JPH09232565A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH09232565A
JPH09232565A JP8041396A JP4139696A JPH09232565A JP H09232565 A JPH09232565 A JP H09232565A JP 8041396 A JP8041396 A JP 8041396A JP 4139696 A JP4139696 A JP 4139696A JP H09232565 A JPH09232565 A JP H09232565A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
conductivity type
diffusion region
drain region
diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8041396A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2755247B2 (ja
Inventor
Yukimasa Koishikawa
幸正 小石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP8041396A priority Critical patent/JP2755247B2/ja
Priority to US08/802,312 priority patent/US5763927A/en
Publication of JPH09232565A publication Critical patent/JPH09232565A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2755247B2 publication Critical patent/JP2755247B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45183Long tailed pairs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H01L29/0607Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H01L29/0611Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
    • H01L29/0615Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
    • H01L29/0619Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7833Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's
    • H01L29/7835Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's with asymmetrical source and drain regions, e.g. lateral high-voltage MISFETs with drain offset region, extended drain MISFETs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高耐圧絶縁ゲート電界効果トランジスタで構成
され高耐圧で高性能な半導体集積回路を可能にする半導
体装置を提供する。 【解決手段】一導電型の半導体基板上に形成される高耐
圧絶縁ゲート電界効果トランジスタにおいて、半導体基
板表面の一領域に形成される逆導電型で高濃度不純物を
含むソース領域に対向しゲート電極を挟んで形成される
逆導電型で低濃度不純物を含む第1の拡散領域を有し、
前記第1の拡散領域に逆導電型で高濃度不純物を含むド
レイン領域が形成され、前記ゲート電極と前記ドレイン
領域との間であり前記第1の拡散領域の表面部に一導電
型で低濃度不純物を含む第2の拡散領域が形成され、前
記第1の拡散領域の所定の領域から電位引き出し電極が
取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に高電圧で使用する高耐圧の横型MOSトランジスタ
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置を搭載する機器によっては電
源電圧が非常に高くなる場合がある。このために、この
ような機器に使用される半導体装置では優れた高耐圧特
性が要求されるようになる。そして、このような半導体
装置に用いられる高耐圧のトランジスタとしては、一般
に横型MOSトランジスタが使用される。また、このよ
うな半導体装置では、高速動作あるいは消費電力低減も
重要な要求性能になってきている。
【0003】従来の高耐圧で横型の絶縁ゲート電界効果
トラジスタ(以下、高耐圧横型MOSFETという)に
ついて、図7に基づいて説明する。図7は、米国特許で
あるUSP4811075に記載されているこのような
高耐圧横型MOSFETの断面図である。図7に示すよ
うに、例えば、導電型がp型の半導体基板101表面の
所定の領域に、n- 延長ドレイン領域102が形成され
ている。そして、このn- 延長ドレイン領域102の表
面部にp型拡散層103が設けられている。
【0004】また、図7に示すように、n+ ドレイン領
域104がn- 延長ドレイン領域102に接続しp型拡
散層103と接合を形成するようにして設けられてい
る。さらに、半導体基板101表面の所定の領域に、n
+ ソース領域105とp+ バックゲート領域106が互
いに接するように形成されている。そして、このn+
ース領域105、n- 延長ドレイン領域102およびp
型拡散層103を跨がるように、ゲート絶縁膜107と
ゲート電極108が形成されている。
【0005】さらに、層間絶縁膜109が上記の半導体
基板の表面を被覆するように形成され、この層間絶縁膜
109の所定の領域にコンタクト孔が形成される。そし
て、このコンタクト孔を通してn+ ソース領域105と
+ バックゲート領域106に接続するソース電極11
0が形成されている。同様に、n+ ドレイン領域104
に接続するドレイン電極112が形成されている。
【0006】このような構造では、ゲートがオフ状態で
ドレインとソース間に高電圧が逆バイアスされると、n
- 延長ドレイン領域が空乏化され、この逆バイアスのう
ちほとんどの電圧はこのn- 延長ドレイン領域にかかる
ようになる。このようにして、ドレイン領域とソース領
域間の高耐圧化がなされる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の高耐圧横型MOSFETが半導体集積回路を構成
し、半導体装置内で使用される場合に、例えば、この高
耐圧横型MOSFETが差動増幅回路を構成するような
場合には、ゲート電極とソース電極間に高電圧が印加さ
れるようになる。そこで、このような高電圧に耐えるよ
うに、ゲート絶縁膜が厚く形成されることが必要にな
る。例えば、高電圧が100V程度である場合には、ゲ
ート絶縁膜の膜厚は300nm〜500nmにもなる。
【0008】このために、従来の技術の場合には、高耐
圧横型MOSFETのしきい値電圧が増加したり、相互
コンダクタンスが大幅に減少するようになる。そして、
このような半導体集積回路の高周波数の領域での特性が
低下し、消費電力の増加が引き起されていた。
【0009】また、更に高い電源電圧での動作、例えば
500V程度での高耐圧横型MOSOFETで構成され
た半導体集積回路の動作は全く不可能である。
【0010】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決し、高耐圧で高性能な半導体集積回路を可能にする半
導体装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】このために本発明の半導
体装置では、一導電型の半導体基板上に形成される高耐
圧の絶縁ゲート電界効果トランジスタにおいて、前記半
導体基板上の一領域に形成される逆導電型で高濃度不純
物を含むソース領域と、前記半導体基板主面のゲート絶
縁膜上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を挟
み前記ソース領域に対向して形成される逆導電型で低濃
度不純物を含有する第1の拡散領域とを有し、前記第1
の拡散領域の表面部に逆導電型で高濃度不純物を含むド
レイン領域が形成され、前記ゲート電極と前記ドレイン
領域との間であり前記第1の拡散領域の表面部に一導電
型で低濃度不純物を含み第1領域部分と第2領域部分か
らなる第2の拡散領域が形成され、前記第1領域部分と
第2領域部分との間に逆導電型で高濃度不純物を含む第
3の拡散領域が形成されている。
【0012】あるいは、一導電型の半導体基板上に形成
される高耐圧の絶縁ゲート電界効果トランジスタにおい
て、前記半導体基板上の一領域に形成される逆導電型で
高濃度不純物を含むソース領域と、前記半導体基板主面
のゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極と、前記ゲー
ト電極を挟み前記ソース領域に対向して形成される逆導
電型で低濃度不純物を含有する第1の拡散領域とを有
し、前記第1の拡散領域の表面部に逆導電型で高濃度不
純物を含むドレイン領域が形成され、前記ゲート電極と
前記ドレイン領域との間であり前記第1の拡散領域の表
面部に一導電型で低濃度不純物を含み第1領域部分と第
2領域部分からなる第2の拡散領域が形成され、前記第
1領域部分と第2領域部分との間の前記第1の拡散領域
の表面に接続する導電体薄膜が形成されている。また、
この導電体薄膜は前記ゲート電極に接続されてもよい。
【0013】ここで、前記第2の拡散領域と前記ドレイ
ン領域とが一定の離間距離を有するように形成される。
【0014】また、前記導電体薄膜は逆導電型の不純物
を含有するポリシリコン膜であり、前記ポリシリコン膜
中の不純物濃度が前記第1の拡散領域中の不純物濃度と
同一である。
【0015】また、前記第2の拡散領域の不純物濃度が
前記第1の拡散領域の不純物濃度より高くなるように設
定されている。
【0016】そして、前記高耐圧の絶縁ゲート電界効果
トランジスタの動作において、前記ソース領域、半導体
基板および第2の拡散領域が接地電位に固定され前記ド
レイン領域に電源電圧が印加されている。
【0017】そして、前記高耐圧の絶縁ゲート電界効果
トランジスタの動作において、前記第1の拡散領域が全
て空乏化されている。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態
を説明するための平面図である。また、図2は、図1に
記したA−Bで切断したところの断面図である。そし
て、図3は、同様に図1のC−Dで切断したところの断
面図である。なお、図中の符号の説明でn、pはその導
電型を示すものである。
【0019】図1および図2に示すように、導電型がp
型のシリコン基板1の所定の領域に第1の拡散領域とな
るn- 延長ドレイン領域2が形成されている。そして、
このn- 延長ドレイン領域2の表面部に第2の拡散領域
となるp型拡散層3あるいは3a,3bが設けられてい
る。ここで、図1に示すようにp型拡散層3aおよび3
bはp型拡散層3の一部である。
【0020】そして、図2に示すように、n+ ドレイン
領域4がn- 延長ドレイン領域2の表面部で接続しp型
拡散層3とは離間するようにして設けられている。ま
た、p型拡散層3aとp型拡散層3bとの間に第3の拡
散領域となる電位引き出し領域5が、n- 延長ドレイン
領域2に接続しp型拡散層3aおよび3bとは離間する
ように形成されている。さらに、シリコン基板1表面の
所定の領域に、n+ ソース領域6とp+ バックゲート領
域7とが互いに接するように形成されている。そして、
このn+ ソース領域6、n- 延長ドレイン領域2および
p型拡散層3aに跨がるように、ゲート絶縁膜8とゲー
ト電極9が形成されている。
【0021】そして、層間絶縁膜10が上記のシリコン
基板1の表面に被着され、この層間絶縁膜10の所定の
領域に複数のコンタクト孔が形成される。そして、この
コンタクト孔を通してn+ ソース領域6とp+ バックゲ
ート領域7に接続するソース電極11が形成されてい
る。同様に、n+ ドレイン領域4に接続するドレイン電
極12が形成されている。そして、電位引き出し領域5
に接続する電位引き出し電極13が形成されている。
【0022】さらに、図1と図3で本発明の高耐圧横型
MOSFETの構造を説明する。
【0023】図3に示すように、シリコン基板1の所定
の領域にn- 延長ドレイン領域2が形成されている。そ
して、このn- 延長ドレイン領域2の表面部およびこの
-延長ドレイン領域2のないシリコン基板1の表面部
にp型拡散層3が設けられている。また、p+ バックゲ
ート領域7が上記のp型拡散層3に接続して形成されて
いる。
【0024】そして、n+ ドレイン領域4がn- 延長ド
レイン領域2の表面部で接続しp型拡散層3とは離間す
るようにして設けられている。さらに、層間絶縁膜10
が上記のシリコン基板1の表面を被覆するように形成さ
れ、この層間絶縁膜10の所定の領域に複数のコンタク
ト孔が形成される。そして、このコンタクト孔を通して
p型拡散層3にソース電極11が接続されている。同様
に、n+ ドレイン領域4にドレイン電極12が接続され
ている。
【0025】このように、本発明の高耐圧横型MOSF
ETでは、p型拡散層3はn+ ソース領域と同電位にな
り、通常は接地電位(GND電位)に固定される。
【0026】次に、この高耐圧横型MOSFETの製造
方法の概略を説明する。抵抗率が40Ωcmのp型のシ
リコン基板1の表面部にn- 延長ドレイン領域2が形成
される。ここで、このn- 延長ドレイン領域2の不純物
濃度は1×1016原子/cm3 程度に設定される。ま
た、このn- 延長ドレイン領域2の深さは7.5μm程
度である。そして、p型拡散層3,3aおよび3bがn
- 延長ドレイン領域2およびシリコン基板1の表面部に
形成される。ここで、これらのp型拡散層の不純物濃度
は1×1017原子/cm3 程度に設定される。また、こ
のp型拡散層3,3aおよび3bの深さは0.5μm程
度である。
【0027】次に、ゲート絶縁膜8が膜厚50nmのシ
リコン酸化膜で形成され、ゲート電極9がリン不純物を
含有するポリシリコンで形成される。ここで、ゲート電
極9は高融点金属のポリサイド例えばタングステンポリ
サイドで形成されてもよい。そして、n+ ドレイン領域
4、電位引き出し領域5、n+ ソース領域6がヒ素不純
物のイオン注入と熱拡散で形成される。また、p+ バッ
クゲート領域7がボロン不純物のイオン注入と熱拡散で
形成される。
【0028】そして、層間絶縁膜10が化学気相成長
(CVD)法によるシリコン酸化膜で形成され、コンタ
クト孔を通して接続されるそれぞれの電極が形成される
ことになる。そして、先述したようにp型拡散層3,3
aおよび3bはソース電極と同電位になるように接続さ
れる。
【0029】次に、本発明の第1の実施の形態の効果に
ついて図2と図4に基づいて説明する。図4は、図2で
示した高耐圧横型MOSFETのn+ ソース領域6端か
らの離間位置での電圧を示している。
【0030】ここでは、n+ ドレイン領域4に100V
の電圧が印加されている。図2に示すような構造で、こ
のように高い電圧がn+ ドレイン領域4に印加される
と、シリコン基板1とp型拡散層3aおよび3bとはG
ND電位であるため、n- 延長ドレイン領域2はシリコ
ン基板1とp型拡散層3aおよび3bの両側から空乏化
されるようになる。そして、n- 延長ドレイン領域2で
は全領域に空乏層が形成されるようになる。また、p型
拡散層3aおよび3bも完全に空乏化され、シリコン基
板1にも空乏層が形成される。
【0031】このようにして、図4に示すように電圧
は、n+ ソース領域端から高耐圧横型MOSFETのチ
ャネル領域を通って緩やかにそしてほぼ線型に上昇す
る。さらに、この高耐圧横型MOSFETのピンチオフ
点からn+ ドレイン領域4に横方向に向って、ほぼ一様
な電圧勾配をもって上昇するようになる。このため、図
4に示すように、電位引き出し領域5の電位はn+ ドレ
イン領域4からの距離にほぼ反比例するように小さくな
る。例えば、上記のピンチオフ点からn+ ドレイン領域
4端部の間(n- 延長ドレイン領域2端からn+ ドレイ
ン領域4端にほぼ一致する)の中間点に電位引き出し領
域5がある場合には、ここの電圧は50Vになる。この
ように、本発明によれば、電位引き出し領域5すなわち
電位引き出し電極13の位置を変化させることで、ドレ
イン電圧より小さな電圧が任意に取り出されるようにな
る。
【0032】また、本発明の実施の形態では、p型拡散
層3bとn+ ドレイン領域4との間に離間距離が設けら
れている。このため、先述したようにこれらが接して形
成された従来の技術の場合より、この間の逆バイアスで
の耐圧が向上する。すなわち、高耐圧横型MOSFET
の耐圧はさらに向上するようになる。
【0033】次に、本発明の第2の実施の形態を図5を
参照して説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態
を説明するための断面図である。ここで、図5は、図2
と同様な箇所での断面図である。
【0034】図5に示すように、導電型がp型で抵抗率
が10Ωcmのシリコン基板21の所定の領域にn-
長ドレイン領域22が形成されている。ここで、n-
長ドレイン領域22の不純物濃度は5×1016原子/c
3 程度である。また、このn- 延長ドレイン領域22
の深さは2μm程度である。そして、この表面部にp型
拡散層23aおよび23bが設けられている。ここで、
このp型拡散層23aあるいは23bの不純物濃度は1
×1017/cm3 程度であり、その深さは0.2μm程
度である。なお、このp型拡散層23aおよび23b
は、共に、図1で説明したように一つのp型拡散層パタ
ーンの一部である。
【0035】そして、図5に示すように、n+ ドレイン
領域24がn- 延長ドレイン領域22に接続しp型拡散
層23bとは離間するようにして設けられている。さら
に、シリコン基板21表面の所定の領域に、n+ ソース
領域25とp+ バックゲート領域26とが互いに接する
ように形成されている。そして、このn+ ソース領域2
5、n- 延長ドレイン領域22およびp型拡散層23a
に跨がるように、ゲート絶縁膜27とゲート電極29が
形成されている。ここで、ゲート絶縁膜27は熱酸化で
形成される膜厚100nm程度のシリコン酸化膜であ
る。また、ゲート電極28はリン不純物を含有するポリ
シリコンである。
【0036】そして、第1層間絶縁膜29が上記のシリ
コン基板21あるいはゲート電極28を被覆するように
して形成されている。この第1層間絶縁膜29の所定の
領域にコンタクト孔が形成されている。そして、このコ
ンタクト孔を通してn- 延長ドレイン領域22表面の接
続領域30とゲート電極28とに電気接続する接続薄膜
層31が形成されている。ここで、この接続薄膜層31
は窒化チタンとポリシリコンの積層した導電体薄膜で形
成される。この場合にポリシリコン中に含まれる不純物
はヒ素等のn型不純物であり、その濃度はn- 延長ドレ
イン領域22中の不純物濃度と同程度である。すなわ
ち、その濃度は5×1016原子/cm3 程度になるよう
に設定されている。
【0037】ここで、この接続薄膜層31は次のように
して形成される。すなわち、第1層間絶縁膜29に公知
の微細加工の技術でコンタクト孔が形成され、CVD法
で膜厚200nm程度のポリシリコン層が堆積される。
この堆積されたポリシリコン層にヒ素不純物がイオン注
入で導入される。ここで、イオン注入のドーズ量は1×
1012イオン/cm2 程度である。また、注入エネルギ
ーは50keVに設定される。そして、スパッタ法で膜
厚50nm程度の窒化チタン層が堆積され、熱処理が施
されて窒化チタン層とポリシリコン層の積層薄膜が形成
される。
【0038】ここで、窒化チタンとポリシリコンの積層
した導電体薄膜の代りに、上記の不純物を含有するポリ
シリコン層が使用されてもよい。
【0039】さらに、第2層間絶縁膜32が形成され、
この第1層間絶縁膜29および第2層間絶縁膜32に形
成されたコンタクト孔を通して、n+ ソース領域25と
+バックゲート領域26に接続するソース電極33が
形成されている。同様に、n+ ドレイン領域24に接続
するドレイン電極34が形成されている。
【0040】この第2の実施の形態では、第1の実施の
形態でのような高濃度不純物を含む電位引き出し領域5
は形成されない。このため、電位引き出し領域5とp型
拡散層23aおよび23b間の間隔を狭くすることが可
能になる。そして、この間隔を狭くできることは、p型
拡散層による電界緩和の効果を大きくし高耐圧横型MO
SFETの耐圧を更に高くするようになる。
【0041】次に、本発明の第2の実施の形態での効果
を図6に基づいて説明する。図6は、本発明の構造の高
耐圧横型MOSFETを差動増幅回路に適用した例を示
したものである。
【0042】図6に示すように、第1入力端子41は従
来の技術で説明したような高耐圧MOSトランジスタ4
2のゲートに接続されている。また、第2入力端子43
も高耐圧MOSトラジスタ44のゲートに接続されてい
る。そして、これらのドレイン側はノード45で定電流
源Vccに接続されている。この高耐圧MOSトランジ
スタ42のソース側は、本発明の第2の実施の形態で説
明した構造を有する高耐圧横型MOSトランジスタ46
であり、図5に示したドレイン電極34に接続されてい
る。ここで、ノード47は図5に示した接続領域30に
相当している。これに対し、高耐圧MOSトランジスタ
44のソース側は、本発明の第1の実施の形態で説明し
た構造を有する高耐圧横型MOSトランジスタ48のド
レイン電極12に接続されている。そして、これら高耐
圧横型MOSトランジスタ46および48のソース側は
ノード49を通してGND電位に固定されている。
【0043】そして、高耐圧横型MOSトランジスタ4
8に形成された図2で説明した電位引き出し電極13よ
り出力端子51が引き出される。ここで、図6に示すノ
ード50は図2に示す電位引き出し領域5に相当し、電
源電圧より低い電圧がノード50に取り出されることに
なる。
【0044】このような差動増幅回路で、第1の入力端
子41が“0”レベルから“1”レベルに遷移する時、
ノード47の電位はGND電位から電源電位に向って上
昇する。しかし、ノード47は図5で説明した接続領域
30に相当するので、このノード47の電位は図4で説
明したようなその位置で決まる中間電位となる。このよ
うにノード47電位は電源電圧より低い電圧なるように
前以て設定されるために、高耐圧横型MOSトランジス
タ46のゲート絶縁膜の絶縁破壊は皆無になる。あるい
は、このゲート絶縁膜すなわち図5で説明したゲート絶
縁膜27の膜厚が薄くなるように設定できることにな
る。そして、これによりトランジスタのしきい値電圧の
増加および相互コンダクタンスの減少が防止できるよう
になる。さらには、この本発明の高耐圧横型MOSトラ
ンジスタを半導体集積回路に使用することで、回路の高
周波数の領域での特性あるいは電力損失が大幅に改善さ
れるようになる。
【0045】以上の実施の形態では、高耐圧横型MOS
FETがnチャネル型の場合について説明された。この
高耐圧横型MOSFETはpチャネル型でも同様に形成
できることに言及しておく。この場合には導電型が逆に
なるように形成される。
【0046】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明では高耐
圧横型MOSFETのn- 延長ドレイン領域に引き出し
電極が設けられる。そして、この引き出し電極の電位は
電源電圧より低い電圧になるように前以て任意に設定で
きるようになる。
【0047】このために、このような高耐圧横型MOS
FETを半導体集積回路に使用する場合に、高耐圧横型
MOSFETのゲート絶縁膜の膜厚が薄くなるように設
定できる。そして、高耐圧横型MOSFETのしきい値
電圧は低減されるようになるとともに、このトランジス
タの相互コンダクタンスが大幅に増大するようになる。
このために、高耐圧の半導体集積回路の性能が大幅に向
上するようになる。例えば、この集積回路の動作が高速
化され動作周波数が向上する。また、この高耐圧を有す
る集積回路の電力損失も低減するようになる。
【0048】このようにして、本発明の高耐圧横型MO
SFETは、例えば500Vのような更なる高耐圧で動
作し、しかも優れた動作特性を有する半導体集積回路の
実用化を促進する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明する高耐圧M
OSFETの平面図である。
【図2】上記高耐圧MOSFETの断面図である。
【図3】上記高耐圧MOSFETの断面図である。
【図4】本発明の効果を説明するためのグラフである。
【図5】本発明の第2の実施の形態を説明する高耐圧M
OSFETの断面図である。
【図6】本発明の高耐圧MOSFETを適用する差動増
幅回路図である。
【図7】従来の技術を説明するための高耐圧MOSFE
Tの断面図である。
【符号の説明】
1,21 シリコン基板 2,22,102 n- 延長ドレイン領域 3,3a,3b,23a,23b,103 p型拡散
層 4,24,104 n+ ドレイン領域 5 電位引き出し領域 6,25,105 n+ ソース領域 7,26,106 p+ バックゲート領域 8,27,107 ゲート絶縁膜 9,28,108 ゲート電極 10,109 層間絶縁膜 11,33,110 ソース電極 12,34,112 ドレイン電極 13 電位引き出し電極 29 第1層間絶縁膜 31 接続薄膜層 32 第2層間絶縁膜 41 第1入力端子 42,44 高耐圧MOSトランジスタ 43 第2入力端子 45,47,49,50 ノード 46,48 高耐圧横型MOSトランジスタ 51 出力端子 101 半導体基板

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体基板上の一領域に形成
    された逆導電型で高濃度不純物を含むソース領域と、前
    記半導体基板主面のゲート絶縁膜を介して形成されたゲ
    ート電極と、前記ゲート電極を挟み前記ソース領域に対
    向して形成された逆導電型で低濃度不純物を含有する第
    1の拡散領域とを有し、前記第1の拡散領域の表面部に
    逆導電型で高濃度不純物を含むドレイン領域が形成さ
    れ、前記ゲート電極と前記ドレイン領域との間であり前
    記第1の拡散領域の表面部に一導電型で低濃度不純物を
    含み第1領域部分と第2領域部分からなる第2の拡散領
    域が形成され、前記第1領域部分と第2領域部分との間
    に逆導電型で高濃度不純物を含む第3の拡散領域が形成
    されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 一導電型の半導体基板上の一領域に形成
    された逆導電型で高濃度不純物を含むソース領域と、前
    記半導体基板主面のゲート絶縁膜を介して形成されたゲ
    ート電極と、前記ゲート電極を挟み前記ソース領域に対
    向して形成された逆導電型で低濃度不純物を含有する第
    1の拡散領域とを有し、前記第1の拡散領域の表面部に
    逆導電型で高濃度不純物を含むドレイン領域が形成さ
    れ、前記ゲート電極と前記ドレイン領域との間であり前
    記第1の拡散領域の表面部に一導電型で低濃度不純物を
    含み第1領域部分と第2領域部分からなる第2の拡散領
    域が形成され、前記第1領域部分と第2領域部分との間
    の前記第1の拡散領域の表面に接続する導電体薄膜が形
    成されていることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の拡散領域と前記ドレイン領域
    とが一定の離間距離を有するように形成されていること
    を特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体装
    置。
  4. 【請求項4】 前記導電体薄膜は逆導電型の不純物を含
    有するポリシリコン膜であり、前記ポリシリコン膜中の
    不純物濃度が前記第1の拡散領域中の不純物濃度と同一
    であることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の拡散領域の不純物濃度が前記
    第1の拡散領域の不純物濃度より高くなるように設定さ
    れていることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項
    3または請求項4記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記ソース領域、半導体基板および第2
    の拡散領域が接地電位に固定され前記ドレイン領域に電
    源電圧が印加されていることを特徴とする請求項1から
    請求項5のうち1つの請求項に記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記第1の拡散領域が全て空乏化されて
    いることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。
JP8041396A 1996-02-28 1996-02-28 半導体装置 Expired - Fee Related JP2755247B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8041396A JP2755247B2 (ja) 1996-02-28 1996-02-28 半導体装置
US08/802,312 US5763927A (en) 1996-02-28 1997-02-18 High-voltage lateral field effect transistor having auxiliary drain electrode for a step-down drain voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8041396A JP2755247B2 (ja) 1996-02-28 1996-02-28 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09232565A true JPH09232565A (ja) 1997-09-05
JP2755247B2 JP2755247B2 (ja) 1998-05-20

Family

ID=12607227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8041396A Expired - Fee Related JP2755247B2 (ja) 1996-02-28 1996-02-28 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5763927A (ja)
JP (1) JP2755247B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028425A (ja) * 1999-07-15 2001-01-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
US6492678B1 (en) * 2000-05-03 2002-12-10 Linear Technology Corporation High voltage MOS transistor with gate extension
JP2002217407A (ja) * 2001-01-16 2002-08-02 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置とその製造方法
JP4030269B2 (ja) * 2001-03-06 2008-01-09 三洋電機株式会社 半導体装置とその製造方法
US6894349B2 (en) 2001-06-08 2005-05-17 Intersil Americas Inc. Lateral DMOS structure with lateral extension structure for reduced charge trapping in gate oxide
DE50213486D1 (de) * 2001-08-17 2009-06-04 Ihp Gmbh LDMOS-Transistor und dessen Herstellungsverfahren

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264719A (en) * 1986-01-07 1993-11-23 Harris Corporation High voltage lateral semiconductor device
US4811075A (en) * 1987-04-24 1989-03-07 Power Integrations, Inc. High voltage MOS transistors
US5072268A (en) * 1991-03-12 1991-12-10 Power Integrations, Inc. MOS gated bipolar transistor
US5258636A (en) * 1991-12-12 1993-11-02 Power Integrations, Inc. Narrow radius tips for high voltage semiconductor devices with interdigitated source and drain electrodes
US5294824A (en) * 1992-07-31 1994-03-15 Motorola, Inc. High voltage transistor having reduced on-resistance
US5313082A (en) * 1993-02-16 1994-05-17 Power Integrations, Inc. High voltage MOS transistor with a low on-resistance
JPH07297409A (ja) * 1994-03-02 1995-11-10 Toyota Motor Corp 電界効果型半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2755247B2 (ja) 1998-05-20
US5763927A (en) 1998-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100363353B1 (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
JP3462301B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3082671B2 (ja) トランジスタ素子及びその製造方法
US8865549B2 (en) Recessed channel insulated-gate field effect transistor with self-aligned gate and increased channel length
JP5172671B2 (ja) デュアルゲートcmos構造体を製造する方法、キャパシタ、及び、デュアルゲート・キャパシタ
KR100962233B1 (ko) 고전압 접합형 전계효과 트랜지스터
US7446354B2 (en) Power semiconductor device having improved performance and method
US6531356B1 (en) Semiconductor devices and methods of manufacturing the same
US20020096720A1 (en) Field effect transistor circuitry
KR20000022709A (ko) 전계 효과 트랜지스터와 반도체 구조물 및 그의 제조 방법
JP2667857B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US7173308B2 (en) Lateral short-channel DMOS, method for manufacturing same and semiconductor device
JPH11103057A (ja) 半導体装置
JP2755247B2 (ja) 半導体装置
US7335549B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2001119019A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS60247974A (ja) 半導体装置
JP2005093456A (ja) 横型短チャネルdmos及びその製造方法並びに半導体装置
JP2015211140A (ja) 半導体装置
JP4792638B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2004063918A (ja) 横型mosトランジスタ
JP2540754B2 (ja) 高耐圧トランジスタ
JP3017838B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0697447A (ja) 絶縁ゲート半導体装置
JP3191285B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980203

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080306

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090306

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100306

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees