JPH06338610A - Mos transistor - Google Patents

Mos transistor

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Publication number
JPH06338610A
JPH06338610A JP12672893A JP12672893A JPH06338610A JP H06338610 A JPH06338610 A JP H06338610A JP 12672893 A JP12672893 A JP 12672893A JP 12672893 A JP12672893 A JP 12672893A JP H06338610 A JPH06338610 A JP H06338610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
drift
drain
gate oxide
source
Prior art date
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Pending
Application number
JP12672893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Uehara
秀俊 上原
Yuuko Kera
ゆう子 計良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPH06338610A publication Critical patent/JPH06338610A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To relieve the field concentration for increasing the element breakdown strength by a method wherein a specific interval is made between a drain electrode and a gate electrode so that the potential contour lines may extend to the interval direction to be aligned perpendicularly to a gate oxide film. CONSTITUTION:For example, an Al source electrode 70 is formed in ohmic contact with a source part 30 likewise an Al drain electrode 80 is in ohmic contact with a drain part 40 while one end 81 thereof 80 overlapped with an oxide film 50 is extended over a drift part 20 separated from the drain part 40 to be arranged making an interval 90 with one end 61 of a gate electrode 60. In such a constitution, the potential contour lines extending over the direction of the interval 90 can be aligned perpendicularly to the gate oxide film 50 due to the existance of the interval 90 between the drain electrode 80 and the gate electrode 60. Accordingly, the bend of the potential contour lines on the surface of a semiconductor substrate 10 and inside the gate oxide film 50 can be straightened up resultantly enabling the field concentration to be relieved for increasing the element breakdown strength.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、MOS(Metal
Oxide Silicon)トランジスタに係わり、
特にその素子特性の改良に関するものである。
The present invention relates to a MOS (Metal).
Oxide Silicon)
In particular, it relates to improvement of the device characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、素子耐圧を向上させたMOSトラ
ンジスタとして、図3に示す構造を有するものが知られ
ている。図3は、従来のMOSトランジスタの縦断面図
である。図3において、N型シリコンの半導体基板基板
10上にゲート酸化膜53とこのゲート酸化膜53に重
なるゲート電極62が形成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a MOS transistor having a structure shown in FIG. 3 is known as a MOS transistor having an improved breakdown voltage. FIG. 3 is a vertical sectional view of a conventional MOS transistor. In FIG. 3, a gate oxide film 53 and a gate electrode 62 overlapping the gate oxide film 53 are formed on a semiconductor substrate substrate 10 made of N-type silicon.

【0003】そして、半導体基板10にP型の不純物が
ゲート電極62に対して自己整合的にイオン注入され、
これを熱拡散させてP-型のP-層22が形成され、さら
にP -層22の内部にはP+型のドレイン部40が、外部
にはP+型のソース部30がそれぞれ形成されている。
Then, the semiconductor substrate 10 contains P-type impurities.
Ions are self-aligned with the gate electrode 62,
This is thermally diffused and P-Mold P-Layer 22 is formed and further
To P -P inside the layer 22+The mold drain 40 is external
For P+Each of the mold source portions 30 is formed.

【0004】そして、ソース電極70及びドレイン電極
82が、ソース部30及びドレイン部40にそれぞれオ
ーミック接触して形成されている。
A source electrode 70 and a drain electrode 82 are formed in ohmic contact with the source portion 30 and the drain portion 40, respectively.

【0005】このようなMOSトランジスタにおいて、
ゲート電極62とソース電極70と半導体基板10に対
してドレイン部40に負の電圧が印加された場合、空乏
層は半導体基板10の内部だけでなくドレイン部40側
のP-層22にも延びる。従って、ゲート電極62から
の電界は、高濃度のドレイン部40に集中させずに低濃
度のP-層22側に分散され、素子耐圧の向上が図られ
ることとなっている。
In such a MOS transistor,
When a negative voltage is applied to the drain portion 40 with respect to the gate electrode 62, the source electrode 70, and the semiconductor substrate 10, the depletion layer extends not only inside the semiconductor substrate 10 but also to the P layer 22 on the drain portion 40 side. . Therefore, the electric field from the gate electrode 62 is dispersed to the low-concentration P layer 22 side without being concentrated in the high-concentration drain part 40, and the breakdown voltage of the element is improved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図4は、図3に示した
MOSトランジスタのゲート電極62とソース電極70
に対して負の高電圧をドレイン電極82に印加した場合
のポテンシャルの分布を示した縦断面図である。尚、図
4において、点線は等ポテンシャルの等高線である。
FIG. 4 shows a gate electrode 62 and a source electrode 70 of the MOS transistor shown in FIG.
6 is a vertical cross-sectional view showing a potential distribution when a negative high voltage is applied to the drain electrode 82 with respect to FIG. Incidentally, in FIG. 4, the dotted lines are contour lines of equipotential.

【0007】図4に示すように、従来のMOSトランジ
スタでは、ドレイン部40の電界集中は緩和されるが、
-層22の表面およびゲート酸化膜53の内部に電界
集中部24が依然として存在し、この電界集中によって
素子耐圧が制限されるという問題点があった。
As shown in FIG. 4, in the conventional MOS transistor, the electric field concentration in the drain portion 40 is alleviated.
There is a problem that the electric field concentration portion 24 still exists on the surface of the P layer 22 and inside the gate oxide film 53, and the element breakdown voltage is limited by the electric field concentration.

【0008】本発明は、従来の有するこのような問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、電界集中をより緩和させ、素子耐圧を向上させたM
OSトランジスタを提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the concentration of an electric field and improve the breakdown voltage of the device.
It is to provide an OS transistor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第一導電型の半導体基板と反対極性の第
二導電型で、前記半導体基板の主表面に形成されるドリ
フト部と、前記ドリフト部よりも高濃度の第二導電型
で、前記ドリフト部の一方の端部から外側に離隔されて
前記半導体基板の主表面に形成されるソース部と、前記
ドリフト部よりも高濃度の第二導電型で、前記ドリフト
部の一方の端部から内側に離隔されて前記ドリフト部内
に形成されるドレイン部と、前記半導体基板上に形成さ
れ、その一方の端部が前記ドリフト部及び前記ドレイン
部に延在し他方の端部が前記ソース部に延在するゲート
酸化膜と、前記ゲート酸化膜上に形成され、その一方の
端部が前記ドリフト部上に延在し他方の端部が前記ソー
ス部上に延在するゲート電極と、前記ドレイン部にオー
ミック接触して形成され、その一方の端部が前記ゲート
酸化膜の一方の端部に重なると共に前記ドレイン部と離
隔された前記ドリフト部上に延在し前記ゲート電極の一
方の端部との間に所望の間隔を形成するドレイン電極
と、前記ソース部にオーミック接触して形成されるソー
ス電極と、を有することを特徴とするMOSトランジス
タである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a drift portion formed on the main surface of a semiconductor substrate of the second conductivity type having a polarity opposite to that of the semiconductor substrate of the first conductivity type. A source portion formed on the main surface of the semiconductor substrate at a second conductivity type having a higher concentration than that of the drift portion, the source portion being separated from one end of the drift portion to the outside and higher than the drift portion. A second conductivity type of concentration, a drain part formed inside the drift part and spaced inward from one end part of the drift part, and formed on the semiconductor substrate, and one end part of which is the drift part. And a gate oxide film that extends to the drain portion and the other end portion extends to the source portion, and is formed on the gate oxide film, one end portion of which extends on the drift portion and the other end portion of the gate oxide film is formed. A gate whose end extends above the source portion. Gate electrode is formed in ohmic contact with the drain part, and one end of the gate electrode overlaps one end of the gate oxide film and extends over the drift part separated from the drain part. A MOS transistor, comprising: a drain electrode that forms a desired distance from one end of the electrode; and a source electrode that is formed in ohmic contact with the source portion.

【0010】[0010]

【作用】このような本発明では、ポテンシャルの等高線
はドレイン電極とゲート電極との間に形成された間隔の
方向に延び、ゲート酸化膜に対して垂直にそろう。従っ
て、半導体基板の表面やゲート酸化膜の内部の電界集中
が緩和される。
According to the present invention as described above, the potential contour lines extend in the direction of the interval formed between the drain electrode and the gate electrode, and are aligned perpendicular to the gate oxide film. Therefore, the electric field concentration on the surface of the semiconductor substrate and inside the gate oxide film is relaxed.

【0011】[0011]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。以下、P型チャネルのMOSトランジスタを
例に取り説明する。尚、以下の図面において、図3,4
と重複する部分は同一番号を付してその説明は適宜に省
略する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Hereinafter, description will be made taking a P-type channel MOS transistor as an example. In addition, in the following drawings, FIGS.
The same parts as those in FIG.

【0012】図1は本発明の具体的な実施例を示す縦断
面図である。図1において、ドリフト部20は、第一導
電型として例えばN型のシリコンの半導体基板10の主
表面に第二導電型のP型の不純物として例えばボロンが
低濃度に熱拡散されて形成されている。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a specific embodiment of the present invention. In FIG. 1, the drift portion 20 is formed by thermally diffusing low concentration boron, for example, as a second conductivity type P type impurity on the main surface of a semiconductor substrate 10 made of, for example, N type silicon. There is.

【0013】ソース部30は、P型の不純物として例え
ばボロンがドリフト部20よりも高濃度に半導体基板1
0の主表面に熱拡散され、ドリフト部20の端部21か
ら外側に離隔されて形成されている。
In the source portion 30, for example, boron as the P-type impurity is contained in the semiconductor substrate 1 at a higher concentration than the drift portion 20.
It is formed by being thermally diffused on the main surface of No. 0 and separated from the end portion 21 of the drift portion 20 to the outside.

【0014】ドレイン部40は、P型の不純物として例
えばボロンがドリフト部20よりも高濃度にドリフト部
20内に熱拡散され、その端部41がドリフト部20の
端部21から内側に離隔されて形成されている。
In the drain portion 40, for example, boron as a P-type impurity is thermally diffused into the drift portion 20 in a concentration higher than that of the drift portion 20, and an end portion 41 thereof is separated from an end portion 21 of the drift portion 20 inward. Is formed.

【0015】ゲート酸化膜50はその一方の端部51が
ドリフト部20及びドレイン部40に延在し他方の端部
52がソース部30に延在して半導体基板10の主表面
上に形成されている。
Gate oxide film 50 is formed on the main surface of semiconductor substrate 10 with one end portion 51 extending to drift portion 20 and drain portion 40 and the other end portion 52 extending to source portion 30. ing.

【0016】そして、例えばN型の不純物が高濃度に拡
散されたポリシリコンのゲート電極60は、ゲート酸化
膜50上に形成され、その一方の端部61はドリフト部
20上に延在し、他方の端部62はソース部30に延在
している。
Then, for example, a polysilicon gate electrode 60 in which N-type impurities are diffused at a high concentration is formed on the gate oxide film 50, and one end portion 61 thereof extends on the drift portion 20, The other end portion 62 extends to the source portion 30.

【0017】そして、例えばアルミニウム金属(数%シ
リコン含有)のソース電極70はソース部30にオーミ
ック接触して形成され、例えばアルミニウム金属(数%
シリコン含有)のドレイン電極80はドレイン部40に
オーミック接触し、その一方の端部81がゲート酸化膜
50に重なると共に、ドレイン部40と離隔されたドリ
フト部20上に延在してゲート電極60の端部61との
間に例えば数μm程度の間隔90を形成して配置されて
いる。
The source electrode 70 made of, for example, aluminum metal (containing several% of silicon) is formed in ohmic contact with the source portion 30, and is made of, for example, aluminum metal (several%).
The drain electrode 80 (containing silicon) makes ohmic contact with the drain portion 40, and one end portion 81 thereof overlaps with the gate oxide film 50 and extends on the drift portion 20 separated from the drain portion 40 to extend to the gate electrode 60. The end portion 61 and the end portion 61 are provided with a gap 90 of, for example, about several μm.

【0018】次に、図1に示すMOSトランジスタの動
作を図2を用いて説明する。図2は、図1に示したMO
Sトランジスタのゲート電極60とソース電極70に対
して負の高電圧をドレイン電極80に印加した場合のポ
テンシャルの分布を示した縦断面図である。
Next, the operation of the MOS transistor shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the MO shown in FIG.
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a potential distribution when a negative high voltage is applied to a drain electrode 80 with respect to a gate electrode 60 and a source electrode 70 of an S transistor.

【0019】図2において、ドレイン電極80とゲート
電極60との間に間隔90が存在するのでポテンシャル
の等高線は間隔90の方向に延び、ゲート酸化膜50に
対して垂直にそろう。従って、半導体基板10の表面や
ゲート酸化膜50の内部のポテンシャル等高線のわん曲
が解消され、その結果として電界集中が緩和され、素子
の耐圧が向上することとなる。
In FIG. 2, since there is a gap 90 between the drain electrode 80 and the gate electrode 60, the potential contour line extends in the direction of the gap 90, and is aligned perpendicular to the gate oxide film 50. Therefore, the bending of the potential contour line on the surface of the semiconductor substrate 10 or inside the gate oxide film 50 is eliminated, and as a result, the electric field concentration is alleviated and the breakdown voltage of the element is improved.

【0020】また、本発明は、以上説明したP型チャネ
ルのMOSトランジスタに限定されず、導電型を逆にし
たN型チャネルのMOSトランジスタについても適用可
能なものである。
Further, the present invention is not limited to the P-type channel MOS transistor described above, but can be applied to an N-type channel MOS transistor whose conductivity type is reversed.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明は、以上説明したようにドレイン
電極とゲート電極との間に所望の間隔を設け、ポテンシ
ャルの等高線が間隔の方向に延び、ゲート酸化膜に対し
て垂直にそろうように構成されているので、電界集中を
より緩和させ、素子耐圧を向上させたMOSトランジス
タを提供することができる。
As described above, according to the present invention, a desired space is provided between the drain electrode and the gate electrode, and the contour lines of the potential extend in the direction of the space and are aligned perpendicular to the gate oxide film. Since it is configured, it is possible to provide a MOS transistor in which the electric field concentration is further alleviated and the device breakdown voltage is improved.

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

【図1】本発明の具体的な実施例を示す縦断面図であ
る。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a specific embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すMOSトランジスタの動作を説明す
る縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical sectional view for explaining the operation of the MOS transistor shown in FIG.

【図3】従来のMOSトランジスタの縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a conventional MOS transistor.

【図4】図3に示すMOSトランジスタの動作を説明す
る縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view explaining the operation of the MOS transistor shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体基板 20 ドリフト部 30 ソース部 40 ドレイン部 50 ゲート酸化膜 60 ゲート電極 70 ソース電極 80 ドレイン電極 90 間隔 10 semiconductor substrate 20 drift part 30 source part 40 drain part 50 gate oxide film 60 gate electrode 70 source electrode 80 drain electrode 90 interval

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一導電型の半導体基板と反対極性の第二
導電型で、前記半導体基板の主表面に形成されるドリフ
ト部と、 前記ドリフト部よりも高濃度の第二導電型で、前記ドリ
フト部の一方の端部から外側に離隔されて前記半導体基
板の主表面に形成されるソース部と、 前記ドリフト部よりも高濃度の第二導電型で、前記ドリ
フト部の一方の端部から内側に離隔されて前記ドリフト
部内に形成されるドレイン部と、 前記半導体基板上に形成され、その一方の端部が前記ド
リフト部及び前記ドレイン部に延在し他方の端部が前記
ソース部に延在するゲート酸化膜と、 前記ゲート酸化膜上に形成され、その一方の端部が前記
ドリフト部上に延在し他方の端部が前記ソース部上に延
在するゲート電極と、 前記ドレイン部にオーミック接触して形成され、その一
方の端部が前記ゲート酸化膜の一方の端部に重なると共
に前記ドレイン部と離隔された前記ドリフト部上に延在
し前記ゲート電極の一方の端部との間に所望の間隔を形
成するドレイン電極と、 前記ソース部にオーミック接触して形成されるソース電
極と、 を有することを特徴とするMOSトランジスタ。
1. A drift region formed on the main surface of the semiconductor substrate, which has a second conductivity type having a polarity opposite to that of the first conductivity type semiconductor substrate, and a second conductivity type having a higher concentration than the drift unit, A source part formed on the main surface of the semiconductor substrate and spaced apart from one end of the drift part; a second conductivity type having a higher concentration than the drift part; and one end of the drift part. A drain portion that is formed inside the drift portion, and is formed on the semiconductor substrate, with one end portion extending to the drift portion and the drain portion and the other end portion being the source portion. A gate oxide film extending to the gate oxide film, a gate electrode formed on the gate oxide film, one end of which extends on the drift part and the other end of which extends on the source part; Shaped by ohmic contact with the drain part And one end of the gate oxide film overlaps one end of the gate oxide film and extends over the drift part separated from the drain part and has a desired distance from one end of the gate electrode. And a source electrode formed in ohmic contact with the source portion.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7304329B2 (en) 2003-11-12 2007-12-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Field effect transistor

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