JPS63296282A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS63296282A JPS63296282A JP62130929A JP13092987A JPS63296282A JP S63296282 A JPS63296282 A JP S63296282A JP 62130929 A JP62130929 A JP 62130929A JP 13092987 A JP13092987 A JP 13092987A JP S63296282 A JPS63296282 A JP S63296282A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
- H01L29/7813—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors
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- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/1095—Body region, i.e. base region, of DMOS transistors or IGBTs
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- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/402—Field plates
-
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- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/402—Field plates
- H01L29/407—Recessed field plates, e.g. trench field plates, buried field plates
-
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7831—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with multiple gate structure
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。
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、半導体装置、特にデュアルゲートの電界効果
トランジスタに関する。
トランジスタに関する。
本発明は、デュアルゲートのパワーMOSトランジスタ
であり、半導体基板のトレンチに絶縁膜を介して積層し
て形成した第1のゲート電極は、ドレイン領域に対応し
て形成し、また第2のゲート電極は、チャネル領域に対
応して形成することにより、高耐圧化と高出力化を図る
ことができるようにしたものである。
であり、半導体基板のトレンチに絶縁膜を介して積層し
て形成した第1のゲート電極は、ドレイン領域に対応し
て形成し、また第2のゲート電極は、チャネル領域に対
応して形成することにより、高耐圧化と高出力化を図る
ことができるようにしたものである。
従来安定で高利得の高周波増幅を行なうことができるM
OS FETとして、ソース領域と「レイン領域の間
に縦統的に2つのゲートを形成した、デュアルゲートM
O5FETが提案されている。
OS FETとして、ソース領域と「レイン領域の間
に縦統的に2つのゲートを形成した、デュアルゲートM
O5FETが提案されている。
近年、従来のデュアルゲ−1−MO3F’ETを史に高
耐圧、且つ高出力とすることが要請されている。本発明
は斯る点に鑑みて、このような要請を実現させることが
できる新規な構造を有するデヱアルゲートMO5l−’
E’!’を提供するものである。
耐圧、且つ高出力とすることが要請されている。本発明
は斯る点に鑑みて、このような要請を実現させることが
できる新規な構造を有するデヱアルゲートMO5l−’
E’!’を提供するものである。
本発明に係る半導体装置においては、半導体基&(1)
に形成されたトレンチ(8)の側壁にソース領域(1B
)、チャネル領域(13)及びドレイン領域(11)を
形成し、トレンチ(8)内にはゲート絶縁膜(9)を介
して第1と第2のゲート電極(10) 、 (12)
を積層して形成し、第1のゲート電極(10)は、ドレ
イン領域 (11)に対応して形成し、この第1のゲー
ト電極(lO)でドレイン砥抗を制御し、第2のゲート
電極(12)は、チャネル領域(13)に対応して形成
し、第2のゲート電極(■2〕でスイッチング動作をす
ることを特徴とする。
に形成されたトレンチ(8)の側壁にソース領域(1B
)、チャネル領域(13)及びドレイン領域(11)を
形成し、トレンチ(8)内にはゲート絶縁膜(9)を介
して第1と第2のゲート電極(10) 、 (12)
を積層して形成し、第1のゲート電極(10)は、ドレ
イン領域 (11)に対応して形成し、この第1のゲー
ト電極(lO)でドレイン砥抗を制御し、第2のゲート
電極(12)は、チャネル領域(13)に対応して形成
し、第2のゲート電極(■2〕でスイッチング動作をす
ることを特徴とする。
本発明によれば、トランジスタを縦型に形成するため、
高密度化が図られ、高出力を得ることができる。また、
第2のゲート電極(12)とドレイン領域(11)間の
容量Cdgが、第1のゲート電極(10)があることに
より、ない場合と比べて小さくすることができるため、
高周波特性が良くなる。
高密度化が図られ、高出力を得ることができる。また、
第2のゲート電極(12)とドレイン領域(11)間の
容量Cdgが、第1のゲート電極(10)があることに
より、ない場合と比べて小さくすることができるため、
高周波特性が良くなる。
図面を参照して本発明の実施例をその製法例と共に説明
する。
する。
先ず第1図、Aに示すように、0.01〜O,LΩ1の
N+型(100)St基板(1)に10”’ 〜101
′a tow/ ccのN型si層(2)と1015〜
10”’ a tow/ ccのP−型5iIii(3
)をエピタキシャル成長により形成する。
N+型(100)St基板(1)に10”’ 〜101
′a tow/ ccのN型si層(2)と1015〜
10”’ a tow/ ccのP−型5iIii(3
)をエピタキシャル成長により形成する。
次に!181図Bに示すように、5102層(4)又は
ホトレジスト層等をマスクにしてP型不純物を拡散して
10” 〜10” ator*/ ccのP領域(5)
を形成し、次に連続してN型不純物を拡散して10’°
atom/cc以上のN+領領域6)を形成する。この
ようにP一層(3)とN+領領域6)の間にP領域(5
)を形成し、またNJiim(2)の下の基板(1)を
N+とすることにより空乏層の拡がりを抑えることがで
き、N+領領域6)(ソース領域)とN+基板(1)(
ドレイン領域)とが石い距離で高耐圧(30〜200V
)にすることが可能になる。
ホトレジスト層等をマスクにしてP型不純物を拡散して
10” 〜10” ator*/ ccのP領域(5)
を形成し、次に連続してN型不純物を拡散して10’°
atom/cc以上のN+領領域6)を形成する。この
ようにP一層(3)とN+領領域6)の間にP領域(5
)を形成し、またNJiim(2)の下の基板(1)を
N+とすることにより空乏層の拡がりを抑えることがで
き、N+領領域6)(ソース領域)とN+基板(1)(
ドレイン領域)とが石い距離で高耐圧(30〜200V
)にすることが可能になる。
次に第1図Cに示すように、N+領領域6)を分離する
ように、そして高耐圧を得るためにN+基扱(1)に達
するように5i02層(7)をマスクにしてRIEによ
りSiの′穴掘りを行ってトレンチ(8)を形成する。
ように、そして高耐圧を得るためにN+基扱(1)に達
するように5i02層(7)をマスクにしてRIEによ
りSiの′穴掘りを行ってトレンチ(8)を形成する。
次に第1図Eに示すように、トレンチ(8)内壁のダメ
ージ層を除去した後、ゲート酸化11(9) (または
5iOz /St 3 N4 /5t(h等でもよい)
を形成する。次にこのトレンチ(8)内に多結晶シリコ
ンより成る第1のゲート電極(lO)をドレイン領域(
11)に対応するように形成し、またこの第1のゲート
電極(10)の上にゲー)M化膜(9)を介して同じく
多結晶シリコンより成る第2のゲート電極(12)をチ
ャネル領域(13)及びソース領域(1日)の一部分に
対応するように形成する。この第1のゲート電極(10
)は、数ボルトの正の電圧を印加し、MOS)ランジス
タのオン瓜抗及び第2のゲート電極(12)とドレイン
領域(11)間の容量を小さくする機能を持つ。そして
、第2のゲート電極(12)により、トランジスタのス
イッチング動作をする。この後、PSG (リン・シリ
ケート・ガラス) W (14)を形成し、窓明けを行
った後、AIより成るソース電極(15)を形成し、ま
た裏面側にはドレイン電ff1(16)を形成して、本
実施例に係るデュアルゲートのMO3I−ランジスタ(
17)を作製する。なお、第1図りにおいて両ソース領
域(18)の間にP″″N(3)の一部が表面に露出し
てソース電極(15)と接続しているが、第1図Bに示
す工程で5i02層(4)の幅とP型不純物の拡散を制
御することにより、P領域(5)のみを表面に露出させ
てソース電極(15)と接続させることができる。
ージ層を除去した後、ゲート酸化11(9) (または
5iOz /St 3 N4 /5t(h等でもよい)
を形成する。次にこのトレンチ(8)内に多結晶シリコ
ンより成る第1のゲート電極(lO)をドレイン領域(
11)に対応するように形成し、またこの第1のゲート
電極(10)の上にゲー)M化膜(9)を介して同じく
多結晶シリコンより成る第2のゲート電極(12)をチ
ャネル領域(13)及びソース領域(1日)の一部分に
対応するように形成する。この第1のゲート電極(10
)は、数ボルトの正の電圧を印加し、MOS)ランジス
タのオン瓜抗及び第2のゲート電極(12)とドレイン
領域(11)間の容量を小さくする機能を持つ。そして
、第2のゲート電極(12)により、トランジスタのス
イッチング動作をする。この後、PSG (リン・シリ
ケート・ガラス) W (14)を形成し、窓明けを行
った後、AIより成るソース電極(15)を形成し、ま
た裏面側にはドレイン電ff1(16)を形成して、本
実施例に係るデュアルゲートのMO3I−ランジスタ(
17)を作製する。なお、第1図りにおいて両ソース領
域(18)の間にP″″N(3)の一部が表面に露出し
てソース電極(15)と接続しているが、第1図Bに示
す工程で5i02層(4)の幅とP型不純物の拡散を制
御することにより、P領域(5)のみを表面に露出させ
てソース電極(15)と接続させることができる。
第2図はこのトランジスタ(17)の平面図を示す。同
図で(19)は、第1のゲート電極(10)のコンタク
ト部、(20)は第2のゲート電極(12)のコンタク
ト部である。
図で(19)は、第1のゲート電極(10)のコンタク
ト部、(20)は第2のゲート電極(12)のコンタク
ト部である。
第3図は本発明に係るトランジスタのV−価回路図を示
す。同図で、(31)はドレイン、(32)はソース、
(33)は第1のゲート、(34)は第2のゲートであ
る。
す。同図で、(31)はドレイン、(32)はソース、
(33)は第1のゲート、(34)は第2のゲートであ
る。
本発明によれば、2市拡散法によってN+ソース領域(
18)の周囲にP領域(5)を形成し、更にP’一層(
3)に続くドレイン領域(11)をN rt4 (21
及びN+基板(1)として形成することにより、ソース
領域(18)とN+ドレイン領域(11)とを短い龍離
で高耐圧化することができる。また、P一層(3)とN
層(2)との接合面が平面であり、曲面ではないので、
高耐圧が得られる。トランジスタの高密度化を図ること
ができるため、単位面積当たりの出力を大きくすること
が可能になる。Nドレイン領域(11)と第1のゲート
電極(10)により、−千圧を劣化させないでトランジ
スタのオン抵抗を改善することができる。 gs+aC
W/ L (W :チャネル幅、L:チャネル長)の関
係があるが、本発明によれば4面のチャネル領域が形成
されることになるので、gllが大きくなる。そして、
fac gm/ Cdgの関係があることにより、第
2のゲート電極(12) とドレイン領域(11)間の
容量が、第1のゲート電極(10)の存在により、これ
がない場合と比べて小さくすることができるため、高周
波特性が良くなる。
18)の周囲にP領域(5)を形成し、更にP’一層(
3)に続くドレイン領域(11)をN rt4 (21
及びN+基板(1)として形成することにより、ソース
領域(18)とN+ドレイン領域(11)とを短い龍離
で高耐圧化することができる。また、P一層(3)とN
層(2)との接合面が平面であり、曲面ではないので、
高耐圧が得られる。トランジスタの高密度化を図ること
ができるため、単位面積当たりの出力を大きくすること
が可能になる。Nドレイン領域(11)と第1のゲート
電極(10)により、−千圧を劣化させないでトランジ
スタのオン抵抗を改善することができる。 gs+aC
W/ L (W :チャネル幅、L:チャネル長)の関
係があるが、本発明によれば4面のチャネル領域が形成
されることになるので、gllが大きくなる。そして、
fac gm/ Cdgの関係があることにより、第
2のゲート電極(12) とドレイン領域(11)間の
容量が、第1のゲート電極(10)の存在により、これ
がない場合と比べて小さくすることができるため、高周
波特性が良くなる。
第1図は実施例の工程図、第2図は実施例の平面図、第
3図は実施例の回路図である。 (1)はSi基板、(2)はNN、(3)はP一層、(
5)はP仙域、(6)はN+領領域(8)はトレンチ、
(9)はゲート酸化検、(10)は第1のゲート電極、
(11)はドレイン領域、(12)は第2のゲート電極
、(13)はチャネル領域、(18)はソース領域であ
る。
3図は実施例の回路図である。 (1)はSi基板、(2)はNN、(3)はP一層、(
5)はP仙域、(6)はN+領領域(8)はトレンチ、
(9)はゲート酸化検、(10)は第1のゲート電極、
(11)はドレイン領域、(12)は第2のゲート電極
、(13)はチャネル領域、(18)はソース領域であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板に形成されたトレンチの側壁にソース領域、
チャネル領域及びドレイン領域が形成され、 上記トレンチ内にはゲート絶縁膜を介して第1と第2の
ゲート電極が積層して形成され、上記第1のゲート電極
は、上記ドレイン領域に対応して形成され、 該第1のゲート電極でドレイン抵抗を制御し、上記第2
のゲート電極は、上記チャネル領域に対応して形成され
、 該第2のゲート電極でスイッチング動作をすることを特
徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62130929A JP2570742B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62130929A JP2570742B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63296282A true JPS63296282A (ja) | 1988-12-02 |
JP2570742B2 JP2570742B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=15046018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62130929A Expired - Fee Related JP2570742B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2570742B2 (ja) |
Cited By (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5488236A (en) * | 1994-05-26 | 1996-01-30 | North Carolina State University | Latch-up resistant bipolar transistor with trench IGFET and buried collector |
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US6800897B2 (en) | 2001-04-11 | 2004-10-05 | Silicon Semiconductor Corporation | Integrated circuit power devices having junction barrier controlled schottky diodes therein |
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