JP2925161B2 - 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ - Google Patents
絶縁ゲート型電界効果トランジスタInfo
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- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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Description
【発明の詳細な説明】 この発明は絶縁ゲート型電界効果トランジスタの構造
に関するものである。
に関するものである。
従来から絶縁ゲート型電界効果トランジスタとして、
電力用の縦型MOSFETやIGBTと呼ばれる半導体装置が知ら
れている。それらの構造例としてはポリシリコンをゲー
ト電極とし、そのポリシリコンゲート電極をマスクとし
てチャンネル領域、ソース領域を二重拡散セルフアライ
メント法により形成するものがある。第1図を用いて更
にこれを説明する。
電力用の縦型MOSFETやIGBTと呼ばれる半導体装置が知ら
れている。それらの構造例としてはポリシリコンをゲー
ト電極とし、そのポリシリコンゲート電極をマスクとし
てチャンネル領域、ソース領域を二重拡散セルフアライ
メント法により形成するものがある。第1図を用いて更
にこれを説明する。
第1図(a)は単位セルの平面構造図、(b)は
(a)のA−A′断面構造図、(c)は(a)のB−
B′断面構造図である。図中1はエピタシアル法等によ
り形成されるシリコン基体であり、n-型のドレイン領
域、2はドレイン領域1の主表面からP型の不純物、例
えばボロンをイオン注入し、アニールならびに拡散処理
を行なったチャンネル領域、3はチャンネル領域2の内
部にドレイン領域1と同一の導電型によるn型の不純
物、例えばリンをイオン注入し、アニールならびに拡散
処理を行なったソース領域、4はゲート絶縁膜5を介し
て、チャンネル領域2上にドレイン領域1とソース領域
3にまたがるように設けたゲート電極であり、例えばポ
リシリコンにより形成される。チャンネル領域2に注入
したP型不純物はゲート電極4の四角形の窓6の周辺か
ら外側に拡散し、第1図(a)に示される外側の点線ま
で横方向拡散距離がのびる。又、図示しないレジストマ
スクにより注入したn型不純物によるソース領域3は第
1図(a)に示される内側の点線まで横方向拡散距離が
のびる。
(a)のA−A′断面構造図、(c)は(a)のB−
B′断面構造図である。図中1はエピタシアル法等によ
り形成されるシリコン基体であり、n-型のドレイン領
域、2はドレイン領域1の主表面からP型の不純物、例
えばボロンをイオン注入し、アニールならびに拡散処理
を行なったチャンネル領域、3はチャンネル領域2の内
部にドレイン領域1と同一の導電型によるn型の不純
物、例えばリンをイオン注入し、アニールならびに拡散
処理を行なったソース領域、4はゲート絶縁膜5を介し
て、チャンネル領域2上にドレイン領域1とソース領域
3にまたがるように設けたゲート電極であり、例えばポ
リシリコンにより形成される。チャンネル領域2に注入
したP型不純物はゲート電極4の四角形の窓6の周辺か
ら外側に拡散し、第1図(a)に示される外側の点線ま
で横方向拡散距離がのびる。又、図示しないレジストマ
スクにより注入したn型不純物によるソース領域3は第
1図(a)に示される内側の点線まで横方向拡散距離が
のびる。
しかして、ソース領域3はアルミニウムなどのソース
電極とオーム接触をするため、n型不純物濃度を高くす
る必要があり、一方、チャンネル領域2の内、チャンネ
ル長さを決定する部分は優れた電気的特性を得るために
比較的、低い不純物濃度で、特に、オン抵抗及び入力容
量を小にするためにチャンネル領域を浅くする必要があ
る。従って、第1図(a)の内側の点線と外側の点線の
間で決定されるチャンネル長は設計値より短くなりがち
である。特に、窓6のコーナー部ではチャンネル領域の
不純物の横方向拡散が少なくなるためチャンネル長は辺
部のDに比し、Cのごとく極端に短くなる。その結果、
しきい値電圧の低下、耐圧の低下、更にはドレイン遮断
電流の増大などの不具合を生じる。極端な場合にはショ
ート状態に近い不良が発生する。
電極とオーム接触をするため、n型不純物濃度を高くす
る必要があり、一方、チャンネル領域2の内、チャンネ
ル長さを決定する部分は優れた電気的特性を得るために
比較的、低い不純物濃度で、特に、オン抵抗及び入力容
量を小にするためにチャンネル領域を浅くする必要があ
る。従って、第1図(a)の内側の点線と外側の点線の
間で決定されるチャンネル長は設計値より短くなりがち
である。特に、窓6のコーナー部ではチャンネル領域の
不純物の横方向拡散が少なくなるためチャンネル長は辺
部のDに比し、Cのごとく極端に短くなる。その結果、
しきい値電圧の低下、耐圧の低下、更にはドレイン遮断
電流の増大などの不具合を生じる。極端な場合にはショ
ート状態に近い不良が発生する。
この発明は前記せる従来の絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタの構造の欠点を解消するものであって、比較
的、簡単な製造工程により、チャンネル長の寸法の制御
が容易で、電気的特性の優れた絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタを提供することを目的とする。
ンジスタの構造の欠点を解消するものであって、比較
的、簡単な製造工程により、チャンネル長の寸法の制御
が容易で、電気的特性の優れた絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタを提供することを目的とする。
以上、この発明の実施例を第2図(a)〜(c)及び
第3図(a)〜(f)により説明する。第2図(a)は
単位セルの平面構造図、(b)は(a)のA−A′断面
構造図、(c)は(a)のB−B′断面構造図であり、
第1図と同一符号は同一部分を示す。第2図(a)のご
とく、ソース領域はn型不純物の高濃度領域部3と低濃
度領域部3′に分け、ゲート電極の窓6の周辺には少な
くともコーナー部において低濃度領域部3′を存在さ
せ、窓6の周辺からゲート電極4の方向に向う横方向拡
散距離をコーナー部でイ。辺部でロのように点線で図示
したごとく形成する。従って窓6の周辺からゲート電極
4の方向に向う拡散距離は辺部では高濃度領域部3の存
在と相俟って長くロとなる。一方コーナー部では低濃度
領域部3′の存在と相俟って短くイとなる。従って横方
向拡散距離はイ<ロとなり、コーナー部におけるチャン
ネル長の短縮をおさえ、辺部のチャンネル長Dとほぼ等
しいチャンネル長Cを形成し、前記せる従来の電界効果
トランジスタのもつ問題点を解決する。
第3図(a)〜(f)により説明する。第2図(a)は
単位セルの平面構造図、(b)は(a)のA−A′断面
構造図、(c)は(a)のB−B′断面構造図であり、
第1図と同一符号は同一部分を示す。第2図(a)のご
とく、ソース領域はn型不純物の高濃度領域部3と低濃
度領域部3′に分け、ゲート電極の窓6の周辺には少な
くともコーナー部において低濃度領域部3′を存在さ
せ、窓6の周辺からゲート電極4の方向に向う横方向拡
散距離をコーナー部でイ。辺部でロのように点線で図示
したごとく形成する。従って窓6の周辺からゲート電極
4の方向に向う拡散距離は辺部では高濃度領域部3の存
在と相俟って長くロとなる。一方コーナー部では低濃度
領域部3′の存在と相俟って短くイとなる。従って横方
向拡散距離はイ<ロとなり、コーナー部におけるチャン
ネル長の短縮をおさえ、辺部のチャンネル長Dとほぼ等
しいチャンネル長Cを形成し、前記せる従来の電界効果
トランジスタのもつ問題点を解決する。
次いで、第3図(a)〜(f)の製造工程例により、
本発明の構成を更に述べる。
本発明の構成を更に述べる。
以下に、第3図(a)から(f)の順で簡単に説明す
る。
る。
(a) エピタキシアル成長させたシリコン基体1の主
表面にSiO2膜を形成し、窓開け後、これをマスクとして
B+のイオン注入、アニール、拡散を行なうことによりP+
域を形成する。
表面にSiO2膜を形成し、窓開け後、これをマスクとして
B+のイオン注入、アニール、拡散を行なうことによりP+
域を形成する。
(b) ゲート酸化膜5及びポリシリコンゲート電極4
を形成し、次いでチャンネル領域2形成のための四角形
の窓開けを行なう。
を形成し、次いでチャンネル領域2形成のための四角形
の窓開けを行なう。
(c) B+をイオン注入、アニール拡散を行ないチャン
ネル領域2を形成する。
ネル領域2を形成する。
(d) ポリシリコンゲート電極4とレジスト7をマス
クとしてAs +イオン注入し、低濃度ソース領域部のため
のn-領域を形成する。
クとしてAs +イオン注入し、低濃度ソース領域部のため
のn-領域を形成する。
(e) フォトレジスト7、8をマスクとしてAs +イオ
ンを注入し、高濃度ソース領域部のためのn+領域を形成
する。ただし、フォトレジストマスク8はポリシリコン
ゲート電極4の窓のコーナー部を遮へいするように設け
る。
ンを注入し、高濃度ソース領域部のためのn+領域を形成
する。ただし、フォトレジストマスク8はポリシリコン
ゲート電極4の窓のコーナー部を遮へいするように設け
る。
(f) アニール拡散、層間絶縁膜9形成、コンタクト
ホール形成、アルミニウム電極10形成、及びパッシベー
ション膜11を形成する。
ホール形成、アルミニウム電極10形成、及びパッシベー
ション膜11を形成する。
このようにして製造した電界効果トランジスタは第4
図のVDSS(ドレイン・ソース電圧)−IDSS(ドレイン遮
断電流)特性図に示すように従来型の1に対し、2のご
とく、電圧値の上昇に伴う、ドレイン遮断電流の増加を
著しく改善した。前記の実施例ではポリシリコンゲート
電極の窓は四角形で形成しているが、六角形等、必要に
応じて、他の多角形を選択できる。又、窓のコーナー部
は若干、円弧状に角がとれた形状が一般である。
図のVDSS(ドレイン・ソース電圧)−IDSS(ドレイン遮
断電流)特性図に示すように従来型の1に対し、2のご
とく、電圧値の上昇に伴う、ドレイン遮断電流の増加を
著しく改善した。前記の実施例ではポリシリコンゲート
電極の窓は四角形で形成しているが、六角形等、必要に
応じて、他の多角形を選択できる。又、窓のコーナー部
は若干、円弧状に角がとれた形状が一般である。
なお、基体下面に更にP型領域をもった電導度変調形
の電界効果トランジスタに適用できることはもちろん、
導電型の等価的変換、部分的変形、あるいはその他の付
加についても本発明の要旨の範囲でなし得るものであ
る。この発明によれば、電界効果トランジスタの単位セ
ルについて、ゲート電極の窓の周辺からゲート電極4の
方向に向うへのソース領域の横方向拡散距離をコーナー
部の方を辺部より短く構成するので、チャンネル長の制
御、特にコーナー部が改善され、電気的特性の優れた絶
縁ゲート型電界効果トランジスタを得ることができ、そ
の産業上の効果、極めて大なるものである。
の電界効果トランジスタに適用できることはもちろん、
導電型の等価的変換、部分的変形、あるいはその他の付
加についても本発明の要旨の範囲でなし得るものであ
る。この発明によれば、電界効果トランジスタの単位セ
ルについて、ゲート電極の窓の周辺からゲート電極4の
方向に向うへのソース領域の横方向拡散距離をコーナー
部の方を辺部より短く構成するので、チャンネル長の制
御、特にコーナー部が改善され、電気的特性の優れた絶
縁ゲート型電界効果トランジスタを得ることができ、そ
の産業上の効果、極めて大なるものである。
第1図は従来の絶縁ゲート型電界効果トランジスタの構
造図で、(a)は平面図、(b)はA−A′断面図、
(c)はB−B′断面図であり、第2図は本発明の実施
例の構造図で、(a)は平面図、(b)はA−A′断面
図、(c)はB−B′断面図である。又、第3図(a)
〜(f)は本発明の実施例の製造工程図である。第4図
はVDSS(ドレイン・ソース電圧)−IDSS(ドレイン遮断
電流)特性図である。1はドレイン領域、2はチャンネ
ル領域、3はソース領域、3′はソース領域の低濃度領
域部、4はゲート電極、5はゲート絶縁膜、6は4の
窓、7、8はレジスト、9は層間膜、10はアルミニウム
電極、11はパッシベーション膜であり、C、D、イ、ロ
はそれぞれ指定の場所を示す。
造図で、(a)は平面図、(b)はA−A′断面図、
(c)はB−B′断面図であり、第2図は本発明の実施
例の構造図で、(a)は平面図、(b)はA−A′断面
図、(c)はB−B′断面図である。又、第3図(a)
〜(f)は本発明の実施例の製造工程図である。第4図
はVDSS(ドレイン・ソース電圧)−IDSS(ドレイン遮断
電流)特性図である。1はドレイン領域、2はチャンネ
ル領域、3はソース領域、3′はソース領域の低濃度領
域部、4はゲート電極、5はゲート絶縁膜、6は4の
窓、7、8はレジスト、9は層間膜、10はアルミニウム
電極、11はパッシベーション膜であり、C、D、イ、ロ
はそれぞれ指定の場所を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】ドレイン領域となる第1導電型の半導体基
体に形成した第2導電型のチャンネル領域、該チャンネ
ル領域内に形成した第1導電型のソース領域、及び該チ
ャンネル領域上にゲート絶縁膜を介して、該ドレイン領
域と該ソース領域にまたがるように設けたゲート電極か
ら成り、該ゲート電極の多角形の窓内にソース電極をコ
ンタクトさせるようにした絶縁ゲート型電界効果トラン
ジスタにおいて、該ソース領域は第1導電型の高濃度領
域部と低濃度領域部を有し、且つ該ゲート電極の窓のコ
ーナー部において、該低濃度領域部を存在せしめ、該ゲ
ート電極の多角形の窓周辺からゲート電極の方向に向か
う、該第1導電型不純物の横方向拡散距離を、該窓の辺
部の高濃度領域に比し、該コーナー部の低濃度領域部の
方を短くしたことを特徴とする絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1104124A JP2925161B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1104124A JP2925161B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02281758A JPH02281758A (ja) | 1990-11-19 |
JP2925161B2 true JP2925161B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=14372376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1104124A Expired - Lifetime JP2925161B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2925161B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1408542A3 (en) * | 1994-07-14 | 2009-01-21 | STMicroelectronics S.r.l. | High-speed MOS-technology power device integrated structure, and related manufacturing process |
JP7126867B2 (ja) * | 2018-05-31 | 2022-08-29 | 新電元工業株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0232785B2 (ja) * | 1981-09-18 | 1990-07-23 | Sanyo Electric Co | Zetsuengeetodenkaikokahandotaisochinoseizohoho |
JPS59149057A (ja) * | 1983-02-15 | 1984-08-25 | Nissan Motor Co Ltd | 縦型mosトランジスタ |
JPS59149053A (ja) * | 1983-02-16 | 1984-08-25 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH02150068A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Fuji Electric Co Ltd | 二重拡散mosfet |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1104124A patent/JP2925161B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02281758A (ja) | 1990-11-19 |
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