JPH07106573A - 高電圧デバイス及びその製造方法 - Google Patents
高電圧デバイス及びその製造方法Info
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- JPH07106573A JPH07106573A JP6022856A JP2285694A JPH07106573A JP H07106573 A JPH07106573 A JP H07106573A JP 6022856 A JP6022856 A JP 6022856A JP 2285694 A JP2285694 A JP 2285694A JP H07106573 A JPH07106573 A JP H07106573A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
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- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 MOS入力特性を有し、入力容量を減少させ
た高電圧デバイス及びその製造方法を提供する。 【構成】 (a)第1の基板122、第1のソース13
6、第1のドレイン電極120、及び第1のゲ−ト14
2を有する低電圧MOSトランジスタ12と、(b)第
2の基板32、第2のソース38、第2のドレイン電極
30、及び第2のゲ−ト44を有する高電圧トランジス
タ14であって、前記低電圧MOSトランジスタのブレ
ークダウン電圧が前記高電圧トランジスタのデプレーシ
ョンしきい値電圧より高くなるように、前記第1のソー
スを前記第2のゲ−トに接続し、かつ前記第1のドレイ
ンを前記第2のソースに接続した高電圧トランジスタと
を備える。
た高電圧デバイス及びその製造方法を提供する。 【構成】 (a)第1の基板122、第1のソース13
6、第1のドレイン電極120、及び第1のゲ−ト14
2を有する低電圧MOSトランジスタ12と、(b)第
2の基板32、第2のソース38、第2のドレイン電極
30、及び第2のゲ−ト44を有する高電圧トランジス
タ14であって、前記低電圧MOSトランジスタのブレ
ークダウン電圧が前記高電圧トランジスタのデプレーシ
ョンしきい値電圧より高くなるように、前記第1のソー
スを前記第2のゲ−トに接続し、かつ前記第1のドレイ
ンを前記第2のソースに接続した高電圧トランジスタと
を備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、概して半導体デバイス
及びその製造方法に関し、特に電力MOSFET及びそ
の製造方法に関する。
及びその製造方法に関し、特に電力MOSFET及びそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体事業の成長部門は高電圧/高出力
装置及び集積回路である。この事業において臨界的な素
子はMOSFETである。電力MOSFETは、オート
モーティブ、通信、需要家、データ処理、工業及び軍事
のマーケットにおいて多様な応用を有する。例えば、電
力MOSFETはモータ、ランプ、又はディスプレイと
して用いることができる。しかし、シリコンにより作ら
れた電力MOSFETの性能は、それらの理論的な限界
にすでに近付いている。
装置及び集積回路である。この事業において臨界的な素
子はMOSFETである。電力MOSFETは、オート
モーティブ、通信、需要家、データ処理、工業及び軍事
のマーケットにおいて多様な応用を有する。例えば、電
力MOSFETはモータ、ランプ、又はディスプレイと
して用いることができる。しかし、シリコンにより作ら
れた電力MOSFETの性能は、それらの理論的な限界
にすでに近付いている。
【0003】電力MOSFET用の通常のデバイス構造
は垂直構造である。図1の垂直デバイス(100)にお
いて、ゲート端子(102)及びソース端子(104)
は上面にあり、ドレイン端子(106)は底部にある。
キャリアの流路は、ソース端子(104)からゲート端
子(102)の下の横方向チャネル(114)を通り、
次いで垂直にドリフト領域(108)及びn+基板(1
10)を通ってドレイン電極(106)に行く。シリコ
ンにおいて、Pウェル(112)は典型的には深さ2〜
5ミクロンであり、ドリフト領域(108)は50〜4
00V範囲級のブレークダウン電圧を有するデバイスに
おいて典型的には深さ5〜30ミクロンである。このデ
バイス構造は主として個別的なデバイスに用いられる。
は垂直構造である。図1の垂直デバイス(100)にお
いて、ゲート端子(102)及びソース端子(104)
は上面にあり、ドレイン端子(106)は底部にある。
キャリアの流路は、ソース端子(104)からゲート端
子(102)の下の横方向チャネル(114)を通り、
次いで垂直にドリフト領域(108)及びn+基板(1
10)を通ってドレイン電極(106)に行く。シリコ
ンにおいて、Pウェル(112)は典型的には深さ2〜
5ミクロンであり、ドリフト領域(108)は50〜4
00V範囲級のブレークダウン電圧を有するデバイスに
おいて典型的には深さ5〜30ミクロンである。このデ
バイス構造は主として個別的なデバイスに用いられる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、改良さ
れた高電圧デバイス及びその製造方法を提供することで
ある。
れた高電圧デバイス及びその製造方法を提供することで
ある。
【0005】本発明の更なる目的は、MOS入力特性を
有する改良された高電圧デバイス及びその製造方法を提
供することである。
有する改良された高電圧デバイス及びその製造方法を提
供することである。
【0006】本発明の更なる目的は、入力容量を減少さ
せた改良された高電圧デバイス及びその製造方法を提供
することである。
せた改良された高電圧デバイス及びその製造方法を提供
することである。
【0007】他の利点は、図面に関連して以下の説明を
参照することにより、当該技術分野において習熟する者
にとって明らかである。
参照することにより、当該技術分野において習熟する者
にとって明らかである。
【0008】概要的には、かつ本発明の1形式により、
MOS入力特性を有する高電圧デバイス高電圧デバイス
を開示するものである。基板、ソース、ドレイン、及び
ゲートを有する低電圧MOSトランジスタを提供する。
低電圧MOSトランジスタのソースを高電圧トランジス
タのゲ−トに接続する。低電圧MOSトランジスタのド
レインを高電圧トランジスタのソースに接続する。低電
圧MOSトランジスタのブレークダウン電圧は、高電圧
トランジスタのデプリーションしきい値電圧よりも高
い。
MOS入力特性を有する高電圧デバイス高電圧デバイス
を開示するものである。基板、ソース、ドレイン、及び
ゲートを有する低電圧MOSトランジスタを提供する。
低電圧MOSトランジスタのソースを高電圧トランジス
タのゲ−トに接続する。低電圧MOSトランジスタのド
レインを高電圧トランジスタのソースに接続する。低電
圧MOSトランジスタのブレークダウン電圧は、高電圧
トランジスタのデプリーションしきい値電圧よりも高
い。
【0009】異なる図面において対応する番号及びシン
ボルは、指摘のない限り、対応する部分を示す。
ボルは、指摘のない限り、対応する部分を示す。
【0010】
【実施例】電力MOSFETは、電磁リレーに良く似た
スイッチではあるが、これよりも遥かに小さく、もっと
信頼性があり、かつ電子的に制御可能である。電力MO
SFETにおける重要な性能係数は、固有オン抵抗(R
sp)、即ちこのデバイスがスイッチ・オンのときの当
該スイッチの抵抗値/単位平方面積である。電力MOS
FET技術の最終目標は可能な限り固有オン抵抗を低減
させることである。これは便宜的な性能係数として1/
Rspに帰着し、これを最大にしなければならない。R
spは半導体物質の特性に依存しており、その性能係数
を
スイッチではあるが、これよりも遥かに小さく、もっと
信頼性があり、かつ電子的に制御可能である。電力MO
SFETにおける重要な性能係数は、固有オン抵抗(R
sp)、即ちこのデバイスがスイッチ・オンのときの当
該スイッチの抵抗値/単位平方面積である。電力MOS
FET技術の最終目標は可能な限り固有オン抵抗を低減
させることである。これは便宜的な性能係数として1/
Rspに帰着し、これを最大にしなければならない。R
spは半導体物質の特性に依存しており、その性能係数
を
【数1】 性能係数=1/Rsp〜=ε* μ*
Ec3 と表すことができる。ただし、εは誘電体定数であり、
μはキャリアの移動度であり、Ecはなだれ電界であ
り、Vはデバイスのブレークダウン電圧率である。表1
はいくつかの候補物質の特性のリストであり、図2は性
能係1/Rspをプロットしたものである。
Ec3 と表すことができる。ただし、εは誘電体定数であり、
μはキャリアの移動度であり、Ecはなだれ電界であ
り、Vはデバイスのブレークダウン電圧率である。表1
はいくつかの候補物質の特性のリストであり、図2は性
能係1/Rspをプロットしたものである。
【0011】
【表1】
【0012】ガリウムひ素(GaAs)及び炭化ケイ素
(SiC)は、高電圧デバイスを作成する際に性能を少
なくとも1程度の値で改善する。しかし、GaAs又は
SiCによるエンハンス・モードのMOSFETを作成
することは、困難である。例えば、GaAs技術は高品
質のゲ−ト絶縁体を発生する問題がある。従って、従来
技術の高電圧シリコンMOSFETについてMOS入力
特性を改善した高電圧デバイスが望まれている。更に、
GaAs及びSiCが利用でき、高い性能が得られるM
OS入力特性を備えた高電圧デバイスを得ることも望ま
れている。
(SiC)は、高電圧デバイスを作成する際に性能を少
なくとも1程度の値で改善する。しかし、GaAs又は
SiCによるエンハンス・モードのMOSFETを作成
することは、困難である。例えば、GaAs技術は高品
質のゲ−ト絶縁体を発生する問題がある。従って、従来
技術の高電圧シリコンMOSFETについてMOS入力
特性を改善した高電圧デバイスが望まれている。更に、
GaAs及びSiCが利用でき、高い性能が得られるM
OS入力特性を備えた高電圧デバイスを得ることも望ま
れている。
【0013】本発明の好ましい実施例として、改良され
たMOS入力特性を有する高電圧デバイス10を図3に
示す。低電圧(LV)MOSFET12をシリコンに作
成すると共に、これをGaAs又はSiCに作成した高
電圧(HV)デプレーション・デバイス14と直列接続
する。HVデプレーション・デバイス14はシリコンに
作成されたものてもよく、HVデバイス10が低入力容
量を有するという利点は、LV MOSFET12のた
めにそのまま保持されている。HVデプレーション・デ
バイス14はJFET、MESFET、MOSFET、
SIT又は他の適当なデバイスであってもよい。LV
MOSFET12のブレークダウン電圧はHVデプレー
ション・デバイス14のデプレーションしきい値電圧よ
り高い。HVゲ−ト16をLVソース18に接続する。
HVソース20をLVドレイン22に接続する。HVド
レイン24をVddに接続してもよく、このVddは例
えば12Vでもよい。LVゲート25はHVデバイス1
0の入力である。この直列の組合わせが、GaAs及び
SiCの高い性能を有するMOS入力制御を可能にして
いる。
たMOS入力特性を有する高電圧デバイス10を図3に
示す。低電圧(LV)MOSFET12をシリコンに作
成すると共に、これをGaAs又はSiCに作成した高
電圧(HV)デプレーション・デバイス14と直列接続
する。HVデプレーション・デバイス14はシリコンに
作成されたものてもよく、HVデバイス10が低入力容
量を有するという利点は、LV MOSFET12のた
めにそのまま保持されている。HVデプレーション・デ
バイス14はJFET、MESFET、MOSFET、
SIT又は他の適当なデバイスであってもよい。LV
MOSFET12のブレークダウン電圧はHVデプレー
ション・デバイス14のデプレーションしきい値電圧よ
り高い。HVゲ−ト16をLVソース18に接続する。
HVソース20をLVドレイン22に接続する。HVド
レイン24をVddに接続してもよく、このVddは例
えば12Vでもよい。LVゲート25はHVデバイス1
0の入力である。この直列の組合わせが、GaAs及び
SiCの高い性能を有するMOS入力制御を可能にして
いる。
【0014】ここで、図4を参照し、SiCに構築され
たJFETを参照して、HVデバイス10を実施するた
めの好ましい構造を説明しよう。勿論、当該技術分野に
おいて習熟する者には他の構造も明らかであろう。例え
ば、SiC又はMESFETの代わりにGaAsを用い
てもよく、JFETの代わりにMOSFET又はSIT
を用いてもよい。HVデプレーション・デバイス14の
ドレイン電極30は基板32の一方の面に隣接して配置
されている。基板32は、例えば、6H SiCからな
るものでもよい。基板32の他方の面はドリフト領域3
4である。p井戸36はドリフト領域34内に配置され
ている。ソース領域38はソース電極40の下のp井戸
36の表面に配置されている。ゲート領域44はゲート
電極42の下のp井戸36に配置されている。絶縁層4
6はドリフト領域34からソース電極40及びゲート電
極42を絶縁している。
たJFETを参照して、HVデバイス10を実施するた
めの好ましい構造を説明しよう。勿論、当該技術分野に
おいて習熟する者には他の構造も明らかであろう。例え
ば、SiC又はMESFETの代わりにGaAsを用い
てもよく、JFETの代わりにMOSFET又はSIT
を用いてもよい。HVデプレーション・デバイス14の
ドレイン電極30は基板32の一方の面に隣接して配置
されている。基板32は、例えば、6H SiCからな
るものでもよい。基板32の他方の面はドリフト領域3
4である。p井戸36はドリフト領域34内に配置され
ている。ソース領域38はソース電極40の下のp井戸
36の表面に配置されている。ゲート領域44はゲート
電極42の下のp井戸36に配置されている。絶縁層4
6はドリフト領域34からソース電極40及びゲート電
極42を絶縁している。
【0015】LV MOSFET12のドレイン電極1
20は半田層48を介してHVデプレーション・デバイ
ス14のソース電極40に接続されている。ソース電極
40にドレイン電極120を接続する他の方法、例えば
ワイヤ・ボンディングは、当該技術分野において習熟す
る者に明らかであろう。基板122はドレイン電極12
0とドリフト領域124との間に配置されている。p井
戸130はドリフト領域124の表面に配置されてい
る。n+領域134及びp+領域136はp井戸130
の表面に配置されている。ゲート電極142は絶縁層1
38によりドリフト領域124の表面から分離されてい
る。
20は半田層48を介してHVデプレーション・デバイ
ス14のソース電極40に接続されている。ソース電極
40にドレイン電極120を接続する他の方法、例えば
ワイヤ・ボンディングは、当該技術分野において習熟す
る者に明らかであろう。基板122はドレイン電極12
0とドリフト領域124との間に配置されている。p井
戸130はドリフト領域124の表面に配置されてい
る。n+領域134及びp+領域136はp井戸130
の表面に配置されている。ゲート電極142は絶縁層1
38によりドリフト領域124の表面から分離されてい
る。
【0016】ここで、図5a〜図5eを参照し、HVデ
バイス10のHVデプレーション・デバイス14を形成
する好ましい方法を説明しよう。図5aを参照すると、
基板32はn+ 6H SiCからなるものでもよい。基
板32上に5ミクロン程度の厚さでn型エピタキシャル
層を成長させてドリフト領域34を形成する。ドリフト
領域34はリンにより5×1015/cm2 濃度にドープ
されてもよい。図5bを参照すると、マスキング物質層
52、例えばフォトレジスト層をドリフト領域34の表
面上に堆積し、かつパターン化して、p井戸36を形成
しようとするドリフト領域34の部分を露出させる。2
×1013/cm2 の濃度でホウ素をイオン打ち込みする
ことにより、p井戸36を形成する。p井戸36は2ミ
クロン程度の深さを有するものでもよい。次に、p井戸
36を約1500℃で焼き鈍しすることができる。更
に、マスク層52を除去する。
バイス10のHVデプレーション・デバイス14を形成
する好ましい方法を説明しよう。図5aを参照すると、
基板32はn+ 6H SiCからなるものでもよい。基
板32上に5ミクロン程度の厚さでn型エピタキシャル
層を成長させてドリフト領域34を形成する。ドリフト
領域34はリンにより5×1015/cm2 濃度にドープ
されてもよい。図5bを参照すると、マスキング物質層
52、例えばフォトレジスト層をドリフト領域34の表
面上に堆積し、かつパターン化して、p井戸36を形成
しようとするドリフト領域34の部分を露出させる。2
×1013/cm2 の濃度でホウ素をイオン打ち込みする
ことにより、p井戸36を形成する。p井戸36は2ミ
クロン程度の深さを有するものでもよい。次に、p井戸
36を約1500℃で焼き鈍しすることができる。更
に、マスク層52を除去する。
【0017】図5cを参照すると、2×1015/cm2
程度の濃度でリンをイオン打ち込みすることにより、絶
縁層38を形成する。2×1015/cm2 の濃度でホウ
素をイオン打ち込みすることにより、ゲ−ト領域44を
形成する。2×1013/cm 2 の濃度でリンをイオン打
ち込みすることにより、n領域43を形成する。次に、
ソース領域38、ゲート領域44、及びn領域43を約
1500℃で焼き鈍しする。
程度の濃度でリンをイオン打ち込みすることにより、絶
縁層38を形成する。2×1015/cm2 の濃度でホウ
素をイオン打ち込みすることにより、ゲ−ト領域44を
形成する。2×1013/cm 2 の濃度でリンをイオン打
ち込みすることにより、n領域43を形成する。次に、
ソース領域38、ゲート領域44、及びn領域43を約
1500℃で焼き鈍しする。
【0018】次に、例えばCVDにより絶縁層46を5
000Åの厚さに形成する。ここで図5dに示すよう
に、絶縁層46をパターン化してエッチングし、ソース
領域38及びゲート領域44を露出させる。更に、導電
層54を絶縁層46の上に堆積する。導電層54は、例
えば、ドープされた、又はドープされていない多結晶シ
リコンからなるものでもよい。次いで、図5e示すよう
に、導電層54をパターン化してエッチングし、ソース
電極40及びゲート電極42を形成させる。厚さ1μm
のアルミニウム層を基板32の背面に堆積してドレイン
電極30を形成する。
000Åの厚さに形成する。ここで図5dに示すよう
に、絶縁層46をパターン化してエッチングし、ソース
領域38及びゲート領域44を露出させる。更に、導電
層54を絶縁層46の上に堆積する。導電層54は、例
えば、ドープされた、又はドープされていない多結晶シ
リコンからなるものでもよい。次いで、図5e示すよう
に、導電層54をパターン化してエッチングし、ソース
電極40及びゲート電極42を形成させる。厚さ1μm
のアルミニウム層を基板32の背面に堆積してドレイン
電極30を形成する。
【0019】ここで、図6a〜図6eを参照してLV
MOSFET12を形成する好ましい方法を説明しよ
う。図6aを参照すると、基板122はn+ シリコンで
ある。基板122上にn型エピタキシャル層を厚さ4ミ
クロン程度に成長させてドリフト領域126を形成す
る。そのときに、ドリフト領域126は1×1016/c
m 2 の濃度でリンによりドープされてもよい。次に、図
6bに示すように、ゲート酸化層(絶縁層)138を厚
さ500Åに成長させて、ゲート酸化層138上に導電
層140を堆積させる。導電層140は、例えばドープ
された、又はドープされていない多結晶シリコンからな
るものでもよい。次いで、図6cに示すように、導電層
140及びゲート酸化層138をパターン化してエッチ
ングし、ゲ−ト電極142を形成させる。次いで、セル
フ・アライメントのp井戸130を、2×1013/cm
2 の濃度でホウ素をイオン打ち込みすることにより、形
成してもよい。p井戸130は深さが2ミクロン程度で
あってもよく、かつ約1100℃で焼き鈍してもよい。
MOSFET12を形成する好ましい方法を説明しよ
う。図6aを参照すると、基板122はn+ シリコンで
ある。基板122上にn型エピタキシャル層を厚さ4ミ
クロン程度に成長させてドリフト領域126を形成す
る。そのときに、ドリフト領域126は1×1016/c
m 2 の濃度でリンによりドープされてもよい。次に、図
6bに示すように、ゲート酸化層(絶縁層)138を厚
さ500Åに成長させて、ゲート酸化層138上に導電
層140を堆積させる。導電層140は、例えばドープ
された、又はドープされていない多結晶シリコンからな
るものでもよい。次いで、図6cに示すように、導電層
140及びゲート酸化層138をパターン化してエッチ
ングし、ゲ−ト電極142を形成させる。次いで、セル
フ・アライメントのp井戸130を、2×1013/cm
2 の濃度でホウ素をイオン打ち込みすることにより、形
成してもよい。p井戸130は深さが2ミクロン程度で
あってもよく、かつ約1100℃で焼き鈍してもよい。
【0020】図6dを参照すると、ここでも2×1015
/cm2 程度の濃度でヒ素をイオン打ち込みすることに
より、ゲートのエッジにセルフ・アライメントを取って
n+領域134を形成することができる。p+領域13
6を、2×1015/cm2 の濃度でホウ素をイオン打ち
込みすることにより、形成することができる。次に、n
+領域134及びp+領域136を約900℃で焼き鈍
しする。
/cm2 程度の濃度でヒ素をイオン打ち込みすることに
より、ゲートのエッジにセルフ・アライメントを取って
n+領域134を形成することができる。p+領域13
6を、2×1015/cm2 の濃度でホウ素をイオン打ち
込みすることにより、形成することができる。次に、n
+領域134及びp+領域136を約900℃で焼き鈍
しする。
【0021】最後に、図6eに示すように、厚さ1μm
のアルミニウム層を基板122上に堆積させて、p井戸
(ドレイン電極)130を形成する。
のアルミニウム層を基板122上に堆積させて、p井戸
(ドレイン電極)130を形成する。
【0022】LV MOSFET12及びHVデプレー
ション・デバイス14が形成されると、LV MOSF
ET12のp井戸130をHVデプレーション・デバイ
ス14のソース電極40に電気的に接続する。これはい
くつかの方法で行うことができる。LV MOSFET
12及びHVデプレーション・デバイス14は、図4に
示すように、HVデプレーション・デバイス14のソー
ス電極40の半田のような電気的な導体層を堆積し、か
つLV MOSFET12のp井戸130′を取り付け
ることにより、電気的に接続されてもよい。その他の例
は、2つのデバイスを並置してワイヤ・ボンディングす
るように、当該技術分野において習熟する者にとって明
らかであろう。次に、LV MOSFET12のソース
領域をHVデプレーション・デバイス14のゲート電極
42にワイヤ・ボンディングすることができる。
ション・デバイス14が形成されると、LV MOSF
ET12のp井戸130をHVデプレーション・デバイ
ス14のソース電極40に電気的に接続する。これはい
くつかの方法で行うことができる。LV MOSFET
12及びHVデプレーション・デバイス14は、図4に
示すように、HVデプレーション・デバイス14のソー
ス電極40の半田のような電気的な導体層を堆積し、か
つLV MOSFET12のp井戸130′を取り付け
ることにより、電気的に接続されてもよい。その他の例
は、2つのデバイスを並置してワイヤ・ボンディングす
るように、当該技術分野において習熟する者にとって明
らかであろう。次に、LV MOSFET12のソース
領域をHVデプレーション・デバイス14のゲート電極
42にワイヤ・ボンディングすることができる。
【0023】以上、いくつかの実施例を詳細に説明し
た。本発明の範囲は、説明したものと異なる実施例であ
っても、請求の範囲内に含まれるものと理解すべきであ
る。
た。本発明の範囲は、説明したものと異なる実施例であ
っても、請求の範囲内に含まれるものと理解すべきであ
る。
【0024】実施例を参照して本発明を説明したが、こ
の説明は限定的な意味で解釈されることを意図するもの
ではない。実施例の種々の変更及び組合わせと共に、本
発明の他の実施例は、説明を参照すれば、当該技術分野
において習熟する者にとって明らかなものであろう。従
って、請求の範囲はこのような変更又は実施例を含むこ
とを意図するものである。
の説明は限定的な意味で解釈されることを意図するもの
ではない。実施例の種々の変更及び組合わせと共に、本
発明の他の実施例は、説明を参照すれば、当該技術分野
において習熟する者にとって明らかなものであろう。従
って、請求の範囲はこのような変更又は実施例を含むこ
とを意図するものである。
【0025】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。
る。
【0026】(1)MOS入力特性を有する高電圧デバ
イスにおいて、(a)第1の基板、第1のソース、第1
のドレイン、及び第1のゲ−トを有する低電圧MOSト
ランジスタと、(b)第2の基板、第2のソース、第2
のドレイン、及び第2のゲ−トを有する高電圧トランジ
スタとを備え、前記低電圧MOSトランジスタのブレー
クダウン電圧が前記高電圧トランジスタのデプレーショ
ンしきい値電圧より高くなるように、前記第1のソース
を前記第2のゲ−トに接続し、かつ前記第1のドレイン
を前記第2のソースに接続したことを特徴とする高電圧
デバイス。
イスにおいて、(a)第1の基板、第1のソース、第1
のドレイン、及び第1のゲ−トを有する低電圧MOSト
ランジスタと、(b)第2の基板、第2のソース、第2
のドレイン、及び第2のゲ−トを有する高電圧トランジ
スタとを備え、前記低電圧MOSトランジスタのブレー
クダウン電圧が前記高電圧トランジスタのデプレーショ
ンしきい値電圧より高くなるように、前記第1のソース
を前記第2のゲ−トに接続し、かつ前記第1のドレイン
を前記第2のソースに接続したことを特徴とする高電圧
デバイス。
【0027】(2)前記高電圧トランジスタはデプレー
ション・モード・ジャンクション電界効果トランジスタ
を備えていることを特徴とする第1記載の高電圧デバイ
ス。
ション・モード・ジャンクション電界効果トランジスタ
を備えていることを特徴とする第1記載の高電圧デバイ
ス。
【0028】(3)前記高電圧トランジスタはデプレー
ション・モードMOS電界効果トランジスタを備えてい
ることを特徴とする第1記載の高電圧デバイス。
ション・モードMOS電界効果トランジスタを備えてい
ることを特徴とする第1記載の高電圧デバイス。
【0029】(4)前記高電圧トランジスタはデプレー
ション・モードMESFETトランジスタを備えている
ことを特徴とする第1記載の高電圧デバイス。
ション・モードMESFETトランジスタを備えている
ことを特徴とする第1記載の高電圧デバイス。
【0030】(5)前記高電圧トランジスタはデプレー
ション・スタティク・インダクション・トランジスタを
備えていることを特徴とする第1記載の高電圧デバイ
ス。
ション・スタティク・インダクション・トランジスタを
備えていることを特徴とする第1記載の高電圧デバイ
ス。
【0031】(6)前記第1の基板はシリコンを備え、
前記第2の基板はシリコンを備えていることを特徴とす
る第1記載の高電圧デバイス。
前記第2の基板はシリコンを備えていることを特徴とす
る第1記載の高電圧デバイス。
【0032】(7)前記第1の基板はシリコンを備え、
前記第2の基板は炭化ケイ素を備えていることを特徴と
する第1記載の高電圧デバイス。
前記第2の基板は炭化ケイ素を備えていることを特徴と
する第1記載の高電圧デバイス。
【0033】(8)前記第1の基板はシリコンを備え、
前記第2の基板はガリウムひ素を備えていることを特徴
とする第1記載の高電圧デバイス。
前記第2の基板はガリウムひ素を備えていることを特徴
とする第1記載の高電圧デバイス。
【0034】(9)前記第1のソースを前記第2のゲ−
トにワイヤ・ボンディングし、かつ前記第1のドレイン
を前記第2のソースに半田付けしたことを特徴とする第
10記載の高電圧デバイス。
トにワイヤ・ボンディングし、かつ前記第1のドレイン
を前記第2のソースに半田付けしたことを特徴とする第
10記載の高電圧デバイス。
【0035】(10)エンハンスメント・モードMOS
入力特性を有する高電圧デバイスにおいて、(a)シリ
コン基板、第1のソース、第1のドレイン、及び第1の
ゲ−トを有するエンハンスメント・モードMOSFET
と、(b)半導体基板、第2のソース、第2のドレイ
ン、及び第2のゲ−トを有する高電圧デプレーション・
モード・トランジスタと、(c)前記第2のソースを前
記第1のドレインに接続する第1のボンディングと、
(d)前記第2のゲ−トを前記第1のソースに接続し、
前記エンハンスメント・モードMOSFETのブレーク
ダウン電圧が前記高電デプレーション・モード・トラン
ジスタのデプレーションしきい値電圧より高い第2のボ
ンディングとを備えている高電圧デバイス。
入力特性を有する高電圧デバイスにおいて、(a)シリ
コン基板、第1のソース、第1のドレイン、及び第1の
ゲ−トを有するエンハンスメント・モードMOSFET
と、(b)半導体基板、第2のソース、第2のドレイ
ン、及び第2のゲ−トを有する高電圧デプレーション・
モード・トランジスタと、(c)前記第2のソースを前
記第1のドレインに接続する第1のボンディングと、
(d)前記第2のゲ−トを前記第1のソースに接続し、
前記エンハンスメント・モードMOSFETのブレーク
ダウン電圧が前記高電デプレーション・モード・トラン
ジスタのデプレーションしきい値電圧より高い第2のボ
ンディングとを備えている高電圧デバイス。
【0036】(11)前記高電圧デプレーション・デバ
イスは電界効果トランジスタを備えていることを特徴と
する第10記載の高電圧デバイス。
イスは電界効果トランジスタを備えていることを特徴と
する第10記載の高電圧デバイス。
【0037】(12)前記高電圧デプレーション・デバ
イスはスタティク・インダクション・トランジスタを備
えていることを特徴とする第10記載の高電圧デバイ
ス。
イスはスタティク・インダクション・トランジスタを備
えていることを特徴とする第10記載の高電圧デバイ
ス。
【0038】(13)前記半導体基板は炭化ケイ素を備
えていることを特徴とする第10記載の高電圧デバイ
ス。
えていることを特徴とする第10記載の高電圧デバイ
ス。
【0039】(14)前記半導体基板はガリウムひ素を
備えていることを特徴とする第10記載の高電圧デバイ
ス。
備えていることを特徴とする第10記載の高電圧デバイ
ス。
【0040】(15)MOS入力特性を有する高電圧デ
バイスの製造方法において、(a)シリコン基板、第1
のソース、第1のドレイン、及び第1のゲ−トを有する
低電圧MOSFETを形成するステップと、(b)半導
体基板、第2のソース、第2のドレイン、及び第2のゲ
−トを有する高電圧デプレーション・モード・デバイス
を形成するステップであって、前記低電圧MOSFET
のブレークダウン電圧が前記高電デプレーション・モー
ド・デバイスのデプレーションしきい値電圧より高いス
テップと、(c)前記第1のドレインを前記第2のソー
スに接続するステップと、(d)前記第1のソースを前
記第2のゲ−トに接続するステップとを備えていること
を特徴とする高電圧デバイスの製造方法。
バイスの製造方法において、(a)シリコン基板、第1
のソース、第1のドレイン、及び第1のゲ−トを有する
低電圧MOSFETを形成するステップと、(b)半導
体基板、第2のソース、第2のドレイン、及び第2のゲ
−トを有する高電圧デプレーション・モード・デバイス
を形成するステップであって、前記低電圧MOSFET
のブレークダウン電圧が前記高電デプレーション・モー
ド・デバイスのデプレーションしきい値電圧より高いス
テップと、(c)前記第1のドレインを前記第2のソー
スに接続するステップと、(d)前記第1のソースを前
記第2のゲ−トに接続するステップとを備えていること
を特徴とする高電圧デバイスの製造方法。
【0041】(16)前記高電圧デプレーション・デバ
イスは電界効果トランジスタを備えていることを特徴と
する第15記載の高電圧デバイスの製造方法。
イスは電界効果トランジスタを備えていることを特徴と
する第15記載の高電圧デバイスの製造方法。
【0042】(17)前記高電圧デプレーション・デバ
イスはスタティク・インダクション・トランジスタを備
えていることを特徴とする第15記載の高電圧デバイス
の製造方法。 (18)前記半導体基板は炭化ケイ素を備えていること
を特徴とする第15記載の高電圧デバイスの製造方法。
イスはスタティク・インダクション・トランジスタを備
えていることを特徴とする第15記載の高電圧デバイス
の製造方法。 (18)前記半導体基板は炭化ケイ素を備えていること
を特徴とする第15記載の高電圧デバイスの製造方法。
【0043】(19)前記半導体基板はガリウムひ素を
備えていることを特徴とする第15記載の高電圧デバイ
スの製造方法。
備えていることを特徴とする第15記載の高電圧デバイ
スの製造方法。
【0044】(20)前記第1のドレインを前記第2の
ソースに接続するステップは前記第1のドレインを前記
第2のゲ−トに半田付けするステップを備え、かつ前記
第1のソースを前記第2のゲ−トに接続するステップは
前記第1のソースを前記第2のゲ−トにワイヤ・ボンデ
ィングするステップを備えていることを特徴とする第1
5記載の高電圧デバイスの製造方法。
ソースに接続するステップは前記第1のドレインを前記
第2のゲ−トに半田付けするステップを備え、かつ前記
第1のソースを前記第2のゲ−トに接続するステップは
前記第1のソースを前記第2のゲ−トにワイヤ・ボンデ
ィングするステップを備えていることを特徴とする第1
5記載の高電圧デバイスの製造方法。
【0045】(21)MOS入力特性を有する高電圧デ
バイス(10)。ソース(18)、ドレイン(22)、
及びゲ−ト(25)を有する低電圧MOSトランジスタ
(12)が提供される。更に、ソース(20)、ドレイ
ン(24)、及びゲ−ト(16)を有する高電圧トラン
ジスタ(14)が提供される。前記低電圧MOSトラン
ジスタ(12)の前記ソース(18)を前記高電圧トラ
ンジスタ(14)のゲ−ト(16)に接続する。前記低
電圧MOSトランジスタ(12)の前記ドレイン(2
2)を前記高電圧トランジスタ(14)の前記ソース
(20)に接続する。前記低電圧MOSトランジスタ
(12)はシリコン基板を備えてたものでもよく、また
前記高電圧トランジスタ(14)の前記基板はシリコ
ン、炭化ケイ素、又はガリウムひ素を備えたものでもよ
い。
バイス(10)。ソース(18)、ドレイン(22)、
及びゲ−ト(25)を有する低電圧MOSトランジスタ
(12)が提供される。更に、ソース(20)、ドレイ
ン(24)、及びゲ−ト(16)を有する高電圧トラン
ジスタ(14)が提供される。前記低電圧MOSトラン
ジスタ(12)の前記ソース(18)を前記高電圧トラ
ンジスタ(14)のゲ−ト(16)に接続する。前記低
電圧MOSトランジスタ(12)の前記ドレイン(2
2)を前記高電圧トランジスタ(14)の前記ソース
(20)に接続する。前記低電圧MOSトランジスタ
(12)はシリコン基板を備えてたものでもよく、また
前記高電圧トランジスタ(14)の前記基板はシリコ
ン、炭化ケイ素、又はガリウムひ素を備えたものでもよ
い。
【図1】シリコンに構築した従来技術の垂直MOSFE
Tの横断面図。
Tの横断面図。
【図2】種々の物質についての1/Rsp特性をプロッ
トした図。
トした図。
【図3】本発明による高電圧デバイスの概略図。
【図4】本発明による高電圧デバイスの横断面図。
【図5】本発明による高電圧デプレーション・デバイス
の製作状態を示す横断面図。
の製作状態を示す横断面図。
【図6】本発明による低電圧MOSFETの製作状態を
示す横断面図。
示す横断面図。
10 高電圧(HV)デバイス 12 低電圧(LV) MOSFET 14 HVデプレーション・デバイス 16 HVゲ−ト 18 LVソース 20 HVソース 22 LVドレイン 24 HVドレイン 25 LVゲート 30、120 ドレイン電極 32、122 基板 34、124 ドリフト領域 36 p井戸 38 ソース領域 40 ソース電極 42、142 ゲート電極 44 ゲート領域 46 絶縁層 48 半田層 130 p井戸 134 n+領域 136 p+領域 138 ゲート酸化層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9473−5J H03K 17/687 A
Claims (2)
- 【請求項1】 MOS入力特性を有する高電圧デバイス
において、 (a)第1の基板、第1のソース、第1のドレイン、及
び第1のゲ−トを有する低電圧MOSトランジスタと、 (b)第2の基板、第2のソース、第2のドレイン、及
び第2のゲ−トを有する高電圧トランジスタと を備え、前記低電圧MOSトランジスタのブレークダウ
ン電圧が前記高電圧トランジスタのデプレーションしき
い値電圧より高くなるように、前記第1のソースを前記
第2のゲ−トに接続し、かつ前記第1のドレインを前記
第2のソースに接続したことを特徴とする高電圧デバイ
ス。リウムを備えていることを特徴とする高電圧デバイ
ス。 - 【請求項2】 MOS入力特性を有する高電圧デバイス
の製造方法において、 (a)シリコン基板、第1のソース、第1のドレイン、
及び第1のゲ−トを有する低電圧MOSFETを形成す
るステップと、 (b)半導体基板、第2のソース、第2のドレイン、及
び第2のゲ−トを有する高電圧デプレーション・モード
・デバイスを形成するステップであって、前記低電圧M
OSFETのブレークダウン電圧が前記高電圧デプレー
ション・モード・デバイスのデプレーションしきい値電
圧より高いステップと、 (c)前記第1のドレインを前記第2のソースに接続す
るステップと、 (d)前記第1のソースを前記第2のゲ−トに接続する
ステップと を備えていることを特徴とする高電圧デバイスの製造方
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2128993A | 1993-02-22 | 1993-02-22 | |
US021289 | 1993-02-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07106573A true JPH07106573A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=21803389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6022856A Pending JPH07106573A (ja) | 1993-02-22 | 1994-02-21 | 高電圧デバイス及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5406096A (ja) |
JP (1) | JPH07106573A (ja) |
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