JPH01135072A - 縦形ｍｏｓｆｅｔ - Google Patents
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- JPH01135072A JPH01135072A JP62293213A JP29321387A JPH01135072A JP H01135072 A JPH01135072 A JP H01135072A JP 62293213 A JP62293213 A JP 62293213A JP 29321387 A JP29321387 A JP 29321387A JP H01135072 A JPH01135072 A JP H01135072A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
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- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/73—Bipolar junction transistors
- H01L29/7302—Bipolar junction transistors structurally associated with other devices
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、例えば電力用スイッチング素子等として使
用される縦形ＭＯ８ＦＥＴに関する。
用される縦形ＭＯ８ＦＥＴに関する。
（従来の技術）
従来の縦形ＭＯ８ＦＥＴとしては、例えば第３図に示す
ようなものがある。同図中、２１は高濃度のｎ＋基板で
あり、ｎ＋基板２１上には、実質的にドレインとして作
用する低濃度のｎ影領域２２がエピタキシャル成長法に
よって形成されている。ｎ形領ｔｉ１２２の表面側には
、ＤＳＡ（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｓ ｅＮ Ａ ｌ
ｉｏｎｍｅｎｔ）技術によってｐ形ベース領域２３およ
びｎ＋ソース領域２４が形成されている。
ようなものがある。同図中、２１は高濃度のｎ＋基板で
あり、ｎ＋基板２１上には、実質的にドレインとして作
用する低濃度のｎ影領域２２がエピタキシャル成長法に
よって形成されている。ｎ形領ｔｉ１２２の表面側には
、ＤＳＡ（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｓ ｅＮ Ａ ｌ
ｉｏｎｍｅｎｔ）技術によってｐ形ベース領域２３およ
びｎ＋ソース領域２４が形成されている。
なお、ｎ形を第１１３電形としたとき、これと反対導電
形のｐ形は第２導電形となる。
形のｐ形は第２導電形となる。
また、ｎ＋ソース領域２４とｎ影領域２２との間におけ
るｐ形ベース領域２３上には、ｐ形ベース領域２３の表
面側にチャネル２５を誘起させるためのゲート電極２７
が、ゲート酸化膜２６を介して形成されている。
るｐ形ベース領域２３上には、ｐ形ベース領域２３の表
面側にチャネル２５を誘起させるためのゲート電極２７
が、ゲート酸化膜２６を介して形成されている。
２８はＰＳＧを用いた層間絶縁膜、２９はソース電極で
あり、ソース電極２９は共通コンタクト孔３０を通じて
ｎ＋ソース領域２４およびｐ形ベース領域２３に共通に
接続されている。またｎ＋基板２１の裏面には、ドレイ
ン電極３１が設けられている。
あり、ソース電極２９は共通コンタクト孔３０を通じて
ｎ＋ソース領域２４およびｐ形ベース領域２３に共通に
接続されている。またｎ＋基板２１の裏面には、ドレイ
ン電極３１が設けられている。
縦形ＭＯ８ＦＥＴは、上記のゲート電極２７部分および
共通コンタクト孔３０部分からなる単位体がセルと称さ
れ、このセルの所要個数が並列接続されて構成されてい
る。そして要求される耐圧が決まれば、ｎ影領域２２の
厚みおよびその比抵抗が一義的に決まるので、セルサイ
ズを微細化してセル密度を高めることにより低オン抵抗
化が図られている。
共通コンタクト孔３０部分からなる単位体がセルと称さ
れ、このセルの所要個数が並列接続されて構成されてい
る。そして要求される耐圧が決まれば、ｎ影領域２２の
厚みおよびその比抵抗が一義的に決まるので、セルサイ
ズを微細化してセル密度を高めることにより低オン抵抗
化が図られている。
上述のように構成された縦形ＭＯ８ＦＥＴは、ドレイン
電極３１に所要値の正電圧が加えられ、ゲート電極２７
に閾値電圧以上の正のゲート電圧が加えられると、ゲー
ト電極２７直下のｐ形ベース領域２３の表面層が反転し
てチャネル２５が形成される。この結果、電子電流３２
が、ソース電極２９、ｎ＋ソース領域２４からチャネル
２５を通ってドレインとして作用するｎ影領域２２に流
れ込み、ざらにｎ＋基板２１を経てドレイン電極３１に
至る経路で流れる。
電極３１に所要値の正電圧が加えられ、ゲート電極２７
に閾値電圧以上の正のゲート電圧が加えられると、ゲー
ト電極２７直下のｐ形ベース領域２３の表面層が反転し
てチャネル２５が形成される。この結果、電子電流３２
が、ソース電極２９、ｎ＋ソース領域２４からチャネル
２５を通ってドレインとして作用するｎ影領域２２に流
れ込み、ざらにｎ＋基板２１を経てドレイン電極３１に
至る経路で流れる。
（発明が解決しようとする問題点）
縦形ＭＯ８ＦＥＴは、電力用スイッチング素子等として
使用されるので、低オン抵抗で所要の耐圧を有するもの
が求められる。
使用されるので、低オン抵抗で所要の耐圧を有するもの
が求められる。
しかしながら、従来の縦形ＭＯ８ＦＥＴにあっては、電
流の流れる領域がチャネル２５で制限されてしまうため
に、オン抵抗を小さくすることが難しく、セルサイズを
微細化することにより低オン抵抗化が図られていた。し
かし、セルサイズの微細化には限度があり、十分に低オ
ン抵抗とすることが困難であるという問題点があった。
流の流れる領域がチャネル２５で制限されてしまうため
に、オン抵抗を小さくすることが難しく、セルサイズを
微細化することにより低オン抵抗化が図られていた。し
かし、セルサイズの微細化には限度があり、十分に低オ
ン抵抗とすることが困難であるという問題点があった。
この発明は、このような従来の問題点に着目しＣ’ｘさ
れもので、オン抵抗を大幅に減少させることのできる縦
形ＭＯ８ＦＥＴを提供することを目的とする。
れもので、オン抵抗を大幅に減少させることのできる縦
形ＭＯ８ＦＥＴを提供することを目的とする。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
この発明は上記問題点を解決するために、ドレインとし
て作用する第１導電形領域と、該第１導電形Ｗ４域の表
面側に形成された第２導電形のベース領域と、該ベース
領域の表面側に形成された第１導電形のソース領域と、
該ソース領域と前記第１導電形領域との間の前記ベース
領域上にゲート絶縁膜を介して設けられ当該ベース領域
にチャネルを誘起させるゲート電極と、該ゲート電極と
前記ベース領域との間に接続された抵抗体とを有するこ
とを要旨とする。
て作用する第１導電形領域と、該第１導電形Ｗ４域の表
面側に形成された第２導電形のベース領域と、該ベース
領域の表面側に形成された第１導電形のソース領域と、
該ソース領域と前記第１導電形領域との間の前記ベース
領域上にゲート絶縁膜を介して設けられ当該ベース領域
にチャネルを誘起させるゲート電極と、該ゲート電極と
前記ベース領域との間に接続された抵抗体とを有するこ
とを要旨とする。
（作用）
縦形ＭＯ８ＦＥＴの基板部分には、第１導電形のソース
領域をエミッタ、第２導電形のベース領域をベース、第
１導電形領域をコレクタとしたバイポーラトランジスタ
が寄生的に形成され、これが当該縦形ＭＯ８ＦＥＴのド
レイン・ソース間に並列に接続されている。
領域をエミッタ、第２導電形のベース領域をベース、第
１導電形領域をコレクタとしたバイポーラトランジスタ
が寄生的に形成され、これが当該縦形ＭＯ８ＦＥＴのド
レイン・ソース間に並列に接続されている。
そして、ドレインとして作用する第１導電形領域側に所
要値のドレイン電圧が加えられ、ゲート電極に閾値電圧
以上のゲート電圧が加えられると、本来の縦形ＭＯ８Ｆ
ＥＴの領域では、ゲート電極直下のベース領域にチャネ
ルが誘起される。この結果、ドレイン電流がチャネルを
通ってソース領域とドレインとして作用する第１導電形
領域との間に流れる。
要値のドレイン電圧が加えられ、ゲート電極に閾値電圧
以上のゲート電圧が加えられると、本来の縦形ＭＯ８Ｆ
ＥＴの領域では、ゲート電極直下のベース領域にチャネ
ルが誘起される。この結果、ドレイン電流がチャネルを
通ってソース領域とドレインとして作用する第１導電形
領域との間に流れる。
一方、バイポーラトランジスタの領域では、これと同時
に、ゲート電圧により抵抗体を介してそのベースである
ベース領域が駆動され、コレクタ電流がエミッタである
ソース領域とコレクタとして作用する第１導電形領域と
の間に流れる。
に、ゲート電圧により抵抗体を介してそのベースである
ベース領域が駆動され、コレクタ電流がエミッタである
ソース領域とコレクタとして作用する第１導電形領域と
の間に流れる。
したがって本来の縦形ＭＯ８ＦＥＴと寄生的に形成され
ているバイポーラトランジスタとの複合動作により大電
流駆動がなされて、オン抵抗が大幅に低減される。
ているバイポーラトランジスタとの複合動作により大電
流駆動がなされて、オン抵抗が大幅に低減される。
（実施例）
以下、この発明の実施例を第１図および第２図に基づい
て説明する。
て説明する。
まず、縦形ＭＯ８ＦＥＴの構成を説明すると、第１図中
、１は高濃度のｎ＋基板であり、ｎ＋基板上には、実質
的にドレインとして作用する低濃度の凸形領域２がエピ
タキシャル成長法によって形成されている。ｎ影領域２
の表面側にはｐ形ベース領域３が形成され、さらにこの
ｐ形ベース領域３の表面側にはｐ＋ベースコンタクト領
域４およびｎ＋ソース領域５が形成されている。
、１は高濃度のｎ＋基板であり、ｎ＋基板上には、実質
的にドレインとして作用する低濃度の凸形領域２がエピ
タキシャル成長法によって形成されている。ｎ影領域２
の表面側にはｐ形ベース領域３が形成され、さらにこの
ｐ形ベース領域３の表面側にはｐ＋ベースコンタクト領
域４およびｎ＋ソース領域５が形成されている。
また、ｎ＋ソース領域５とｎ影領域２との間におけるｐ
形ベース領域３上には、ｐ形ベース領域３の表面層にチ
ャネル６を誘起させるためのゲート電極８が、ゲート酸
化膜（ゲート絶縁膜）７を介して形成されている。９は
層間絶縁膜であり、層間絶縁１１１９の所要部位には、
それぞれコンタクト孔１１．１２が開孔され、ソース電
極１３がコンタクト孔１１を介してｎ＋ソース領域５に
接続され、ベース電極１４が他のコンタクト孔１２およ
びｐ＋ベースコンタクト領域４を介してｐ形ベース領域
３に接続されている。また、ｎ＋基板１の裏面には、ド
レイン電極１５が設けられている。
形ベース領域３上には、ｐ形ベース領域３の表面層にチ
ャネル６を誘起させるためのゲート電極８が、ゲート酸
化膜（ゲート絶縁膜）７を介して形成されている。９は
層間絶縁膜であり、層間絶縁１１１９の所要部位には、
それぞれコンタクト孔１１．１２が開孔され、ソース電
極１３がコンタクト孔１１を介してｎ＋ソース領域５に
接続され、ベース電極１４が他のコンタクト孔１２およ
びｐ＋ベースコンタクト領域４を介してｐ形ベース領域
３に接続されている。また、ｎ＋基板１の裏面には、ド
レイン電極１５が設けられている。
なお、ｐ形ベース領域３の不純物濃度が、へ交またはＡ
１−８ ｉ等で形成されるベース電極１４とオーミック
コンタクトがとれる程度に高い場合は、ｐ＋ベースコン
タクト領域４は設けなくともよい。
１−８ ｉ等で形成されるベース電極１４とオーミック
コンタクトがとれる程度に高い場合は、ｐ＋ベースコン
タクト領域４は設けなくともよい。
上述のように、縦形ＭＯ８Ｆ Ｅ Ｔは、その草根部分
に、ｎ＋ソース領域５、ｐ形ベース領域３およびｎ影領
域２により、ｎ”−ｐ−ｎの積層構造が形成されている
。このため、その内部には、第２図に示すように、ｎ＋
ソース領域５をエミッタ、ｐ形ベース領域３をベース、
ｎ影領域２をコレクタとしたｎｐｎ形のバイポーラトラ
ンジスタＱ２が寄生的に形成され、これが当該縦形ＭＯ
８ＦＥＴＱ＋のドレイン・ソース間に並列に接続されて
いる。
に、ｎ＋ソース領域５、ｐ形ベース領域３およびｎ影領
域２により、ｎ”−ｐ−ｎの積層構造が形成されている
。このため、その内部には、第２図に示すように、ｎ＋
ソース領域５をエミッタ、ｐ形ベース領域３をベース、
ｎ影領域２をコレクタとしたｎｐｎ形のバイポーラトラ
ンジスタＱ２が寄生的に形成され、これが当該縦形ＭＯ
８ＦＥＴＱ＋のドレイン・ソース間に並列に接続されて
いる。
この実施例では、この寄生的に形成されたバイポーラト
ランジスタＱ２を電流駆動に積極的に利用してオン抵抗
の低減を図るものであり、このための手段として、ゲー
ト電極８とベース電極１４との間に抵抗体Ｒｂが接続さ
れている。抵抗体Ｒｂは、図示省略の多結晶シリコン等
で作製される。
ランジスタＱ２を電流駆動に積極的に利用してオン抵抗
の低減を図るものであり、このための手段として、ゲー
ト電極８とベース電極１４との間に抵抗体Ｒｂが接続さ
れている。抵抗体Ｒｂは、図示省略の多結晶シリコン等
で作製される。
１６は制御用ゲート電圧が入力される制御入力端子であ
る。
る。
次に、上述のように構成された縦形ＭＯ８ＦＥＴの動作
を説明する。
を説明する。
ドレイン電極１５に所要値の正電圧が加えられ、制御入
力端子１６に閾値電圧以上の正のゲート電圧が加えられ
ると、まず、本来の縦形ＭＯ８ＦＥＴＱ＋の領域では、
ゲート電極８直下のｐ形ベース領域３の表面層が反転し
てチャネル６が形成される。この結果、電子電流１７が
ソース電極１３、ｎ＋ソース領域５からチャネル６を通
ってドレインとして作用するｎ影領域２に流れ込み、ざ
らにｎ＋基板２を経てドレイン電極１５に至る経路で流
れる。
力端子１６に閾値電圧以上の正のゲート電圧が加えられ
ると、まず、本来の縦形ＭＯ８ＦＥＴＱ＋の領域では、
ゲート電極８直下のｐ形ベース領域３の表面層が反転し
てチャネル６が形成される。この結果、電子電流１７が
ソース電極１３、ｎ＋ソース領域５からチャネル６を通
ってドレインとして作用するｎ影領域２に流れ込み、ざ
らにｎ＋基板２を経てドレイン電極１５に至る経路で流
れる。
一方、バイポーラトランジスタＱ２の領域では、これと
同時に入力用の抵抗体Ｒｂを介して、そのベースである
ｐ形ベース領域３が駆動され、このｐ形ベース領域３に
正孔が注入されて電子電流１８が、エミッタであるｎ＋
ソース領域５からｐ形ベース領域３を通ってコレクタと
して作用するｎ影領域２に流れ込み、ざらにｎ＋基板２
を経てドレイン電極１５に至る経路で流れる。
同時に入力用の抵抗体Ｒｂを介して、そのベースである
ｐ形ベース領域３が駆動され、このｐ形ベース領域３に
正孔が注入されて電子電流１８が、エミッタであるｎ＋
ソース領域５からｐ形ベース領域３を通ってコレクタと
して作用するｎ影領域２に流れ込み、ざらにｎ＋基板２
を経てドレイン電極１５に至る経路で流れる。
したがって本来の縦形ＭＯ８ＦＥＴＱ＋ と奇生的に形
成されているバイポーラトランジスタＱ２との同時複合
動作により大電流駆動がなされて、オン抵抗が大幅に低
減される。
成されているバイポーラトランジスタＱ２との同時複合
動作により大電流駆動がなされて、オン抵抗が大幅に低
減される。
そして、動作速度の点では、通常のＭＯＳＦＥＴと同等
の速度を確保することができ、また、駆動電流は通常の
バイポーラトランジスタよりも少なくて済むという利点
も併せ得られる。
の速度を確保することができ、また、駆動電流は通常の
バイポーラトランジスタよりも少なくて済むという利点
も併せ得られる。
なお、上述の実施例では、ｎチャネル形の縦形ＭＯ８Ｆ
ＥＴについて説明したが、ｎチャネル形のものにも適用
できる。
ＥＴについて説明したが、ｎチャネル形のものにも適用
できる。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、第１導電形の
ソース領域をエミッタ、第２導電形のベース領域をベー
ス、第１導電形領域をコレクタとして寄生的に形成され
るバイポーラトランジスタが、ゲート電極に加えられる
ゲート電圧により抵抗体を介して駆動されるので、本来
の縦形ＭＯ８ＦＥＴと寄生的に形成されるバイポーラト
ランジスタとの複合動作により大電流駆動がなされて、
オン抵抗が大幅に低減されるという利点がある。
ソース領域をエミッタ、第２導電形のベース領域をベー
ス、第１導電形領域をコレクタとして寄生的に形成され
るバイポーラトランジスタが、ゲート電極に加えられる
ゲート電圧により抵抗体を介して駆動されるので、本来
の縦形ＭＯ８ＦＥＴと寄生的に形成されるバイポーラト
ランジスタとの複合動作により大電流駆動がなされて、
オン抵抗が大幅に低減されるという利点がある。
第１図はこの発明に係る縦形ＭＯ８ＦＥＴの実施例を示
す縦断面図、第２図は同上実施例の等価回路を示す回路
図、第３図は従来の縦形ＭＯ８ＦＥＴを示す縦断面図で
ある。 １：ｎ゛基板 ２：ｎ影領域、 ３：ｐ形ベース領域、 ５：ｎ＋ソース領域、６：チャ
ネル、 ７：ゲート酸化膜（ゲート絶縁膜）、 ８：ゲート電極、 １５ニドレイン電極、Ｑ２ ：
寄生バイポーラトランジスタ、Ｒｂ：抵抗体。 代理人 弁理士 三 好 保 男第３ｖＡ −一工一一−−一一−−−−
す縦断面図、第２図は同上実施例の等価回路を示す回路
図、第３図は従来の縦形ＭＯ８ＦＥＴを示す縦断面図で
ある。 １：ｎ゛基板 ２：ｎ影領域、 ３：ｐ形ベース領域、 ５：ｎ＋ソース領域、６：チャ
ネル、 ７：ゲート酸化膜（ゲート絶縁膜）、 ８：ゲート電極、 １５ニドレイン電極、Ｑ２ ：
寄生バイポーラトランジスタ、Ｒｂ：抵抗体。 代理人 弁理士 三 好 保 男第３ｖＡ −一工一一−−一一−−−−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ドレインとして作用する第１導電形領域と、該第１導
電形領域の表面側に形成された第２導電形のベース領域
と、 該ベース領域の表面側に形成された第１導電形のソース
領域と、 該ソース領域と前記第１導電形領域との間の前記ベース
領域上にゲート絶縁膜を介して設けられ当該ベース領域
にチャネルを誘起させるゲート電極と、 該ゲート電極と前記ベース領域との間に接続された抵抗
体と を有することを特徴とする縦形ＭＯＳＦＥＴ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293213A JPH01135072A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 縦形ｍｏｓｆｅｔ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62293213A JPH01135072A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 縦形ｍｏｓｆｅｔ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01135072A true JPH01135072A (ja) | 1989-05-26 |
Family
ID=17791888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62293213A Pending JPH01135072A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | 縦形ｍｏｓｆｅｔ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01135072A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436257U (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-26 | ||
| EP0656661A1 (en) * | 1993-11-12 | 1995-06-07 | Nippondenso Co., Ltd. | DMOSFET with a resistance for improving the reverse bias conduction |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP62293213A patent/JPH01135072A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0436257U (ja) * | 1990-07-20 | 1992-03-26 | ||
| EP0656661A1 (en) * | 1993-11-12 | 1995-06-07 | Nippondenso Co., Ltd. | DMOSFET with a resistance for improving the reverse bias conduction |
| US5696396A (en) * | 1993-11-12 | 1997-12-09 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor device including vertical MOSFET structure with suppressed parasitic diode operation |
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