JPH1174517A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH1174517A
JPH1174517A JP9234117A JP23411797A JPH1174517A JP H1174517 A JPH1174517 A JP H1174517A JP 9234117 A JP9234117 A JP 9234117A JP 23411797 A JP23411797 A JP 23411797A JP H1174517 A JPH1174517 A JP H1174517A
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Yoshiyuki Sugiura
義幸 杉浦
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 寄生バイポーラトランジスタのベース・エミ
ッタ間での電圧降下を低減し、寄生バイポーラトランジ
スタを動作しにくくする半導体装置を提供する。 【解決手段】 p型シリコン基板1上のn型エピタキシ
ャル層2の表面から基板1に達するように層2内にp+
型不純物領域3が形成され、層2は、基板1及び領域3
により互いに絶縁分離された複数の素子形成領域4を形
成する。領域4の略中央に、n+型ドレイン領域5が形
成され、領域5を囲むように領域4内にp型ベース領域
6が形成され、領域6に内包されるようにn+型ソース
領域7が形成され、また、領域5と領域7との間に介在
する領域6上には、酸化膜8を介して絶縁ゲート9が形
成され、領域5に対して、領域7と略同じ距離となる箇
所に、p+型不純物領域12が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来例に係るMOSFETを示す概略
構成図であり、(a)は上面から見た状態を示す略平面
図であり、(b)はY−Y’での略断面図である。従来
のMOSFETは、第一導電型半導体基板としてのp型シリコ
ン基板1上に第二導電型半導体層としてのn型エピタキ
シャル層2が形成され、n型エピタキシャル層2の表面
からp型シリコン基板1に達するようにn型エピタキシ
ャル層2内に高濃度第一導電型不純物領域としてのp+
型不純物領域3が形成され、n型エピタキシャル層2
は、p型シリコン基板1及びp+型不純物領域3により
互いに絶縁分離された複数の素子形成領域4を形成す
る。
【0003】素子形成領域4の略中央に、表面に露出す
るように高濃度第二導電型ドレイン領域としてのn+型
ドレイン領域5が形成され、n+型ドレイン領域5を囲
むとともに、p+型不純物領域3に接し、かつ、素子形
成領域4の表面に露出するように素子形成領域4内に第
一導電型ベース領域としてのチャネル形成用のp型ベー
ス領域6が形成されている。そして、p型ベース領域6
に内包され、かつ、p型ベース領域6の表面に露出する
ように高濃度第二導電型ソース領域としてのn+型ソー
ス領域7が形成されている。
【0004】また、n+型ドレイン領域5とn+型ソー
ス領域7との間に介在するp型ベース領域6上には、薄
い膜厚の絶縁層としての酸化膜8を介してポリシリコン
等から成る絶縁ゲート9が形成されている。
【0005】そして、n+型ドレイン領域5と電気的に
接続されるように、アルミニウム(Al)等から成るド
レイン電極10が形成され、p+型不純物領域3及びn
+型ソース領域7と電気的に接続されるようにアルミニ
ウム(Al)等から成るソース電極11が形成され、絶
縁ゲート9と電気的に接続されるようにアルミニウム
(Al)等から成るゲート電極(図示せず)が形成され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図5は、上図に係るMO
SFETの略部分断面図であり、図6は、従来例に係るMOSF
ETの等価回路図である。このMOSFETは、n型エピタキシ
ャル層2,p型ベース領域6及びn+型ソース領域7に
より構成されるnpn型の寄生バイポーラトランジスタ
Trと、この寄生バイポーラトランジスタTrのベース
に接続するベース抵抗R2を構造的に含んでいる。
【0007】MOSFET13は、ドレイン電極10に所定の
電圧を印加した状態で、ゲート電極(図示せず)に閾値
以上の電圧を印加することによって動作するが、この閾
値を決めるのがチャネル領域(n+型ドレイン領域5と
n+型ソース領域7との間に介在する、素子形成領域4
表面近傍のp型ベース領域6。以下、この領域をチャネ
ル領域と言う。)の不純物濃度プロファイルである。
【0008】動作時には、反転したチャネル領域をドレ
イン電流I2が流れ、p型ベース領域6を正孔電流I1
が流れるが、このベース領域6の濃度が低くなり、ベー
ス抵抗R2が大きくなると、寄生バイポーラトランジス
タTrは正孔電流I1によって生じるペース・エミッタ
間の電圧が降下する。そのペース・エミッタ間の電圧降
下により、寄生バイポーラトランジスタTrが動作して
電流I3が流れ、ゲート・ソース間の電圧によるMOSFET
13のドレイン電流I2の制御が不可能になるという問
題があった。
【0009】従って、このp型ベース領域6の不純物濃
度はできる限り高い方がいいが、このp型ベース領域6
の不純物濃度は閾値を決定するので、閾値電圧が比較的
小さいMOSFETにおいてはp型ベース領域6の不純物濃度
が低くならざるを得ないため、ドレイン電流I2の制御
不能な状態を引き起こしやすいという問題があった。
【0010】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、寄生バイポーラトラ
ンジスタのベース・エミッタ間での電圧降下を低減し、
寄生バイポーラトランジスタを動作しにくくすることの
でき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】請求項1記載の発明は、
第一導電型半導体基板と、該第一導電型半導体基板上に
形成され、表面から前記第一導電型半導体基板に達する
ように形成された高濃度第一導電型不純物領域と前記第
一導電型半導体基板とにより絶縁分離された第二導電型
半導体層から成る素子形成領域と、該素子形成領域内に
離間形成された高濃度第二導電型ドレイン領域及び第一
導電型ベース領域と、該第一導電型ベース領域に内包さ
れるように形成された高濃度第二導電型ソース領域と、
前記高濃度第二導電型ドレイン領域と前記高濃度第二導
電型ソース領域との間に介在する前記第一導電型ベース
領域上に絶縁層を介して形成された絶縁ゲートと、前記
高濃度第二導電型ドレイン領域と電気的に接続されるよ
うに形成されたドレイン電極と、前記高濃度第二導電型
ソース領域と電気的に接続されるように形成されたソー
ス電極とを有し、前記第一導電型ベース領域が前記高濃
度第二導電型ドレイン領域を囲むように形成されて成る
半導体装置において、前記高濃度第二導電型ドレイン領
域に対して前記高濃度第二導電型ソース領域と略同じ距
離となる箇所の前記第二導電型半導体層内に、前記第一
導電型半導体基板と電気的に接続するための高濃度第一
導電型不純物領域を設けたことを特徴とするものであ
る。
【0012】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体装置において、前記高濃度第二導電型ドレイン領域
に対して前記高濃度第二導電型ソース領域と略同じ距離
となる箇所に設けられた前記高濃度第一導電型不純物領
域を、前記高濃度第二導電型ソース領域と交互になるよ
うに複数箇所に設けたことを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面に基づき説明する。なお、本実施形態において
は、第一導電型がp型、第二導電型がn型の場合につい
て説明するが、第一導電型がn型、第二導電型がp型の
場合にも適用される。
【0014】図1は、本発明の一実施形態に係るMOSFET
を示す概略構成図であり、(a)は上面から見た状態を
示す略平面図であり、(b)はY−Y’での略断面図で
ある。なお、本実施形態においては、従来例として図4
に示すMOSFETと同一箇所には同一符号を付して説明を省
略する。本実施形態に係るMOSFETは、従来例として図4
に示すMOSFETにおいて、n+型ドレイン領域5に対し
て、n+型ソース領域7と略同じ距離となる箇所に、高
濃度第一導電型不純物領域としてのp+型不純物領域1
2を形成したものである。
【0015】ここで、本実施形態においては、p+型不
純物領域12は、p+型不純物領域3に接するように形
成され、これによりp+型不純物領域12はp型シリコ
ン基板1と電気的に接続されることになる。また、p+
型不純物領域12とn+型ソース領域7とがn+型ドレ
イン領域5から等距離となり、かつ、等しい間隔で交互
に配置されている。
【0016】なお、本実施形態においては、p+型不純
物領域12とn+型ソース領域7とがn+型ドレイン領
域5から等距離となり、かつ、等しい間隔で交互に配置
するようにしたが、これに限定されるものではない。ま
た、本実施形態においては、p+型不純物領域12の下
部にp型ベース領域6を形成するようにしたが、これに
限定されるものではない。
【0017】図2は、上図に係るMOSFETの略部分断面図
であり、図3は、本実施形態に係るMOSFETの等価回路図
である。正孔電流I1は、p+型不純物領域3に至るま
でに、p+型不純物領域12を流れるため、図3の等価
回路に示したベース抵抗R1による電圧降下が従来例に
比べて低減することができるため、寄生バイポーラトラ
ンジスタTrが動作しにくくなる。
【0018】従って、本実施形態においては、正孔電流
が、p+型不純物領域3に至るまでにp+型不純物領域
12を流れるため、p型ベース領域6を流れる距離が短
くなり、ベース抵抗による電圧降下を低減することがで
き、期生バイポーラトランジスタTrを動作しにくくし
て、ゲート電圧によるドレイン電流の制御が可能とな
る。
【0019】なお、本実施形態においては、横型二重拡
散型MOSFET(LDMOSFET:Lateral Double Dif
fused MOSFET)を用いて説明したが、これに限定され
る必要はなく、絶縁ゲートによってドレイン電流を制御
する全てのトランジスタに適用することができる。
【0020】
【発明の効果】請求項1または請求項2記載の発明は、
第一導電型半導体基板と、第一導電型半導体基板上に形
成され、表面から第一導電型半導体基板に達するように
形成された高濃度第一導電型不純物領域と第一導電型半
導体基板とにより絶縁分離された第二導電型半導体層か
ら成る素子形成領域と、素子形成領域内に離間形成され
た高濃度第二導電型ドレイン領域及び第一導電型ベース
領域と、該第一導電型ベース領域に内包されるように形
成された高濃度第二導電型ソース領域と、前記高濃度第
二導電型ドレイン領域と前記高濃度第二導電型ソース領
域との間に介在する前記第一導電型ベース領域上に絶縁
層を介して形成された絶縁ゲートと、前記高濃度第二導
電型ドレイン領域と電気的に接続されるように形成され
たドレイン電極と、前記高濃度第二導電型ソース領域及
び前記高濃度第一導電型不純物領域と電気的に接続され
るように形成されたソース電極とを有し、前記第一導電
型ベース領域が前記高濃度第二導電型ドレイン領域を囲
むように形成されて成る半導体装置において、前記高濃
度第二導電型ドレイン領域に対して前記高濃度第二導電
型ソース領域と略同じ距離となる箇所の前記第二導電型
半導体層内に、前記第一導電型半導体基板と電気的に接
続する高濃度第一導電型不純物領域を設けたので、正孔
電流が第二導電型半導体層の表面から第一導電型半導体
基板に達するように形成された高濃度第一導電型不純物
領域に至までに、高濃度第二導電型ドレイン領域に対し
て高濃度第二導電型ソース領域と略同じ距離となる箇所
に設けられた高濃度第一導電型不純物領域を流れ、第一
導電型ベース領域を流れる距離が短くなり、ベース抵抗
による電圧降下を低減でき、寄生バイポーラトランジス
タのベース・エミッタ間での電圧降下を低減し、寄生バ
イポーラトランジスタを動作しにくくすることのできる
半導体装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るMOSFETを示す概略構
成図であり、(a)は上面から見た状態を示す略平面図
であり、(b)はX−X’での略断面図である。
【図2】上図に係るMOSFETの略部分断面図である。
【図3】本実施形態に係るMOSFETの等価回路図である。
【図4】従来例に係るMOSFETを示す概略構成図であり、
(a)は上面から見た状態を示す略平面図であり、
(b)はY−Y’での略断面図である。
【図5】上図に係るMOSFETの略部分断面図である。
【図6】従来例に係るMOSFETの等価回路図である。
【符号の説明】
1 p型シリコン基板 2 n型エピタキシャル層 3 p+型不純物領域 4 素子形成領域 5 n+型ドレイン領域 6 p型ベース領域 7 n+型ソース領域 8 酸化膜 9 絶縁ゲート 10 ドレイン電極 11 ソース電極 12 p+型不純物領域 Tr 寄生バイポーラトランジスタ R1,R2 ベース抵抗 I1 正孔電流 I2 ドレイン電流 I3 電流

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一導電型半導体基板と、該第一導電型
    半導体基板上に形成され、表面から前記第一導電型半導
    体基板に達するように形成された高濃度第一導電型不純
    物領域と前記第一導電型半導体基板とにより絶縁分離さ
    れた第二導電型半導体層から成る素子形成領域と、該素
    子形成領域内に離間形成された高濃度第二導電型ドレイ
    ン領域及び第一導電型ベース領域と、該第一導電型ベー
    ス領域に内包されるように形成された高濃度第二導電型
    ソース領域と、前記高濃度第二導電型ドレイン領域と前
    記高濃度第二導電型ソース領域との間に介在する前記第
    一導電型ベース領域上に絶縁層を介して形成された絶縁
    ゲートと、前記高濃度第二導電型ドレイン領域と電気的
    に接続されるように形成されたドレイン電極と、前記高
    濃度第二導電型ソース領域と電気的に接続されるように
    形成されたソース電極とを有し、前記第一導電型ベース
    領域が前記高濃度第二導電型ドレイン領域を囲むように
    形成されて成る半導体装置において、前記高濃度第二導
    電型ドレイン領域に対して前記高濃度第二導電型ソース
    領域と略同じ距離となる箇所の前記第二導電型半導体層
    内に、前記第一導電型半導体基板と電気的に接続するた
    めの高濃度第一導電型不純物領域を設けたことを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記高濃度第二導電型ドレイン領域に対
    して前記高濃度第二導電型ソース領域と略同じ距離とな
    る箇所に設けられた前記高濃度第一導電型不純物領域
    を、前記高濃度第二導電型ソース領域と交互になるよう
    に複数箇所に設けたことを特徴とする請求項1記載の半
    導体装置。
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