JPH0669508A - Double-diffused field-effect transistor - Google Patents

Double-diffused field-effect transistor

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Publication number
JPH0669508A
JPH0669508A JP21705592A JP21705592A JPH0669508A JP H0669508 A JPH0669508 A JP H0669508A JP 21705592 A JP21705592 A JP 21705592A JP 21705592 A JP21705592 A JP 21705592A JP H0669508 A JPH0669508 A JP H0669508A
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JP
Japan
Prior art keywords
channel
gate
gate electrode
region
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP21705592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Nobe
武 野辺
Shigeo Akiyama
茂夫 秋山
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.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0669508A publication Critical patent/JPH0669508A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce a gate-drain capacitance, to enhance a switching speed and to reduce an ON voltage in a double-diffused field-effect transistor. CONSTITUTION:An impurity layer whose conductivity type is opposite to that of the upper part of a channel is formed in a part 6a other than the upper part of the channel for a polysilicone gate part 6, it is made to float, the part 6a which has been made to float is connected to a gate electrode 9 via a diode D. Consequently, when a voltage is applied to the gate electrode 9, an accumulation layer is formed on the surface part of a drain region between channels and an ON resistance can be reduced. When no voltage is applied to the gate electrode 9, the polysilicone gate part 6a on the drain region between the channels is made to float from the gate electrode 9, and a gate-drain capacitance is reduced. As a result, the switching speed of the transistor can be made fast.

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、二重拡散型の電界効
果トランジスタに関するものであり、特にそのオン電圧
を低減させる技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double diffusion type field effect transistor, and more particularly to a technique for reducing its on-voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の二重拡散型の電界効果トランジス
タ(DMOSFET)の断面構造を図2に示す。この構
造では、半導体基板1のドレイン領域用のN型半導体領
域の表面部分にチャンネル形成用のP型半導体領域2を
拡散し、この領域2の内部にソース領域用のN型半導体
領域3を拡散した構造となっている。前記N型半導体基
板1とN型半導体領域3に挟まれたP型半導体領域2の
表面部分がチャンネル4になっており、このチャンネル
4の上には、ポリシリコンゲート部6が絶縁膜5を介し
て設けられている。また、7はソース電極、8はドレイ
ン電極、9はゲート電極である。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a sectional structure of a conventional double diffusion type field effect transistor (DMOSFET). In this structure, the P-type semiconductor region 2 for forming a channel is diffused in the surface portion of the N-type semiconductor region for the drain region of the semiconductor substrate 1, and the N-type semiconductor region 3 for the source region is diffused inside the region 2. It has a structure. A surface portion of the P-type semiconductor region 2 sandwiched between the N-type semiconductor substrate 1 and the N-type semiconductor region 3 is a channel 4, and a polysilicon gate portion 6 has an insulating film 5 on the channel 4. It is provided through. Further, 7 is a source electrode, 8 is a drain electrode, and 9 is a gate electrode.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述のDMOSFET
のスイッチング速度を向上させる為には、ゲート・ドレ
イン間容量(Cgd)を小さくする必要がある。一般的
には、ドレイン領域上のポリシリコンゲート部を除去し
たり、ドレイン領域上のゲート絶縁膜を厚くする、ま
た、ドレイン領域上のポリシリコンゲート部を他の部分
とは逆の導電型のものにする(特開平2−102578
号)等の方法が提案されている。しかしながら、これら
の方法では、チャンネル領域間のポリシリコンゲート部
の下側のドレイン領域に蓄積層が形成されないことにな
り、オン抵抗が増大するという問題があった。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In order to improve the switching speed of, the gate-drain capacitance (Cgd) must be reduced. Generally, the polysilicon gate part on the drain region is removed, the gate insulating film on the drain region is thickened, and the polysilicon gate part on the drain region is of a conductivity type opposite to that of other parts. (JP-A-2-102578)
No.) etc. have been proposed. However, these methods have a problem that the storage layer is not formed in the drain region below the polysilicon gate portion between the channel regions, and the on-resistance increases.

【0004】本発明は上述のような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、二重拡散型の電
界効果トランジスタにおいて、ゲート・ドレイン間容量
を小さくしてスイッチング速度を向上させると共に、オ
ン電圧の低減を可能とすることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to improve the switching speed by reducing the gate-drain capacitance in a double diffusion type field effect transistor. It is also possible to reduce the on-voltage.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の二重拡散型の電
界効果トランジスタにあっては、ドレイン領域用の第1
導電型の半導体基板1の表面にチャンネル形成用の第2
導電型の拡散領域2が形成され、この拡散領域2の表面
にソース領域用の第1導電型の拡散領域3が形成され、
第2導電型の拡散領域2の表面に第1導電型のチャンネ
ル4が形成されるように当該チャンネル4となる表面域
の上にポリシリコンゲート部6が絶縁層5を介して形成
されている半導体装置において、ポリシリコンゲート部
6のチャンネル上以外の部分6aに、チャンネル上とは
逆の導電型の不純物層を形成して浮遊させ、この浮遊さ
れた部分6aをダイオードDを介してゲート電極9に接
続し、ポリシリコンゲート部6のチャンネル上の部分6
bをゲート電極9に接続したことを特徴とするものであ
る。
In the double diffusion type field effect transistor of the present invention, the first region for the drain region is formed.
A second channel forming channel is formed on the surface of the conductive type semiconductor substrate 1.
A conductive type diffusion region 2 is formed, and a first conductive type diffusion region 3 for a source region is formed on the surface of the diffusion region 2.
A polysilicon gate portion 6 is formed via an insulating layer 5 on the surface region which becomes the channel 4 so that the channel 4 of the first conductivity type is formed on the surface of the diffusion region 2 of the second conductivity type. In a semiconductor device, an impurity layer having a conductivity type opposite to that on the channel is formed and floated in a portion 6a of the polysilicon gate portion 6 other than on the channel, and the floating portion 6a is gated through a diode D through a gate electrode. 9 on the channel 6 of the polysilicon gate 6
It is characterized in that b is connected to the gate electrode 9.

【0006】[0006]

【作用】図1の構造では、ポリシリコンゲート部6のチ
ャンネル上以外の中央部分6aに、チャンネル上の部分
6bとは逆の導電型の不純物層を形成して浮遊させ、且
つ、この浮遊させた部分6aをダイオードDを介してゲ
ート電極9に接続したものであり、このように、浮遊さ
せたポリシリコン部6aと、ゲート電極9をダイオード
Dを介して接続することにより、ゲート電極9に電圧が
印加されたオン状態では、前記ダイオードDを介して浮
遊ポリシリコン部6aに電圧がかかり、2つのチャンネ
ル4の間のドレイン領域の表面部に蓄積層が形成され
る。したがって、オン抵抗を低減することができる。ま
た、ゲート電極9に電圧が印加されないオフ状態では、
2つのチャンネル4の間のドレイン領域上のポリシリコ
ン部6aは、ゲート電極9からは浮遊された状態にあ
り、この部分の面積分は、ゲート・ドレイン間容量(C
gd)が低減されることとなる。したがって、スイッチ
ング速度が速くなるものである。
In the structure of FIG. 1, an impurity layer having a conductivity type opposite to that of the portion 6b on the channel is formed in the central portion 6a of the polysilicon gate portion 6 other than on the channel to make the floating, and The portion 6a is connected to the gate electrode 9 via the diode D. By thus connecting the floating polysilicon portion 6a and the gate electrode 9 via the diode D, the gate electrode 9 is connected to the gate electrode 9. In the ON state where a voltage is applied, a voltage is applied to the floating polysilicon portion 6a via the diode D, and an accumulation layer is formed on the surface portion of the drain region between the two channels 4. Therefore, the on resistance can be reduced. Further, in the off state where no voltage is applied to the gate electrode 9,
The polysilicon portion 6a on the drain region between the two channels 4 is in a state of being floated from the gate electrode 9, and the area of this portion is the gate-drain capacitance (C
gd) will be reduced. Therefore, the switching speed is increased.

【0007】[0007]

【実施例】図1は本発明の一実施例としてのDMOSF
ETの断面図である。この構造では、シリコン半導体基
板1のドレイン領域用のN型半導体領域の表面部分にチ
ャンネル形成用のP型半導体領域2を拡散し、この領域
2の内部にソース領域用のN型半導体領域3を拡散した
構造となっている。前記N型半導体基板1とN型半導体
領域3に挟まれたP型半導体領域2の表面部分がN型の
チャンネル4となるものであり、このチャンネル4の上
には、ポリシリコンゲート部6が絶縁膜5を介して設け
られている。ポリシリコンゲート部6のチャンネル上以
外の中央部分6aに、チャンネル上の部分6bとは逆の
導電型の不純物層を形成して浮遊させ、且つ、この浮遊
させた部分6aをダイオードDを介してゲート電極9に
接続している。また、ポリシリコンゲート部6のチャン
ネル上の部分6bはゲート電極9に接続している。チャ
ンネル形成用のP型半導体領域2とソース領域用のN型
半導体領域3には、ソース電極7が接続されている。さ
らに、半導体基板1のドレイン領域用のN型半導体領域
には、ドレイン電極8が接続されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a DMOSF as an embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of ET. In this structure, the P-type semiconductor region 2 for forming a channel is diffused in the surface portion of the N-type semiconductor region for the drain region of the silicon semiconductor substrate 1, and the N-type semiconductor region 3 for the source region is provided inside the region 2. It has a diffused structure. A surface portion of the P-type semiconductor region 2 sandwiched between the N-type semiconductor substrate 1 and the N-type semiconductor region 3 serves as an N-type channel 4, and a polysilicon gate portion 6 is provided on the channel 4. It is provided via the insulating film 5. An impurity layer having a conductivity type opposite to that of the portion 6b on the channel is formed and floated in the central portion 6a of the polysilicon gate portion 6 other than on the channel, and the floating portion 6a is passed through the diode D. It is connected to the gate electrode 9. Further, the portion 6b on the channel of the polysilicon gate portion 6 is connected to the gate electrode 9. A source electrode 7 is connected to the P-type semiconductor region 2 for channel formation and the N-type semiconductor region 3 for source region. Further, the drain electrode 8 is connected to the N-type semiconductor region for the drain region of the semiconductor substrate 1.

【0008】以下、本実施例の動作について説明する。
本実施例では、浮遊させたポリシリコン部6aと、ゲー
ト電極9をダイオードDを介して接続することにより、
ゲート電極9に電圧が印加されたオン状態では、前記ダ
イオードDを介して浮遊ポリシリコン部6aに電圧がか
かり、2つのチャンネル4の間のドレイン領域の表面部
に蓄積層が形成される。したがって、オン抵抗を低減す
ることができる。また、ゲート電極9に電圧が印加され
ないオフ状態では、2つのチャンネル4の間のドレイン
領域上のポリシリコン部6aは、ゲート電極9からは浮
遊された状態にあり、この部分の面積分は、ゲート・ド
レイン間容量(Cgd)が低減されることになる。した
がって、スイッチング速度が速くなるものである。
The operation of this embodiment will be described below.
In the present embodiment, the floating polysilicon portion 6a and the gate electrode 9 are connected via the diode D,
In the ON state in which a voltage is applied to the gate electrode 9, a voltage is applied to the floating polysilicon portion 6a via the diode D, and an accumulation layer is formed on the surface portion of the drain region between the two channels 4. Therefore, the on resistance can be reduced. Further, in the off state where no voltage is applied to the gate electrode 9, the polysilicon portion 6a on the drain region between the two channels 4 is in a state of being floated from the gate electrode 9, and the area of this portion is: The gate-drain capacitance (Cgd) is reduced. Therefore, the switching speed is increased.

【0009】[0009]

【発明の効果】本発明によれば、二重拡散型の電界効果
トランジスタにおいて、ポリシリコンゲート部のチャン
ネル上以外の部分に、チャンネル上とは逆の導電型の不
純物層を形成して浮遊させ、この浮遊させた部分をダイ
オードを介してゲート電極に接続し、ポリシリコンゲー
ト部のチャンネル上の部分をゲート電極に接続したの
で、ゲート電極への電圧印加時には、チャンネル間のド
レイン領域の表面部に蓄積層が形成され、したがって、
オン抵抗を低減することができるという効果がある。ま
た、ゲート電極への電圧非印加時には、チャンネル間の
ドレイン領域上のポリシリコンゲート部は、ゲート電極
からは浮遊された状態となり、この部分の面積分はゲー
ト・ドレイン間容量が低減されることになるので、スイ
ッチング速度が速くなるという効果がある。
According to the present invention, in a double diffusion type field effect transistor, an impurity layer having a conductivity type opposite to that of the channel is formed and floated in a portion other than the channel of the polysilicon gate portion. , This floating part was connected to the gate electrode through the diode, and the part on the channel of the polysilicon gate part was connected to the gate electrode.Therefore, when applying voltage to the gate electrode, the surface part of the drain region between the channels An accumulation layer is formed on the
There is an effect that the on-resistance can be reduced. Also, when no voltage is applied to the gate electrode, the polysilicon gate part on the drain region between the channels is in a state of being floated from the gate electrode, and the area of this part reduces the gate-drain capacitance. Therefore, the switching speed is increased.

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

【図1】本発明の一実施例としてのDMOSFETの断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a DMOSFET as an embodiment of the present invention.

【図2】従来例のDMOSFETの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional DMOSFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N型半導体領域(半導体基板) 2 P型半導体領域 3 N型半導体領域 4 チャンネル 5 絶縁層 6 ポリシリコンゲート部 6a 浮遊部分 6b チャンネル上の部分 7 ソース電極 8 ドレイン電極 9 ゲート電極 1 N-type semiconductor region (semiconductor substrate) 2 P-type semiconductor region 3 N-type semiconductor region 4 Channel 5 Insulating layer 6 Polysilicon gate part 6a Floating part 6b Channel part 7 Source electrode 8 Drain electrode 9 Gate electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ドレイン領域用の第1導電型の半導体
基板の表面にチャンネル形成用の第2導電型の拡散領域
が形成され、この拡散領域の表面にソース領域用の第1
導電型の拡散領域が形成され、第2導電型の拡散領域の
表面に第1導電型のチャンネルが形成されるように当該
チャンネルとなる表面域の上にポリシリコンゲート部が
絶縁層を介して形成されている半導体装置において、ポ
リシリコンゲート部のチャンネル上以外の部分に、チャ
ンネル上とは逆の導電型の不純物層を形成して浮遊さ
せ、この浮遊させた部分をダイオードを介してゲート電
極に接続し、ポリシリコンゲート部のチャンネル上の部
分をゲート電極に接続したことを特徴とする二重拡散型
の電界効果トランジスタ。
1. A diffusion region of a second conductivity type for forming a channel is formed on the surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type for the drain region, and a diffusion region of the first conductivity type is formed on the surface of this diffusion region.
A diffusion region of a conductivity type is formed, and a polysilicon gate portion is formed on the surface region to be a channel of the first conductivity type through an insulating layer so that a channel of the first conductivity type is formed on the surface of the diffusion region of the second conductivity type. In the formed semiconductor device, an impurity layer having a conductivity type opposite to that of the channel is formed and floated on a portion other than the channel of the polysilicon gate portion, and the floating portion is gated through a diode to the gate electrode. A double-diffusion field-effect transistor, characterized in that the portion above the channel of the polysilicon gate portion is connected to the gate electrode.
JP21705592A 1992-08-14 1992-08-14 Double-diffused field-effect transistor Pending JPH0669508A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001156288A (en) * 1999-11-25 2001-06-08 Toyota Motor Corp Semiconductor device
US7732325B2 (en) 2002-01-26 2010-06-08 Applied Materials, Inc. Plasma-enhanced cyclic layer deposition process for barrier layers

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