JPS5965486A - 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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JPS5965486A
JPS5965486A JP17672982A JP17672982A JPS5965486A JP S5965486 A JPS5965486 A JP S5965486A JP 17672982 A JP17672982 A JP 17672982A JP 17672982 A JP17672982 A JP 17672982A JP S5965486 A JPS5965486 A JP S5965486A
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JP
Japan
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region
type
semiconductor layer
field effect
effect transistor
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JP17672982A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Kishimoto
岸本 光雄
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
    • H01L29/808Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a PN junction gate, e.g. PN homojunction gate
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は接合型電界効果トランジスタに関する。
従来例の構成とその問題点 接合型電界効果トランジスタ (以下、J−FETと称
す)は高入力インピーダンスの回路素子、低雑音増幅素
子あるいは高周波増幅素子として広く使用、されている
。ところで、従来の、r −FETは1.平面的に活性
領域の面積が大きいわりに、相互コンダクタンス2mが
低く、大きい相互コンダクタンス′?m′に得ようとす
るとゲート幅の拡大が必要であって、かなり大きな面積
が必要である。また・歩留まりの低下、コスト高を招く
特に高周波用J−FETの場合には、遮断周波数fT 
’(i−上げるために一般に容量を小嘔くしているが−
こtLが%また、相互コンダクタンス2mを小さくシ、
ゲインを小さくする結果となっている。
さらyc大電流高耐圧の大電力化をしようとしても限界
があり、大きな電力を得ることができないなどの欠点を
もっている。
従来のJ −F B T O)構造は、例えば第1図に
示jように・P型シリコン基板(1)の上に、)1型エ
ピタキシャル層(2) ”k形成し、このN型エピタキ
シャル層(2)のウェーへの中にP 型分離拡散領域(
3)とP+型上部ゲート拡散領域(4)及びN十型ソー
ス領域+51、N  型ドレイン領域(61?形成し、
場らvc p+梨型上ゲート拡散領域(4)とP型シリ
コン基板(1)と會構造的に、すなわち、基板内部の拡
散領域同士の重ね合わせにより接続し、外部電極として
、ソース、ドレインの各電極配線79 m (91B工
びゲート電極(8“)を配した構造である。α0は表面
保護層としての二配化シリコン層である。この構造のJ
、 −FETけ前述のように平面的に面積が大きいわり
に相互コンダクタンgmが低く、六回カを得ることが困
難である。
また、高周波用のJ−FFiTの構造は、第2図に示す
ように第1図の断面と基本的に同じであるが・電極のと
り方としての結線が異なる。上部ゲート拡散領域(4)
l−j、P型シリコン基板(1)およびP型分離拡散領
域(3)から浮がしたままにしてゲートとして用い、P
型シリコン基板(1)け、N十型ソース領域(5)とソ
ース電極配線層(7)で導電接続してソース電極(7′
)と4丁、る0(8)はゲート電極配線層である。この
構造では、前に゛も述べたように容量を小さくして遮断
周波数fTを上げ會ことができるが、逆に相互コンダク
タンスgmが小さくなってゲインが小さくなる欠、侭ヲ
もっている。
最近、注目gnでいる静電誘導型トランジスタ〔以下、
8工Tと称す〕の構造は、たとえば%第8図で示すよう
にN型半導体基板(川の一方の主面にN 型低抵抗領域
02を拡散により設けてドレイン領域といN型半導体基
□板(11)の他方の主面に形成場れたN生型ソース拡
散領域(1(金囲むようにP型埋込み拡散領域+141
を形成□し、P型領域で囲まnたN型頭域内vCP+型
分離拡散領域+151”i設け、ソース・ゲートの各@
極配線層+7)”(81′s?↓びドレイン電極(9′
)を配した構造である。このBITは、キャリアがN型
半導体基板(111面に対し°C垂直方向に流れ、ゲー
トによる電流制御性が十分でならため・トレイン電流は
飽和せず・i”レイン電流は三極管特性のような特性を
有し・使用上の制限がある。
発明の目的 本発明は上記の欠点を除き1低容爪・高f(m・低雑音
化ができ、高周波用或いは大電流・高耐圧の電力の大き
いJ−、FETを提供することを目的とし、詳しくは従
来のJ−F’lTと同じく五極管特性或いはそf′Lに
近い特性金有し、その上に低容量・高gl旧低雑音化し
、高周波用にも使用でき、さらにバイポーラトランジス
タのようrc大電流高耐王の大電力化ができるJ−FE
Tiめざ丁ものである。
発明の構成 本発明の接合型電界効果トランジスタは・N型またP型
の半導体層の一方の主面にこの半導体層と同じ導電型の
低比抵抗領域を設けてドレイン ゛領域とし、前記半導
体層の他方の主面近傍に前記半導体層の一部領域を包囲
するように反対導電型の分離領域および開口部を有する
埋込み領域を設け、前記分離領域と埋込み領域で包囲さ
rした前記半導体層の領域内にこれと同じ導電型のソー
ス領域および反対導電型の上部ゲート領域を設け、前記
分離領域と前記ソース領域とを電極配線層で接続したこ
とを特徴とする。
実施例の説明 以下、本発明の実施例を第4図〜第8図に基づいて説明
する。
第4図と第5図は本発明による。r−Lp、mTの構造
の一例を示す。ここでは  型抵抗領域としてのN5シ
リコン基板(12’)の一方の主面にN型エピターキシ
ャル層(lla) k形成し、次にこのNWエピタキシ
ャル層(11a)の一部に開口部07)1に有するP型
埋法み拡散領域04)全形成し、その上に更にN型エピ
タキシャル層(llb)を形成し、このN型エピタキシ
ャル層(11b)が形成さ1またウェーハの中に、hj
I記P型埋込み拡散領域(I4)に達しかつN型エピタ
キシャル層(1l b)の一部領域全包囲するよう形成
gnたP 型分離拡散領域(圃と、このp 4−型分離
拡散領域(則の中央に形成場nたP1型北部ゲー1−拡
散領域θ6と、P+型分離拡散領域0句とP+型型上ア
ゲ−1拡散領域(1への間でP+型上部ゲート拡散領域
01を取り巻゛くように形成さnたN++ソース拡散領
域(13全設け、更にこの上に二配化シリコン層00で
必要な部分を覆った後、P+型分離拡散領域0句とN 
型ソース拡散領域+llとをソース電極配線層(7)で
接続し、P+型上部ゲート拡散領域(IIIICゲート
電極配線層(8)を設け、N++シリコン基板<12 
a)の他方の主面をドレイン[1?t9’)としたもの
である。
このようvC構成したため・キャリヤはN+型ソース拡
散領域++:’+1から、基板面に平行で、横方向にP
+型上部ゲート拡散領域(ll’t)の下電流れ、この
キャリアはP+型上部ゲート拡散領域0□□□とP型埋
法み拡散領域α4)の間のチャンネルの領域で合流して
開口部Q′7)から基板面と垂直方向にN型エピタキシ
ャル層(11a)に向って流nる。このようにして従来
のJ−FETの欠、咀會改善し)工って1低容量・高g
m、低雑音化し、高周波用に使用できると共に・N型エ
ピタキシャル層(11a) (1l b)の比抵抗を上
げることにより高電流、高耐圧の大電力J−FETを実
現できる。また、上記構成fcよると・ソースカラドレ
インのチャンネル長さ全従来(7)J−FETエリ長く
することができるtめ・高印加電圧をソース・ドレイン
間に印加してもチャンネル内の¥IX界が弱くなり、ゲ
ートリーフ電流が小さくなり耐圧に近い、電圧の使用が
可能になる。
上記実施例に3いては・ソース・ゲートのユニットは1
つであったが、実用構造では第6図のように多数のユニ
ットが設けらnる。更に、ソースと接続されたP型埋法
+拡散領域(1蜀の開口部θη側の端部は、第7図、第
8図あるいは第4図の位置(a) 、(b) 、(c)
 、(d) 、(e)に示すように1P 型上部ゲート
拡散領域−の真下あるいは真下の近傍でもよ以上説明の
ようなJ −F F! 、l’r□―、゛通常の製造工
程だけで製作可能であり、第7.図□、第8図或いは第
4図の位置(b)、(c)、(d)、(e)にP8il
埋込み拡散領域Iの開口部07)側の端部が存在する場
合、ゲート長け、たとえば1〜2μのような細い寸法で
はなく、3〜5μ或いはそれ以上の寸法であっても、基
板上での実質ゲート長はサブミクロンの範囲にでも可能
であり、製作が容易である。
上記実施例では、導電型低抵抗領域としてのN++シリ
コン基板(12a)の一方の主面r(導電型半導体贋と
してのN型エピタキシャル層(11a) (llb)を
形成したが、こnは導電型中**m’を半導体基板とし
て導電型低抵抗領域を半導体基板の主面に形成さnたエ
ピタキシャル層とすることもでき暮。
上記各実施例ではNチャンネルJ−FITの場合を例に
挙げて説明したが・本発明はPチャンネルJ−FKTに
も同様に適用可能である。
発明の詳細 な説明の工うに本発明fcよると次のような効果が得ら
nる。
本、発明の接合型電界効果Fランジスタでは・キャリア
が、まず半導体Hに平行に・続いて垂直方向に流nる構
造であるため、面積当tりのチャンネル断面が拡大する
。すなわち・半導体層の一生面1Cソース・ゲート領域
を従来と同様(C設けるが、従来同一主面においてソー
スとゲートの間に設けたドレイン領域を半導体層の反対
主面rc影形成て、キャリヤの流nとしては、ソースか
ら半導体層に平行に横方向に上部ゲートの下を流nる工
うにし〜その後半導体層を垂直に下方向に流れる。
本発明の接合型電界効果トランジスタ見、五極管特性或
いはそれに近い特性を有していながら低容量、かつ・高
gmが得ら′n1低雑音化でき、大電流耐圧化ができ、
使用回路時のゲート・リーク電流は小さくなり・耐圧に
近い使用型′圧が可能で、特に、高性能な高周波高出力
接合型電界効果トランシフタの実現に有用であり、その
実用的効果は大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1し1け従来の一般的な接合型電界効果トランジスタ
の構造断面図、第2図は従来の高周波用の接合型電界効
果トランジスタの!lj造断面断面図8図は従来の縦型
静電誘導型トランジスタの構造断面図、第4図〜第8図
は本発明の一実施例を示し、第4図、第5図は本発明の
接合型電界効果トランジスタの構造を説明するための断
面図及び平面図、第6図は本発明の接合型電界効果トラ
ンジスタの一実施例の構造断面図、第7図1第8図Vま
本発明の接合型市°、界効果トランジスタの別の実施例
の構造断面図である。 (7)・・・ソース電極配線層、(8)・・・ゲート′
M極配線層、(9I)・・・ドレイン電極、α(ト・・
二配化シリコン層、(川・・・E型半導体基板、(ll
a)、 (llb)・・・N型エピタキシャル層、Q2
1・・・N+型低抵抗領域、(12a)・・・N+シリ
コン基板、(1;(・・・N+型ソース拡散領域、04
)・・・P型埋込み拡散領域、α順・・P生型分離拡散
領域、0→・・・P+型上部ゲート拡散領域、0η・・
・開口部代理人 森本義弘 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  N型またViP型の半導体層の一方の主面にこ
    の半導体層と同じ導電型の低比抵抗領、域を設けてドレ
    イン領域とし、前記半導体層の他方の主−j近傍に前記
    半導体層の一部領域を包囲するように反対導電型の分離
    鎮咳お工ひ開ロ部ケ有する埋込み領域を設け、前記分離
    領域と埋込み領域で包囲さnた前記半導体層の領域内に
    こfLと同じ導電型のソース領域お、よび反対導電型の
    上部ゲート空域を設け、前記分離領域と前記ソース領域
    とを電極配電層で接続した接合型電界効果トランジスタ
    。 λ 開口部を有する埋込み領域は、半導体層の主面VC
    平行な領域を有し、前艷開口部が上部P−)領域の直下
    もしくは直下近傍に位置するよう構成したこと?特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の接合型電界効果トラン
    ジスタ。      。 a 半導体層ケ半導体基板とし、低抵抗領域をエピタキ
    シャル層としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の接合型電界効果トランジスタ。 屯 低抵抗領域を半導体基板とし、半導体層をエピタキ
    シャル層としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の接合型電界効果トランジスタ。
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