JPH07321342A - Junction field-effect transistor - Google Patents

Junction field-effect transistor

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JPH07321342A
JPH07321342A JP10542894A JP10542894A JPH07321342A JP H07321342 A JPH07321342 A JP H07321342A JP 10542894 A JP10542894 A JP 10542894A JP 10542894 A JP10542894 A JP 10542894A JP H07321342 A JPH07321342 A JP H07321342A
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JP
Japan
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source
resistance
conductivity type
concentration
length
Prior art date
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Application number
JP10542894A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Adachi
一彦 安達
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to arrange source wires with influence of wiring resistance suppressed and a smaller number of pads. CONSTITUTION:A plurality of linear high-concentration source regions 2 of a first conductivity type and a plurality of linear high-concentration gate regions 3 of a second conductivity type, are alternately placed on the entire surface of a medium-concentration semiconductor of the first conductivity type. A high- concentration drain region of the first conductivity type is placed on the entire reverse side of the semiconductor to form a vertical junction field-effect transistor. In this transistor, length of each of the source regions 2 is set to sq. rt. (rhoc/Rs)= Le or below, where Rs is sheet resistance of the wiring material led from the source regions 2, and rhoc is ON-time resistance/unit area of source contact.

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、縦型の接合型電界効果
トランジスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical junction field effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速のスイッチング用デバイスの一つし
て、従来より、電界効果トランジスタ(FET)が知ら
れている。このFETとしては、接合型FET(J‐F
ET)とMOS型(MOS‐FET)とがある。ここ
に、J‐FETはMOS‐FETに比べて、一般に、 オン抵抗(Ron)が低い 入力レベルなどに対するオン抵抗変化が少ない 絶縁破壊の問題がなく取扱が容易である スイッチング速度が速い 等の利点がある。
2. Description of the Related Art A field effect transistor (FET) has been conventionally known as one of high speed switching devices. This FET is a junction type FET (JF
ET) and MOS type (MOS-FET). Compared with MOS-FET, J-FET generally has a lower on-resistance (R on ), less change in on-resistance with respect to input level, etc. Easy to handle without problems of dielectric breakdown, high switching speed, etc. There are advantages.

【0003】ここに、従来のJ‐FETは、同一表面上
にゲート、ソース及びドレインを配置させたプレーナ型
として構成されている。このようなプレーナ型ではゲー
ト領域を不純物拡散で形成するため、小型化することが
難しく、オン時抵抗は数100Ω程度と高いのが一般的
となっている。これに対して、オン時抵抗を下げるた
め、電流を基板厚み方向に流し、かつ、ソースを2次元
的に配置し実効ソース長を長くした縦型のJ‐FETが
考えられている。例えば、B.J.Baliga,“A PowerJuncti
on Gate Field-Effect Transisitor Structure with Hi
gh Blocking Gain”,IEEE Trans.Electron Dev.ED27,pp
368-373,1980 なる文献中に示されるFETでは、高い
ドレイン電圧(400V以上)をスイッチングするた
め、低不純物濃度で厚いエピタキシャル基板を用い、オ
ン時抵抗はソース本数60本で20Ω程度が報告されて
いる。
Here, the conventional J-FET is constructed as a planar type in which a gate, a source and a drain are arranged on the same surface. In such a planar type, since the gate region is formed by impurity diffusion, it is difficult to reduce the size, and the on-state resistance is generally as high as several 100Ω. On the other hand, in order to reduce the on-state resistance, a vertical J-FET has been considered in which a current is made to flow in the substrate thickness direction and sources are two-dimensionally arranged to increase the effective source length. For example, BJBaliga, “A PowerJuncti
on Gate Field-Effect Transisitor Structure with Hi
gh Blocking Gain ”, IEEE Trans.Electron Dev.ED27, pp
In the FET shown in the document 368-373,1980, since a high drain voltage (400 V or more) is switched, a thick epitaxial substrate with a low impurity concentration is used, and the on-state resistance is about 20 Ω with 60 sources. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ノー
ト型パソコン或いは携帯電話等のバッテリ駆動の携帯用
電子機器の普及が目覚ましい。これらの携帯用電子機器
は、低消費電力であることが望ましく、使用される電子
デバイスの電源電圧の低電圧化とデバイスのオン時抵抗
onの低減などにより、低消費電力化が図られている。
By the way, in recent years, battery-powered portable electronic devices such as notebook type personal computers and mobile phones have been remarkably spread. It is desirable that these portable electronic devices have low power consumption, and low power consumption is achieved by lowering the power supply voltage of the electronic device used and reducing the on- resistance R on of the device. There is.

【0005】ここに、前述した縦型のJ‐FETでは、 ソース‐ドレイン間を短くすることが容易である 電源電圧が低い場合には不純物濃度が高く薄いエピ
タキシャル基板を使用できる 直線状のソース、ゲートを交互に、或いは、セル状
に2次元的に配置して実効的にソース長を長くすること
が容易である ことから、オン時抵抗Ronを低くすることが可能であ
る。
In the vertical type J-FET described above, it is easy to shorten the distance between the source and the drain. When the power supply voltage is low, a thin epitaxial substrate with a high impurity concentration can be used. Since it is easy to effectively increase the source length by arranging the gates alternately or two-dimensionally in a cell shape, it is possible to reduce the on-time resistance R on .

【0006】しかし、上記の実効ソース長は、長けれ
ば長いほど、デバイスのオン時抵抗Ronを低くすること
ができるが、ゲートに起因する入力容量がこのソース長
に比例して大きくなるため、デバイス損失の観点からは
ソース長には限度がある。
However, the longer the effective source length, the lower the on- resistance R on of the device can be made, but the input capacitance due to the gate becomes large in proportion to this source length. The source length is limited in terms of device loss.

【0007】この点、適切な長さの実効ソース長を2次
元的にレイアウトする最も簡単な方法としては、実効ソ
ース長を適当な長さの単位ソース長に分割し、これらの
単位ソース長による複数本のソースを並列に配置し、ソ
ース配線材料により電気的に接続することにより実現で
きる。図6はこの例として、デバイス表面におけるゲー
トGとソースSとの配線のレイアウトを簡略化して示す
ものである。
In this respect, the simplest method of laying out the effective source length in a two-dimensional manner is to divide the effective source length into unit source lengths of an appropriate length, and use these unit source lengths. It can be realized by arranging a plurality of sources in parallel and electrically connecting them by a source wiring material. As an example of this, FIG. 6 shows a simplified layout of the wiring between the gate G and the source S on the device surface.

【0008】しかし、エピタキシャル基板の高濃度化及
び薄層化により、オン時抵抗Ronが小さく設計されたデ
バイスでは、従来問題にならなかったソース領域からパ
ッドまでのソース配線抵抗が無視できなくなり、単位ソ
ース長が長すぎればこの配線抵抗が大きくなり、ソース
長に対応した抵抗の減少を期待できないものとなってし
まう。
However, in the device designed to have a small on-state resistance R on due to the higher concentration and thinner layer of the epitaxial substrate, the source wiring resistance from the source region to the pad, which has not been a problem in the past, cannot be ignored. If the unit source length is too long, the wiring resistance will increase, and it will be impossible to expect a reduction in resistance corresponding to the source length.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】中濃度の第1の導電型か
らなる半導体表面に、高濃度の前記第1の導電型からな
る直線状のソース領域と高濃度の第2の導電型からなる
直線状のゲート領域とを交互に複数本配置し、前記半導
体裏面側全面に高濃度の前記第1の導電型からなるドレ
イン領域を配置させた縦型の接合型電界効果トランジス
タにおいて、前記ソース領域からの配線材料のシート抵
抗をRS 、ソースコンタクトの単位面積当たりのオン時
抵抗をρC としたとき、複数本配置する前記ソース領域
の1本当たりの長さを√(ρC /RS )以下に設定し
た。
A linear source region having a high concentration of the first conductivity type and a high-concentration second conductivity type are formed on a semiconductor surface having a medium concentration of the first conductivity type. In the vertical junction field effect transistor, a plurality of linear gate regions are alternately arranged, and a high-concentration drain region of the first conductivity type is arranged on the entire back surface of the semiconductor. Where R S is the sheet resistance of the wiring material and ρ C is the on-resistance per unit area of the source contact, the length of each of the source regions to be arranged is √ (ρ C / R S ) Set as below.

【0010】[0010]

【作用】縦型の接合型電界効果トランジスタのソース配
線のレイアウトに関して、電気特性を満足するのに必要
なソース長を実現するために、複数本配置するソース領
域の1本当たりの長さを、その長さ当たりの配線抵抗と
デバイスコンダクタンスとから適切な値に設定している
ので、配線抵抗の影響を抑えて、少ないパッド数でレイ
アウトすることができる。
With regard to the layout of the source wiring of the vertical junction field effect transistor, in order to realize the source length required to satisfy the electrical characteristics, the length per source region to be arranged is set as follows. Since the wiring resistance per unit length and the device conductance are set to appropriate values, it is possible to suppress the influence of the wiring resistance and perform layout with a small number of pads.

【0011】[0011]

【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図5に基づい
て説明する。まず、単位縦型J‐FETの断面構成及び
抵抗成分を模式的に示す図2を参照して、縦型J‐FE
Tの概要を前述した問題点を含めて説明する。ここで
は、nチャネルJ‐FETを例にとり説明するものであ
り、第1の導電型はn型、第2の導電型はp型とされて
いる。n型Siエピタキシャル層(中濃度のn型の半導
体)1の表面には、高濃度n型のSi領域によるソース
領域2と、高濃度p型のSi領域によるゲート領域3と
が、直線状に形成されている。また、n型Siエピタキ
シャル層1の裏面側には高濃度n型のSi基板がドレイ
ン領域4として全面的に配置されている。なお、図2で
は、図が煩雑になるのを避けるため、ソース端子やドレ
イン端子からの配線は省略してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, referring to FIG. 2 which schematically shows the cross-sectional structure and resistance component of a unit vertical J-FET,
The outline of T will be described including the above-mentioned problems. Here, an n-channel J-FET will be described as an example, where the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. On the surface of the n-type Si epitaxial layer (medium-concentration n-type semiconductor) 1, a source region 2 formed of a high-concentration n-type Si region and a gate region 3 formed of a high-concentration p-type Si region are linearly formed. Has been formed. On the back surface side of the n-type Si epitaxial layer 1, a high-concentration n-type Si substrate is entirely arranged as a drain region 4. In FIG. 2, wiring from the source terminal and the drain terminal is omitted in order to avoid complication of the drawing.

【0012】これによれば、オン時抵抗Ronは、J‐F
ET抵抗Rj とn型Siエピタキシャル層1の拡がり抵
抗Repi と基板抵抗Rsub とソースコンタクト抵抗Rc1
とドレインコンタクト抵抗Rc2との総和であることが分
かる。一般に、このような縦型J‐FETでは、単位デ
バイスを縮小することでオン時抵抗Ronを低減させる方
法がとられる。しかし、前述したように単位デバイスを
縮小することによりソースコンタクトの面積も減少し、
ソースコンタクト抵抗Rc1が増加してしまう。このよう
に増加するソースコンタクト抵抗Rc1は全体のオン時抵
抗Ronを増加させる一因となるので、デバイス縮小化に
よるオン時抵抗Ronの低減効果は不十分なことも分か
る。
According to this, the on-time resistance R on is equal to JF
ET resistance R j , spreading resistance R epi of n-type Si epitaxial layer 1, substrate resistance R sub, and source contact resistance R c1
It can be seen that it is the sum of the drain contact resistance R c2 and the drain contact resistance R c2 . Generally, in such a vertical J-FET, a method of reducing the on-time resistance R on by reducing the unit device is adopted. However, as mentioned above, reducing the size of the unit device also reduces the area of the source contact,
The source contact resistance R c1 increases. Since the source contact resistance R c1 thus increased contributes to the increase of the overall on-time resistance R on , it can be understood that the effect of reducing the on-time resistance R on by device miniaturization is insufficient.

【0013】ところで、実効ソース長は、FETの電力
損失が最小となるように選定される。ここに、スイッチ
ング用のFETでの電力損失は、導通損失とスイッチン
グ損失との和であり、ドレイン電流をId 、入力容量を
i 、ゲート電圧をVg 、スイッチング周波数をf、デ
ューティをDとすれば、電力損失Plossは、 Ploss=Id 2×Ron×D+Ci×Vg 2×f ………………………(1) で表される。さらに、Ron=RL /L、Ci =CL ×
L、L;実効ソース長とすれば、 Ploss=Id 2×(RL /L)×D+CL ×L×Vg 2×f ………(2) となる。
By the way, the effective source length is selected so that the power loss of the FET is minimized. Here, the power loss in the switching FET is the sum of conduction loss and switching loss. The drain current is I d , the input capacitance is C i , the gate voltage is V g , the switching frequency is f, and the duty is D. Then, the power loss P loss is represented by P loss = I d 2 × R on × D + C i × V g 2 × f (1). Furthermore, R on = R L / L, C i = C L ×
L, L; If it is an effective source length, P loss = I d 2 × ( RL / L) × D + CL × L × V g 2 × f (2)

【0014】この結果、例えば、ソースコンタクト幅1
μmで、RL =3.1×104 Ω・μm、CL =3.4
×10~15 F/μm、Id =8A、Vg =7V、D=5
0%、f=3MHzとした場合、ソース長に対するデバ
イス損失の曲線は図3に示すようなものとなり、最小の
損失を与える実効ソース長Lは1.4×106 μmと見
積もることができる。
As a result, for example, the source contact width 1
μm, R L = 3.1 × 10 4 Ω · μm, C L = 3.4
× 10 to 15 F / μm, I d = 8 A, V g = 7 V, D = 5
When 0% and f = 3 MHz, the device loss curve with respect to the source length is as shown in FIG. 3, and the effective source length L giving the minimum loss can be estimated to be 1.4 × 10 6 μm.

【0015】このような実効ソース長を2次元的にレイ
アウトするには、直線状のソース及びゲートの繰り返し
パターンとし(図6参照)、アルミニウムなどの配線材
料によって電気的に並列に接続することで容易に実現で
きる。
In order to two-dimensionally lay out such an effective source length, a linear source and gate repeating pattern is formed (see FIG. 6) and electrically connected in parallel by a wiring material such as aluminum. Easy to implement.

【0016】しかし、前述したように、ソース及びゲー
トのパッド数を少なくするために単位ソース長を長くす
ればソース配線材料の抵抗に起因するコンタクト抵抗が
大きくなってしまい、また、逆に単位ソース長を短くし
すぎるとパッド数が多くなり実装が煩雑になってしまう
不都合がある。
However, as described above, if the unit source length is increased to reduce the number of source and gate pads, the contact resistance due to the resistance of the source wiring material increases, and conversely, the unit source. If the length is too short, the number of pads will increase and the mounting will be complicated.

【0017】ソース1本当たりのデバイス構成を模式的
に示す図4を参照してより詳細に説明する。ソース・パ
ッドの一端からソース領域2にアルミニウム等の金属配
線5で電極を取り出す場合、その電気回路は図4に示す
ような分布定数回路と考えられる。従って、このような
デバイスではオン時抵抗Ronは金属配線5の抵抗Rと半
導体(n型Siエピタキシャル層1)内のコンダクタン
スGとからなる分布定数回路で検討する必要がある。
A more detailed description will be given with reference to FIG. 4, which schematically shows the device configuration for one source. When an electrode is taken out from one end of the source pad to the source region 2 by a metal wiring 5 such as aluminum, the electric circuit thereof is considered to be a distributed constant circuit as shown in FIG. Therefore, in such a device, the on-time resistance R on needs to be examined with a distributed constant circuit including the resistance R of the metal wiring 5 and the conductance G in the semiconductor (n-type Si epitaxial layer 1).

【0018】いま、ソース電極のシート抵抗をRS 、半
導体(n型Siエピタキシャル層1)内の各抵抗Rj
epi ,Rsub を考慮した単位ソースコンタクト面積当
たりの抵抗をρC とすると、伝送線路モデルから、ソー
ス‐ドレイン抵抗Rは、(3)式で与えられる。なお、
(3)式において、Le=√(ρC /RS )である。
Now, the sheet resistance of the source electrode is R S , each resistance R j in the semiconductor (n-type Si epitaxial layer 1),
Assuming that the resistance per unit source contact area considering R epi and R sub is ρ C , the source-drain resistance R is given by the equation (3) from the transmission line model. In addition,
In the formula (3), Le = √ (ρ C / R S ).

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】例えば、ソース電極を抵抗率2.8×10
~6Ω・cmのアルミニウム製で幅2μm,厚さ0.6μ
m、ソースコンタクト幅W=1μmのものとし、半導体
(n型Siエピタキシャル層1)内部の抵抗を単位ソー
スコンタクト面積当たりの抵抗ρC =3.0Ω・cm2
とした場合のオン時抵抗Ronの1本当たりのソース長依
存性を求めてみたところ、図5中に示すようになったも
のである。この図4では、ソース配線抵抗を考慮しない
場合の計算結果も併せてプロットしてある。この図5に
示す特性によれば、配線抵抗を考慮しない場合にはオン
時抵抗Ronは実効ソース長Lに反比例するのに対して、
配線抵抗を考慮した場合には、Le以上のソース長では
オン時抵抗Ronの減少は飽和してほぼ一定値になってし
まうことが分かる。
For example, the source electrode has a resistivity of 2.8 × 10.
Made of aluminum of 6 Ω · cm, width 2μm, thickness 0.6μ
m, the source contact width W = 1 μm, and the resistance inside the semiconductor (n-type Si epitaxial layer 1) is the resistance per unit source contact area ρ C = 3.0 Ω · cm 2
When the dependence of the on-time resistance R on in one case on the source length is obtained, it is as shown in FIG. In FIG. 4, the calculation results when the source wiring resistance is not taken into consideration are also plotted. According to the characteristics shown in FIG. 5, the on-state resistance R on is inversely proportional to the effective source length L when the wiring resistance is not taken into consideration.
When the wiring resistance is taken into consideration, it can be seen that the decrease of the on-time resistance R on is saturated and becomes a substantially constant value when the source length is Le or more.

【0021】よって、実効ソース長Lを長くしてオン時
抵抗Ronを減少させようとする場合、適切な長さの単位
ソース長で複数本並列にレイアウトすることが必要なこ
とが分かる。その適切な単位ソース長として、Le=√
(ρC /RS )以下であれば、ソース配線抵抗の影響を
抑制し得ることも分かる。
Therefore, in order to increase the effective source length L and decrease the on- resistance R on , it is necessary to lay out a plurality of parallel unit source lengths with an appropriate length. As an appropriate unit source length, Le = √
It is also understood that the effect of the source wiring resistance can be suppressed if it is (ρ C / R S ) or less.

【0022】そこで、本実施例の縦型J‐FETでは、
単位ソース長をソース配線のシート抵抗RS と半導体内
の単位ソースコンタクト面積当たりの抵抗ρC とから、
Le=√(ρC /RS )として求まる値Leを上限とし
て、このLe以下の長さとなるようにしてレイアウトさ
せるようにしたものである。これにより、配線抵抗の影
響を極力抑えつつ低いオン時抵抗Ronのデバイスを提供
できるものとなる。
Therefore, in the vertical J-FET of this embodiment,
The unit source length is calculated from the sheet resistance R S of the source wiring and the resistance ρ C per unit source contact area in the semiconductor.
With the value Le obtained as Le = √ (ρ C / R S ), as an upper limit, the layout is performed so that the length is less than or equal to this Le. This makes it possible to provide a device having a low on-state resistance R on while suppressing the influence of wiring resistance as much as possible.

【0023】このような構成に関して、具体例に基づき
効果を明らかにする。ここでは、n型Siエピタキシャ
ル基板に繰り返しピッチ7μmで縦型J‐FETを試作
した。ここに、n型Siエピタキシャル基板におけるn
型Siエピタキシャル層1の厚さは5μm、濃度Nd
5×1015/cm3 、基板をなすドレイン領域4はその
基板抵抗Rsub が十分小さくなる濃度及び厚さとされて
いる。p型のゲート領域3の拡散深さは約2μm、ゲー
ト領域3間の距離は約1.9μmとされている。また、
ソース領域2に対する金属配線5の材料はアルミニウム
とし、その幅が2μm、厚さが0.6μm、ソース領域
2とのコンタクト幅Wは1μmとされている。また、ソ
ース領域2はイオン注入法により、Asイオンを30k
eVでドーズ量2×1015/cm2 で注入し、金属配線
5のアルミニウムと半導体(n型Siエピタキシャル層
1)表面での接触抵抗が小さくなるように配慮されてい
る。
With respect to such a structure, the effect will be clarified based on a concrete example. Here, a vertical J-FET was prototyped on an n-type Si epitaxial substrate with a repeating pitch of 7 μm. Here, n in the n-type Si epitaxial substrate
The thickness of the type Si epitaxial layer 1 is 5 μm, the concentration N d is 5 × 10 15 / cm 3 , and the drain region 4 forming the substrate has such a concentration and thickness that the substrate resistance R sub is sufficiently small. The p-type gate region 3 has a diffusion depth of about 2 μm, and the distance between the gate regions 3 is about 1.9 μm. Also,
The material of the metal wiring 5 with respect to the source region 2 is aluminum, the width is 2 μm, the thickness is 0.6 μm, and the contact width W with the source region 2 is 1 μm. Further, the source region 2 is doped with As ions at 30 k by the ion implantation method.
It is injected with eV at a dose of 2 × 10 15 / cm 2 so that the contact resistance between the aluminum of the metal wiring 5 and the surface of the semiconductor (n-type Si epitaxial layer 1) is reduced.

【0024】このとき、単位ソース長は以下のように設
定した。上述したようなゲート構造とした時の半導体
(n型Siエピタキシャル層1)内部の抵抗は、ソース
コンタクトで単位面積当たりρC =3.54Ω・cm2
であると予想される。また、使用条件は、駆動周波数f
=3MHz、スイッチングするドレイン電流Id =8
A、ゲート電圧Vg =7V、デューティD=50%とし
た。この場合、損失が最小となるソース長を計算すれば
約1.4×106 μmと求まる。次に、このソース長を
複数のソース本数で実現するための最適な単位ソース長
は、上述したような本実施例の方式、即ち、Le以下と
なるように決定した。この場合、Leは1232μmと
なるので、この具体例では、単位ソース長を800μm
に設定した。よって、ソース本数は1760本とし、1
ブロック当たり440本として4ブロック用意したレイ
アウト構成とした。図1はこのようなソース及びゲート
配線のレイアウトを模式的に示すものである。このよう
に設計されたデバイスのオン時抵抗Ronの設計値は34
mΩと小さくなったものである。さらに、このような設
計値に基づき試作されたデバイスの特性を測定した結
果、オン時抵抗Ronの実測値は40mΩと小さくなった
ものである。なお、この実測値は、ソース・パッドに針
を当てて測定したもので、実装された状態のものではな
い。以上、まとめると、オン時抵抗Ronは表1に示すよ
うになったものである。
At this time, the unit source length was set as follows. The resistance inside the semiconductor (n-type Si epitaxial layer 1) when the gate structure as described above is ρ C = 3.54 Ω · cm 2 per unit area at the source contact.
Is expected to be. Also, the usage conditions are the drive frequency f
= 3 MHz, switching drain current I d = 8
A, gate voltage V g = 7 V, and duty D = 50%. In this case, the source length that minimizes the loss is calculated to be about 1.4 × 10 6 μm. Next, the optimum unit source length for realizing this source length with a plurality of sources was determined to be the method of the present embodiment as described above, that is, Le or less. In this case, Le is 1232 μm, so in this specific example, the unit source length is 800 μm.
Set to. Therefore, the number of sources is 1760 and 1
The layout configuration is such that four blocks are prepared with 440 blocks per block. FIG. 1 schematically shows the layout of such source and gate wirings. The designed value of the on-time resistance R on of the device designed in this way is 34
It is as small as mΩ. Furthermore, as a result of measuring the characteristics of the device prototyped on the basis of such design values, the actual measured value of the on-time resistance R on was as small as 40 mΩ. It should be noted that this actually measured value is measured by applying a needle to the source pad, and is not in the mounted state. In summary, the on-time resistance R on is as shown in Table 1.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】表1に示す結果によれば、配線抵抗を考慮
した設計値と実測値とはほぼ等しく、配線抵抗によるオ
ン時抵抗Ronの増加があることを示している。ソース長
をより長くすれば、さらに配線抵抗の影響が大きくなる
ことは明白である。
The results shown in Table 1 show that the design value in consideration of the wiring resistance and the measured value are substantially equal to each other, and there is an increase in the on-time resistance R on due to the wiring resistance. It is clear that the longer the source length is, the greater the influence of the wiring resistance becomes.

【0027】なお、本実施例では、nチャネルJ‐FE
Tを例にとり説明したが、pチャネルJ‐FETの場合
にも同様に適用し得ることはもちろんである。
In this embodiment, the n-channel J-FE is used.
Although T has been described as an example, it goes without saying that the same can be applied to the case of a p-channel J-FET.

【0028】ちなみに、ソース・パッドが両端に形成で
きるJ‐FETの場合であれば、その単位ソース長をL
eの2倍とし得ることは明白である。
Incidentally, in the case of a J-FET in which source pads can be formed at both ends, the unit source length is L
Obviously, it can be doubled.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の接合型電界効果トランジスタに
よれば、中濃度の第1の導電型からなる半導体表面に、
高濃度の前記第1の導電型からなる直線状のソース領域
と高濃度の第2の導電型からなる直線状のゲート領域と
を交互に複数本配置し、前記半導体裏面側全面に高濃度
の前記第1の導電型からなるドレイン領域を配置させた
縦型の接合型電界効果トランジスタにおいて、前記ソー
ス領域からの配線材料のシート抵抗をRS 、ソースコン
タクトの単位面積当たりのオン時抵抗をρC としたと
き、複数本配置する前記ソース領域の1本当たりの長さ
を√(ρC /RS )以下に設定したので、ソース配線の
レイアウトに関して、配線抵抗の影響を抑えつつ、少な
いパッド数でレイアウトすることができる。
According to the junction field effect transistor of the present invention, the semiconductor surface of the first conductivity type of medium concentration has
A plurality of high-concentration linear source regions of the first conductivity type and a plurality of high-concentration linear gate regions of the second conductivity type are alternately arranged, and the high-concentration linear source regions are formed on the entire back surface of the semiconductor. In the vertical junction field effect transistor in which the drain region of the first conductivity type is arranged, the sheet resistance of the wiring material from the source region is R S , and the on-state resistance of the source contact per unit area is ρ. When C is set, the length of each of the plurality of source regions to be arranged is set to √ (ρ C / R S ) or less. Can be laid out in numbers.

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

【図1】本発明の一実施例のゲート及びソース配線のレ
イアウトを示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a layout of gate and source wirings according to an embodiment of the present invention.

【図2】縦型J‐FETのオン時抵抗の内訳を含めて示
す断面構造図である。
FIG. 2 is a cross-sectional structure diagram showing a breakdown of on-state resistance of a vertical J-FET.

【図3】その実効ソース長とデバイス損失との関係を示
す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective source length and device loss.

【図4】ソース1本当たりの分布定数回路を説明するた
めの斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view for explaining a distributed constant circuit for one source.

【図5】ソース1本当たりのオン時抵抗Ronの単位ソー
ス長依存性を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing unit source length dependence of on-time resistance R on per source.

【図6】従来のゲート及びソース配線のレイアウトを示
す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a layout of a conventional gate and source wiring.

【符号の説明】 1 半導体 2 ソース領域 3 ゲート領域 4 ドレイン領域[Explanation of reference numerals] 1 semiconductor 2 source region 3 gate region 4 drain region

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中濃度の第1の導電型からなる半導体表
面に、高濃度の前記第1の導電型からなる直線状のソー
ス領域と高濃度の第2の導電型からなる直線状のゲート
領域とを交互に複数本配置し、前記半導体裏面側全面に
高濃度の前記第1の導電型からなるドレイン領域を配置
させた縦型の接合型電界効果トランジスタにおいて、前
記ソース領域からの配線材料のシート抵抗をRS 、ソー
スコンタクトの単位面積当たりのオン時抵抗をρC とし
たとき、複数本配置する前記ソース領域の1本当たりの
長さを√(ρC /RS )以下に設定したことを特徴とす
る接合型電界効果トランジスタ。
1. A linear source region having a high concentration of the first conductivity type and a linear gate having a high concentration of the second conductivity type on a semiconductor surface of the medium concentration first conductivity type. In a vertical junction field effect transistor in which a plurality of regions are alternately arranged and a high-concentration drain region of the first conductivity type is arranged on the entire back surface of the semiconductor, a wiring material from the source region is used. Where R S is the sheet resistance and ρ C is the on-resistance per unit area of the source contact, the length per source region to be arranged is set to √ (ρ C / R S ) or less. A junction type field effect transistor characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008007467A1 (en) * 2006-07-12 2008-01-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Field effect transistor

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