JP2002110982A - Field effect transistor - Google Patents
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- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
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- H10D30/668—Vertical DMOS [VDMOS] FETs having trench gate electrodes, e.g. UMOS transistors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電界効果トランジスタの導通抵抗を低減する技
術を提供する。
【解決手段】本発明の電界効果トランジスタ1は、複数
の孔が形成されたドレイン層12の表面に第1のベース
領域29が形成され、孔の内部底面に第2のベース領域
28が形成されている。各ソース領域43、44と、ド
レイン層12との間に電圧を印加した状態で、閾値電圧
以上の電圧をゲート電極膜22に印加すると、各ベース
領域29、28に反転層が形成され、導通状態になる。
このとき各ベース領域29、28の外側には空乏層が拡
がるが、各ベース領域が同一平面上に配置された従来に
比して、孔の深さ分だけ各ベース領域29、28の間隔
が大きくなるので、従来のように空乏層は繋がらずに、
各空乏層間に間隙が生じる。電流はこの間隙を流れるの
で、高抵抗の空乏層を経由しなければ電流が流れなかっ
た従来に比して、導通抵抗が低くなる。
(57) Abstract: Provided is a technique for reducing the conduction resistance of a field effect transistor. In a field effect transistor according to the present invention, a first base region is formed on a surface of a drain layer in which a plurality of holes are formed, and a second base region is formed on an inner bottom surface of the hole. ing. When a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to the gate electrode film 22 in a state where a voltage is applied between each of the source regions 43 and 44 and the drain layer 12, an inversion layer is formed in each of the base regions 29 and 28 and a conductive layer is formed. State.
At this time, a depletion layer spreads outside each of the base regions 29 and 28. However, as compared with the conventional case where each base region is arranged on the same plane, the distance between the base regions 29 and 28 is increased by the depth of the hole. As it becomes larger, the depletion layer does not connect as in the past,
A gap is created between each depletion layer. Since the current flows through this gap, the conduction resistance is lower than in the conventional case where no current flows unless the current passes through the high-resistance depletion layer.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電界効果トランジス
タに関し、特に、高耐圧低抵抗の電界効果トランジスタ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor, and more particularly, to a field effect transistor having a high withstand voltage and a low resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、電流を基板の厚み方向に流す
電界効果トランジスタが電力制御素子として用いられて
いる。図34を参照し、符号105は、従来型の電界効
果トランジスタの一例であり、シリコン単結晶基板11
1を有している。単結晶基板111の表面に、エピタキ
シャル成長によって形成されたドレイン層112が配置
されている。2. Description of the Related Art Hitherto, a field effect transistor which allows a current to flow in a thickness direction of a substrate has been used as a power control element. Referring to FIG. 34, reference numeral 105 denotes an example of a conventional field effect transistor, which is a silicon single crystal substrate 11
One. On the surface of single crystal substrate 111, drain layer 112 formed by epitaxial growth is arranged.
【0003】シリコン単結晶基板111内には、N型の
不純物が高濃度にドープされており、その裏面には、ド
レイン電極膜148が形成されている。また、ドレイン
層112内には、N型の不純物が低濃度にドープされて
おり、その表面近傍には、p型のベース領域154が形
成されている。ベース領域154内には、更に、その表
面からN型の不純物が拡散され、ソース領域161が形
成されている。An N-type impurity is heavily doped in a silicon single crystal substrate 111, and a drain electrode film 148 is formed on the back surface thereof. In the drain layer 112, an N-type impurity is doped at a low concentration, and a p-type base region 154 is formed near the surface. In the base region 154, an N-type impurity is further diffused from the surface to form a source region 161.
【0004】符号110は、ソース領域161の縁部分
とベース領域154の縁部分との間に位置するチャネル
領域である。このチャネル領域110の上部には、ゲー
ト絶縁膜126とゲート電極膜127とがこの順序で配
置されている。ゲート電極膜127の表面及び側面に
は、層間絶縁膜141が形成されており、その表面に
は、ソース電極膜144が配置されている。[0004] Reference numeral 110 denotes a channel region located between the edge of the source region 161 and the edge of the base region 154. Above the channel region 110, a gate insulating film 126 and a gate electrode film 127 are arranged in this order. An interlayer insulating film 141 is formed on the surface and side surfaces of the gate electrode film 127, and a source electrode film 144 is disposed on the surface.
【0005】上記のようなベース領域154は、ドレイ
ン領域112表面近傍に島状に配置されており、1個の
ベース領域154と、そのベース領域154内に配置さ
れたソース領域161及びチャネル領域110とで、1
個のセル101が形成されている。図35は、ドレイン
領域112の表面を示す平面図であり、矩形形状のセル
101が複数個行列状に配置されている。The above-described base region 154 is arranged in the form of an island in the vicinity of the surface of the drain region 112. One base region 154 and the source region 161 and the channel region 110 arranged in the base region 154 are arranged. And 1
Cells 101 are formed. FIG. 35 is a plan view showing the surface of the drain region 112, and a plurality of rectangular cells 101 are arranged in a matrix.
【0006】この電界効果トランジスタ105を使用す
る場合、ソース電極膜144を接地電位に置き、ドレイ
ン電極膜148に正電圧を印加し、ゲート電極膜127
にスレッショルド電圧以上のゲート電圧(正電圧)を印加
すると、p型のチャネル領域110表面にN型の反転層
が形成され、ソース領域161と導電領域111とがそ
の反転層によって接続され、電界効果トランジスタ10
5は導通する。When the field effect transistor 105 is used, the source electrode film 144 is set to the ground potential, a positive voltage is applied to the drain electrode film 148, and the gate electrode film 127
When a gate voltage (positive voltage) equal to or higher than the threshold voltage is applied to the p-type channel region 110, an N-type inversion layer is formed on the surface of the p-type channel region 110, and the source region 161 and the conductive region 111 are connected by the inversion layer. Transistor 10
5 conducts.
【0007】その状態からゲート電極膜127にスレッ
ショルド電圧以下の電圧(例えば接地電位)を印加する
と、反転層は消滅し、電界効果トランジスタ105は遮
断する。かかる電界効果トランジスタ105について、
上記のようなセル101を多数配置した場合に、セル1
01の占有面積を小さくするため、セル101間の間隔
を小さくすることが考えられる。図36に、セル101
間の間隔が小さい電界効果トランジスタ105の、導通
状態における内部の状態を示す。When a voltage lower than the threshold voltage (eg, ground potential) is applied to the gate electrode film 127 in this state, the inversion layer disappears, and the field effect transistor 105 is shut off. Regarding such a field effect transistor 105,
When a large number of cells 101 as described above are arranged, the cell 1
In order to reduce the area occupied by 01, it is conceivable to reduce the interval between the cells 101. FIG. 36 shows a cell 101
4 shows an internal state of the field-effect transistor 105 in which a gap between the field-effect transistors 105 is small in a conductive state.
【0008】上述の構成の電界効果トランジスタ105
では、各セル101は、ドレイン領域112の表面に全
て配置され、同一平面上に配置されている。このため、
各セル101の間隔が狭いと、導通状態時に各セル10
1から広がる空乏層は図35の符号198に示すように
互いに繋がる。導通状態ではキャリアは図35の符号1
67に示すように、ソース領域161からドレイン領域
へ流れ、その後シリコン基板111に達するが、このと
き空乏層198が互いに繋がっているため、キャリア1
67はこの空乏層198を通らなければシリコン基板1
11へと達することができない。このため、導通抵抗が
大きくなってしまうという問題が生じていた。[0008] The field effect transistor 105 having the above configuration
In the example, the cells 101 are all arranged on the surface of the drain region 112 and are arranged on the same plane. For this reason,
If the distance between the cells 101 is small, each cell
The depletion layers extending from 1 are connected to each other as shown by reference numeral 198 in FIG. In the conductive state, the carrier is denoted by reference numeral 1 in FIG.
As shown at 67, the current flows from the source region 161 to the drain region and then reaches the silicon substrate 111. At this time, since the depletion layers 198 are connected to each other, the carrier 1
67 indicates that the silicon substrate 1 must pass through the depletion layer 198.
I can't reach 11. For this reason, there has been a problem that the conduction resistance increases.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、高耐圧低抵抗の電界効果トランジスタを提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, and has as its object to provide a field-effect transistor having a high withstand voltage and a low resistance.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、電界効果トランジスタであ
って、表面に複数の孔が形成された第1導電型の高抵抗
層と、前記高抵抗層の表面に配置された第2導電型の第
1のベース領域と、前記第1のベース領域の表面に配置
された第1導電型の第1のソース領域と、前記第1のベ
ース領域の一部であって、前記第1のソース領域と接し
た状態で、少なくとも前記孔の内部側面に位置する第1
のチャネル領域と、少なくとも前記第1のチャネル領域
の表面に配置された第1のゲート絶縁膜と、前記第1の
ゲート絶縁膜の表面に配置された第1のゲート電極膜
と、前記孔の内部底面の前記高抵抗層に配置された第2
導電型の第2のベース領域と、前記第2のベース領域の
表面に配置された第1導電型の第2のソース領域と、前
記第2のベース領域の一部であって、該第2のベース領
域の外縁部分と前記第2のソース領域との外縁部分との
間に位置する第2のチャネル領域と、少なくとも前記第
2のチャネル領域表面に配置された第2のゲート絶縁膜
と、前記第2のゲート絶縁膜表面に配置された第2のゲ
ート電極膜とを有する。請求項2記載の発明は、請求項
1記載の電界効果トランジスタであって、前記第1のソ
ース領域は、その外縁が、前記第1のベース領域の外縁
より内側に位置するように配置され、前記第1のチャネ
ル領域は、前記第1のベース領域の表面で、前記第1の
ベース領域の外縁と、前記第1のソース領域の外縁との
間にも位置するように構成されている。請求項3記載の
発明は、請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の電
界効果トランジスタであって、第1のゲート絶縁膜と第
2のゲート絶縁膜とは互いに接続され、第1のゲート電
極膜と第2のゲート電極膜とが互いに接続されている。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれ
か1項に記載の電界効果トランジスタであって、前記第
1又は第2のソース領域のいずれか一方に代えて、第1
導電型の不純物拡散領域が前記第1又は第2のベース領
域の表面に形成されている。請求項5記載の発明は、請
求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の電界効果トラ
ンジスタであって、前記高抵抗層の裏面に、第2導電型
の半導体層が設けられたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a field effect transistor comprising a first conductive type high resistance layer having a plurality of holes formed in a surface thereof. A first base region of a second conductivity type disposed on a surface of the high resistance layer; a first source region of a first conductivity type disposed on a surface of the first base region; A first region located at least on an inner side surface of the hole while being in contact with the first source region.
Channel region, at least a first gate insulating film disposed on the surface of the first channel region, a first gate electrode film disposed on the surface of the first gate insulating film, A second layer disposed on the high resistance layer on the inner bottom surface;
A second base region of a conductivity type, a second source region of a first conductivity type disposed on a surface of the second base region, and a part of the second base region; A second channel region located between an outer edge portion of the base region and an outer edge portion of the second source region, a second gate insulating film disposed at least on the surface of the second channel region, A second gate electrode film disposed on the surface of the second gate insulating film. The invention according to claim 2 is the field-effect transistor according to claim 1, wherein the first source region is arranged such that an outer edge thereof is located inside an outer edge of the first base region, The first channel region is configured to be located on a surface of the first base region between an outer edge of the first base region and an outer edge of the first source region. The invention according to claim 3 is the field-effect transistor according to any one of claims 1 and 2, wherein the first gate insulating film and the second gate insulating film are connected to each other, and And the second gate electrode film are connected to each other.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the field-effect transistor according to any one of the first to third aspects, wherein the first or second source region is replaced with a first or second source region.
A conductive impurity diffusion region is formed on the surface of the first or second base region. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the field-effect transistor according to any one of the first to fourth aspects, wherein a second conductivity type semiconductor layer is provided on a back surface of the high resistance layer. Features.
【0011】従来の電界効果トランジスタは、複数のセ
ルが同一表面上に配置され、そのためベース領域も同一
平面上に配置されている。かかる構成の電界効果トラン
ジスタは、導通状態において、空乏層がベース領域の外
側へと拡がるので、従来構造の電界効果トランジスタで
は、隣接するセルの間隔が小さくなると、ベース領域間
の間隔が小さくなり、導通時にベース領域の外側に拡が
る空乏層は互いに接触しやすくなる。In a conventional field effect transistor, a plurality of cells are arranged on the same surface, so that the base region is also arranged on the same plane. In the field-effect transistor having such a configuration, the depletion layer expands to the outside of the base region in the conductive state. Therefore, in the field-effect transistor having the conventional structure, when the space between adjacent cells is reduced, the space between the base regions is reduced. The depletion layers extending outside the base region during conduction are more likely to contact each other.
【0012】しかしながら、本発明の電界効果トランジ
スタでは、複数の孔が形成され、孔のない領域の高抵抗
層の表面と、孔の底部で露出する高抵抗層の表面とに、
それぞれセルを構成する第1、第2のベース領域と、第
1、第2のソース領域とが配置されており、セルの間隔
が従来と同じ場合でも、互いに隣接する第1、第2のベ
ース領域間の間隔は、ほぼ孔の深さ分だけ大きくなる。However, in the field-effect transistor of the present invention, a plurality of holes are formed, and the surface of the high-resistance layer in a region where there is no hole and the surface of the high-resistance layer exposed at the bottom of the hole are formed.
The first and second base regions and the first and second source regions constituting the respective cells are arranged, and the first and second base regions adjacent to each other are arranged even when the interval between the cells is the same as in the related art. The spacing between the regions increases by approximately the depth of the hole.
【0013】このため、従来に比して小さい間隔でセル
を配置しても、第1、第2のベース領域間の間隔を従来
と同程度か、あるいは従来以上に確保することができる
ので、第1、第2のベース領域から広がる空乏層は互い
に接触せず、各空乏層間に間隙が形成される。For this reason, even if the cells are arranged at a smaller interval than in the prior art, the interval between the first and second base regions can be maintained at the same level or higher than the conventional level. The depletion layers extending from the first and second base regions do not contact each other, and a gap is formed between the depletion layers.
【0014】従って、導通状態において、キャリアはソ
ース領域から、各空乏層間の間隙を通って高抵抗層へと
流れることができるので、キャリアが高抵抗の空乏層を
経由しなければならなかった従来に比して、導通抵抗が
低くなる。Therefore, in the conductive state, carriers can flow from the source region to the high-resistance layer through the gaps between the depletion layers, so that the carriers have to pass through the high-resistance depletion layer. , The conduction resistance becomes lower.
【0015】なお、本発明の電界効果トランジスタにお
いて、第1、第2のゲート絶縁膜が互いに接続され、第
1、第2のゲート電極膜が互いに接続されているような
構成としてもよい。In the field effect transistor of the present invention, the first and second gate insulating films may be connected to each other, and the first and second gate electrode films may be connected to each other.
【0016】また、本発明の電界効果トランジスタにお
いて、高抵抗層の裏面に第2導電型の半導体層が設けら
れてなるIGBT(Insulated gate bipolar transisto
r)の構造としてもよい。Further, in the field effect transistor of the present invention, an IGBT (Insulated gate bipolar transistor) having a semiconductor layer of the second conductivity type provided on the back surface of the high resistance layer.
The structure of r) may be adopted.
【0017】また、上記IGBT構造において、第1導
電型の不純物拡散領域が前記第1又は第2のベース領域
の表面に形成され、これらの間にpn接合を形成するサ
イリスタセルを有し、かつ、該サイリスタセルは、ソー
ス領域と電気的に接続されていない構造のEST(Emitt
er switched thyristor)構造としてもよい。Further, in the IGBT structure, a first conductivity type impurity diffusion region is formed on the surface of the first or second base region, and a thyristor cell forming a pn junction therebetween is provided; , The thyristor cell has an EST (Emitt) structure that is not electrically connected to the source region.
(er switched thyristor) structure.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の電界効果トランジスタを
図面を用いて説明する。図1を参照し、符号1は本発明
の一例の電界効果トランジスタを示している。この電界
効果トランジスタ1は、n+型のシリコン基板11を有
している。シリコン基板11表面には、エピタキシャル
成長により、n型不純物からなる高抵抗層12が形成さ
れている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A field effect transistor according to the present invention will be described with reference to the drawings. Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a field-effect transistor according to an example of the present invention. This field effect transistor 1 has an n + type silicon substrate 11. On the surface of the silicon substrate 11, a high resistance layer 12 made of an n-type impurity is formed by epitaxial growth.
【0019】高抵抗層12の表面には、矩形の孔が所定
間隔で複数形成されている。ここでは孔の一辺の長さは
8μmであり、孔の深さは2μmになっている。高抵抗
層12の表面と、孔の底面とには、それぞれ第1、第2
のセル51、52が形成されている。On the surface of the high resistance layer 12, a plurality of rectangular holes are formed at predetermined intervals. Here, the length of one side of the hole is 8 μm, and the depth of the hole is 2 μm. A first surface and a second surface are provided on the surface of the high resistance layer 12 and the bottom surface of the hole, respectively.
Cells 51 and 52 are formed.
【0020】第1のセル51は、高抵抗層12の表面に
形成され、p型不純物が拡散されてなる第1のベース領
域29を有している。第1のベース領域29は、その外
縁部分が、孔の内部側面まで達している。第1のベース
領域29表面の中央領域には、高濃度のp+型不純物が
拡散されてなる第1のソースコンタクト領域38が配置
されている。第1のベース領域29表面の外縁部には、
n型不純物が拡散されて成る第1のソース領域43が配
置されている。この第1のソース領域43は第1のソー
スコンタクト領域38と接触して配置されている。また
第1のベース領域29のうち、孔の内部側面近傍の部分
は、第1のチャネル領域99となっている。The first cell 51 has a first base region 29 formed on the surface of the high resistance layer 12 and having a p-type impurity diffused. The outer edge portion of the first base region 29 reaches the inner side surface of the hole. In a central region on the surface of the first base region 29, a first source contact region 38 in which a high concentration p + -type impurity is diffused is arranged. At the outer edge of the surface of the first base region 29,
A first source region 43 in which an n-type impurity is diffused is arranged. This first source region 43 is arranged in contact with first source contact region 38. A portion of the first base region 29 near the inner side surface of the hole serves as a first channel region 99.
【0021】他方、第2のセル52は、孔の底部に位置
する高抵抗層12の表面に配置され、p型不純物が拡散
されてなる第2のベース領域28を有している。第2の
ベース領域28は、その外縁部が孔の内部底面に位置し
ており、孔の内部底面の外周より内側に納まるように配
置されている。ここでは、第2のベース領域28の外縁
が孔の外周より0.5μmだけ内側に位置するようにさ
れている。On the other hand, the second cell 52 is disposed on the surface of the high resistance layer 12 located at the bottom of the hole, and has a second base region 28 in which p-type impurities are diffused. The second base region 28 has its outer edge located on the inner bottom surface of the hole, and is arranged so as to fit inside the outer periphery of the inner bottom surface of the hole. Here, the outer edge of the second base region 28 is located 0.5 μm inside the outer periphery of the hole.
【0022】第2のベース領域28の表面には、その中
央領域に高濃度のp+型不純物が拡散されてなる第2の
ソースコンタクト領域39が配置されている。第2のソ
ースコンタクト領域39の外縁部には、n型不純物が拡
散されて成る第2のソース領域44が配置されており、
その外縁部は、第2のベース領域28の外縁部の内側に
位置している。孔の内部底面に位置する第2のベース領
域28の表面においては、第2のベース領域28の外縁
部と、第2のソース領域44の外縁部との間の領域は、
第2のチャネル領域98となっている。第1のベース領
域29表面の不純物濃度は、第2のベース領域28表面
の不純物濃度に比して低くなるように調整され、その結
果、第1、第2のチャネル領域99、98の不純物濃度
は互いにほぼ等しくなっている。On the surface of the second base region 28, there is arranged a second source contact region 39 in which a high concentration of p + -type impurity is diffused in the central region. At the outer edge of the second source contact region 39, a second source region 44 formed by diffusing an n-type impurity is arranged.
The outer edge is located inside the outer edge of the second base region 28. On the surface of the second base region 28 located on the inner bottom surface of the hole, the region between the outer edge of the second base region 28 and the outer edge of the second source region 44 is:
The second channel region 98 is formed. The impurity concentration on the surface of the first base region 29 is adjusted to be lower than the impurity concentration on the surface of the second base region 28. As a result, the impurity concentration of the first and second channel regions 99 and 98 is adjusted. Are almost equal to each other.
【0023】孔の内部側面から、孔の内部底面に位置す
る第2のソース領域44の一部までは、シリコン酸化膜
からなるゲート絶縁膜が配置されている。図中では、孔
の内部底面に位置するゲート絶縁膜を第1のゲート絶縁
膜と称して符号311に示し、孔の内部側面に位置する
ゲート絶縁膜を第2のゲート絶縁膜と称して符号31 2
に示す。この第2のゲート絶縁膜312の上部から第1
のソース領域43には、下地酸化膜33が配置されてい
る。The inner side surface of the hole is located on the inner bottom surface of the hole.
Up to a portion of the second source region 44
A gate insulating film made of In the figure, the holes
Gate insulating film located on the inner bottom surface of the first gate insulating film
Reference numeral 31 denotes the film1Shown on the inside side of the hole
The gate insulating film is referred to as a second gate insulating film and denoted by reference numeral 31. Two
Shown in This second gate insulating film 31TwoFirst from the top of
The base oxide film 33 is arranged in the source region 43 of FIG.
You.
【0024】第1、第2のゲート絶縁膜311、312及
び下地酸化膜33の表面には、ポリシリコンからなるゲ
ート電極膜22が配置されている。ゲート電極膜22
は、第1、第2のゲート絶縁膜311、312及び下地酸
化膜33により、第1、第2のソース領域43、44、
第1、第2のベース領域29、28と絶縁されている。A gate electrode film 22 made of polysilicon is disposed on the surfaces of the first and second gate insulating films 31 1 and 31 2 and the underlying oxide film 33. Gate electrode film 22
The first and second source regions 43 and 44 are formed by the first and second gate insulating films 31 1 and 31 2 and the underlying oxide film 33.
It is insulated from the first and second base regions 29 and 28.
【0025】このゲート電極膜22上には、ゲート電極
膜22を被覆するように層間絶縁膜45が配置されてい
る。第1、第2のソース領域43、44と、第1、第2
のソースコンタクト領域38、39と、層間絶縁膜45
の表面には、Alからなるソース電極膜46が配置され
ている。このソース電極膜46は、第1、第2のソース
領域43、44及び第1、第2のソースコンタクト領域
38、39と接触し、電気的に接続されるとともに、層
間絶縁膜45により、ゲート電極膜22と絶縁された状
態にある。An interlayer insulating film 45 is arranged on the gate electrode film 22 so as to cover the gate electrode film 22. First and second source regions 43 and 44 and first and second
Source contact regions 38 and 39 and an interlayer insulating film 45
A source electrode film 46 made of Al is disposed on the surface of the substrate. The source electrode film 46 is in contact with the first and second source regions 43 and 44 and the first and second source contact regions 38 and 39 and is electrically connected thereto. It is in a state of being insulated from the electrode film 22.
【0026】シリコン基板11の裏面全面には、シリコ
ン基板11とオーミック接合をとる金属膜からなるドレ
イン電極膜47が配置されている。このドレイン電極膜
47は、シリコン基板11を介して高抵抗層12と電気
的に接続されている。On the entire back surface of the silicon substrate 11, a drain electrode film 47 made of a metal film that forms an ohmic junction with the silicon substrate 11 is disposed. The drain electrode film 47 is electrically connected to the high resistance layer 12 via the silicon substrate 11.
【0027】図37は、高抵抗層12の表面を示す平面
図であり、上述した矩形形状の第1、第2のセル51、
52は、市松模様状に配置されている。そして、図1の
左方は、図37のA−A線方向の断面図になっている。FIG. 37 is a plan view showing the surface of the high-resistance layer 12.
52 are arranged in a checkered pattern. The left side of FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【0028】他方、シリコン基板11の周縁領域には、
第1、第2のセル51、52はいずれも形成されていな
い。その周縁領域を図1の符号53に示す。この周縁領
域53では、高抵抗層12の表面には、p型不純物が拡
散されてなるpウエル領域14が配置され、pウエル領
域14と接触した状態で、p型不純物が拡散されてなる
拡散層30が配置されている。拡散層30の表面には、
高濃度のp+型不純物が拡散されて成る高濃度拡散領域
40が配置されている。On the other hand, in the peripheral region of the silicon substrate 11,
Neither the first nor the second cell 51, 52 is formed. The peripheral area is indicated by reference numeral 53 in FIG. In the peripheral region 53, a p-well region 14 in which a p-type impurity is diffused is arranged on the surface of the high resistance layer 12, and a diffusion in which the p-type impurity is diffused in contact with the p-well region 14. A layer 30 is arranged. On the surface of the diffusion layer 30,
A high-concentration diffusion region 40 formed by diffusing high-concentration p + -type impurities is provided.
【0029】高抵抗層12の表面には、pウエル領域1
4の一部と重なる位置に厚いフィールド酸化膜15が配
置されている。そのフィールド酸化膜15の側面と接し
た状態で、pウエル領域14の全部の領域と、拡散層3
0の一部の領域とを被覆するように薄いフィールド酸化
膜16が配置されている。さらに、薄いフィールド酸化
膜16の側面と接した状態で、高濃度拡散領域40の一
部の領域を被覆するようにシリコン酸化膜19が配置さ
れている。The surface of the high resistance layer 12 has a p-well region 1
4, a thick field oxide film 15 is arranged at a position overlapping with a part thereof. In contact with the side surface of the field oxide film 15, the entire region of the p-well region 14 and the diffusion layer 3
A thin field oxide film 16 is arranged so as to cover a part of region 0. Further, a silicon oxide film 19 is arranged so as to cover a part of the high concentration diffusion region 40 in contact with the side surface of the thin field oxide film 16.
【0030】シリコン酸化膜19、薄いフィールド酸化
膜16及び厚いフィールド酸化膜15の上には、pウエ
ル領域14から高濃度拡散領域40の形成領域にわたっ
てポリシリコンからなる導電体膜23が配置されてい
る。導電体膜23上には、導電体膜23を被覆するよう
に層間絶縁膜45が配置され、層間絶縁膜45上にはA
lからなるゲート電極金属膜78が配置されている。層
間絶縁膜45には開口が設けられており、この開口を介
してゲート電極金属膜78は導電体膜23と電気的に接
続されている。On the silicon oxide film 19, the thin field oxide film 16 and the thick field oxide film 15, a conductor film 23 made of polysilicon is arranged from the p-well region 14 to the region where the high concentration diffusion region 40 is formed. I have. On the conductor film 23, an interlayer insulating film 45 is arranged so as to cover the conductor film 23, and on the interlayer insulating film 45, A
A gate electrode metal film 78 of l is disposed. An opening is provided in the interlayer insulating film 45, and the gate electrode metal film 78 is electrically connected to the conductor film 23 through this opening.
【0031】導電体膜23は、上述した複数のゲート電
極膜22と図示しない箇所で電気的に接続されており、
かつ導電体膜23がゲート電極金属膜78と電気的に接
続されているので、ゲート電極金属膜78に電圧を印加
すると、全部のゲート電極膜22に電圧を印加すること
ができるように構成されている。The conductor film 23 is electrically connected to the plurality of gate electrode films 22 at locations not shown,
In addition, since the conductor film 23 is electrically connected to the gate electrode metal film 78, it is configured such that when a voltage is applied to the gate electrode metal film 78, a voltage can be applied to all the gate electrode films 22. ing.
【0032】かかる電界効果トランジスタ1の製造工程
を以下で図3(a)、(b)乃至図29(a)、(b)を参照し
ながら説明する。図3(a)乃至図29(a)は、第1、第
2のセル51、52が形成された領域(以下でセル領域
と称する。)の製造工程を示す断面図であり、図3(b)
乃至図29(b)は、周縁領域53の製造工程を示す断面
図である。The steps of manufacturing the field effect transistor 1 will be described below with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b) to FIGS. 29 (a) and (b). FIGS. 3A to 29A are cross-sectional views showing a manufacturing process of a region (hereinafter, referred to as a cell region) in which the first and second cells 51 and 52 are formed. b)
29B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the peripheral region 53.
【0033】まず、抵抗率が3×10-3Ω・cmであるn+
型シリコン基板11の表面上に、厚み4〜5μmで抵抗
率が0.3Ω・cmのn-型シリコン単結晶をエピタキシャ
ル成長させ、高抵抗層12を形成する(図3(a)、図3
(b))。First, n + having a resistivity of 3 × 10 −3 Ω · cm
On the surface of the silicon substrate 11, an n − -type silicon single crystal having a thickness of 4 to 5 μm and a resistivity of 0.3 Ω · cm is epitaxially grown to form a high resistance layer 12 (FIGS. 3A and 3A).
(b)).
【0034】次に、熱酸化処理をし、高抵抗層12の全
表面にフィールド酸化膜15を0.5μmの厚さに成膜
した後、フィールド酸化膜15をパターニングして、周
縁領域のフィールド酸化膜15に開口81を形成し、そ
の状態の基板の表面にp型不純物を照射する。p型不純
物はフィールド酸化膜15を透過できないので、p型不
純物は、周縁領域で開口81が形成された領域の高抵抗
層12のみに注入され、この領域にp型注入層13が形
成される。この状態を図4(a)、(b)に示す。Next, a field oxide film 15 is formed to a thickness of 0.5 μm on the entire surface of the high-resistance layer 12 by performing a thermal oxidation process, and then the field oxide film 15 is patterned to form a field oxide film in the peripheral region. An opening 81 is formed in the oxide film 15 and the surface of the substrate in that state is irradiated with a p-type impurity. Since the p-type impurity cannot pass through the field oxide film 15, the p-type impurity is injected only into the high-resistance layer 12 in the region where the opening 81 is formed in the peripheral region, and the p-type implantation layer 13 is formed in this region. . This state is shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).
【0035】次いで、熱処理をすると、p型不純物が拡
散し、図5(a)、(b)に示すように、開口81の直下
に、pウエル領域14が形成される。次に、pウエル領
域14の表面に、熱酸化法でフィールド酸化膜16を
0.5μmの厚みに形成する(図6(a)、(b))。する
と、既に形成されているフィールド酸化膜15は熱酸化
により厚くなり、その膜厚が0.8μmになる。Next, when heat treatment is performed, the p-type impurity is diffused, and the p-well region 14 is formed immediately below the opening 81, as shown in FIGS. Next, a field oxide film 16 is formed to a thickness of 0.5 μm on the surface of the p-well region 14 by a thermal oxidation method (FIGS. 6A and 6B). Then, the already formed field oxide film 15 is thickened by thermal oxidation, and its thickness becomes 0.8 μm.
【0036】次いで、フィールド酸化膜15、16をパ
ターニングして、pウエル領域14の一部にフィールド
酸化膜15、16が重なるように残存させた後、熱酸化
法により下地酸化膜17を成膜する。このとき、周縁領
域では、フィールド酸化膜15、16の表面には下地酸
化膜17はほとんど成膜されずに、露出した高抵抗層1
2の表面にのみ成膜される。Next, the field oxide films 15 and 16 are patterned to leave the field oxide films 15 and 16 so as to overlap a part of the p-well region 14, and then a base oxide film 17 is formed by a thermal oxidation method. I do. At this time, in the peripheral region, the underlying oxide film 17 is hardly formed on the surfaces of the field oxide films 15 and 16, and the exposed high resistance layer 1 is exposed.
No. 2 is formed only on the surface.
【0037】その後、全面にCVD法によりPSG膜1
8を形成する。その状態を図7(a)、(b)に示す。セル
領域においては、フィールド酸化膜15、16は完全に
除去されているので、図7(a)にはフィールド酸化膜1
5、16は現れていない。Thereafter, the PSG film 1 is formed on the entire surface by the CVD method.
8 is formed. The state is shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). In the cell region, since the field oxide films 15 and 16 have been completely removed, FIG.
5 and 16 do not appear.
【0038】次に、全面にレジスト膜71を成膜し、パ
ターニングしてセル領域の複数の領域に所定間隔で開口
を形成した後、そのレジスト膜71をマスクにして下地
酸化膜17及びPSG膜18をエッチングし、下地酸化
膜17及びPSG膜18に開口部82を形成する。その
状態を図8(a)、(b)に示す。なお、開口部82はセル
領域に多数形成されているが、図8(a)には、1個の開
口部82のみ示している。開口部82はセル領域にのみ
形成されているので、図8(b)には開口部82は現れて
いない。Next, a resist film 71 is formed on the entire surface and patterned to form openings at predetermined intervals in a plurality of cell regions. Then, using the resist film 71 as a mask, the base oxide film 17 and the PSG film are formed. 18 is etched to form openings 82 in the underlying oxide film 17 and the PSG film 18. FIGS. 8A and 8B show the state. Although a large number of openings 82 are formed in the cell region, FIG. 8A shows only one opening 82. Since the opening 82 is formed only in the cell region, the opening 82 does not appear in FIG.
【0039】次いで、レジスト膜71を除去した後、P
SG膜18及び下地酸化膜17をマスクにして、開口部
82から露出する高抵抗層12をエッチングし、高抵抗
層12に孔83を形成する。その状態を図9(a)、(b)
に示す。Next, after removing the resist film 71, P
Using the SG film 18 and the base oxide film 17 as a mask, the high resistance layer 12 exposed from the opening 82 is etched to form a hole 83 in the high resistance layer 12. FIGS. 9A and 9B show the state.
Shown in
【0040】次に、不図示のレジスト膜をセル領域の表
面に形成し、これをマスクにしてPSG膜18をエッチ
ングする。すると、レジスト膜が形成されていない周縁
領域のPSG膜18と、下地酸化膜17とが選択的に除
去される。その状態を図10(a)、(b)に示す。Next, a resist film (not shown) is formed on the surface of the cell region, and the PSG film 18 is etched using the resist film as a mask. Then, the PSG film 18 in the peripheral region where the resist film is not formed and the base oxide film 17 are selectively removed. The state is shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b).
【0041】次いで、熱酸化法により、シリコン酸化膜
19を0.05μmの厚みに堆積させる。このシリコン
酸化膜19は、セル領域の孔83の内部底面及び側面を
覆っていてゲート酸化膜として機能する。その後、シリ
コン酸化膜19の表面にCVD法でポリシリコン層20
を0.5μmの厚みに堆積させる。その状態を図11
(a)、(b)に示す。Next, a silicon oxide film 19 is deposited to a thickness of 0.05 μm by a thermal oxidation method. This silicon oxide film 19 functions as a gate oxide film by covering the inner bottom surface and side surfaces of the hole 83 in the cell region. Thereafter, a polysilicon layer 20 is formed on the surface of the silicon oxide film 19 by CVD.
Is deposited to a thickness of 0.5 μm. FIG. 11 shows the state.
(a) and (b) show.
【0042】次に、CVD法により、ポリシリコン層2
0の表面にPSG膜21を1μmの厚みに堆積させる。
その状態を図12(a)、(b)に示す。次いで、PSG膜
21を所定時間エッチングする。すると、PSG膜21
は、そのほとんどが除去され、孔内部に形成されたポリ
シリコン層20の側面に位置するPSG膜21が残存す
る。その状態を図13(a)、(b)に示す。Next, the polysilicon layer 2 is formed by the CVD method.
The PSG film 21 is deposited to a thickness of 1 μm on the surface of No. 0.
This state is shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). Next, the PSG film 21 is etched for a predetermined time. Then, the PSG film 21
Most of the PSG film is removed, and the PSG film 21 located on the side surface of the polysilicon layer 20 formed inside the hole remains. This state is shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b).
【0043】次に、周縁領域のpウエル領域14上に形
成されたポリシリコン層20の表面にレジスト膜72を
選択的に形成し(図14(a)、(b))、このレジスト膜7
2をマスクにしてポリシリコン層20を所定時間エッチ
ングする。Next, a resist film 72 is selectively formed on the surface of the polysilicon layer 20 formed on the p-well region 14 in the peripheral region (FIGS. 14A and 14B).
Using polysilicon 2 as a mask, polysilicon layer 20 is etched for a predetermined time.
【0044】すると、セル領域では、図15(a)に示す
ように、ほとんどのポリシリコン層20が除去され、ポ
リシリコン層は孔の内部底面の周辺部から内部側面の下
方位置にかけて残存し、孔の内部底面の中央には開口8
4が形成される。残存したポリシリコン層をゲート電極
膜と称し、符号22に示す。他方、周縁領域では、ポリ
シリコン層はpウエル領域14上にのみ残存する。この
ポリシリコン層を導電体膜と称し、図15(b)の符号2
3に示す。この導電体膜23とゲート電極膜22とは不
図示の箇所で接続されている。Then, in the cell region, as shown in FIG. 15A, most of the polysilicon layer 20 is removed, and the polysilicon layer remains from the periphery of the inner bottom surface of the hole to a position below the inner side surface, In the center of the inner bottom surface of the hole is an opening 8
4 are formed. The remaining polysilicon layer is called a gate electrode film, and is indicated by reference numeral 22. On the other hand, in the peripheral region, the polysilicon layer remains only on p-well region 14. This polysilicon layer is called a conductor film, and is denoted by reference numeral 2 in FIG.
3 is shown. The conductor film 23 and the gate electrode film 22 are connected at a location (not shown).
【0045】次いで、基板表面にp型不純物を照射す
る。すると、セル領域では図16(a)に示すように、p
型不純物は開口84と、その直下のシリコン酸化膜19
を介して孔の底部中央で露出する高抵抗層12の表面に
注入され、p型注入層26が形成される。Next, the substrate surface is irradiated with p-type impurities. Then, in the cell region, as shown in FIG.
The type impurity is formed in the opening 84 and the silicon oxide film 19 immediately therebelow.
Is implanted into the surface of the high-resistance layer 12 exposed at the center of the bottom of the hole, and a p-type implantation layer 26 is formed.
【0046】他方、周縁領域においては図16(b)に示
すように、p型不純物は厚いフィールド酸化膜15、1
6や導電体膜23を透過することはできないので、シリ
コン酸化膜19を介して高抵抗層12の表面に注入さ
れ、pウエル領域14と接する位置にp型注入層27が
形成される。On the other hand, in the peripheral region, as shown in FIG.
6 cannot be transmitted through the conductive film 23, and is injected into the surface of the high-resistance layer 12 through the silicon oxide film 19, and a p-type injection layer 27 is formed at a position in contact with the p-well region 14.
【0047】次に、周縁領域53に図示しないレジスト
膜を形成し、これをマスクにしてシリコン酸化膜19、
PSG膜18及びPSG膜21をエッチングする。する
と、レジスト膜が形成されていないセル領域においては
PSG膜18及びPSG膜21は完全に除去されるとと
もに、シリコン酸化膜19も大部分が除去され、ゲート
電極膜22と、その側方に位置する第1のボディ領域2
9との間のシリコン酸化膜が残存すると共に、ゲート電
極膜22の下方に位置するシリコン酸化膜が残存する。
その結果、孔の中央領域には開口85が形成され、高抵
抗層12の表面が露出する。残存したシリコン酸化膜の
うち、ゲート電極膜22の側方に位置して残存したシリ
コン酸化膜を第1のゲート絶縁膜と称して図17(a)の
符号31 1に示し、ゲート電極膜22の下方で残存した
シリコン酸化膜を第2のゲート絶縁膜と称して符号31
2に示す。Next, a resist (not shown) is formed in the peripheral area 53.
A film is formed, and using this as a mask, a silicon oxide film 19,
The PSG film 18 and the PSG film 21 are etched. Do
In the cell region where the resist film is not formed,
When the PSG film 18 and the PSG film 21 are completely removed,
Most of the silicon oxide film 19 is also removed,
Electrode film 22 and first body region 2 located on the side of electrode film 22
9 and the gate oxide
The silicon oxide film located below the pole film 22 remains.
As a result, an opening 85 is formed in the center region of the hole,
The surface of the anti-layer 12 is exposed. Of the remaining silicon oxide film
Of these, the silicon remaining on the side of the gate electrode film 22
The silicon oxide film is referred to as a first gate insulating film, and
Code 31 1And remained under the gate electrode film 22.
The silicon oxide film is referred to as a second gate insulating film and denoted by reference numeral 31.
TwoShown in
【0048】次いで、表面に所定時間p型不純物を照射
する。すると、そのp型不純物はセル領域の高抵抗層1
2の表面に注入され、p型注入層25が形成される。孔
の底部に形成されたp型注入層26は、このとき二度目
のp型不純物注入がなされるので、その不純物濃度は、
高抵抗層12表面のp型注入層25の表面濃度よりも高
濃度になる(図18(a))。Next, the surface is irradiated with a p-type impurity for a predetermined time. Then, the p-type impurity is applied to the high resistance layer 1 in the cell region.
2 to form a p-type implanted layer 25. At this time, the p-type implantation layer 26 formed at the bottom of the hole is subjected to the second p-type impurity implantation.
The concentration becomes higher than the surface concentration of the p-type injection layer 25 on the surface of the high resistance layer 12 (FIG. 18A).
【0049】次に、熱処理をすると、p型注入層25、
26、27でp型不純物が拡散し、セル領域の高抵抗層
12の表面には第1のベース領域29が形成されるとと
もに、孔の底部の高抵抗層12表面には第2のベース領
域28が形成される。このとき第1のベース領域29の
外縁部分は孔の側面に達し、第2のベース領域28の外
縁部分は、孔の外周よりも内側に位置している。他方、
周縁領域の高抵抗層12表面には、拡散層30が形成さ
れる。その状態を図19(a)、(b)に示す。Next, when heat treatment is performed, the p-type implanted layer 25,
The p-type impurities are diffused at 26 and 27 to form a first base region 29 on the surface of the high resistance layer 12 in the cell region, and a second base region on the surface of the high resistance layer 12 at the bottom of the hole. 28 are formed. At this time, the outer edge of the first base region 29 reaches the side surface of the hole, and the outer edge of the second base region 28 is located inside the outer periphery of the hole. On the other hand,
A diffusion layer 30 is formed on the surface of the high resistance layer 12 in the peripheral region. The state is shown in FIGS. 19 (a) and (b).
【0050】次いで、セル領域の第1のベース領域29
の表面に熱酸化法で下地酸化膜33を成膜する(図20
(a)、(b))。その後、第1、第2のベース領域29、
28と、拡散領域30の中央領域にそれぞれ開口87、
86、88を有するレジスト膜73を形成する。Next, the first base region 29 of the cell region
An underlying oxide film 33 is formed on the surface of the substrate by a thermal oxidation method (FIG. 20).
(a), (b)). Then, the first and second base regions 29,
28, and an opening 87 in the central region of the diffusion region 30,
A resist film 73 having 86 and 88 is formed.
【0051】この状態でp型不純物をレジスト膜73表
面に照射すると、p型不純物は上述の開口87、86、
88を介して第1、第2のベース領域29、28の表面
と、拡散領域30の表面とにそれぞれ注入され、それぞ
れの表面にp型注入層36、35、37が形成される
(図21(a)、(b))。When the surface of the resist film 73 is irradiated with a p-type impurity in this state, the p-type impurity is exposed to the openings 87, 86,
The surfaces of the first and second base regions 29 and 28 and the surface of the diffusion region 30 are respectively implanted through 88, and p-type implanted layers 36, 35 and 37 are formed on the respective surfaces.
(FIGS. 21A and 21B).
【0052】次に、レジスト膜73を除去し、熱処理す
ると、p型不純物が拡散し、セル領域ではp型注入層3
6、35の形成領域に、それぞれp型高濃度不純物から
なる第1、第2のソースコンタクト領域38、39が形
成され、周縁領域では、p型高濃度不純物からなる高濃
度拡散領域40が形成される(図22(a)、(b))。Next, when the resist film 73 is removed and heat-treated, the p-type impurities diffuse, and the p-type
First and second source contact regions 38 and 39 made of p-type high-concentration impurities are formed in the formation regions 6 and 35, respectively, and high-concentration diffusion regions 40 made of p-type high-concentration impurities are formed in the peripheral region. (FIGS. 22A and 22B).
【0053】次いで、第1、第2のソースコンタクト領
域38、39の中央領域と、拡散層30の全部の領域を
被覆するレジスト膜74を形成し、このレジスト膜74
をマスクにしてn型不純物を注入する。するとn型不純
物は、図23(a)に示すように、第1のベース領域29
の表面に注入されてn型注入層41が形成されるととも
に、第2のソースコンタクト領域39の外縁部の表面に
注入されてn型注入層42が形成される。他方、周縁領
域では図23(b)に示すようにレジスト膜74は拡散層
30の全部を覆っており、n型不純物はレジスト膜74
を透過できないので、n型不純物は全く注入されない。Next, a resist film 74 covering the central regions of the first and second source contact regions 38 and 39 and the entire region of the diffusion layer 30 is formed.
Is used as a mask to implant an n-type impurity. Then, as shown in FIG. 23A, the n-type impurity becomes first base region 29.
To form an n-type implanted layer 41, and to the surface of the outer edge of the second source contact region 39 to form an n-type implanted layer. On the other hand, in the peripheral region, the resist film 74 covers the entire diffusion layer 30 as shown in FIG.
Therefore, no n-type impurity is implanted at all.
【0054】次に、レジスト膜74を除去し、加熱処理
をすると、n型注入層41、42のn型不純物が拡散
し、n型注入層41、42の形成領域に、第1、第2の
ソース領域43、44が形成される(図24(a)、
(b))。次いで、全面にCVD法でPSGからなる層間
絶縁膜45を1μmの厚みに成膜する(図25(a)、
(b))。Next, when the resist film 74 is removed and a heat treatment is performed, the n-type impurities in the n-type implantation layers 41 and 42 are diffused, and the first and second regions are formed in the regions where the n-type implantation layers 41 and 42 are formed. Source regions 43 and 44 are formed as shown in FIG.
(b)). Next, an interlayer insulating film 45 made of PSG is formed to a thickness of 1 μm on the entire surface by the CVD method (FIG. 25A,
(b)).
【0055】次に、層間絶縁膜45表面にレジスト膜7
5を形成する。このレジスト膜75は、セル領域におい
ては第1のソース領域43及び第1のソースコンタクト
領域38の形成領域と、第2のソース領域44及び第2
のソースコンタクト領域39の形成された領域とにそれ
ぞれ開口を有しており、他方、周縁領域では、拡散層3
0の形成領域と、導電体膜23の形成領域の一部とにそ
れぞれ開口を有している。Next, a resist film 7 is formed on the surface of the interlayer insulating film 45.
5 is formed. In the cell region, the resist film 75 includes a region where the first source region 43 and the first source contact region 38 are formed and a region where the second source region 44 and the second source region 43 are formed.
And a region where the source contact region 39 is formed, while the peripheral region has an opening in the diffusion layer 3.
0 and a part of the formation region of the conductor film 23 have openings respectively.
【0056】このレジスト膜75をマスクにして、層間
絶縁膜45を所定時間エッチングする。このときセル領
域では、図26(a)に示すように、第1のゲート絶縁膜
31 1と下地酸化膜33がエッチングされて開口部8
9、86がそれぞれ形成され、開口部89から第1のソ
ース領域43及び第1のソースコンタクト領域38とが
露出するとともに、開口部86から、第2のソース領域
44及び第2のソースコンタクト領域39とが露出す
る。他方、周縁領域では、図26(b)に示すように、開
口部90から拡散層30、高濃度拡散領域40の表面が
露出するとともに、開口部91から導電体膜23の一部
が露出する。Using this resist film 75 as a mask,
The insulating film 45 is etched for a predetermined time. At this time
In the region, as shown in FIG.
31 1And the underlying oxide film 33 is etched to form an opening 8.
9 and 86 are respectively formed, and the first
Source region 43 and first source contact region 38
At the same time, the second source region is exposed through the opening 86.
44 and the second source contact region 39 are exposed.
You. On the other hand, in the peripheral area, as shown in FIG.
The surface of the diffusion layer 30 and the high concentration diffusion region 40 from the mouth 90
At the same time, a portion of the conductor film 23 is exposed through the opening 91.
Is exposed.
【0057】次いで、レジスト膜75を除去した後、蒸
着法により、表面全面にAlからなる金属膜77を成膜
する(図27(a)、(b))。次に、レジスト膜76を全面
に成膜し、周縁領域のレジスト膜76の一部に開口92
を形成する(図28(a)、(b))。Next, after removing the resist film 75, a metal film 77 made of Al is formed on the entire surface by vapor deposition (FIGS. 27A and 27B). Next, a resist film 76 is formed on the entire surface, and an opening 92 is formed in a part of the resist film 76 in the peripheral region.
Is formed (FIGS. 28A and 28B).
【0058】次いで、レジスト膜76をマスクにして金
属膜77をエッチングし、開口92の形成された位置の
周縁領域の金属膜77を除去し、第1、第2のソース領
域43、44と電気的に接続するソース電極膜46を形
成するとともに、周縁領域の導電体膜23と電気的に接
続するゲート電極金属膜78を形成する。その後レジス
ト膜76を除去し、シリコン基板11の裏面に、シリコ
ン基板11とオーミック接合を形成する金属膜を蒸着
し、シリコン基板11の裏面全面にドレイン電極膜47
を成膜する(図29(a)、(b))。以上説明した工程を経
て、図1に示す電界効果トランジスタ1が完成する。Next, the metal film 77 is etched using the resist film 76 as a mask to remove the metal film 77 in the peripheral region at the position where the opening 92 is formed, and the first and second source regions 43 and 44 are electrically connected to each other. In addition to forming the source electrode film 46 that is electrically connected, the gate electrode metal film 78 that is electrically connected to the conductor film 23 in the peripheral region is formed. Thereafter, the resist film 76 is removed, a metal film for forming an ohmic junction with the silicon substrate 11 is deposited on the back surface of the silicon substrate 11, and the drain electrode film 47 is formed on the entire back surface of the silicon substrate 11.
Is formed (FIGS. 29A and 29B). Through the steps described above, the field effect transistor 1 shown in FIG. 1 is completed.
【0059】上述した電界効果トランジスタ1では、ソ
ース電極膜46を接地電位に置き、ドレイン電極膜47
に正電圧を印加した状態で、ゲート電極膜22に閾値電
圧以下の正電圧が印加された状態では、電界効果トラン
ジスタ1は遮断状態にある。遮断状態における電界効果
トランジスタ1の状態を図2(b)に示す。第2のチャネ
ル領域98と第1のチャネル領域99とは、上述したよ
うにそれぞれの不純物濃度がほぼ等しくなっており、そ
の結果、閾値電圧は第1、第2のセル51、52におい
てほぼ等しくなっている。図2(b)の符号69は、遮断
状態における空乏層を示しており、この空乏層69は、
互いに繋がっている。In the field effect transistor 1 described above, the source electrode film 46 is set at the ground potential and the drain electrode film 47
In a state where a positive voltage is applied to the gate electrode film 22 while a positive voltage is applied to the gate electrode film 22, the field effect transistor 1 is in a cut-off state. FIG. 2B shows the state of the field effect transistor 1 in the cutoff state. As described above, the impurity concentrations of the second channel region 98 and the first channel region 99 are substantially equal, and as a result, the threshold voltages are substantially equal in the first and second cells 51 and 52. Has become. Reference numeral 69 in FIG. 2B indicates a depletion layer in a cutoff state.
Connected to each other.
【0060】かかる遮断状態から、ゲート電極膜22に
閾値電圧以上の正電圧を印加すると、第1のセル51に
おいては、p型の第1のチャネル領域99と第1のゲー
ト絶縁膜311との界面にn型の反転層が形成され、こ
の反転層でドレイン領域と第1のソース領域43とが接
続され、導通状態になる。When a positive voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied to the gate electrode film 22 from the cutoff state, in the first cell 51, the p-type first channel region 99 and the first gate insulating film 31 1 An n-type inversion layer is formed at the interface between the drain region and the first source region 43 in the inversion layer, and a conductive state is established.
【0061】他方、第2のセル52においては、p型の
第2のチャネル領域98と第2のゲート絶縁膜312と
の界面にn型の反転層が形成され、この反転層でドレイ
ン領域と第2のソース領域44とが接続され、導通状態
になる。その状態を図2(a)に示す。[0061] On the other hand, in the second cell 52, the inversion layer of n-type at the interface between the second channel region 98 of p-type and 2 second gate insulating film 31 is formed, the drain region in the inversion layer And the second source region 44 are connected to be in a conductive state. The state is shown in FIG.
【0062】この状態では、第1、第2のベース領域2
9、28の外側へと空乏層が広がる。第1、第2のベー
ス領域29、28から広がる空乏層をそれぞれ図2の符
号65、66に示す。In this state, the first and second base regions 2
The depletion layer extends to the outside of 9, 28. Depletion layers extending from the first and second base regions 29 and 28 are indicated by reference numerals 65 and 66 in FIG. 2, respectively.
【0063】本実施形態では、複数の孔を形成し、その
結果形成される凹凸にそれぞれプレーナ型の第1、第2
のセル51、52を形成しているので、全てのセルが同
一平面上に配置された従来と異なり、第1、第2のベー
ス領域29、28は、孔によって形成される凹凸部分に
それぞれ形成され、同一平面上に配置されておらず、し
かも第2のベース領域28の外縁は、上述したように孔
の外周よりも0.5μmだけ内側に位置しているので、
互いに隣接する第1、第2のベース領域29、28の間
隔は、ほぼ孔の深さ分だけ大きくなり、各ベース領域2
9、28から広がる空乏層65、66は互いに接触せ
ず、空乏層65、66の間に間隙が生じる。In the present embodiment, a plurality of holes are formed, and the resulting irregularities are formed by first and second planar type, respectively.
Since the cells 51 and 52 are formed, the first and second base regions 29 and 28 are respectively formed in the concave and convex portions formed by the holes, unlike the conventional case where all the cells are arranged on the same plane. And are not arranged on the same plane, and the outer edge of the second base region 28 is located 0.5 μm inside the outer periphery of the hole as described above.
The distance between the first and second base regions 29 and 28 adjacent to each other is increased substantially by the depth of the hole.
The depletion layers 65 and 66 extending from 9 and 28 do not contact each other, and a gap is created between the depletion layers 65 and 66.
【0064】第1、第2のセル51、52において流れ
るキャリアを図2の符号68、67にそれぞれ示す。こ
れらのキャリア68、67は、各空乏層65、66の間
隙を通ってシリコン基板11へと流れるので、キャリア
が高抵抗の空乏層を経由することで導通抵抗が高くなっ
ていた従来に比して、導通抵抗が低くなる。Carriers flowing in the first and second cells 51 and 52 are indicated by reference numerals 68 and 67 in FIG. These carriers 68 and 67 flow to the silicon substrate 11 through the gaps between the depletion layers 65 and 66, so that the carriers pass through the high-resistance depletion layer, so that the conduction resistance is higher than in the conventional case. As a result, the conduction resistance decreases.
【0065】なお、上述した実施形態では、第1のセル
51で、第1のソース領域43の外縁部が第1のベース
領域29の外縁部まで達していた構造になっていたが、
本発明はこれに限られるものではなく、例えば図30に
その断面図を示すように、第1のソース領域54の外縁
部が、第1のベース領域29の外縁部まで達していない
構造の第1のセル55を有する構造の電界効果トランジ
スタ2としてもよい。この場合は、図30に示すよう
に、第1のベース領域29表面の外縁部と、第1のソー
ス領域54の外縁部との間(符号96)までが第1のチャ
ネル領域に含まれることになる。In the above-described embodiment, the first cell 51 has a structure in which the outer edge of the first source region 43 reaches the outer edge of the first base region 29.
The present invention is not limited to this. For example, as shown in a sectional view of FIG. 30, the outer edge of the first source region 54 does not reach the outer edge of the first base region 29. The field effect transistor 2 may have a structure having one cell 55. In this case, as shown in FIG. 30, the portion between the outer edge of the surface of the first base region 29 and the outer edge of the first source region 54 (reference numeral 96) is included in the first channel region. become.
【0066】また、図1の電界効果トランジスタ1で
は、n型のシリコン基板11を用いていたが、図31に
示すように、n型のシリコン基板11に代えてp型のシ
リコン基板97を用い、シリコン基板97裏面にコレク
タ電極95が配置された構造のIGBT3を構成しても
よい。Although the n-type silicon substrate 11 is used in the field-effect transistor 1 of FIG. 1, a p-type silicon substrate 97 is used instead of the n-type silicon substrate 11 as shown in FIG. Alternatively, the IGBT 3 having a structure in which the collector electrode 95 is arranged on the back surface of the silicon substrate 97 may be configured.
【0067】さらに、図32の符号4に示すように、上
記のIGBT3において、高抵抗層12の孔の底部に形
成された、第2のベース領域28に第2のソースコンタ
クト領域と第2のソース領域を設けず、第2のベース領
域28の表面にn型の不純物拡散層57を配置し、第2
のベース領域28と不純物拡散層57との間にpn接合
が形成されたサイリスタセル56を有し、該サイリスタ
セル56がソース電極膜46と電気的に接続されていな
い構造のESTを構成してもよい。これと同様に、図3
3の符号5に示すように、上記のIGBT3において、
高抵抗層12表面に形成された第1のベース領域29の
表面に、n型の不純物拡散層59を形成し、第1のベー
ス領域29と不純物拡散層59とで形成されたサイリス
タセル58を有し、該サイリスタセル58がソース電極
膜46と電気的に接続されていない構造のESTを構成
してもよい。Further, as shown by reference numeral 4 in FIG. 32, in the IGBT 3 described above, the second source contact region and the second source contact region are formed in the second base region 28 formed at the bottom of the hole of the high resistance layer 12. No source region is provided, and an n-type impurity diffusion layer 57 is disposed on the surface of the second base region
Thyristor cell 56 in which a pn junction is formed between base region 28 and impurity diffusion layer 57, and EST having a structure in which thyristor cell 56 is not electrically connected to source electrode film 46. Is also good. Similarly, FIG.
As indicated by reference numeral 5 in FIG. 3, in the above IGBT 3,
An n-type impurity diffusion layer 59 is formed on the surface of the first base region 29 formed on the surface of the high resistance layer 12, and a thyristor cell 58 formed by the first base region 29 and the impurity diffusion layer 59 is formed. The EST may have a structure in which the thyristor cell 58 is not electrically connected to the source electrode film 46.
【0068】なお、上記実施形態では、第1導電型をn
型とし、第2導電型をp型としたが、本発明はこれに限
られるものではなく、第1導電型をp型とし、第2導電
型をn型としてもよい。In the above embodiment, the first conductivity type is set to n.
Although the second conductivity type is a p-type, the present invention is not limited to this, and the first conductivity type may be a p-type and the second conductivity type may be an n-type.
【0069】また、上記の高抵抗層12は、シリコン基
板11上にエピタキシャル成長させたものを用いたが、
高抵抗のシリコンウェハー自体で高抵抗層12を構成さ
せ、その高抵抗層12の裏面側から高抵抗層12と同じ
導電型の不純物を拡散させ、高抵抗層12よりも低抵抗
のシリコン基板11を構成させてもよい。The high-resistance layer 12 is formed by epitaxial growth on the silicon substrate 11.
The high-resistance layer 12 is formed of the high-resistance silicon wafer itself, and impurities of the same conductivity type as the high-resistance layer 12 are diffused from the back side of the high-resistance layer 12, so that the silicon substrate 11 has a lower resistance than the high-resistance layer 12. May be configured.
【0070】また、上述した第1、第2のゲート絶縁膜
311、312は、一体化しているものとしたが、本発明
はこれに限られるものではなく、第1、第2のチャネル
領域99、98に接触するように配置されていればよ
く、例えば互いに分割されていてもよい。同様に、ゲー
ト電極膜22は、第1、第2のゲート絶縁膜311、3
12の両方に亘って形成されているが、本発明のゲート
電極膜はこれに限られるものではなく、例えば、ゲート
電極膜が二分割されるようにし、分割された各々のゲー
ト電極膜が第1、第2のゲート絶縁膜311、312の表
面にそれぞれ配置されるように構成してもよい。The first and second gate insulating films 31 1 and 31 2 are integrated, but the present invention is not limited to this, and the first and second gate insulating films 31 1 and 31 2 are not limited thereto. What is necessary is just to be arrange | positioned so that the area | regions 99 and 98 may be contacted, for example, it may be mutually divided. Similarly, the gate electrode film 22 includes first and second gate insulating films 31 1 and 3 1
1 2 but both are formed over the gate electrode film of the present invention is not limited thereto, for example, as a gate electrode film is divided into two parts, the gate electrode film of each of which is divided the first may be configured to be arranged on the second gate insulating film 31 1, 31 2 of the surface.
【0071】[0071]
【発明の効果】占有面積が小さく、導通抵抗が低い電界
効果トランジスタを得ることができる。As described above, it is possible to obtain a field effect transistor having a small occupation area and a low conduction resistance.
【図1】本発明の一実施形態の電界効果トランジスタを
説明する断面図FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a field-effect transistor according to one embodiment of the present invention.
【図2】(a):本発明の一実施形態の電界効果トランジ
スタの導通状態を説明する断面図 (b):本発明の一実施形態の電界効果トランジスタの遮
断状態を説明する断面図2A is a cross-sectional view illustrating a conduction state of a field-effect transistor according to one embodiment of the present invention; FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a blocking state of a field-effect transistor according to one embodiment of the present invention;
【図3】(a):本実施形態の電界効果トランジスタのセ
ル領域の製造工程を説明する第1の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第1の断面図FIG. 3A is a first cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 3B is a first cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. 1 cross section
【図4】(a):本実施形態の電界効果トランジスタのセ
ル領域の製造工程を説明する第2の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第2の断面図FIG. 4A is a second cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 4B is a second cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. Sectional view of 2
【図5】(a):本実施形態の電界効果トランジスタのセ
ル領域の製造工程を説明する第3の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第3の断面図FIG. 5A is a third cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; and FIG. 5B is a third cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment. Sectional view of 3
【図6】(a):本実施形態の電界効果トランジスタのセ
ル領域の製造工程を説明する第4の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第4の断面図FIG. 6A is a fourth cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 6B is a fourth cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. Sectional view of 4
【図7】(a):本実施形態の電界効果トランジスタのセ
ル領域の製造工程を説明する第5の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第5の断面図FIG. 7A is a fifth cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; FIG. 7B is a fifth cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment; Sectional view of 5
【図8】(a):本実施形態の電界効果トランジスタのセ
ル領域の製造工程を説明する第6の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第6の断面図FIG. 8A is a sixth cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 8B is a sixth cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. Sectional view of 6
【図9】(a):本実施形態の電界効果トランジスタのセ
ル領域の製造工程を説明する第7の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第7の断面図FIG. 9A is a seventh cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment. FIG. 9B is a seventh cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment. Sectional view of 7
【図10】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第8の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第8の断面図FIG. 10A is an eighth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; FIG. 10B is a sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment; Sectional view of 8
【図11】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第9の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第9の断面図FIG. 11A is a ninth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; FIG. 11B is a ninth cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment; Sectional view of 9
【図12】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第10の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第10の断面図FIG. 12A is a tenth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; FIG. 12B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment; 10 cross section
【図13】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第11の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第11の断面図13A is an eleventh cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; FIG. 13B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment; Sectional view of 11
【図14】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第12の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第12の断面図14A is a twelfth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the present embodiment. FIG. 14B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment. Sectional view of 12
【図15】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第13の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第13の断面図FIG. 15A is a thirteenth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; FIG. 15B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment; Sectional view of 13
【図16】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第14の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第14の断面図FIG. 16A is a fourteenth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 16B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor of the embodiment. 14 cross section
【図17】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第15の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第15の断面図FIG. 17A is a fifteenth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 17B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor of the embodiment. Sectional view of 15
【図18】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第16の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第16の断面図FIG. 18A is a sixteenth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 18B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor of the embodiment. Sectional view of 16
【図19】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第17の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第17の断面図19A is a seventeenth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 19B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor of the embodiment. Sectional view of 17
【図20】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第18の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第18の断面図FIG. 20A is an eighteenth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the present embodiment. FIG. 20B is a sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment. Sectional view of 18
【図21】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第19の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第19の断面図21A is a nineteenth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; FIG. 21B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment; Sectional view of 19
【図22】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第20の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第20の断面図FIG. 22A is a twentieth cross-sectional view illustrating a manufacturing step of the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 22B is a cross-sectional view illustrating the manufacturing step of the peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. Sectional view of 20
【図23】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第21の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第21の断面図23A is a cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the embodiment; FIG. 23B is a cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment; Sectional view of 21
【図24】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第22の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第22の断面図FIG. 24A is a 22nd cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 24B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor of the embodiment. Sectional view of 22
【図25】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第23の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第23の断面図FIG. 25A is a twenty-third cross-sectional view illustrating a manufacturing step of the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 25B is a second cross-sectional view illustrating the manufacturing step of the peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. Sectional view of 23
【図26】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第24の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第24の断面図FIG. 26A is a twenty-fourth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor according to the present embodiment. FIG. 26B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor according to the embodiment. 24 cross section
【図27】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第25の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第25の断面図FIG. 27A is a twenty-fifth cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 27B is a second sectional view for explaining the manufacturing process of the peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. 25 cross section
【図28】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第26の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第26の断面図28A is a twenty-sixth cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 28B is a cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. Sectional view of 26
【図29】(a):本実施形態の電界効果トランジスタの
セル領域の製造工程を説明する第27の断面図 (b):本実施形態の電界効果トランジスタの周縁領域の
製造工程を説明する第27の断面図29A is a twenty-seventh cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the cell region of the field-effect transistor of the present embodiment. FIG. 29B is a second cross-sectional view illustrating the step of manufacturing the peripheral region of the field-effect transistor of the present embodiment. Sectional view of 27
【図30】本発明の他の実施形態の電界効果トランジス
タを説明する断面図FIG. 30 is a cross-sectional view illustrating a field-effect transistor according to another embodiment of the present invention.
【図31】本発明の他の実施形態のIGBT構造の電界
効果トランジスタを説明する断面図FIG. 31 is a sectional view illustrating a field-effect transistor having an IGBT structure according to another embodiment of the present invention.
【図32】本発明の他の実施形態の第1のサイリスタ構
造の電界効果トランジスタを説明する断面図FIG. 32 is a cross-sectional view illustrating a field-effect transistor having a first thyristor structure according to another embodiment of the present invention.
【図33】本発明の他の実施形態の第2のサイリスタ構
造の電界効果トランジスタを説明する断面図FIG. 33 is a cross-sectional view illustrating a field-effect transistor having a second thyristor structure according to another embodiment of the present invention.
【図34】従来の電界効果トランジスタの構造を説明す
る断面図FIG. 34 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional field-effect transistor.
【図35】従来の電界効果トランジスタの構造を説明す
る平面図FIG. 35 is a plan view illustrating the structure of a conventional field-effect transistor.
【図36】従来の電界効果トランジスタの導通状態を説
明する断面図FIG. 36 is a cross-sectional view illustrating a conduction state of a conventional field-effect transistor.
【図37】本発明の一実施形態の電界効果トランジスタ
における第1、第2のセルの配置状態を説明する平面図FIG. 37 is a plan view illustrating an arrangement state of first and second cells in the field-effect transistor according to one embodiment of the present invention;
11……シリコン基板 12……高抵抗層 22…
…ゲート電極膜 28……第2のベース領域 29
……第1のベース領域 311……第1のゲート絶縁
膜 312……第2のゲート絶縁膜 43……第1
のソース領域 44……第2のソース領域 46……ソース電極膜
47……ドレイン電極膜 98……第2のチャネル
領域 99……第1のチャネル領域11 silicon substrate 12 high resistance layer 22
... Gate electrode film 28 ... Second base region 29
... First base region 31 1 ... First gate insulating film 31 2 ... Second gate insulating film 43.
Source region 44 of the second source region 46 Source electrode film
47: drain electrode film 98: second channel region 99: first channel region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 655 H01L 29/78 655G 21/336 658F ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/78 655 H01L 29/78 655G 21/336 658F
Claims (5)
高抵抗層と、 前記高抵抗層の表面に配置された第2導電型の第1のベ
ース領域と、 前記第1のベース領域の表面に配置された第1導電型の
第1のソース領域と、 前記第1のベース領域の一部であって、前記第1のソー
ス領域と接した状態で、少なくとも前記孔の内部側面に
位置する第1のチャネル領域と、 少なくとも前記第1のチャネル領域の表面に配置された
第1のゲート絶縁膜と、 前記第1のゲート絶縁膜の表面に配置された第1のゲー
ト電極膜と、 前記孔の内部底面の前記高抵抗層に配置された第2導電
型の第2のベース領域と、 前記第2のベース領域の表面に配置された第1導電型の
第2のソース領域と、 前記第2のベース領域の一部であって、該第2のベース
領域の外縁部分と前記第2のソース領域との外縁部分と
の間に位置する第2のチャネル領域と、 少なくとも前記第2のチャネル領域表面に配置された第
2のゲート絶縁膜と、 前記第2のゲート絶縁膜表面に配置された第2のゲート
電極膜とを有する電界効果トランジスタ。A first conductive type high-resistance layer having a plurality of holes formed in a surface thereof; a second conductive type first base region disposed on a surface of the high-resistance layer; A first source region of a first conductivity type disposed on a surface of the base region; and a part of the first base region, at least inside the hole in contact with the first source region. A first channel region located on a side surface, at least a first gate insulating film disposed on a surface of the first channel region, and a first gate electrode disposed on a surface of the first gate insulating film A second conductive type second base region disposed on the high resistance layer on the inner bottom surface of the hole; a first conductive type second source disposed on the surface of the second base region A region, a portion of the second base region and outside the second base region A second channel region located between a portion and an outer edge portion of the second source region; a second gate insulating film disposed at least on a surface of the second channel region; and the second gate And a second gate electrode film disposed on the surface of the insulating film.
記第1のベース領域の外縁より内側に位置するように配
置され、 前記第1のチャネル領域は、前記第1のベース領域の表
面で、前記第1のベース領域の外縁と、前記第1のソー
ス領域の外縁との間にも位置するように構成された請求
項1記載の電界効果トランジスタ。2. The first source region is arranged such that an outer edge thereof is located inside an outer edge of the first base region, and the first channel region is formed of the first base region. 2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the field effect transistor is configured to be located on a surface between an outer edge of the first base region and an outer edge of the first source region.
とは互いに接続され、 第1のゲート電極膜と第2のゲート電極膜とが互いに接
続された請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の電
界効果トランジスタ。3. The first gate insulating film and the second gate insulating film are connected to each other, and the first gate electrode film and the second gate electrode film are connected to each other. The field-effect transistor according to claim 1.
一方に代えて、第1導電型の不純物拡散領域が前記第1
又は第2のベース領域の表面に形成された請求項1乃至
請求項3のいずれか1項に記載の電界効果トランジス
タ。4. An impurity diffusion region of a first conductivity type instead of one of said first and second source regions.
4. The field effect transistor according to claim 1, wherein the field effect transistor is formed on a surface of the second base region.
体層が設けられたことを特徴とする請求項1乃至請求項
4のいずれか1項記載の電界効果トランジスタ。5. The field effect transistor according to claim 1, wherein a semiconductor layer of a second conductivity type is provided on a back surface of said high resistance layer.
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---|---|---|---|
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JP (1) | JP2002110982A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024183911A1 (en) * | 2023-03-09 | 2024-09-12 | Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. | Monolithically integrated trench-gate planar-gate semiconductor device |
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JPS6237965A (en) * | 1985-08-13 | 1987-02-18 | Tdk Corp | Longitudinal semiconductor device and manufacture thereof |
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JPH08255894A (en) * | 1995-03-16 | 1996-10-01 | Fuji Electric Co Ltd | Insulated gate type thyristor and its control method |
-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000298910A patent/JP2002110982A/en active Pending
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