JPH02312281A - 伝導度変調型mosfet - Google Patents

伝導度変調型mosfet

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JPH02312281A
JPH02312281A JP13440989A JP13440989A JPH02312281A JP H02312281 A JPH02312281 A JP H02312281A JP 13440989 A JP13440989 A JP 13440989A JP 13440989 A JP13440989 A JP 13440989A JP H02312281 A JPH02312281 A JP H02312281A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はMOSFETのソース領域とドレイン領域の間
のベース領域に伝導度変調を起こさせる伝導度変調型M
O3FETに関する。
〔従来の技術〕
伝導度変調型MO3FETは、通常の電力用縦型MO3
FETのドレイン領域をソース領域とは逆の導電型にし
たものである。第2図は従来の伝導度変調型MOS F
 ETの断面構造を示す、ドレイン層となるP゛層l上
にN°バッファ層2を介して積層されたN−ベース層3
には、表面の酸化膜5の上に設けられた多結晶シリコン
ゲート6をマスクとして不純物を4人する、いわゆるセ
ルフアラインメント方式によりチャネルとなるべきP層
4が形成されている。2層4ゲート6の下方の外側には
N3ソース層7が形成されている。この素子のゲート6
に電圧印加することによりチャネル層4の、ゲート酸化
膜5の直下の表面層は反転層となり、Nチャネルが形成
される。このため、ソースI?17から電子がチャネル
を通りベース層3に注入される。これにより伝導度変調
が生じ、ベース層3の内部では電子と正孔が過剰に存在
することとなり、低抵抗素子となる。
このように、伝導度変調型MO3FETは、絶縁ゲート
型のバイポーラ素子として最近注目を集めている素子で
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
第2図に示すような構造をもつ伝導度変調型MO3F 
F、 Tでは接合型FET (JFET)効果を免れな
い、このJFET効果とは、N−ベース層と2層4との
接合により形成されるビルトインボテンシアルにより図
に点線で領界を示した空乏層8■が生ずることである。
JFET効果により電子eの通り道82は大幅に狭めら
れる。このため電子eの注入は制限され、これはまた正
札の注入の制限ともなる。ひとたび大きな伝導度変調が
生じてしまえば、空乏層81には多量の正札が落ち込む
ため、その空乏層は電圧を維持することができず消滅し
てしまい、JFET効果はな(なってしまう。
このように伝導度変調型MO5FETでは、ひとたび伝
導度変調が生じてしまえばJFET効果は問題ないため
、オン・オフのみを問題とするスイッチング素子ではほ
とんど問題とはならない、しかしながら、電流・電圧(
1−V)特性が第3図のようになり、立ち上がりに遅れ
が生ずるため、f−■特性における立ち上がりに左右さ
れる場合、極めて重要な問題になってくる0例えば、伝
導度変調型MO3FETをテレビの水平偏向に用いる場
合、このI−■特性における立ち上がり特性は画面その
ものにノイズが生ずるため問題である。
JFET効果を低減する方法としては、ゲート6の横幅
を拡げ2層4の間隔を大きくすればよいが、このように
すると一定面積下では逆に総チャネル長が減ってしまい
、電子の注入が減少するので、総合的に見ては余り良い
方法とは言えない。
本発明の目的は、上述の問題を解決し、I−V特性の立
ち上がりの遅れのない伝導度変調型MO3FETを提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明は、第一導電形の
第一層と第二導電形の第二層とが積層され、その第二層
の表面部に選択的に第一導電形の第−wI域が、さらに
その第一領域の表面部に選択的に第二導電形の第二領域
が形成され、第二層と第二領域にはさまれた第一領域の
表面上に絶縁膜を介してゲートが設けられ、第二領域表
面および第二wi域の第二層より遠い側にある第一領域
表面に一方の主電極が接触する伝導度変調型MO3FE
Tにおいて、第一領域の表面部に選択的に第二導電形の
第三領域が形成され、第一領域の表面から第三領域に隣
接して第二層に達するU字状の溝が形成され、第二層と
第三領域にはさまれた第一領域の露出するU字状溝内側
面上に絶縁膜を介して補助ゲートが設けられ、第三領域
および第三領域の反U字状溝側にある第一領域表面に前
記一方の主電極が接触するものとする。
〔作用〕
第一領域の表面から第二層に達するU字状の溝の側壁上
に補助ゲートを有するMO5構造を備えた伝導度変調型
MO3FETにおいては、JFET効果が存在せず、印
加電圧に応じて主電極から第三領域を経てチャネルを通
じてキアリアが注入され、第二層に伝導度変調を起こす
ため、第4図に示すように一様に立上るI−V特性を示
す、この特性が第3図に示した従来の平板型の伝導度変
調型MO3FETの特性と組合わされるため、第3図の
ようなI−V特性の立上りの遅れは解消される。しかし
素子のすべてをU字状溝内側面上のMO3構造を備えた
伝導度変調型MO3FETにしないのは、JFETの効
果は無くても耐量の点で劣るためで、耐量は表面上にM
O3構造を備えた平板型の伝導度変調型MO3FETで
負わせるようにする。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を断面で示し、第2図と共通
の部分には同一の符号が付されている。
第2図に示したようにPo ドレイン層(第一層)1、
N゛バッファ層(第二層)2.N〜ベース層(第二層)
3が積層され、第二層の表面部にP形のチャネル層(第
一領域)4を形成し、チャネル層4の表面部にN°ソー
ス層(第二領域)7を形成した基板上にMO3構造を有
する従来の平板型の伝導度変調型MO3FETの基板の
縁部のN。
ソース層(第三領域)71に接してU字状の溝11が形
成されている。溝11は基板表面からの選択的なウェッ
トエツチングあるいはドライエツチングで形成できる。
この溝の内面にゲート酸化膜5を形成したのち、減圧C
VD法で多結晶シリコンゲート6を堆積させる。このゲ
ートはPチャネル層4およびベース層3の表面にゲート
酸化膜5を介して設ける平板型の伝導度変調型MOS 
F ETのゲート6と同時に形成できる。A部の平板型
の伝導度変調型MO3FETとB部のU字状溝を有する
伝導度変調型MO3FETのそれぞれのソース層7およ
び71は両ゲート6と280層9を介するソース電極1
2に接触し、ソース電極はソース端子Sに接続され、チ
ャネル層4にも高不純物濃度のP〜1i13を介して接
触している。P″1層はラッチアップの防止とソース電
極12のオーム性接触の双方に役立つ0両多結晶シリコ
ンゲート6には、PSG719の開口部でゲート電極1
4が接触し、ゲート電極14ばゲート端子Gと接続され
ている。なおドレイン層1には図示しないドレイン電橋
を介してドレイン端子りが接続されている。
このような構造にすることにより、S端子とD端子の間
にA部の平板型の伝導度変調型MO3FETとB部のU
型の伝導度変調型MO3FETの双方が並列に接続され
ることになり、電圧の立上り時にはB部の基板面に垂直
なチャネルを通して電子が注入されていく、ひき続き電
子の注入により正孔がドレイン側から注入され、伝導度
変調が生ずる。ひとたび大きな伝導度変調が生じてしま
えば、前述のようにJFET効果はなくなり、A部のM
OS F ETに大きな電流が流れる。この結果、第3
図に示されているようなl−V特性の立上りの遅れはな
くなる。B部のU型の伝導度変調型MO3FETの耐量
は低いが、素子面積の大部分を占めるA部の平板状伝導
度変調型MO3FETが耐量を負うため、問題はない。
以上の説明は、Nチャネル伝導度変調型MO5FETに
ついて行ったが、Pチャネル伝導度変調型MO3FET
でも同様に実施できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、一つの半導体基板内に平板型の伝導度
変調型MO3FETとU型の伝導度変調型MO3FET
を併設することにより、平板型のMOS F ETにお
けるJFET効果に基づ<I−■特性の立ち上がりの遅
れがU型のMOSFETの特性により補なわれるため、
最初から一様に立ち上がるI−V特性が得られる。従っ
てテレビの水平偏向のように立ち上がりが問題になる用
途にも適する伝導度変調型MO3FETを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の伝導度変調型MO3FET
の断面図、第2図は従来の平板型の伝導度変調型MO3
FETの断面図、第3図は平板型の伝導度変調型MO3
FETの電流・電圧特性線図、第4図はU型の伝導度変
調型MO3FETの電流・電圧特性線図である。 1 : P”  ドレイン層、2:N0バフファ層、3
:N−ベース層、4:P形のチャネル層、5;ゲート酸
化膜、6:ゲート、7,71:N’ ソース層、11:
U字状溝、12:ソース電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第一導電形の第一層と第二導電形の第二層とが積
    層され、その第二層の表面部に選択的に第一導電形の第
    一領域が、さらにその第一領域の表面部に選択的に第二
    導電形の第二領域が形成され、第二層と第二領域にはさ
    まれた第一領域表面上に絶縁膜を介してゲートが設けら
    れ、第二領域表面および第二領域の第二層より遠い側に
    ある第一領域表面に一方の主電極が接触するものにおい
    て、第一領域の表面部に選択的に第二導電形の第三領域
    が形成され、第一領域の表面から第三領域に隣接して第
    二層に達するU字状の溝が形成され、第二層と第三領域
    にはさまれた第一領域の露出するU字状溝内側面上に絶
    縁膜を介して補助ゲートが設けられ、第三領域および第
    三領域の反U字状溝側にある第一領域表面に前記一方の
    主電極が接触することを特徴とする伝導度変調型MOS
    FET。
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