JPH057002A - Insulated gate type transistor - Google Patents

Insulated gate type transistor

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JPH057002A
JPH057002A JP3156370A JP15637091A JPH057002A JP H057002 A JPH057002 A JP H057002A JP 3156370 A JP3156370 A JP 3156370A JP 15637091 A JP15637091 A JP 15637091A JP H057002 A JPH057002 A JP H057002A
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Abstract

PURPOSE:To prevent the decrease of withstand voltage to a breakdown voltage and restrain element destruction due to a parasitic transistor, by a method wherein each gate electrode is formed on each inner wall surface in a trench recessed part, via a gate insulating film, and a p-type base layer, an n<+> type source layer, and a p-type base layer are shorted by using a source electrode. CONSTITUTION:A p-type base region 12 is formed by diffusion in the middle part of a bottom part 4a of each trench 4. A gate electrode 14 is formed via a gate insulating film 6 as far as the position of the bottom part 4a, so as to be in contact with the right and the left side wall surfaces of each trench 4. Source electrodes 13, 13a shorting the surface of a p-type base layer 3 and the surface of an n<+> type source layer 5 are formed in the manner in which each unit cell commonly uses the source electrodes and the inside of an interlayer insulating film 10 on the surface of each electrode 14 in the trench 4 is contained. Thereby element destruction can be prevented when a parasitic transistor is turned on.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、絶縁ゲート型トラン
ジスタに関し、さらに詳しくは、トレンチ絶縁効果型ト
ランジスタにおける特性向上のための改良構造に係るも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulated gate transistor, and more particularly to an improved structure for improving the characteristics of a trench insulation effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、絶縁ゲート型トランジスタのう
ち,シリコン層の表面に形成された凹部(いわゆる,ト
レンチ凹部)の内側壁面に対して、ゲート電極を設けた
構成のものを、通常,UMOSと称しており、このUM
OSは、多数のユニットセルが並列された構造を有して
いる。
2. Description of the Related Art Generally, among insulated gate transistors, one having a gate electrode provided on the inner wall surface of a recess (so-called trench recess) formed in the surface of a silicon layer is generally called UMOS. I'm calling this UM
The OS has a structure in which many unit cells are arranged in parallel.

【0003】図11には、従来の一例によるこの種のU
MOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジスタの概要構成
を模式的に示してある。この従来例は、3個のユニット
セルを並列配置させた場合である。
FIG. 11 shows a U of this kind according to a conventional example.
1 schematically shows a schematic structure of an insulated gate transistor having a MOS structure. In this conventional example, three unit cells are arranged in parallel.

【0004】すなわち、図11に示す装置構成におい
て、従来例によるUMOS構造の絶縁ゲート型トランジ
スタは、第1の半導体層としてのn+型ドレイン層1と、
当該n+型ドレイン層1の主面上に形成された第2の半導
体層としてのn-型ドレイン層2と、第2の半導体層とし
てのn-型ドレイン層2の表面上に p型の不純物を拡散し
て形成された p型ベース層3とを有しており、かつ当該
p型ベース層3の表面上からは、所定のパターンに従い
選択的にシリコンをエッチングして、n-型ドレイン層2
に達するトレンチ凹部(以下,トレンチと呼ぶ)4を掘
り込んである。
That is, in the device configuration shown in FIG. 11, an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a conventional example has an n + type drain layer 1 as a first semiconductor layer,
The n + -type drain layer 1 of n as a second semiconductor layer formed on the main surface - -type drain layer 2, n as the second semiconductor layer - the p-type on the type drain layer 2 of the surface And a p-type base layer 3 formed by diffusing impurities, and
From the surface of the p-type base layer 3, silicon is selectively etched according to a predetermined pattern to form the n -type drain layer 2
A trench recess 4 (hereinafter, referred to as a trench) 4 reaching the above is dug.

【0005】そして、前記 p型ベース層3のトレンチ4
に接する表面部には、n+型ソース層5を選択的に形成さ
せると共に、当該トレンチ4の内側壁面間にあって、底
部4aの位置までゲート絶縁膜6を介してゲート電極7
を設けることにより、トレンチ4の各側壁面側での p型
ベース層3の表面がチャネル領域8となる。
Then, the trench 4 of the p-type base layer 3 is formed.
The n + type source layer 5 is selectively formed on the surface portion in contact with the gate electrode 7 between the inner wall surfaces of the trench 4 and the bottom portion 4a via the gate insulating film 6.
By providing, the surface of the p-type base layer 3 on each side wall surface side of the trench 4 becomes the channel region 8.

【0006】また、各ユニットセル間に共通して、前記
p型ベース層3の表面とn+型ソース層5の表面とを短絡
するようにソース電極9を形成させ、かつ当該ソース電
極9と前記ゲート電極7間を層間絶縁膜10によって絶
縁させてあり、さらに、前記n+型ドレイン層1の裏面に
ドレイン電極11を設けてある。なお、こゝでは図示省
略したが、このUMOS構造の場合、通常,前記トレン
チ4がストライプ状に形成されており、これらの各トレ
ンチ4内でのゲート電極7の相互は、ストライプの端部
で短絡されている。
Further, in common between the unit cells,
A source electrode 9 is formed so as to short-circuit the surface of the p-type base layer 3 and the surface of the n + -type source layer 5, and the source electrode 9 and the gate electrode 7 are insulated by an interlayer insulating film 10. Further, a drain electrode 11 is provided on the back surface of the n + type drain layer 1. Although not shown here, in the case of this UMOS structure, the trenches 4 are usually formed in a stripe shape, and the gate electrodes 7 in each of these trenches 4 are located at the ends of the stripes. It is short-circuited.

【0007】続いて、上記従来例装置の動作について述
べる。
Next, the operation of the above conventional device will be described.

【0008】上記構成において、ドレイン電極11とソ
ース電極9間に所定のドレイン電圧VDSを印加し、かつ
ゲート電極7とソース電極9間にゲート電圧VGSを印加
すると、チャネル領域8が n型に反転してチャネルを形
成し、このチャネルを通してドレイン電極11とソース
電極9との間にドレイン電流ID が流れ、このドレイン
電流ID はゲート電圧VGSによって制御される。
In the above structure, when a predetermined drain voltage V DS is applied between the drain electrode 11 and the source electrode 9 and a gate voltage V GS is applied between the gate electrode 7 and the source electrode 9, the channel region 8 becomes n-type. To form a channel, a drain current I D flows between the drain electrode 11 and the source electrode 9 through the channel, and the drain current I D is controlled by the gate voltage V GS .

【0009】また、このUMOSに印加できるドレイン
電圧VDS(逆電圧)は、 p型ベース層3とn-型ドレイン
層2の降伏電圧によって制限される。そして、一般に逆
電圧は、n-型ドレイン層2の不純物濃度,厚さと、 p型
ベース層3の形状とによって決定される。
The drain voltage V DS (reverse voltage) that can be applied to this UMOS is limited by the breakdown voltage of the p-type base layer 3 and the n -type drain layer 2. The reverse voltage is generally determined by the impurity concentration and thickness of the n type drain layer 2 and the shape of the p type base layer 3.

【0010】次に、図12には、このUMOSにドレイ
ン電圧VDSを印加したときの空乏層の延びを示してあ
る。
Next, FIG. 12 shows the extension of the depletion layer when the drain voltage V DS is applied to this UMOS.

【0011】前記したように、ドレイン電極11とソー
ス電極9間にドレイン電圧VDSを印加すると、 p型ベー
ス層3から空乏層が延び始め、やがて、各 p型ベース層
3から延びる空乏層がつながる。このとき,空乏層は、
トレンチ4のコーナー部4bにおいて不連続になり易
く、当該コーナー部4bに電界集中を生ずる。そして、
一般にpn接合における降伏電圧は、当該pn接合表面の電
界強度によって決まるため、このように電界集中を生ず
ることにより、pn接合の降伏電圧が低下する。
As described above, when the drain voltage V DS is applied between the drain electrode 11 and the source electrode 9, the depletion layer starts to extend from the p-type base layer 3, and eventually the depletion layer extending from each p-type base layer 3 is formed. Connect At this time, the depletion layer is
Discontinuity easily occurs at the corner portion 4b of the trench 4, and electric field concentration occurs at the corner portion 4b. And
Generally, the breakdown voltage of the pn junction is determined by the electric field strength on the surface of the pn junction, and thus the concentration of the electric field causes the breakdown voltage of the pn junction to decrease.

【0012】一方、前記図11に示す構成では、n+型ソ
ース層5, p型ベース層3,およびn-型ドレイン層2に
よって形成される寄生トランジスタが存在する。こゝ
で、一般にUMOSの等価回路は、図13(a) のように
表わされるが、実質的には、図13(b) のようになる。
同図において、Ra は p型ベース層3の縦方向の抵抗で
ある。そして、UMOSが降伏した場合、そのときの降
伏電流Jc は、寄生トランジスタのベース電流となり、
この降伏電流Jc が、当該寄生トランジスタをオンさせ
るベース電流(iR =0.6 を越える値)以上になると、
この寄生トランジスタを制御できなくなるために、素子
破壊をきたすことになる。
On the other hand, in the structure shown in FIG. 11, there is a parasitic transistor formed by the n + type source layer 5, the p type base layer 3, and the n type drain layer 2. Here, the UMOS equivalent circuit is generally represented as shown in FIG. 13 (a), but substantially becomes as shown in FIG. 13 (b).
In the figure, Ra is the vertical resistance of the p-type base layer 3. When the UMOS breaks down, the breakdown current Jc at that time becomes the base current of the parasitic transistor,
When this breakdown current Jc becomes the base current (value exceeding i R = 0.6) for turning on the parasitic transistor,
Since this parasitic transistor cannot be controlled, the device will be destroyed.

【0013】さらに、 p型ベース層3,およびn-型ドレ
イン層2によって形成されるダイオードが順方向に通電
されていて、急激に逆方向電圧を加える(モータ制御な
どにおいてよく発生する)と、当該ダイオードにリカバ
リー電流が流れ、これが寄生トランジスタのベース電流
となって、同様に素子破壊をきたすことになる。
Furthermore, when the diode formed by the p-type base layer 3 and the n - type drain layer 2 is energized in the forward direction and a reverse voltage is suddenly applied (which often occurs in motor control, etc.), A recovery current flows through the diode, and this becomes a base current of the parasitic transistor, which also causes element breakdown.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
トレンチ構造によるUMOSでは、トレンチのコーナー
部に電界集中が発生するために、このようなトレンチ構
造をもたないUMOSに比較するとき、低い電圧で p型
ベース層3,およびn-型ドレイン層2が降伏したり、寄
生トランジスタのベース電流を制御できずに、素子破壊
を生ずるという問題点があった。
As described above, in the conventional UMOS having the trench structure, electric field concentration occurs at the corners of the trench. Therefore, when compared to the UMOS having no such trench structure, There are problems that the p-type base layer 3 and the n -type drain layer 2 break down at a low voltage, or the base current of the parasitic transistor cannot be controlled, resulting in device breakdown.

【0015】この発明は、このような従来の問題点を解
消するためになされたもので、その目的とするところ
は、UMOSにおいて、トレンチ構造の改良により、降
伏電圧に対する耐圧の低下を防止すると共に、寄生トラ
ンジスタによる素子破壊を生じ難くした,この種の絶縁
ゲート型トランジスタを提供することである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to prevent the breakdown voltage against breakdown voltage from being lowered by improving the trench structure in the UMOS. It is an object of the present invention to provide an insulated gate transistor of this kind in which element breakdown due to a parasitic transistor is hard to occur.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、次のように構成したものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

【0017】この発明の第1の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ
複数の各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の各トレ
ンチ凹部に接する表面部に選択的に形成させた第1導電
型の第1の半導体領域と、前記各トレンチ凹部内の底部
に選択的に形成させた第2導電型の第2の半導体領域
と、前記各トレンチ凹部内の両内側壁面に対して、それ
ぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層間絶縁膜によ
り被覆させて、前記第2の半導体領域の端部に重なるよ
うに形成させた個々の各ゲート電極と、前記第2の半導
体層,第1の半導体領域,および第2の半導体領域の相
互間を短絡して形成させたソース電極と、前記第1の半
導体層の裏面側対応に形成させたドレイン電極とを、少
なくとも備えることを特徴とするものである。
An insulated gate transistor according to a first aspect of the present invention is a first conductive type first semiconductor layer and a second conductive type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses that are selectively dug to reach the inside of the first semiconductor layer and a first conductivity type first recess that is selectively formed on a surface portion that contacts each trench recess of the second semiconductor layer. No. 1 semiconductor region, a second semiconductor region of the second conductivity type selectively formed at the bottom of each trench recess, and both inner wall surfaces of each trench recess. Individual gate electrodes formed so as to be in contact with each other and covered with an interlayer insulating film so as to overlap with an end portion of the second semiconductor region, the second semiconductor layer, the first semiconductor region, And a source electrode formed by short-circuiting the second semiconductor region to each other and a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer.

【0018】この発明の第2の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ
複数の各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の各トレ
ンチ凹部に接する表面部に選択的に形成させた第1導電
型の第1の半導体領域と、前記各トレンチ凹部内の両内
側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接
し、かつ層間絶縁膜により被覆して形成させた個々の各
ゲート電極と、前記各ゲート電極を被覆する層間絶縁膜
間でのトレンチ凹部内の底部に設けたショットキーダイ
オードと、前記第2の半導体層,第1の半導体領域,お
よびショットキーダイオードの相互間を短絡して形成さ
せたソース電極と、前記第1の半導体層の裏面側対応に
形成させたドレイン電極とを、少なくとも備えることを
特徴とするものである。
An insulated gate transistor according to a second aspect of the present invention is a first conductive type first semiconductor layer and a second conductive type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses that are selectively dug to reach the inside of the first semiconductor layer and a first conductivity type first recess that is selectively formed on a surface portion that contacts each trench recess of the second semiconductor layer. 1 semiconductor region and each of the inner wall surfaces in each of the trench recesses are in contact with each other via a gate insulating film, and each gate electrode formed by being covered with an interlayer insulating film, and each of the gates. The Schottky diode provided at the bottom of the trench recess between the interlayer insulating films covering the electrodes, and the second semiconductor layer, the first semiconductor region, and the Schottky diode are short-circuited to each other. At least a source electrode and a drain electrode formed on the back surface side of the first semiconductor layer are provided.

【0019】この発明の第3の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ
複数の各トレンチ凹部と、前記各トレンチ凹部間での第
2の半導体層上に形成させた第1導電型の第3の半導体
領域と、前記各トレンチ凹部内の底部に選択的に形成さ
せた第2導電型の第2の半導体領域と、前記各トレンチ
凹部内の両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜
を介して接し、かつ層間絶縁膜により被覆させて、前記
第2の半導体領域の端部に重なるように形成させた個々
の各ゲート電極と、前記第3の半導体領域,および第2
の半導体領域の相互間を短絡して形成させたソース電極
と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成させたドレ
イン電極とを、少なくとも備えることを特徴とするもの
である。
An insulated gate transistor according to a third aspect of the present invention is a first conductive type first semiconductor layer, and a second conductive type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses that are selectively dug to reach the inside of the first semiconductor layer, and a third semiconductor region of the first conductivity type formed on the second semiconductor layer between the trench recesses. A second semiconductor region of the second conductivity type selectively formed at the bottom of each of the trench recesses, and both inner wall surfaces of each of the trench recesses are in contact with each other via a gate insulating film. And each gate electrode formed so as to be covered with an interlayer insulating film so as to overlap with an end of the second semiconductor region, the third semiconductor region, and the second semiconductor region.
And a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer.

【0020】この発明の第4の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ
複数の各トレンチ凹部と、前記各トレンチ凹部間での第
2の半導体層上に形成させた第1導電型の第3の半導体
領域と、前記各トレンチ凹部内の両内側壁面に対して、
それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層間絶縁膜
により被覆して形成させた個々の各ゲート電極と、前記
各ゲート電極を被覆する層間絶縁膜間でのトレンチ凹部
内の底部に設けたショットキーダイオードと、前記第3
の半導体領域,およびショットキーダイオードの相互間
を短絡して形成させたソース電極と、前記第1の半導体
層の裏面側対応に形成させたドレイン電極とを、少なく
とも備えることを特徴とするものである。
An insulated gate transistor according to a fourth aspect of the present invention is a first conductive type first semiconductor layer and a second conductive type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses that are selectively dug to reach the inside of the first semiconductor layer, and a third semiconductor region of the first conductivity type formed on the second semiconductor layer between the trench recesses. With respect to both inner wall surfaces in each of the trench recesses,
A shot provided at the bottom of the trench recess between each gate electrode formed in contact with each other through the gate insulating film and covered with the interlayer insulating film and the interlayer insulating film covering each gate electrode. Key diode, and the third
A semiconductor electrode and a source electrode formed by short-circuiting the Schottky diode with each other, and a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer. is there.

【0021】この発明の第5の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込むと
共に、掘り込んだ底部に選択的に第2の半導体領域を形
成させた複数の各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層
の各トレンチ凹部に接する表面部に選択的に形成された
第1導電型の第1の半導体領域と、前記各トレンチ凹部
内の両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介
して接し、かつ上部,下部を層間絶縁膜により被覆して
形成させたゲート電極と、前記第2の半導体層,および
第1の半導体領域の相互間を短絡して形成させたソース
電極と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成させた
ドレイン電極とを、少なくとも備えることを特徴とする
ものである。
An insulated gate transistor according to a fifth aspect of the present invention is a first-conductivity-type first semiconductor layer and a second-conductivity-type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses in which a second semiconductor region is selectively formed in the dug bottom while selectively digging into the first semiconductor layer, and trenches in the second semiconductor layer A first semiconductor region of the first conductivity type selectively formed on a surface portion in contact with the recess and both inner wall surfaces in each of the recesses of the trench are in contact with each other through a gate insulating film, and an upper portion, A gate electrode formed by covering the lower portion with an interlayer insulating film, a source electrode formed by short-circuiting the second semiconductor layer and the first semiconductor region, and a first semiconductor layer At least a drain electrode formed corresponding to the back surface side is provided.

【0022】この発明の第6の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層に達して選択的に掘り込まれた複数
の各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の各トレンチ
凹部に接する表面部に選択的に形成された第1導電型の
第1の半導体領域と、前記隣接する一方のトレンチ凹部
内の両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介
して接し、かつ上部,下部を層間絶縁膜により被覆して
形成させたゲート電極,および他方のトレンチ凹部内の
底部に第2導電型の第2の半導体領域を選択的に形成さ
せると共に、当該他方のトレンチ凹部内の両内側壁面に
対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層
間絶縁膜により被覆させて、前記第2の半導体領域の端
部に重なるように形成させた個々の各ゲート電極と、前
記第2の半導体層,第1の半導体領域,および第2の半
導体領域の相互間を短絡して形成させたソース電極と、
前記第1の半導体層の裏面側対応に形成させたドレイン
電極とを、少なくとも備えることを特徴とするものであ
る。
An insulated gate transistor according to a sixth aspect of the present invention is a first-conductivity-type first semiconductor layer and a second-conductivity-type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses that reach the first semiconductor layer and are selectively dug therein, and a first conductivity type first recess that is selectively formed on a surface portion that contacts the trench recesses of the second semiconductor layer. A gate electrode formed in contact with the semiconductor region of No. 1 and both inner wall surfaces in the adjacent one of the trench recesses via a gate insulating film and by covering the upper and lower portions with an interlayer insulating film; And a second semiconductor region of the second conductivity type is selectively formed on the bottom of the other trench recess, and both inner wall surfaces of the other trench recess are in contact with each other via a gate insulating film. And each gate electrode formed by being covered with an interlayer insulating film so as to overlap with an end portion of the second semiconductor region, the second semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor layer. Between semiconductor regions A source electrode is formed by a short circuit,
At least a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer is provided.

【0023】この発明の第7の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層に達して選択的に掘り込まれた複数
の各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の各トレンチ
凹部に接する表面部に選択的に形成された第1導電型の
第1の半導体領域と、前記隣接する一方のトレンチ凹部
内の両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介
して接し、かつ上部,下部を層間絶縁膜により被覆して
形成させたゲート電極,および他方のトレンチ凹部内の
両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して
接し、かつ層間絶縁膜により被覆して形成させた個々の
各ゲート電極と、前記他方のトレンチ凹部内の各ゲート
電極を被覆する層間絶縁膜間でのトレンチ凹部内の底部
に設けたショットキーダイオードと、前記第2の半導体
層,第1の半導体領域,およびショットキーダイオード
の相互間を短絡して形成させたソース電極と、前記第1
の半導体層の裏面側対応に形成させたドレイン電極と
を、少なくとも備えることを特徴とするものである。
An insulated gate transistor according to a seventh aspect of the present invention is a first-conductivity-type first semiconductor layer and a second-conductivity-type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses that reach the first semiconductor layer and are selectively dug therein, and a first conductivity type first recess that is selectively formed on a surface portion that contacts the trench recesses of the second semiconductor layer. A gate electrode formed in contact with the semiconductor region of No. 1 and both inner wall surfaces in the adjacent one of the trench recesses via a gate insulating film and by covering the upper and lower portions with an interlayer insulating film; And each inner wall surface in the other trench recess and each gate electrode formed in contact with each other via the gate insulating film and covered with the interlayer insulating film, and each in the other trench recess. The Schottky diode provided at the bottom of the trench recess between the interlayer insulating films covering the gate electrode is short-circuited with the second semiconductor layer, the first semiconductor region, and the Schottky diode. A source electrode is formed, the first
And a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the semiconductor layer.

【0024】この発明の第8の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ
複数の各トレンチ凹部と、前記各トレンチ凹部間での第
2の半導体層上に形成させた第1導電型の第3の半導体
領域と、前記隣接する一方のトレンチ凹部内の両内側壁
面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、か
つ上部,下部を層間絶縁膜により被覆して形成させたゲ
ート電極,および他方のトレンチ凹部内の底部に第2導
電型の第2の半導体領域を選択的に形成させると共に、
当該他方のトレンチ凹部内の両内側壁面に対して、それ
ぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層間絶縁膜によ
り被覆して第2の半導体領域の端部に重なるように形成
させた個々の各ゲート電極と、前記第3の半導体領域,
および第2の半導体領域の相互間を短絡して形成させた
ソース電極と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成
させたドレイン電極とを、少なくとも備えることを特徴
とするものである。
An insulated gate transistor according to an eighth aspect of the present invention is a first-conductivity-type first semiconductor layer, and a second-conductivity-type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses that are selectively dug to reach the inside of the first semiconductor layer, and a third semiconductor region of the first conductivity type formed on the second semiconductor layer between the trench recesses. A gate electrode formed in such a manner that it is in contact with both inner wall surfaces in the adjacent one of the trench recesses via a gate insulating film, and the upper and lower portions are covered with an interlayer insulating film, and the other trench. A second semiconductor region of the second conductivity type is selectively formed on the bottom of the recess, and
Each of the inner wall surfaces in the other trench recess is in contact with each other through the gate insulating film and is covered with the interlayer insulating film to be formed so as to overlap the end portion of the second semiconductor region. A gate electrode, the third semiconductor region,
And a source electrode formed by short-circuiting the second semiconductor region to each other and a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer.

【0025】この発明の第9の発明に係る絶縁ゲート型
トランジスタは、第1導電型の第1の半導体層,および
当該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の
第2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、
前記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ
複数の各トレンチ凹部と、前記各トレンチ凹部間での第
2の半導体層上に形成させた第1導電型の第3の半導体
領域と、前記隣接する一方のトレンチ凹部内の両内側壁
面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、か
つ上部,下部を層間絶縁膜により被覆して形成させたゲ
ート電極,および他方のトレンチ凹部内の両内側壁面に
対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層
間絶縁膜により被覆して形成させた個々の各ゲート電極
と、前記他方のトレンチ凹部内の各ゲート電極を被覆す
る層間絶縁膜間でのトレンチ凹部内の底部に設けたショ
ットキーダイオードと、前記第3の半導体領域,および
ショットキーダイオードの相互間を短絡して形成させた
ソース電極と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成
させたドレイン電極とを、少なくとも備えることを特徴
とするものである。
An insulated gate transistor according to a ninth aspect of the present invention is a first-conductivity-type first semiconductor layer and a second-conductivity-type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer. From the surface of the semiconductor layer and the second semiconductor layer,
A plurality of trench recesses that are selectively dug to reach the inside of the first semiconductor layer, and a third semiconductor region of the first conductivity type formed on the second semiconductor layer between the trench recesses. A gate electrode formed in such a manner that it is in contact with both inner wall surfaces in the adjacent one of the trench recesses via a gate insulating film, and the upper and lower portions are covered with an interlayer insulating film, and the other trench. Each gate electrode formed by being in contact with both inner wall surfaces in the recess via the gate insulating film and being covered with the interlayer insulating film and each gate electrode in the other trench recess A Schottky diode provided at the bottom of the trench recess between the interlayer insulating films, and a source electrode formed by short-circuiting the third semiconductor region and the Schottky diode. And a drain electrode were formed on the back side corresponding to the first semiconductor layer, and is characterized in that at least provided.

【0026】[0026]

【作用】この発明の各発明における絶縁ゲート型トラン
ジスタでは、コレクタ電流が、ドレイン電極からトレン
チ凹部の底部に形成された第2導電型の第2の半導体領
域,またはショットキーダイオードを通り、当該トレン
チ凹部内のソース電極を経て表面部のソース電極に流
れ、また一方で、ドレイン電極から第1導電型の第1の
半導体層を通り、かつ第2導電型の第2の半導体層を経
て表面部のソース電極に流れる。
In the insulated gate type transistor according to each aspect of the present invention, the collector current passes from the drain electrode to the second conductivity type second semiconductor region formed at the bottom of the trench recess or the Schottky diode, and the trench It flows through the source electrode in the concave portion to the source electrode on the surface portion, and on the other hand, it passes from the drain electrode through the first semiconductor layer of the first conductivity type and through the second semiconductor layer of the second conductivity type to the surface portion. Flows to the source electrode of.

【0027】[0027]

【実施例】以下,この発明に係る絶縁ゲート型トランジ
スタの各別の実施例につき、図1ないし図10を参照し
て詳細に説明する。なお、これらの図1ないし図10に
示す各別の実施例構成において、上記図11ないし図1
3に示す従来例構成と同一符号は、同一または相当部分
を表わしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, different embodiments of the insulated gate transistor according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. It should be noted that in each of the configurations of the other embodiments shown in FIGS.
The same reference numerals as those in the configuration of the conventional example shown in 3 represent the same or corresponding portions.

【0028】まず、図1はこの発明の第1の発明の一実
施例(説明の便宜上、以下,第1実施例と呼ぶ、他の発
明の場合も同様である)を適用したUMOS構造をもつ
絶縁ゲート型トランジスタの概要構成を模式的に示す断
面図であり、また、図2は同上第1実施例構成の要部を
破断して模式的に示す平面図である。
First, FIG. 1 has a UMOS structure to which an embodiment of the first invention of the present invention (for convenience of explanation, hereinafter referred to as the first embodiment, the same applies to other inventions). FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor, and FIG. 2 is a plan view schematically showing a main part of the same structure as the first embodiment of the present invention in a broken manner.

【0029】すなわち、これらの図1,図2に示す第1
実施例装置の構成において、このUMOS構造の絶縁ゲ
ート型トランジスタは、上記の従来例構成の場合と同様
に、n+型ドレイン層1と、当該n+型ドレイン層1の主面
上に形成された第1の半導体層としてのn-型ドレイン層
2と、当該n-型ドレイン層2の表面上に p型の不純物を
拡散して形成された第2の半導体層としての p型ベース
層3とを有しており、かつ前記 p型ベース層3の表面上
からは、所定のパターン,こゝでは、各ユニットセルを
形成させるべくストライプ状のパターンに従い、選択的
に該当面のシリコンをエッチングして、n-型ドレイン層
2に達する複数条の各トレンチ4をそれぞれに掘り込む
と共に、前記 p型ベース層3の各トレンチ4に接する表
面部にあって、第1の半導体領域としてのn+型ソース層
5をそれぞれ選択的に拡散形成させてある。
That is, the first shown in FIGS. 1 and 2
In the configuration of Example device, an insulated gate transistor of this UMOS structure, as in the case of conventional construction described above, the n + -type drain layer 1 is formed on the main surface of the n + -type drain layer 1 n as a first semiconductor layer - -type drain layer 2, the n - -type drain layer 2 on the surface of a second semiconductor layer formed by diffusing p-type impurity p-type base layer 3 And has a predetermined pattern from the surface of the p-type base layer 3 and, in this case, selectively etches the silicon on the corresponding surface in accordance with a stripe pattern to form each unit cell. Then, a plurality of trenches 4 reaching the n type drain layer 2 are dug into each of the trenches 4, and at the surface portion of the p type base layer 3 in contact with each trench 4, an n each selective + -type source layer 5 It is then formed by diffusion.

【0030】また、前記各トレンチ4の底部4aの中間
部には、第2の半導体領域としてのp型ベース領域12
を拡散形成させた上で、当該各トレンチ4の左,右内側
壁面に接して底部4aの位置まで、それぞれにゲート絶
縁膜6を介してゲート電極14を形成させることによ
り、トレンチ4の各側壁面側での p型ベース層3の表面
がそれぞれにチャネル領域8となる。
In the middle of the bottom 4a of each trench 4, a p-type base region 12 as a second semiconductor region is formed.
On the respective sides of the trench 4 by diffusing and forming the gate electrode 14 through the gate insulating film 6 to the position of the bottom portion 4a in contact with the left and right inner wall surfaces of the trench 4 respectively. The surface of the p-type base layer 3 on the wall surface side becomes the channel region 8 respectively.

【0031】そして、各ユニットセル間に共通するよう
にして、前記トレンチ4における各ゲート電極14での
表面の層間絶縁膜10間の内部を含んで、前記p型ベー
ス層3の表面とn+型ソース層5の表面とを短絡するよう
にソース電極13,13aを形成させてあり、これによ
って、これらの p型ベース層3,n+型ソース層5,およ
び p型ベース領域12の相互が短絡される。こゝで、ソ
ース電極13は、 p型ベース層3とn+型ソース層5との
表面間の電極部分を、ソース電極13aは、トレンチ4
内に対応して p型ベース領域12の表面に接する電極部
分をそれぞれに示している。
Then, in common with each unit cell, including the inside of the interlayer insulating film 10 on the surface of each gate electrode 14 in the trench 4 and the surface of the p-type base layer 3 and n +. The source electrodes 13 and 13a are formed so as to short-circuit the surface of the type source layer 5, so that the p-type base layer 3, the n + -type source layer 5, and the p-type base region 12 are mutually connected. Short circuited. Here, the source electrode 13 is the electrode portion between the surfaces of the p-type base layer 3 and the n + -type source layer 5, and the source electrode 13a is the trench 4
Corresponding to the inside, electrode portions in contact with the surface of the p-type base region 12 are shown.

【0032】さらに、前記n+型ドレイン層1の裏面に
は、ドレイン電極11を設けてあり、かつ各ゲート電極
14については、図2によって明らかなように、それぞ
れの端面が並列に共通電極15によって短絡されると共
に、当該共通電極15に接続されるゲートパッド16を
介して外部へ配線される。
Further, a drain electrode 11 is provided on the back surface of the n + type drain layer 1, and each gate electrode 14 has its end faces arranged in parallel with each other as shown in FIG. Is short-circuited and is wired to the outside through the gate pad 16 connected to the common electrode 15.

【0033】続いて、上記第1実施例装置の動作につい
て述べる。
Next, the operation of the first embodiment device will be described.

【0034】上記構成において、ドレイン電極11とソ
ース電極13間に所定のドレイン電圧VDSを印加し、か
つゲート電極14とソース電極13間にゲート電圧VGS
を印加すると、チャネル領域8が n型に反転してチャネ
ルを形成し、このチャネルを通してドレイン電極11と
ソース電極13との間にドレイン電流ID が流れ、この
ドレイン電流ID はゲート電圧VGSによって制御され
る。
In the above structure, a predetermined drain voltage V DS is applied between the drain electrode 11 and the source electrode 13, and the gate voltage V GS is applied between the gate electrode 14 and the source electrode 13.
Is applied, the channel region 8 is inverted into an n-type to form a channel, and a drain current I D flows between the drain electrode 11 and the source electrode 13 through this channel, and the drain current I D becomes the gate voltage V GS. Controlled by.

【0035】こゝで、この第1実施例による装置構成で
のUMOSにおける逆電圧について考えてみる。まず、
前記ドレイン電圧VDSを印加した場合の空乏層(電界強
度分布)の状態を図3に示す。
Now, let us consider the reverse voltage in the UMOS in the device configuration according to the first embodiment. First,
FIG. 3 shows the state of the depletion layer (electric field strength distribution) when the drain voltage V DS is applied.

【0036】この第1実施例による構成の場合、ドレイ
ン電極11とソース電極13間にドレイン電圧VDSが印
加されると、空乏層は、 p型ベース層3と、トレンチ4
の底部での p型ベース領域12との双方から延び始める
ために、従来例での図12に示したトレンチ4のコーナ
ー部4bにおける電界集中が、当該 p型ベース領域12
からの空乏層の延びによって緩和されることになる。
In the structure according to the first embodiment, when the drain voltage V DS is applied between the drain electrode 11 and the source electrode 13, the depletion layer becomes the p-type base layer 3 and the trench 4.
Since it starts to extend from both the p-type base region 12 at the bottom of the p-type base region 12 and the p-type base region 12 at the corner 4b of the trench 4 shown in FIG.
Will be alleviated by the extension of the depletion layer.

【0037】従って、この第1実施例構成でのUMOS
における逆電圧は、本来の p型ベース層3( p型ベース
領域12)とn-型ドレイン層2で決定される電圧に近付
くことになり、これによって従来例構造ほどは耐圧低下
を生ずることがない。
Therefore, the UMOS in the configuration of the first embodiment is
Therefore, the reverse voltage at the voltage approaches the voltage determined by the original p-type base layer 3 (p-type base region 12) and the n -type drain layer 2, which may cause a breakdown voltage lower than that of the conventional structure. Absent.

【0038】続いて、この第1実施例構成での等価回路
を図4に示す。
Next, FIG. 4 shows an equivalent circuit in the configuration of the first embodiment.

【0039】この第1実施例構成においては、従来例の
構成に対して、トレンチ4の底部4aでの p型ベース領
域12によって形成されるダイオードが並列に加えられ
ており、かつ図1からも明らかなように、 p型ベース層
3よりも、当該 p型ベース領域12の方が場合、n+型ド
レイン層1に近くなっている。
In the structure of the first embodiment, the diode formed by the p-type base region 12 at the bottom 4a of the trench 4 is added in parallel to the structure of the conventional example, and also from FIG. As is apparent, the p type base region 12 is closer to the n + type drain layer 1 than the p type base layer 3 in some cases.

【0040】そして、この場合,一般的には、降伏現象
が p型ベース領域12で発生する筈であるが、このとき
の降伏電流Jc は、当該 p型ベース領域12からソース
電極13へ直接,流れるために、寄生トランジスタのベ
ース電流とはなり得ず、従って、こゝでは、寄生トラン
ジスタのオンによる素子破壊を防止できる。
In this case, generally, the breakdown phenomenon should occur in the p-type base region 12, but the breakdown current Jc at this time is directly generated from the p-type base region 12 to the source electrode 13. Since it flows, it cannot serve as the base current of the parasitic transistor. Therefore, here, it is possible to prevent element breakdown due to the parasitic transistor being turned on.

【0041】また、この第1実施例構成でのダイオード
のリカバリーについて考えると、このリカバリー電流
は、前記図4に示す寄生トランジスタ(TR)と、トレ
ンチ4の底部4aでの p型ベース領域12によるダイオ
ード(DI)とに分割されることになり、これを従来例
構成の場合に比較するとき、当該寄生トランジスタ(T
R)に流れるリカバリー電流が少なくなるために、こゝ
でも、寄生トランジスタ(TR)のオンによる素子破壊
を防止できる。
Considering the recovery of the diode in the structure of the first embodiment, this recovery current is caused by the parasitic transistor (TR) shown in FIG. 4 and the p-type base region 12 at the bottom 4a of the trench 4. It will be divided into a diode (DI), and when comparing this with the conventional configuration, the parasitic transistor (T
Since the recovery current flowing in R) is reduced, even in this case, it is possible to prevent the element breakdown due to the turning on of the parasitic transistor (TR).

【0042】さらに、この第1実施例構成において、図
1でのトレンチ4の底部4aと p型ベース領域12との
関係寸法lと、トレンチ4の深さhとの関係について述
べると、次の通りである。
Further, in the structure of the first embodiment, the relationship between the relational dimension 1 between the bottom 4a of the trench 4 and the p-type base region 12 in FIG. 1 and the depth h of the trench 4 will be described below. On the street.

【0043】まず、前記深さhについては、こゝでのU
MOSの装置構成上,可能な限り小さい方が、耐圧を高
くでき、かつオン抵抗が小さくなる。但し、少なくとも
ゲート電極14の縦方向の幅以内でなければならない。
なお、この場合,オン抵抗とは、このUMOSに電圧が
印加されてオンし、ドレイン電極11からソース電極1
3にコレクタ電流が流れ始めるときのpn接合間の抵抗で
ある。
First, regarding the depth h, U at this point
Due to the MOS device structure, the smaller the device structure is, the higher the breakdown voltage can be and the smaller the on-resistance is. However, it must be at least within the vertical width of the gate electrode 14.
In this case, the on-resistance means that a voltage is applied to this UMOS to turn it on, and the drain electrode 11 to the source electrode 1 are turned on.
3 is the resistance between the pn junctions when the collector current starts to flow.

【0044】また、前記寸法lについては、可能な限り
小さい方が、耐圧を高くし得るが、逆にオン抵抗が増加
する。この関係を図5に示す。つまり、当該図5におい
て、例えば、l方向の寸法がl1 のとき、耐圧値は、V
1 ボルト,オン抵抗値は、破線で結ばれる点のR1 オー
ムである。従って、この図5からも判るように、耐圧
値,およびオン抵抗値の双方を満足させる最適値は、l
寸法がl2 のとき,つまり、l2 =l/2のときであ
る。
Further, with respect to the dimension l, if the dimension l is as small as possible, the breakdown voltage can be increased, but conversely the on-resistance increases. This relationship is shown in FIG. That is, in FIG. 5, for example, when the dimension in the l direction is l 1 , the withstand voltage value is V
The 1 volt, on-resistance value is R 1 ohm at the point connected by the broken line. Therefore, as can be seen from FIG. 5, the optimum value that satisfies both the withstand voltage value and the on-resistance value is l
When the dimension is l 2 , that is, when l 2 = l / 2.

【0045】次に、図6はこの発明の第2の発明を適用
した第2実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 6 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate type transistor having a UMOS structure according to a second embodiment to which the second invention of the present invention is applied.

【0046】この第2実施例装置は、前記第1実施例装
置の構成において、トレンチ4の底部4aに形成される
p型ベース領域12に代え、ショットキーダイオード1
7を形成させたものであり、他の各部の構成は全く同一
である。
The device of the second embodiment is formed on the bottom portion 4a of the trench 4 in the structure of the device of the first embodiment.
Instead of the p-type base region 12, the Schottky diode 1
7 is formed, and the configurations of the other parts are exactly the same.

【0047】この第2実施例構成でのUMOSにおける
逆電圧は、この場合にあっても、空乏層が、ショットキ
ーダイオード17からも延びるために、従来例でのトレ
ンチ4のコーナー部4bにおける電界集中が起り難くな
る。但し、当該ショットキーダイオード17によって逆
電圧が決定されることになるので、前記第1実施例構成
の場合に比較して耐圧が低くなる。また、この場合に
も、降伏現象が当該ショットキーダイオード17におい
て起るので、降伏電流Jc による素子破壊を防止でき
る。さらに、ダイオードのリカバリー電流は、このショ
ットキーダイオード17の場合、通常のpn接合ダイオー
ドに比較して格段に少なく、このために、当該リカバリ
ー電流による素子破壊は、第1実施例の場合よりも一
層,起り難くなる。
Even in this case, the reverse voltage in the UMOS in the configuration of the second embodiment is the electric field in the corner portion 4b of the trench 4 in the conventional example because the depletion layer also extends from the Schottky diode 17. Concentration is hard to occur. However, since the reverse voltage is determined by the Schottky diode 17, the breakdown voltage is lower than that in the case of the configuration of the first embodiment. Also in this case, since the breakdown phenomenon occurs in the Schottky diode 17, the device breakdown due to the breakdown current Jc can be prevented. Further, the recovery current of the diode is much smaller in the case of the Schottky diode 17 than in the case of the normal pn junction diode, and therefore the element breakdown due to the recovery current is more than in the case of the first embodiment. , It becomes difficult to occur.

【0048】次に、図7はこの発明の第3の発明を適用
した第3実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 7 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a third embodiment to which the third invention of the present invention is applied.

【0049】前記第1実施例装置の場合、 p型ベース層
3の表面部に選択的にn+型ソース層5が形成され、かつ
これらの p型ベース層3,およびn+型ソース層5の各表
面部をソース電極13に短絡させているが、この第3実
施例装置では、これに代えてp型ベース層18の表面部
にn+型ソース層19を形成させると共に、当該 p型ベー
ス層18については、n+型ソース層19を介してソース
電極13に短絡させるようにしたものであり、他の各部
の構成は全く同一である。
In the case of the device of the first embodiment, the n + type source layer 5 is selectively formed on the surface of the p type base layer 3, and the p type base layer 3 and the n + type source layer 5 are formed. The respective surface portions of the n-type source layer 19 are short-circuited to the source electrode 13, but in the device of the third embodiment, instead of this, the n + -type source layer 19 is formed on the surface portion of the p-type base layer 18 and The base layer 18 is configured to be short-circuited to the source electrode 13 via the n + type source layer 19, and the configurations of other parts are exactly the same.

【0050】こゝで、一般的には、このような構造にし
た方が、各トレンチ4間の間隔を狭めることが可能で、
同一寸法内におけるトレンチ4の数を増加でき、かつ各
チャネル8を流れる電流が小さくなって、オン時の抵抗
を低減し得るのであるが、一方,このような構造の場合
は、チャネル8の長さが短くなって、寄生トランジスタ
が簡単にオンして了うことから、前記図11の従来例構
造では、p型ベース層3をソース電極13に短絡させる
必要がある。
Here, in general, with such a structure, it is possible to narrow the interval between the trenches 4,
The number of trenches 4 in the same size can be increased, and the current flowing through each channel 8 can be reduced to reduce the on-state resistance. On the other hand, in the case of such a structure, the length of the channel 8 can be reduced. Becomes shorter and the parasitic transistor is easily turned on. Therefore, in the conventional structure shown in FIG. 11, it is necessary to short the p-type base layer 3 to the source electrode 13.

【0051】しかし、図7の第3実施例構造のように、
トレンチ4の底部4aに p型ベース領域12を形成させ
た構造では、先に述べた如く、寄生トランジスタによる
素子破壊が極めて起り難いために、n+型ソース層19を
介して p型ベース層18をソース電極13に短絡させる
ことができる。なお、この第3実施例装置においては、
第2実施例装置の場合と同様に、トレンチ4の底部4a
に形成される p型ベース領域12に代えて、ショットキ
ーダイオード17を形成させてもよく、同様な作用,効
果が得られるもので、この発明の第4の発明を構成す
る。
However, as in the structure of the third embodiment of FIG.
In the structure in which the p-type base region 12 is formed on the bottom portion 4a of the trench 4, as described above, the element breakdown due to the parasitic transistor is extremely unlikely to occur, so that the p-type base layer 18 is interposed via the n + -type source layer 19. Can be short-circuited to the source electrode 13. In the device of the third embodiment,
As in the case of the device of the second embodiment, the bottom portion 4a of the trench 4 is
The Schottky diode 17 may be formed in place of the p-type base region 12 formed in 1., and the same action and effect can be obtained, which constitutes the fourth invention of the present invention.

【0052】次に、図8はこの発明の第5の発明を適用
した第4実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 8 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a fourth embodiment to which the fifth invention of the present invention is applied.

【0053】この第4実施例装置は、前記図11の従来
例装置の構成において、前記図1の第1実施例による構
成,つまり、トレンチ4の底部4aに p型ベース領域2
3を形成させたものであり、他の各部の構成は全く同一
である。こゝで、図8中,20は前記ゲート電極7に対
応するゲート電極、21は前記層間絶縁膜10に対応す
る層間絶縁膜、22は前記ソース電極9に対応するソー
ス電極である。
The device of the fourth embodiment has the same structure as that of the device of the prior art shown in FIG. 11 according to the first embodiment shown in FIG. 1, that is, the p-type base region 2 is formed on the bottom 4a of the trench 4.
3 is formed, and the configurations of the other parts are exactly the same. Here, in FIG. 8, 20 is a gate electrode corresponding to the gate electrode 7, 21 is an interlayer insulating film corresponding to the interlayer insulating film 10, and 22 is a source electrode corresponding to the source electrode 9.

【0054】そして、この第4実施例の構成でも、第1
実施例構成の場合と同様に、トレンチ4のコーナー部4
bでの電界集中を効果的に緩和できて、逆電圧の低下を
少なくし得るのであるが、この場合には、寄生トランジ
スタによる素子破壊を防止する点において難がある。こ
ゝでは、この発明の第6の発明を構成する。
In the structure of the fourth embodiment as well, the first
As in the case of the configuration of the embodiment, the corner portion 4 of the trench 4
Although it is possible to effectively alleviate the electric field concentration at b and reduce the decrease in reverse voltage, in this case, there is a difficulty in preventing element breakdown due to a parasitic transistor. This constitutes the sixth invention of the present invention.

【0055】次に、図9はこの発明の第6の発明を適用
した第5実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 9 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a fifth embodiment to which the sixth invention of the present invention is applied.

【0056】この第5実施例装置は、前記図11の従来
例の構成の一部に、前記図1の第1実施例でのトレンチ
4の底部4aに p型ベース領域12を形成させた構成を
取り入れたものであり、他の各部の構成は全く同一であ
る。こゝで、図9中,24は前記ソース電極9に対応す
るソース電極である。
The device of the fifth embodiment has a structure in which a p-type base region 12 is formed in the bottom portion 4a of the trench 4 in the first embodiment of FIG. 1 in a part of the structure of the conventional example of FIG. The configuration of other parts is exactly the same. Here, 24 in FIG. 9 is a source electrode corresponding to the source electrode 9.

【0057】そして、この第5実施例の構成では、耐圧
の点に難があるが、第1実施例構成の場合と同様に、寄
生トランジスタによる素子破壊の防止が可能である。ま
た、この場合、底部4aに p型ベース領域12を形成し
たトレンチ4については、必ずしもゲート電極14を形
成しなくともよい。なお、この第5実施例装置において
も、第2実施例装置の場合と同様に、トレンチ4の底部
4aに形成される p型ベース領域12に代えて、ショッ
トキーダイオード17を形成させてもよいことは勿論で
あり、こゝでは、この発明の第7の発明を構成する。
In the structure of the fifth embodiment, the breakdown voltage is difficult, but like the structure of the first embodiment, it is possible to prevent the element breakdown due to the parasitic transistor. In this case, the gate electrode 14 does not necessarily have to be formed in the trench 4 having the p-type base region 12 formed in the bottom portion 4a. Note that, also in the device of the fifth embodiment, the Schottky diode 17 may be formed instead of the p-type base region 12 formed in the bottom portion 4a of the trench 4 as in the device of the second embodiment. Of course, this constitutes the seventh aspect of the present invention.

【0058】次に、図10はこの発明の第8の発明を適
用した第6実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート
型トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図であ
る。
Next, FIG. 10 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a sixth embodiment to which the eighth invention of the present invention is applied.

【0059】この第6実施例装置は、前記図11の従来
例の構成の一部に、前記図1の第1実施例でのトレンチ
4の底部4aに p型ベース領域12を形成させた構成,
および前記図7の第3実施例の構成をそれぞれに取り入
れたものであり、他の各部の構成は全く同一である。
This sixth embodiment device has a structure in which a p-type base region 12 is formed in the bottom portion 4a of the trench 4 in the first embodiment of FIG. 1 in a part of the structure of the conventional example of FIG. ,
Further, the configuration of the third embodiment of FIG. 7 is incorporated into each, and the configurations of the other parts are exactly the same.

【0060】そして、この第6実施例の構成では、前記
第5実施例構成の場合と同様に、耐圧の点に難がある
が、寄生トランジスタによる素子破壊の防止が可能であ
る。なお、この第6実施例装置においても、第2実施例
装置の場合と同様に、トレンチ4の底部4aに形成され
る p型ベース領域12に代えて、ショットキーダイオー
ド17を形成させてもよいことは勿論であり、こゝで
は、この発明の第9の発明を構成する。
In the structure of the sixth embodiment, as in the case of the structure of the fifth embodiment, the breakdown voltage is difficult, but the element breakdown due to the parasitic transistor can be prevented. Note that, also in the device of the sixth embodiment, the Schottky diode 17 may be formed instead of the p-type base region 12 formed in the bottom portion 4a of the trench 4 as in the device of the second embodiment. Of course, this constitutes the ninth aspect of the present invention.

【0061】こゝで、前記各実施例においては、この発
明をトレンチ構造をもつMOSFETに適用する場合に
ついて述べたが、他のMOSゲートのトランジスタ(I
GBT,MCTなど)にも同様に適用できるものであ
り、また、各実施例では、 nチャネルのものについて述
べたが、 pチャネルのものにも同様に適用できて、それ
ぞれに同等の作用,効果を奏し得るのである。
In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to the MOSFET having the trench structure has been described. However, other MOS gate transistors (I
The present invention is also applicable to the GBT, MCT, etc.), and in each embodiment, the n-channel one is described. Can be played.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上、各実施例によって詳述したよう
に、この発明によれば、第1導電型の第1の半導体層,
および当該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導
電型の第2の半導体層を用い、第2の半導体層の表面側
から第1の半導体層内に達するまで複数の各トレンチ凹
部を選択的に掘り込み、かつ第2の半導体層の各トレン
チ凹部に接する表面部に第1導電型の第1の半導体領域
を選択的に形成させると共に、各トレンチ凹部内の底部
に第2導電型の第2の半導体領域を選択的に形成させる
か、あるいはショットキーダイオードを形成させ、ま
た、各トレンチ凹部内の両内側壁面にゲート絶縁膜を介
して個々の各ゲート電極を形成した上で、ソース電極に
より、これらの第2の半導体層,第1の半導体領域,お
よび第2の半導体領域の相互間,あるいはこれらの第2
の半導体層,第1の半導体領域,およびショットキーダ
イオードの相互間を短絡して構成させたので、コレクタ
電流が、ドレイン電極からトレンチ凹部の底部に形成さ
れた第2導電型の第2の半導体領域,あるいはショット
キーダイオードを通って、トレンチ凹部内のソース電極
を経た後に表面部のソース電極に流れ、また一方では、
ドレイン電極から第1導電型の第1の半導体層を通り、
かつ第2導電型の第2の半導体層を経て表面部のソース
電極に流れることになり、この結果,降伏電圧に対する
素子の耐圧の低下,ならびに寄生トランジスタのオンに
よる素子の破壊などをそれぞれ良好かつ効果的に防止し
得るという優れた特長がある。
As described above in detail for each embodiment, according to the present invention, the first semiconductor layer of the first conductivity type,
And using the second semiconductor layer of the second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, a plurality of trench recesses are formed from the surface side of the second semiconductor layer to the inside of the first semiconductor layer. And selectively forming a first semiconductor region of the first conductivity type on the surface of the second semiconductor layer in contact with each trench recess, and at the bottom of each trench recess the second conductivity. A second semiconductor region of the mold is selectively formed or a Schottky diode is formed, and individual gate electrodes are formed on both inner wall surfaces in each trench recess via gate insulating films. A source electrode, between the second semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor region, or between the second semiconductor layer and the second semiconductor region.
Since the semiconductor layer, the first semiconductor region, and the Schottky diode are short-circuited to each other, the collector current is formed from the drain electrode to the bottom of the trench recess to form the second conductivity type second semiconductor. Through the region or Schottky diode, through the source electrode in the trench recess and then to the surface source electrode, and on the other hand,
Passing through the first conductive type first semiconductor layer from the drain electrode,
In addition, the current flows through the second conductive type second semiconductor layer to the source electrode on the surface portion. As a result, the breakdown voltage of the device against the breakdown voltage is lowered, and the device is destroyed due to the parasitic transistor being turned on. It has an excellent feature that it can be effectively prevented.

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

【図1】この発明の第1の発明を適用した第1実施例に
よるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジスタの概
要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a schematic configuration of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a first embodiment to which the first invention of the present invention is applied.

【図2】同上第1実施例構成の要部を破断して模式的に
示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing a main part of the configuration of the first embodiment, broken away.

【図3】同上第1実施例装置にドレイン電圧を印加した
ときの空乏層(電界強度分布)の状態を模式的に示す断
面説明図である。
FIG. 3 is a sectional explanatory view schematically showing a state of a depletion layer (electric field strength distribution) when a drain voltage is applied to the device of the first embodiment.

【図4】同上第1実施例装置の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the device according to the first embodiment.

【図5】同上第1実施例装置における耐圧とオン抵抗と
の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the withstand voltage and the on-resistance in the device according to the first embodiment.

【図6】この発明の第2の発明を適用した第2実施例に
よるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジスタの概
要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing a schematic configuration of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a second embodiment to which the second invention of the present invention is applied.

【図7】この発明の第3(第4)の発明を適用した第3
実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジ
スタの概要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 7 is a third example to which the third (fourth) invention of the present invention is applied;
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to an example.

【図8】この発明のの第5の発明を適用した第4実施例
によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジスタの
概要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view schematically showing a schematic configuration of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a fourth embodiment to which the fifth invention of the present invention is applied.

【図9】この発明のの第6(第7)の発明を適用した第
5実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トラン
ジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view schematically showing a schematic configuration of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a fifth embodiment to which the sixth (seventh) invention of the present invention is applied.

【図10】この発明のの第8(第9)の発明を適用した
第6実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トラ
ンジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view schematically showing a schematic configuration of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a sixth embodiment to which the eighth (ninth) invention of the present invention is applied.

【図11】従来例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート
型トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図であ
る。
FIG. 11 is a sectional view schematically showing a schematic configuration of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a conventional example.

【図12】同上従来例装置にドレイン電圧を印加したと
きの空乏層(電界強度分布)の状態を模式的に示す断面
説明図である。
FIG. 12 is a cross-sectional explanatory view schematically showing a state of a depletion layer (electric field strength distribution) when a drain voltage is applied to the conventional example device.

【図13】同上従来例装置の等価回路図である。FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the above conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n+型ドレイン層 2 n-型ドレイン層(第1の半導体層) 3,18 p型ベース層(第2の半導体層) 4 トレンチ(トレンチ凹部) 4a 底部 4b コーナー部 5 n+型ソース層(第1の半導体領域) 6 ゲート絶縁膜 7,14,20 ゲート電極 8 チャネル領域 9,13,13a,22,24 ソース電極 10,21 層間絶縁膜 11 ドレイン電極 12,23 p型ベース領域(第2の半導体領域) 15 共通電極 16 ゲートパッド 17 ショットキーダイオード 19 n+型ソース領域(第3の半導体領域)1 n + type drain layer 2 n type drain layer (first semiconductor layer) 3,18 p type base layer (second semiconductor layer) 4 trench (trench recess) 4a bottom 4b corner 5n + type source layer (First semiconductor region) 6 gate insulating film 7, 14, 20 gate electrode 8 channel region 9, 13, 13a, 22, 24 source electrode 10, 21 interlayer insulating film 11 drain electrode 12, 23 p-type base region (first 2 semiconductor region) 15 common electrode 16 gate pad 17 Schottky diode 19 n + type source region (third semiconductor region)

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年9月22日[Submission date] September 22, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】図10には、従来の一例によるこの種のU
MOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジスタの概要構成
を模式的に示してある。この従来例は、3個のユニット
セルを並列配置させた場合である。
FIG . 10 shows a U of this type according to a conventional example.
1 schematically shows a schematic structure of an insulated gate transistor having a MOS structure. In this conventional example, three unit cells are arranged in parallel.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0004】すなわち、図10に示す装置構成におい
て、従来例によるUMOS構造の絶縁ゲート型トランジ
スタは、第1の半導体層としてのn+型ドレイン層1と、
当該n+型ドレイン層1の主面上に形成された第2の半導
体層としてのn-型ドレイン層2と、第2の半導体層とし
てのn-型ドレイン層2の表面上に p型の不純物を拡散し
て形成された p型ベース層3とを有しており、かつ当該
p型ベース層3の表面上からは、所定のパターンに従い
選択的にシリコンをエッチングして、n-型ドレイン層2
に達するトレンチ凹部(以下、トレンチと呼ぶ)4を掘
り込んである。
That is, in the device structure shown in FIG. 10 , an insulated gate transistor having a UMOS structure according to the conventional example has an n + type drain layer 1 as a first semiconductor layer,
The n + -type drain layer 1 of n as a second semiconductor layer formed on the main surface - -type drain layer 2, n as the second semiconductor layer - the p-type on the type drain layer 2 of the surface And a p-type base layer 3 formed by diffusing impurities, and
From the surface of the p-type base layer 3, silicon is selectively etched according to a predetermined pattern to form the n -type drain layer 2
A trench recess 4 (hereinafter, referred to as a trench) 4 reaching to is dug.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Name of item to be corrected] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0005】そして、前記 p型ベース層3のトレンチ4
に接する表面部には、n+型ソース層5を選択的に形成さ
せると共に、当該トレンチ4の内側壁面間にあって、底
部4a の位置までゲート絶縁膜6を介してゲート電極7
を設けることにより、トレンチ4の各側壁面側での p型
ベース層3のトレンチ面がチャネル領域8となる。
Then, the trench 4 of the p-type base layer 3 is formed.
The n + type source layer 5 is selectively formed on the surface portion in contact with the gate electrode 7 between the inner wall surfaces of the trench 4 and the bottom portion 4a via the gate insulating film 6.
By providing the trench surface of p-type base layer 3 on each side wall surface side of the trench 4 becomes a channel region 8.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0010】次に、図11には、このUMOSにドレイ
ン電圧VDSを印加したときの空乏層の延びを示してあ
る。
Next, FIG. 11 shows the extension of the depletion layer when the drain voltage V DS is applied to this UMOS.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】一方、前記図10に示す構成では、n+型ソ
ース層5, p型ベース層3,およびn-型ドレイン層2に
よって形成される寄生トランジスタが存在する。こゝ
で、一般にUMOSの等価回路は、図12(a) のように
表わされるが、実質的には、図12(b) のようになる。
同図において、Ra は p型ベース層3の縦方向の抵抗で
ある。そして、UMOSが降伏した場合、そのときの降
伏電流Jc は、寄生トランジスタのベース電流となり、
この降伏電流Jcが、当該寄生トランジスタをオンさせ
るベース電流以上になると、この寄生トランジスタを制
御できなくなるために、素子破壊をきたすことになる。
On the other hand, in the structure shown in FIG. 10 , there is a parasitic transistor formed by the n + type source layer 5, the p type base layer 3, and the n type drain layer 2. Here, a UMOS equivalent circuit is generally represented as shown in FIG. 12 (a) , but substantially becomes as shown in FIG. 12 (b) .
In the figure, Ra is the vertical resistance of the p-type base layer 3. When the UMOS breaks down, the breakdown current Jc at that time becomes the base current of the parasitic transistor,
The breakdown current Jc is equal to or on the base conductive Nagare以 turning on the parasitic transistor, in order to lose control of the parasitic transistors, thereby causing a device breakdown.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
トレンチ構造によるUMOSでは、トレンチのコーナー
部に電界集中が発生するために、このようなトレンチ構
造をもたないパワーMOSに比較するとき、低い電圧で
p型ベース層3,およびn-型ドレイン層2が降伏する。
また、寄生トランジスタが存在するために、寄生トラン
ジスタのベース電流を制御できずに、素子破壊を生ずる
という問題点があった。
As described above, in the conventional UMOS having the trench structure, electric field concentration occurs in the corner portion of the trench, and therefore, when compared with the power MOS having no such trench structure. At low voltage
The p-type base layer 3 and the n -type drain layer 2 break down.
Further, since the parasitic transistor exists, the base current of the parasitic transistor cannot be controlled, which causes a problem that the device is destroyed.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】[0026]

【作用】この発明の各発明における絶縁ゲート型トラン
ジスタでは、トレンチ凹部の底部に第2導電型の第2の
半導体領域,またはショットキーダイオードが形成さ
れ、ソース電極に接続されているので、トレンチコーナ
ーでの電界集中が起こりにくく、また寄生トランジスタ
のベース電流が第2導電型の第2の半導体領域,または
ショットキーダイオードを通って流れる。
In the insulated gate transistor according to each of the inventions, the second semiconductor region of the second conductivity type or the Schottky diode is formed at the bottom of the trench recess.
Since it is connected to the source electrode, the trench corner
Is less likely to concentrate in the electric field, and is a parasitic transistor
A second semiconductor region having a base current of the second conductivity type, or
It flows through a Schottky diode.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】[0027]

【実施例】以下、この発明に係る絶縁ゲート型トランジ
スタの各別の実施例につき、図1ないし図9を参照して
詳細に説明する。なお、これらの図1ないし図9に示す
各別の実施例構成において、上記図10ないし図12
示す従来例構成と同一符号は、同一または相当部分を表
している。
EXAMPLES Hereinafter, the another embodiment of the insulated gate transistor according to this invention will, Figures 1 with reference to FIG. 9 will be described in detail. In each of the configurations of the embodiments shown in FIGS . 1 to 9 , the same reference numerals as those in the configurations of the conventional examples shown in FIGS . 10 to 12 represent the same or corresponding parts.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0030[Name of item to be corrected] 0030

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0030】また、前記各トレンチ4の底部4a の中間
部には、第2の半導体領域としてのp型ベース領域12
を拡散形成させた上で、当該各トレンチ4の左,右内側
壁面に接して底部4a の位置まで、それぞれにゲート絶
縁膜6を介してゲート電極14を形成させることによ
り、トレンチ4の各側壁面側での p型ベース層3のトレ
ンチ面がそれぞれにチャネル領域8となる。
In the middle of the bottom 4a of each trench 4, a p-type base region 12 serving as a second semiconductor region is formed.
On the respective sides of the trench 4 by forming a gate electrode 14 through the gate insulating film 6 on each of the left and right inner wall surfaces of the trench 4 up to the position of the bottom 4a. Tray of p-type base layer 3 on the wall side
The punch planes become the channel regions 8 respectively.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0036[Correction target item name] 0036

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0036】この第1実施例による構成の場合、ドレイ
ン電極11とソース電極13間にドレイン電圧VDSが印
加されると、空乏層は、 p型ベース層3と、トレンチ4
の底部での p型ベース領域12との双方から延び始める
ために、従来例での図11に示したトレンチ4のコーナ
ー部4bにおける電界集中が、当該 p型ベース領域12
からの空乏層の延びによって緩和されることになる。
In the structure according to the first embodiment, when the drain voltage V DS is applied between the drain electrode 11 and the source electrode 13, the depletion layer becomes the p-type base layer 3 and the trench 4.
Since it starts to extend from both the p-type base region 12 at the bottom of the p-type base region 12 and the p-type base region 12 at the corner 4b of the trench 4 shown in FIG.
Will be alleviated by the extension of the depletion layer.

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0043[Correction target item name] 0043

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0043】まず、前記深さhについては、こゝでのU
MOSの装置構成上、可能な限り小さい方が、耐圧を高
くでき、かつオン抵抗が小さくなる。但し、少なくとも
ゲート電極14の縦方向の幅以内でなければならない。
なお、この場合、オン抵抗とは、このUMOSに電圧が
印加されてオンし、ドレイン電極11からソース電極1
3にドレイン電流が流れるときの両電極間の抵抗であ
る。
First, regarding the depth h, U at this point
Due to the device structure of the MOS device, the smaller the device voltage is, the higher the breakdown voltage can be and the smaller the on-resistance is. However, it must be at least within the vertical width of the gate electrode 14.
In this case, the on-resistance means that the UMOS is turned on when a voltage is applied to the UMOS and the drain electrode 11 changes to the source electrode
3 is a resistance between the electrodes when the drain current is flow to.

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0044[Correction target item name] 0044

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0044】また、前記寸法lについては、可能な限り
小さい方が、耐圧を高くし得るが、逆にオン抵抗が増加
る。従って、寸法lは耐圧とオン抵抗の関係を考慮し
て決定する必要がある。
[0044] Further, the Dimension l is the smaller as possible, but may increase the breakdown voltage, reverse the ON resistance you increase <br/>. It follows, dimension l In view of the relationship between the breakdown voltage and the on-resistance
Need to decide.

【手続補正13】[Procedure Amendment 13]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0045[Name of item to be corrected] 0045

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0045】次に、図5はこの発明の第2の発明を適用
した第2実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 5 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a second embodiment to which the second invention of the present invention is applied.

【手続補正14】[Procedure Amendment 14]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0048[Correction target item name] 0048

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0048】次に、図6はこの発明の第3の発明を適用
した第3実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 6 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a third embodiment to which the third invention of the present invention is applied.

【手続補正15】[Procedure Amendment 15]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0050[Correction target item name] 0050

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0050】こゝで、一般的には、このような構造にし
た方が、単一面積でのチャネル領域8の割合が増えるの
で、オン時の抵抗を低減し得るのであるが、一方、この
ような構造の場合は、寄生トランジスタが簡単にオンし
て了うことから、前記図10の従来例構造では、 p型ベ
ース層3をソース電極13に短絡させる必要がある。
Here, in general, the ratio of the channel region 8 in a single area increases with such a structure .
In, but as it can reduce the resistance of the ON state, on the other hand, in the case of such a structure, since Ryou parasitic transistor is easily turned on, in the conventional example structure of FIG. 10, p type base It is necessary to short the layer 3 to the source electrode 13.

【手続補正16】[Procedure Amendment 16]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0051[Correction target item name] 0051

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0051】しかし、図6の第3実施例構造のように、
トレンチ4の底部4a に p型ベース領域12を形成させ
た構造では、先に述べた如く、寄生トランジスタによる
素子破壊が極めて起り難いために、n+型ソース層19を
介して p型ベース層18をソース電極13に短絡させる
ことができる。なお、この第3実施例装置においては、
第2実施例装置の場合と同様に、トレンチ4の底部4a
に形成される p型ベース領域12に代えて、ショットキ
ーダイオード17を形成させてもよく、同様な作用、効
果が得られるもので、この発明の第4発明を構成する。
However, as in the structure of the third embodiment of FIG.
In the structure in which the p-type base region 12 is formed in the bottom portion 4a of the trench 4, as described above, the element breakdown due to the parasitic transistor is extremely unlikely to occur, so that the p-type base layer 18 is interposed via the n + -type source layer 19. Can be short-circuited to the source electrode 13. In the device of the third embodiment,
As in the case of the device of the second embodiment, the bottom portion 4a of the trench 4 is
The Schottky diode 17 may be formed in place of the p-type base region 12 formed in 1., and the same action and effect can be obtained, which constitutes the fourth invention of the present invention.

【手続補正17】[Procedure Amendment 17]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0052[Correction target item name] 0052

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0052】次に、図7はこの発明の第5の発明を適用
した第4実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 7 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a fourth embodiment to which the fifth invention of the present invention is applied.

【手続補正18】[Procedure 18]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0053[Correction target item name] 0053

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0053】この第4実施例装置は、前記図10の従来
例装値の構成において、前記図1の第1実施例による構
成、つまり、トレンチ4の底部4a に p型ベース領域2
3を形成させたものであり、他の各部の構成は全く同一
である。こゝで、図7中,20は前記ゲート電極7に対
応するゲート電極、21は前記層間絶縁膜10に対応す
る層間絶縁膜、22は前記ソース電極9に対応するソー
ス電極である。
The device of the fourth embodiment is the same as the device of the first embodiment shown in FIG. 1 in the structure of the conventional example shown in FIG. 10 , that is, the p-type base region 2 is formed at the bottom 4a of the trench 4.
3 is formed, and the configurations of the other parts are exactly the same. Here, in FIG. 7 , 20 is a gate electrode corresponding to the gate electrode 7, 21 is an interlayer insulating film corresponding to the interlayer insulating film 10, and 22 is a source electrode corresponding to the source electrode 9.

【手続補正19】[Procedure Amendment 19]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0055[Correction target item name] 0055

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0055】次に、図8はこの発明の第6の発明を適用
した第5実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 8 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a fifth embodiment to which the sixth invention of the present invention is applied.

【手続補正20】[Procedure amendment 20]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0056[Correction target item name] 0056

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0056】この第5実施例装置は、前記図10の従来
例の構成の一部に、前記図1の第1実施例でのトレンチ
4の底部4a に p型ベース領域12を形成させた構造を
取り入れたものであり、他の各部の構成は全く同一であ
る。こゝで、図8中,24は前記ソース電極9に対応す
るソース電極である。
[0056] The fifth embodiment apparatus, a part of the conventional configuration of FIG. 10, to form a p-type base region 12 at the bottom 4a of the trench 4 in the first embodiment of FIG. 1 structure The configuration of other parts is exactly the same. Here, in FIG. 8 , 24 is a source electrode corresponding to the source electrode 9.

【手続補正21】[Procedure correction 21]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0058[Name of item to be corrected] 0058

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0058】次に、図9はこの発明の第8の発明を適用
した第6実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型
トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
Next, FIG. 9 is a sectional view schematically showing a schematic structure of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a sixth embodiment to which the eighth invention of the present invention is applied.

【手続補正22】[Procedure correction 22]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0059[Correction target item name] 0059

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0059】この第6実施例装置は、前記図10の従来
例の構成の一部に、前記図1の第1実施例でのトレンチ
4の底部4a に p型ベース領域12を形成させた構成、
および前記図6の第3実施例の構成をそれぞれ取り入れ
たものであり、他の各部の構成は全く同一である。
[0059] The sixth embodiment apparatus, a part of the conventional configuration of FIG. 10, a configuration to form a p-type base region 12 at the bottom 4a of the trench 4 in the first embodiment of FIG. 1 ,
The configuration of the third embodiment shown in FIG. 6 is incorporated, and the configuration of the other parts is exactly the same.

【手続補正23】[Procedure amendment 23]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0062[Correction target item name] 0062

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0062】[0062]

【発明の効果】以上、各実施例によって詳述したよう
に、この発明によれば、第1導電型の第1の半導体層,
および当該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導
電型の第2の半導体層を用い、第2の半導体層の表面側
から第1の半導体層内に達するまで複数の各トレンチ凹
部を選択的に堀り込み、かつ第2の半導体層の各トレン
チ凹部に接する表面部に第1導電型の第1の半導体領域
を選択的に形成させると共に、各トレンチ凹部内の底部
に第2導電型の第2の半導体領域を選択的に形成させる
か、あるいはショットキーダイオードを形成させ、ま
た、各トレンチ凹部内の両内側壁面にゲート絶縁膜を介
して個々の各ゲート電極を形成した上で、ソース電極に
より、これらの第2の半導体層,第1の半導体領域,お
よび第2の半導体領域の相互間,あるいはこれらの第2
の半導体層,第1の半導体領域,およびショットキーダ
イオードの相互間を短絡して構成させたので、トレンチ
コーナーでの電界集中が起こりにくく、また寄生トラン
ジスタのベース電流が第2の半導体領域あるいはショッ
トキーダイオードを通って流れることになり、この結
果、降伏電圧に対する素子の耐圧の低下,ならびに寄生
トランジスタのオンによる素子の破壊などをそれぞれ良
好かつ効果的に防止し得るという優れた特長がある。
As described above in detail for each embodiment, according to the present invention, the first semiconductor layer of the first conductivity type,
And using the second semiconductor layer of the second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, a plurality of trench recesses are formed from the surface side of the second semiconductor layer to the inside of the first semiconductor layer. And selectively forming a first semiconductor region of the first conductivity type on the surface of the second semiconductor layer in contact with each trench recess, and forming a second semiconductor on the bottom of each trench recess. A second semiconductor region of conductivity type is selectively formed or a Schottky diode is formed, and each gate electrode is formed on both inner wall surfaces in each trench recess via a gate insulating film. At the source electrode, between the second semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor region, or these second semiconductor layers.
Since the semiconductor layer, the first semiconductor region, and the Schottky diode are short-circuited to each other, the trench
Electric field concentration is less likely to occur at corners, and parasitic
The base current of the transistor is the second semiconductor region or
Since it flows through the Toky diode, as a result, it is possible to satisfactorily and effectively prevent the reduction of the breakdown voltage of the element against the breakdown voltage and the breakdown of the element due to the turning on of the parasitic transistor.

【手続補正24】[Procedure correction 24]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

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

【図1】この発明の第1の発明を適用した第1実施例に
よるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジスタの概
要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a schematic configuration of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to a first embodiment to which the first invention of the present invention is applied.

【図2】同上第1実施例構成の要部を破断して模式的に
示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing a main part of the configuration of the first embodiment, broken away.

【図3】同上第1実施例装置にドレイン電圧を印加した
ときの空乏層(電界強度分布)の状態を模式的に示す断
面説明図である。
FIG. 3 is a sectional explanatory view schematically showing a state of a depletion layer (electric field strength distribution) when a drain voltage is applied to the device of the first embodiment.

【図4】同上第1実施例装置の等価回路図である。FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the device according to the first embodiment.

【図5】この発明の第2の発明を適用した第2実施例に
よるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジスタの概
要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 5 shows a second embodiment to which the second invention of the present invention is applied.
Outline of Insulated Gate Transistor with UMOS Structure
It is sectional drawing which shows a required structure typically.

【図6】この発明の第3(第4)の発明を適用した第3
実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジ
スタの概要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 6 is a third view to which the third (fourth) invention of the present invention is applied;
Insulated gate type transistor having UMOS structure according to an embodiment
It is sectional drawing which shows the schematic structure of a star typically.

【図7】この発明のの第5の発明を適用した第4実施例
によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トランジスタの
概要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 7 is a fourth embodiment to which the fifth invention of the present invention is applied.
Of an insulated gate transistor having a UMOS structure according to
It is sectional drawing which shows a schematic structure typically.

【図8】この発明のの第6(第7)の発明を適用した第
5実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トラン
ジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 8 is a diagram showing the sixth (seventh) invention of the present invention;
Insulated gate type transistor having UMOS structure according to Example 5
It is sectional drawing which shows the schematic structure of a transistor.

【図9】この発明のの第8(第9)の発明を適用した第
6実施例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート型トラン
ジスタの概要構成を模式的に示す断面図である。
FIG. 9 is a diagram showing an eighth (9th) aspect of the invention;
Insulated Gate Transistor Having UMOS Structure According to Sixth Embodiment
It is sectional drawing which shows the schematic structure of a transistor.

【図10】従来例によるUMOS構造をもつ絶縁ゲート
型トランジスタの概要構成を模式的に示す断面図であ
る。
FIG. 10 is an insulated gate having a UMOS structure according to a conventional example .
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a transistor
It

【図11】同上従来例装置にドレイン電圧を印加したと
きの空乏層(電界強度分布)の状態を模式的に示す断面
説明図である。
FIG. 11 is the same as above when a drain voltage is applied to the conventional device .
Cross section that schematically shows the state of the mushroom depletion layer (electric field strength distribution)
FIG.

【図12】同上従来例装置の等価回路図である。 FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the above conventional device.

【符号の説明】 1 n+型ドレイン層 2 n-型ドレイン層(第1の半導体層) 3,18 p型ベース層(第2の半導体層) 4 トレンチ(トレンチ凹部) 4a 底部 4b コーナー部 5 n+型ソース層(第1の半導体領域) 6 ゲート絶縁膜 7,14,20 ゲート電極 8 チャネル領域 9,13,13a,22,24 ソース電極 10,21 層間絶縁膜 11 ドレイン電極 12,23 p型ベース領域(第2の半導体領域) 15 共通電極 16 ゲートパッド 17 ショットキーダイオード 19 n+型ソース領域(第3の半導体領域)[Description of Reference Signs] 1 n + type drain layer 2 n type drain layer (first semiconductor layer) 3,18 p type base layer (second semiconductor layer) 4 trench (trench recess) 4a bottom 4b corner 5 n + type source layer (first semiconductor region) 6 gate insulating film 7, 14, 20 gate electrode 8 channel region 9, 13, 13a, 22, 24 source electrode 10, 21 interlayer insulating film 11 drain electrode 12, 23 p Type base region (second semiconductor region) 15 Common electrode 16 Gate pad 17 Schottky diode 19 n + type source region (third semiconductor region)

【手続補正25】[Procedure correction 25]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

【手続補正26】[Procedure Amendment 26]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図5[Name of item to be corrected] Figure 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図5】 [Figure 5]

【手続補正27】[Procedure Amendment 27]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図6[Name of item to be corrected] Figure 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図6】 [Figure 6]

【手続補正28】[Procedure correction 28]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図7[Name of item to be corrected] Figure 7

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図7】 [Figure 7]

【手続補正29】[Procedure correction 29]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Figure 8

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図8】 [Figure 8]

【手続補正30】[Procedure amendment 30]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Figure 9

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図9】 [Figure 9]

【手続補正31】[Procedure correction 31]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図10[Name of item to be corrected] Fig. 10

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図10】 [Figure 10]

【手続補正32】[Procedure correction 32]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図11[Name of item to be corrected] Fig. 11

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図11】 FIG. 11

【手続補正33】[Procedure amendment 33]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図12[Name of item to be corrected] Fig. 12

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図12】 [Fig. 12]

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ複
数の各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の各トレン
チ凹部に接する表面部に選択的に形成させた第1導電型
の第1の半導体領域と、前記各トレンチ凹部内の底部に
選択的に形成させた第2導電型の第2の半導体領域と、
前記各トレンチ凹部内の両内側壁面に対して、それぞれ
にゲート絶縁膜を介して接し、かつ層間絶縁膜により被
覆させて、前記第2の半導体領域の端部に重なるように
形成させた個々の各ゲート電極と、前記第2の半導体
層,第1の半導体領域,および第2の半導体領域の相互
間を短絡して形成させたソース電極と、前記第1の半導
体層の裏面側対応に形成させたドレイン電極とを、少な
くとも備えることを特徴とする絶縁ゲート型トランジス
タ。
1. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. From above, a plurality of trench recesses selectively dug into the first semiconductor layer and a first conductive layer selectively formed on a surface portion of the second semiconductor layer in contact with the trench recesses. A first semiconductor region of the second conductivity type, and a second semiconductor region of the second conductivity type selectively formed at the bottom of each of the trench recesses,
Each of the inner wall surfaces in each of the trench recesses is formed so as to be in contact with each other via a gate insulating film and covered with an interlayer insulating film so as to overlap the end portion of the second semiconductor region. A source electrode formed by short-circuiting each gate electrode, the second semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor region, and a back electrode side of the first semiconductor layer. An insulated gate transistor comprising at least the drain electrode thus formed.
【請求項2】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ複
数の各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の各トレン
チ凹部に接する表面部に選択的に形成させた第1導電型
の第1の半導体領域と、前記各トレンチ凹部内の両内側
壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、
かつ層間絶縁膜により被覆して形成させた個々の各ゲー
ト電極と、前記各ゲート電極を被覆する層間絶縁膜間で
のトレンチ凹部内の底部に設けたショットキーダイオー
ドと、前記第2の半導体層,第1の半導体領域,および
ショットキーダイオードの相互間を短絡して形成させた
ソース電極と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成
させたドレイン電極とを、少なくとも備えることを特徴
とする絶縁ゲート型トランジスタ。
2. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. From above, a plurality of trench recesses selectively dug into the first semiconductor layer and a first conductive layer selectively formed on a surface portion of the second semiconductor layer in contact with the trench recesses. The first semiconductor region of the mold and both inner wall surfaces in the trench recesses are in contact with each other through a gate insulating film,
In addition, each gate electrode formed by being covered with an interlayer insulating film, a Schottky diode provided at the bottom in the trench recess between the interlayer insulating films covering each gate electrode, and the second semiconductor layer At least a source electrode formed by short-circuiting the first semiconductor region and the Schottky diode, and a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer. Insulated gate transistor.
【請求項3】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ複
数の各トレンチ凹部と、前記各トレンチ凹部間での第2
の半導体層上に形成させた第1導電型の第3の半導体領
域と、前記各トレンチ凹部内の底部に選択的に形成させ
た第2導電型の第2の半導体領域と、前記各トレンチ凹
部内の両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を
介して接し、かつ層間絶縁膜により被覆させて、前記第
2の半導体領域の端部に重なるように形成させた個々の
各ゲート電極と、前記第3の半導体領域,および第2の
半導体領域の相互間を短絡して形成させたソース電極
と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成させたドレ
イン電極とを、少なくとも備えることを特徴とする絶縁
ゲート型トランジスタ。
3. A first semiconductor layer of the first conductivity type, a second semiconductor layer of the second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. A plurality of trench recesses that are selectively dug from the top to the inside of the first semiconductor layer, and a second trench between the trench recesses.
Second conductive type third semiconductor region formed on the semiconductor layer, second conductive type second semiconductor region selectively formed at the bottom of each trench recess, and each trench recess The respective inner side wall surfaces of the inner side wall surface and the inner wall surfaces of the inner side wall surface of the second semiconductor region, which are in contact with each other through the gate insulating film and are covered with the interlayer insulating film so as to overlap the end portions of the second semiconductor region. A source electrode formed by short-circuiting the third semiconductor region and the second semiconductor region, and a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer. Insulated gate type transistor.
【請求項4】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成させた第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ複
数の各トレンチ凹部と、前記各トレンチ凹部間での第2
の半導体層上に形成させた第1導電型の第3の半導体領
域と、前記各トレンチ凹部内の両内側壁面に対して、そ
れぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層間絶縁膜に
より被覆して形成させた個々の各ゲート電極と、前記各
ゲート電極を被覆する層間絶縁膜間でのトレンチ凹部内
の底部に設けたショットキーダイオードと、前記第3の
半導体領域,およびショットキーダイオードの相互間を
短絡して形成させたソース電極と、前記第1の半導体層
の裏面側対応に形成させたドレイン電極とを、少なくと
も備えることを特徴とする絶縁ゲート型トランジスタ。
4. A first conductive type first semiconductor layer, a second conductive type second semiconductor layer formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. A plurality of trench recesses that are selectively dug from the top to the inside of the first semiconductor layer, and a second trench between the trench recesses.
The third semiconductor region of the first conductivity type formed on the semiconductor layer and both inner wall surfaces in each of the trench recesses are in contact with each other through the gate insulating film and are covered with the interlayer insulating film. The individual Schottky diodes provided at the bottom of the trench recess between the respective gate electrodes formed as described above, the interlayer insulating films covering the respective gate electrodes, the third semiconductor region, and the Schottky diode. An insulated gate transistor comprising at least a source electrode formed by short-circuiting between the two and a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer.
【請求項5】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込むと共
に、掘り込んだ底部に選択的に第2の半導体領域を形成
させた複数の各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の
各トレンチ凹部に接する表面部に選択的に形成された第
1導電型の第1の半導体領域と、前記各トレンチ凹部内
の両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介し
て接し、かつ上部,下部を層間絶縁膜により被覆して形
成させたゲート電極と、前記第2の半導体層,および第
1の半導体領域の相互間を短絡して形成させたソース電
極と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成させたド
レイン電極とを、少なくとも備えることを特徴とする絶
縁ゲート型トランジスタ。
5. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. A plurality of trench recesses in which the second semiconductor region is selectively formed from the top until reaching the inside of the first semiconductor layer, and a second semiconductor region is selectively formed in the dug bottom, and the second semiconductor layer. A first semiconductor region of the first conductivity type selectively formed on the surface portion in contact with each trench recess, and both inner wall surfaces in each trench recess are in contact with each other via a gate insulating film, A gate electrode formed by covering the upper and lower portions with an interlayer insulating film; a source electrode formed by short-circuiting the second semiconductor layer and the first semiconductor region; and the first electrode. The drain electrode formed on the back side of the semiconductor layer An insulated gate transistor characterized in that it is provided at least.
【請求項6】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層に達して選択的に掘り込まれた複数の
各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の各トレンチ凹
部に接する表面部に選択的に形成された第1導電型の第
1の半導体領域と、前記隣接する一方のトレンチ凹部内
の両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介し
て接し、かつ上部,下部を層間絶縁膜により被覆して形
成させたゲート電極,および他方のトレンチ凹部内の底
部に第2導電型の第2の半導体領域を選択的に形成させ
ると共に、当該他方のトレンチ凹部内の両内側壁面に対
して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層間
絶縁膜により被覆させて、前記第2の半導体領域の端部
に重なるように形成させた個々の各ゲート電極と、前記
第2の半導体層,第1の半導体領域,および第2の半導
体領域の相互間を短絡して形成させたソース電極と、前
記第1の半導体層の裏面側対応に形成させたドレイン電
極とを、少なくとも備えることを特徴とする絶縁ゲート
型トランジスタ。
6. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. From above, a plurality of trench recesses that reach the first semiconductor layer and are selectively dug therein, and a first conductive layer that is selectively formed on a surface portion of the second semiconductor layer that is in contact with the trench recesses. The first semiconductor region of the mold and the inner wall surfaces in both of the adjacent trench recesses are in contact with each other through the gate insulating film, and the upper and lower portions are covered with the interlayer insulating film. A second semiconductor region of the second conductivity type is selectively formed at the bottom of the gate electrode and the other trench recess, and a gate insulating film is formed on both inner wall surfaces of the other trench recess. And is covered with an interlayer insulating film. The individual gate electrodes formed so as to overlap the end portions of the second semiconductor region and the second semiconductor layer, the first semiconductor region, and the second semiconductor region are short-circuited with each other. An insulated gate transistor, comprising at least a source electrode formed as described above and a drain electrode formed so as to correspond to the back surface side of the first semiconductor layer.
【請求項7】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層に達して選択的に掘り込まれた複数の
各トレンチ凹部と、前記第2の半導体層の各トレンチ凹
部に接する表面部に選択的に形成された第1導電型の第
1の半導体領域と、前記隣接する一方のトレンチ凹部内
の両内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介し
て接し、かつ上部,下部を層間絶縁膜により被覆して形
成させたゲート電極,および他方のトレンチ凹部内の両
内側壁面に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接
し、かつ層間絶縁膜により被覆して形成させた個々の各
ゲート電極と、前記他方のトレンチ凹部内の各ゲート電
極を被覆する層間絶縁膜間でのトレンチ凹部内の底部に
設けたショットキーダイオードと、前記第2の半導体
層,第1の半導体領域,およびショットキーダイオード
の相互間を短絡して形成させたソース電極と、前記第1
の半導体層の裏面側対応に形成させたドレイン電極と
を、少なくとも備えることを特徴とする絶縁ゲート型ト
ランジスタ。
7. A first semiconductor layer of a first conductivity type, a second semiconductor layer of a second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. From above, a plurality of trench recesses that reach the first semiconductor layer and are selectively dug therein, and a first conductive layer that is selectively formed on a surface portion of the second semiconductor layer in contact with the trench recesses. The first semiconductor region of the mold and the inner wall surfaces in both of the adjacent trench recesses are in contact with each other through the gate insulating film, and the upper and lower portions are covered with the interlayer insulating film. Each gate electrode formed by being in contact with the gate electrode and both inner wall surfaces in the other trench recess via the gate insulating film and being covered with the interlayer insulating film, and the other trench recess Insulation covering each gate electrode inside A Schottky diode provided at the bottom of the trench recess between the edge films, a source electrode formed by short-circuiting the second semiconductor layer, the first semiconductor region, and the Schottky diode; First
And a drain electrode formed so as to correspond to the back surface side of the semiconductor layer.
【請求項8】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ複
数の各トレンチ凹部と、前記各トレンチ凹部間での第2
の半導体層上に形成させた第1導電型の第3の半導体領
域と、前記隣接する一方のトレンチ凹部内の両内側壁面
に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ
上部,下部を層間絶縁膜により被覆して形成させたゲー
ト電極,および他方のトレンチ凹部内の底部に第2導電
型の第2の半導体領域を選択的に形成させると共に、当
該他方のトレンチ凹部内の両内側壁面に対して、それぞ
れにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層間絶縁膜により
被覆して第2の半導体領域の端部に重なるように形成さ
せた個々の各ゲート電極と、前記第3の半導体領域,お
よび第2の半導体領域の相互間を短絡して形成させたソ
ース電極と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成さ
せたドレイン電極とを、少なくとも備えることを特徴と
する絶縁ゲート型トランジスタ。
8. A first semiconductor layer of the first conductivity type, a second semiconductor layer of the second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. A plurality of trench recesses that are selectively dug from the top to the inside of the first semiconductor layer, and a second trench between the trench recesses.
The third semiconductor region of the first conductivity type formed on the semiconductor layer and both inner wall surfaces in the adjacent one of the trench recesses through the gate insulating film, and the upper and lower portions. And a gate electrode formed by covering with an interlayer insulating film, and a second semiconductor region of the second conductivity type is selectively formed at the bottom of the other trench recess, and both inner sides of the other trench recess are formed. The respective gate electrodes, which are in contact with the wall surface through the gate insulating film and are covered with the interlayer insulating film so as to overlap the end portions of the second semiconductor region, and the third semiconductor. An insulated gate, comprising at least a source electrode formed by short-circuiting a region and a second semiconductor region, and a drain electrode formed corresponding to a back surface side of the first semiconductor layer. Type Transistor.
【請求項9】 第1導電型の第1の半導体層,および当
該第1の半導体層の表面上に形成された第2導電型の第
2の半導体層と、前記第2の半導体層の表面上から、前
記第1の半導体層内に達するまで選択的に掘り込んだ複
数の各トレンチ凹部と、前記各トレンチ凹部間での第2
の半導体層上に形成させた第1導電型の第3の半導体領
域と、前記隣接する一方のトレンチ凹部内の両内側壁面
に対して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ
上部,下部を層間絶縁膜により被覆して形成させたゲー
ト電極,および他方のトレンチ凹部内の両内側壁面に対
して、それぞれにゲート絶縁膜を介して接し、かつ層間
絶縁膜により被覆して形成させた個々の各ゲート電極
と、前記他方のトレンチ凹部内の各ゲート電極を被覆す
る層間絶縁膜間でのトレンチ凹部内の底部に設けたショ
ットキーダイオードと、前記第3の半導体領域,および
ショットキーダイオードの相互間を短絡して形成させた
ソース電極と、前記第1の半導体層の裏面側対応に形成
させたドレイン電極とを、少なくとも備えることを特徴
とする絶縁ゲート型トランジスタ。
9. A first semiconductor layer of the first conductivity type, a second semiconductor layer of the second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer. A plurality of trench recesses that are selectively dug from the top to the inside of the first semiconductor layer, and a second trench between the trench recesses.
The third semiconductor region of the first conductivity type formed on the semiconductor layer and the inner wall surfaces in the adjacent one of the trench recesses through the gate insulating film, and the upper and lower portions. A gate electrode formed by being covered with an interlayer insulating film, and both inner wall surfaces in the other trench recess, which are in contact with each other through the gate insulating film and are formed by being covered with an interlayer insulating film. Of the gate electrode and the Schottky diode provided at the bottom of the trench recess between the interlayer insulating films covering the gate electrodes of the other trench recess, the third semiconductor region, and the Schottky diode. At least a source electrode formed by short-circuiting each other and a drain electrode formed corresponding to the back surface side of the first semiconductor layer are provided. Transistor.
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