JPH10326894A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH10326894A
JPH10326894A JP13565697A JP13565697A JPH10326894A JP H10326894 A JPH10326894 A JP H10326894A JP 13565697 A JP13565697 A JP 13565697A JP 13565697 A JP13565697 A JP 13565697A JP H10326894 A JPH10326894 A JP H10326894A
Authority
JP
Japan
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region
semiconductor region
insulating film
conductivity type
conductive
Prior art date
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Pending
Application number
JP13565697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Shimoida
良雄 下井田
Toshiaki Shinohara
俊朗 篠原
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10326894A publication Critical patent/JPH10326894A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which has a small chip area and small ON loss. SOLUTION: In a semiconductor region (dielectric strength layer 1003) of a 1st conductivity type as a current path between a semiconductor region (base contact region 1016) of a 2nd conduction type and a high-density semiconductor region (drain contact region 4) of the 1st conduction type, a conductive region (embedded electrode 5) separated by an insulating film 3 from the semiconductor region 1003 of the 1st conductivity type is provided to form a narrow drain region which is narrower than the semiconductor region of the 1st conductivity type partially in the longitudinal and lateral directions, thereby terminating a drain electric field to the conductive region. Thus, the drain electric field is made not to reach a source side, so that no high voltage is applied to the dielectric strength layer nearby the base region for reducing the distance between a drain lead-out region and the base region, resulting in the reducible chip region. Further, the impurity density of the dielectric strength layer nearby the source can be made high, and the thickness of the dielectric strength layer can be made thin, so that the ON loss can be reduced.

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】本発明は高耐圧型の半導体装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high breakdown voltage type semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置としては図6に示すよ
うなものがある。これは特開昭63−173371号公
報に開示されている技術を用いて横型のUMOSを形成
した例である。この従来例においてはP型の基板(10
01)表面にN型の埋め込み層(1002)を形成し、
その上面にN耐圧層(1003)を形成して基板として
いる。そして前記埋め込み層(1002)と接続して引
き出し領域(1004)を形成して基板表面のドレイン
電極(1011)と接続している。また、基板表面側に
形成されたゲート用ポリシリコン(1007)に接続さ
れたゲート電極(1008)があり、その周囲に形成さ
れたソース領域(1006)と、ベースコンタクト領域
(1016)によってベース領域(1005)に接続さ
れたソース電極(1009)と、が基板表面に形成され
ている。またゲート用ポリシリコン(1007)とソー
ス領域(1006)との間にはゲート絶縁膜(101
7)が形成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional semiconductor device. This is an example in which a horizontal UMOS is formed using the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-173371. In this conventional example, a P-type substrate (10
01) An N-type buried layer (1002) is formed on the surface,
An N breakdown voltage layer (1003) is formed on the upper surface to form a substrate. Then, it is connected to the buried layer (1002) to form a lead region (1004) and is connected to the drain electrode (1011) on the substrate surface. There is also a gate electrode (1008) connected to the gate polysilicon (1007) formed on the substrate surface side, and a source region (1006) formed around the gate electrode (1006) and a base contact region (1016). A source electrode (1009) connected to (1005) is formed on the substrate surface. A gate insulating film (101) is provided between the gate polysilicon (1007) and the source region (1006).
7) is formed.

【0003】この構成において半導体装置の耐圧を決め
ている要因は、N耐圧層(1003)の不純物濃度、ベ
ース領域(1005)から埋め込み層(1002)まで
の距離、およびベース領域(1005)から引き出し領
域(1004)までの距離であり、通常この半導体装置
を高耐圧化しようとすると、N耐圧層(1003)を低
濃度(すなわち高抵抗)にし、ベース領域(1005)
から埋め込み層(1002)および引き出し領域(10
04)までの距離を長く(すなわち高抵抗に)して、所
望の耐圧を得ている。このとき、引き出し領域(100
4)とベース領域(1005)間の横方向の距離につい
ては、少なくともベース領域(1005)下のN耐圧層
(1003)の厚み以上に間隔を空けておく必要があ
る。
In this configuration, the factors that determine the withstand voltage of the semiconductor device are the impurity concentration of the N withstand voltage layer (1003), the distance from the base region (1005) to the buried layer (1002), and the factors derived from the base region (1005). This is the distance to the region (1004). Normally, when trying to increase the breakdown voltage of this semiconductor device, the N breakdown voltage layer (1003) is made to have a low concentration (that is, high resistance), and the base region (1005)
From the buried layer (1002) and the extraction region (10
04) is increased (that is, the resistance is increased) to obtain a desired breakdown voltage. At this time, the extraction area (100
The distance in the horizontal direction between 4) and the base region (1005) needs to be at least larger than the thickness of the N breakdown voltage layer (1003) below the base region (1005).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記で説明したよう
に、高耐圧化を行えば必然的に引き出し領域(100
4)とベース領域(1005)間の距離を大きくとる必
要があり、半導体装置のサイズが大きくなるという問題
点がある。さらには耐圧層の高耐圧化も必要であり、そ
の結果、半導体装置の端子間抵抗が増大し、スイッチン
グ装置として使用する場合の半導体装置の電力損失が大
きくなるという問題点がある。
As described above, if the withstand voltage is increased, the extraction region (100
It is necessary to increase the distance between 4) and the base region (1005), which causes a problem that the size of the semiconductor device increases. Further, it is necessary to increase the breakdown voltage of the breakdown voltage layer. As a result, there is a problem that the resistance between terminals of the semiconductor device increases, and the power loss of the semiconductor device when used as a switching device increases.

【0005】具体的には、例えば、耐圧300Vの半導
体装置を形成しようとすると、N耐圧層(1003)の
不純物濃度を1×1015cm~3以下、すなわち比抵抗で
5Ω・cm以上と高抵抗にする必要がある。またN耐圧
層(1003)の厚さを19μm以上にする必要があ
り、また引き出し領域(1004)とベース領域(10
05)間の距離についても耐圧に応じてベース領域(1
005)下の耐圧層の厚さ以上に長くする必要がある。
また、引き出し領域(1004)も深く拡散形成する必
要があるので、それに伴って引き出し領域(1004)
の横方向寸法も横拡散により大きくなる。この結果、図
6に示す半導体装置のサイズは、例えば1μmルールで
形成した場合、横方向寸法は2本のゲート用ポリシリコ
ンを含むベース領域幅が9μm、ベース領域端から引き
出し領域端までの距離が19μm以上、引き出し領域の
幅が46μmで、合計74μm以上となる。我々の計算
によると面積で規格化したオン抵抗Rspは約20Ω・c
2以上となる。上記のように従来装置においては、高
耐圧化を行えば半導体装置のサイズが大きくなり、かつ
オン損失が大きくなる、という問題があった。
More specifically, for example, when a semiconductor device with a withstand voltage of 300 V is to be formed, the impurity concentration of the N withstand voltage layer (1003) is as high as 1 × 10 15 cm to 3 or less, that is, 5 Ω · cm or more in specific resistance. Must be resistance. The thickness of the N breakdown voltage layer (1003) needs to be 19 μm or more, and the extraction region (1004) and the base region (1010)
05) also depends on the breakdown voltage.
005) It needs to be longer than the thickness of the lower breakdown voltage layer.
Further, since the lead region (1004) also needs to be formed by deep diffusion, the lead region (1004)
Also increases in the lateral direction due to lateral diffusion. As a result, when the size of the semiconductor device shown in FIG. 6 is, for example, formed by the 1 μm rule, the lateral dimension is 9 μm in the base region width including two gate polysilicons, and the distance from the base region end to the extraction region end. Is 19 μm or more, and the width of the extraction region is 46 μm, which is 74 μm or more in total. According to our calculation, the on-resistance Rsp normalized by the area is about 20Ω · c
m 2 or more. As described above, in the conventional device, if the breakdown voltage is increased, the size of the semiconductor device increases, and the ON loss increases.

【0006】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、チップ面積が小さ
く、かつオン損失の少ない半導体装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and has as its object to provide a semiconductor device having a small chip area and a small on-loss.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は特許請求の範囲に記載するごとき構成を有
する。すなわち、本発明においては、第2導電型の半導
体領域(例えばベースコンタクト領域)と第1導電型の
高濃度半導体領域(例えばドレインコンタクト領域)と
の間の電流経路となる第1導電型の半導体領域に、絶縁
膜で第1導電型の半導体領域と分離された導電領域を設
けることにより、第1導電型の半導体領域を局所的に縦
方向、横方向に狭めた狭いドレイン領域を形成し、ドレ
イン電界を導電領域へ終端させるように構成している。
また、上記の絶縁膜で囲まれた導電領域を複数連続して
設けることにより、さらにチップ面積を小さくするよう
に構成している。
In order to achieve the above object, the present invention has a structure as described in the claims. That is, in the present invention, a semiconductor of the first conductivity type serving as a current path between a semiconductor region of the second conductivity type (eg, a base contact region) and a high-concentration semiconductor region (eg, a drain contact region) of the first conductivity type. By providing a conductive region separated from the first conductivity type semiconductor region by an insulating film in the region, a narrow drain region in which the first conductivity type semiconductor region is locally narrowed in the vertical and horizontal directions is formed. It is configured to terminate the drain electric field to the conductive region.
In addition, a plurality of conductive regions surrounded by the above-described insulating film are continuously provided to further reduce the chip area.

【0008】本発明においては、ドレイン電界がソース
側(ベース領域側)ヘ到達しないようにすることによ
り、ベース領域近傍の耐圧層に高電圧がかからないよう
にしてドレイン引きだし領域とベース領域間の距離を小
さくすることが出来るので、チップ面積を小さくでき
る。さらに、ソース近傍の耐圧層の不純物濃度を高濃度
(低抵抗)にし、かつ耐圧層の厚みを薄くできるため、
オン損失を少なくすることができる。
In the present invention, by preventing the drain electric field from reaching the source side (base region side), a high voltage is not applied to the breakdown voltage layer near the base region so that the distance between the drain extraction region and the base region is reduced. Therefore, the chip area can be reduced. Further, since the impurity concentration of the breakdown voltage layer near the source can be increased (low resistance) and the thickness of the breakdown voltage layer can be reduced,
ON loss can be reduced.

【0009】また、絶縁膜で囲まれた導電領域を複数連
続して設ける構成においては、ドレイン電界を導電領域
へ終端させるための距離を十分長くとっても、狭められ
た耐圧層は縦方向、横方向に複数連続しているため、チ
ップ面積を小さくできる。
In a structure in which a plurality of conductive regions surrounded by an insulating film are continuously provided, even if the distance for terminating the drain electric field to the conductive region is sufficiently long, the reduced withstand voltage layer is formed in the vertical and horizontal directions. , The chip area can be reduced.

【0010】[0010]

【発明の効果】本発明においては、ドレイン引きだし領
域とベース領域間の距離を小さくすることが出来るの
で、チップ面積が低減し、さらにそれによる歩留まり向
上も、あわせて、チップコストが大幅に低減される。ま
た、ソース近傍の耐圧層の不純物濃度を高濃度(低抵
抗)にし、かつ耐圧層の厚みを薄くできるため、オン損
失を少なくできる、という効果が得られる。
According to the present invention, since the distance between the drain extraction region and the base region can be reduced, the chip area is reduced, and the yield is thereby improved, and the chip cost is greatly reduced. You. Further, since the impurity concentration of the breakdown voltage layer near the source can be made high (low resistance) and the thickness of the breakdown voltage layer can be reduced, the effect of reducing on-loss can be obtained.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施の形態)図1は、本発明の第1の実施の形
態を示す断面図であり、例えば請求項1、請求項2また
は請求項8に相当する構成である。なお、後述の各実施
の形態を示す図において、前記図6と本図1における部
位と同一ないし均等のものは、図6、図1と同一記号を
以って示し、重複した説明を省略する。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention, and has a structure corresponding to, for example, claim 1, claim 2, or claim 8. In the drawings showing each embodiment to be described later, the same or equivalent parts as those in FIG. 6 and FIG. 1 are denoted by the same symbols as those in FIG. 6 and FIG. .

【0012】図1に示すように、第1の実施の形態で
は、半導体基板(1)上面に埋め込み絶縁膜(2)が形
成され、その上面の一部にN型の耐圧層(1003)が
形成されている。ここで、半導体基板(1)は導電性の
基板であれば半導体基板に限るものではない。また、耐
圧層(1003)内部で表面にP型のベース領域(10
05)と、該ベース領域(1005)を貫通してゲート
絶縁膜(1017)およびゲート用ポリシリコン(10
07)が形成され、これらに隣接して第2の絶縁膜
(3)およびN+型のドレインコンタクト(4)が形成
されており、さらに、表面から所定の深さまで第2の絶
縁膜(3)に囲まれて例えば不純物ドープしたポリSi
による埋め込み電極(5)が、上記ドレインコンタクト
領域(4)を挟んで隣接して形成されている。さらにベ
ース領域(1005)内部で表面にはN+型のソース領
域(1006)およびP+型のベースコンタクト領域
(1016)が形成されている。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, a buried insulating film (2) is formed on the upper surface of a semiconductor substrate (1), and an N-type breakdown voltage layer (1003) is formed on a part of the upper surface. Is formed. Here, the semiconductor substrate (1) is not limited to a semiconductor substrate as long as it is a conductive substrate. Also, a P-type base region (103) is formed on the surface inside the breakdown voltage layer (1003).
05), a gate insulating film (1017) and a gate polysilicon (1017) penetrating through the base region (1005).
07), a second insulating film (3) and an N + -type drain contact (4) are formed adjacent thereto, and further, the second insulating film (3) is formed to a predetermined depth from the surface. ) Surrounded by, for example, impurity-doped poly-Si
Embedded electrode (5) is formed adjacent to the drain contact region (4). Further, an N + type source region (1006) and a P + type base contact region (1016) are formed on the surface inside the base region (1005).

【0013】さらに、図示していないが、第2の絶縁膜
(3)に接して紙面の手前または奥行き方向の所定の場
所にP型の少数キャリア引き出し領域が形成されてい
る。
Further, although not shown, a P-type minority carrier lead-out region is formed in contact with the second insulating film (3) at a predetermined position in front of the paper or in a depth direction.

【0014】上記の構造で特徴的なことは、第2の絶縁
膜(3)に囲まれた2つの埋め込み電極(5)によって
挾まれた部分で縦方向に、および第2の絶縁膜(3)に
囲まれた埋め込み電極(5)と埋め込み絶縁膜(2)を
介した半導体基板1とによって挾まれた部分で横方向
に、それぞれ制限された狭い範囲に、ドレインコンタク
ト領域(4)からベース領域下の耐圧層(1003)へ
向かう電流経路としてのドレイン領域が形成されている
ことである。上記の埋め込み電極(5)と半導体基板1
は接地されている。
The above-described structure is characterized in that a portion sandwiched between two embedded electrodes (5) surrounded by the second insulating film (3) is vertically oriented and the second insulating film (3). ), A portion sandwiched between the buried electrode (5) surrounded by the semiconductor substrate 1 with the buried insulating film (2) interposed therebetween in a laterally limited narrow range from the drain contact region (4) to the base. This means that a drain region is formed as a current path toward the breakdown voltage layer (1003) below the region. The embedded electrode (5) and the semiconductor substrate 1
Is grounded.

【0015】上記の構造により、図1の構成は、いわゆ
るUMOS構造のMOSトランジスタのドレイン領域に
おいて、電流経路となる狭いドレイン領域が縦方向、横
方向に形成されている構造となっている。
With the above structure, the structure shown in FIG. 1 has a structure in which a narrow drain region serving as a current path is formed in a vertical direction and a horizontal direction in a drain region of a MOS transistor having a so-called UMOS structure.

【0016】なお、図6に示したようなゲート電極、ソ
ース電極、ドレイン電極は図示を省略しているが、図6
と同様に形成されるものと考えて差し支えない。
Although the gate electrode, source electrode, and drain electrode as shown in FIG. 6 are not shown in FIG.
It can be considered that it is formed similarly to

【0017】次に、第1の実施の形態の動作を説明す
る。図1の構造において、半導体基板(1)および埋め
込み電極(5)を接地し、ドレインコンタクト領域
(4)に高電圧、たとえば300Vを印加する。そし
て、MOSトランジスタのソース領域(1006)およ
びベースコンタクト領域(1016)も接地する。この
とき、ゲート用ポリシリコン(1007)を接地すれば
MOSトランジスタはOFFとなり、ゲート用ポリシリ
コン(1007)を正電圧で、所定のしきい値以上の電
圧(例えば5V)にすればMOSトランジスタはONし
てドレインコンタクト領域(4)とソース領域(100
6)の間に電流が流れ、ドレインコンタクト領域(4)
の電位も下がる。
Next, the operation of the first embodiment will be described. In the structure of FIG. 1, the semiconductor substrate (1) and the buried electrode (5) are grounded, and a high voltage, for example, 300 V is applied to the drain contact region (4). Then, the source region (1006) and the base contact region (1016) of the MOS transistor are also grounded. At this time, if the gate polysilicon (1007) is grounded, the MOS transistor is turned off. If the gate polysilicon (1007) is set to a positive voltage and a voltage equal to or higher than a predetermined threshold (for example, 5V), the MOS transistor is turned off. ON to form a drain contact region (4) and a source region (100
Current flows during 6) and the drain contact region (4)
Also drops.

【0018】次に、ゲート用ポリシリコン(1007)
の電位が接地またはしきい値以下の場合、すなわちMO
SトランジスタがOFFの場合を考える。このときドレ
インコンタクト領域(4)に印加されたドレイン電圧に
よりドレイン電界が生じる。このドレイン電界による電
気力線は全て狭いドレイン領域を挾む酸化膜に終端す
る。このとき狭いドレイン領域は全て空乏化している。
このためベース領域(1005)の周辺にはドレイン高
電界が印加されず、デバイスOFFにもかかわらずベー
ス領域(1005)の周囲電位はほとんど上昇しない。
なお、このとき、第2の絶縁膜(3)近傍で発生する少
数キャリアは前記の少数キャリア引き出し領域(図示し
ていない)から引き出されるため素子特性に悪影響を与
えることはない。
Next, gate polysilicon (1007)
Is equal to or lower than the ground or the threshold, that is,
Consider the case where the S transistor is off. At this time, a drain electric field is generated by the drain voltage applied to the drain contact region (4). All lines of electric force due to the drain electric field terminate in the oxide film sandwiching the narrow drain region. At this time, the narrow drain region is all depleted.
Therefore, no high drain electric field is applied to the periphery of the base region (1005), and the peripheral potential of the base region (1005) hardly increases despite the device being turned off.
At this time, the minority carriers generated in the vicinity of the second insulating film (3) are extracted from the minority carrier extraction region (not shown), so that the element characteristics are not adversely affected.

【0019】その結果、高耐圧、例えば300Vの半導
体装置にも関わらず、ベース領域下の耐圧層(100
3)を低耐圧、例えば20V系として設計することが可
能となり、不純物濃度を5×1016cm~3(すなわち比
抵抗0.15Ω・cm)と低抵抗にし、かつベース領域
(1005)下の耐圧層(1003)の厚みを0.6μ
mと、極めて薄くすることができる。
As a result, despite the high breakdown voltage, for example, a 300 V semiconductor device, the breakdown voltage layer (100
3) can be designed as a low withstand voltage, for example, a 20 V system, the impurity concentration can be reduced to 5 × 10 16 cm 3 (that is, 0.15 Ω · cm), and the impurity concentration under the base region (1005) can be reduced. The thickness of the pressure-resistant layer (1003) is 0.6 μ
m.

【0020】さらにベース領域(1005)から第2の
絶縁膜(3)までの距離もベース領域(1005)下の
耐圧層(1003)の厚みと同程度でいいので、せいぜ
い1μmの間隔を空ければよい。例えば1μmルールで
設計するとベース領域の幅は9μmで、ベース領域端か
ら第2の絶縁膜(3)端までが1μm程度である。
Further, the distance from the base region (1005) to the second insulating film (3) may be approximately the same as the thickness of the breakdown voltage layer (1003) below the base region (1005), so that the gap is at most 1 μm. I just need. For example, when designed according to the 1 μm rule, the width of the base region is 9 μm, and the width from the end of the base region to the end of the second insulating film (3) is about 1 μm.

【0021】また、絶縁膜で挟まれた狭い領域を深さ方
向と、横方向に分担して形成したため、横方向寸法を短
くできる。すなわち、第2の絶縁膜(3)端からドレイ
ンコンタクト領域(4)までの距離は10μm程度であ
っても、電流経路は横方向から2つの絶縁膜(3)に挟
まれた縦方向を経由するので、横方向分に縦方向分(耐
圧層1003の厚み分)を足して考えることが出来る。
この結果、例えば300Vの半導体装置でも横方向寸法
は20μm程度で済む。そのため、チップ面積が低減
し、さらにそれによる歩留まり向上も、あわせて、チッ
プコストが大幅に低減される。
Further, since the narrow region sandwiched by the insulating films is formed so as to be shared in the depth direction and the lateral direction, the lateral dimension can be reduced. That is, even if the distance from the end of the second insulating film (3) to the drain contact region (4) is about 10 μm, the current path passes from the horizontal direction to the vertical direction sandwiched between the two insulating films (3). Therefore, it can be considered by adding the vertical direction (the thickness of the breakdown voltage layer 1003) to the horizontal direction.
As a result, even in the case of a semiconductor device of, for example, 300 V, the lateral dimension may be about 20 μm. Therefore, the chip area is reduced, and the yield is thereby improved, and the chip cost is significantly reduced.

【0022】特に、絶縁膜に挟まれた狭いドレイン領域
の必要な実効長が耐圧層(1003)の深さと同程度も
しくは少し長い程度の場合には、横方向の狭ドレイン長
を効果的に短くできる。具体的には、狭いドレイン領域
の実効長が耐圧層(1003)の深さと同程度であると
きは、深さ方向の狭いドレイン領域のみが空乏化し、電
界を第2の絶縁膜(3)を介して、隣接した2つの、接
地された埋め込み電極(5)だけで終端させることも可
能であり、その場合には、横方向の狭いドレイン領域長
Lは、 L=第2の絶縁膜(3)の厚み×2+埋め込み電極
(5)の最小厚み でよく、せいぜい数μm以下に収まる。
In particular, when the required effective length of the narrow drain region sandwiched between the insulating films is approximately the same as or slightly longer than the depth of the breakdown voltage layer (1003), the lateral narrow drain length is effectively shortened. it can. Specifically, when the effective length of the narrow drain region is substantially the same as the depth of the breakdown voltage layer (1003), only the narrow drain region in the depth direction is depleted, and the electric field is reduced by the second insulating film (3). It is also possible to terminate with only two adjacent grounded buried electrodes (5), in which case the laterally narrow drain region length L is: L = second insulating film (3 ) × 2 + the minimum thickness of the buried electrode (5), which is at most several μm or less.

【0023】また、第1の実施の形態では、MOSトラ
ンジスタのゲート機構をトレンチ・ゲート(UMOS)
とした場合を例示したが、LDMOSの場合でも同様の
効果があることは明白である。
In the first embodiment, the gate mechanism of the MOS transistor is a trench gate (UMOS).
However, it is apparent that the same effect can be obtained in the case of LDMOS.

【0024】また、ドレインコンタクト領域(4)の極
性をN+型から、P+型にしてIGBT(絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ)とすることにより、デバイスO
N時には、いわゆる伝導度変調の効果によって狭いドレ
イン領域を低抵抗化できるため、本発明の実施の形態
で、狭いドレイン領域を形成した場合に電流通路が狭ま
ったことによる抵抗の増大が解決されるのは明白であ
る。また伝導度変調をかける部分は狭いドレイン領域の
みで構わないので、注入されるホールの量は、一般的な
IGBTと比較して少量ですむため、デバイスがOFF
したときのスイッチング遅れ時間が低減されるという効
果もある。このように、IGBT化したときには本発明
の効果がさらに大きくなる。
Further, by changing the polarity of the drain contact region (4) from N + type to P + type to form an IGBT (insulated gate bipolar transistor), the device O
At N, the resistance of the narrow drain region can be reduced by the effect of the so-called conductivity modulation. Therefore, in the embodiment of the present invention, the increase in resistance due to the narrowing of the current path when the narrow drain region is formed is solved. It is obvious. Also, since only a narrow drain region is required for the portion where conductivity modulation is performed, the amount of holes to be injected is small compared to a general IGBT, so that the device is turned off.
There is also an effect that the switching delay time at the time of the above is reduced. As described above, when the IGBT is used, the effect of the present invention is further enhanced.

【0025】(第2の実施の形態)図2は、本発明の第
2の実施の形態を示す断面図であり、例えば請求項4ま
たは請求項6に相当する構成である。図2に示すよう
に、第2の実施の形態では、半導体基板(1)上面に上
方への複数の突起を持った第1の埋め込み電極(6)が
形成され、半導体基板(1)とは電気的に連続してい
る。その上面に埋め込み絶縁膜(7)が形成されてい
る。その上の一部にN型の耐圧層(1003)が形成さ
れている。ここで、半導体基板(1)は導電性の基板で
あれば半導体基板に限るものではない。また、耐圧層
(1003)内部で表面にP型のベース領域(100
5)と、さらにベース領域(1005)を貫通してゲー
ト絶縁膜(1017)およびゲート用ポリシリコン(1
007)が形成され、これらに隣接して第2の絶縁膜
(3)およびN+型ドレインコンタクト領域(4)が形
成されている。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention, and has a structure corresponding to, for example, claim 4 or claim 6. As shown in FIG. 2, in the second embodiment, a first embedded electrode (6) having a plurality of upward projections is formed on the upper surface of a semiconductor substrate (1). Electrically continuous. A buried insulating film (7) is formed on the upper surface. An N-type breakdown voltage layer (1003) is formed on a part thereof. Here, the semiconductor substrate (1) is not limited to a semiconductor substrate as long as it is a conductive substrate. Further, a P-type base region (100) is formed on the surface inside the breakdown voltage layer (1003).
5) and the gate insulating film (1017) and the gate polysilicon (1) penetrating through the base region (1005).
007) is formed, and a second insulating film (3) and an N + -type drain contact region (4) are formed adjacent to them.

【0026】ドレインコンタクト領域(4)下には引き
出し領域(1004)を形成し、さらに表面から所定の
深さまで第2の絶縁膜(3)に囲まれて、例えば不純物
をドープしたポリSiによる第2の埋め込み電極(5)
が、上記ドレインコンタクト領域(4)を挟んで形成さ
れている。この第2の埋め込み電極(5)は下側に向か
って複数の突起を形成し、上方への複数の突起を持った
第1の埋め込み電極(6)とは突起部が互い違いになっ
て、横方向と深さ方向に狭いドレイン領域(絶縁膜に挟
まれた狭い領域)を形成している。さらにベース領域
(1005)内部で表面にはN+型のソース領域(10
06)およびP+型のベースコンタクト領域(101
6)が形成されている。
An extraction region (1004) is formed under the drain contact region (4), and is further surrounded by a second insulating film (3) from the surface to a predetermined depth. 2 embedded electrodes (5)
Are formed with the drain contact region (4) interposed therebetween. The second buried electrode (5) forms a plurality of protrusions toward the lower side, and the protrusions are alternated with the first buried electrode (6) having a plurality of protrusions upward, and A narrow drain region (a narrow region sandwiched between insulating films) is formed in the direction and the depth direction. Further, inside the base region (1005), an N + type source region (10
06) and a P + type base contact region (101
6) is formed.

【0027】さらに、図示していないが、第2の絶縁膜
(3)に接して紙面の手前または奥行き方向の所定の場
所にP型の少数キャリア引き出し領域が形成されてい
る。
Further, although not shown, a P-type minority carrier lead-out region is formed in contact with the second insulating film (3) at a predetermined position in front of the paper or in a depth direction.

【0028】なお、図6にあるようなゲート電極、ソー
ス電極、ドレイン電極は図示を省略している。
The gate electrode, source electrode and drain electrode as shown in FIG. 6 are not shown.

【0029】上記の構造で特徴的なことは、互い違いに
隣接するように配置された上下の突起部からなる埋め込
み絶縁膜(7)と第2の絶縁膜(3)とによって、ドレ
インコンタクト領域(4)からベース領域下の耐圧層
(1003)への電流経路が横方向、深さ方向に狭めら
れた狭いドレイン領域として連続的に形成されているこ
とである。
The characteristic feature of the above structure is that the buried insulating film (7) comprising upper and lower protrusions arranged alternately and adjacently and the second insulating film (3) form the drain contact region ( The current path from 4) to the breakdown voltage layer (1003) below the base region is formed continuously as a narrow drain region narrowed in the lateral direction and the depth direction.

【0030】以上の結果、図2の構成は、いわゆるUM
OS構造のMOSトランジスタのドレイン領域におい
て、その電流流路を埋め込み絶縁膜(7)と第2の絶縁
膜(3)とを介して第1の埋め込み電極(6)と第2の
埋め込み電極(5)とで横方向、深さ方向に連続して挟
み、長いジグザグの狭いドレイン領域を形成した構造と
なっている。
As a result, the configuration shown in FIG.
In the drain region of the MOS transistor having the OS structure, the current flow path is formed through the buried insulating film (7) and the second insulating film (3) to form the first buried electrode (6) and the second buried electrode (5). ) And the drain region are continuously sandwiched in the horizontal and depth directions to form a long zigzag narrow drain region.

【0031】次に、第2の実施の形態の動作を説明す
る。図2の構造において、半導体基板(1)及び第1の
埋め込み電極(6)を接地し、ドレインコンタクト領域
(4)に高電圧、たとえば300Vを印加する。そし
て、MOSトランジスタのソース領域(1006)およ
びベースコンタクト領域(1016)も接地する。この
とき、ゲート用ポリシリコン(1007)を接地すれば
MOSトランジスタはOFFとなり、ゲート用ポリシリ
コン(1007)を正電圧で、所定のしきい値電圧以上
(例えば5V)にすればMOSトランジスタはONして
ドレインコンタクト領域(4)とソース領域(100
6)の間に電流が流れ、ドレインコンタクト領域(4)
の電位も下がる。
Next, the operation of the second embodiment will be described. In the structure of FIG. 2, the semiconductor substrate (1) and the first buried electrode (6) are grounded, and a high voltage, for example, 300 V is applied to the drain contact region (4). Then, the source region (1006) and the base contact region (1016) of the MOS transistor are also grounded. At this time, if the gate polysilicon (1007) is grounded, the MOS transistor is turned off, and if the gate polysilicon (1007) is set to a positive voltage and a predetermined threshold voltage or more (for example, 5V), the MOS transistor is turned on. To form a drain contact region (4) and a source region (100
Current flows during 6) and the drain contact region (4)
Also drops.

【0032】次に、ゲート用ポリシリコン(1007)
の電位が接地またはしきい値以下の場合、すなわちMO
SトランジスタがOFFの場合を考える。このときドレ
インコンタクト領域(4)に印加されたドレイン電圧に
よりドレイン電界が生じる。このドレイン電界による電
気力線は全て狭いドレイン領域を挾む酸化膜に終端す
る。このとき狭いドレイン領域は全て空乏化している。
このためベース領域(1005)の周辺にはドレイン高
電界が印加されず、デバイスOFFにもかかわらずベー
ス領域(1005)の周囲電位はほとんど上昇しない。
なお、このとき、第2の絶縁膜(3)近傍で発生する少
数キャリアは前記少数キャリア引き出し領域(図示して
いない)から引き出されるため素子特性に悪影響を与え
ることはない。
Next, gate polysilicon (1007)
Is equal to or lower than the ground or the threshold, that is,
Consider the case where the S transistor is off. At this time, a drain electric field is generated by the drain voltage applied to the drain contact region (4). All lines of electric force due to the drain electric field terminate in the oxide film sandwiching the narrow drain region. At this time, the narrow drain region is all depleted.
Therefore, no high drain electric field is applied to the periphery of the base region (1005), and the peripheral potential of the base region (1005) hardly increases despite the device being turned off.
At this time, minority carriers generated in the vicinity of the second insulating film (3) are extracted from the minority carrier extraction region (not shown), and thus do not adversely affect device characteristics.

【0033】その結果、高耐圧、例えば300Vの半導
体装置にも関わらず、ベース領域下の耐圧層(100
3)を低耐圧、例えば20V系として設計することが可
能となり、不純物濃度を5×1016cm~3(すなわち比
抵抗0.15Ω・cm)と低抵抗にし、かつベース領域
(1005)下の耐圧層(1003)の厚みを0.6μ
mと、極めて薄くすることができる。さらにベース領域
(1005)から第2の絶縁膜(3)までの距離もベー
ス領域(1005)下の耐圧層(1003)の厚みと同
程度でいいので、せいぜい1μmの間隔を空ければよ
い。
As a result, despite the high breakdown voltage, for example, a 300 V semiconductor device, the breakdown voltage layer (100
3) can be designed as a low withstand voltage, for example, a 20 V system, the impurity concentration can be reduced to 5 × 10 16 cm 3 (that is, 0.15 Ω · cm), and the impurity concentration under the base region (1005) can be reduced. The thickness of the pressure-resistant layer (1003) is 0.6 μ
m. Further, the distance from the base region (1005) to the second insulating film (3) may be about the same as the thickness of the breakdown voltage layer (1003) below the base region (1005), and therefore, it is sufficient to leave an interval of at most 1 μm.

【0034】例えば1μmルールで設計すると、ベース
領域の幅は9μmで、ベース領域端から第2の絶縁膜
(3)端までが1μm程度である。また、狭いドレイン
領域を複数の深さ方向と、複数の横方向に分担して形成
したため、さらに横方向の狭いドレイン領域長が短くな
る。従来、ベース領域(1005)端から引き出し領域
までの距離を20μm近くとっていたのに対して、この
距離をせいぜい10μm以下にでき、全体で74μm以
上であった横方向寸法は64μmになり、10μm低減
できる。この結果、横方向寸法が低減し、チップ面積が
低減する。さらにそれによる歩留まり向上も、あわせ
て、チップコストが大幅に低減される。特に、必要な狭
いドレイン領域の実効長が耐圧層(1003)の深さと
比べて数倍長い場合には、本発明により横方向寸法を効
果的に短くできる。
For example, when designed according to the 1 μm rule, the width of the base region is 9 μm, and the width from the end of the base region to the end of the second insulating film (3) is about 1 μm. Further, since the narrow drain region is formed so as to be shared by a plurality of depth directions and a plurality of horizontal directions, the length of the narrow drain region in the horizontal direction is further reduced. Conventionally, the distance from the end of the base region (1005) to the lead-out region was set to be close to 20 μm. However, this distance can be reduced to 10 μm or less at most, and the horizontal dimension which was 74 μm or more as a whole becomes 64 μm and 10 μm. Can be reduced. As a result, the lateral dimension is reduced, and the chip area is reduced. Further, the yield is thereby improved, and the chip cost is significantly reduced. In particular, when the effective length of the necessary narrow drain region is several times longer than the depth of the breakdown voltage layer (1003), the lateral dimension can be effectively shortened by the present invention.

【0035】また、第2の実施の形態ではMOSトラン
ジスタのゲート機構をトレンチ・ゲート(UMOS)と
した場合を例示したが、LDMOSの場合でも同様の効
果があることは明白である。また、ドレインコンタクト
領域(4)の極性をN+型から、P+型にしてIGBTに
すると、デバイスON時には、いわゆる伝導度変調の効
果により狭いドレイン領域を低抵抗化できるため、本実
施の形態で、狭いドレイン領域を形成した場合に電流通
路が狭まったことによる抵抗の増大が解決されるのは明
白である。また、伝導度変調をかける部分は狭いドレイ
ン領域のみで構わない。そのため注入されるホールの量
は、一般的なIGBTと比較して少量ですむため、デバ
イスがOFFしたときのスイッチング遅れ時間が低減さ
れるという効果もある。このように、IGBT化したと
きには本発明の効果が大きくなる。
Although the second embodiment has exemplified the case where the gate mechanism of the MOS transistor is a trench gate (UMOS), it is apparent that the same effect can be obtained in the case of an LDMOS. Further, when the polarity of the drain contact region (4) is changed from N + type to P + type to make it an IGBT, when the device is turned on, the resistance of the narrow drain region can be reduced by the effect of so-called conductivity modulation. Thus, it is apparent that an increase in resistance due to a narrow current path when a narrow drain region is formed is solved. Further, the portion to be subjected to the conductivity modulation may be only the narrow drain region. Therefore, the amount of holes to be injected is smaller than that of a general IGBT, so that the switching delay time when the device is turned off is reduced. As described above, when the IGBT is used, the effect of the present invention is increased.

【0036】(第3の実施の形態)図3は、本発明の第
3の実施の形態を示す図であり、例えば請求項3、請求
項6または請求項8に相当する構成である。図3に示す
ように、第3の実施の形態では、半導体基板(1)上面
に上方への複数の突起を持った第1の埋め込み電極
(6)が形成され、その上面に第1の埋め込み絶縁膜
(7)が形成されている。その上の一部にN型の耐圧層
(1003)が形成されている。ここで、半導体基板
(1)は導電性の基板であれば半導体基板に限るもので
はない。また、耐圧層(1003)内部で表面にP型の
ベース領域(1005)と、さらにベース領域(100
5)を貫通してゲート絶縁膜(1017)およびゲート
用ポリシリコン(1007)が形成され、これらに隣接
して第2の絶縁膜(3)およびN+型ドレインコンタク
ト領域(4)が形成されており、さらに表面から所定の
深さまで第2の絶縁膜(3)に囲まれて、例えば不純物
をドープしたポリSiによる第2の埋め込み電極(5)
が、上記ドレインコンタクト領域(4)を挟んで隣接し
て形成されている。この第2の埋め込み電極(5)は下
側に向かって複数の突起を形成し、上方への複数の突起
を持った第1の埋め込み電極(6)とは突起部が互い違
いになって、横方向、深さ方向の狭いドレイン領域(絶
縁膜に挟まれた狭い領域)を形成している。さらにベー
ス領域(1005)内部で表面にはN+型のソース領域
(1006)およびP+型のベースコンタクト領域(1
016)が形成されている。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a view showing a third embodiment of the present invention, and has a structure corresponding to, for example, claim 3, claim 6, or claim 8. As shown in FIG. 3, in the third embodiment, a first embedded electrode (6) having a plurality of upward projections is formed on an upper surface of a semiconductor substrate (1), and a first embedded electrode is formed on the upper surface thereof. An insulating film (7) is formed. An N-type breakdown voltage layer (1003) is formed on a part thereof. Here, the semiconductor substrate (1) is not limited to a semiconductor substrate as long as it is a conductive substrate. In addition, a P-type base region (1005) is formed on the surface inside the breakdown voltage layer (1003), and a base region (100
5), a gate insulating film (1017) and a gate polysilicon (1007) are formed, and a second insulating film (3) and an N + type drain contact region (4) are formed adjacent thereto. A second buried electrode (5) made of, for example, poly-Si doped with an impurity, surrounded by a second insulating film (3) from the surface to a predetermined depth.
Are formed adjacent to each other with the drain contact region (4) interposed therebetween. The second buried electrode (5) forms a plurality of protrusions toward the lower side, and the protrusions are alternated with the first buried electrode (6) having a plurality of protrusions upward, and A narrow drain region (a narrow region sandwiched between insulating films) in the direction and depth direction is formed. Further, an N + type source region (1006) and a P + type base contact region (1) are formed on the surface inside the base region (1005).
016) is formed.

【0037】さらに、図示していないが、第2の絶縁膜
(3)に接して紙面の手前または奥行き方向の所定の場
所にP型の少数キャリア引き出し領域が形成されてい
る。なお、図6にあるようなゲート電極、ソース電極、
ドレイン電極は図示を省略している。
Further, although not shown, a P-type minority carrier lead-out region is formed in contact with the second insulating film (3) at a predetermined position in front of the paper or in a depth direction. Note that the gate electrode, the source electrode, and the like as shown in FIG.
The illustration of the drain electrode is omitted.

【0038】上記の構造で特徴的なことは、第2の絶縁
膜(3)に囲まれた埋め込み電極(5)同志で深さ方向
に、そして互い違いに隣接するように配置された上下の
突起部からなる第2の絶縁膜(3)と埋め込み絶縁膜
(7)とによって横方向と深さ方向に、ドレインコンタ
クト領域(4)からベース領域下の耐圧層(1003)
ヘの電流経路が狭められた狭いドレイン領域が形成され
ていることである。前記第2の実施の形態との違いは、
ドレインコンタクト領域(4)を挟んで隣接して形成さ
れた絶縁膜同志においても深さ方向に狭いドレイン領域
が形成されている点である。
The above structure is characterized in that the embedded electrodes (5) surrounded by the second insulating film (3) are vertically arranged so as to be adjacent to each other in the depth direction and alternately. The withstand voltage layer (1003) below the base region from the drain contact region (4) in the lateral direction and the depth direction by the second insulating film (3) composed of the portion and the buried insulating film (7).
That is, a narrow drain region in which the current path is narrowed is formed. The difference from the second embodiment is that
The point is that a narrow drain region is formed in the depth direction also in the insulating films formed adjacent to each other with the drain contact region (4) interposed therebetween.

【0039】以上の結果、図3の構成は、いわゆるUM
OS構造のMOSトランジスタのドレイン領域におい
て、その電流流路を埋め込み絶縁膜と第2の絶縁膜を介
して下側の埋め込み電極で横方向、深さ方向に、および
第2の絶縁膜を介して隣接した埋め込み電極同士で深さ
方向に、連続した狭いドレイン領域を形成した構造とな
っている。
As a result, the configuration shown in FIG.
In the drain region of the MOS transistor having the OS structure, the current flow path is formed in the lateral direction, the depth direction, and the second insulating film through the buried insulating film and the second insulating film. The structure is such that a continuous narrow drain region is formed in the depth direction between adjacent buried electrodes.

【0040】次に、第3の実施の形態の動作を説明す
る。図3の構造において、半導体基板(1)および第1
の埋め込み電極(6)を接地し、ドレインコンタクト領
域(4)に高電圧、たとえば300Vを印加する。そし
て、MOSトランジスタのソース領域(1006)およ
びベースコンタクト領域(1016)も接地する。この
とき、ゲート用ポリシリコン(1007)を接地すれば
MOSトランジスタはOFFとなり、ゲート用ポリシリ
コン(1007)を正電圧で、所定のしきい値以上の電
圧(例えば5V)にすればMOSトランジスタはONし
てドレインコンタクト領域(4)とソース領域(100
6)の間に電流が流れ、ドレインコンタクト領域(4)
の電位も下がる。
Next, the operation of the third embodiment will be described. In the structure of FIG. 3, the semiconductor substrate (1) and the first
Of the buried electrode (6) is grounded, and a high voltage, for example, 300 V is applied to the drain contact region (4). Then, the source region (1006) and the base contact region (1016) of the MOS transistor are also grounded. At this time, if the gate polysilicon (1007) is grounded, the MOS transistor is turned off. If the gate polysilicon (1007) is set to a positive voltage and a voltage equal to or higher than a predetermined threshold (for example, 5V), the MOS transistor is turned off. ON to form a drain contact region (4) and a source region (100
Current flows during 6) and the drain contact region (4)
Also drops.

【0041】次に、ゲート用ポリシリコン(1007)
の電位が接地またはしきい値以下の場合、すなわちMO
SトランジスタがOFFの場合を考える。このときドレ
インコンタクト領域(4)に印加されたドレイン電圧に
よりドレイン電界が生じる。このドレイン電界による電
気力線は全て狭いドレイン領域を挾む酸化膜に終端す
る。このとき狭いドレイン領域は全て空乏化している。
このためベース領域(1005)の周辺にはドレイン高
電界が印加されず、デバイスOFFにもかかわらずベー
ス領域(1005)の周囲電位はほとんど上昇しない。
なお、このとき、第2の絶縁膜(3)近傍で発生する少
数キャリアは、前記の少数キャリア引き出し領域(図示
していない)から引き出されるため素子特性に悪影響を
与えることはない。
Next, gate polysilicon (1007)
Is equal to or lower than the ground or the threshold, that is,
Consider the case where the S transistor is off. At this time, a drain electric field is generated by the drain voltage applied to the drain contact region (4). All lines of electric force due to the drain electric field terminate in the oxide film sandwiching the narrow drain region. At this time, the narrow drain region is all depleted.
Therefore, no high drain electric field is applied to the periphery of the base region (1005), and the peripheral potential of the base region (1005) hardly increases despite the device being turned off.
At this time, the minority carriers generated in the vicinity of the second insulating film (3) are extracted from the minority carrier extraction region (not shown), and do not adversely affect the element characteristics.

【0042】その結果、高耐圧、例えば300Vの半導
体装置にも関わらず、ベース領域下の耐圧層(100
3)を低耐圧、例えば20V系として設計することが可
能となり、不純物濃度を5×1016cm~3(すなわち比
抵抗0.15Ω・cm)と低抵抗にし、ベース領域(1
005)下の耐圧層(1003)の厚みを0.6μm
と、極めて薄くすることができる。さらにベース領域か
ら第2の絶縁膜(3)までの距離もベース領域(100
5)下の耐圧層(1003)の厚みと同程度でいいの
で、せいぜい1μmの間隔を空ければよい。例えば1μ
mルールで設計するとベース領域の幅は9μmで、ベー
ス領域端から第2の絶縁膜(3)端までが1μm程度で
ある。
As a result, despite the high breakdown voltage, for example, a 300 V semiconductor device, the breakdown voltage layer (100
3) can be designed as a low withstand voltage, for example, a 20 V system, and the impurity concentration can be reduced to 5 × 10 16 cm 3 (that is, 0.15 Ω · cm) and the base region (1
005) The thickness of the lower breakdown voltage layer (1003) is 0.6 μm
, Can be made extremely thin. Further, the distance from the base region to the second insulating film (3) is also increased.
5) Since the thickness may be approximately the same as the thickness of the lower pressure-resistant layer (1003), an interval of at most 1 μm is sufficient. For example, 1μ
When designed according to the m rule, the width of the base region is 9 μm, and the width from the end of the base region to the end of the second insulating film (3) is about 1 μm.

【0043】また、狭いドレイン領域を複数の深さ方向
と、複数の横方向に分担して形成したため、横方向の狭
いドレイン領域長が短くなる。この結果、横方向寸法が
低減し、チップ面積が低減する。さらにそれによる歩留
まり向上も、あわせて、チップコストが大幅に低減され
る。
Further, since the narrow drain region is formed so as to be shared by a plurality of depth directions and a plurality of horizontal directions, the length of the narrow drain region in the horizontal direction is shortened. As a result, the lateral dimension is reduced, and the chip area is reduced. Further, the yield is thereby improved, and the chip cost is significantly reduced.

【0044】特に、必要な狭いドレイン領域の実効長が
耐圧層(1003)の深さと比べて数倍長い場合には、
本発明によって横方向の狭いドレイン長を効果的に短く
できる。
In particular, when the required effective length of the narrow drain region is several times longer than the depth of the breakdown voltage layer (1003),
According to the present invention, a narrow drain length in the horizontal direction can be effectively shortened.

【0045】また、本実施の形態ではMOSトランジス
タのゲート機構をトレンチ・ゲート(UMOS)とした
場合を例示したが、LDMOSの場合でも同様の効果が
あることは明白である。
Further, in this embodiment, the case where the gate mechanism of the MOS transistor is a trench gate (UMOS) has been exemplified, but it is apparent that the same effect can be obtained also in the case of the LDMOS.

【0046】また、ドレインコンタクト領域(4)の極
性をN+型から、P+型にしてIGBTにすると、デバイ
スON時に、いわゆる伝導度変調の効果により狭いドレ
イン領域を低抵抗化できるため、本実施の形態で、狭い
ドレイン領域を形成した場合に電流通路が狭まったこと
による抵抗の増大が解決されるのは明白である。また伝
導度変調をかける部分は狭いドレイン領域のみで構わな
い。そのため注入されるホールの量は、一般的なIGB
Tと比較して少量ですむため、デバイスがOFFしたと
きのスイッチング遅れ時間が低減されるという効果もあ
る。このように、IGBT化したときには本発明の効果
が大きくなる。
When the polarity of the drain contact region (4) is changed from N + type to P + type to make it an IGBT, when the device is turned on, the resistance of the narrow drain region can be reduced by the effect of so-called conductivity modulation. It is apparent that the embodiment solves the increase in resistance due to the narrow current path when a narrow drain region is formed. Further, the portion to be subjected to the conductivity modulation may be only the narrow drain region. Therefore, the amount of holes to be injected is a general IGB
Since only a small amount is required as compared with T, there is also an effect that the switching delay time when the device is turned off is reduced. As described above, when the IGBT is used, the effect of the present invention is increased.

【0047】(第4の実施の形態)図4は、本発明の第
4の実施の形態を示す図であり、(a)は平面図、
(b)は断面図である。この構成は例えば請求項5また
は請求項8に相当する。図4に示すように、第4の実施
の形態では、半導体基板(1)上面に埋め込み絶縁膜
(2)が形成されている。その上の一部にN型の耐圧層
(1003)が形成されている。ここで、半導体基板
(1)は導電性の基板であれば半導体基板に限るもので
はない。また、耐圧層(1003)内部で表面にP型の
ベース領域(1005)と、さらにベース領域(100
5)を貫通してゲート絶縁膜(1017)およびゲート
用ポリシリコン(1007)が形成され、これらに隣接
して第2の絶縁膜(3)およびN+型ドレインコンタク
ト領域(4)が形成されており、さらに表面から所定の
深さまで第2の絶縁膜(3)に囲まれて、例えば不純物
をドープしたポリSiによる第2の埋め込み電極(5)
が、上記ドレインコンタクト領域(4)を挟んで形成さ
れている。図4の場合、第2の絶縁膜(3)は埋め込み
絶縁膜(2)まで到達している。
(Fourth Embodiment) FIGS. 4A and 4B are views showing a fourth embodiment of the present invention, wherein FIG.
(B) is a sectional view. This configuration corresponds to, for example, claim 5 or claim 8. As shown in FIG. 4, in the fourth embodiment, a buried insulating film (2) is formed on the upper surface of a semiconductor substrate (1). An N-type breakdown voltage layer (1003) is formed on a part thereof. Here, the semiconductor substrate (1) is not limited to a semiconductor substrate as long as it is a conductive substrate. In addition, a P-type base region (1005) is formed on the surface inside the breakdown voltage layer (1003), and a base region (100
5), a gate insulating film (1017) and a gate polysilicon (1007) are formed, and a second insulating film (3) and an N + type drain contact region (4) are formed adjacent thereto. A second buried electrode (5) made of, for example, poly-Si doped with an impurity, surrounded by a second insulating film (3) from the surface to a predetermined depth.
Are formed with the drain contact region (4) interposed therebetween. In the case of FIG. 4, the second insulating film (3) has reached the buried insulating film (2).

【0048】さらに、ベース領域(1005)内部で表
面にはN+型のソース領域(1006)およびP+型のベ
ースコンタクト領域(1016)が形成されている。さ
らに、図示していないが、第2の絶縁膜(3)に接して
紙面の手前または奥行き方向の所定の場所にP型の少数
キャリア引き出し領域が形成されている。なお、図6に
あるようなゲート電極、ソース電極、ドレイン電極は図
示を省略している。
Further, an N + type source region (1006) and a P + type base contact region (1016) are formed on the surface inside the base region (1005). Further, although not shown, a P-type minority carrier extraction region is formed in contact with the second insulating film (3) at a predetermined position in front of the paper surface or at a predetermined position in the depth direction. The illustration of the gate electrode, source electrode, and drain electrode as shown in FIG. 6 is omitted.

【0049】上記ベース領域(1005)およびドレイ
ンコンタクト領域(4)は、図4(a)の平面図に示す
ように、平面的に対向して直線状に形成されている。同
様に、ゲート絶縁膜(1017)とゲート用ポリシリコ
ン(1007)、さらにベース領域(1005)内部で
表面にはN+型のソース領域(1006)およびP+型の
ベースコンタクト領域(1016)が平面的にストライ
プ状に配置されている。また、第2の絶縁膜(3)が、
ドレインコンタクト領域(4)に沿って直線状に複数形
成され、第2の絶縁膜(3)で覆われた埋め込み電極
(5)が複数形成されている。第2の絶縁膜(3)は基
板の表面側から形成され、埋め込み絶縁膜(2)に到達
している。複数並んだ隣合う第2の絶縁膜(3)同志は
平面的に接触しないように、一つ置きに櫛歯状に連続し
て形成している。
The base region (1005) and the drain contact region (4) are formed in a straight line facing each other as shown in the plan view of FIG. Similarly, a gate insulating film (1017), polysilicon for gate (1007), and an N + type source region (1006) and a P + type base contact region (1016) on the surface inside the base region (1005). They are arranged in a stripe shape in a plane. Also, the second insulating film (3)
A plurality of buried electrodes (5) are formed linearly along the drain contact region (4) and covered with the second insulating film (3). The second insulating film (3) is formed from the front side of the substrate and reaches the buried insulating film (2). A plurality of adjacent second insulating films (3) are continuously formed in a comb-tooth shape every other so as not to come into contact with each other in a plane.

【0050】上記の構造で特徴的なことは、互い違いに
隣接するように配置された第2の絶縁膜(3)同志によ
って耐圧層相当の深さを持って、ドレインコンタクト領
域(4)から耐圧層(1003)ヘの電流経路が狭めら
れた狭いドレイン領域が平面的にジグザグと横方向に長
く形成されていることである。
What is characteristic of the above structure is that the second insulating films (3) arranged alternately adjacent to each other have a depth equivalent to a withstand voltage layer so that the withstand voltage from the drain contact region (4) can be reduced. A narrow drain region in which a current path to the layer (1003) is narrowed is formed to be long in a zigzag and lateral direction in a plane.

【0051】以上の結果、図4の構成はいわゆるUMO
S構造のMOSトランジスタのドレイン領域において、
その電流経路として、第2の絶縁膜(3)で囲まれた複
数の埋め込み電極(5)によって制限された、狭いドレ
イン領域を長く形成した構造となっている。
As a result, the configuration of FIG.
In the drain region of the MOS transistor having the S structure,
The current path has a structure in which a narrow drain region limited by a plurality of buried electrodes (5) surrounded by a second insulating film (3) is formed long.

【0052】次に、第4の実施の形態の動作を説明す
る。図4の構造において、半導体基板(1)を接地し、
ドレインコンタクト領域(4)に高電圧、たとえば30
0Vを印加する。そして、MOSトランジスタのソース
領域(1006)およびベースコンタクト領域(101
6)も接地する。このとき、ゲート用ポリシリコン(1
007)を接地すればMOSトランジスタはOFFとな
り、ゲート用ポリシリコン(1007)を正電圧で、所
定のしきい値以上の電圧(例えば5V)にすればMOS
トランジスタはONして、ドレインコンタクト領域
(4)とソース領域(1006)の間に電流が流れ、ド
レインコンタクト領域(4)の電位も下がる。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. In the structure of FIG. 4, the semiconductor substrate (1) is grounded,
A high voltage, for example, 30 is applied to the drain contact region (4).
0 V is applied. Then, the source region (1006) of the MOS transistor and the base contact region (101)
6) is also grounded. At this time, the gate polysilicon (1
007) is grounded, the MOS transistor is turned off. If the gate polysilicon (1007) is set to a positive voltage and a voltage higher than a predetermined threshold (for example, 5V), the MOS transistor is turned off.
The transistor turns on, a current flows between the drain contact region (4) and the source region (1006), and the potential of the drain contact region (4) also decreases.

【0053】次に、ゲート用ポリシリコン(1007)
の電位が接地またはしきい値以下の場合、すなわちMO
SトランジスタがOFFの場合を考える。このときドレ
インコンタクト領域(4)に印加されたドレイン電圧に
よりドレイン電界が生じる。このドレイン電界による電
気力線は全て狭いドレイン領域を挾む酸化膜に終端す
る。このとき狭いドレイン領域は全て空乏化している。
このためベース領域(1005)の周辺にはドレイン高
電界が印加されず、デバイスOFFにもかかわらずベー
ス領域(1005)の周囲電位はほとんど上昇しない。
なお、このとき、第2の絶縁膜近傍で発生する少数キャ
リアは前記少数キャリア引き出し領域(図示していな
い)から引き出されるため素子特性に悪影響を与えるこ
とはない。
Next, gate polysilicon (1007)
Is equal to or lower than the ground or the threshold, that is,
Consider the case where the S transistor is off. At this time, a drain electric field is generated by the drain voltage applied to the drain contact region (4). All lines of electric force due to the drain electric field terminate in the oxide film sandwiching the narrow drain region. At this time, the narrow drain region is all depleted.
Therefore, no high drain electric field is applied to the periphery of the base region (1005), and the peripheral potential of the base region (1005) hardly increases despite the device being turned off.
At this time, minority carriers generated in the vicinity of the second insulating film are extracted from the minority carrier extraction region (not shown), so that the device characteristics are not adversely affected.

【0054】その結果、高耐圧、例えば300Vの半導
体装置にも関わらず、ベース領域下の耐圧層(100
3)を低耐圧、例えば20V系として設計することが可
能となり、不純物濃度を5×1016cm~3(すなわち比
抵抗0.15Ω・cm)と低抵抗にし、ベース領域(1
005)下の耐圧層(1003)の厚みを0.6μm
と、極めて薄くすることができる。さらにベース領域
(1005)から第2の絶縁膜(3)までの距離もベー
ス領域(1005)下の耐圧層(1003)の厚みと同
程度でいいので、せいぜい1μmの間隔を空ければよ
い。例えば1μmルールで設計するとベース領域の幅は
9μmで、ベース領域端から第2の絶縁膜(3)端まで
が1μm程度である。
As a result, despite the high breakdown voltage, for example, a 300 V semiconductor device, the breakdown voltage layer (100
3) can be designed as a low withstand voltage, for example, a 20 V system, and the impurity concentration can be reduced to 5 × 10 16 cm 3 (that is, 0.15 Ω · cm) and the base region (1
005) The thickness of the lower breakdown voltage layer (1003) is 0.6 μm
, Can be made extremely thin. Further, the distance from the base region (1005) to the second insulating film (3) may be about the same as the thickness of the breakdown voltage layer (1003) below the base region (1005), and therefore, it is sufficient to leave an interval of at most 1 μm. For example, when designed according to the 1 μm rule, the width of the base region is 9 μm, and the width from the end of the base region to the end of the second insulating film (3) is about 1 μm.

【0055】また、狭いドレイン領域を複数のストライ
プに分担して形成したため、横方向の狭いドレイン領域
長が短くなる。この結果、横方向寸法が低減し、チップ
面積が低減する。さらにそれによる歩留まり向上も、あ
わせて、チップコストが大幅に低減される。特に、必要
な狭いドレイン領域の実効長が耐圧層(1003)の深
さと比べて数倍長い場合には、本発明により横方向寸法
を効果的に短くできる。
Further, since the narrow drain region is formed by sharing a plurality of stripes, the length of the narrow drain region in the horizontal direction is reduced. As a result, the lateral dimension is reduced, and the chip area is reduced. Further, the yield is thereby improved, and the chip cost is significantly reduced. In particular, when the effective length of the necessary narrow drain region is several times longer than the depth of the breakdown voltage layer (1003), the lateral dimension can be effectively shortened by the present invention.

【0056】本実施の形態においては、第2の絶縁膜
(3)を基板の表面側からつくるので、第3の実施の形
態に比較すると製造工程が簡略化できるという利点もあ
る。
In this embodiment, since the second insulating film (3) is formed from the front surface side of the substrate, there is also an advantage that the manufacturing process can be simplified as compared with the third embodiment.

【0057】また、本実施の形態ではMOSトランジス
タのゲート機構をトレンチ・ゲート(UMOS)とした
場合を例示したが、LDMOSの場合でも同様の効果が
あることは明白である。
Further, in this embodiment, the case where the gate mechanism of the MOS transistor is a trench gate (UMOS) has been exemplified, but it is apparent that the same effect can be obtained also in the case of the LDMOS.

【0058】また、ドレインコンタクト領域(4)の極
性をN+型から、P+型にしてIGBTにすると、デバイ
スON時に、いわゆる伝導度変調の効果により狭いドレ
イン領域を低抵抗化できるため、本実施の形態で、狭い
ドレイン領域を形成した場合に電流通路が狭まり、抵抗
が増大するという問題点が解決されるのは明白である。
また、伝導度変調をかける部分は狭いドレイン領域のみ
で構わない。そのため注入されるホールの量は、一般的
なIGBTと比較して少量ですむため、デバイスがOF
Fしたときのスイッチング遅れ時間が低減されるという
効果もある。このように、IGBT化したときには本発
明の効果が大きくなる。
Further, if the polarity of the drain contact region (4) is changed from N + type to P + type to make it an IGBT, when the device is turned on, the resistance of the narrow drain region can be reduced by the effect of so-called conductivity modulation. It is apparent that the embodiment solves the problem that the current path is narrowed and the resistance is increased when a narrow drain region is formed.
Further, the portion to be subjected to the conductivity modulation may be only the narrow drain region. Therefore, the amount of holes to be injected is smaller than that of a general IGBT.
There is also an effect that the switching delay time at the time of F is reduced. As described above, when the IGBT is used, the effect of the present invention is increased.

【0059】(第5の実施の形態)図5は、本発明の第
5の実施の形態を示す断面図であり、例えば請求項7に
相当する構成である。図5に示すように、第5の実施の
形態では、P型の半導体基板(10)上面の一部にN型
の耐圧層(1003)が形成されている。耐圧層(10
03)内部で表面にP型のベース領域(1005)と、
さらにベース領域(1005)を貫通してゲート絶縁膜
(1017)およびゲート用ポリシリコン(1007)
が形成され、これらに隣接して第2の絶縁膜(3)およ
びN+型のドレインコンタクト(4)が形成されてお
り、さらに、表面から所定の深さまで第2の絶縁膜
(3)に囲まれて例えば不純物をドープしたポリSiに
よる埋め込み電極(5)が、上記ドレインコンタクト領
域(4)を挟んで形成されている。さらにベース領域
(1005)内部で表面にはN+型のソース領域(10
06)およびP+型のベースコンタクト領域(101
6)が形成されている。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in the fifth embodiment, an N-type breakdown voltage layer (1003) is formed on a part of the upper surface of a P-type semiconductor substrate (10). Withstand voltage layer (10
03) P-type base region (1005) on the surface inside,
Further, the gate insulating film (1017) and the polysilicon for gate (1007) penetrate the base region (1005).
Are formed adjacent thereto, a second insulating film (3) and an N + -type drain contact (4) are formed. Further, the second insulating film (3) is formed from the surface to a predetermined depth. A buried electrode (5) of, for example, poly-Si doped with impurities is formed to surround the drain contact region (4). Further, inside the base region (1005), an N + type source region (10
06) and a P + type base contact region (101
6) is formed.

【0060】さらに、図示していないが、第2の絶縁膜
(3)に接して紙面の手前または奥行き方向の所定の場
所にP型の少数キャリア引き出し領域が形成されてい
る。
Further, although not shown, a P-type minority carrier lead-out region is formed in contact with the second insulating film (3) at a predetermined position in front of the paper or in a depth direction.

【0061】上記構造で特徴的なことは、第2の絶縁膜
(3)で囲まれた、隣接した2つの、接地された埋め込
み電極(5)によって縦方向に、さらに第2の絶縁膜
(3)で囲まれた、接地された埋め込み電極(5)と接
地された半導体基板(1)とによって横方向に、ドレイ
ンコンタクト領域(4)から耐圧層(1003)に向か
う狭いドレイン領域が形成されていることである。
What is characteristic of the above structure is that two adjacent grounded buried electrodes (5) surrounded by a second insulating film (3) vertically extend the second insulating film (3). A narrow drain region from the drain contact region (4) to the breakdown voltage layer (1003) is formed laterally by the grounded buried electrode (5) and the grounded semiconductor substrate (1) surrounded by 3). That is.

【0062】以上の結果、図5の構成はいわゆるUMO
S構造のMOSトランジスタのドレイン領域において、
第2の絶縁膜(3)で囲まれた、隣接した2つの、接地
された埋め込み電極(5)と、第2の絶縁膜(3)で囲
まれた、接地された埋め込み電極(5)と接地された半
導体基板(1)とによって、ドレインコンタクト領域
(4)から耐圧層(1003)に向かう狭い領域が縦方
向、横方向に形成されている構造となっている。
As a result, the configuration of FIG.
In the drain region of the MOS transistor having the S structure,
Two adjacent grounded buried electrodes (5) surrounded by a second insulating film (3); and a grounded buried electrode (5) surrounded by a second insulating film (3). With the semiconductor substrate (1) being grounded, a narrow region from the drain contact region (4) to the breakdown voltage layer (1003) is formed in the vertical and horizontal directions.

【0063】また、本実施の形態と図1との差異は、図
5においてはSOI基板を使わずに、通常のP型バルク
ウエハを基板として用いていることである。なお、図6
にあるようなゲート電極、ソース電極、ドレイン電極は
図示を省略している。
The difference between the present embodiment and FIG. 1 is that in FIG. 5, a normal P-type bulk wafer is used as a substrate without using an SOI substrate. FIG.
, The gate electrode, the source electrode, and the drain electrode are not shown.

【0064】次に、第5の実施の形態の動作を説明す
る。図5の構造において、半導体基板(1)を接地し、
ドレインコンタクト領域(4)に高電圧、たとえば30
0Vを印加する。そして、MOSトランジスタのソース
領域(1006)およびベースコンタクト領域(101
6)も接地する。このとき、ゲート用ポリシリコン(1
007)を接地すればMOSトランジスタはOFFとな
り、ゲート用ポリシリコン(1007)を正電圧で、所
定のしきい値以上の電圧(例えば5V)にすればMOS
トランジスタはONして、ドレインコンタクト領域
(4)とソース領域(1006)の間に電流が流れ、ド
レインコンタクト領域(4)の電位も下がる。
Next, the operation of the fifth embodiment will be described. In the structure of FIG. 5, the semiconductor substrate (1) is grounded,
A high voltage, for example, 30
0 V is applied. Then, the source region (1006) of the MOS transistor and the base contact region (101)
6) is also grounded. At this time, the gate polysilicon (1
007) is grounded, the MOS transistor is turned off. If the gate polysilicon (1007) is set to a positive voltage and a voltage higher than a predetermined threshold (for example, 5V), the MOS transistor is turned off.
The transistor turns on, a current flows between the drain contact region (4) and the source region (1006), and the potential of the drain contact region (4) also decreases.

【0065】次に、ゲート用ポリシリコン(1007)
の電位が接地またはしきい値以下の場合、すなわちMO
SトランジスタがOFFの場合を考える。このときドレ
インコンタクト領域(4)に印加されたドレイン電圧に
よりドレイン電界が生じる。このドレイン電界による電
気力線は全て狭いドレイン領域を挾む酸化膜に終端す
る。このとき狭いドレイン領域は全て空乏化している。
このためベース領域(1005)の周辺にはドレイン高
電界が印加されず、デバイスOFFにもかかわらずベー
ス領域(1005)の周囲電位はほとんど上昇しない。
なお、このとき、絶縁膜近傍で発生する少数キャリアは
前記少数キャリア引き出し領域(図示していない)から
引き出されるため素子特性に悪影響を与えることはな
い。
Next, gate polysilicon (1007)
Is equal to or lower than the ground or the threshold, that is,
Consider the case where the S transistor is off. At this time, a drain electric field is generated by the drain voltage applied to the drain contact region (4). All lines of electric force due to the drain electric field terminate in the oxide film sandwiching the narrow drain region. At this time, the narrow drain region is all depleted.
Therefore, no high drain electric field is applied to the periphery of the base region (1005), and the peripheral potential of the base region (1005) hardly increases despite the device being turned off.
At this time, minority carriers generated in the vicinity of the insulating film are extracted from the minority carrier extraction region (not shown), so that the element characteristics are not adversely affected.

【0066】その結果、高耐圧、例えば300Vの半導
体装置にも関わらず、ベース領域下の耐圧層(100
3)を低耐圧、例えば20V系として設計することが可
能となり、不純物濃度を5×1016cm~3(すなわち比
抵抗0.15Ω・cm)と低抵抗にし、かつベース領域
(1005)下の耐圧層(1003)の厚みを0.6μ
mと、極めて薄くすることができる。さらにベース領域
(1005)から第2の絶縁膜(3)までの距離もベー
ス領域(1005)下の耐圧層(1003)の厚みと同
程度でいいので、せいぜい1μmの間隔を空ければよ
い。例えば1μmルールで設計するとベース領域の幅は
9μmで、ベース領域端から第2の絶縁膜(3)端まで
が1μm程度である。
As a result, despite the high breakdown voltage, for example, a 300 V semiconductor device, the breakdown voltage layer (100
3) can be designed as a low withstand voltage, for example, a 20 V system, the impurity concentration can be reduced to 5 × 10 16 cm 3 (that is, 0.15 Ω · cm), and the impurity concentration under the base region (1005) can be reduced. The thickness of the pressure-resistant layer (1003) is 0.6 μ
m. Further, the distance from the base region (1005) to the second insulating film (3) may be about the same as the thickness of the breakdown voltage layer (1003) below the base region (1005), and therefore, it is sufficient to leave an interval of at most 1 μm. For example, when designed according to the 1 μm rule, the width of the base region is 9 μm, and the width from the end of the base region to the end of the second insulating film (3) is about 1 μm.

【0067】また、絶縁膜で挟まれた狭い領域を深さ方
向と、横方向に分担して形成したため、横方向寸法を短
くできる。すなわち、第2の絶縁膜(3)端からドレイ
ンコンタクト領域(4)までの距離は10μm程度であ
っても、電流経路は横方向から2つの絶縁膜(3)に挟
まれた縦方向を経由するので、横方向分に縦方向分(耐
圧層1003の厚み分)を足して考えることが出来る。
この結果、例えば300Vの半導体装置でも横方向寸法
は20μm程度で済む。そのため、チップ面積が低減
し、さらにそれによる歩留まり向上も、あわせて、チッ
プコストが大幅に低減される。
Further, since the narrow region sandwiched between the insulating films is formed so as to be shared in the depth direction and the lateral direction, the lateral dimension can be reduced. That is, even if the distance from the end of the second insulating film (3) to the drain contact region (4) is about 10 μm, the current path passes from the horizontal direction to the vertical direction sandwiched between the two insulating films (3). Therefore, it can be considered by adding the vertical direction (the thickness of the breakdown voltage layer 1003) to the horizontal direction.
As a result, even in the case of a semiconductor device of, for example, 300 V, the lateral dimension may be about 20 μm. Therefore, the chip area is reduced, and the yield is thereby improved, and the chip cost is significantly reduced.

【0068】特に、絶縁膜に挟まれた狭いドレイン領域
の必要な実効長が耐圧層(1003)の深さと同程度も
しくは少し長い程度の場合には、横方向の狭ドレイン長
を効果的に短くできる。具体的には、狭いドレイン領域
の実効長が耐圧層(1003)の深さと同程度であると
きは、深さ方向の狭いドレイン領域のみが空乏化し、電
界を第2の絶縁膜(3)を介して、隣接した2つの、接
地された埋め込み電極(5)だけで終端させることも可
能であり、その場合には、横方向の狭いドレイン領域長
Lは、 L=第2の絶縁膜(3)の厚み×2+埋め込み電極
(5)の最小厚み でよく、せいぜい数μm以下に収まる。
In particular, when the required effective length of the narrow drain region sandwiched between the insulating films is about the same as or slightly longer than the depth of the breakdown voltage layer (1003), the lateral narrow drain length is effectively shortened. it can. Specifically, when the effective length of the narrow drain region is substantially the same as the depth of the breakdown voltage layer (1003), only the narrow drain region in the depth direction is depleted, and the electric field is reduced by the second insulating film (3). It is also possible to terminate with only two adjacent grounded buried electrodes (5), in which case the laterally narrow drain region length L is: L = second insulating film (3 ) × 2 + the minimum thickness of the buried electrode (5), which is at most several μm or less.

【0069】本実施の形態においては、以上説明してき
たようにSOI基板を使わずに、通常のP型バルクウエ
ハで狭いドレイン領域を形成できるため、製造コストが
さらに安価になるという効果もある。
In the present embodiment, as described above, since a narrow drain region can be formed with a normal P-type bulk wafer without using an SOI substrate, there is also an effect that the manufacturing cost is further reduced.

【0070】また、本実施の形態ではMOSトランジス
タのゲート機構をトレンチ・ゲート(UMOS)とした
場合を例示したが、LDMOSの場合でも同様の効果が
あることは明白である。
Further, in this embodiment, the case where the gate mechanism of the MOS transistor is a trench gate (UMOS) is exemplified, but it is apparent that the same effect can be obtained also in the case of the LDMOS.

【0071】また、ドレインコンタクト領域(4)の極
性をN+型から、P+型にしてIGBTにすることによ
り、デバイスON時に、いわゆる伝導度変調の効果によ
り狭いドレイン領域を低抵抗化できるため、本実施の形
態で、狭いドレイン領域を形成した場合に電流通路が狭
まったことによる抵抗の増大が解決されるのは明白であ
る。また、伝導度変調をかける部分は狭いドレイン領域
のみで構わない。そのため注入されるホールの量は、一
般的なIGBTと比較して少量ですむため、デバイスが
OFFしたときのスイッチング遅れ時間が低減されると
いう効果もある。このように、IGBT化したときには
本発明の効果が大きくなる。
Further, since the polarity of the drain contact region (4) is changed from N + type to P + type to be IGBT, the resistance of the narrow drain region can be reduced by the so-called conductivity modulation effect when the device is ON. In this embodiment, it is apparent that the increase in resistance due to the narrow current path when a narrow drain region is formed is solved. Further, the portion to be subjected to the conductivity modulation may be only the narrow drain region. Therefore, the amount of holes to be injected is smaller than that of a general IGBT, so that the switching delay time when the device is turned off is reduced. As described above, when the IGBT is used, the effect of the present invention is increased.

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

【図1】本発明における半導体装置の第1の実施の形態
を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device in the present invention.

【図2】本発明における半導体装置の第2の実施の形態
を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明における半導体装置の第3の実施の形態
を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明における半導体装置の第4の実施の形態
を示す図であり、(a)は平面図、(b)は断面図。
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a fourth embodiment of the semiconductor device according to the present invention, wherein FIG. 4A is a plan view and FIG.

【図5】本発明における半導体装置の第5の実施の形態
を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a fifth embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図6】従来例の半導体装置の断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板 2…埋め込み絶縁
膜 3…第2の絶縁膜 4…ドレインコン
タクト 5…埋め込み電極 6…第1の埋め込
み電極 7…埋め込み絶縁膜 10…P型半導体基
板 1001…基板 1002…埋め込
み層 1003…耐圧層 1004…引き出
し領域 1005…ベース領域 1006…ソース
領域 1007…ゲート用ポリシリコン 1008…ゲート
電極 1009…ソース電極 1010…トレン
チ型引き出し領域 1011…ドレイン電極 1012…P-基
板 1013…N-基板 1014…Pベー
ス領域 1015…N+領域
REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 buried insulating film 3 second insulating film 4 drain contact 5 buried electrode 6 first buried electrode 7 buried insulating film 10 p-type semiconductor substrate 1001 substrate 1002 buried layer 1003 ... withstand voltage layer 1004 ... lead region 1005 ... base region 1006 ... source region 1007 ... gate polysilicon 1008 ... gate electrode 1009 ... source electrode 1010 ... trench type lead region 1011 ... drain electrode 1012 ... p-substrate 1013 ... n-substrate 1014 ... P base area 1015 ... N + area

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】導電性基板と該導電性基板上に形成された
埋め込み絶縁膜と該埋め込み絶縁膜上に形成された第1
導電型の半導体領域を持つ基板の一部に、所定の間隔を
隔てて第2導電型の半導体領域と第1導電型の高濃度半
導体領域とが形成され、前記第1導電型の半導体領域に
おける前記第2導電型の半導体領域と前記第1導電型の
高濃度半導体領域との間の所定部分に絶縁膜に囲まれた
導電領域が形成され、前記第1導電型の高濃度半導体領
域の反対側にも同様の絶縁膜に囲まれた導電領域が形成
されて、前記第1導電型の高濃度半導体領域が二つの前
記絶縁膜に囲まれた導電領域に挾まれた形状を有し、前
記第1導電型の高濃度半導体領域の下において、前記第
2導電型の半導体領域と前記第1導電型の高濃度半導体
領域との間の経路となる前記第1導電型の半導体領域の
幅が制限されていることを特徴とする半導体装置。
A conductive substrate, a buried insulating film formed on the conductive substrate, and a first buried insulating film formed on the buried insulating film.
A semiconductor region of the second conductivity type and a high-concentration semiconductor region of the first conductivity type are formed at a predetermined interval on a part of the substrate having the semiconductor region of the conductivity type. A conductive region surrounded by an insulating film is formed at a predetermined portion between the second conductive type semiconductor region and the first conductive type high concentration semiconductor region, and is opposite to the first conductive type high concentration semiconductor region. A conductive region surrounded by a similar insulating film is also formed on the side, and the high-concentration semiconductor region of the first conductivity type has a shape sandwiched between two conductive regions surrounded by the insulating film. Below the first-conductivity-type high-concentration semiconductor region, the width of the first-conductivity-type semiconductor region serving as a path between the second-conductivity-type semiconductor region and the first-conductivity-type high-concentration semiconductor region is A semiconductor device characterized by being limited.
【請求項2】前記絶縁膜が前記基板の表面側から前記第
1導電型の半導体領域の所定の深さまで形成されてお
り、前記絶縁膜で囲まれた導電領域によって前記第1導
電型の半導体領域の厚みが制限されている領域が前記第
1導電型半導体領域の底面側に形成されていることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the insulating film is formed from a surface side of the substrate to a predetermined depth of the semiconductor region of the first conductivity type, and the semiconductor region of the first conductivity type is surrounded by the conductive region surrounded by the insulating film. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a region having a limited thickness is formed on a bottom surface side of the first conductivity type semiconductor region.
【請求項3】前記絶縁膜に囲まれた導電領域が複数形成
され、横方向に前記第1導電型の半導体領域の幅を制限
するように存在することを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of conductive regions surrounded by the insulating film are formed so as to limit a width of the semiconductor region of the first conductivity type in a lateral direction. Semiconductor device.
【請求項4】導電性基板と該導電性基板上に形成された
埋め込み絶縁膜と該埋め込み絶縁膜上に形成された第1
導電型の半導体領域を持つ基板の一部に、所定の間隔を
隔てて第2導電型の半導体領域と第1導電型の高濃度半
導体領域とが形成され、前記第1導電型の半導体領域に
おける前記第2導電型の半導体領域と前記第1導電型の
高濃度半導体領域との間に絶縁膜に囲まれた導電領域が
複数形成され、前記複数の絶縁膜に囲まれた導電領域に
より第2導電型の半導体領域と前記第1導電型の高濃度
半導体領域との間の経路となる前記第1導電型の半導体
領域の幅が制限されていることを特徴とする半導体装
置。
4. A conductive substrate, a buried insulating film formed on the conductive substrate, and a first buried insulating film formed on the buried insulating film.
A semiconductor region of the second conductivity type and a high-concentration semiconductor region of the first conductivity type are formed at a predetermined interval on a part of the substrate having the semiconductor region of the conductivity type. A plurality of conductive regions surrounded by an insulating film are formed between the second conductive type semiconductor region and the first conductive type high-concentration semiconductor region, and a second conductive region surrounded by the plurality of insulating films forms a second conductive region. A semiconductor device, wherein a width of a first conductivity type semiconductor region serving as a path between a conductivity type semiconductor region and the first conductivity type high-concentration semiconductor region is limited.
【請求項5】前記第2導電型の半導体領域と前記第1導
電型の高濃度半導体領域とが平面的に対向して直線状に
形成され、前記絶縁膜に囲まれた導電領域が、前記第1
導電型の高濃度半導体領域に沿って直線状に複数形成さ
れ、隣あう絶縁膜同志が平面的に接触しないように、一
つ置きに櫛歯状に連続して形成されている、ことを特徴
とする請求項3または請求項4に記載の半導体装置。
5. A semiconductor device according to claim 1, wherein said second conductivity type semiconductor region and said first conductivity type high-concentration semiconductor region are formed in a straight line so as to face each other in a plane, and said conductive region surrounded by said insulating film is First
A plurality of conductive films are formed linearly along the high-concentration semiconductor region, and are successively formed in a comb-like shape so that adjacent insulating films do not contact each other in a plane. The semiconductor device according to claim 3 or 4, wherein
【請求項6】前記絶縁膜が前記基板の表面側から前記第
1導電型の半導体領域の所定の深さまで形成され、前記
絶縁膜で囲まれた導電領域によって前記第1導電型の半
導体領域の厚みが制限されている領域が前記第1導電型
の半導体領域の底面側に形成されている第1の部分と、
前記絶縁膜が前記埋め込み絶縁膜と連続して形成され、
前記導電性基板と前記導電領域とが電気的に連続して形
成され、前記第1導電型の半導体領域の厚みが制限され
ている領域が前記基板の表面側に形成されている第2の
部分とを有し、前記第1の部分と前記第2の部分とが、
前記第1導電型の高濃度半導体領域から前記第2導電型
の半導体領域に向かって、間に前記第1導電型の半導体
領域を挾んで交互に連続して配置されることを特徴とす
る請求項3または請求項4に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating film is formed from a surface side of said substrate to a predetermined depth of said first conductivity type semiconductor region, and said first conductivity type semiconductor region is surrounded by said insulating film. A first portion in which a region whose thickness is limited is formed on the bottom surface side of the semiconductor region of the first conductivity type;
The insulating film is formed continuously with the buried insulating film;
A second portion in which the conductive substrate and the conductive region are formed electrically continuously, and a region where the thickness of the semiconductor region of the first conductivity type is limited is formed on the front surface side of the substrate; And the first part and the second part are
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor region of the first conductivity type is alternately and continuously arranged from the high-concentration semiconductor region of the first conductivity type to the semiconductor region of the second conductivity type with the semiconductor region of the first conductivity type interposed therebetween. The semiconductor device according to claim 3 or 4.
【請求項7】前記導電性基板が第2導電型の半導体領域
であり、前記埋め込み絶縁膜および該埋め込み絶縁膜で
覆われた導電領域が存在しないことを特徴とする請求項
1または請求項5に記載の半導体装量。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive substrate is a semiconductor region of the second conductivity type, and the buried insulating film and the conductive region covered with the buried insulating film do not exist. The semiconductor loading described in.
【請求項8】前記第1導電型の高濃度半導体領域が、第
2導電型であることを特徴とする請求項1乃至請求項7
の何れかに記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the high-concentration semiconductor region of the first conductivity type is of a second conductivity type.
The semiconductor device according to any one of the above.
JP13565697A 1997-05-27 1997-05-27 Semiconductor device Pending JPH10326894A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4584437B2 (en) * 2000-10-19 2010-11-24 白土 猛英 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2016192479A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 ラピスセミコンダクタ株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing the same

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JP2016192479A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 ラピスセミコンダクタ株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing the same

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