JPH09153615A - High breakdown voltage semiconductor device - Google Patents

High breakdown voltage semiconductor device

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JPH09153615A
JPH09153615A JP8259859A JP25985996A JPH09153615A JP H09153615 A JPH09153615 A JP H09153615A JP 8259859 A JP8259859 A JP 8259859A JP 25985996 A JP25985996 A JP 25985996A JP H09153615 A JPH09153615 A JP H09153615A
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雄介 川口
Yoshihiro Yamaguchi
好広 山口
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high breakdown voltage semiconductor device in which the channel width below a gate electrode may be enlarged without increasing the contact resistance of a source electrode, by forming a channel between adjacent first conduction type source layers. SOLUTION: A plurality of island-like first conduction type source layers 3 are formed on the surface of a second conduction type base layer, and gate electrodes are formed between the adjacent first conduction type source layers 3. Therefore, channels are formed also between the first conduction type source layers 3. Thus, the effective channel width may be enlarged in comparison with a conventional high breakdown voltage semiconductor device in which a gate electrode 8 and hence a channel are formed only between the first conduction type source layer 3 and a first conduction type drift layer 5. Therefore, lower on-resistance may be obtained.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高耐圧半導体装
置、より詳しく述べれば島状のソース電極を有する横型
の高耐圧半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high breakdown voltage semiconductor device, and more particularly to a lateral high breakdown voltage semiconductor device having an island-shaped source electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、高耐圧駆動回路などに用いら
れる高耐圧半導体素子と、低耐圧駆動回路などに用いら
れる低耐圧半導体素子とが同一の基板に形成されたパワ
−ICは知られており、多くの用途が考えられている。
この種のパワーICの出力段に用いられる高耐圧MOS
FETには、低いオン抵抗が要求されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a power IC is known in which a high breakdown voltage semiconductor element used for a high breakdown voltage drive circuit and a low breakdown voltage semiconductor element used for a low breakdown voltage drive circuit are formed on the same substrate. And many uses are considered.
High breakdown voltage MOS used in the output stage of this type of power IC
FETs are required to have low on-resistance.

【0003】図21はこの種の高耐圧MOSFETの素
子構造を示す平面図であり、図22は、図21のXXII−
XXII線矢視断面図である。
FIG. 21 is a plan view showing the element structure of this type of high breakdown voltage MOSFET, and FIG. 22 is a plan view of FIG.
It is a sectional view taken along the line XXII.

【0004】図中、参照符号101は高抵抗のp型半導
体基板を示し、このp型半導体基板101の表面にはp
型ベース層102が選択的に形成されている。p型ベー
ス層102の表面には低抵抗のn型ソース層103が形
成されている。p型半導体基板101のp型ベース層1
02とは異なる表面には、低抵抗のn型ドレイン層10
4が設けられている。n型ドレイン層104は高抵抗の
n型ドリフト層105内に形成されている。
In the figure, reference numeral 101 indicates a high-resistance p-type semiconductor substrate, and a p-type semiconductor substrate 101 has a p-type on its surface.
The mold base layer 102 is selectively formed. A low resistance n-type source layer 103 is formed on the surface of the p-type base layer 102. p-type base layer 1 of p-type semiconductor substrate 101
On the surface different from 02, a low resistance n-type drain layer 10 is formed.
4 are provided. The n-type drain layer 104 is formed in the high-resistance n-type drift layer 105.

【0005】そしてn型ソース層103とn型ドリフト
層105とによって挟まれるp型べース層102の表面
と、この表面に隣接するn型ドリフト層105表面の一
部とには、ゲート酸化膜106及びフィールド酸化膜1
07を介してゲート電極108が形成されている。また
参照符号109はn型ソース層103にコンタクトする
ソース電極を示し、参照符号110はn型ドレイン層1
04にコンタクトするドレイン電極を示している。
Gate oxidation is performed on the surface of the p-type base layer 102 sandwiched between the n-type source layer 103 and the n-type drift layer 105 and a part of the surface of the n-type drift layer 105 adjacent to this surface. Film 106 and field oxide film 1
The gate electrode 108 is formed via 07. Further, reference numeral 109 indicates a source electrode in contact with the n-type source layer 103, and reference numeral 110 indicates the n-type drain layer 1.
The drain electrode in contact with 04 is shown.

【0006】これらの層や電極の平面形状は、図21に
示すようにストライプ状をなしている。
The plane shape of these layers and electrodes is a stripe shape as shown in FIG.

【0007】このように構成された高耐圧MOSFET
は、n型ドレイン層104がn型ドリフト層105内に
形成されているため、通常のMOSFETに比べて耐圧
が高くなる。
High breakdown voltage MOSFET configured as described above
Since the n-type drain layer 104 is formed in the n-type drift layer 105, the breakdown voltage is higher than that of a normal MOSFET.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図21
及び図22に示される従来の高耐圧MOSFETでは、
同一面積のままで電流容量を大きくするには、単位面積
当たりの電流密度を上昇させる必要がある。換言すると
オン抵抗を低減させる必要がある。オン抵抗を低減させ
るためには実効的なチャネル幅を広げることが有効であ
る。しかし図21及び図22に示される従来の高耐圧M
OSFETでは、ゲート電極108下に形成されるチャ
ネル領域の幅が一定である。このため、十分に低いオン
抵抗が得られないという問題がある。
However, FIG.
And in the conventional high breakdown voltage MOSFET shown in FIG. 22,
In order to increase the current capacity while maintaining the same area, it is necessary to increase the current density per unit area. In other words, it is necessary to reduce the on resistance. To reduce the on-resistance, it is effective to widen the effective channel width. However, the conventional high breakdown voltage M shown in FIGS.
In the OSFET, the width of the channel region formed under the gate electrode 108 is constant. Therefore, there is a problem that a sufficiently low on-resistance cannot be obtained.

【0009】次に、以上のような従来の高耐圧MOSF
ETの配線方法について説明する。従来の高耐圧MOS
FETは、図21に示した通り、ソース電極109、ゲ
ート電極108及びドレイン電極110がストライプ状
に配置されている。
Next, the conventional high breakdown voltage MOSF as described above is used.
The ET wiring method will be described. Conventional high voltage MOS
In the FET, as shown in FIG. 21, the source electrode 109, the gate electrode 108, and the drain electrode 110 are arranged in a stripe shape.

【0010】これら各電極108〜110は下層配線と
して機能し、各下層配線は個別に上層配線を介して各パ
ッド(図示せず)に接続される。これら下層配線及び上
層配線からなる2層配線としては、平行配線方式及び直
交配線方式という2種類の構造がある。
Each of these electrodes 108 to 110 functions as a lower layer wiring, and each lower layer wiring is individually connected to each pad (not shown) through the upper layer wiring. There are two types of structures, a parallel wiring system and an orthogonal wiring system, as the two-layer wiring composed of the lower layer wiring and the upper layer wiring.

【0011】平行配線方式は、上層配線が下層配線の長
手方向に対して平行に配置される構造を示し、下層配線
と上層配線とのコンタクト面積を広く取れる利点があ
る。しかしながら、平行配線方式は、一般に上層配線
が、膜厚の厚いアルミで形成されることから配線間の抜
き幅を大きく取る必要があるため、素子を微細化しても
ソース・ドレイン間のピッチを小さくできない問題があ
る。
The parallel wiring system shows a structure in which the upper layer wiring is arranged parallel to the longitudinal direction of the lower layer wiring, and has an advantage that the contact area between the lower layer wiring and the upper layer wiring can be widened. However, in the parallel wiring method, since the upper layer wiring is generally formed of aluminum having a large film thickness, it is necessary to make a large gap between the wirings. Therefore, even if the element is miniaturized, the pitch between the source and the drain is small. There is a problem that cannot be done.

【0012】一方、直交配線方式は、図23に示すよう
に、上層配線So,Do が下層配線(109,110)の
長手方向に対して垂直に配置される構造を示し、配線間
の抜き幅を任意の値にできるため、素子の微細化に伴
い、ソース・ドレイン間のピッチを小さくできる利点を
有する。
On the other hand, the orthogonal wiring system shows a structure in which upper layer wirings So and Do are arranged perpendicularly to the longitudinal direction of the lower layer wirings (109, 110) as shown in FIG. Can be set to an arbitrary value, which has an advantage that the pitch between the source and the drain can be reduced with the miniaturization of the element.

【0013】しかしながら、直交配線方式では、下層配
線(109,110)と上層配線So,Do との間のスル
ーホールと、下層配線とn型ソース層103あるいはn
型ドレイン層104との間のコンタクトホールとが重ね
て配置された場合、図24に示すように、コンタクトホ
ール領域の下層配線表面に凹部が形成され、この凹部に
不純物Ip が残留することにより、配線抵抗を増加させ
る問題がある。このため、直交配線方式においては、ス
ルーホールとコンタクトホールとを重ねて配置できない
制約がある。
However, in the orthogonal wiring system, the through hole between the lower layer wiring (109, 110) and the upper layer wiring So, Do, the lower layer wiring and the n-type source layer 103 or n.
When the contact hole with the type drain layer 104 is arranged so as to overlap, as shown in FIG. 24, a recess is formed in the lower wiring surface of the contact hole region, and the impurity Ip remains in this recess, There is a problem of increasing wiring resistance. Therefore, in the orthogonal wiring method, there is a restriction that the through hole and the contact hole cannot be arranged in an overlapping manner.

【0014】しかしながら、この制約に従い、コンタク
トホールに重ならないようにスルーホールが形成された
としても、下層配線(109,110)と上層配線So,
Doとの間のスルーホールの面積が減少され、スルーホ
ールの部分の配線抵抗を増大させる問題が生じる。ま
た、スルーホールの面積を増加させるためにコンタクト
ホールの面積を減少させると、コンタクト抵抗を増加さ
せてしまい、結果として素子全体のオン抵抗を増加させ
てしまう問題がある。
However, according to this restriction, even if the through hole is formed so as not to overlap the contact hole, the lower layer wiring (109, 110) and the upper layer wiring So,
The area of the through hole from Do is reduced, which causes a problem of increasing the wiring resistance of the through hole. Further, if the area of the contact hole is reduced in order to increase the area of the through hole, the contact resistance will increase, and as a result, the on-resistance of the entire device will increase.

【0015】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、低いオン抵抗を得られる高耐圧半導体装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to provide a high breakdown voltage semiconductor device capable of obtaining a low ON resistance.

【0016】より詳しく述べると、本発明の目的は、ソ
ース電極のコンタクト抵抗を上昇させずに、ゲート電極
下のチャネル幅を拡大できる高耐圧半導体装置を提供す
ることにある。
More specifically, an object of the present invention is to provide a high breakdown voltage semiconductor device capable of expanding the channel width under the gate electrode without increasing the contact resistance of the source electrode.

【0017】また、本発明の他の目的は、低い配線抵抗
の2層配線を有し、微細化及び集積化に適する、前述し
たとおりの高耐圧半導体装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a high breakdown voltage semiconductor device as described above, which has a two-layer wiring having a low wiring resistance and is suitable for miniaturization and integration.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る第1の高耐圧半導体装置では、高抵抗半
導体層と、前記高抵抗半導体層の表面に選択的に形成さ
れた第1導電型ドリフト層と、前記第1導電型ドリフト
層の表面に形成されたドレイン層と、前記高抵抗半導体
層の表面に選択的に形成された第2導電型ベース層と、
前記第2導電型ベース層の表面に複数の島状をなして形
成された第1導電型ソース層と、前記第1導電型ソース
層と前記第1導電型ドリフト層との間及び隣合う前記第
1導電型ソース層間の前記第2導電型ベース層上にゲー
ト絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記ドレイ
ン層にコンタクトするドレイン電極と、前記第1導電型
ソース層及び前記第2導電型ベース層の双方にコンタク
トするソース電極とを備えている。
In order to achieve the above object, in a first high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention, a high resistance semiconductor layer and a first high resistance semiconductor layer selectively formed on the surface of the high resistance semiconductor layer. A first conductivity type drift layer, a drain layer formed on the surface of the first conductivity type drift layer, and a second conductivity type base layer selectively formed on the surface of the high resistance semiconductor layer,
A first conductivity type source layer formed in a plurality of islands on the surface of the second conductivity type base layer, and between the first conductivity type source layer and the first conductivity type drift layer and adjacent to each other. A gate electrode formed on the second conductive type base layer between the first conductive type source layers via a gate insulating film, a drain electrode contacting the drain layer, the first conductive type source layer and the second conductive layer. And a source electrode that contacts both of the conductivity type base layers.

【0019】本発明によれば、第1導電型ソース層が第
2導電型ベース層の表面に複数の島状をなして形成され
ており、隣合う第1導電型ソース層間上にもゲ−ト電極
が形成されるため、この第1導電型ソース層間にもチャ
ネルが形成される。このため、第1導電型ソース層と第
1導電型ドリフト層との間にのみゲート電極が形成され
てチャネルが形成される従来の高耐圧半導体装置より
も、実効的なチャネル幅を広げることができるので、低
いオン抵抗を得ることができる。
According to the present invention, the first-conductivity-type source layer is formed on the surface of the second-conductivity-type base layer in the form of a plurality of islands, and the adjacent first-conductivity-type source layer is also gated. Since the gate electrode is formed, a channel is also formed between the first conductivity type source layers. Therefore, the effective channel width can be increased as compared with the conventional high breakdown voltage semiconductor device in which the gate electrode is formed only between the first conductivity type source layer and the first conductivity type drift layer to form the channel. Therefore, low on-resistance can be obtained.

【0020】また、本発明に係る第2の高耐圧半導体装
置は、高抵抗半導体層と、前記高抵抗半導体層の表面に
選択的に形成された第1導電型ドリフト層と、前記第1
導電型ドリフト層の表面に略ストライプ状をなして形成
されたドレイン層と、前記高抵抗半導体層の表面に選択
的に形成された第2導電型ベース層と、前記第2導電型
ベース層の表面にかつ前記ドレイン層のストライプ方向
と略平行に複数の島状をなして配列形成された第1導電
型ソース層と、前記第1導電型ソース層と前記第1導電
型ドリフト層との間及び隣合う前記第1導電型ソース層
間の前記第2導電型ベース層上にゲート絶縁膜を介して
形成されたゲート電極と、前記ドレイン層にコンタクト
するドレイン電極と、前記第1導電型ソース層及び前記
第2導電型ベース層の双方にコンタクトするソース電極
とを備えている。
A second high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention is a high resistance semiconductor layer, a first conductivity type drift layer selectively formed on a surface of the high resistance semiconductor layer, and the first high resistance semiconductor layer.
A drain layer formed in a substantially stripe shape on the surface of the conductivity type drift layer, a second conductivity type base layer selectively formed on the surface of the high resistance semiconductor layer, and a second conductivity type base layer. Between a first conductivity type source layer formed on the surface and arranged in a plurality of islands substantially parallel to the stripe direction of the drain layer, and between the first conductivity type source layer and the first conductivity type drift layer And a gate electrode formed on the second conductive type base layer between the adjacent first conductive type source layers via a gate insulating film, a drain electrode in contact with the drain layer, and the first conductive type source layer. And a source electrode in contact with both the second conductive type base layer.

【0021】このように、第1導電型ソース層を複数の
島状に形成する場合、ドレイン層を従来と同様に略スト
ライプ状に形成し、このストライプ方向と略平行に第1
導電型ソース層を配列形成してもよい。この形態を用い
れば、従来の設計をそれほど変更せずに本発明に係る高
耐圧半導体装置を形成することができる。
As described above, when the first conductivity type source layer is formed in a plurality of islands, the drain layer is formed in a substantially stripe shape as in the conventional case, and the first layer is formed substantially parallel to the stripe direction.
The conductive type source layers may be formed in an array. By using this form, the high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention can be formed without significantly changing the conventional design.

【0022】さらに、本発明に係る第3の高耐圧半導体
装置は、基板と、この基板上に形成された絶縁膜と、こ
の絶縁膜上に形成された高抵抗半導体層と、前記高抵抗
半導体層の表面に選択的に形成された第1導電型ドリフ
ト層と、前記第1導電型ドリフト層の表面に略ストライ
プ状をなして形成されたドレイン層と、前記高抵抗半導
体層の表面に選択的に形成された第2導電型ベース層
と、前記第2導電型ベース層の表面にかつ前記ドレイン
層のストライプ方向と略平行に複数の島状をなして配列
形成された第1導電型ソース層と、前記第1導電型ソー
ス層と前記第1導電型ドリフト層との間及び隣合う前記
第1導電型ソース層間の前記第2導電型ベース層上にゲ
ート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記ドレ
イン層にコンタクトするドレイン電極と、前記第1導電
型ソース層及び前記第2導電型ベース層の双方にコンタ
クトするソース電極とを備えている。
Further, a third high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention is a substrate, an insulating film formed on the substrate, a high resistance semiconductor layer formed on the insulating film, and the high resistance semiconductor. A first conductivity type drift layer selectively formed on a surface of the layer, a drain layer formed in a substantially stripe shape on the surface of the first conductivity type drift layer, and a surface of the high resistance semiconductor layer. Formed on the surface of the second conductivity type base layer and a first conductivity type source arranged in the form of a plurality of islands substantially parallel to the stripe direction of the drain layer. And a second conductive type base layer between the first conductive type source layer and the first conductive type drift layer and between the adjacent first conductive type source layers. Contact with the gate electrode and the drain layer That the drain electrode, and a source electrode that contacts both of the first conductivity type source layer and the second conductivity type base layer.

【0023】すなわち、高抵抗半導体層を基板上に形成
された絶縁膜の上に形成する、いわゆるSOI構造が適
用されている。これにより素子間分離が容易となり、ノ
イズに対して非常に有効な耐性をもつことができる。な
お、このSOI構造の場合、第1導電型ドリフト層は絶
縁膜に達しないように形成される。
That is, a so-called SOI structure in which a high resistance semiconductor layer is formed on an insulating film formed on a substrate is applied. This facilitates isolation between elements, and makes it possible to have very effective resistance to noise. In this SOI structure, the first conductivity type drift layer is formed so as not to reach the insulating film.

【0024】これら本発明に係る高耐圧半導体装置で
は、第1導電型ソース層間上に形成される前記ゲート電
極の前記ストライプ方向の長さをxとし、前記第1導電
型ソース層の前記ストライプ方向の長さをyとしたと
き、4.5μm≦x+y≦100μmの関係を満たすこ
とがコンタクト抵抗を上昇させずにオン抵抗を低減させ
る観点から好ましい。
In these high breakdown voltage semiconductor devices according to the present invention, the length of the gate electrode formed on the source layer of the first conductivity type in the stripe direction is x, and the direction of the source layer of the first conductivity type is the stripe direction. It is preferable from the viewpoint of reducing the ON resistance without increasing the contact resistance that the relationship of 4.5 μm ≦ x + y ≦ 100 μm is satisfied, where y is y.

【0025】同様に、隣り合う前記第1導電型ソース層
間上に形成される前記ゲート電極の前記ストライプ方向
の長さをxとしたとき、1.5μm≦x≦4μmの関係
を満たすことがコンタクト抵抗を上昇させずにオン抵抗
を低減させる観点から好ましい。
Similarly, when the length in the stripe direction of the gate electrodes formed between the adjacent first conductivity type source layers is x, it is necessary that the relationship of 1.5 μm ≦ x ≦ 4 μm is satisfied. It is preferable from the viewpoint of reducing the on-resistance without increasing the resistance.

【0026】また、第1導電型ドリフト層は、前記ゲー
ト絶縁膜に接するように前記第2導電型ベース層間にも
形成してもよい。この場合、隣合う第2導電型ベース層
の部分のチャネル抵抗を低減でき、且つソース・ドレイ
ン間のチャネルとしきい値電圧を容易に揃えることがで
きる。
The first conductivity type drift layer may also be formed between the second conductivity type base layers so as to contact the gate insulating film. In this case, the channel resistance of the adjacent second conductivity type base layer portions can be reduced, and the channel between the source and drain and the threshold voltage can be easily aligned.

【0027】さらに、ドレイン層は、第1導電型又は第
2導電型のいずれでもよい。本発明に係る高耐圧半導体
装置は、ドレイン層が第1導電型のときに高耐圧MOS
FETとなり、ドレイン層が第2導電型のときに高耐圧
IGBTとなる。
Further, the drain layer may be of the first conductivity type or the second conductivity type. The high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention is a high breakdown voltage MOS device when the drain layer is of the first conductivity type.
It becomes an FET and becomes a high breakdown voltage IGBT when the drain layer is of the second conductivity type.

【0028】また、本発明に係る高耐圧半導体装置は、
ドレイン電極は複数の島状をなして配列形成され、さら
に、前記ゲート電極とはコンタクトせずに前記ゲート電
極上方を介し、隣り合う各ソース電極を電気的に接続す
る下層ソース配線と、前記下層ソース配線とは直交する
方向に長手方向を有し、前記ゲート電極上方にて前記下
層ソース配線の上部にコンタクトする上層ソース配線
と、前記ドレイン層とはコンタクトせずに前記ドレイン
層上方を介し、隣り合う各ドレイン電極を電気的に接続
する下層ドレイン配線と、前記下層ドレイン配線とは直
交する方向に長手方向を有し、前記ドレイン層上方にて
下層ドレイン配線の上部にコンタクトする上層ドレイン
配線とを備えた直交配線構造としてもよい。
The high breakdown voltage semiconductor device according to the present invention is
The drain electrode is formed in an array in a plurality of islands, and further, a lower layer source wiring that electrically connects adjacent source electrodes via the upper side of the gate electrode without making contact with the gate electrode, and the lower layer. An upper layer source wiring having a longitudinal direction in a direction orthogonal to the source wiring and contacting an upper portion of the lower layer source wiring above the gate electrode, and the drain layer not being in contact with the drain layer above, A lower layer drain wiring electrically connecting adjacent drain electrodes, and an upper layer drain wiring having a longitudinal direction in a direction orthogonal to the lower layer drain wiring and contacting an upper portion of the lower layer drain wiring above the drain layer. It is also possible to adopt an orthogonal wiring structure provided with.

【0029】これにより、素子自体のオン抵抗の低減効
果に加え、直交配線構造を形成しても配線抵抗を上昇さ
せないので、一層オン抵抗を低減させることができる。
また、直交配線構造を形成しても配線抵抗を上昇させな
いので、微細化及び集積化に適している。
As a result, in addition to the effect of reducing the on-resistance of the element itself, the wiring resistance does not increase even if the orthogonal wiring structure is formed, so that the on-resistance can be further reduced.
Further, since the wiring resistance is not increased even if the orthogonal wiring structure is formed, it is suitable for miniaturization and integration.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態に係る高耐圧MOSFETの素子構造を示
す平面図であり、図2(a)は、図1のIIA−IIA線矢
視断面図である。図2(b)は、図1のIIB−IIB線矢
視断面図である。本実施の形態では、第1導電型をn型
とし、第2導電型をp型としており、以下の実施の形態
でも同様とする。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
2A is a plan view showing the element structure of the high breakdown voltage MOSFET according to the embodiment of FIG. 2, and FIG. 2A is a sectional view taken along the line IIA-IIA of FIG. 2B is a sectional view taken along the line IIB-IIB of FIG. In the present embodiment, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. The same applies to the following embodiments.

【0032】図中、p型半導体層1は高抵抗のp型Si
基板からなり、このp型半導体層1の表面には選択的に
厚さ1μm程度のp型ベース層2が形成されている。p
型べース層2の表面には、低抵抗で厚さ0.3μm程度
のn型ソース層3が形成されている。p型ベース層2と
は異なるp型半導体層1の表面には、低抵抗で厚さ0.
3μm程度のn型ドレイン層4が略ストライプ状に形成
されている。このn型ドレイン層4は、高抵抗で厚さ
1.5μm程度のn型ドリフト層5内に形成されてい
る.図2(a)に示すように、n型ソース層3とn型ド
リフト層5とによって挟まれるp型ベース層2の表面
と、この表面に隣接するn型ドリフト層5表面の一部と
には、ゲート酸化膜6及びフィールド酸化膜7を介して
ゲート電極8が形成されている。このゲート電極8下方
の、n型ソース層3とn型ドリフト層5とに挟まれたp
型ベース層2の表面に形成されるチャネルは長さ0.7
μm程度である。
In the figure, the p-type semiconductor layer 1 is a high-resistance p-type Si layer.
A p-type base layer 2 having a thickness of about 1 μm is selectively formed on the surface of the p-type semiconductor layer 1. p
An n-type source layer 3 having a low resistance and a thickness of about 0.3 μm is formed on the surface of the type base layer 2. The surface of the p-type semiconductor layer 1 different from the p-type base layer 2 has a low resistance and a thickness of 0.
The n-type drain layer 4 having a thickness of about 3 μm is formed in a substantially stripe shape. The n-type drain layer 4 is formed in the n-type drift layer 5 having a high resistance and a thickness of about 1.5 μm. As shown in FIG. 2A, on the surface of the p-type base layer 2 sandwiched by the n-type source layer 3 and the n-type drift layer 5, and on a part of the surface of the n-type drift layer 5 adjacent to this surface. The gate electrode 8 is formed via the gate oxide film 6 and the field oxide film 7. Below the gate electrode 8, p sandwiched between the n-type source layer 3 and the n-type drift layer 5 is formed.
The channel formed on the surface of the mold base layer 2 has a length of 0.7.
It is about μm.

【0033】同様に、図2(b)に示すように、隣合う
n型ソース層3間のp型ベース層2の表面にも、ゲ−ト
酸化膜6を介してゲ−ト電極8が形成されている。ゲー
ト電極8の寸法のうち、n型ソース層3間でストライプ
方向に沿った長さxは2μm程度である。n型ドリフト
層5はこのn型ソース層3間にも形成されている。n型
ソース層3上にはソース電極9が形成されている。n型
ドレイン層4上にはドレイン電極10が形成されてい
る。さらに、ソース電極9の中央下部には良好なコンタ
クトを得るための低抵抗のp型コンタクト層11が形成
されている。
Similarly, as shown in FIG. 2B, the gate electrode 8 is also formed on the surface of the p-type base layer 2 between the adjacent n-type source layers 3 via the gate oxide film 6. Has been formed. Among the dimensions of the gate electrode 8, the length x between the n-type source layers 3 along the stripe direction is about 2 μm. The n-type drift layer 5 is also formed between the n-type source layers 3. A source electrode 9 is formed on the n-type source layer 3. A drain electrode 10 is formed on the n-type drain layer 4. Further, a p-type contact layer 11 having a low resistance is formed under the center of the source electrode 9 to obtain a good contact.

【0034】また、チャネル長をあまり長くするとオン
抵抗を増加させてしまうため、2重拡散により形成され
るp型ベース層2の厚さは1.5μm以下が好ましい。
Further, if the channel length is made too long, the on-resistance increases, so the thickness of the p-type base layer 2 formed by double diffusion is preferably 1.5 μm or less.

【0035】この高耐圧MOSFETの特徴は、p型ベ
ース層2表面のn型ソース層3が複数の長方形または正
方形の島状に形成され、この島状の各n型ソース層3が
ストライプ状のドレイン層4のストライプ方向に対し
て、略平行に配列形成されたことである。
This high breakdown voltage MOSFET is characterized in that the n-type source layer 3 on the surface of the p-type base layer 2 is formed into a plurality of rectangular or square islands, and each of the island-shaped n-type source layers 3 has a stripe shape. That is, they are arranged and formed substantially parallel to the stripe direction of the drain layer 4.

【0036】この高耐圧MOSFETは、n型ソース層
3が島状に配列形成されるため、図2(b)に示される
ように、隣り合うn型ソース層3間にゲート電極8を形
成でき、n型ソース層3間でゲート電極8の下方のp型
ベース層2表面にもチャネルを形成できるので、従来よ
りも実効的なチャネル幅を広げることができ、もって、
オン抵抗を低減させることができる。
In this high breakdown voltage MOSFET, since the n-type source layers 3 are arranged in an island shape, the gate electrode 8 can be formed between the adjacent n-type source layers 3 as shown in FIG. 2B. , A channel can be formed between the n-type source layers 3 on the surface of the p-type base layer 2 below the gate electrode 8, so that the effective channel width can be widened as compared with the conventional case.
On-resistance can be reduced.

【0037】次に、オン抵抗の低減に必要なチャネル幅
を広げるための条件について説明する。チャネル幅を広
げるためには、図1に示す長さx、y、zを規定するこ
とが重要である。但し、xは、隣合うn型ソース層3の
間隔に対応するゲート電極の長さである。yは、ゲート
電極8に囲まれたn型ソース層3のストライプ方向に沿
った長さである。zは、xとは直交する方向により示さ
れ、隣合うn型ソース層3の幅に対応するゲート電極の
長さである。
Next, the conditions for widening the channel width required to reduce the on-resistance will be described. In order to increase the channel width, it is important to define the lengths x, y and z shown in FIG. However, x is the length of the gate electrode corresponding to the interval between the adjacent n-type source layers 3. y is the length along the stripe direction of the n-type source layer 3 surrounded by the gate electrode 8. z is the length of the gate electrode corresponding to the width of the adjacent n-type source layer 3, which is indicated by the direction orthogonal to x.

【0038】ここで、x,y,zは次の(1)式〜
(5)式に示すように規定されることがオン抵抗を低減
させる観点から好ましい。
Here, x, y and z are expressed by the following equation (1).
From the viewpoint of reducing the on-resistance, it is preferable that the formula (5) be defined.

【0039】 4.5μm≦x+y≦100μm …(1) 1.5μm≦x≦4μm …(2) 3μm≦y≦98.5μm …(3) 3μm≦z≦6μm …(4) x<z …(5) n型ソース層3の長さy及びゲート電極8の長さxから
なる1ピッチ(x+y)が100μmより大きい場合、
ソース電極9が本発明に係る島状から従来のストライプ
状に近くなってしまう。このため、オン抵抗の値は従来
とほぼ同一になり、本発明によるオン抵抗の低減分が製
造誤差の範囲に入ってしまう。従って、x+yは100
μm以下が好ましい(x+y≦100μm …(1)式
の上限値)。
4.5 μm ≦ x + y ≦ 100 μm (1) 1.5 μm ≦ x ≦ 4 μm (2) 3 μm ≦ y ≦ 98.5 μm (3) 3 μm ≦ z ≦ 6 μm (4) x <z ... ( 5) When one pitch (x + y) composed of the length y of the n-type source layer 3 and the length x of the gate electrode 8 is larger than 100 μm,
The source electrode 9 becomes closer to the conventional stripe shape than the island shape according to the present invention. Therefore, the value of the on-resistance becomes almost the same as the conventional one, and the reduction amount of the on-resistance according to the present invention falls within the range of manufacturing error. Therefore, x + y is 100
It is preferably equal to or less than μm (x + y ≦ 100 μm ... the upper limit of the expression (1)).

【0040】また、長さxが1.5μmよりも短くなる
とxの部分のチャネル幅が狭くなりチャネル抵抗が高く
なるので、長さxは1.5μm以上が好ましい。長さx
が4μmを越えると、単位面積当たりのソース電極9の
個数が減少し、その結果、ソース電極9のコンタクト面
積が減少してコンタクト抵抗が高くなるので、長さxは
4μm以下が好ましい(1.5μm≦x≦4μm …
(2)式)。
If the length x is shorter than 1.5 μm, the channel width of the portion x becomes narrow and the channel resistance becomes high. Therefore, the length x is preferably 1.5 μm or more. Length x
When it exceeds 4 μm, the number of source electrodes 9 per unit area decreases, and as a result, the contact area of the source electrode 9 decreases and the contact resistance increases, so the length x is preferably 4 μm or less (1. 5 μm ≦ x ≦ 4 μm ...
Formula (2)).

【0041】さらに長さyが3μmよりも短くなっても
ソース電極9のコンタクト面積が減少し、コンタクト抵
抗が高くなるので、長さyは3μm以上が好ましい。そ
して、x+yは100μm以下が好ましく、長さxは
1.5μm以上が好ましいことにより、長さyは98.
5μm以下が好ましい(3μm≦y≦98.5μm …
(3)式)。
Even if the length y is shorter than 3 μm, the contact area of the source electrode 9 is reduced and the contact resistance is increased. Therefore, the length y is preferably 3 μm or more. Further, x + y is preferably 100 μm or less, and the length x is preferably 1.5 μm or more, so that the length y is 98.m.
It is preferably 5 μm or less (3 μm ≦ y ≦ 98.5 μm ...
Equation (3)).

【0042】また、長さyは3μm以上が好ましく、長
さxは1.5μm以上が好ましいことにより、x+yは
4.5μm以上が好ましい(4.5μm≦x+y …
(1)式の下限値)。
Since the length y is preferably 3 μm or more and the length x is preferably 1.5 μm or more, x + y is preferably 4.5 μm or more (4.5 μm ≦ x + y ...
(Lower limit of equation (1)).

【0043】これに加え、長さzが3μmを越えると、
コンタクト抵抗が高くなるので、長さzは3μm以上が
好ましい。また長さzが6μmを超えるとオン抵抗が増
加するので、長さzは6μm以下が好ましい(3μm≦
z≦6μm …(4))。
In addition to this, when the length z exceeds 3 μm,
Since the contact resistance becomes high, the length z is preferably 3 μm or more. Since the on-resistance increases when the length z exceeds 6 μm, the length z is preferably 6 μm or less (3 μm ≦
z ≦ 6 μm (4)).

【0044】そして、本発明では、長さzで示される奥
行きをゲート電極8に形成してチャネル幅を広げるた
め、xとzとを比較したとき、xが長くzが短いと、本
発明に係るチャネル幅が従来のチャネル幅と比較して広
がらないので、zをxよりも長くすることが好ましい。
In the present invention, since the depth indicated by the length z is formed in the gate electrode 8 to widen the channel width, when x is compared with z, the present invention shows that x is long and z is short. Since such a channel width does not become wider than the conventional channel width, it is preferable to make z longer than x.

【0045】以上のように(1)式〜(5)式の規定に
従うことにより、本実施の形態に係る高耐圧MOSFE
Tは、コンタクト抵抗を増加させずに実効的なチャネル
幅を広げることができ、もって、容易且つ確実にオン抵
抗を低減させることができる。
As described above, by complying with the equations (1) to (5), the high breakdown voltage MOSFE according to the present embodiment is obtained.
T can widen the effective channel width without increasing the contact resistance, and can easily and reliably reduce the on-resistance.

【0046】また、この高耐圧MOSFETは、従来よ
りもゲート電極8の面積が広いので、ゲート抵抗を低減
でき、スイッチングスピードを向上させることができ
る。
Further, in this high breakdown voltage MOSFET, since the area of the gate electrode 8 is larger than in the conventional case, the gate resistance can be reduced and the switching speed can be improved.

【0047】さらに、(2)式は、n型ソース層3の間
隔を4μm以下にすることを規定するが、これは本発明
に係る高耐圧MOSFETが、縦型MOSFETよりも
微細に形成されることを示している。なぜなら縦型MO
SFETでは、図3に示す如き、隣合うn型ソース層
3′から注入される電子による電子電流がゲート電極
8′の直下部5aに集中して発熱などが生じて素子の抵
抗が増加することを防ぐため、n型ソース層3′の間隔
を5μm以上にする必要があるからである。すなわち、
本発明に係る高耐圧MOSFETは、縦型MOSFET
と比べ、微細化に適しており、高い集積度で製造するこ
とができる。
Further, the expression (2) defines that the interval between the n-type source layers 3 is 4 μm or less, which means that the high breakdown voltage MOSFET according to the present invention is formed finer than the vertical MOSFET. It is shown that. Because vertical MO
In the SFET, as shown in FIG. 3, the electron current due to the electrons injected from the adjacent n-type source layer 3'is concentrated in the portion 5a immediately below the gate electrode 8'to generate heat and the resistance of the element is increased. This is because it is necessary to set the distance between the n-type source layers 3 ′ to 5 μm or more in order to prevent this. That is,
The high breakdown voltage MOSFET according to the present invention is a vertical MOSFET.
Compared with, it is suitable for miniaturization and can be manufactured with a high degree of integration.

【0048】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態に係る高耐圧MOSFETについて説明す
る。 図4はこの高耐圧MOSFETの素子構造を示す
平面図であり、図5(a)は、図4のVA−VA線矢視
断面図である。図5(b)は、図4のVB−VB線矢視
断面図である。なお図1、図2(a)及び図2(b)と
同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べるが、以下の
実施の形態でも同様である。
(Second Embodiment) Next, the second embodiment of the present invention will be described.
The high breakdown voltage MOSFET according to the embodiment will be described. FIG. 4 is a plan view showing the device structure of this high breakdown voltage MOSFET, and FIG. 5A is a sectional view taken along the line VA-VA in FIG. 5B is a sectional view taken along the line VB-VB of FIG. The same parts as those in FIGS. 1, 2A and 2B are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. Only different parts will be described here, but the same applies to the following embodiments. is there.

【0049】すなわち、本実施の形態に係る高耐圧MO
SFETは、第1の実施の形態とは異なり、図5(b)
に示すように、隣合うp型ベース層2が互いに離れて形
成され、この各p型ベース層2間の表面にはn型ドリフ
ト層5が露出されて形成されている。
That is, the high breakdown voltage MO according to the present embodiment.
The SFET differs from that of the first embodiment in that FIG.
As shown in, adjacent p-type base layers 2 are formed apart from each other, and an n-type drift layer 5 is formed on the surface between the p-type base layers 2 so as to be exposed.

【0050】これにより、この部分のチャネル抵抗を低
減させることができる。また、隣合うp型ベース層2を
互いにオーバーラップしないように離したので、図5
(a)に示す部分のチャネルとしきい値電圧を揃えるこ
とが容易となる。
As a result, the channel resistance of this portion can be reduced. In addition, since the adjacent p-type base layers 2 are separated so as not to overlap each other, as shown in FIG.
It becomes easy to align the threshold voltage with the channel in the portion shown in (a).

【0051】上述したように第2の実施の形態によれ
ば、第1の実施の形態の効果に加え、隣合うp型ベース
層2の部分のチャネル抵抗を低減でき、且つソース・ド
レイン間のチャネルとしきい値電圧を容易に揃えること
ができる。
As described above, according to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the channel resistance of the adjacent p-type base layer 2 portions can be reduced, and the source-drain area can be reduced. The channel and the threshold voltage can be easily aligned.

【0052】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施の形態に係る高耐圧MOSFETについて説明す
る。 図6はこの高耐圧MOSFETの素子構造を示す
平面図であり、図7(a)は、図6のVII A−VII A線
矢視断面図である。図7(b)は、図6のVII B−VII
B線矢視断面図である。
(Third Embodiment) Next, the third embodiment of the present invention will be described.
The high breakdown voltage MOSFET according to the embodiment will be described. FIG. 6 is a plan view showing the device structure of this high breakdown voltage MOSFET, and FIG. 7A is a sectional view taken along the line VIIA-VIIA in FIG. FIG. 7B shows VII B-VII in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line B.

【0053】本実施の形態に係る高耐圧MOSFET
は、第1の実施の形態とは異なり、p型Si基板12上
に形成された厚さ0.5μm程度の酸化膜13上にp型
半導体層1を備えた、いわゆるSOI(silicon on ins
ulator)構造で実現されている。
High breakdown voltage MOSFET according to the present embodiment
Is different from the first embodiment in that a so-called SOI (silicon on ins) having a p-type semiconductor layer 1 on an oxide film 13 formed on a p-type Si substrate 12 and having a thickness of about 0.5 μm is used.
ulator) structure.

【0054】この場合、p型半導体層1の厚さを2〜5
μm程度とするので、n型ドリフト層5が酸化膜13に
達しないことにより、n型ドリフト層5の厚さは1.5
μm以下が好ましい。また素子に耐圧を持たせる観点か
ら、n型ドリフト層5の厚さは0.8μm以上が好まし
い。
In this case, the thickness of the p-type semiconductor layer 1 is set to 2-5.
.mu.m, the thickness of the n-type drift layer 5 is 1.5 because the n-type drift layer 5 does not reach the oxide film 13.
μm or less is preferred. From the viewpoint of providing the element with a withstand voltage, the thickness of the n-type drift layer 5 is preferably 0.8 μm or more.

【0055】本実施の形態に係る高耐圧MOSFET
は、このようなSOI構造で形成されるので、容易に素
子間を分離でき、ノイズに対して十分な耐性をもつこと
ができる。
High breakdown voltage MOSFET according to the present embodiment
Is formed with such an SOI structure, elements can be easily separated from each other, and sufficient resistance to noise can be obtained.

【0056】次に、このSOI構造の高耐圧MOSFE
Tにおいて、前述したx+yで表わされる1ピッチの長
さと、オン抵抗との関係を図8を用いて説明する。図8
では横軸がn型ドリフト層5の不純物濃度を示し、縦軸
がオン抵抗の相対値を示している。また、図8は、1ピ
ッチが8.4μm又は22.8μmのときと、従来のよ
うにソース層3がストライプ状のときとを比較して示し
ている。なお、1ピッチ8.4μmのときはx=2μ
m、y=6.4μmである。1ピッチ22.8μmのと
きはx=2μm.y=20.8μmである。
Next, a high breakdown voltage MOSFE of this SOI structure
At T, the relationship between the ON resistance and the length of one pitch represented by x + y described above will be described with reference to FIG. FIG.
In the figure, the horizontal axis represents the impurity concentration of the n-type drift layer 5, and the vertical axis represents the relative value of the on-resistance. Further, FIG. 8 shows a comparison between the case where one pitch is 8.4 μm or 22.8 μm and the case where the source layer 3 has a stripe shape as in the conventional case. When 1 pitch is 8.4 μm, x = 2 μ
m and y = 6.4 μm. When one pitch is 22.8 μm, x = 2 μm. y = 20.8 μm.

【0057】図8より分かるように、n型ドリフト層5
の不純物濃度の増加に比例して、また、ピッチの短さに
比例してオン抵抗が低減されている。具体的にはストラ
イプ状のときのオン抵抗と比較して、1ピッチ22.8
μmのときはオン抵抗が約8%低減され、1ピッチ8.
4μmのときは約20%低減される。
As can be seen from FIG. 8, the n-type drift layer 5
The on-resistance is reduced in proportion to the increase of the impurity concentration and in proportion to the pitch shortness. Specifically, one pitch is 22.8 as compared with the ON resistance in the stripe shape.
When μm, the ON resistance is reduced by about 8%, and one pitch is 8.
At 4 μm, it is reduced by about 20%.

【0058】なお図示してないが、x=2μm.y=3
8μmで1ピッチ40μmのとき、オン抵抗は約5%低
減される。さらにx=2μm.y=98μmで1ピッチ
100μmのとき、オン抵抗は約2%低減される。1ピ
ッチが100μmを越えると、オン抵抗の値が従来とほ
ぼ同一になり、前述した通り、(1)式の規定が導出さ
れる。なお、他の(2)式〜(5)式の規定についても
同様に導出される。
Although not shown, x = 2 μm. y = 3
When the pitch is 8 μm and one pitch is 40 μm, the on-resistance is reduced by about 5%. Furthermore, x = 2 μm. When y = 98 μm and one pitch is 100 μm, the on-resistance is reduced by about 2%. When one pitch exceeds 100 μm, the value of the on-resistance becomes almost the same as the conventional one, and the definition of the equation (1) is derived as described above. Note that the other formulas (2) to (5) are similarly derived.

【0059】すなわち、本実施の形態に係る高耐圧MO
SFETは、第1の実施の形態と同様に、(1)式〜
(5)式に示す規定に従うことが好ましい。
That is, the high breakdown voltage MO according to the present embodiment.
The SFET is similar to the first embodiment in the formula (1)-
It is preferable to follow the rule shown in the equation (5).

【0060】上述したように第3の実施の形態によれ
ば、第1の実施の形態の効果に加え、SOI構造によ
り、容易に素子間を分離でき、ノイズに対して十分な耐
性をもつことができる。
As described above, according to the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the SOI structure allows the elements to be easily separated from each other and has sufficient resistance to noise. You can

【0061】(第4の実施の形態)次に、本発明の第4
の実施の形態に係る高耐圧MOSFETについて図6を
用いて説明する。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The high breakdown voltage MOSFET according to the embodiment will be described with reference to FIG.

【0062】すなわち、本実施の形態に係る高耐圧MO
SFETは、第2及び第3の実施の形態を互いに組合せ
たものであり、図6に示す平面構成に加え、FIG11
(a)に代えて図9(a)に示され、且つ図7(b)に
代えて図9(b)に示されるSOI構造を有し、隣合う
p型ベース層2が互いに離れて形成され、この各p型ベ
ース層2間の表面にはn型ドリフト層5が露出されて形
成されている。
That is, the high breakdown voltage MO according to the present embodiment.
The SFET is a combination of the second and third embodiments, and in addition to the planar configuration shown in FIG.
The SOI structure shown in FIG. 9A instead of FIG. 9A and shown in FIG. 9B instead of FIG. 7B is formed, and adjacent p-type base layers 2 are formed apart from each other. The n-type drift layer 5 is exposed and formed on the surface between the p-type base layers 2.

【0063】このような構成としたことにより、第2及
び第3の実施の形態の効果を同時に得ることができる。
With this structure, the effects of the second and third embodiments can be obtained at the same time.

【0064】(第5の実施の形態)次に、本発明の第5
の実施の形態に係る高耐圧MOSFETについて図2
(a)及び図2(b)の断面図を用いて説明する。ま
た、図10はこの高耐圧MOSFETの素子構造を示す
平面図である。
(Fifth Embodiment) Next, the fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 of the high breakdown voltage MOSFET according to the embodiment of FIG.
This will be described with reference to the sectional views of (a) and FIG. 2 (b). FIG. 10 is a plan view showing the element structure of this high breakdown voltage MOSFET.

【0065】すなわち、本実施の形態に係る高耐圧MO
SFETは、第1の実施の形態の変形構成であり、図1
0に示すように、ソース電極9に対向するように、ドレ
イン電極10が島状に形成されている。
That is, the high breakdown voltage MO according to the present embodiment.
The SFET is a modification of the first embodiment and is shown in FIG.
As shown in 0, the drain electrode 10 is formed in an island shape so as to face the source electrode 9.

【0066】以上のような構成としても、第1の実施の
形態と同様の効果を得ることができる。
With the above structure, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0067】また、この図10に示す平面構造の高耐圧
MOSFETは、図2(a)及び図2(b)の断面構造
に代えて、第2乃至第4の実施の形態のいずれの断面構
造を有する素子に変形しても、対応する実施の形態と同
様の効果を得ることができる。なお、いずれの変形構成
であっても、ドレイン電極10は島状である。
The high breakdown voltage MOSFET having the planar structure shown in FIG. 10 is replaced with the sectional structure of FIGS. 2A and 2B, and any sectional structure of the second to fourth embodiments is used. Even if it is transformed into an element having, the same effect as that of the corresponding embodiment can be obtained. Note that the drain electrode 10 has an island shape in any modified configuration.

【0068】(第6の実施の形態)次に、本発明の第6
の実施の形態に係る高耐圧MOSFETについて図2
(a)及び図2(b)の断面図を用いて説明する。ま
た、図11はこの高耐圧MOSFETの素子構造を示す
平面図であり、図12は図11の XII− XII線矢視断面
図である。
(Sixth Embodiment) Next, the sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 of the high breakdown voltage MOSFET according to the embodiment of FIG.
This will be described with reference to the sectional views of (a) and FIG. 2 (b). 11 is a plan view showing the device structure of this high breakdown voltage MOSFET, and FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII in FIG.

【0069】すなわち、本実施の形態に係る高耐圧MO
SFETは、第1の実施の形態の変形構成であり、図1
1、図12、図2(a)及び図2(b)に示すように、
ソース電極9に対向するように、ドレイン電極10が島
状に形成され、且つこの島状のドレイン電極10を周囲
のn型ドリフト層4及びn型ドレイン層5ごと囲むよう
にゲート電極がメッシュ状に形成されている。
That is, the high breakdown voltage MO according to the present embodiment.
The SFET is a modification of the first embodiment and is shown in FIG.
1, FIG. 12, FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b),
The drain electrode 10 is formed in an island shape so as to face the source electrode 9, and the gate electrode is in a mesh shape so as to surround the island-shaped drain electrode 10 together with the surrounding n-type drift layer 4 and the n-type drain layer 5. Is formed in.

【0070】以上のような構成としても、第1の実施の
形態と同様の効果を得ることができ、さらに、ゲート電
極8の面積を広げられるので、スイッチングスピードを
向上させることができる。
With the above structure, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the area of the gate electrode 8 can be increased, so that the switching speed can be improved.

【0071】また、本実施の形態に係る高耐圧MOSF
ETは、図2(a)及び図2(b)に示す断面構造に代
えて、第2乃至第4の実施の形態のいずれの断面構造を
有する素子に変形しても、対応する実施の形態と同様の
効果を得ることができ、さらに、前述同様に、スイッチ
ングスピードを向上させることができる。
Further, the high breakdown voltage MOSF according to the present embodiment.
Even if the ET is transformed into an element having any of the cross-sectional structures of the second to fourth embodiments instead of the cross-sectional structure shown in FIGS. 2A and 2B, the corresponding embodiment It is possible to obtain the same effect as described above, and further, it is possible to improve the switching speed as described above.

【0072】(第7の実施の形態)次に、本発明の第7
の実施の形態に係る高耐圧MOSFETについて説明す
る。 図13はこの高耐圧MOSFETの構造を示す平
面図であり、図14は図13の XIV− XIV線矢視断面図
である。図15は図13のXV−XV線矢視断面図である。
(Seventh Embodiment) Next, the seventh embodiment of the present invention will be described.
The high breakdown voltage MOSFET according to the embodiment will be described. 13 is a plan view showing the structure of this high breakdown voltage MOSFET, and FIG. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG. FIG. 15 is a sectional view taken along line XV-XV of FIG.

【0073】すなわち、本実施の形態に係る高耐圧MO
SFETは、第5の実施の形態に係る高耐圧MOSFE
T上に2層配線を形成した構成である。
That is, the high breakdown voltage MO according to the present embodiment.
The SFET is a high breakdown voltage MOSFET according to the fifth embodiment.
This is a configuration in which a two-layer wiring is formed on T.

【0074】具体的には、図13乃至図15に示すよう
に、ゲート電極8を覆う絶縁膜14と、ゲート電極8と
は絶縁されるようにゲート電極8上方の絶縁膜14上部
にコンタクトし、隣り合う各ソース電極9を電気的に接
続する下層ソース配線S1と、この下層ソース配線S1
とは直交する方向に長手方向を有し、ゲート電極8上方
にて下層ソース配線S1の上部にコンタクトする上層ソ
ース配線S2と、各ドレイン電極10の周囲でn型ドレ
イン層を覆う絶縁膜15と、n型ドレイン層4とは絶縁
されるようにn型ドレイン層4上方の絶縁膜15上部に
コンタクトし、隣り合う各ドレイン電極10を電気的に
接続する下層ドレイン配線D1と、この下層ドレイン配
線D1とは直交する方向に長手方向を有し、n型ドレイ
ン層4上方にて下層ドレイン配線D1の上部にコンタク
トする上層ドレイン配線D2とを備えている。
Specifically, as shown in FIGS. 13 to 15, the insulating film 14 covering the gate electrode 8 and the upper part of the insulating film 14 above the gate electrode 8 are contacted so as to be insulated from the gate electrode 8. , A lower layer source wiring S1 for electrically connecting adjacent source electrodes 9 and the lower layer source wiring S1.
An upper-layer source wiring S2 having a longitudinal direction orthogonal to the upper electrode of the lower-layer source wiring S1 above the gate electrode 8, and an insulating film 15 covering the n-type drain layer around each drain electrode 10. , A lower layer drain wiring D1 which contacts the upper portion of the insulating film 15 above the n-type drain layer 4 so as to be insulated from the n-type drain layer 4 and electrically connects adjacent drain electrodes 10 to each other, and the lower layer drain wiring D1. It has a longitudinal direction orthogonal to D1 and includes an upper drain wiring D2 which contacts the upper portion of the lower drain wiring D1 above the n-type drain layer 4.

【0075】なお、下層配線S1,D1と、上層配線S
2,D2との間には層間絶縁膜16が形成されている。
また、各配線S1,S2,D1,D2としては、Alが
用いられている。
The lower layer wirings S1 and D1 and the upper layer wiring S
An interlayer insulating film 16 is formed between the electrodes 2 and D2.
Further, Al is used for each wiring S1, S2, D1, D2.

【0076】ここで、下層ソース配線S1及び下層ドレ
イン配線D1は、互いに略同一の幅をもつように設計さ
れ、例えば、夫々5μmの幅を有し、1μmの間隔を空
けて交互に平行に配列形成されている。
Here, the lower layer source wiring S1 and the lower layer drain wiring D1 are designed to have substantially the same width, for example, each has a width of 5 μm and is arranged alternately in parallel at intervals of 1 μm. Has been formed.

【0077】下層ソース配線S1に接続されるソース電
極9は、前述したピッチx+yによりストライプ方向の
長さが異なるが、最小で1×1μm程度の面積をもつ。
ドレイン電極10も同様であり、最小で1×1μm程度
の面積である。
The source electrode 9 connected to the lower layer source wiring S1 has a length of 1 × 1 μm at the minimum although the length in the stripe direction differs depending on the pitch x + y described above.
The drain electrode 10 is also the same, and has an area of about 1 × 1 μm at the minimum.

【0078】下層ソース配線S1と上層ソース配線S2
とを接続するスルーホール(TH)は、ピッチx+yに
よりストライプ方向の長さが異なるが、最小で1.6×
1.6μm程度の面積をもつ。下層ドレイン配線D1と
上層ドレイン配線D2とを接続するスルーホールの寸法
も同様であり、最小で1.6×1.6μm程度の面積で
ある。
Lower layer source wiring S1 and upper layer source wiring S2
The length of the through hole (TH) connecting to and is different in the stripe direction depending on the pitch x + y, but at least 1.6 ×
It has an area of about 1.6 μm. The size of the through hole connecting the lower layer drain wiring D1 and the upper layer drain wiring D2 is also the same, and the minimum area is about 1.6 × 1.6 μm.

【0079】上層ソース配線S2及び上層ドレイン配線
D2は、ピッチx+yにより寸法が異なるが、例えば、
夫々10〜20μmの幅を有している。
The upper layer source wiring S2 and the upper layer drain wiring D2 have different dimensions depending on the pitch x + y.
Each has a width of 10 to 20 μm.

【0080】この高耐圧MOSFETの特徴は、前述し
た第5の実施の形態の内容に加え、下層ソース配線S1
と上層ソース配線S2との間のスルーホールと、下層配
線S1とn型ソース層3との間のコンタクトホールとを
重ねないように、直交配線構造を実現したことにある。
なお、下層ドレイン配線D1と上層ドレイン配線D2と
の間のスルーホールと、下層配線D1とn型ドレイン層
4との間のコンタクトホールとを重ねない直交配線構造
も実現されている。
The feature of this high breakdown voltage MOSFET is that, in addition to the contents of the fifth embodiment described above, the lower layer source wiring S1 is used.
The orthogonal wiring structure is realized so that the through hole between the upper layer source wiring S2 and the upper layer source wiring S2 does not overlap with the contact hole between the lower layer wiring S1 and the n-type source layer 3.
An orthogonal wiring structure is also realized in which a through hole between the lower layer drain wiring D1 and the upper layer drain wiring D2 and a contact hole between the lower layer wiring D1 and the n-type drain layer 4 do not overlap each other.

【0081】このような直交配線構造は、ソース側の場
合、島状のソース電極9をストライプ方向に沿って下層
ソース配線S1と共に形成し、各ソース電極9間にて下
層ソース配線S1に平坦部を生じさせ、この平坦部と上
層ソース配線S2とをコンタクトさせるようにして実現
される。なお、ドレイン側も同様である。
In such an orthogonal wiring structure, on the source side, the island-shaped source electrode 9 is formed together with the lower layer source wiring S1 along the stripe direction, and a flat portion is formed between the source electrodes 9 on the lower layer source wiring S1. And the flat portion and the upper layer source wiring S2 are brought into contact with each other. The same applies to the drain side.

【0082】この直交配線構造によれば、ソース電極9
の面積(コンタクトホール面積)を低減させずに、単位
面積当たりの下層ソース配線S1と上層ソース配線S2
とのコンタクト面積(スルーホール面積)を増加させる
ことができるので、従来とは異なり配線抵抗を上昇させ
ず、素子のオン抵抗を低減させることができる。
According to this orthogonal wiring structure, the source electrode 9
Of the lower layer source wiring S1 and the upper layer source wiring S2 per unit area without reducing the area (contact hole area) of
Since it is possible to increase the contact area (through-hole area) with, it is possible to reduce the ON resistance of the element without increasing the wiring resistance unlike the conventional case.

【0083】同様に、ドレイン電極10の面積(コンタ
クトホール面積)を低減させずに、単位面積当たりの下
層ドレイン配線D1と上層ドレイン配線D2とのコンタ
クト面積(スルーホール面積)を増加させることができ
るので、従来とは異なり配線抵抗を上昇させず、素子の
オン抵抗を低減させることができる。
Similarly, the contact area (through hole area) between the lower layer drain wiring D1 and the upper layer drain wiring D2 per unit area can be increased without reducing the area of the drain electrode 10 (contact hole area). Therefore, unlike the prior art, it is possible to reduce the ON resistance of the element without increasing the wiring resistance.

【0084】上述したように第7の実施の形態によれ
ば、第5の実施の形態の効果に加え、配線抵抗を上昇さ
せず、素子のオン抵抗を低減できる2層の直交配線構造
を実現することができる。すなわち、低いオン抵抗と低
い配線抵抗とを両立させ、微細化及び集積化に適した高
耐圧MOSFETを実現することができる。
As described above, according to the seventh embodiment, in addition to the effects of the fifth embodiment, a two-layer orthogonal wiring structure which can reduce the ON resistance of the element without increasing the wiring resistance is realized. can do. That is, it is possible to realize both a low on-resistance and a low wiring resistance, and to realize a high breakdown voltage MOSFET suitable for miniaturization and integration.

【0085】また、本実施の形態に係る高耐圧MOSF
ETは、図14の断面構造に代えて、第2乃至第4の実
施の形態のいずれかに対応する素子に直交配線を施して
図16乃至図18のいずれかに示す断面構造の装置に変
形しても、本実施の形態の効果に加え、第2乃至第4の
実施の形態のいずれかと同様の効果を得ることができ
る。なお、いずれの変形構成であっても、ドレイン電極
10は島状である。また、図17又は図18に示すSO
I構造に変形した場合、図示はしないが、図15の断面
構造もSOI構造となる。
Further, the high breakdown voltage MOSF according to the present embodiment.
Instead of the sectional structure of FIG. 14, the ET is transformed into an apparatus having the sectional structure shown in any of FIGS. 16 to 18 by performing orthogonal wiring on the element corresponding to any of the second to fourth embodiments. Even in this case, in addition to the effect of this embodiment, the same effect as that of any of the second to fourth embodiments can be obtained. Note that the drain electrode 10 has an island shape in any modified configuration. In addition, the SO shown in FIG. 17 or FIG.
When it is transformed into the I structure, although not shown, the sectional structure of FIG. 15 also becomes the SOI structure.

【0086】(第8の実施の形態)次に、本発明の第8
の実施の形態に係る高耐圧MOSFETについて図14
を用いて説明する。
(Eighth Embodiment) Next, the eighth embodiment of the present invention
FIG. 14 of the high breakdown voltage MOSFET according to the embodiment of FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0087】図19はこの高耐圧MOSFETの構造を
示す平面図であり、図14は図19の XIV− XIV線矢視
断面図である。図20は図19のXX−XX線矢視断面図で
ある。
FIG. 19 is a plan view showing the structure of this high breakdown voltage MOSFET, and FIG. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG. 20 is a sectional view taken along the line XX-XX of FIG.

【0088】図19などに示すように、本実施の形態に
係る高耐圧MOSFETは、第6の実施の形態に係る高
耐圧MOSFET上に、第7の実施の形態に係る2層配
線を形成した構成である。
As shown in FIG. 19 and the like, in the high breakdown voltage MOSFET according to the present embodiment, the two-layer wiring according to the seventh embodiment is formed on the high breakdown voltage MOSFET according to the sixth embodiment. It is a composition.

【0089】このような構成としたことにより、第6及
び第7の実施の形態の効果を同時に得ることができる。
With such a structure, the effects of the sixth and seventh embodiments can be obtained at the same time.

【0090】また、本実施の形態に係る高耐圧MOSF
ETは、図14の断面構造に代えて、第2乃至第4の実
施の形態のいずれかに対応する素子に直交配線を施して
図16乃至図18のいずれかに示す断面構造の装置に変
形しても、本実施の形態の効果に加え、第2乃至第4の
実施の形態のいずれかと同様の効果を得ることができ
る。なお、いずれの変形構成であっても、図19に示さ
れる平面構造をもつ。また、図17又は図18に示すS
OI構造に変形した場合、図示はしないが、図20に示
す断面構造もSOI構造となる。
Further, the high breakdown voltage MOSF according to the present embodiment.
Instead of the sectional structure of FIG. 14, the ET is transformed into an apparatus having the sectional structure shown in any of FIGS. 16 to 18 by performing orthogonal wiring on the element corresponding to any of the second to fourth embodiments. Even in this case, in addition to the effect of this embodiment, the same effect as that of any of the second to fourth embodiments can be obtained. Note that any of the modified configurations has a planar structure shown in FIG. In addition, S shown in FIG. 17 or FIG.
When it is transformed into the OI structure, although not shown, the sectional structure shown in FIG. 20 also becomes the SOI structure.

【0091】(他の実施の形態)以上、本発明の実施の
形態を説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れない。例えば、n型ドレイン層4とn型ドリフト層5
との間にバッファ層を設けた構成としてもよい。また、
上記各実施の形態では、n型のドレイン層4をもつMO
SFETを形成した場合について説明したが、ドレイン
層4をp型としてIGBT(insulated gate bipolar t
ransistor )を形成してもよい。
(Other Embodiments) Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the n-type drain layer 4 and the n-type drift layer 5
A buffer layer may be provided between and. Also,
In each of the above embodiments, the MO having the n-type drain layer 4 is used.
The case where the SFET is formed has been described, but the drain layer 4 is assumed to be a p-type and an IGBT (insulated gate bipolar t
ransistor) may be formed.

【0092】また、各実施の形態とは半導体層の導電型
を逆にし、第1導電型をp型、第2導電型をn型とした
MOSFETを構成してもよい。さらに、このMOSF
ETのドレイン層の導電型を逆にし、前述したIGBT
とは逆の導電型の半導体層からなるIGBTとしてもよ
い。
In addition, the conductivity type of the semiconductor layer may be reversed from that of each embodiment, and a MOSFET in which the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type may be formed. Furthermore, this MOSF
The conductivity type of the drain layer of ET is reversed and the above-mentioned IGBT is used.
The IGBT may be formed of a semiconductor layer having a conductivity type opposite to the above.

【0093】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。
Besides, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、第1導電型ソース層が第2導電型ベース層の表面
に複数の島状をなして形成されており、隣合う第1導電
型ソース層間上にもゲ−ト電極が形成されるため、この
第1導電型ソース層間にもチャネルが形成されることに
より、第1導電型ソース層と第1導電型ドリフト層との
間にのみゲート電極が形成されてチャネルが形成される
従来の高耐圧半導体装置よりも、実効的なチャネル幅を
広げることができるので、低いオン抵抗を得ることがで
きる高耐圧半導体装置を提供できる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the first-conductivity-type source layer is formed on the surface of the second-conductivity-type base layer in the form of a plurality of islands. Since the gate electrode is also formed on the first-conductivity-type source layer, the channel is also formed on the first-conductivity-type source layer, so that the first-conductivity-type source layer and the first-conductivity-type drift layer are formed. Since the effective channel width can be widened as compared with the conventional high breakdown voltage semiconductor device in which the gate electrode is formed only between and the channel is formed, it is possible to provide a high breakdown voltage semiconductor device that can obtain low on-resistance. .

【0095】また、請求項2の発明によれば、第1導電
型ソース層を複数の島状に形成する場合、ドレイン層を
従来と同様に略ストライプ状に形成し、このストライプ
方向と略平行に第1導電型ソース層を配列形成している
ので、請求項1の効果に加え、従来の設計をそれほど変
更せずに形成できる高耐圧半導体装置を提供できる。
According to the second aspect of the invention, when the first-conductivity-type source layer is formed in a plurality of islands, the drain layer is formed in a substantially stripe shape as in the conventional case, and is substantially parallel to the stripe direction. Since the first-conductivity-type source layer is formed in an array, the high breakdown voltage semiconductor device can be provided in addition to the effect of the first aspect, which can be formed without significantly changing the conventional design.

【0096】さらに、請求項3の発明によれば、高抵抗
半導体層を基板上に形成された絶縁膜の上に形成する、
いわゆるSOI構造が適用されていることにより、請求
項1の効果に加え、素子間分離が容易となり、ノイズに
対して非常に有効な耐性を有する高耐圧半導体装置を提
供できる。
Further, according to the invention of claim 3, the high resistance semiconductor layer is formed on the insulating film formed on the substrate,
By applying the so-called SOI structure, in addition to the effect of the first aspect, it is possible to provide a high breakdown voltage semiconductor device that facilitates isolation between elements and has very effective resistance to noise.

【0097】また、請求項4の発明によれば、第1導電
型ソース層間上に形成されるゲート電極の配列方向の長
さをxとし、第1導電型ソース層の配列方向の長さをy
としたとき、4.5μm≦x+y≦100μmの関係を
満たすので、請求項1乃至請求項3のいずれかの効果に
加え、コンタクト抵抗を上昇させずにオン抵抗を低減さ
せる高耐圧半導体装置を提供できる。
According to the fourth aspect of the invention, the length in the arrangement direction of the first conductivity type source layer is defined as x, and the length in the arrangement direction of the first conductivity type source layer is defined as x. y
Then, the relationship of 4.5 μm ≦ x + y ≦ 100 μm is satisfied, and in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, a high breakdown voltage semiconductor device that reduces the on-resistance without increasing the contact resistance is provided. it can.

【0098】さらに、請求項5の発明によれば、隣り合
う第1導電型ソース層間上に形成されるゲート電極の配
列方向の長さをxとしたとき、1.5μm≦x≦4μm
の関係を満たすので、請求項1乃至請求項3のいずれか
の効果に加え、コンタクト抵抗を上昇させずにオン抵抗
を低減させる高耐圧半導体装置を提供できる。
Further, according to the invention of claim 5, when the length in the arrangement direction of the gate electrodes formed between the adjacent first conductivity type source layers is x, 1.5 μm ≦ x ≦ 4 μm
Since the above relationship is satisfied, in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, it is possible to provide a high breakdown voltage semiconductor device that reduces the on-resistance without increasing the contact resistance.

【0099】また、請求項6の発明によれば、ドレイン
層が第1導電型であるので、請求項1乃至請求項3のい
ずれかの効果に加え、高耐圧MOSFETとしての高耐
圧半導体装置を提供できる。
Further, according to the invention of claim 6, since the drain layer is of the first conductivity type, in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, a high breakdown voltage semiconductor device as a high breakdown voltage MOSFET is provided. Can be provided.

【0100】さらに、請求項7の発明によれば、ドレイ
ン層が第2導電型であるので、請求項1乃至請求項3の
いずれかの効果に加え、高耐圧IGBTとしての高耐圧
半導体装置を提供できる。
Further, according to the invention of claim 7, since the drain layer is of the second conductivity type, in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, a high breakdown voltage semiconductor device as a high breakdown voltage IGBT is provided. Can be provided.

【0101】また、請求項8の発明によれば、下層ソー
ス配線と上層ソース配線との間のスルーホールと、下層
ソース配線と第1導電型ソース層との間のコンタクトホ
ールとを重ねず、かつ、下層ドレイン配線と上層ドレイ
ン配線との間のスルーホールと、下層ドレイン配線と第
1導電型ドレイン層との間のコンタクトホールとを重ね
ない直交配線構造を実現したことにより、コンタクトホ
ール面積を減少せずにスルーホール面積を増加できるの
で、請求項1乃至請求項3のいずれかの効果に加え、直
交配線構造を形成しても配線抵抗を上昇させず、一層オ
ン抵抗を低減でき、また、微細化及び集積化に適した高
耐圧半導体装置を提供できる。
According to the invention of claim 8, the through hole between the lower layer source wiring and the upper layer source wiring and the contact hole between the lower layer source wiring and the first conductivity type source layer are not overlapped, Moreover, by realizing a cross wiring structure in which the through hole between the lower layer drain wiring and the upper layer drain wiring and the contact hole between the lower layer drain wiring and the first conductivity type drain layer are not overlapped, the contact hole area is reduced. Since the through-hole area can be increased without decreasing, in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, even if the orthogonal wiring structure is formed, the wiring resistance is not increased and the on-resistance can be further reduced. A high breakdown voltage semiconductor device suitable for miniaturization and integration can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る高耐圧MOS
FETの素子構造を示す平面図
FIG. 1 is a high breakdown voltage MOS according to a first embodiment of the present invention.
Plan view showing the element structure of the FET

【図2】同実施の形態における図1のIIA−IIA線及び
IIB−IIB線矢視断面図
FIG. 2 is a IIA-IIA line of FIG. 1 in the same embodiment;
IIB-IIB line sectional view

【図3】同実施の形態の効果を説明するための縦型MO
SFETの課題を示す模式図
FIG. 3 is a vertical MO for explaining the effect of the embodiment.
Schematic diagram showing the problems of SFET

【図4】本発明の第2の実施の形態に係る高耐圧MOS
FETの素子構造を示す平面図
FIG. 4 is a high breakdown voltage MOS according to a second embodiment of the present invention.
Plan view showing the element structure of the FET

【図5】同実施の形態における図4のVA−VA線及び
VB−VB線矢視断面図
FIG. 5 is a sectional view taken along the line VA-VA and line VB-VB of FIG. 4 in the same embodiment.

【図6】本発明の第3の実施の形態に係る高耐圧MOS
FETの素子構造を示す平面図
FIG. 6 is a high breakdown voltage MOS according to a third embodiment of the present invention.
Plan view showing the element structure of the FET

【図7】同実施の形態における図6の VIIA− VIIA線
及び VIIB− VIIB線矢視断面図
FIG. 7 is a sectional view taken along line VIIA-VIIA and line VIIB-VIIB of FIG. 6 in the same embodiment.

【図8】同実施の形態における高耐圧MOSFETのオ
ン抵抗と従来の高耐圧MOSFETのオン抵抗とを比較
した実験結果を示す図
FIG. 8 is a diagram showing an experimental result comparing the ON resistance of the high breakdown voltage MOSFET in the same embodiment with the ON resistance of the conventional high breakdown voltage MOSFET.

【図9】本発明の第4の実施の形態に係る高耐圧MOS
FETの素子構造を示す断面図
FIG. 9 is a high breakdown voltage MOS according to a fourth embodiment of the present invention.
Sectional view showing the element structure of the FET

【図10】本発明の第5の実施の形態に係る高耐圧MO
SFETの素子構造を示す平面図
FIG. 10 is a high breakdown voltage MO according to a fifth embodiment of the present invention.
The top view which shows the element structure of SFET.

【図11】本発明の第6の実施の形態に係る高耐圧MO
SFETの素子構造を示す平面図
FIG. 11 is a high breakdown voltage MO according to a sixth embodiment of the present invention.
The top view which shows the element structure of SFET.

【図12】同実施の形態における図11の XII− XII線
矢視断面図
FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XII of FIG. 11 in the same embodiment.

【図13】本発明の第7の実施の形態に係る高耐圧MO
SFETの構造を示す平面図
FIG. 13 is a high breakdown voltage MO according to a seventh embodiment of the present invention.
Plan view showing the structure of the SFET

【図14】同実施の形態における図13の XIV− XIV線
矢視断面図
FIG. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV of FIG. 13 in the same embodiment.

【図15】同実施の形態における図13のXV−XV線矢視
断面図
FIG. 15 is a sectional view taken along the line XV-XV of FIG. 13 in the same embodiment.

【図16】同実施の形態における変形構成を示す断面図FIG. 16 is a cross-sectional view showing a modified configuration of the same embodiment.

【図17】同実施の形態における変形構成を示す断面図FIG. 17 is a sectional view showing a modified configuration of the same embodiment.

【図18】同実施の形態における変形構成を示す断面図FIG. 18 is a cross-sectional view showing a modified configuration of the same embodiment.

【図19】本発明の第8の実施の形態に係る高耐圧MO
SFETの構造を示す平面図
FIG. 19 is a high breakdown voltage MO according to an eighth embodiment of the present invention.
Plan view showing the structure of the SFET

【図20】同実施の形態における図19のXX−XX線矢視
断面図
FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line XX-XX of FIG. 19 in the embodiment.

【図21】従来の高耐圧MOSFETの素子構造を示す
平面図
FIG. 21 is a plan view showing an element structure of a conventional high breakdown voltage MOSFET.

【図22】従来の図21のXXII−XXII線矢視断面図22 is a sectional view taken along the line XXII-XXII in FIG. 21 of the related art.

【図23】従来の高耐圧MOSFETに直交配線を施し
た構造を示す平面図
FIG. 23 is a plan view showing a structure in which orthogonal wiring is applied to a conventional high breakdown voltage MOSFET.

【図24】従来の図23のIV−IV線矢視断面図FIG. 24 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…p型半導体層 2…p型ベース層 3,3′…n型ソース層 4…n型ドレイン層 5…n型ドリフト層 5a…直下部 6…ゲート酸化膜 7…フィールド酸化膜 8,8′…ゲート電極 9…ソース電極 10…ドレイン電極 11…p型コンタクト層 12…p型Si基板 13…酸化膜 14,15…絶縁膜 16…層間絶縁膜 x,y,z…長さ S1…下層ソース配線 S2…上層ソース配線 D1…下層ドレイン配線 D2…上層ドレイン配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... p-type semiconductor layer 2 ... p-type base layer 3,3 '... n-type source layer 4 ... n-type drain layer 5 ... n-type drift layer 5a ... immediately below 6 ... gate oxide film 7 ... field oxide film 8,8 ′ ... Gate electrode 9 ... Source electrode 10 ... Drain electrode 11 ... P-type contact layer 12 ... P-type Si substrate 13 ... Oxide film 14, 15 ... Insulating film 16 ... Interlayer insulating film x, y, z ... Length S1 ... Lower layer Source wiring S2 ... Upper layer source wiring D1 ... Lower layer drain wiring D2 ... Upper layer drain wiring

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高抵抗半導体層と、 前記高抵抗半導体層の表面に選択的に形成された第1導
電型ドリフト層と、 前記第1導電型ドリフト層の表面に形成されたドレイン
層と、 前記高抵抗半導体層の表面に選択的に形成された第2導
電型ベース層と、 前記第2導電型ベース層の表面に複数の島状をなして形
成された第1導電型ソース層と、 前記第1導電型ソース層と前記第1導電型ドリフト層と
の間及び隣合う前記第1導電型ソース層間の前記第2導
電型ベース層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲー
ト電極と、 前記ドレイン層にコンタクトするドレイン電極と、 前記第1導電型ソース層及び前記第2導電型ベース層の
双方にコンタクトするソース電極とを備えたことを特徴
とする高耐圧半導体装置。
1. A high resistance semiconductor layer, a first conductivity type drift layer selectively formed on a surface of the high resistance semiconductor layer, a drain layer formed on a surface of the first conductivity type drift layer, A second conductivity type base layer selectively formed on the surface of the high resistance semiconductor layer; and a first conductivity type source layer formed in a plurality of islands on the surface of the second conductivity type base layer, A gate electrode formed on the second conductive type base layer between the first conductive type source layer and the first conductive type drift layer and between the adjacent first conductive type source layers via a gate insulating film; A high breakdown voltage semiconductor device comprising: a drain electrode that contacts the drain layer; and a source electrode that contacts both the first conductive type source layer and the second conductive type base layer.
【請求項2】高抵抗半導体層と、 前記高抵抗半導体層の表面に選択的に形成された第1導
電型ドリフト層と、 前記第1導電型ドリフト層の表面に略ストライプ状をな
して形成されたドレイン層と、 前記高抵抗半導体層の表面に選択的に形成された第2導
電型ベース層と、 前記第2導電型ベース層の表面にかつ前記ドレイン層の
ストライプ方向と略平行に複数の島状をなして配列形成
された第1導電型ソース層と、 前記第1導電型ソース層と前記第1導電型ドリフト層と
の間及び隣合う前記第1導電型ソース層間の前記第2導
電型ベース層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲー
ト電極と、 前記ドレイン層にコンタクトするドレイン電極と、 前記第1導電型ソース層及び前記第2導電型ベース層の
双方にコンタクトするソース電極とを備えたことを特徴
とする高耐圧半導体装置。
2. A high resistance semiconductor layer, a first conductivity type drift layer selectively formed on the surface of the high resistance semiconductor layer, and a substantially stripe shape formed on the surface of the first conductivity type drift layer. Drain layer, a second conductivity type base layer selectively formed on the surface of the high resistance semiconductor layer, and a plurality of second conductivity type base layers formed on the surface of the second conductivity type base layer and substantially parallel to the stripe direction of the drain layer. A first conductive type source layer arranged in the form of an island, and the second conductive layer between the first conductive type source layer and the first conductive type drift layer and between the adjacent first conductive type source layers. A gate electrode formed on the conductive type base layer via a gate insulating film, a drain electrode contacting the drain layer, and a source contacting both the first conductive type source layer and the second conductive type base layer. Equipped with electrodes A high breakdown voltage semiconductor device characterized by the above.
【請求項3】基板と、 この基板上に形成された絶縁膜と、 この絶縁膜上に形成された高抵抗半導体層と、 前記高抵抗半導体層の表面に選択的に形成された第1導
電型ドリフト層と、 前記第1導電型ドリフト層の表面に略ストライプ状をな
して形成されたドレイン層と、 前記高抵抗半導体層の表面に選択的に形成された第2導
電型ベース層と、 前記第2導電型ベース層の表面にかつ前記ドレイン層の
ストライプ方向と略平行に複数の島状をなして配列形成
された第1導電型ソース層と、 前記第1導電型ソース層と前記第1導電型ドリフト層と
の間及び隣合う前記第1導電型ソース層間の前記第2導
電型ベース層上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲー
ト電極と、 前記ドレイン層にコンタクトするドレイン電極と、 前記第1導電型ソース層及び前記第2導電型ベース層の
双方にコンタクトするソース電極とを備えたことを特徴
とする高耐圧半導体装置。
3. A substrate, an insulating film formed on the substrate, a high resistance semiconductor layer formed on the insulating film, and a first conductive film selectively formed on a surface of the high resistance semiconductor layer. Type drift layer, a drain layer formed in a substantially stripe shape on the surface of the first conductivity type drift layer, a second conductivity type base layer selectively formed on the surface of the high resistance semiconductor layer, A first-conductivity-type source layer formed on the surface of the second-conductivity-type base layer and arranged in a plurality of islands substantially parallel to the stripe direction of the drain layer; A gate electrode formed on the second conductive type base layer between the first conductive type drift layer and the adjacent first conductive type source layer via a gate insulating film; and a drain electrode contacting the drain layer. , The first conductivity type source And the high-voltage semiconductor device being characterized in that a source electrode that contacts both of the second conductivity type base layer.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の高耐圧半導体装置において、 複数の前記第1導電型ソース層が所定の配列方向に沿っ
て形成されるとき、隣り合う前記第1導電型ソース層間
上に形成される前記ゲート電極の前記配列方向の長さを
xとし、前記第1導電型ソース層の前記配列方向の長さ
をyとすると、4.5μm≦x+y≦100μmの関係
を満たしていることを特徴とする高耐圧半導体装置。
4. The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of the first conductivity type source layers are adjacent to each other when they are formed along a predetermined arrangement direction. When the length of the gate electrodes formed on the first conductive type source layer in the arrangement direction is x, and the length of the first conductive type source layers in the arrangement direction is y, 4.5 μm ≦ x + y A high breakdown voltage semiconductor device having a relationship of ≦ 100 μm.
【請求項5】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の高耐圧半導体装置において、 複数の前記各第1導電型ソース層が所定の配列方向に沿
って形成されるとき、隣り合う前記第1導電型ソース層
間上に形成される前記ゲート電極の前記配列方向の長さ
をxとすると、1.5μm≦x≦4μmの関係を満たし
ていることを特徴とする高耐圧半導体装置。
5. The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of the first conductivity type source layers are adjacent to each other when they are formed along a predetermined array direction. A high withstand voltage semiconductor device satisfying a relationship of 1.5 μm ≦ x ≦ 4 μm, where x is a length of the gate electrodes formed on the first conductive type source layers that are aligned with each other in the arrangement direction. .
【請求項6】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の高耐圧半導体装置において、 前記第1導電型ドリフト層は、前記ゲート絶縁膜に接す
るように前記第2導電型ベース層間にも形成されている
ことを特徴とする高耐圧半導体装置。
6. The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type drift layer is in contact with the gate insulating film, and the second conductivity type base layer is in contact therewith. A high breakdown voltage semiconductor device characterized in that it is also formed.
【請求項7】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の高耐圧半導体装置において、 前記ドレイン層は、第1導電型であることを特徴とする
高耐圧半導体装置。
7. The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1, wherein the drain layer is of a first conductivity type.
【請求項8】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の高耐圧半導体装置において、 前記ドレイン電極は複数の島状をなして配列形成され、 さらに、 前記ゲート電極とはコンタクトせずに前記ゲート電極上
方を介し、隣り合う各ソース電極を電気的に接続する下
層ソース配線と、 前記下層ソース配線とは直交する方向に長手方向を有
し、前記ゲート電極上方にて前記下層ソース配線の上部
にコンタクトする上層ソース配線と、 前記ドレイン層とはコンタクトせずに前記ドレイン層上
方を介し、隣り合う各ドレイン電極を電気的に接続する
下層ドレイン配線と、 前記下層ドレイン配線とは直交する方向に長手方向を有
し、前記ドレイン層上方にて下層ドレイン配線の上部に
コンタクトする上層ドレイン配線とを備えたことを特徴
とする高耐圧半導体装置。
8. The high breakdown voltage semiconductor device according to claim 1, wherein the drain electrode is formed in a plurality of islands in an array, and the drain electrode is in contact with the gate electrode. Without a lower layer source wiring that electrically connects adjacent source electrodes via the gate electrode above, and a longitudinal direction in a direction orthogonal to the lower layer source wiring, and the lower layer source above the gate electrode. The upper layer source wiring that contacts the upper portion of the wiring, the lower layer drain wiring that electrically connects adjacent drain electrodes through the upper portion of the drain layer without making contact with the drain layer, and the lower layer drain wiring are orthogonal to each other. An upper layer drain wiring which is in contact with the upper portion of the lower layer drain wiring above the drain layer. High voltage semiconductor device.
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JP2016058541A (en) * 2014-09-09 2016-04-21 株式会社豊田中央研究所 Lateral semiconductor device

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