JPH02312281A - 伝導度変調型mosfet - Google Patents
伝導度変調型mosfetInfo
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- JPH02312281A JPH02312281A JP1134409A JP13440989A JPH02312281A JP H02312281 A JPH02312281 A JP H02312281A JP 1134409 A JP1134409 A JP 1134409A JP 13440989 A JP13440989 A JP 13440989A JP H02312281 A JPH02312281 A JP H02312281A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D12/00—Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/411—Insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/441—Vertical IGBTs
- H10D12/461—Vertical IGBTs having non-planar surfaces, e.g. having trenches, recesses or pillars in the surfaces of the emitter, base or collector regions
- H10D12/481—Vertical IGBTs having non-planar surfaces, e.g. having trenches, recesses or pillars in the surfaces of the emitter, base or collector regions having gate structures on slanted surfaces, on vertical surfaces, or in grooves, e.g. trench gate IGBTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions
- H10D64/27—Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
- H10D64/311—Gate electrodes for field-effect devices
- H10D64/411—Gate electrodes for field-effect devices for FETs
- H10D64/511—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs
- H10D64/517—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the conducting layers
- H10D64/518—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the conducting layers characterised by their lengths or sectional shapes
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- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はMOSFETのソース領域とドレイン領域の間
のベース領域に伝導度変調を起こさせる伝導度変調型M
O3FETに関する。
のベース領域に伝導度変調を起こさせる伝導度変調型M
O3FETに関する。
伝導度変調型MO3FETは、通常の電力用縦型MO3
FETのドレイン領域をソース領域とは逆の導電型にし
たものである。第2図は従来の伝導度変調型MOS F
ETの断面構造を示す、ドレイン層となるP゛層l上
にN°バッファ層2を介して積層されたN−ベース層3
には、表面の酸化膜5の上に設けられた多結晶シリコン
ゲート6をマスクとして不純物を4人する、いわゆるセ
ルフアラインメント方式によりチャネルとなるべきP層
4が形成されている。2層4ゲート6の下方の外側には
N3ソース層7が形成されている。この素子のゲート6
に電圧印加することによりチャネル層4の、ゲート酸化
膜5の直下の表面層は反転層となり、Nチャネルが形成
される。このため、ソースI?17から電子がチャネル
を通りベース層3に注入される。これにより伝導度変調
が生じ、ベース層3の内部では電子と正孔が過剰に存在
することとなり、低抵抗素子となる。
FETのドレイン領域をソース領域とは逆の導電型にし
たものである。第2図は従来の伝導度変調型MOS F
ETの断面構造を示す、ドレイン層となるP゛層l上
にN°バッファ層2を介して積層されたN−ベース層3
には、表面の酸化膜5の上に設けられた多結晶シリコン
ゲート6をマスクとして不純物を4人する、いわゆるセ
ルフアラインメント方式によりチャネルとなるべきP層
4が形成されている。2層4ゲート6の下方の外側には
N3ソース層7が形成されている。この素子のゲート6
に電圧印加することによりチャネル層4の、ゲート酸化
膜5の直下の表面層は反転層となり、Nチャネルが形成
される。このため、ソースI?17から電子がチャネル
を通りベース層3に注入される。これにより伝導度変調
が生じ、ベース層3の内部では電子と正孔が過剰に存在
することとなり、低抵抗素子となる。
このように、伝導度変調型MO3FETは、絶縁ゲート
型のバイポーラ素子として最近注目を集めている素子で
ある。
型のバイポーラ素子として最近注目を集めている素子で
ある。
第2図に示すような構造をもつ伝導度変調型MO3F
F、 Tでは接合型FET (JFET)効果を免れな
い、このJFET効果とは、N−ベース層と2層4との
接合により形成されるビルトインボテンシアルにより図
に点線で領界を示した空乏層8■が生ずることである。
F、 Tでは接合型FET (JFET)効果を免れな
い、このJFET効果とは、N−ベース層と2層4との
接合により形成されるビルトインボテンシアルにより図
に点線で領界を示した空乏層8■が生ずることである。
JFET効果により電子eの通り道82は大幅に狭めら
れる。このため電子eの注入は制限され、これはまた正
札の注入の制限ともなる。ひとたび大きな伝導度変調が
生じてしまえば、空乏層81には多量の正札が落ち込む
ため、その空乏層は電圧を維持することができず消滅し
てしまい、JFET効果はな(なってしまう。
れる。このため電子eの注入は制限され、これはまた正
札の注入の制限ともなる。ひとたび大きな伝導度変調が
生じてしまえば、空乏層81には多量の正札が落ち込む
ため、その空乏層は電圧を維持することができず消滅し
てしまい、JFET効果はな(なってしまう。
このように伝導度変調型MO5FETでは、ひとたび伝
導度変調が生じてしまえばJFET効果は問題ないため
、オン・オフのみを問題とするスイッチング素子ではほ
とんど問題とはならない、しかしながら、電流・電圧(
1−V)特性が第3図のようになり、立ち上がりに遅れ
が生ずるため、f−■特性における立ち上がりに左右さ
れる場合、極めて重要な問題になってくる0例えば、伝
導度変調型MO3FETをテレビの水平偏向に用いる場
合、このI−■特性における立ち上がり特性は画面その
ものにノイズが生ずるため問題である。
導度変調が生じてしまえばJFET効果は問題ないため
、オン・オフのみを問題とするスイッチング素子ではほ
とんど問題とはならない、しかしながら、電流・電圧(
1−V)特性が第3図のようになり、立ち上がりに遅れ
が生ずるため、f−■特性における立ち上がりに左右さ
れる場合、極めて重要な問題になってくる0例えば、伝
導度変調型MO3FETをテレビの水平偏向に用いる場
合、このI−■特性における立ち上がり特性は画面その
ものにノイズが生ずるため問題である。
JFET効果を低減する方法としては、ゲート6の横幅
を拡げ2層4の間隔を大きくすればよいが、このように
すると一定面積下では逆に総チャネル長が減ってしまい
、電子の注入が減少するので、総合的に見ては余り良い
方法とは言えない。
を拡げ2層4の間隔を大きくすればよいが、このように
すると一定面積下では逆に総チャネル長が減ってしまい
、電子の注入が減少するので、総合的に見ては余り良い
方法とは言えない。
本発明の目的は、上述の問題を解決し、I−V特性の立
ち上がりの遅れのない伝導度変調型MO3FETを提供
することにある。
ち上がりの遅れのない伝導度変調型MO3FETを提供
することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、第一導電形の
第一層と第二導電形の第二層とが積層され、その第二層
の表面部に選択的に第一導電形の第−wI域が、さらに
その第一領域の表面部に選択的に第二導電形の第二領域
が形成され、第二層と第二領域にはさまれた第一領域の
表面上に絶縁膜を介してゲートが設けられ、第二領域表
面および第二wi域の第二層より遠い側にある第一領域
表面に一方の主電極が接触する伝導度変調型MO3FE
Tにおいて、第一領域の表面部に選択的に第二導電形の
第三領域が形成され、第一領域の表面から第三領域に隣
接して第二層に達するU字状の溝が形成され、第二層と
第三領域にはさまれた第一領域の露出するU字状溝内側
面上に絶縁膜を介して補助ゲートが設けられ、第三領域
および第三領域の反U字状溝側にある第一領域表面に前
記一方の主電極が接触するものとする。
第一層と第二導電形の第二層とが積層され、その第二層
の表面部に選択的に第一導電形の第−wI域が、さらに
その第一領域の表面部に選択的に第二導電形の第二領域
が形成され、第二層と第二領域にはさまれた第一領域の
表面上に絶縁膜を介してゲートが設けられ、第二領域表
面および第二wi域の第二層より遠い側にある第一領域
表面に一方の主電極が接触する伝導度変調型MO3FE
Tにおいて、第一領域の表面部に選択的に第二導電形の
第三領域が形成され、第一領域の表面から第三領域に隣
接して第二層に達するU字状の溝が形成され、第二層と
第三領域にはさまれた第一領域の露出するU字状溝内側
面上に絶縁膜を介して補助ゲートが設けられ、第三領域
および第三領域の反U字状溝側にある第一領域表面に前
記一方の主電極が接触するものとする。
第一領域の表面から第二層に達するU字状の溝の側壁上
に補助ゲートを有するMO5構造を備えた伝導度変調型
MO3FETにおいては、JFET効果が存在せず、印
加電圧に応じて主電極から第三領域を経てチャネルを通
じてキアリアが注入され、第二層に伝導度変調を起こす
ため、第4図に示すように一様に立上るI−V特性を示
す、この特性が第3図に示した従来の平板型の伝導度変
調型MO3FETの特性と組合わされるため、第3図の
ようなI−V特性の立上りの遅れは解消される。しかし
素子のすべてをU字状溝内側面上のMO3構造を備えた
伝導度変調型MO3FETにしないのは、JFETの効
果は無くても耐量の点で劣るためで、耐量は表面上にM
O3構造を備えた平板型の伝導度変調型MO3FETで
負わせるようにする。
に補助ゲートを有するMO5構造を備えた伝導度変調型
MO3FETにおいては、JFET効果が存在せず、印
加電圧に応じて主電極から第三領域を経てチャネルを通
じてキアリアが注入され、第二層に伝導度変調を起こす
ため、第4図に示すように一様に立上るI−V特性を示
す、この特性が第3図に示した従来の平板型の伝導度変
調型MO3FETの特性と組合わされるため、第3図の
ようなI−V特性の立上りの遅れは解消される。しかし
素子のすべてをU字状溝内側面上のMO3構造を備えた
伝導度変調型MO3FETにしないのは、JFETの効
果は無くても耐量の点で劣るためで、耐量は表面上にM
O3構造を備えた平板型の伝導度変調型MO3FETで
負わせるようにする。
第1図は本発明の一実施例を断面で示し、第2図と共通
の部分には同一の符号が付されている。
の部分には同一の符号が付されている。
第2図に示したようにPo ドレイン層(第一層)1、
N゛バッファ層(第二層)2.N〜ベース層(第二層)
3が積層され、第二層の表面部にP形のチャネル層(第
一領域)4を形成し、チャネル層4の表面部にN°ソー
ス層(第二領域)7を形成した基板上にMO3構造を有
する従来の平板型の伝導度変調型MO3FETの基板の
縁部のN。
N゛バッファ層(第二層)2.N〜ベース層(第二層)
3が積層され、第二層の表面部にP形のチャネル層(第
一領域)4を形成し、チャネル層4の表面部にN°ソー
ス層(第二領域)7を形成した基板上にMO3構造を有
する従来の平板型の伝導度変調型MO3FETの基板の
縁部のN。
ソース層(第三領域)71に接してU字状の溝11が形
成されている。溝11は基板表面からの選択的なウェッ
トエツチングあるいはドライエツチングで形成できる。
成されている。溝11は基板表面からの選択的なウェッ
トエツチングあるいはドライエツチングで形成できる。
この溝の内面にゲート酸化膜5を形成したのち、減圧C
VD法で多結晶シリコンゲート6を堆積させる。このゲ
ートはPチャネル層4およびベース層3の表面にゲート
酸化膜5を介して設ける平板型の伝導度変調型MOS
F ETのゲート6と同時に形成できる。A部の平板型
の伝導度変調型MO3FETとB部のU字状溝を有する
伝導度変調型MO3FETのそれぞれのソース層7およ
び71は両ゲート6と280層9を介するソース電極1
2に接触し、ソース電極はソース端子Sに接続され、チ
ャネル層4にも高不純物濃度のP〜1i13を介して接
触している。P″1層はラッチアップの防止とソース電
極12のオーム性接触の双方に役立つ0両多結晶シリコ
ンゲート6には、PSG719の開口部でゲート電極1
4が接触し、ゲート電極14ばゲート端子Gと接続され
ている。なおドレイン層1には図示しないドレイン電橋
を介してドレイン端子りが接続されている。
VD法で多結晶シリコンゲート6を堆積させる。このゲ
ートはPチャネル層4およびベース層3の表面にゲート
酸化膜5を介して設ける平板型の伝導度変調型MOS
F ETのゲート6と同時に形成できる。A部の平板型
の伝導度変調型MO3FETとB部のU字状溝を有する
伝導度変調型MO3FETのそれぞれのソース層7およ
び71は両ゲート6と280層9を介するソース電極1
2に接触し、ソース電極はソース端子Sに接続され、チ
ャネル層4にも高不純物濃度のP〜1i13を介して接
触している。P″1層はラッチアップの防止とソース電
極12のオーム性接触の双方に役立つ0両多結晶シリコ
ンゲート6には、PSG719の開口部でゲート電極1
4が接触し、ゲート電極14ばゲート端子Gと接続され
ている。なおドレイン層1には図示しないドレイン電橋
を介してドレイン端子りが接続されている。
このような構造にすることにより、S端子とD端子の間
にA部の平板型の伝導度変調型MO3FETとB部のU
型の伝導度変調型MO3FETの双方が並列に接続され
ることになり、電圧の立上り時にはB部の基板面に垂直
なチャネルを通して電子が注入されていく、ひき続き電
子の注入により正孔がドレイン側から注入され、伝導度
変調が生ずる。ひとたび大きな伝導度変調が生じてしま
えば、前述のようにJFET効果はなくなり、A部のM
OS F ETに大きな電流が流れる。この結果、第3
図に示されているようなl−V特性の立上りの遅れはな
くなる。B部のU型の伝導度変調型MO3FETの耐量
は低いが、素子面積の大部分を占めるA部の平板状伝導
度変調型MO3FETが耐量を負うため、問題はない。
にA部の平板型の伝導度変調型MO3FETとB部のU
型の伝導度変調型MO3FETの双方が並列に接続され
ることになり、電圧の立上り時にはB部の基板面に垂直
なチャネルを通して電子が注入されていく、ひき続き電
子の注入により正孔がドレイン側から注入され、伝導度
変調が生ずる。ひとたび大きな伝導度変調が生じてしま
えば、前述のようにJFET効果はなくなり、A部のM
OS F ETに大きな電流が流れる。この結果、第3
図に示されているようなl−V特性の立上りの遅れはな
くなる。B部のU型の伝導度変調型MO3FETの耐量
は低いが、素子面積の大部分を占めるA部の平板状伝導
度変調型MO3FETが耐量を負うため、問題はない。
以上の説明は、Nチャネル伝導度変調型MO5FETに
ついて行ったが、Pチャネル伝導度変調型MO3FET
でも同様に実施できる。
ついて行ったが、Pチャネル伝導度変調型MO3FET
でも同様に実施できる。
本発明によれば、一つの半導体基板内に平板型の伝導度
変調型MO3FETとU型の伝導度変調型MO3FET
を併設することにより、平板型のMOS F ETにお
けるJFET効果に基づ<I−■特性の立ち上がりの遅
れがU型のMOSFETの特性により補なわれるため、
最初から一様に立ち上がるI−V特性が得られる。従っ
てテレビの水平偏向のように立ち上がりが問題になる用
途にも適する伝導度変調型MO3FETを得ることがで
きる。
変調型MO3FETとU型の伝導度変調型MO3FET
を併設することにより、平板型のMOS F ETにお
けるJFET効果に基づ<I−■特性の立ち上がりの遅
れがU型のMOSFETの特性により補なわれるため、
最初から一様に立ち上がるI−V特性が得られる。従っ
てテレビの水平偏向のように立ち上がりが問題になる用
途にも適する伝導度変調型MO3FETを得ることがで
きる。
第1図は本発明の一実施例の伝導度変調型MO3FET
の断面図、第2図は従来の平板型の伝導度変調型MO3
FETの断面図、第3図は平板型の伝導度変調型MO3
FETの電流・電圧特性線図、第4図はU型の伝導度変
調型MO3FETの電流・電圧特性線図である。 1 : P” ドレイン層、2:N0バフファ層、3
:N−ベース層、4:P形のチャネル層、5;ゲート酸
化膜、6:ゲート、7,71:N’ ソース層、11:
U字状溝、12:ソース電極。
の断面図、第2図は従来の平板型の伝導度変調型MO3
FETの断面図、第3図は平板型の伝導度変調型MO3
FETの電流・電圧特性線図、第4図はU型の伝導度変
調型MO3FETの電流・電圧特性線図である。 1 : P” ドレイン層、2:N0バフファ層、3
:N−ベース層、4:P形のチャネル層、5;ゲート酸
化膜、6:ゲート、7,71:N’ ソース層、11:
U字状溝、12:ソース電極。
Claims (1)
- (1)第一導電形の第一層と第二導電形の第二層とが積
層され、その第二層の表面部に選択的に第一導電形の第
一領域が、さらにその第一領域の表面部に選択的に第二
導電形の第二領域が形成され、第二層と第二領域にはさ
まれた第一領域表面上に絶縁膜を介してゲートが設けら
れ、第二領域表面および第二領域の第二層より遠い側に
ある第一領域表面に一方の主電極が接触するものにおい
て、第一領域の表面部に選択的に第二導電形の第三領域
が形成され、第一領域の表面から第三領域に隣接して第
二層に達するU字状の溝が形成され、第二層と第三領域
にはさまれた第一領域の露出するU字状溝内側面上に絶
縁膜を介して補助ゲートが設けられ、第三領域および第
三領域の反U字状溝側にある第一領域表面に前記一方の
主電極が接触することを特徴とする伝導度変調型MOS
FET。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1134409A JP2611429B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 伝導度変調型mosfet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1134409A JP2611429B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 伝導度変調型mosfet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02312281A true JPH02312281A (ja) | 1990-12-27 |
JP2611429B2 JP2611429B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=15127710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1134409A Expired - Lifetime JP2611429B2 (ja) | 1989-05-26 | 1989-05-26 | 伝導度変調型mosfet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2611429B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5463241A (en) * | 1993-09-01 | 1995-10-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Insulated-gate semiconductor device with a buried insulation layer |
CN100339959C (zh) * | 2001-10-17 | 2007-09-26 | 费查尔德半导体有限公司 | 具有改善的较小正向电压损耗的半导体器件以及制作方法 |
ITTO20120742A1 (it) * | 2012-08-24 | 2014-02-25 | St Microelectronics Srl | Dispositivo a semiconduttore con modalita' operative lineare e a commutazione migliorate, metodo di fabbricazione del dispositivo a semiconduttore, e metodo di polarizzazione del dispositivo a semiconduttore |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6237965A (ja) * | 1985-08-13 | 1987-02-18 | Tdk Corp | 縦形半導体装置およびその製造方法 |
JPS63266882A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Hitachi Ltd | 縦型絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタ |
-
1989
- 1989-05-26 JP JP1134409A patent/JP2611429B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6237965A (ja) * | 1985-08-13 | 1987-02-18 | Tdk Corp | 縦形半導体装置およびその製造方法 |
JPS63266882A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Hitachi Ltd | 縦型絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタ |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5463241A (en) * | 1993-09-01 | 1995-10-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Insulated-gate semiconductor device with a buried insulation layer |
CN100339959C (zh) * | 2001-10-17 | 2007-09-26 | 费查尔德半导体有限公司 | 具有改善的较小正向电压损耗的半导体器件以及制作方法 |
ITTO20120742A1 (it) * | 2012-08-24 | 2014-02-25 | St Microelectronics Srl | Dispositivo a semiconduttore con modalita' operative lineare e a commutazione migliorate, metodo di fabbricazione del dispositivo a semiconduttore, e metodo di polarizzazione del dispositivo a semiconduttore |
US9190492B2 (en) | 2012-08-24 | 2015-11-17 | Stmicroelectronics S.R.L. | Semiconductor device with improved linear and switching operating modes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2611429B2 (ja) | 1997-05-21 |
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