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JPH0256971A - 縦型2重拡散mosfet - Google Patents

縦型2重拡散mosfet

Info

Publication number
JPH0256971A
JPH0256971A JP63208860A JP20886088A JPH0256971A JP H0256971 A JPH0256971 A JP H0256971A JP 63208860 A JP63208860 A JP 63208860A JP 20886088 A JP20886088 A JP 20886088A JP H0256971 A JPH0256971 A JP H0256971A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cells
gate
sections
shape
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63208860A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Yaida
八井田 収
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP63208860A priority Critical patent/JPH0256971A/ja
Publication of JPH0256971A publication Critical patent/JPH0256971A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0684Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
    • H01L29/0692Surface layout
    • H01L29/0696Surface layout of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はチップ表面のセル内に2重拡散によりウェルと
ソースが形成され、チップ裏面にドレインが形成されて
おり、ウェル表面にチャネルが形成される縦型2重拡散
MO3FET (VDMOSFET)に関するものであ
る。
縦型2重拡散MOSFETは、個別素子として、又は他
のMOSFETなどとともにIC化されて用いられ1例
えばパワーMOSFETとして利用される。
(従来の技術) 縦型2重拡@MOSFETではチップに多数のセルが配
置される。セルの平面形状としては、四角形、円形、八
角形などがある。角度をもつセルでは角の部分が辺の部
分に比べてドレイン電流の流れが不均一になり、電界も
高くなる。また、面積効率の点でもやや不利である。ド
レイン電流の均一性や面積効率の点では円形のセルが最
も有利であるが、円形のセルではセル間のゲート酸化膜
領域が広くなり、ゲート容量が大きくなって駆動の際の
充放電時間が長くなる欠点がある。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は縦型2重拡散MOSFETにおいて、ドレイン
電流を均一に流し、かつ、ゲート容量を減らして駆動の
際の充放電時間を短縮することのできるセル形状及びそ
の配置を提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の縦型2重拡散MOSFETでは、セルの平面形
状が八角形であり、セル間のゲート部分が格子状につな
がるよう、にセルが配置され、かつ、ゲート部分の格子
点部分にはフィールド酸化膜が形成されている。
(作用) 八角形は四角形や八角形に比べて角度が大きく、従って
、角の部分でもドレイン電流が均一に流れる。
ゲート部分の格子点部分はセルから離れた位置にあるた
め、ドレイン電流には大きく影響しない。
ゲート部分の格子点部分に設けられたフィールド酸化膜
はゲート容量を小さくするのに寄与する。
(実施例) 第1図は一実施例の部分平面図、第2図は第1図のA−
A ’線位置での断面図、第3図は第1図のB−B’線
位置での断面図である。
2はN1型単結晶シリコン基板であり、その表面にN−
型シリコンエピタキシャル暦4が形成されている。セル
5の部分では、第3図に示されるように、エピタキシャ
ル層4の表面に拡散によってP型ウェル6、N4型ソー
ス8及びP0領域10が形成されている。エピタキシャ
ル層4の表面上にはゲート酸化膜12を介して多結晶シ
リコン層14が形成されている。基板2はドレインとな
る。
16はPSG膜であり、PSG膜16に設けられたコン
タクトホールを介してソース8に接続されるアルミニウ
ム配線18が形成されている。PSG膜16はゲートで
ある多結晶シリコンN14とソース8の間の眉間絶縁膜
となる。
セル5は第1図に示されるようにその平面形状は八角形
である。セル5とセル5の間の部分14はゲート部分で
あり、セル5はゲート部分14が格子状につながるよう
に配置されている。ゲート部分14の格子点部分、すな
わち4個のセル5から等間隔にある部分は面積が大きい
ので、その部分全てにゲート酸化膜が存在するとゲート
容量が大きくなる。そのため、ゲート部分14の格子点
部分には厚さが10000〜15000人程度のフィー
ルド酸化膜20が形成されている。フィールド酸化膜2
0の平面形状は四角形である。セル5の八角形は正八角
形でもよいが、実施例のセル5はフィールド酸化膜20
と対向する辺が他の辺より短かくなった八角形である。
本実施例は従来の円形や四角形などの形状のセルと同じ
プロセスで製造することができる。例えば、エピタキシ
ャル層4上にゲート酸化膜12を形成し、その上に多結
晶シリコンN14を堆積し、写真製版とエツチングによ
って多結晶シリコン層14にパターン化を施す。その後
、多結晶シリコン層14をマスクとして自己整合技術に
よりウェル6とソース8を二重拡散により形成する。ウ
ェル6とソース8の拡散幅の差によってウェル6の表面
にチャネル領域を形成する。
本実施例において、ゲートである多結晶シリコン層14
にゲート電圧を印加すると、ウェル6の表面のチャネル
領域にエンハンスメントモードのNチャネルが形成され
、ドリフト領域であるエピタキシャルrf54の表面に
デプリーションモードのNチャネルがそれぞれ形成され
て、矢印のように電子電流がドレインである基板2へ流
れる。
次に、セル形状が正八角形、第4図に示される正方形、
第5図に示される円形、第6図に示される正八角形につ
いて最大面積効率を算出する。
まず、セルのウェルの周辺長Z、単位セル面積Acel
lを算出すると第1表のようになり、さらにチャネル面
積Achと単位セル面積Acellの比を算出すると第
2表のようになる。
第1表 第2表 ここで、Qcはウェル間隔、Qsはウェルの中心から周
辺までの長さである。また、x=Qs/Qcである。
Ach/ AcellはXの関数である。そこで、Ac
h/Acellの最大値Ach/ Acell(wax
)と、その時のX値x (wax)を第3表に示す。
第3表 x=Qs/Qeのうち、Qcはオン抵抗の一部であるR
jfet (ウェル6とドリフト層4により形成される
JFET部分の抵抗)を決定する長さであり、比較のた
めにこれを一定とすると、最もx (++ax)の小さ
い形状のセルが全セルを配置したときの総面積で有利と
なる。この結果によれば、セル形状が円形と八角形のも
のが有利であることがわかる。円形の場合は、不要なゲ
ート酸化膜領域が多くなってゲート容量が大きくなる欠
点をもっており、本実施例では第1図に示されるように
四角形のフィールド酸化膜20を設けることにより、こ
の不要なゲート酸化膜領域を除くことができる。
実施例はNチャネル型に適用した例であるが、Pチャネ
ル型に適用することもできる。
(発明の効果) 本発明の縦型2重拡散MOSFETでは、セルの平面形
状が八角形であり、セル間のゲート部分が格子状につな
がるようにセルが配置されているので、従来の四角形や
八角形の平面形状のセルをもつものに比べて、面積効率
がよくなる。
また、不要なゲート酸化膜領域にフィールド酸化膜を設
けることによって、ゲート駆動効率を上げることができ
る。このフィールド酸化膜は円形のセルの場合にも設け
ることができるが、その場合はフィールド酸化膜の形状
が複雑となる。それに対し、本発明のようにセル形状が
八角形であれ4、このフィールド酸化膜形状を四角形と
することができ、設計が容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は一実施例を示す部分平面図、第2図は第1図の
A−A ’線位置での断面図、第3図は第1図のB−B
’線位置での断面図である。第4図、第5図及び第6図
はそれぞれ従来のセル形状を示す平面図である。 2・・・・・・シリコン基板、4・・・・・・シリコン
エピタキシャル層、5・・・・・・セル、6・・・・・
・P型ウェル、8・・・・・・N+型ソース、12・・
・・・・ゲート酸化膜、14・・・・・・多結晶シリコ
ン層、20・・・・・・フィールド酸化膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)チップ表面のセル内に2重拡散によりウェルとソ
    ースが形成されており、チップ裏面にドレインが形成さ
    れており、前記ウェル表面にチャネルが形成される縦型
    2重拡散MOSFETにおいて、前記セルの平面形状が
    八角形であり、セル間のゲート部分が格子状につながる
    ようにセルが配置され、かつ、前記ゲート部分の格子点
    部分にはフィールド酸化膜が形成されていることを特徴
    とする縦型2重拡散MOSFET。
JP63208860A 1988-08-22 1988-08-22 縦型2重拡散mosfet Pending JPH0256971A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63208860A JPH0256971A (ja) 1988-08-22 1988-08-22 縦型2重拡散mosfet

Applications Claiming Priority (1)

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JP63208860A JPH0256971A (ja) 1988-08-22 1988-08-22 縦型2重拡散mosfet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0256971A true JPH0256971A (ja) 1990-02-26

Family

ID=16563318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63208860A Pending JPH0256971A (ja) 1988-08-22 1988-08-22 縦型2重拡散mosfet

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JP (1) JPH0256971A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08197134A (ja) * 1995-01-24 1996-08-06 Yodogawa Steel Works Ltd 表面処理金属ストリップ用の巻取装置とその巻取方法
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