JPH07240518A - 縦型mos半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

縦型mos半導体装置及びその製造方法

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JPH07240518A
JPH07240518A JP3030494A JP3030494A JPH07240518A JP H07240518 A JPH07240518 A JP H07240518A JP 3030494 A JP3030494 A JP 3030494A JP 3030494 A JP3030494 A JP 3030494A JP H07240518 A JPH07240518 A JP H07240518A
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JP
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resistor
body region
region
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cell portion
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JP3030494A
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Yasuo Kitahira
康雄 北平
Toshimaro Koike
理麿 小池
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01L29/1095Body region, i.e. base region, of DMOS transistors or IGBTs

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オン抵抗の上昇を招くことなく、高耐圧化さ
れた縦型MOS半導体装置を及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 セル部分の拡散領域6の最外周に該セル部分
の拡散領域を取囲むボディ領域13を備え、該最外周の
ボディ領域は抵抗体20を介して前記セル部分のソース
電極9に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、縦型MOS半導体装置
及びその製造方法に係り、特に、パワーMOSFET、
又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等
の縦型MOS半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の一般的なパワーMOSF
ETのチップ周辺部分の断面図である。N+ 型半導体基
板1には、ドレイン領域となるN- 型エピタキシャル層
2を有しており、エピタキシャル層2には、MOSFE
Tの一単位となるセル6が多数、規則的に配列され、セ
ル部分を構成している。MOSFETの一単位となるセ
ルは、1個のP型のボディ領域6内にN+ 型のソース領
域5が形成され、多結晶シリコンからなるゲート電極8
に閾値以上の正電圧が印加されると、N+ 型のソース領
域5とN型のドレイン領域4間のチャネル領域の表面に
反転層が生じ、多数キャリアのチャネルが形成されFE
Tはオン状態となる。
【0003】半導体基板1の側端部にはN+ 型のチャネ
ルストップ領域11が拡散により形成され、その上部に
はシールド電極10が配置されている。P型のボディ領
域13は、MOSFETを構成するセル部分のボディ領
域6を取囲むように配置された最外周のボディ拡散領域
である。最外周のボディ領域13は、逆バイアス時にド
レイン領域4とセル部分のボディ領域6間のPN接合の
ドレイン領域側に広がる空乏層の曲率を緩和し、逆バイ
アス時のソース/ドレイン間の耐圧を高めるために設け
られたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係るパ
ワーMOSFETあるいはIGBT等の縦型MOS半導
体装置においては、低いオン抵抗と共に、耐圧はなるべ
く高いことが好ましい。縦型MOS半導体装置の耐圧を
向上させるには、半導体基板、特にボディ領域とドレイ
ン領域間のPN接合のドレイン領域側の不純物濃度を下
げればよい。しかしながら、ドレイン領域側の不純物濃
度を下げると、縦型MOS半導体装置のオン抵抗が上昇
してしまう。
【0005】本発明は、上記従来の事情に鑑みて為され
たものであり、オン抵抗の上昇を招くことなく、高耐圧
化された縦型MOS半導体装置及びその製造方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の縦型MOS半導
体装置は、セル部分の拡散領域の最外周に該セル部分の
拡散領域を取囲むボディ領域を備え、該最外周のボディ
領域は抵抗体を介して前記セル部分のソース電極に接続
されていることを特徴とする。
【0007】本発明の縦型MOS半導体装置の製造方法
は、セル部分のボディ領域と共に該セル部分を取囲む最
外周のボディ領域を形成する工程と、前記セル部分に多
結晶シリコンからなるゲート電極を形成すると共に前記
最外周のボディ領域付近に多結晶シリコンからなる抵抗
体を形成する工程と、セル部分のソース領域及びボディ
領域に金属配線電極を接続すると共に、該金属配線電極
は前記抵抗体の一端と接続し、前記抵抗体の他端は前記
最外周のボディ領域と接続する金属配線電極を形成する
工程とを備えたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の縦型MOS半導体装置によれば、逆バ
イアス印加時には、最外周のボディ領域とドレイン領域
間の接合にリーク電流が生じ、このリーク電流は最外周
のボディ領域に接続された抵抗体を介してソース電極に
流れる。リーク電流により抵抗体ではオームの法則に従
った電位差が生じ、この電位差は、最外周のボディ領域
とドレイン領域間のPN接合に印加される逆バイアス電
圧を低減することとなる。従って、抵抗体の電位差分だ
け耐圧を向上させることができる。
【0009】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
抵抗体はゲート電極と同じ材料である多結晶シリコンで
形成され、その抵抗体に最外周のボディ領域とソース電
極とを接続する金属配線電極を設ければよい。従って、
従来の縦型MOS半導体装置の基本的な製造工程を変更
することなく、マスクパターンを変更することのみで本
発明の半導体装置を製造することができる。すなわち、
製造コストの上昇を伴うことなく高耐圧化された半導体
装置を製造することが可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施例のパ
ワーMOSFETのチップ周辺の断面図であり、図2は
対応する部分のパターン図である。
【0011】本実施例は、従来の技術において図4を参
照して説明したNチャネル型パワーMOSFETを高耐
圧化したものであり、MOSFETを構成する基本的な
セル部分の配置は同じである。又、セル部分を取囲む最
外周のボディ領域を備えることも同様であり、同一の構
成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略す
る。
【0012】本実施例においては最外周のボディ領域1
3は、抵抗体20を介してセル部分のソース電極9に接
続されている。抵抗体20は、ゲート電極8と同様に多
結晶シリコンから形成されており、その一端が最外周の
ボディ領域13へアルミから成る金属電極21により接
続されている。抵抗体20の他端は、同様にアルミから
成るソース電極9に接続されている。即ち、図2に示す
ように、抵抗体20は、その一端がコンタクト23を介
してアルミ配線21に接続され、アルミ配線21はコン
タクト24を介して最外周のボディ領域13に接続され
ている。抵抗体20の他端は、コンタクト26を介して
アルミから成るセル部分のソース電極9に接続されてい
る。ソース電極9は、セル部分において、コンタクト2
9を介して、単位となるMOSFETを構成するそれぞ
れのセルのソース領域5及びボディ領域6に共通に接続
されている。
【0013】金属電極28は、コンタクト27を介して
多結晶シリコンから成るゲート電極8に接続されてい
る。金属電極28は、図示しないチップのゲート電極パ
ッドに接続され、ゲート電圧を多数のセルのゲート電極
8に均一に供給するためのものである。なお、抵抗体2
0は、例えば1本が100MΩ程度のものをチップ全体
に10本程度配置し、全体として10MΩとしてもよ
い。又、より多数の抵抗体をセル部分の四周に配置して
もよい。又、抵抗体20は図示の場合は長方形をなして
いるが、蛇行状の形状を用いてもよく、デバイスに要求
される特性、パターン形状から適宜選定される。
【0014】本実施例のパワーMOSFETの動作につ
いて、次に図3を参照しながら説明する。図3(A)
は、従来の抵抗体なしの場合の逆バイアス降伏直前の空
乏層32Aの広がりを示し、(B)は本発明の抵抗体2
0ありの場合の(A)と同じ逆バイアスを印加した場合
の空乏層32Bの広がりを示し、(C)は本発明の抵抗
体20ありの場合の降伏直前の空乏層32Cの広がりを
示す。ソース電極8を接地した状態で、ドレイン電極1
2に印加する電圧を上昇させて耐圧の試験を行なう際
に、ドレイン電極12に例えば100V程度の逆バイア
ス高電圧を印加する。(A)の最外周のボディ領域13
がソース電極9に直接接続されている場合には、ボディ
領域とドレイン領域4間のPN接合のドレイン領域4側
の空乏層32Aが図示するように広がり、最外周のPボ
ディ領域13の角部近傍30で電位傾度が最も高くな
り、降伏に至る。この際、図5に示すように、PN接合
に印加する逆バイアス電圧Vを上昇させていくと、PN
接合のリーク電流が徐々に増加し、降伏に至る。
【0015】しかしながら、(B)の最外周のボディ領
域6が抵抗体20を介してソース電極9に接続されてい
る場合には、抵抗体20に逆バイアス時のリーク電流I
が流れ、空乏層の広がりが(A)の場合と変わってく
る。(A)の場合の降伏電圧(100V程度)直前の逆
バイアス電圧が印加された場合には、例えばリーク電流
が1μA程度であり、抵抗体20の抵抗値が10MΩ程
度であるとすると、10Vの電位差が抵抗体20の両端
に生じる。すなわち、ボディ領域13の電位は接地電位
であるソース電極9よりも10V程度高くなる。従っ
て、ボディ領域13とドレイン領域4間のPN接合にか
かる逆バイアス電圧は、(A)の場合と比較して10V
程度小さくなる。従って、(B)に示すように空乏層3
2Bの広がりは最外周のボディ領域13の周辺において
緩和された形となる。更にドレイン電極12へ印加する
逆バイアス電圧を上昇させると、(C)に示す空乏層3
2Cの広がりとなり、セル領域側のボディ領域6の角部
分近傍31又は最外周のPボディ領域13の角部分30
のいずれかで降伏が発生する。しかしながら、この降伏
電圧は、抵抗体20のリーク電流に基づく電位差分だけ
高いものとなる。
【0016】次に、本実施例のパワーMOSFETの製
造方法について説明する。この製造方法は、従来のパワ
ーMOSFETの製造方法とそのマスクパターンを変更
するのみで従来の製造工程をほとんど変更することなく
製造することができる。まず、多結晶シリコンからなる
ゲート電極8を形成する時に、最外周のボディ領域付近
に多結晶シリコンから成る抵抗体20を同時に形成す
る。これは、多結晶シリコンのゲート電極8を形成する
マスクパターンにおいて、抵抗体20を形成するパター
ンを合わせて設けておくだけでよい。尚、抵抗体20の
抵抗値は、不純物のイオン注入量により制御できるの
で、セル領域側のゲート電極とこの抵抗体20のシート
抵抗をそれぞれ異なる値に設定する必要がある場合に
は、一方をレジストマスクでカバーして別々にイオン注
入量を制御すればよい。そして、コンタクトの開口を行
なうマスクパターンと、アルミ膜の金属電極配線を行な
うマスクパターンとを従来のものから変更し、抵抗体2
0の一端を最外周のボディ領域13に接続し、他端をソ
ース電極9に接続するようにすればよい。その他の製造
工程は、全く従来と同一である。
【0017】なお、以上に説明した最外周のボディ領域
とソース電極間に接続する抵抗体は、本実施例のような
多結晶シリコンを用いたものに限定されず、例えば半導
体基板表面に設けられた拡散抵抗を用いてもよい。又、
本実施例においては、パワーMOSFETについて説明
したが、反対導電型の半導体基板を用いることによっ
て、IGBTについても同様に適用できるのは勿論のこ
とである。このように、本発明の趣旨を逸脱することな
く種々の変形実施例が可能である。
【0018】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、最外周のボディ領域とソース電極との間に抵抗体を
接続することにより、オン抵抗の増大等の問題を生じる
ことなく、縦型MOS半導体装置の耐圧を向上させるこ
とができる。又、本発明の製造方法によれば、係る半導
体装置を従来の製造工程をほとんど変更することなく、
マスクパターンを少し変更するのみで容易に製造するこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の縦型MOS半導体装置のチ
ップ周辺部分の断面図。
【図2】上記半導体装置の対応する部分のパターン図。
【図3】上記半導体装置の動作を説明するための断面
図。
【図4】従来の縦型MOS半導体装置のチップ周辺部分
の断面図。
【図5】逆バイアス時の電圧と電流の関係の説明図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セル部分の拡散領域の最外周に該セル部
    分の拡散領域を取囲むボディ領域を備え、該最外周のボ
    ディ領域は抵抗体を介して前記セル部分のソース電極に
    接続されていることを特徴とする縦型MOS半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 セル部分のボディ領域と共に該セル部分
    を取囲む最外周のボディ領域を形成する工程と、前記セ
    ル部分に多結晶シリコンからなるゲート電極を形成する
    と共に前記最外周のボディ領域付近に多結晶シリコンか
    らなる抵抗体を形成する工程と、セル部分のソース領域
    及びボディ領域に金属配線電極を接続すると共に、該金
    属配線電極は前記抵抗体の一端と接続し、前記抵抗体の
    他端は前記最外周のボディ領域と接続する金属配線電極
    を形成する工程とを備えたことを特徴とする縦型MOS
    半導体装置の製造方法。
JP3030494A 1994-02-28 1994-02-28 縦型mos半導体装置及びその製造方法 Pending JPH07240518A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007005823A (ja) * 2006-08-28 2007-01-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
KR100685091B1 (ko) * 2005-07-21 2007-02-22 주식회사 케이이씨 트렌치형 트랜지스터 및 그 제조 방법
WO2011102254A1 (ja) * 2010-02-16 2011-08-25 住友電気工業株式会社 炭化珪素絶縁ゲート型半導体素子およびその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100685091B1 (ko) * 2005-07-21 2007-02-22 주식회사 케이이씨 트렌치형 트랜지스터 및 그 제조 방법
JP2007005823A (ja) * 2006-08-28 2007-01-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP4574601B2 (ja) * 2006-08-28 2010-11-04 三菱電機株式会社 半導体装置
WO2011102254A1 (ja) * 2010-02-16 2011-08-25 住友電気工業株式会社 炭化珪素絶縁ゲート型半導体素子およびその製造方法
JP2011171374A (ja) * 2010-02-16 2011-09-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 炭化珪素絶縁ゲート型半導体素子およびその製造方法
US8901568B2 (en) 2010-02-16 2014-12-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon carbide insulating gate type semiconductor device and fabrication method thereof

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