JP6421337B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
以下、実施例1に係る半導体装置について、図1〜7を参照しながら説明する。
図8は、本開示の縦型ゲート半導体装置の実施例2を示す断面図である。
図9は、本開示の縦型ゲート半導体装置の実施例3を示す平面図である。
4 半導体基板
6 ドリフト領域
8 シリコン酸化膜
10 第1のトレンチ
12 バックゲート電極
14 バックゲートキャップ酸化膜
16 シリコン酸化膜
18 第2のトレンチ
20 ゲート絶縁膜
22 ゲート電極
24 ゲートキャップ酸化膜
26 ボディ領域
28 ソース領域
30 シリコン酸化膜
32 層間絶縁膜
34 ソース端子
36 ゲート端子
38 ドレイン端子
40 バックゲート端子
42 P+バックゲート電極
44 バックゲートコンタクト電極
Claims (15)
- ドレイン領域となる第一導電型の半導体基板と、
ドレイン領域上に形成されたドリフト領域と、
前記ドリフト領域上部に形成された第二導電型のボディ領域と、
前記ボディ領域上部に形成された第一導電型のソース領域と、
前記ソース領域および前記ボディ領域を貫通し、前記ドリフト領域に達するトレンチと、
前記トレンチ内壁に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜の内側に形成されたゲート電極と、
前記ボディ領域内部に埋没され、かつ前記ボディ領域と電気的に接続された第二導電型のバックゲート電極と、
前記半導体基板の表面位置まで前記バックゲート電極の上面を覆うように形成された第2の絶縁膜と、を有し、
前記ドレイン領域に第1の電圧が印加され、前記ソース領域と前記ボディ領域に前記第1の電圧より低い電圧である第2の電圧が印加され、かつ前記ゲート電極と前記ソース領域の間に第1の閾値以上の第3の電圧が印加されると、前記ドレイン領域から前記ソース領域に電流が流れ、
前記ソース領域に前記第1の電圧、前記ドレイン領域と前記ボディ領域に前記第2の電圧が印加され、かつ前記ゲート電極と前記ドレイン領域の間に第2の閾値以上の第4の電圧が印加されると、前記ソース領域から前記ドレイン領域に電流が流れ、
前記バックゲート電極のシート抵抗値は前記ボディ領域のシート抵抗値より小さく、
前記ソース領域と前記バックゲート電極とは、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に最大動作電圧が印加されたときに、前記ソース領域と前記バックゲート電極の間で降伏現象が発生しない間隔で離れて配置されたことを特徴とする半導体装置。 - 前記バックゲート電極の前記ボディ領域内部に埋没された部分は、前記ソース領域の下方に離れて位置する請求項1記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極がポリシリコンからなる請求項1または2記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極が拡散層からなる請求項1または2記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極はバックゲート端子と第1のコンタクトで接続され、
前記ゲート電極はゲート端子と第2のコンタクトで接続され、
前記バックゲート端子に電圧が印加されると前記第1のコンタクトから電圧駆動される前記バックゲート電極の電圧駆動距離が、前記ゲート端子に電圧が印加されると前記第2のコンタクトから電圧駆動される前記ゲート電極の電圧駆動距離よりも短いことを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置。 - 平面視において、前記ゲート電極が前記バックゲート電極に囲まれた請求項1または2記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極が前記ボディ領域と前記ドリフト領域にまたがって設けられた請求項1または2記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極は、前記バックゲート電極の長手方向が前記ゲート電極の長手方向に沿うように延在する請求項2記載の半導体装置。
- ドレイン領域となる第一導電型の半導体基板と、
ドレイン領域上に形成されたドリフト領域と、
前記ドリフト領域上部に形成された第二導電型のボディ領域と、
前記ボディ領域上部に形成された第一導電型のソース領域と、
前記ソース領域および前記ボディ領域を貫通し、前記ドリフト領域に達するトレンチと、
前記トレンチ内壁に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜の内側に形成されたゲート電極と、
前記ボディ領域内部に埋没され、かつ前記ボディ領域と電気的に接続された第二導電型のバックゲート電極とを有し、
前記バックゲート電極は、前記バックゲート電極の長手方向が前記ゲート電極の長手方向に沿うように延在し、
前記ドレイン領域に第1の電圧が印加され、前記ソース領域と前記ボディ領域に前記第1の電圧より低い電圧である第2の電圧が印加され、かつ前記ゲート電極と前記ソース領域の間に第1の閾値以上の第3の電圧が印加されると、前記ドレイン領域から前記ソース領域に電流が流れ、
前記ソース領域に前記第1の電圧、前記ドレイン領域と前記ボディ領域に前記第2の電圧が印加され、かつ前記ゲート電極と前記ドレイン領域の間に第2の閾値以上の第4の電圧が印加されると、前記ソース領域から前記ドレイン領域に電流が流れ、
前記バックゲート電極のシート抵抗値は前記ボディ領域のシート抵抗値より小さく、
前記ソース領域と前記バックゲート電極とは、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間に最大動作電圧が印加されたときに、前記ソース領域と前記バックゲート電極の間で降伏現象が発生しない間隔で離れて配置されたことを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体基板の表面位置まで前記バックゲート電極の上面を覆うように絶縁膜が形成された請求項9記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極がポリシリコンからなる請求項9または10記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極が拡散層からなる請求項9または10記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極はバックゲート端子と第1のコンタクトで接続され、
前記ゲート電極はゲート端子と第2のコンタクトで接続され、
前記バックゲート端子に電圧が印加されると前記第1のコンタクトから電圧駆動される前記バックゲート電極の電圧駆動距離が、前記ゲート端子に電圧が印加されると前記第2のコンタクトから電圧駆動される前記ゲート電極の電圧駆動距離よりも短いことを特徴とする請求項9または10記載の半導体装置。 - 平面視において、前記ゲート電極が前記バックゲート電極に囲まれた請求項9または10記載の半導体装置。
- 前記バックゲート電極が前記ボディ領域と前記ドリフト領域にまたがって設けられた請求項9または10記載の半導体装置。
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