JPS5916427B2 - 接合型電界効果トランジスタ - Google Patents

接合型電界効果トランジスタ

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JPS5916427B2
JPS5916427B2 JP12042075A JP12042075A JPS5916427B2 JP S5916427 B2 JPS5916427 B2 JP S5916427B2 JP 12042075 A JP12042075 A JP 12042075A JP 12042075 A JP12042075 A JP 12042075A JP S5916427 B2 JPS5916427 B2 JP S5916427B2
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JP
Japan
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region
gate
field effect
effect transistor
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JP12042075A
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JPS5244577A (en
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彰康 石谷
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Sony Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相互コンダクタンスgmが高く且つ高耐圧の
得られる横形構造の接合型電効効果トランジスタに係わ
る。
先づ、従来のこの種接合型電界効果トランジスタにつき
述べる。
従来の接合型電界効果トランジスタは、第1図に示すよ
うに、第1導電形例えばP形の半導体基体1の一主面上
に島状に分離した第2導電形即ちN形の半導体領域2を
設け、このN形半導体領域2の一主面上にP形のゲート
領域3とN形のソース領域4とN形のドレイン領域5を
夫々形成し、ゲート領域3下に横方向に電流を流すチャ
ンネル部6を形成し、夫々領域3、4及び5上にゲート
電極G、ソース電極s及びドレイン電極Dを形成して構
成される。TはSi0戸よりなる絶縁膜である。ところ
で、一般に第2図に示すN形のチヤンネ; ル領域6の
上下面に高濃度のP形ゲート領域3、3’を有し、両側
に夫々ソース領域4及びドレイン領域5を有して成る接
合型電界効果トランジスタの基本構造において、その飽
和ドレイン電流値IDss、相互コンダクタンスgm及
びピンチオフro電圧V は夫々次の式で近似される。
q2WμND2a 1Dss■ (−)3 3ξL2 2qWμNDa r5gm=(−) Vp=(−)2 2ε 2 ■0 但し、NDはチャンネル部6の不純物濃度、wは
チャンネル部6の巾、aはチャンネル部6の長さ、Lは
チャンネル長、qはキャリアの電荷量、μはキャリアの
移動度、εはチャンネル部6を構成する半導体の誘電率
である。
■5 従つて上記の式より明らかなように、第1図の従
来の接合型電界効果トランジスタにおいては相互コンダ
クタンスgmを高める為にはチャンネル部6の不純物濃
度、したがつてN形半導体領域2の不純物濃度を上げれ
ばよいが、逆にドレイン・a ゲート間の耐圧が低くな
ヤ、またゲート・ドレイン間容量が増加するものであつ
た。
通常、N形半導体領域2の形成は、基体1の表面からの
拡散(2重拡散型)、或はエピタキシャル気相成長(気
相成長チャンネル型)でなされるが、前者の15拡散に
よる場合は耐圧が低く、後者の気相成長による場合は高
耐圧が得られるも相互コンダクタンスgmが低かつた。
本発明は、上述の点に鑑み、相互コンダクタンスGm及
び耐圧を共に高め、又ゲート・ドレイン間容量を減少し
得るようにした横型構造の接合型電界効果はトランジス
タを提供するものである。
本発明は第1導電形の第1及び第2領域と、この第1及
び第2領域に挟まれた第2導電形の第3領域と、この第
3領域内の第1,第2領域の中間に位置し、且つ夫々か
ら離間してイオン注人形成された低抵抗部分を有し、第
1領域をゲート、第3領域をチャンネルとして成る接合
型電界効果トランジスタである。以下、本発明による接
合型電界効果トランジスタを第3図以下の実施例を用い
て説明しよう。
本発明においては、第3図に示すように、第1導電形例
えばp形のシリコ7半導体基体11の−主面上に島状に
分離された比較的低不純物濃度の第2導電形即ちN形の
半導体領域12を形成する。この半導体領域12は例え
ばエピタキシヤル成長にて形成するを可とするも、拡散
にて形成することもできる。そして半導体領域12の一
主面上にP形のゲート領域13を形成し領域12のゲー
ト領域13にて画成された部分をチャンネル部14とし
て形成し、又ゲート領域13を挾んで夫々N形のソース
領域15及びドレイン領域16を形成する。さらに、チ
ヤンネル部14内に局部的にイオン注人によつてその隣
接する同導電形の領域即ちソース領域及びドレイン領域
より高不純物濃度のN形の埋込み層即ち埋込みイオン注
人領域17を形成する。この場合、埋込みイオン注人領
域17はゲート領域13及び基体11に接しないように
、即ちゲート領域13及び基本11と埋込みイオン注人
領域17間に低濃度の領域12が存するように形成する
。この領域17の形成は、例えばゲート領域13をイオ
ン注人で形成する場合、そのイオン注人用マスクを利用
してゲート領域13の直下にのみ形成することができる
。又、領域11の形成に当つては、数100KeV程度
の高エネルギーでイオン注人すれば、ソース領域及びド
レイン領域の表面付近の不純物濃度を変化させることな
くチヤンネル部内のみを高濃度化することができる。次
いで領域13,15及び16に夫々ゲート電極G,ソー
ス電極S及びドレイン電極Dを形成する。18はSiO
等の絶縁層である。
上述せる本発明構成によれば、ゲート領域13の直下の
チヤンネル部14内に局部的に高濃度の埋込みイオン注
人領域17が設けられることによつて、相互コンダクタ
ンスGmを高くすることができる。同時に、島状の半導
体領域12を比較的に低不純物濃度とすることができる
ので、ソース領域及びドレイン領域のゲート領域と接す
る表面付近の不純物濃度が低くなり、従つてゲート・ド
レイン間耐圧を高くすることができる。又、領域12を
低不純物濃度にできるので、上ゲートとなノるゲート領
域13とドレイン領域間の容量、及び下ゲートとなる基
体11どトレー7領域間の容量を減少させることができ
る。さらに、イオン注人によつて局部的にチヤンネル部
の不純吻濃度及び厚さの制御がされるので、ピンチオフ
電圧V 飽和ドレイン電流値1DSSP,及び相互コ
ンダクタンスGm等の特性制御が容易となる。
すなわち上記特性は主としてチヤンネル部の不純物濃度
分布と、厚さにより決められ、又イオン注人は不純物に
対し高度の制御が可能であり,従つて特性制御が容易と
なるものである。さらに又、上述の構成において埋込み
イオン注人領域17をゲート領域13及び基体11に接
しないように構成するのでチヤンネル・ゲート間容量を
小さくできる。第4図は、本発明の他の実施例を示す。
之は、第3図の構成において、その埋込みイオン注人領
域17をゲート領域13の直下を含めソース領域側にま
で延長して構成した場合である。このように高濃度の埋
込みイオン注人領域17をソース領域内にも延長して形
成した場合には、ソース抵抗が減少し更に特性の向上を
図ることができる。第5図は、本発明の更に他の例を示
す。之は、第3図或は第4図の構成において、基体11
を比較的低不純物濃度で形成し、基体11のゲート領域
13直下に対応する部分に一部チヤンネル部14側に突
出するように基体11と同導電形で之よ勺高不純吻濃度
の埋込み領域19を形成して構成した場合である。なお
、この埋込み領域19は例えばエピタキシヤル成長にて
領域12を形成する前に拡散で形成することもでき、又
はイオン注人によつて形成することもできる。イオン注
人による場合は例民ばゲート領域13の形成で用いる同
一のイオン注人用マスクを用いて形成することができる
。かかる構成によれば、埋込み領域19が実質的な下ゲ
ートとして作用することからチヤンネル長は埋込み領域
19とゲート領域13にて決められ、従つてチヤンネル
長を十分小とすることができ、さらに相互コンダクタン
スGmの向上が期待できる。
又埋込み領域19以外の基本11が低不純物濃度である
からドレインと基体11間の容量をさらに減少させるこ
とができる。依つて更に特性の向上を図ることができる
。第6図は、本発明の更に他の実施例を示し、之は4極
接合型電界効果トランジスタに適用した場合である。
すなわち、第6図においては、比較的低濃度の第1導電
形例えばp形の半導体基体21を設け、この一主面上に
島状に分離した比較的低濃度の第2導電形即ちN形の半
導体領域22を形成する。
基体21の第1ゲート領域23と対応する位置には、予
め拡散によつて或は爾後イオン注人等の手段によつて高
不純物濃度のP形埋込み領域19を形成する。N形半導
体領域22の一主面には同一の工程でP形の第1ゲート
領域23及び第2ゲート領域24を形成し、さらにN形
のソース領域25及びドレイン領域26を形成する。こ
の場合、第1ゲート領域23及び第2ゲート領域24は
互に同一の深さで形成される。そして、イオン注人によ
つて第1ゲート領域23直下の第1チヤンネル部内に高
濃度のN形埋込み層即ち埋込みイオン注人領域17を形
成する。次いで領域23,2L25及び26に夫々第1
ゲート電極Gl.第2ゲート電極G2、ソース電極S及
びドレイン電極Dを形成する。かかる構成による4極接
合型電界効果トランジスタに依れば、第1ゲート領域2
3直下の基体21に局部的に高濃度の埋込み領域19が
設けられていることにより、第1ゲート領域23の下の
空乏層特に下部ゲートとなる基体側での空乏層は主とし
てチヤンネル部側に広がり、従つて第1及び第2ゲート
領域23及び24を同一工程で形成し、第1ゲート領域
23下の第1チヤンネル部及び第2ゲート領域24下の
第2チヤンネル部の厚さを略等しく形成するようになし
ても第1ゲートのピンチオフ電圧V を第2ゲートのピ
ンチオフp1電圧V より小さくすることができる。
そして、P2第1ゲートの下部ゲートが埋込み領域19
によつて高濃度に形成され空乏層がチヤンネル部側に広
がることによつてゲート電圧に対するドレイン電流の変
化率が大きくなb且埋込み領域19によつて第1チヤン
ネル部のチヤンネル長が小に選定され、依つて高い相互
コンダクタンスGmが得られる。
然も、埋込みイオン注人領域17によつて第1チヤンネ
ル部の不純物濃度が大きくなるのでさらに相互コンダタ
タンスGmを高めることができる。又、P形の第1ゲー
ト領域23及び第2ゲート領域24に接するN形の領域
の表面付近は低不純物濃度であるためにゲート・ドレイ
ン間耐圧を大とすることができる。
さらにドレイン領域26及び第2ゲート領域24下の基
体21が高抵抗であシ、且つドレイン領域26下の領域
部が低不純物濃度で形成できるのでゲート・ドレイン間
容量を減少せしめることができる。上述せる如く、本発
明によれば簡単な構成によつて横形構造の接合型電界効
果トランジスタの相互コンダクタンス及びゲート・ドレ
イン間耐圧を共に向上させることができ、高周波用に適
用して好適ならしめるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の接合型電界効果トランジスタの例を示す
断面図、第2図は本発明の説明に共する接合型電界効果
トランジスタの基本構造図、第3図乃至第6図は夫々本
発明による接合型電界効果トランジスタの実施例を示す
断面図である。 11は第1導電形の半導体基体、12は第2導電形の半
導体領域、13はゲート領域、14はチヤンネル部、1
5はソース領域、16はドレイン領域、17は埋込みイ
オン注人領域、19は埋込み領域である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1導電形の第1及び第2領域と、該第1及び第2
    領域に挾まれた第2導電形の第3領域と、該第3領域内
    の上記第1、第2領域の中間に位置し、且つ夫々から離
    間してイオン注入形成された第2導電形の低抵抗部分と
    を有し、上記第1領域をゲートとし、上記第3領域をチ
    ャンネルとして成る接合型電界効界トランジスタ。
JP12042075A 1975-10-06 1975-10-06 接合型電界効果トランジスタ Expired JPS5916427B2 (ja)

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JPS5244577A JPS5244577A (en) 1977-04-07
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JP3000246U (ja) * 1994-01-18 1994-08-02 株式会社芋谷工業 テーブル付容器

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