the gate-drain capacitance and the gate-source capacitance are excessive, problems such as a decrease in switching speed occur.
[0008]
In order to reduce the gate-drain capacitance of the input capacitance, a method of selectively forming an oxide film on the channel region out of the gate oxide film on the upper surface of the drift region is known. However, an effective method for reducing the gate-drain capacitance has not been developed yet. As described above, the conventional insulated gate FET does not have high operating efficiency with sufficiently reduced input capacitance.
[0009]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an insulated gate field effect transistor with high operating efficiency.
Another object of the present invention is to provide an insulated gate field effect transistor with reduced input capacitance.
[0017]
In the above configuration, the base region has a first surface region covered with the gate electrode layer and a second surface region not covered with the gate electrode layer. Thus, by providing the second surface region that is not covered with the gate electrode layer, the facing area between the gate electrode layer and the base region is substantially reduced. Thereby, the parasitic capacitance between the gate and the source is reduced, an insulating gate type field effect transistor having high switching characteristics and high operation efficiency is provided.
[0018]
It is preferable that the first surface region and the second surface region are alternately arranged on the exposed surface of the base region. Thereby, when a gate voltage is applied, channels are formed at equal intervals in the base region. Therefore, a well-balanced electric field is formed, and the current flows in a well-balanced manner, so that high reliability can be obtained.
[0019]
Preferably, a plurality of the base regions are provided, and the first surface region of the base region is disposed so as to face the second surface region of another adjacent base region. Thereby, a well-balanced electric field is formed, and the current flows in a well-balanced manner, so that higher reliability can be obtained.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an insulated gate field effect transistor of the present invention comprises:
A drain region of a first conductivity type provided in the semiconductor substrate;
A drift region of a first conductivity type provided on the drain region and having an impurity concentration lower than that of the drain region;
A base region of a second conductivity type provided in an island shape in the drift region;
A source region of a first conductivity type provided in an island shape in the base region and having a higher impurity concentration than the drift region;
A gate electrode layer provided so as to cover an exposed surface of the base region sandwiched between the drift region and the source region via an insulating film;
The exposed surface of the base region includes a first surface region covered with the gate electrode layer, and a second surface region not covered with the gate electrode layer,
The base region is provided in a column shape so as to extend vertically from the gate electrode layer side toward the drain region to the vicinity of the drain region .
The said structure WHEREIN: It is preferable that the said 1st surface area and the said 2nd surface area are alternately arrange | positioned at the exposed surface of the said base area | region.
Further, in the above configuration, a plurality of the base regions are provided, and the first surface region of the base region is disposed so as to face the second surface region of another adjacent base region. It is preferable.
[0021]
Although the decrease in the facing area between the gate electrode layer and the base region leads to an increase in on-resistance, as described above, the increase in on-resistance is compensated by forming the base region in a cylindrical shape.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An insulated gate field effect transistor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The insulated gate field effect transistor of the present embodiment is a MOS (Metal Oxide Semiconductor) type field effect transistor (FET).
[0023]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an insulated gate
[0024]
The insulated gate
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
First, a thin N-type semiconductor layer (for one drift region) is formed on the
[0031]
An N +
[0032]
FIG. 2 is a top view of the insulated gate
[0033]
As shown in FIG. 2, the
[0034]
Returning to FIG. 1, an insulating
[0035]
A
[0036]
Referring to FIG. 2,
[0037]
FIG. 3 shows an enlarged view of the
[0038]
Returning to FIG. 2, the
[0039]
However, of the annular exposed
[0040]
FIG. 4 is a diagram showing the surface exposed regions of the
[0041]
As shown in FIG. 4, the annular exposed
[0042]
When a gate voltage is applied to the
[0043]
With reference to FIG. 1, the insulating
[0044]
Here, in the
[0045]
A
[0046]
In the insulated gate
[0047]
Here, in the configuration including the
[0048]
When the input capacitance including the gate-source capacitance is large, the characteristics of the insulated gate FET, in particular, the switching characteristics are deteriorated. However, in the configuration in which the facing area between the
[0049]
On the other hand, in the configuration in which the
[0050]
As described above, according to the present invention in which the facing area between the
[0051]
A substantial decrease in the channel region accompanying a decrease in the facing area between the
[0052]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and applications are possible. Hereinafter, modifications of the above-described embodiment applicable to the present invention will be described.
[0053]
In the above embodiment, the present invention is applied to an insulated gate FET having a
[0054]
In the above embodiment, the
[0055]
In the above embodiment, the
[0056]
In the above embodiment, the
[0057]
In the above embodiment, the insulating
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an insulated gate field effect transistor with high operating efficiency is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an insulated gate field effect transistor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of an insulated gate field effect transistor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of holes.
FIG. 4 is a top view of an insulated gate field effect transistor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Insulated gate type
Claims (3)
前記ドレイン領域上に設けられ、前記ドレイン領域よりも不純物濃度の低い第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域内に島状に設けられた第2導電型のベース領域と、
前記ベース領域内に島状に設けられ、前記ドリフト領域よりも不純物濃度の高い第1導電型のソース領域と、
前記ドリフト領域と前記ソース領域とに挟まれた前記ベース領域の露出面を、絶縁膜を介して覆うように設けられたゲート電極層と、を備え、
前記ベース領域の露出面は、前記ゲート電極層に覆われた第1の表面領域と、前記ゲート電極層に覆われていない第2の表面領域と、を備え、
前記ベース領域は、前記ゲート電極層側から前記ドレイン領域に向かって該ドレイン領域近傍まで垂直に延伸するように柱状に設けられている、ことを特徴とする絶縁ゲート型電界効果トランジスタ。A drain region of a first conductivity type provided in the semiconductor substrate;
A drift region of a first conductivity type provided on the drain region and having an impurity concentration lower than that of the drain region;
A base region of a second conductivity type provided in an island shape in the drift region;
A source region of a first conductivity type provided in an island shape in the base region and having a higher impurity concentration than the drift region;
A gate electrode layer provided so as to cover an exposed surface of the base region sandwiched between the drift region and the source region via an insulating film;
The exposed surface of the base region includes a first surface region covered with the gate electrode layer, and a second surface region not covered with the gate electrode layer,
The insulated gate field effect transistor, wherein the base region is provided in a columnar shape so as to extend vertically from the gate electrode layer side toward the drain region to the vicinity of the drain region .
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