JPH0614547B2 - パワーmosfet - Google Patents
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパワーMOSFET(Metal・Oxide・Semiconduc
tor type Field Effect Transistor)に関する。
tor type Field Effect Transistor)に関する。
横形のパワー用MOSFETはソースを基板側(第2ゲ
ート)に接続する構成であるため、高周波特性が安定で
あるとされているが、通常、ソース電極に金属ワイヤの
一端を接続(ボンディング)し、半導体チップ(基板)
の取付けられたステムにワイヤの他端を接続するように
している。
ート)に接続する構成であるため、高周波特性が安定で
あるとされているが、通常、ソース電極に金属ワイヤの
一端を接続(ボンディング)し、半導体チップ(基板)
の取付けられたステムにワイヤの他端を接続するように
している。
上記構成の場合、第2A図に示すようにソースSに高い
インダクタンスLsを生じることになり、高周波特性を
低下させる欠点がある。
インダクタンスLsを生じることになり、高周波特性を
低下させる欠点がある。
本発明は上記にかんがみ、ワイヤを使用しないでソース
と基板側の接続を行なおうとするもので、その目的はチ
ップ面積を増大させることなく、ソース基板間のシリー
ズ抵抗を低減させたソース・インダクタンスのない高周
波特性にすぐれたパワーMOSFETを提供することに
ある。
と基板側の接続を行なおうとするもので、その目的はチ
ップ面積を増大させることなく、ソース基板間のシリー
ズ抵抗を低減させたソース・インダクタンスのない高周
波特性にすぐれたパワーMOSFETを提供することに
ある。
まず、本発明の具体的な実施例の説明に先立って、発明
者等によって考えられたソース・インダクタンスを低減
させる参考例を以下に説明する。
者等によって考えられたソース・インダクタンスを低減
させる参考例を以下に説明する。
第1図は横形NチャネルMOSFETに適用した場合の
参考例を示す。同図において、1はP−型Si基板、2
はP+型高濃度不純物ドープ層で金属電極層3を介して
ステム等に接続される。4はソース領域となるN+層、
5はドレイン領域となるN+層、6はドレイン側の耐圧
部となるN−層7はソース領域の表面より基板のP+層
2に達するように形成したP+打抜き拡散層である。8
はゲート絶縁膜(SiO2膜)、9はポリSi又はMo
からなるゲート、10は絶縁膜、11、12はソース、
ドレイン各領域にオーミックコンタクトするAl電極で
ある。
参考例を示す。同図において、1はP−型Si基板、2
はP+型高濃度不純物ドープ層で金属電極層3を介して
ステム等に接続される。4はソース領域となるN+層、
5はドレイン領域となるN+層、6はドレイン側の耐圧
部となるN−層7はソース領域の表面より基板のP+層
2に達するように形成したP+打抜き拡散層である。8
はゲート絶縁膜(SiO2膜)、9はポリSi又はMo
からなるゲート、10は絶縁膜、11、12はソース、
ドレイン各領域にオーミックコンタクトするAl電極で
ある。
この参考例のように各ユニットにおけるソース領域4の
一部に直接重なり、基板の表面から低抵抗のP+層2に
達するP+打抜き拡散層7を設けることにより、ソース
ワイヤを用いることなくソース電極とP+層(基板)と
の接続を行なうことができる。このP+拡散層7を充分
に大きくとれば、ソースワイヤ、つまりワイヤによるL
成分がなくなるために第2B図に等価的に示すようにソ
ースインダクタンスは皆無となり、高周波特性(特にL
HF帯域以上で)が向上し、又ボンディング工数を低減
することができる。
一部に直接重なり、基板の表面から低抵抗のP+層2に
達するP+打抜き拡散層7を設けることにより、ソース
ワイヤを用いることなくソース電極とP+層(基板)と
の接続を行なうことができる。このP+拡散層7を充分
に大きくとれば、ソースワイヤ、つまりワイヤによるL
成分がなくなるために第2B図に等価的に示すようにソ
ースインダクタンスは皆無となり、高周波特性(特にL
HF帯域以上で)が向上し、又ボンディング工数を低減
することができる。
第3図は、P+打抜き拡散層をアクティブ領域(FET
形成領域)以外の部分に形成する場合のNチャネルMO
SFETの参考例を示す。同図において、P+打抜き拡
散層13はソース領域4から離れた基板周辺部に基板表
面から基板のP+層2に達するように形成し、ソース領
域4にコンタクトするAl配線11の一部11aがP+打
抜き拡散層13の上に延在することにより、ソースワイ
ヤを用いることなくソース電極とP+層(基板)との接
続を行なうことができる。この参考例においてはアクテ
ィブ領域に広い面積を要することなく、前記参考例(第
1図)の場合と同様の効果を得ることができる。
形成領域)以外の部分に形成する場合のNチャネルMO
SFETの参考例を示す。同図において、P+打抜き拡
散層13はソース領域4から離れた基板周辺部に基板表
面から基板のP+層2に達するように形成し、ソース領
域4にコンタクトするAl配線11の一部11aがP+打
抜き拡散層13の上に延在することにより、ソースワイ
ヤを用いることなくソース電極とP+層(基板)との接
続を行なうことができる。この参考例においてはアクテ
ィブ領域に広い面積を要することなく、前記参考例(第
1図)の場合と同様の効果を得ることができる。
第4図(a)〜(h)は第3図に示したNチャネルMOSFE
Tの製造プロセスを各工程順に示す。
Tの製造プロセスを各工程順に示す。
(a)高抵抗P型Si基板1の一方の主面にB(ボロン)
ドープによる低抵抗P+層2を形成したものを用意し、
その他方の主面(上面)に表面酸化(WetO2 100
0℃×120分)により酸化膜14を形成し、ホトレジ
スト処理によりその一部を窓開し、Bデポジット(10
30℃×30分L.P)及び引伸し拡散(WetO2 10
00℃×20分)を行なって基板表面からP+層2に達
するP+打抜き拡散層13を形成する。
ドープによる低抵抗P+層2を形成したものを用意し、
その他方の主面(上面)に表面酸化(WetO2 100
0℃×120分)により酸化膜14を形成し、ホトレジ
スト処理によりその一部を窓開し、Bデポジット(10
30℃×30分L.P)及び引伸し拡散(WetO2 10
00℃×20分)を行なって基板表面からP+層2に達
するP+打抜き拡散層13を形成する。
(b)P+打抜き拡散層13に重なるように基板表面にB
をデポジット(1020℃×30分)し拡散(WetO
2 、1000℃×120分)し、浅いP+コンタクト拡
散層15を形成する。
をデポジット(1020℃×30分)し拡散(WetO
2 、1000℃×120分)し、浅いP+コンタクト拡
散層15を形成する。
(c)ホトレジスト処理によりソース、ドレイン領域の酸
化膜を窓開し、P(リン)デポ(1025℃×10−15
−5分)し、拡散(WetO2、1000℃×30分)し
てN+ソース、ドレイン領域4、5を形成する。
化膜を窓開し、P(リン)デポ(1025℃×10−15
−5分)し、拡散(WetO2、1000℃×30分)し
てN+ソース、ドレイン領域4、5を形成する。
(d)ゲート部の酸化膜を一たんエッチ除去し、ゲート酸
化(dry O2 1200℃×24分)を行なって薄いSi
O2膜8を形成し、この後Mo(モリブデン)をスパッ
タし、ホトレジスト処理、ドライエツチによりMoゲー
ト(厚さ450nm)9を形成する。
化(dry O2 1200℃×24分)を行なって薄いSi
O2膜8を形成し、この後Mo(モリブデン)をスパッ
タし、ホトレジスト処理、ドライエツチによりMoゲー
ト(厚さ450nm)9を形成する。
(e)Moゲート9をマスクとし、SiO2膜を通してP
(リン)とイオン打込み(1.5〜2−5 1012at
oms/cm2)、引伸しによりN−高耐圧領域6を形成す
る。この後、ソース、ドレイン領域のコンタクト部にリ
ンを高濃度にイオン打込みする。
(リン)とイオン打込み(1.5〜2−5 1012at
oms/cm2)、引伸しによりN−高耐圧領域6を形成す
る。この後、ソース、ドレイン領域のコンタクト部にリ
ンを高濃度にイオン打込みする。
(f)CVD(気相化学析出)法によりPSG(リン・シ
リケートガラス)をデポジットして厚さ0.9μm程度
のPSG膜10を形成する。
リケートガラス)をデポジットして厚さ0.9μm程度
のPSG膜10を形成する。
(g)このあとN2、H2 雰囲気中でアニールを行ない、コ
ンタクトエツチ後Alを蒸着し、ホトエッチによりソー
ス電極11及びドレイン電極12を形成する。このうち
ソース電極の一部11aはP+打込み拡散層13の表面に
延在してこれとコンタクトする。最後に、図示されてい
ないが全面にパッシペイションとなるSiをデポジット
し、ホトエッチによりボンディングパット部を窓開して
MOSFETを完成する。
ンタクトエツチ後Alを蒸着し、ホトエッチによりソー
ス電極11及びドレイン電極12を形成する。このうち
ソース電極の一部11aはP+打込み拡散層13の表面に
延在してこれとコンタクトする。最後に、図示されてい
ないが全面にパッシペイションとなるSiをデポジット
し、ホトエッチによりボンディングパット部を窓開して
MOSFETを完成する。
第5図に示す参考例において、FET形成領域以外の基
板表面を基板のP+層までエッチして、モート(moat)部
16とし、このモート部16の表面にP+拡散層17を
形成し、その上にAl層11bを形成したもので、この
Al層11bはソース電極のAl層11と接続する。こ
のような参考例においては、モート部表面のP+拡散層
17を浅く形成することができ、第3図の場合に比して
P+拡散層形成時の熱処理時間の短縮を図ることができ
る。
板表面を基板のP+層までエッチして、モート(moat)部
16とし、このモート部16の表面にP+拡散層17を
形成し、その上にAl層11bを形成したもので、この
Al層11bはソース電極のAl層11と接続する。こ
のような参考例においては、モート部表面のP+拡散層
17を浅く形成することができ、第3図の場合に比して
P+拡散層形成時の熱処理時間の短縮を図ることができ
る。
第5図で示した参考例では基板表面とモート部の境界
(エッチの肩部)21でAl段切れを生ずるおそれがあ
り、そのAl段切れが生じた場合、ソース電極11から
のAl層電流通路が全体的に断たれることになり、半導
体であるP+拡散層への迂回電流通路が無視できなくな
る。つまり、Al段切れによってソース・基板間のシリ
ーズ抵抗の増加につながる。
(エッチの肩部)21でAl段切れを生ずるおそれがあ
り、そのAl段切れが生じた場合、ソース電極11から
のAl層電流通路が全体的に断たれることになり、半導
体であるP+拡散層への迂回電流通路が無視できなくな
る。つまり、Al段切れによってソース・基板間のシリ
ーズ抵抗の増加につながる。
本発明はかかる問題点をも解決しようとするもの、つま
りソース電極からのAl層電流通路を確保し、ソース・
基板間のシリーズ抵抗の低減を一層図ったものであり、
その構成は、半導体基板の一主面に絶縁ゲート及びソー
ス・ドレイン領域を有し、基板の他主面にステムに接続
するための低比抵抗層を有し、前記ソース領域と前記基
板他主面側の低比抵抗層とを電気的接続して成るパワー
MOSFETであって、前記基板周辺における一主面部
に前記ソース領域に接続されたソース電極が形成され、
そのソース電極下であって、基板表面から基板低比抵抗
層に達する基板と同じ導電型の低比抵抗領域が基板表面
ならびにその基板表面の一部にあけられた複数個点在す
る凹部の表面に沿って形成され、前記ソース電極は前記
凹部を有する低比抵抗領域主表面部全体に接して形成さ
れているものであって、かつ該凹部間の低比抵抗領域平
坦表面上でメッシュ状のソース電極部を構成するように
形成されていることを特徴とするものである。
りソース電極からのAl層電流通路を確保し、ソース・
基板間のシリーズ抵抗の低減を一層図ったものであり、
その構成は、半導体基板の一主面に絶縁ゲート及びソー
ス・ドレイン領域を有し、基板の他主面にステムに接続
するための低比抵抗層を有し、前記ソース領域と前記基
板他主面側の低比抵抗層とを電気的接続して成るパワー
MOSFETであって、前記基板周辺における一主面部
に前記ソース領域に接続されたソース電極が形成され、
そのソース電極下であって、基板表面から基板低比抵抗
層に達する基板と同じ導電型の低比抵抗領域が基板表面
ならびにその基板表面の一部にあけられた複数個点在す
る凹部の表面に沿って形成され、前記ソース電極は前記
凹部を有する低比抵抗領域主表面部全体に接して形成さ
れているものであって、かつ該凹部間の低比抵抗領域平
坦表面上でメッシュ状のソース電極部を構成するように
形成されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、凹部が存在するためにその凹部の肩部
で第5図に示す参考例と同様にソース電極を成す金属層
(Al層)断切れが生じるおそれがあるが、その凹部は
複数個点在して構成されているため、その凹部間の低比
抵抗領域平坦表面のソース電極はAl断切れのないメッ
シュ状のソース電極部を構成するため、表面が金属層に
よる低抵抗の電流通路を確保できる。このため、たとえ
凹部の肩部でAl断切れが生じても金属層の電流通路を
確保できるから、ソース・基板間のシリーズ抵抗の増加
を防ぐことができ、周波数特性を向上させることができ
る。
で第5図に示す参考例と同様にソース電極を成す金属層
(Al層)断切れが生じるおそれがあるが、その凹部は
複数個点在して構成されているため、その凹部間の低比
抵抗領域平坦表面のソース電極はAl断切れのないメッ
シュ状のソース電極部を構成するため、表面が金属層に
よる低抵抗の電流通路を確保できる。このため、たとえ
凹部の肩部でAl断切れが生じても金属層の電流通路を
確保できるから、ソース・基板間のシリーズ抵抗の増加
を防ぐことができ、周波数特性を向上させることができ
る。
第6図、第6A図に示す本発明の実施例は、FET形成
領域以外の基板周辺部表面を部分的に、例えば基板平坦
表面部がメッシュ状に成るようにエッチして多数の凹部
18を点在形成し、そのメッシュを含む上記領域全面に
P+拡散層19を形成し、そのP+拡散層19全体に接
してAl層20を形成したものである。このような構造
は、たとえ凹部の肩部でAl断切れが生じてもその凹部
間にAl断切れのないメッシュ状のソース電極部により
金属層の電流通路を確保できることになる。すなわち、
Al断切れは一般的に方向性があり、第6図において×
印で示したように、各ミゾ(凹部)18の肩部でAl断
切れが生じたとしても、ソース電極11よりの電流は矢
印に示すようにミゾ(凹部)18の間の基板平坦部のメ
ッシュ状電極を通り、Al断切れが生じていない電極部
を通ってミゾの底部の電極を通って基板(P+層)2へ
流れ込む(抜ける)ようになる。つまり、電流はメッシ
ュ状電極、凹部電極、凹部下低比抵抗領域そして基板低
比抵抗層の低抵抗部を通して抜けることになるため、実
効的なソース・基板間シリーズ抵抗は小さくなる。
領域以外の基板周辺部表面を部分的に、例えば基板平坦
表面部がメッシュ状に成るようにエッチして多数の凹部
18を点在形成し、そのメッシュを含む上記領域全面に
P+拡散層19を形成し、そのP+拡散層19全体に接
してAl層20を形成したものである。このような構造
は、たとえ凹部の肩部でAl断切れが生じてもその凹部
間にAl断切れのないメッシュ状のソース電極部により
金属層の電流通路を確保できることになる。すなわち、
Al断切れは一般的に方向性があり、第6図において×
印で示したように、各ミゾ(凹部)18の肩部でAl断
切れが生じたとしても、ソース電極11よりの電流は矢
印に示すようにミゾ(凹部)18の間の基板平坦部のメ
ッシュ状電極を通り、Al断切れが生じていない電極部
を通ってミゾの底部の電極を通って基板(P+層)2へ
流れ込む(抜ける)ようになる。つまり、電流はメッシ
ュ状電極、凹部電極、凹部下低比抵抗領域そして基板低
比抵抗層の低抵抗部を通して抜けることになるため、実
効的なソース・基板間シリーズ抵抗は小さくなる。
したがって、上記実施例ではAl段切れがあってもソー
スと基板間のシリーズ抵抗を小さくすることができ、周
波数特性を向上できる。又、このようなメッシュ状電極
は第6図に示すようにチップ周辺におけるワイヤが接続
されるためのゲート又はドレインのボンディングパッド
22の間のスペースに配置することにより、チップ面積
を増大することなく前記目的を達成できる。
スと基板間のシリーズ抵抗を小さくすることができ、周
波数特性を向上できる。又、このようなメッシュ状電極
は第6図に示すようにチップ周辺におけるワイヤが接続
されるためのゲート又はドレインのボンディングパッド
22の間のスペースに配置することにより、チップ面積
を増大することなく前記目的を達成できる。
(1)本発明によれば、ソースワイヤを用いることなくソ
ース電極とP+層(基板)との接続を行なうことができ
たので、ソースワイヤ、つまりワイヤによるL成分がな
くなり第2B図に等価的に示すようにソースインダクタ
ンスは皆無となり、高周波特性(特にUHF帯域以上
で)が向上し、又はボンディング工数を低減することが
できる。
ース電極とP+層(基板)との接続を行なうことができ
たので、ソースワイヤ、つまりワイヤによるL成分がな
くなり第2B図に等価的に示すようにソースインダクタ
ンスは皆無となり、高周波特性(特にUHF帯域以上
で)が向上し、又はボンディング工数を低減することが
できる。
(2)Al段切れがあっても電流は、メッシュ状電極、凹
部電極、凹部下低比抵抗領域そして基板低比抵抗層の低
抵抗部を通して抜けることになる。このため、本発明に
よれば、ソースと基板間のシリーズ抵抗を小さくするこ
とができ、周波数特性を向上できる。
部電極、凹部下低比抵抗領域そして基板低比抵抗層の低
抵抗部を通して抜けることになる。このため、本発明に
よれば、ソースと基板間のシリーズ抵抗を小さくするこ
とができ、周波数特性を向上できる。
第1図は本発明等によって考えられたMOSFETの一
参考例を示す正面断面斜面図である。 第2A図は従来のMOSFETの等価回路図である。 第2B図は参考例或いは本発明の実施例におけるMOS
FETの等価回路図である。 第3図は本発明等によって考えられたMOSFETの他
の参考例を示す正面断面図斜面図である。 第4図(a)〜(g)は第3図で示したMOSFETの製造プ
ロセスを示す工程断面図である。 第5図は本発明等によって考えられたMOSFETの他
の参考例を示す正面断面斜面図である。 第6図は本発明によるMOSFETの実施例を示す一部
平面図ある。 第6A図は第6図におけるA−A視断面図である。 1……P−型Si基板、2……P+型層(低抵抗層)、
3……金属電極層、4……N+ソース領域、5……N+
ドレイン領域、6……N−耐圧部、7……P+打抜き拡
散層、8……ゲート絶縁膜、9……ゲート、10……絶
縁膜、11、12……Al電極、13……P+打抜き拡
散層、14……酸化膜、15……P+拡散層、16……
モード部、17……P+拡散層、18……凹部、19…
…P+拡散層、20……Al層、21……肩部、22,
BP……ボンディングパッド。
参考例を示す正面断面斜面図である。 第2A図は従来のMOSFETの等価回路図である。 第2B図は参考例或いは本発明の実施例におけるMOS
FETの等価回路図である。 第3図は本発明等によって考えられたMOSFETの他
の参考例を示す正面断面図斜面図である。 第4図(a)〜(g)は第3図で示したMOSFETの製造プ
ロセスを示す工程断面図である。 第5図は本発明等によって考えられたMOSFETの他
の参考例を示す正面断面斜面図である。 第6図は本発明によるMOSFETの実施例を示す一部
平面図ある。 第6A図は第6図におけるA−A視断面図である。 1……P−型Si基板、2……P+型層(低抵抗層)、
3……金属電極層、4……N+ソース領域、5……N+
ドレイン領域、6……N−耐圧部、7……P+打抜き拡
散層、8……ゲート絶縁膜、9……ゲート、10……絶
縁膜、11、12……Al電極、13……P+打抜き拡
散層、14……酸化膜、15……P+拡散層、16……
モード部、17……P+拡散層、18……凹部、19…
…P+拡散層、20……Al層、21……肩部、22,
BP……ボンディングパッド。
Claims (1)
- 【請求項1】半導体基板の一主面に絶縁ゲート及びソー
ス・ドレイン領域を有し、基板の他主面にステムに接続
するための低比抵抗層を有し、前記ソース領域と前記基
板他主面側の低比抵抗層とを電気的接続して成るパワー
MOSFETであって、前記基板周辺における一主面部
に前記ソース領域に接続されたソース電極が形成され、
そのソース電極下であって、基板表面から基板低比抵抗
層に達する基板と同じ導電型の低比抵抗領域が基板表面
ならびにその基板表面の一部にあけられた複数個点在す
る凹部の表面に沿って形成され、前記ソース電極は前記
凹部を有する低比抵抗領域主表面部全体に接して形成さ
れているものであって、かつ該凹部間に位置する低比抵
抗領域平坦表面上でメッシュ状のソース電極部を構成す
るように形成されていることを特徴とするパワーMOS
FET。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55163292A JPH0614547B2 (ja) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | パワーmosfet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55163292A JPH0614547B2 (ja) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | パワーmosfet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5788773A JPS5788773A (en) | 1982-06-02 |
JPH0614547B2 true JPH0614547B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=15771046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55163292A Expired - Lifetime JPH0614547B2 (ja) | 1980-11-21 | 1980-11-21 | パワーmosfet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0614547B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2575334B1 (fr) * | 1984-12-21 | 1987-01-23 | Radiotechnique Compelec | Dispositif mos dont les regions de source sont disposees en bandes paralleles, et procede pour l'obtenir |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE792939A (ja) * | 1972-04-10 | 1973-04-16 | Rca Corp |
-
1980
- 1980-11-21 JP JP55163292A patent/JPH0614547B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5788773A (en) | 1982-06-02 |
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