JPH0612828B2 - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH0612828B2 JPH0612828B2 JP58119355A JP11935583A JPH0612828B2 JP H0612828 B2 JPH0612828 B2 JP H0612828B2 JP 58119355 A JP58119355 A JP 58119355A JP 11935583 A JP11935583 A JP 11935583A JP H0612828 B2 JPH0612828 B2 JP H0612828B2
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
- 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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- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
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- H01L27/0716—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common comprising components of the field effect type in combination with bipolar transistors and diodes, or capacitors, or resistors in combination with vertical bipolar transistors and diodes, or capacitors, or resistors
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- H01L29/7804—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device the other device being a pn-junction diode
- H01L29/7805—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device the other device being a pn-junction diode in antiparallel, e.g. freewheel diode
-
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、たとえば電動機制御用あるいは電力制御用
に用いられる絶縁ゲート電界効果形トランジスタ(MOS
FET)等の半導体装置に関する。
に用いられる絶縁ゲート電界効果形トランジスタ(MOS
FET)等の半導体装置に関する。
一般に、大電流,高電圧を扱うこの種の電力用MOS FET
としては、二重拡散形MOS(以下D MOSと略称する)、V
MOS、U MOS等の種々の構成のものが使用されている。第
1図は、代表的なものとしてD MOS FETの断面構成を示
している。図において、11はN+形の高濃度シリコン基
板で、この高濃度シリコン基板11の一方の表面上には
N-形の低濃度シリコンエピタキシャル層12が形成さ
れ、これら高濃度シリコン基板11と低濃度シリコンエ
ピタキシャル層12とでドレイン領域が形成される。上
記高濃度シリコン基板11の他方の表面上にはドレイン
電極13が形成される。また、上記低濃度シリコンエピ
タキシャル層12内には、チャネル部ベース領域として
P形の不純物拡散領域14,14が形成されるととも
に、この不純物拡散領域14,14内にはそれぞれソー
ス領域としてN+形の不純物拡散領域15,15が形成さ
れる。さらに、上記低濃度シリコンエピタキシャル層1
2上には、不純物拡散領域14,14および15,15
の一部表面上まで延設されたゲート絶縁膜16を介して
ゲート電極層17が形成される。上記ゲート電極層17
上には、層間絶縁膜18が形成され、この層間絶縁膜1
8上にソース電極層19が形成されて、ソース電極層1
9と不純物拡散域(チャネル部ベース領域)14,14
および不純物拡散領域(ソース領域)15,15が接続
されるようになっている。
としては、二重拡散形MOS(以下D MOSと略称する)、V
MOS、U MOS等の種々の構成のものが使用されている。第
1図は、代表的なものとしてD MOS FETの断面構成を示
している。図において、11はN+形の高濃度シリコン基
板で、この高濃度シリコン基板11の一方の表面上には
N-形の低濃度シリコンエピタキシャル層12が形成さ
れ、これら高濃度シリコン基板11と低濃度シリコンエ
ピタキシャル層12とでドレイン領域が形成される。上
記高濃度シリコン基板11の他方の表面上にはドレイン
電極13が形成される。また、上記低濃度シリコンエピ
タキシャル層12内には、チャネル部ベース領域として
P形の不純物拡散領域14,14が形成されるととも
に、この不純物拡散領域14,14内にはそれぞれソー
ス領域としてN+形の不純物拡散領域15,15が形成さ
れる。さらに、上記低濃度シリコンエピタキシャル層1
2上には、不純物拡散領域14,14および15,15
の一部表面上まで延設されたゲート絶縁膜16を介して
ゲート電極層17が形成される。上記ゲート電極層17
上には、層間絶縁膜18が形成され、この層間絶縁膜1
8上にソース電極層19が形成されて、ソース電極層1
9と不純物拡散域(チャネル部ベース領域)14,14
および不純物拡散領域(ソース領域)15,15が接続
されるようになっている。
上記のような構成の等価回路を第2図に示す。MOS FET
QM1は、高濃度シリコン基板11および低濃度シリコン
エピタキシャル層12によってドレインDが、N+形の不
純物拡散領域15,15によってソースSが形成され、
ゲート電極層17がゲート電極Gに対応している。抵抗
RBは、不純物拡散領域15,15下の不純物拡散領域1
4,14の抵抗成分であり、NPN形のバイポーラトラン
ジスタQB1は、N+形の不純物拡散領域15,15がエミ
ッタに、P形の不純物拡散領域14,14がベースに、
N-形の低濃度シリコンエピタキシャル層12がコレクタ
に対応する。また、ダイオードD1は、P形の不純物拡散
領域14,14がアノードに、N-形のシリコンエピタキ
シャル層12がカソードにそれぞれ対応して寄生的に形
成される。上記第2図に示した等価回路は、他の種々の
電力用MOS FET構造(V MOS FET,U MOS FET)において
も同様である。
QM1は、高濃度シリコン基板11および低濃度シリコン
エピタキシャル層12によってドレインDが、N+形の不
純物拡散領域15,15によってソースSが形成され、
ゲート電極層17がゲート電極Gに対応している。抵抗
RBは、不純物拡散領域15,15下の不純物拡散領域1
4,14の抵抗成分であり、NPN形のバイポーラトラン
ジスタQB1は、N+形の不純物拡散領域15,15がエミ
ッタに、P形の不純物拡散領域14,14がベースに、
N-形の低濃度シリコンエピタキシャル層12がコレクタ
に対応する。また、ダイオードD1は、P形の不純物拡散
領域14,14がアノードに、N-形のシリコンエピタキ
シャル層12がカソードにそれぞれ対応して寄生的に形
成される。上記第2図に示した等価回路は、他の種々の
電力用MOS FET構造(V MOS FET,U MOS FET)において
も同様である。
ところで、たとえば電動機制御回路においては、第3図
に示すように、2個のMOS FET QM1 ,QM2 を正電源と
負電源間に直列接続し、これらMOS FET QM1 ,QM2 の
接続点と正電源間に巻線Lを挿接して、上記MOS FET
QM1 ,QM2 を制御信号CS1 ,CS2 によって選択的に導通
制御することにより、巻線Lを励磁して電動機も回動制
御する。この時、MOS FET QM2 のオン状態(MOS FET Q
M1 はオフ状態)時には、正電源から巻線LおよびMOS
FET QM2 を介して負電源への電流路が形成され、そ
れぞれIL,ITなる電流が流れる。一方、MOS FET QM1 は
オフ状態であるが、ダイオードD1を介してフルーホイー
ル電流IDが流れる。このように、ダイオードD1に順方向
電流(IF)を流しているときには、カソード領域(N-形
のシリコンエピタキシャル層)12にキャリアが蓄積さ
れ、MOS FET QM2 のオン状態からオフ状態、QM1 のオフ
状態からオン状態への反転時、上記蓄積されたキャリア
がカソード領域12からアノード領域(P形の不純物拡
散領域)14,14を介してソース電極層19へ導出さ
れ、第4図に示すような逆回復電流IRが流れ。このと
き、不純物拡散領域15,15下のベース領域(P形の
不純物拡散領域)14,14の抵抗成分により電圧降下
が生じ、これによって上記寄生NPNトランジスタQB1 の
ベース・エミッタ間が順バイアスされ、このトランジス
タQB1 がオン状態となる。上記トランジスタQB1 がオン
状態となると、N+形の不純物拡散領域15,15下に電
流集中を生じてこの近傍の温度が上昇し、破壊に至る欠
点がある。
に示すように、2個のMOS FET QM1 ,QM2 を正電源と
負電源間に直列接続し、これらMOS FET QM1 ,QM2 の
接続点と正電源間に巻線Lを挿接して、上記MOS FET
QM1 ,QM2 を制御信号CS1 ,CS2 によって選択的に導通
制御することにより、巻線Lを励磁して電動機も回動制
御する。この時、MOS FET QM2 のオン状態(MOS FET Q
M1 はオフ状態)時には、正電源から巻線LおよびMOS
FET QM2 を介して負電源への電流路が形成され、そ
れぞれIL,ITなる電流が流れる。一方、MOS FET QM1 は
オフ状態であるが、ダイオードD1を介してフルーホイー
ル電流IDが流れる。このように、ダイオードD1に順方向
電流(IF)を流しているときには、カソード領域(N-形
のシリコンエピタキシャル層)12にキャリアが蓄積さ
れ、MOS FET QM2 のオン状態からオフ状態、QM1 のオフ
状態からオン状態への反転時、上記蓄積されたキャリア
がカソード領域12からアノード領域(P形の不純物拡
散領域)14,14を介してソース電極層19へ導出さ
れ、第4図に示すような逆回復電流IRが流れ。このと
き、不純物拡散領域15,15下のベース領域(P形の
不純物拡散領域)14,14の抵抗成分により電圧降下
が生じ、これによって上記寄生NPNトランジスタQB1 の
ベース・エミッタ間が順バイアスされ、このトランジス
タQB1 がオン状態となる。上記トランジスタQB1 がオン
状態となると、N+形の不純物拡散領域15,15下に電
流集中を生じてこの近傍の温度が上昇し、破壊に至る欠
点がある。
この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので
その目的とするところは、MOS FETの構造に起因して発
生する破壊耐量の向上を図れるとともに、動作速度の高
速化および高効率化をも実現できるすぐれた半導体装置
を提供することである。
その目的とするところは、MOS FETの構造に起因して発
生する破壊耐量の向上を図れるとともに、動作速度の高
速化および高効率化をも実現できるすぐれた半導体装置
を提供することである。
すなわち、この発明においては、第1導電型の半導体基
板と、この基板内に形成された第2導電型の第1、第2
の半導体領域と、第1の半導体領域内に形成された第1
導電型の第3の半導体領域と、基板、第1の半導体領域
および第3の半導体領域上にそれぞれに跨がり、これら
基板、第1の半導体領域および第3の半導体領とそれぞ
れ絶縁されて形成されたゲート電極と、基板と第3の半
導体領域との間の第1の半導体領域の表面上に、この第
1の半導体領域と絶縁されて形成されたゲート電極と、
第1、第2、第3の半導体領域それぞれに接続されたソ
ース電極と、基板に接続されたドレイン電極と、を具備
する。そして、ソース電極からドレイン電極へと電流を
流す際、この電流を第2の半導体領域と基板との接合に
より形成される第1のダイオードと、第1の半導体領域
と基板との接合により形成される第2のダイオードとに
それぞれ分流するように構成し、かつ第1のダイオード
の順方向降下電圧を第2のダイオードの順方向降下電圧
よりも低く設定されるようにしている。
板と、この基板内に形成された第2導電型の第1、第2
の半導体領域と、第1の半導体領域内に形成された第1
導電型の第3の半導体領域と、基板、第1の半導体領域
および第3の半導体領域上にそれぞれに跨がり、これら
基板、第1の半導体領域および第3の半導体領とそれぞ
れ絶縁されて形成されたゲート電極と、基板と第3の半
導体領域との間の第1の半導体領域の表面上に、この第
1の半導体領域と絶縁されて形成されたゲート電極と、
第1、第2、第3の半導体領域それぞれに接続されたソ
ース電極と、基板に接続されたドレイン電極と、を具備
する。そして、ソース電極からドレイン電極へと電流を
流す際、この電流を第2の半導体領域と基板との接合に
より形成される第1のダイオードと、第1の半導体領域
と基板との接合により形成される第2のダイオードとに
それぞれ分流するように構成し、かつ第1のダイオード
の順方向降下電圧を第2のダイオードの順方向降下電圧
よりも低く設定されるようにしている。
上記構成によれば、第1のダイオードの順方向降下電圧
を第2のダイオードの順方向降下電圧よりも低くするこ
とにより、ソース電極からドレイン電極へと電流を流す
際、より多くの電流が第1のダイオードに流れるように
なる。第1のダイオードに、より多くの電流が流れるよ
うになれば、第2のダイオードを構成する第1の半導体
領域およびその近傍におけるキャリアの蓄積が低減され
る。第1の半導体領域およびその近傍におけるキャリア
の蓄積が低減されれば、基板をコレクタとし、第1の半
導体領域をベースし、第3の半導体領域をエミッタとす
るような寄生バイポーラトランジスタの導通を阻止でき
る。従って、ソースからドレインへと電流を流す際、例
えばフリーホイール動作が行われる時等に、素子の破壊
耐量が向上するものである。
を第2のダイオードの順方向降下電圧よりも低くするこ
とにより、ソース電極からドレイン電極へと電流を流す
際、より多くの電流が第1のダイオードに流れるように
なる。第1のダイオードに、より多くの電流が流れるよ
うになれば、第2のダイオードを構成する第1の半導体
領域およびその近傍におけるキャリアの蓄積が低減され
る。第1の半導体領域およびその近傍におけるキャリア
の蓄積が低減されれば、基板をコレクタとし、第1の半
導体領域をベースし、第3の半導体領域をエミッタとす
るような寄生バイポーラトランジスタの導通を阻止でき
る。従って、ソースからドレインへと電流を流す際、例
えばフリーホイール動作が行われる時等に、素子の破壊
耐量が向上するものである。
また、第1のダイオードの逆方向回復時間を、第2のダ
イオードの逆方向回復時間より短くなるように構成する
ことにより、第1のダイオードは、フリーホイールダイ
オードとしてその動作が高速化され、かつ電力損失が低
減されて高能率化するものである。
イオードの逆方向回復時間より短くなるように構成する
ことにより、第1のダイオードは、フリーホイールダイ
オードとしてその動作が高速化され、かつ電力損失が低
減されて高能率化するものである。
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第5図および第6図はそれぞれ断面構成およびそ
の等価回路を示している。図において、第1図あるいは
第2図と同一構成部には同じ符号を付してその説明は省
略する。すなわち、MOS FET QM1 のソース・ドレイン間
に順方向にダイオードD3を挿接したもので、このダイオ
ードD3は、N-形のシリコンエピタキシャル層12内に上
記P形の不純物拡散領域14,14と所定間隔離間して
形成したP形の不純物拡散領域20と上記シリコンエピ
タキシャル層12とによって構成し、不純物拡散領域2
0はソース電極層19に接続されて成る。なお、上記ダ
イオードD3の順方向降下電圧VF3 は、ダイオードD1の順
方向降下電圧VF1 より低く設定する。上記順方向降下電
圧VF3 とVF1 との差は、例えば順方向電流IFが15Aの
時、0.4V程度の値が効果的である。
する。第5図および第6図はそれぞれ断面構成およびそ
の等価回路を示している。図において、第1図あるいは
第2図と同一構成部には同じ符号を付してその説明は省
略する。すなわち、MOS FET QM1 のソース・ドレイン間
に順方向にダイオードD3を挿接したもので、このダイオ
ードD3は、N-形のシリコンエピタキシャル層12内に上
記P形の不純物拡散領域14,14と所定間隔離間して
形成したP形の不純物拡散領域20と上記シリコンエピ
タキシャル層12とによって構成し、不純物拡散領域2
0はソース電極層19に接続されて成る。なお、上記ダ
イオードD3の順方向降下電圧VF3 は、ダイオードD1の順
方向降下電圧VF1 より低く設定する。上記順方向降下電
圧VF3 とVF1 との差は、例えば順方向電流IFが15Aの
時、0.4V程度の値が効果的である。
このような構成によれば、順方向電流IFは、第6図の等
価回路に示したように寄生ダイオードD1とD3とに分流さ
れ、それぞれのダイオードD1,D3の順方向電流IF1 とI
F3 との和となる。従って、上記順方向IFが一定のもの
ではダイオードD1の順方向電流IF1 は低減されるため、
ダイオードD1に基づく逆方向回復電流IR1 が減少し、寄
生バイポーラトランジスタQB1 のベース抵抗に発生する
順バイアス電圧が低減されてこのトランジスタQB1 の動
作が阻止される。特にダイオードD1,D3の順方向降下電
圧VF1 ,VF3 を「VF1 >VF3 」なる関係に設定し、「V
F1 ≪VF3 」としたので、ダイオードD1によるキャリア
の蓄積を大幅に低減でき、素子の破壊を防止できるとと
もに、逆回復耐量の大幅な向上を図れる。
価回路に示したように寄生ダイオードD1とD3とに分流さ
れ、それぞれのダイオードD1,D3の順方向電流IF1 とI
F3 との和となる。従って、上記順方向IFが一定のもの
ではダイオードD1の順方向電流IF1 は低減されるため、
ダイオードD1に基づく逆方向回復電流IR1 が減少し、寄
生バイポーラトランジスタQB1 のベース抵抗に発生する
順バイアス電圧が低減されてこのトランジスタQB1 の動
作が阻止される。特にダイオードD1,D3の順方向降下電
圧VF1 ,VF3 を「VF1 >VF3 」なる関係に設定し、「V
F1 ≪VF3 」としたので、ダイオードD1によるキャリア
の蓄積を大幅に低減でき、素子の破壊を防止できるとと
もに、逆回復耐量の大幅な向上を図れる。
さらに、上記のような構成において、ダイオードD1,D3
の順方向降下電圧VF1 ,VF3 を「VF1 >VF3 」なる関係
に設定するとともに、ダイオードD3の逆回復時間trr3を
ダイオードD1の逆回復時間trr1より小さく設定すれば、
フリーホイールダイオード動作時の逆方向回復電流IRお
よび逆回復時間trrを減少でき、大幅な高速化と省電力
化による高能率化が実現できる。上記順方向降下電圧V
F1 とVF3 との設定は、たとえば、不純物拡散領域1
4,14と不純物拡散領域20との不純物濃度を変える
ことによる接触抵抗差によって設定可能である。また、
第7図に示すように、不純物拡散領域14,14および
15,15とソース電極層(アルミニウム層)19との
間に、たとえばチタン、ポリシリコン等から成るバリヤ
ー層10,10を選択的に形成し、ダイオードD1の順方
向降下電圧を変えることができる。また、上記逆回復時
間trr1,trr3の設定は、たとえば不純物拡散領域20と
その近傍の低濃度シリコンエピタキシャル層12にpt,
Auなどのライフタイムキラーを拡散することによってキ
ャリアライフタイムを変え、MOS FET QM1 およびダイオ
ードD3がそれぞれ最良の特性を得られるよう設定でき
る。
の順方向降下電圧VF1 ,VF3 を「VF1 >VF3 」なる関係
に設定するとともに、ダイオードD3の逆回復時間trr3を
ダイオードD1の逆回復時間trr1より小さく設定すれば、
フリーホイールダイオード動作時の逆方向回復電流IRお
よび逆回復時間trrを減少でき、大幅な高速化と省電力
化による高能率化が実現できる。上記順方向降下電圧V
F1 とVF3 との設定は、たとえば、不純物拡散領域1
4,14と不純物拡散領域20との不純物濃度を変える
ことによる接触抵抗差によって設定可能である。また、
第7図に示すように、不純物拡散領域14,14および
15,15とソース電極層(アルミニウム層)19との
間に、たとえばチタン、ポリシリコン等から成るバリヤ
ー層10,10を選択的に形成し、ダイオードD1の順方
向降下電圧を変えることができる。また、上記逆回復時
間trr1,trr3の設定は、たとえば不純物拡散領域20と
その近傍の低濃度シリコンエピタキシャル層12にpt,
Auなどのライフタイムキラーを拡散することによってキ
ャリアライフタイムを変え、MOS FET QM1 およびダイオ
ードD3がそれぞれ最良の特性を得られるよう設定でき
る。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、要旨を変えない範囲で種々変形が可能であり、たと
えば第8図に示すように構成しても良い。すなわち、上
記第5図におけるゲート電極層17、ゲート絶縁膜16
および不純物拡散領域15の一部を削除したものであ
る。図において、前記第5図と同一構成部には同じ符号
を付してその説明は省力する。このような構成において
も上記各実施例と同様な効果が得られる。
く、要旨を変えない範囲で種々変形が可能であり、たと
えば第8図に示すように構成しても良い。すなわち、上
記第5図におけるゲート電極層17、ゲート絶縁膜16
および不純物拡散領域15の一部を削除したものであ
る。図において、前記第5図と同一構成部には同じ符号
を付してその説明は省力する。このような構成において
も上記各実施例と同様な効果が得られる。
第9図および第10図はそれぞれ、この発明の他の実施
例を示すもので、上記各実施例ではMOS FET QM1 とダイ
オードD3とを離間して形成したのに対し、MOS FET QM1
のP形不純物拡散領域(チャネル部ベース領域)14に
接した状態で、ダイオードD3のアノード領域(P形不純
物拡散領域)20を形成したものである。第10図にお
いては、第9図における間絶縁膜181を取り除いた構
成となっている。このような構成においても等価回路で
は前記第6図に示したものとなり、同様な効果が得られ
る。
例を示すもので、上記各実施例ではMOS FET QM1 とダイ
オードD3とを離間して形成したのに対し、MOS FET QM1
のP形不純物拡散領域(チャネル部ベース領域)14に
接した状態で、ダイオードD3のアノード領域(P形不純
物拡散領域)20を形成したものである。第10図にお
いては、第9図における間絶縁膜181を取り除いた構
成となっている。このような構成においても等価回路で
は前記第6図に示したものとなり、同様な効果が得られ
る。
なお、上記第8図から第10図に示した構成においても
前記第7図と同様にして順方向降下電圧の設定が可能で
ある。また、上記各実施例ではNチャネル形のMOS FET
について説明したが、Pチャネル形のMOS FETにも適用
可能なのはもちろんであり、この場合は、ダイオードの
極性を逆にした構成となる。さらに、D MOS FETの場合
について説明したがV MOS FET,U MOS FETなど他の種々
の構造のMOS FETであっても、ソース・ドレイン間に、
寄生ダイオードと同一方向でかつ並列にダイオードを接
続することにより同様な効果が得られる。第11図にV
MOS FETにこの発明を適用した例を示す。図において、
21は、N+の高濃度シリコン基板、22はN-形の低濃度
シリコンエピタキシャル層、23はドレイン電極層、2
4はP形の不純物拡散領域、25,25はN+形の不純物
拡散領域、26はシリコン酸化膜、27はポリシリコン
から成るゲート電極層、28はアルミニウムから成るソ
ース電極層で、これらによってV MOS FETが構成され
る。このV MOS FETと離間して上記N-形のシリコンエピ
タキシャル層22内にはP形の不純物拡散領域29を形
成し、この不純物拡散領域29上に上記ソース電極層2
8を延設する。そして上記P形の不純物拡散領域29と
N-形の低濃度シリコンエピタキシャル層28とでダイオ
ードを構成する。
前記第7図と同様にして順方向降下電圧の設定が可能で
ある。また、上記各実施例ではNチャネル形のMOS FET
について説明したが、Pチャネル形のMOS FETにも適用
可能なのはもちろんであり、この場合は、ダイオードの
極性を逆にした構成となる。さらに、D MOS FETの場合
について説明したがV MOS FET,U MOS FETなど他の種々
の構造のMOS FETであっても、ソース・ドレイン間に、
寄生ダイオードと同一方向でかつ並列にダイオードを接
続することにより同様な効果が得られる。第11図にV
MOS FETにこの発明を適用した例を示す。図において、
21は、N+の高濃度シリコン基板、22はN-形の低濃度
シリコンエピタキシャル層、23はドレイン電極層、2
4はP形の不純物拡散領域、25,25はN+形の不純物
拡散領域、26はシリコン酸化膜、27はポリシリコン
から成るゲート電極層、28はアルミニウムから成るソ
ース電極層で、これらによってV MOS FETが構成され
る。このV MOS FETと離間して上記N-形のシリコンエピ
タキシャル層22内にはP形の不純物拡散領域29を形
成し、この不純物拡散領域29上に上記ソース電極層2
8を延設する。そして上記P形の不純物拡散領域29と
N-形の低濃度シリコンエピタキシャル層28とでダイオ
ードを構成する。
このような構成においても、上記D MOS FETの場合と同
様な効果が得られ、同様な変形構成も可能である。また
V MOS FETやU MOS FETに限られず、MOS構造を有する四
層素子にも適用が可能である。
様な効果が得られ、同様な変形構成も可能である。また
V MOS FETやU MOS FETに限られず、MOS構造を有する四
層素子にも適用が可能である。
以上説明したようにこの発明によれば、MOS FETの構造
に起因して発生する破壊耐量の向上を図れるとともに、
動作速度の高速化および高効率化をも実現できるすぐれ
た半導体装置が得られる。
に起因して発生する破壊耐量の向上を図れるとともに、
動作速度の高速化および高効率化をも実現できるすぐれ
た半導体装置が得られる。
第1図および第2図はそれぞれ従来の半導体装置の断面
構成図およびその等価回路図、第3図は上記第1図およ
び第2図に示した半導体装置を電動機制御回路に使用す
る場合の回路図、第4図は上記第3図の回路の動作を説
明するための図、第5図および第6図はそれぞれこの発
明の一実施例に係る半導体装置の断面構成図およびその
等価回路図、第7図ないし第11図はそれぞれこの発明
の他の実施例を説明するための断面構成図である。 QM1 ……MOS FET、D……ドレイン、S……ソース、G
……ゲート、D1……寄生ダイオード、D3……ダイオー
ド、14,14……P形の不純物拡散領域(ベース領
域)。
構成図およびその等価回路図、第3図は上記第1図およ
び第2図に示した半導体装置を電動機制御回路に使用す
る場合の回路図、第4図は上記第3図の回路の動作を説
明するための図、第5図および第6図はそれぞれこの発
明の一実施例に係る半導体装置の断面構成図およびその
等価回路図、第7図ないし第11図はそれぞれこの発明
の他の実施例を説明するための断面構成図である。 QM1 ……MOS FET、D……ドレイン、S……ソース、G
……ゲート、D1……寄生ダイオード、D3……ダイオー
ド、14,14……P形の不純物拡散領域(ベース領
域)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 博仁 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 東 京芝浦電気株式会社多摩川工場内 (72)発明者 三輪 行信 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 東 京芝浦電気株式会社多摩川工場内 (72)発明者 中山 善仁 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 東 京芝浦電気株式会社多摩川工場内 (56)参考文献 特開 昭55−43864(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】第1導電型の半導体基板と、 前記基板内に形成された第2導電型の第1、第2の半導
体領域と、 前記第1の半導体領域内に形成された第1導電型の第3
の半導体領域と、 前記基板、前記第1の半導体領域および前記第3の半導
体領域上にそれぞれに跨がり、これら基板、第1の半導
体領域および第3の半導体領とそれぞれ絶縁されて形成
されたゲート電極と、 前記第1、第2、第3の半導体領域それぞれに接続され
たソース電極と、 前記基板に接続されたドレイン電極と、を具備し、 前記ソース電極から前記ドレイン電極へと電流を流す
際、この電流が、前記第2の半導体領域と前記基板との
接合により形成される第1のダイオードと、前記第1の
半導体領域と前記基板との接合により形成される第2の
ダイオードとにそれぞれ分流されるように構成され、か
つ前記第1のダイオードの順方向降下電圧が前記第2の
ダイオードの順方向降下電圧よりも低く設定されている
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】前記第1のダイオードの逆方向回復時間
を、前記第2のダイオードの逆方向回復時間より短くな
るように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の半導体装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58119355A JPH0612828B2 (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体装置 |
EP84107327A EP0133642B1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-26 | Semiconductor device comprising a dmosfet |
DE8484107327T DE3473535D1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-26 | Semiconductor device comprising a dmosfet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58119355A JPH0612828B2 (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6010781A JPS6010781A (ja) | 1985-01-19 |
JPH0612828B2 true JPH0612828B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=14759434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58119355A Expired - Lifetime JPH0612828B2 (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0133642B1 (ja) |
JP (1) | JPH0612828B2 (ja) |
DE (1) | DE3473535D1 (ja) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4737667A (en) * | 1986-03-11 | 1988-04-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Driving circuitry for a MOSFET having a source load |
IT1213411B (it) * | 1986-12-17 | 1989-12-20 | Sgs Microelettronica Spa | Struttura mos di potenza con dispositivo di protezione contro le sovratensioni e processo per lasua fabbricazione. |
EP0293846A1 (de) * | 1987-06-05 | 1988-12-07 | Siemens Aktiengesellschaft | MIS-Leistunsgstransistor |
JPH0828506B2 (ja) * | 1988-11-07 | 1996-03-21 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2600829B2 (ja) * | 1988-08-04 | 1997-04-16 | 三井石油化学工業株式会社 | ポリプロピレン樹脂組成物 |
DE68926384T2 (de) * | 1988-11-29 | 1996-10-10 | Toshiba Kawasaki Kk | Lateraler Leitfähigkeitsmodulations-MOSFET |
EP0409010A1 (de) * | 1989-07-19 | 1991-01-23 | Asea Brown Boveri Ag | Abschaltbares Leistungshalbleiterbauelement |
DE69029180T2 (de) * | 1989-08-30 | 1997-05-22 | Siliconix Inc | Transistor mit Spannungsbegrenzungsanordnung |
JPH03238871A (ja) * | 1990-02-15 | 1991-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US5544038A (en) * | 1992-09-21 | 1996-08-06 | General Electric Company | Synchronous rectifier package for high-efficiency operation |
DE69617098T2 (de) * | 1995-06-02 | 2002-04-18 | Siliconix Inc | Grabengate-Leistungs-MOSFET mit Schutzdioden in periodischer Anordnung |
US6049108A (en) * | 1995-06-02 | 2000-04-11 | Siliconix Incorporated | Trench-gated MOSFET with bidirectional voltage clamping |
US6140678A (en) * | 1995-06-02 | 2000-10-31 | Siliconix Incorporated | Trench-gated power MOSFET with protective diode |
US5998837A (en) * | 1995-06-02 | 1999-12-07 | Siliconix Incorporated | Trench-gated power MOSFET with protective diode having adjustable breakdown voltage |
US5856692A (en) * | 1995-06-02 | 1999-01-05 | Siliconix Incorporated | Voltage-clamped power accumulation-mode MOSFET |
KR100510096B1 (ko) * | 1997-10-31 | 2006-02-28 | 실리코닉스 인코퍼레이티드 | 트렌치-게이트형 파워 mosfet |
US7279743B2 (en) | 2003-12-02 | 2007-10-09 | Vishay-Siliconix | Closed cell trench metal-oxide-semiconductor field effect transistor |
US8183629B2 (en) | 2004-05-13 | 2012-05-22 | Vishay-Siliconix | Stacked trench metal-oxide-semiconductor field effect transistor device |
CN101185169B (zh) | 2005-04-06 | 2010-08-18 | 飞兆半导体公司 | 沟栅场效应晶体管及其形成方法 |
DE102005019860B4 (de) * | 2005-04-28 | 2010-11-18 | Siemens Ag | Steuerbare Halbleiterdiode, elektronisches Bauteil und Spannungszwischenkreisumrichter |
US8471390B2 (en) | 2006-05-12 | 2013-06-25 | Vishay-Siliconix | Power MOSFET contact metallization |
US9437729B2 (en) | 2007-01-08 | 2016-09-06 | Vishay-Siliconix | High-density power MOSFET with planarized metalization |
US9947770B2 (en) | 2007-04-03 | 2018-04-17 | Vishay-Siliconix | Self-aligned trench MOSFET and method of manufacture |
US8368126B2 (en) | 2007-04-19 | 2013-02-05 | Vishay-Siliconix | Trench metal oxide semiconductor with recessed trench material and remote contacts |
US9484451B2 (en) | 2007-10-05 | 2016-11-01 | Vishay-Siliconix | MOSFET active area and edge termination area charge balance |
US9443974B2 (en) | 2009-08-27 | 2016-09-13 | Vishay-Siliconix | Super junction trench power MOSFET device fabrication |
US9431530B2 (en) | 2009-10-20 | 2016-08-30 | Vishay-Siliconix | Super-high density trench MOSFET |
US9306056B2 (en) | 2009-10-30 | 2016-04-05 | Vishay-Siliconix | Semiconductor device with trench-like feed-throughs |
US9842911B2 (en) | 2012-05-30 | 2017-12-12 | Vishay-Siliconix | Adaptive charge balanced edge termination |
US9722041B2 (en) | 2012-09-19 | 2017-08-01 | Vishay-Siliconix | Breakdown voltage blocking device |
US9887259B2 (en) | 2014-06-23 | 2018-02-06 | Vishay-Siliconix | Modulated super junction power MOSFET devices |
CN106575666B (zh) | 2014-08-19 | 2021-08-06 | 维西埃-硅化物公司 | 超结金属氧化物半导体场效应晶体管 |
WO2016028943A1 (en) | 2014-08-19 | 2016-02-25 | Vishay-Siliconix | Electronic circuit |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1342130A (en) * | 1971-08-31 | 1973-12-25 | Plessey Co Ltd | Solid state photodetector |
JPS52132684A (en) * | 1976-04-29 | 1977-11-07 | Sony Corp | Insulating gate type field effect transistor |
JPS5543864A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-27 | Hitachi Ltd | Mis semiconductor device |
GB2111745B (en) * | 1981-12-07 | 1985-06-19 | Philips Electronic Associated | Insulated-gate field-effect transistors |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58119355A patent/JPH0612828B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-06-26 DE DE8484107327T patent/DE3473535D1/de not_active Expired
- 1984-06-26 EP EP84107327A patent/EP0133642B1/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0133642A1 (en) | 1985-03-06 |
JPS6010781A (ja) | 1985-01-19 |
DE3473535D1 (en) | 1988-09-22 |
EP0133642B1 (en) | 1988-08-17 |
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