JP2011124597A - Field-effect transistor and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】高耐圧および高電流のスイッチング動作が可能で、かつ製造が容易なFETを提供する。
【解決手段】半導体薄体の一の主表面に設けられた、第1導電型のソース領域(1)と、第1導電型のチャネル領域(10)と、チャネル領域を限定する第2導電型の限定領域(5)と、他の主表面に設けられた第1導電型のドレイン領域(3)と、厚さ方向に連続する第1導電型のドリフト領域(4)とを備え、ドリフト領域(4)およびチャネル領域(10)の不純物濃度は、ソース領域(1)、ドレイン領域(3)および限定領域(5)の不純物濃度よりも低く、チャネル領域(10)の不純物濃度はドリフト領域(4)の不純物濃度よりも低い。
【選択図】図16An FET that can perform a switching operation with a high withstand voltage and a high current and is easy to manufacture.
A source region (1) of a first conductivity type, a channel region (10) of a first conductivity type, and a second conductivity type for limiting the channel region, which are provided on one main surface of a semiconductor thin body. And a first conductivity type drain region (3) provided on the other main surface, and a first conductivity type drift region (4) continuous in the thickness direction. The impurity concentration of (4) and the channel region (10) is lower than the impurity concentration of the source region (1), the drain region (3) and the limited region (5), and the impurity concentration of the channel region (10) is the drift region ( 4) Impurity concentration is lower.
[Selection] Figure 16
Description
本発明は、電力送電における直流交流変換、インバータ等に用いられる高電流、高電圧のスイッチング動作をする電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)に関する。 The present invention relates to a field effect transistor (FET) that performs a high-current, high-voltage switching operation used for DC-AC conversion, inverters, and the like in power transmission.
インバータ等のスイッチングに用いられる接合型電界効果トランジスタ(JFET:Junction Field Effect Transistor)は、高電流および高電圧に耐えることが要求される。図20は、通常の横型JFETを示す図である。ソース領域1には接地電位、またドレイン領域3には正電位が印加される。ゲート領域2の下方にはpn接合が形成されており、素子をオフ状態とする場合に、この接合部は逆バイアスの状態となるようにゲート電極12には負電圧が印加される。ソース領域1の電子はドレイン領域3の正電位に引き付けられて、ゲート領域2の下のチャネル領域9を通り、ドレイン領域3に到達する。
A junction field effect transistor (JFET) used for switching of an inverter or the like is required to withstand a high current and a high voltage. FIG. 20 is a diagram showing a normal lateral JFET. A ground potential is applied to the
上記の横型JFETでは、図20に示すように、ソース、ゲートおよびドレイン電極が同一平面にあるため、ドレイン電極と他の電極とが空気を介して近接することになる。空気の耐圧はせいぜい3kV/mmであるため、電流が流れていないOFF状態でドレイン電極と他の電極との間に3kV以上の電圧がかかるときには、ドレイン電極と他の電極とを1mm以上離す必要があった。 In the above lateral JFET, as shown in FIG. 20, since the source, gate, and drain electrodes are on the same plane, the drain electrode and the other electrode come close to each other through air. Since the withstand pressure of air is at most 3 kV / mm, when a voltage of 3 kV or more is applied between the drain electrode and another electrode in the OFF state where no current flows, it is necessary to separate the drain electrode from the other electrode by 1 mm or more. was there.
図21は、上記の横型JFETの短所を改善するために提案され実用化されている縦型JFET、別名静電誘導型トランジスタ(以下、SIT(Static Induction Transistor)と記す)を示す図である。SITでは、複数のゲート領域2は高濃度のp型不純物が注入されたp+領域が形成されており、その周囲には低濃度のn型不純物が添加されたn-領域が形成されている。n-領域のn型不純物濃度が低いために、常に空乏層が広がっており、チャネル領域は消失している。このため、上記の横型JFETで起きるピンチオフによるドレイン電流の飽和現象は生じない。ソース、ゲート、ドレイン各領域の電位の印加方法は、図20に示した横型JFETと同じである。
FIG. 21 is a diagram showing a vertical JFET, also known as a static induction transistor (hereinafter referred to as SIT (Static Induction Transistor)), which has been proposed and put into practical use to improve the disadvantages of the lateral JFET. In SIT, a plurality of
ソース領域1の電子はゲート領域の電位障壁を超えて、ドレイン電位に引き付けられて空乏層をドリフトする。ドレイン電位を高い正の電位にすると、ゲート領域の電子に対する電位障壁は小さくなりドリフト電流を大きくすることが可能となり、ドレイン電位を高くしてもドレイン電流の飽和現象は生じない。ドレイン電流の制御は、通常、ゲート電位とドレイン電位とによって行われる。
The electrons in the
図20に示す横型JFETを用い、ドレイン電極と他の電極との距離を大きくとると、ソース領域1からドレイン領域3に至るチャネル領域9の長さが長くなり、わずかな電流しか流すことができず、一般にパワートランジスタと呼ばれるものに要求される高電流を流すことができなかった。
When the lateral JFET shown in FIG. 20 is used and the distance between the drain electrode and the other electrode is increased, the length of the channel region 9 from the
図21に示すSITをスイッチング用に用いると、大電流を得るためには電子に電位障壁を越えさせるために電圧を高くしなければならず、わずかであってもやはり損失が発生することは避けられなかった。 When the SIT shown in FIG. 21 is used for switching, in order to obtain a large current, it is necessary to increase the voltage in order to cause the electrons to exceed the potential barrier, and even if it is slight, it is avoided that a loss is generated. I couldn't.
また、上記の問題を解決しうるJFETの構造であっても、構造が複雑なために製造工程が複雑になり製造コストが高くなっては実際に使用されない。このため、上記の問題を解決した上で、簡素な製造工程によって製造することができる構造とする必要がある。 Further, even a JFET structure that can solve the above problem is not actually used if the manufacturing process becomes complicated due to the complicated structure and the manufacturing cost increases. For this reason, after solving said problem, it is necessary to set it as the structure which can be manufactured by a simple manufacturing process.
本発明の目的は、JFETの構造にこだわらず広くFETの原理を用いて従来よりも低損失で作動する高耐圧および高電流のスイッチング動作が可能なFETを提供することにある。さらに、他の目的として、上記目的を達成した上で製造が容易なFETを提供することがある。なお、以後の説明においては、「FET」は、FETまたはJFETを意味することとし、特に言及しないかぎりFETとJFETとを区別しない。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an FET capable of switching with a high withstand voltage and a high current that operates with a lower loss than the prior art, using the principle of the FET, regardless of the structure of the JFET. Furthermore, another object is to provide an FET that can be easily manufactured while achieving the above-mentioned object. In the following description, “FET” means FET or JFET, and FET and JFET are not distinguished unless otherwise specified.
本発明のFETは、半導体薄体の一の主表面に設けられたゲート領域と、一の主表面の側に設けられた第1導電型のソース領域と、一の主表面に設けられた領域であって、ソース領域およびゲート領域と連続する第1導電型のチャネル領域と、チャネル領域の範囲を限定する第2導電型の限定領域と、半導体薄体の他の主表面に設けられた第1導電型のドレイン領域と、チャネル領域からドレイン領域へと、半導体薄体の厚さ方向に連続する第1導電型のドリフト領域とを備えている。そのドリフト領域およびチャネル領域の第1導電型の不純物濃度は、ソース領域およびドレイン領域の第1導電型の不純物濃度、および限定領域の第2導電型の不純物濃度よりも低くなっている。 The FET of the present invention includes a gate region provided on one main surface of a semiconductor thin body, a first conductivity type source region provided on one main surface side, and a region provided on one main surface. A first conductivity type channel region that is continuous with the source region and the gate region, a second conductivity type limitation region that limits the range of the channel region, and a first region provided on the other main surface of the semiconductor thin body. A drain region of one conductivity type, and a drift region of a first conductivity type continuous in the thickness direction of the semiconductor thin body from the channel region to the drain region. The impurity concentration of the first conductivity type in the drift region and the channel region is lower than the impurity concentration of the first conductivity type in the source region and the drain region and the impurity concentration of the second conductivity type in the limited region.
この構成により、OFF状態では逆バイアス電圧をゲート領域にかけることにより、一の主表面のゲート電極からチャネル領域に向かって空乏層を形成し、ソース領域からチャネル領域およびドリフト領域を経てドレイン領域に向かうキャリアの流れを阻止することができる。さらに、OFF状態でドレイン領域に高電圧が印加されると、限定領域とドリフト領域との界面に高い逆バイアス電圧が印加されることになり、限定領域からドリフト領域に空乏層が形成され、電圧を負担するので、耐圧性能を向上させることができる。また、ON状態では、ソース領域とゲート領域とをほとんど同じ電位とし、空乏層を形成しないようにして、ソース領域からチャネル領域およびドリフト領域を経てドレイン領域へとキャリアを移動させる。このキャリアの移動量、すなわち電流はドレイン電位によって制御される。ドレイン電位を高くしてゆくとピンチオフ電位になり、限定領域とドリフト領域との界面からドリフト領域に向かって空乏層が延びてきて、ドレイン電流は飽和する。このような動作は、ピンチオフがなくドレイン電流が飽和しない従来の縦型JFETと本質的に相違する動作である。上記のOFF状態における空乏層への電圧負担による耐圧性能の向上、および縦に電流が流れる場合のON状態におけるドレイン電流の飽和現象等は、本発明のFETにして初めて可能となった動作である。上記ドレイン電流の飽和によりFET自体や周囲の素子の焼損を防止することができる。特筆すべきことは、ON状態ではソース領域からドレイン領域に至る経路にキャリアの流れを妨げるものがないことであり、オン抵抗がきわめて低くなる。このため、キャリアに対して空乏層におけるポテンシャル障壁の通過を強制する従来のSIT等に比べて、電力消費は一層低く抑えられる。なお、ここで、不純物濃度は、第1導電型不純物と第2導電型不純物とが含まれる場合は、とくにことわらない限り、両方の不純物を相殺し、残ったドミナントな不純物の濃度をさす。 With this configuration, a depletion layer is formed from the gate electrode on one main surface toward the channel region by applying a reverse bias voltage to the gate region in the OFF state, and from the source region to the drain region through the channel region and the drift region. It is possible to block the flow of the carrier that heads. In addition, when a high voltage is applied to the drain region in the OFF state, a high reverse bias voltage is applied to the interface between the limited region and the drift region, and a depletion layer is formed from the limited region to the drift region. The pressure resistance performance can be improved. In the ON state, carriers are moved from the source region to the drain region through the channel region and the drift region so that the source region and the gate region are set to substantially the same potential and no depletion layer is formed. The amount of carrier movement, that is, the current is controlled by the drain potential. As the drain potential is increased, the pinch-off potential is reached, the depletion layer extends from the interface between the limited region and the drift region toward the drift region, and the drain current is saturated. Such an operation is essentially different from a conventional vertical JFET in which there is no pinch-off and the drain current is not saturated. The above-described improvement in the withstand voltage performance due to the voltage load on the depletion layer in the OFF state and the saturation phenomenon of the drain current in the ON state when the current flows vertically are the first operations that are possible with the FET of the present invention. . The saturation of the drain current can prevent the FET itself and surrounding elements from being burned out. What should be noted is that in the ON state, there is no obstacle to the flow of carriers in the path from the source region to the drain region, and the on-resistance becomes extremely low. For this reason, power consumption can be further reduced as compared with conventional SIT or the like forcing carriers to pass through the potential barrier in the depletion layer. Here, when the first conductivity type impurity and the second conductivity type impurity are included, the impurity concentration cancels both impurities and indicates the concentration of the remaining dominant impurity unless otherwise specified.
またFETでは、本発明のFETにおいて、半導体薄体の一の主表面に設けられたゲート領域はチャネル領域と重なり合って第1導電型の不純物を含み、該一の主表面上でソース領域と互いに導通しており、限定領域はドリフト領域の幅ならびにソース領域およびチャネル領域を限定している。 Further, in the FET of the present invention, the gate region provided on one main surface of the semiconductor thin body overlaps with the channel region and contains an impurity of the first conductivity type, and on the one main surface, It is conducting and the limited region limits the width of the drift region and the source and channel regions.
上記の構成により、ON状態では、ゲート電圧をソース電圧とほぼ同じにしながら低いドレイン電圧を印加することにより大きなドレイン電流を得ることができる。また、OFF状態にするときは、ゲート電極に逆バイアス電圧を印加する。この逆バイアス電圧の印加により空乏層を不純物濃度の低いゲート領域に形成し電子流を遮断することが可能となる。このFETでは、空乏層が電子の流れる方向に長く形成され、しかもゲート領域(チャネル領域)に高いエネルギを持った電子が流入することはないので、ドリフトにより上記の空乏層を通過することはできない。この結果、ゲート領域下に空乏層を形成することによりON−OFF制御を行うことが可能となる。これに対して、SITでは、上記したようにゲート電圧値およびドレイン電圧値によりドレイン電流の制御が行われる。本発明とSITとは、このドレイン電流の制御のメカニズムにおいて基本的に相違する。この基本的な相違のために、本発明のFETはSITに比較して消費電力を一層抑制することができる。さらに、このOFF状態でドレイン電極に高電圧が印加されたときには、ドレイン領域側にあるpn接合部(限定領域とドリフト領域との界面)のドリフト領域側に空乏層を形成し、この空乏層に高電圧を負担させることが可能である。 With the above configuration, in the ON state, a large drain current can be obtained by applying a low drain voltage while keeping the gate voltage substantially the same as the source voltage. Further, when turning off, a reverse bias voltage is applied to the gate electrode. By applying this reverse bias voltage, it becomes possible to form a depletion layer in the gate region having a low impurity concentration and to block the electron flow. In this FET, the depletion layer is formed long in the direction in which electrons flow, and electrons with high energy do not flow into the gate region (channel region), so that it cannot pass through the depletion layer due to drift. . As a result, ON / OFF control can be performed by forming a depletion layer under the gate region. On the other hand, in SIT, the drain current is controlled by the gate voltage value and the drain voltage value as described above. The present invention and SIT basically differ in this drain current control mechanism. Because of this fundamental difference, the FET of the present invention can further reduce power consumption compared to SIT. Further, when a high voltage is applied to the drain electrode in the OFF state, a depletion layer is formed on the drift region side of the pn junction (interface between the limited region and the drift region) on the drain region side. It is possible to bear a high voltage.
上記のFETにおいては、ゲート領域に接触するゲート電極は、ゲート領域とショットキー接触を形成している。 In the above-described FET, the gate electrode in contact with the gate region forms a Schottky contact with the gate region.
この構成により、ゲート電極に逆バイアス電圧をかけることにより、ゲート電極の下側のゲート領域(チャネル領域)に空乏層を形成することができる。この結果、ON−OFF制御を行うことが可能となる。 With this configuration, a depletion layer can be formed in the gate region (channel region) below the gate electrode by applying a reverse bias voltage to the gate electrode. As a result, ON-OFF control can be performed.
上記のそれぞれのFETにおいて、限定領域に独立して電位を印加することが容易でない局面では、限定領域は上記の一の主表面のソース領域に隣り合う領域に延びており、ソース電極はソース領域と限定領域とが同じ電位になるように、両方にまたがって設けられている構造とする。 In each of the above FETs, in a situation where it is not easy to apply a potential independently to the limited region, the limited region extends to a region adjacent to the source region on the one main surface, and the source electrode is the source region. And the limited region have the same potential so that they are provided over both.
上記の構造の採用により、限定領域に対して電位を印加する配線、システム等を別に設けることなく、ON−OFFの運転に好都合な電位を簡便に印加することができる。 By employing the above-described structure, a potential that is convenient for ON-OFF operation can be easily applied without separately providing a wiring, a system, and the like for applying a potential to the limited region.
OFF状態でドレイン電極にかかる高電圧に確実に耐えることが重要な局面では、例えば、ドレイン領域は、半導体薄体の厚さ方向に延びるドリフト領域によって、その半導体内部の表面が覆われている構造とすることが望ましい。 In an aspect in which it is important to reliably withstand the high voltage applied to the drain electrode in the OFF state, for example, the drain region has a structure in which the surface inside the semiconductor is covered by a drift region extending in the thickness direction of the semiconductor thin body Is desirable.
この結果、ドレイン領域側の限定領域/ドリフト領域界面に形成される空乏層が、ドレイン領域を半導体薄体内部ではすべて覆い、局所的に耐圧の低い部分を通って短絡が生じることはなくなる。 As a result, the depletion layer formed at the interface between the limited region and the drift region on the drain region side covers the drain region entirely inside the semiconductor thin body and does not cause a short circuit locally through a portion having a low breakdown voltage.
上記のドリフト領域の片側ずつを独立した電極によって限定することが重要な場合には、例えば、ソース領域およびゲート領域からなる領域が、2以上、上記一の主表面に備えられていることが望ましい。 When it is important to limit each side of the drift region by independent electrodes, for example, it is desirable that two or more regions including a source region and a gate region are provided on the one main surface. .
この結果、共通のドリフト領域の片側ずつに別々の電極から独立に別々の電位が与えられ、半導体運転の方法数が増し、また、ドリフト領域の両側に望ましい電位を確実に付与することが可能となる。 As a result, separate potentials are applied independently from separate electrodes to each side of the common drift region, the number of semiconductor operation methods is increased, and a desirable potential can be reliably applied to both sides of the drift region. Become.
またFETでは、本発明のFETにおいて構造の簡明さが重視される局面で用いられるものでは、ゲート領域は第2導電型不純物を含み、限定領域は、さらにゲート領域を半導体薄体の内側から限定して囲んでいる。 In the FET, the gate region includes the second conductivity type impurity, and the limited region further limits the gate region from the inside of the semiconductor thin body when used in the aspect of the present invention where the simplicity of the structure is important. Is enclosed.
この構成により、チャネル領域とゲート領域とは一の主表面に形成され、かつ限定領域はゲート領域を内側から囲むように形成されるので、構成が簡明になり、製造時のマスク形成工数が減少し製造が容易となって歩留り向上が得られる。また、ゲート領域は限定領域と同じ導電型の不純物元素を含んで導通し、限定領域からチャネル領域に向かって空乏層を張り出しOFF状態を実現することができる。さらに、このOFF状態でドレイン領域に高電圧が印加されると、限定領域とドリフト領域との界面に高い逆バイアス電圧が印加されることになり、限定領域からドリフト領域に空乏層が形成され、電圧を負担するので、耐圧性能を向上させることができる。また、ON状態では、ソース領域とゲート領域とをほとんど同じ電位とし、空乏層を形成しないようにして、ソース領域からチャネル領域およびドリフト領域を経てドレイン領域へとキャリアを移動させる。このキャリアの移動量、すなわち電流はドレイン電位によって制御される。ドレイン電位を高くしてゆくとピンチオフ電位になり、限定領域とドリフト領域との界面からドリフト領域に向かって空乏層が延びてきて、ドレイン電流は飽和する。このような動作は、ピンチオフがなくドレイン電流が飽和しない従来の縦型JFETと本質的に相違する動作である。上記のOFF状態における空乏層への電圧負担による耐圧性能の向上、および半導体の厚さ方向に電流が流れる場合のON状態におけるドレイン電流の飽和現象等は、上記のFETと同様に、このFETにして初めて可能となった動作である。上記ドレイン電流の飽和によりFET自体や周囲の素子の焼損を防止することができる。ON状態ではソース領域からドレイン領域に至る経路にキャリアの流れを妨げるものがなく、オン抵抗がきわめて低くなることも上記のFETと同様である。このため、キャリアに対して空乏層におけるポテンシャル障壁の通過を強制する従来のSIT等に比べて、電力消費は一層低く抑えられる。 With this configuration, the channel region and the gate region are formed on one main surface, and the limited region is formed so as to surround the gate region from the inside, thereby simplifying the configuration and reducing the number of mask formation steps during manufacturing. Thus, manufacturing is facilitated and yield is improved. In addition, the gate region is conductive including the impurity element having the same conductivity type as that of the limited region, and a depletion layer is extended from the limited region toward the channel region to realize an OFF state. Furthermore, when a high voltage is applied to the drain region in this OFF state, a high reverse bias voltage is applied to the interface between the limited region and the drift region, and a depletion layer is formed from the limited region to the drift region, Since the voltage is borne, the withstand voltage performance can be improved. In the ON state, carriers are moved from the source region to the drain region through the channel region and the drift region so that the source region and the gate region are set to substantially the same potential and no depletion layer is formed. The amount of carrier movement, that is, the current is controlled by the drain potential. As the drain potential is increased, the pinch-off potential is reached, the depletion layer extends from the interface between the limited region and the drift region toward the drift region, and the drain current is saturated. Such an operation is essentially different from a conventional vertical JFET in which there is no pinch-off and the drain current is not saturated. The above-mentioned FET, like the above FET, has improved the breakdown voltage performance due to the voltage load on the depletion layer in the above-mentioned OFF state, and the drain current saturation phenomenon in the ON state when a current flows in the thickness direction of the semiconductor. This is the first operation that is possible. The saturation of the drain current can prevent the FET itself and surrounding elements from being burned out. In the ON state, there is no obstacle to the flow of carriers in the path from the source region to the drain region, and the on-resistance is extremely low as in the above-described FET. For this reason, power consumption can be further reduced as compared with conventional SIT or the like forcing carriers to pass through the potential barrier in the depletion layer.
またFETでは、上記のFETにおいて、ソース領域は一の主表面の上に突き出して形成され、チャネル領域はソース領域の下に連続して形成されている。 In the FET, in the FET described above, the source region is formed so as to protrude on one main surface, and the channel region is formed continuously below the source region.
この構成により、ドライエッチングを用いたソース領域のパターニングに使用したマスクを、ゲート領域およびゲート領域を囲む限定領域への第2導電型不純物元素の注入にも用いることができる。この結果、マスキング工程数の減少とともにマスクの位置合わせも容易となり、歩留り向上を得ることが可能となる。 With this configuration, the mask used for patterning the source region using dry etching can also be used for implanting the second conductivity type impurity element into the gate region and the limited region surrounding the gate region. As a result, the number of masking steps can be reduced, and mask alignment can be facilitated, thereby improving yield.
またFETでは、上記のFETにおいて、ゲート領域は2つの領域からなり、チャネル領域は、その2つのゲート領域のそれぞれを限定して囲む限定領域に接触してその2つの限定領域の間に配置されている。 In the FET, the gate region is composed of two regions in the above-described FET, and the channel region is disposed between the two limited regions in contact with the limited region surrounding and limiting each of the two gate regions. ing.
この構成により、FETの構造はさらに簡明となり、マスクの位置合わせが容易となり、製造工数の削減の効果とともに、歩留り向上に寄与することができる。 With this configuration, the structure of the FET is further simplified, mask alignment is facilitated, and the manufacturing man-hours can be reduced and the yield can be improved.
またFETでは、上記のFETにおいて、ゲート領域に接触するゲート電極は、ゲート領域とオーミック接触を形成している。 In the FET, in the FET described above, the gate electrode in contact with the gate region forms an ohmic contact with the gate region.
この構成により、ゲート電極への逆バイアス電圧の印加により高い制御性で、pn接合を形成する限定領域/チャネル領域界面において、限定領域からチャネル領域に向けて空乏層を張り出してOFF状態を実現することが可能となる。ゲート領域の第2導電型不純物濃度は高濃度なので、オーミック接触とすることは容易である。 With this configuration, an OFF state is realized by projecting a depletion layer from the limited region toward the channel region at the limited region / channel region interface forming the pn junction with high controllability by applying a reverse bias voltage to the gate electrode. It becomes possible. Since the second conductivity type impurity concentration in the gate region is high, it is easy to make an ohmic contact.
また、この構造の簡明なFETにおいても、ドリフト領域のn型不純物濃度は、チャネル領域の不純物濃度よりも高くなっていることが望ましい。この濃度構成により、OFF状態にするときには、ゲート電極に逆バイアス電圧をかけることにより、空乏層が確実にチャネル領域に向かって張り出すことができる。したがって、確実にかつ高速でOFF状態を実現することができる。ON状態にするときも、空乏層を短時間で消失させることができるので、高速スイッチングが可能となる。また、ドリフト領域の第1導電型不純物濃度は、限定領域の第2導電型不純物濃度よりも低いので、逆バイアス電圧の高圧化にともないドリフト領域にも空乏層が形成され、この空乏層が耐圧に寄与し、高耐圧化が可能となる。ON状態でドレイン電圧を高くしていったとき、やはり限定領域からドリフト領域に空乏層が張り出しピンチオフが生じ、ドレイン電流が飽和し、焼損等のトラブルを回避することができる。 Also in a simple FET having this structure, it is desirable that the n-type impurity concentration in the drift region is higher than the impurity concentration in the channel region. With this concentration configuration, the depletion layer can reliably project toward the channel region by applying a reverse bias voltage to the gate electrode when the OFF state is set. Therefore, the OFF state can be realized reliably and at high speed. Even in the ON state, the depletion layer can be eliminated in a short time, so that high-speed switching is possible. In addition, since the first conductivity type impurity concentration in the drift region is lower than the second conductivity type impurity concentration in the limited region, a depletion layer is formed in the drift region as the reverse bias voltage is increased, and this depletion layer has a breakdown voltage. This contributes to high pressure resistance. When the drain voltage is increased in the ON state, the depletion layer extends from the limited region to the drift region, pinch-off occurs, the drain current is saturated, and troubles such as burning can be avoided.
本発明のFETの製造方法は、濃度Csの第1導電型不純物を含む第1導電型の半導体基板(濃度Csの第1導電型の半導体基板)の上に濃度Csよりも低濃度である濃度C1の第1導電型の第1半導体層を成膜する工程と、第1導電型の第1半導体層の上に、濃度CsおよびC1よりも低濃度である濃度C2の第1導電型の第2半導体層を成膜する工程と、第1導電型の第2半導体層の上に、濃度C1およびC2よりも高濃度である濃度C3の第1導電型の第3半導体層を成膜する工程とを含む。この製造方法は、さらに、第1導電型の第3半導体層にソース領域を遮蔽するマスクをかけてエッチングによりソース領域以外の第1導電型の第3半導体層を除去する工程と、ソース領域の両側の第1導電型の第2半導体層に第2導電型不純物をドープして、濃度C2よりも高濃度である濃度C4の第2導電型ゲート領域および第2導電型限定領域を形成する工程とを備える。 The FET manufacturing method of the present invention has a concentration lower than the concentration Cs on a first conductivity type semiconductor substrate (first conductivity type semiconductor substrate having a concentration Cs) containing the first conductivity type impurity having a concentration Cs. Forming a first conductivity type first semiconductor layer of C1, and a first conductivity type first concentration of C2 having a concentration lower than Cs and C1 on the first semiconductor layer of the first conductivity type; A step of forming a second semiconductor layer, and a step of forming a first conductive type third semiconductor layer having a concentration C3 higher than the concentrations C1 and C2 on the first conductive type second semiconductor layer. Including. The manufacturing method further includes a step of removing a first conductive type third semiconductor layer other than the source region by etching using a mask that shields the source region on the first conductive type third semiconductor layer, A step of doping a second conductivity type impurity into the first conductivity type second semiconductor layer on both sides to form a second conductivity type gate region and a second conductivity type limited region having a concentration C4 higher than the concentration C2. With.
この製造方法によれば、工程数が少なくなり、それに伴いマスクの数も減るため、マスクの位置合わせが簡単になりFET作製が容易となる。このため、歩留りが向上し、製造コストを低減することが可能となる。 According to this manufacturing method, the number of processes is reduced, and the number of masks is reduced accordingly. Therefore, the mask alignment is simplified and the FET can be easily manufactured. For this reason, a yield improves and it becomes possible to reduce manufacturing cost.
またFETの製造方法では、例えば、第1導電型の第3半導体層のエッチング時のマスクをそのまま用いて、第2導電型不純物ドープにおけるイオン注入を行うことが望ましい。 In addition, in the FET manufacturing method, for example, it is desirable to perform ion implantation in the second conductivity type impurity doping using the mask for etching the first conductivity type third semiconductor layer as it is.
この製造方法により、エッチングとイオン注入とを同じマスクで実施できるため、工程数を削減し、かつ位置ずれ等に伴う歩留り低下を回避することができる。この結果、製造コストを低減することが可能となる。 By this manufacturing method, since etching and ion implantation can be performed with the same mask, the number of steps can be reduced, and a decrease in yield due to misalignment or the like can be avoided. As a result, the manufacturing cost can be reduced.
本発明のFETにより、従来よりも低損失で、高電流高電圧のスイッチング動作に耐えられるFETを提供することが可能となる。また、本発明のFETは構造が簡明であるので、製造が容易であり安価に提供することができる。 According to the FET of the present invention, it is possible to provide an FET that can withstand a high-current, high-voltage switching operation with lower loss than before. Further, since the FET of the present invention has a simple structure, it is easy to manufacture and can be provided at low cost.
つぎに、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるFETを示す構成断面図である。ソース電極11a、11bおよびゲート電極12a、12bは、半導体薄体の一方の主表面に、またドレイン電極13は他方の主表面に設けられている。限定領域5は、ドリフト領域4の幅およびゲート領域の幅と深さを規定し、ソース領域に隣接する一方の主表面にまで延び、その主表面においてソース電極に接触している。限定領域の電位はソース電位とは別に、独立して印加してもよいが、通常、ソース電位と同電位とするので、別個の配線やシステム等を不要とするため、図1に示すように、ソース電極がソース領域と限定領域の主表面部とにまたがって設けられる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a structural cross-sectional view showing an FET according to the first embodiment of the present invention. The
また、図1では、ソース電極、ゲート電極はそれぞれ2個ずつドレイン領域4をはさむように設け、それぞれ同じ電位を印加したが、動作に支障をきたさない範囲で2個の同種の電極に異なった電位を印加し、共通のドリフト領域の片側ずつに別々の電極から独立に別々の電位が与えることが望ましい。この結果、半導体運転の方法数が増し、また、ドリフト領域の両側に望ましい電位を確実に付与することが可能となる。
Further, in FIG. 1, two source electrodes and two gate electrodes are provided so as to sandwich the
また、当然、ソース、ドレインともにそれぞれ1個の電極としてもよい。この1個の電極の場合には、図1において、ソース、ドレイン電極はそれぞれドリフト領域4を位置の基準にしてその片方だけの1個ずつとし、ソース、ゲート電極を取り去った片側の主表面全体に限定領域5は延びた構造とすることが望ましい。
Of course, both the source and the drain may be one electrode. In the case of this one electrode, in FIG. 1, the source and drain electrodes are each one of them on the basis of the position of the
図1に示す電界効果トランジスタに用いられた半導体薄体は、Si基板に結晶成長により厚さを増したものとした。ただし、半導体薄体の素材は、Siに限定されるものではなく、SiC、GaAs等を用いてもよく、むしろ耐圧性を追求する場合はSiCの方が好ましい。 The thin semiconductor body used in the field effect transistor shown in FIG. 1 was increased in thickness by crystal growth on a Si substrate. However, the material of the semiconductor thin body is not limited to Si, and SiC, GaAs, or the like may be used. Rather, SiC is preferred when pursuing pressure resistance.
次に、図1に示す電界効果トランジスタの製造方法を説明する。まず、不純物としてリン(P)を1019個/cm3程度含むドレイン領域3に相当する厚さの基板を用意する。この基板が不純物濃度n+のドレイン領域3を形成する。図2に示すように、この基板の上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により、キャリアガス、例えばフォスフィン(PH3)を流しながらリン濃度1016個/cm3程度のn層を成長させる。
Next, a method for manufacturing the field effect transistor shown in FIG. 1 will be described. First, a substrate having a thickness corresponding to the
この後、図1に示す構成の電界効果トランジスタを製造する2つの方法がある(作製法1および作製法2)。
Thereafter, there are two methods for manufacturing the field effect transistor having the structure shown in FIG. 1 (
まず、作製法1について説明する。図2に示す段階の半導体基板に対し、図3に示すように、ソース領域1a、1bを形成するためにn型不純物としてリンを1019個/cm3程度イオン注入する。その後、図4に示すように、限定領域5となるp+領域をイオン注入により形成する。p型不純物としてはアルミ(Al)を用い、その濃度はn層の不純物濃度よりも1桁以上高くする(以上、作製法1)。
First,
次に、作製法2について説明する。作製法2においては、図2に示す段階の半導体基板に対して、図5に示すように、まず、アルミイオンをn層の不純物濃度よりも1桁以上高い濃度で注入して限定領域5となるp+領域を形成する。その後、図6に示すように、CVD法によりキャリアガス、例えばフォスフィン(PH3)を流しながら1016個/cm3程度のP濃度のn層を成長させる。次に、図7に示すように、ソース領域1a、1bとなるn+領域を形成するためにn型不純物としてリンを1019個/cm3程度注入する。次いで、図8に示すように、ソース領域1a、1bの外側部を限定するために限定領域5を主表面まで拡張する。この限定領域の拡張は、アルミイオンをn層の不純物濃度よりも1桁以上高い濃度でソース領域の外側に注入することにより行う(以上、作製法2)。
Next,
この後、図1に示すように各電極11、12、13を各領域の上に形成し本発明の電界効果トランジスタを作製する。ここで、ゲート電極12はゲート領域2(チャネル領域)とショットキー接触を形成するように設けるが、上記したように、この領域の不純物濃度は低いので容易にショットキー接触とすることができる。電極材としてはNiが好ましいが、他の金属膜を用いてもよいし、何種類かの金属膜を積層したものでもよい。上記ゲート電極以外のソース電極およびドレイン電極は各接触する領域とオーミック接触を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 1, the
図9は、図1に示す電界効果トランジスタのON状態のソース、ゲート、ドレインの各電圧を例示する図である。通常、ソース電極を接地し、ゲート電圧はソース電圧とほぼ同じ電圧ゼロ付近で使用する。ON状態では、電子はn型不純物領域であるソース領域1a、1bおよびゲート領域2a、2bから、半導体薄体20の厚さ方向に延びる長さ10μm程度のドリフト領域4を経て、ドレイン領域3に到達する。ドリフト領域とは、ゲート領域直下の狭いチャネル領域とは異なり、電荷担体がドレイン電位に引き付けられて移動するゲート領域からドレイン領域にいたる比較的広い領域をさす。このドリフト領域4はp型不純物領域である限定領域5によってその幅が規定されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating the source, gate, and drain voltages in the ON state of the field effect transistor shown in FIG. Usually, the source electrode is grounded, and the gate voltage is used in the vicinity of zero, which is substantially the same as the source voltage. In the ON state, electrons pass from the
ゲート電圧ゼロ付近で使用する場合、ドレイン電圧を正にして高くすると、電子流は、p型不純物領域である限定領域5によって規定されたドリフト領域4を流れる。ドリフト領域4の電位分布はドレイン領域付近で急勾配に高くなるので、電子流が加速され、逆バイアスの電界がドリフト領域のゲート領域に近い部分に発生する。この空乏層はドレイン電圧の上昇につれ成長し、空乏層がドリフト領域の幅にまで達したときピンチオフが成立する。ピンチオフが起きると、それ以上ドレイン電圧を高くしてもドレイン電流は増加せず、一定の飽和電流を維持する。図10は、ピンチオフが発生し、空乏層6が、pn接合部の低不純物濃度領域であるドリフト領域4に形成されている様子を示す図である。電子流は空乏層6によって狭められ、ドレイン電流は飽和することになる。
When the gate voltage is used near zero, when the drain voltage is increased to a positive value, the electron current flows through the
図11は、ドレイン電流とドレイン電圧との関係を示す図である。ゲート電圧がゼロ付近のときドレイン電圧を高くしてゆくと、線形にドレイン電流が上昇する。しかし、ドレイン電圧がピンチオフ電圧に達すると、上記したように空乏層がドリフト領域の両側のpn接合部からドリフト領域側に成長し、ドリフト領域をふさぎ、ドレイン電流の飽和が生じるようになる。このドレイン電流の立上りの勾配は、従来の電界効果トランジスタに比較して大きい。すなわち、低いドレイン電圧で高電流を得ることができ、この結果、従来よりも小さな損失で大電流を供給できるようになる。 FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the drain current and the drain voltage. If the drain voltage is increased when the gate voltage is near zero, the drain current rises linearly. However, when the drain voltage reaches the pinch-off voltage, as described above, the depletion layer grows from the pn junctions on both sides of the drift region to the drift region side, plugs the drift region, and the drain current is saturated. The slope of the rise of the drain current is larger than that of the conventional field effect transistor. That is, a high current can be obtained with a low drain voltage, and as a result, a large current can be supplied with a smaller loss than in the prior art.
図11には、ゲート電圧を高くしVgoff以上となった場合(ただし、Vgoffを超えて一定以上高くすることはない)に、ドレイン電流がほとんど流れないOFFの状態も併せて示されている。このようなOFF状態では、図12に示すように、ゲート電極12とゲート領域2とのショットキー接触部に逆バイアス電圧がかかり、ゲート領域2に空乏層7が形成される。ここで形成される空乏層は電子流の方向に長いものであり、かつ、ゲート電圧は上記したようにVgoffを超えて一定以上高くはしないので、この空乏層に高いエネルギを有した電子が流入することがない。したがって、この空乏層により、電子流が遮断される状態が出現する。
FIG. 11 also shows an OFF state in which almost no drain current flows when the gate voltage is increased to Vgoff or higher (however, Vgoff is not increased beyond a certain level). In such an OFF state, as shown in FIG. 12, a reverse bias voltage is applied to the Schottky contact portion between the
従来の縦型JFETであるSITでは、上記したように、ドレイン電圧とベース電圧によりドレイン電流、ON−OFF等の制御を行うのに対して、本発明の電界効果トランジスタでは、上記空乏層の形成の有無によりON−OFF制御を行う。この結果、本発明の電界効果トランジスタでは高電圧、高電流の制御を確実に行うことが可能となった。 In the conventional vertical JFET SIT, as described above, the drain current and base voltage are controlled by the drain voltage and the base voltage, while the field effect transistor of the present invention forms the depletion layer. ON-OFF control is performed depending on whether or not there is. As a result, the field effect transistor of the present invention can reliably control high voltage and high current.
OFF状態で電流が遮断されているときに、ドレインに高電圧が印加された場合は、図13に示すように、ドレイン領域に近いドリフト領域4と限定領域5との界面であるpn接合部に空乏層8が形成される。この空乏層8が高電圧を負担するので、耐圧性が優れた電界効果トランジスタとなる。この空乏層8は、上記した空乏層のできかたと同様に、不純物濃度が低いほど巾広く、低不純物濃度側に形成される。図13に示すように、図13の状態からさらに電圧を高くしても空乏層8は未だドレイン側に成長の余地があるので、非常に高電圧に耐えることが可能となる。
When a high voltage is applied to the drain when the current is cut off in the OFF state, as shown in FIG. 13, the pn junction that is the interface between the
この結果、従来の横型JFETは無論のこと、従来の縦型JFETに比較しても一層高い耐圧性を確保することが可能となった。具体的には横型JFETではソース/ゲート電極間隔1mm、チャネル長2mmであったのに対して、本発明の図1の接合型電界効果トランジスタでは、チャネル長10μmとなり、同じドレイン電圧に対して200倍の電流を流すことが可能であった。 As a result, it goes without saying that the conventional lateral JFET can secure a higher withstand voltage than the conventional vertical JFET. Specifically, the lateral JFET has a source / gate electrode interval of 1 mm and a channel length of 2 mm, whereas the junction field effect transistor of FIG. 1 of the present invention has a channel length of 10 μm, which is 200 for the same drain voltage. It was possible to pass double the current.
ドレイン領域3は、図1に示すように表面に広がった構造とする場合もあるが、図14に示すように、ドレイン電極下にドリフト領域4によって半導体基板内部に位置する内面側界面が覆われた構造としてもよい。図14に示す形状のドレイン電極の場合、OFF状態で高電圧がドレインに印加されたとき、その高電圧を負担する空乏層8は、図15に示すように形成される。
The
また、ドレイン領域3を図1に示すように表面に広がった構造とし、ドリフト領域4を図14に示すように、そのドレイン領域3に突き当たる形状にする構造も本発明の範囲には含まれる。この場合、ドリフト領域4を囲む限定領域5とドレイン3とは、ドリフト領域4の外側に広く、p+/n+界面を形成する。また、この場合には、限定領域5であるp+領域のp型不純物濃度を図1または図14に示すものより高くして、ドレイン領域3の厚さを厚くする。この結果、空乏層は限定領域のp+領域とドレイン領域のn+領域との界面のドレイン領域側に形成され高電圧を負担する。
In addition, a structure in which the
(実施の形態2)
図16は実施の形態2におけるFETの構成断面図である。図16において、ソース領域1は半導体層の表面の上に突き出て凸状に形成されており、例えばNiで構成されるソース電極11とオーミック接触が成立するように、例えば1019cm-3を大きく超える高濃度のn型不純物を含んでいる。チャネル領域10は、n型不純物を、例えば濃度1×1015cm-3程度含み、ソース領域1の下に形成されている。ゲート領域2はp型不純物を、例えば濃度1019cm-3含み、2個のゲート電極12の直下の表面にそれぞれ形成されている。限定領域5はゲート領域2を囲み、チャネル領域10を両側から挟むように、半導体薄体の一定厚さ分だけ形成されている。この限定領域5はゲート領域と同じ種類のp型不純物を同じ濃度含んでいる。ドリフト領域4は一方の端部ではチャネル領域10と接し、かつ限定領域5に限定され、半導体薄体の他方の表面に向かって一定厚さ分、半導体薄体に広がって形成され、他方の端部でドレイン領域3に接している。このドリフト領域4はn型不純物を、例えば9×1016cm-3程度含んでいる。このドリフト領域4と接して、他方の表面に露出して、高濃度、例えば1019cm-3を大きく超える濃度のn型不純物を含むドレイン領域3が形成されている。ドレイン電極13は一方の表面に設けられているソース電極11と対向する他方の表面の位置に形成されている。電極はいずれの電極もNiで形成することが望ましいが、他の金属膜でもよいし、また何種類かの金属膜を積層した多層膜でもよい。この実施の形態2では、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極はいずれも、各接触する領域とオーミック接触を形成する。各領域の望ましい不純物濃度を整理すると次のようなる。
ソース領域1、ドレイン領域3:n型不純物 >> 1×1019cm-3
チャネル領域10:n型不純物=1×1015cm-3
ドリフト領域4:n型不純物=9×1016cm-3
限定領域5、ゲート領域2:n型不純物 >> 1×1019cm-3
このFETのON−OFF動作は次のようにして行われる。まず、OFF状態では、ゲート電極12に逆バイアス電圧を印加して、チャネル領域10とゲート領域2および限定領域5とのpn接合界面から空乏層をチャネル領域10に張り出させる。空乏層がチャネル領域における他方の表面に向かう経路断面を塞いだとき、OFF状態が実現する。OFF状態において、ドレイン電圧を高めてゆくと、限定領域5とドリフト領域4とのpn接合界面に空乏層が生成し、低濃度のドリフト領域に向かって張り出してくる。この空乏層は電圧を負担するので、素子としての耐圧性能が向上する。また、ON状態のときは、チャネル領域10からドリフト領域4を経てドレイン領域3にキャリアが流れる。この経路にはキャリアの流れを妨げる抵抗はないので、電力が消費されることはほとんどない。したがって、図16に示すFETにおいても、実施の形態1のFETと同様に低消費電力で耐圧性能に優れた素子を提供することができる。実施の形態2のおける図16のFETの特徴は、上記の性能面に加えて、構造が簡明であることにある。このため、実施の形態1のFETに比べて、少ない工程で高い歩留りで製造することが可能となる。
(Embodiment 2)
FIG. 16 is a structural cross-sectional view of the FET according to the second embodiment. In FIG. 16, the
Channel region 10: n-type impurity = 1 × 10 15 cm −3
Drift region 4: n-type impurity = 9 × 10 16 cm −3
The FET is turned on and off as follows. First, in the OFF state, a reverse bias voltage is applied to the
次に、このFETの製造方法について説明する。まず、図17に示すように、n+型半導体基板31上に、n型半導体層32、n-半導体層33、n+半導体層34を順次積層する。次いで、図18に示すように、RIE(Reactive Ion Etching)により、ソース領域1を形成するため、他の部分をエッチングして除く。その後、図19に示すように、p型不純物イオンをイオン注入して、ゲート領域2および限定領域5を形成する。この後、電極としてNiを積層すると、図16に示すFETが完成する。この実施の形態2における電極は、ゲート電極も含めてオーミック接触が形成されるように設けるが、ゲート領域2の不純物濃度は高いのでオーミック接触の形成は容易である。
Next, a method for manufacturing this FET will be described. First, as shown in FIG. 17, an n-
この製造方法によれば、製造工程が簡略になり、マスク数も減少する。また、マスクの位置ずれが発生する機会も減少するので、歩留りを向上させることができる。 According to this manufacturing method, the manufacturing process is simplified and the number of masks is reduced. In addition, since the chance of mask displacement is reduced, the yield can be improved.
(実施の形態2に対応する実施例)
半導体薄体およびその上に積層する半導体層をすべて4H−SiCで形成し、下記の寸法を有するFETについて、耐圧性能とON抵抗とを測定した。
ドリフト領域厚さt1=2.2μm
限定領域厚さt2=1μm
チャネル領域幅=10μm
(測定結果)
耐圧:380V(OFF時のゲート電圧22Vのとき)
ON抵抗:0.7mΩ・cm2
上記のように、本発明のFETは、耐圧性能が高く、かつON抵抗が非常に低い結果が得られた。したがって、高耐圧で、低消費電力を達成し、なお簡明な構造を有するので、製造が容易であり製造コストも低く抑えることが可能である。
(Example corresponding to Embodiment 2)
All of the semiconductor thin bodies and the semiconductor layers stacked thereon were formed of 4H—SiC, and the withstand voltage performance and the ON resistance were measured for FETs having the following dimensions.
Drift region thickness t 1 = 2.2 μm
Limited region thickness t 2 = 1 μm
Channel region width = 10 μm
(Measurement result)
Withstand voltage: 380V (when gate voltage is 22V when OFF)
ON resistance: 0.7 mΩ · cm 2
As described above, the FET of the present invention has high breakdown voltage performance and very low ON resistance. Therefore, the high breakdown voltage, low power consumption, and a simple structure can be easily manufactured and the manufacturing cost can be kept low.
上記において、本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上記に開示された実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら実施の形態および実施例に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図されている。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the embodiments and examples disclosed above are merely examples, and the scope of the present invention is within these embodiments and examples. It is not limited to. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 ソース領域、2 ゲート領域、3 ドレイン領域、4 ドリフト領域、5 限定領域、6 ピンチオフ状態で形成される空乏層、7 OFF状態にするとき形成される空乏層、8 OFF状態で高電圧印加時に形成される空乏層、9 横型JFETのチャネル領域、10 本発明のFETのチャネル領域、11 ソース電極、12 ゲート電極、13 ドレイン電極、20 半導体薄体。 1 source region, 2 gate region, 3 drain region, 4 drift region, 5 limited region, 6 depletion layer formed in a pinch-off state, 7 depletion layer formed in an OFF state, 8 when a high voltage is applied in an OFF state Depletion layer to be formed, 9 channel region of lateral JFET, 10 channel region of FET of the present invention, 11 source electrode, 12 gate electrode, 13 drain electrode, 20 semiconductor thin body.
Claims (6)
前記一の主表面に設けられ、かつ前記ソース領域と連続する第1導電型のチャネル領域と、
前記一の主表面に設けられ、かつ前記チャネル領域の範囲を限定する第2導電型の限定領域と、
前記半導体薄体の他の主表面に設けられた第1導電型のドレイン領域と、
前記チャネル領域から前記ドレイン領域へと、前記半導体薄体の厚さ方向に連続する第1導電型のドリフト領域とを備え、
前記ドリフト領域および前記チャネル領域の第1導電型の不純物濃度は、前記ソース領域および前記ドレイン領域の第1導電型の不純物濃度、および前記限定領域の第2導電型の不純物濃度よりも低く、
前記チャネル領域の第1導電型の不純物濃度は、前記ドリフト領域の第1導電型の不純物濃度よりも低い、電界効果トランジスタ。 A source region of a first conductivity type provided on one main surface side of the semiconductor thin body;
A channel region of a first conductivity type provided on the one main surface and continuing to the source region;
A limited region of a second conductivity type provided on the one main surface and limiting the range of the channel region;
A drain region of a first conductivity type provided on the other main surface of the semiconductor thin body;
A drift region of a first conductivity type that continues from the channel region to the drain region in the thickness direction of the semiconductor thin body;
The impurity concentration of the first conductivity type in the drift region and the channel region is lower than the impurity concentration of the first conductivity type in the source region and the drain region and the impurity concentration of the second conductivity type in the limited region,
A field effect transistor having a first conductivity type impurity concentration in the channel region lower than a first conductivity type impurity concentration in the drift region.
前記電界効果トランジスタにおいて、前記ゲート電極は、前記限定領域とオーミック接触を形成している、請求項1〜3のいずれかに記載の電界効果トランジスタ。 A gate electrode electrically connected to the limited region;
The field effect transistor according to claim 1, wherein the gate electrode forms an ohmic contact with the limited region.
第1導電型の前記第1半導体層の上に、前記濃度CsおよびC1よりも低濃度である濃度C2の第1導電型の第2半導体層を成膜する工程と、
第1導電型の前記第2半導体層の上に、前記濃度C1およびC2よりも高濃度である濃度C3の第1導電型の第3半導体層を成膜する工程と、
第1導電型の前記第3半導体層にソース領域を遮蔽するマスクをかけてエッチングすることにより前記ソース領域以外の第1導電型の前記第3半導体層を除去する工程と、
前記ソース領域の両側の第1導電型の前記第2半導体層に第2導電型不純物をドープして、前記濃度C2よりも高濃度である濃度C4の第2導電型の限定領域を形成する工程とを備える、電界効果トランジスタの製造方法。 Depositing a first conductivity type first semiconductor layer having a concentration C1 lower than the concentration Cs on a first conductivity type semiconductor substrate containing a first conductivity type impurity having a concentration Cs;
Forming a first conductive type second semiconductor layer having a concentration C2 lower than the concentrations Cs and C1 on the first conductive type first semiconductor layer;
Depositing a first conductivity type third semiconductor layer having a concentration C3 higher than the concentrations C1 and C2 on the second conductivity type second semiconductor layer;
Removing the third semiconductor layer of the first conductivity type other than the source region by etching the third conductivity layer of the first conductivity type using a mask that shields the source region; and
Doping a second conductivity type impurity on the first conductivity type second semiconductor layer on both sides of the source region to form a second conductivity type limited region having a concentration C4 higher than the concentration C2. A method of manufacturing a field effect transistor.
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