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JP2002531952A - MOS field-effect transistor with auxiliary electrode - Google Patents

MOS field-effect transistor with auxiliary electrode

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JP2002531952A
JP2002531952A JP2000585937A JP2000585937A JP2002531952A JP 2002531952 A JP2002531952 A JP 2002531952A JP 2000585937 A JP2000585937 A JP 2000585937A JP 2000585937 A JP2000585937 A JP 2000585937A JP 2002531952 A JP2002531952 A JP 2002531952A
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Japan
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effect transistor
auxiliary electrode
mos field
conductivity type
semiconductor
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ティハニー イェネー
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インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、低いオン抵抗Ronを有するMOS電界効果トランジスタに関し、このMOS電界効果トランジスタでは、1つの伝導形の複数の半導体領域(3)の間のドリフト区間に補助電極(11)が設けられており、この補助電極(11)は多結晶シリコン(12)から成り、多結晶シリコン(12)は絶縁層(5)によって周囲を囲まれている。 (57) Abstract: The present invention relates to a MOS field-effect transistor having a low on-resistance R on , wherein an auxiliary electrode is provided in a drift section between a plurality of semiconductor regions (3) of one conductivity type. (11) is provided, and the auxiliary electrode (11) is made of polycrystalline silicon (12), and the polycrystalline silicon (12) is surrounded by an insulating layer (5).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明は、MOS電界効果トランジスタであって、 ・第1の主表面及び第2の主表面を有する1つの伝導形の半導体ボディを有し、
半導体ボディにおいて第1の主表面の側に第1の伝導形とは正反対の他の伝導形
の少なくとも1つの第1の半導体ゾーンが埋め込まれており、 ・1つの伝導形の少なくとも1つの第2の半導体ゾーンを有し、第2の半導体ゾ
ーンは第1の半導体ゾーンに設けられており、 ・第2の半導体ゾーンと半導体ボディとの間の第1の半導体ゾーンの少なくとも
上方の領域にゲート電極を有し、 ・半導体ボディに第2の主表面において接続する第1の電極を有し、及び、少な
くとも第2の半導体ゾーンに接続する第2の電極を有する、MOS電界効果トラ
ンジスタに関する。
The present invention is a MOS field effect transistor comprising: a semiconductor body of one conductivity type having a first main surface and a second main surface;
At least one first semiconductor zone of another conductivity type diametrically opposite to the first conductivity type is embedded in the semiconductor body on the side of the first main surface, at least one second zone of one conductivity type A second semiconductor zone is provided in the first semiconductor zone; a gate electrode in a region at least above the first semiconductor zone between the second semiconductor zone and the semiconductor body; A MOS field effect transistor having a first electrode connected to the semiconductor body at a second main surface, and having at least a second electrode connected to the second semiconductor zone.

【0002】 周知のように以前から特にパワーMOS電界効果トランジスタ(FET)のオ
ン抵抗Ronを低減する可能性が研究されてきた。例えばUS5216275には
冒頭に挙げたように原理的に構成されているパワー半導体装置が記述されている
。この半導体装置のドリフト区間にはいわゆる「電圧サステイニング層(Voltag
e sustaining layer)」が設けられている。この電圧サステイニング層は互いに
相並んだ垂直のp形領域及びn形領域から成り、これらのp形領域及びn形領域
は互いに交互に配置され、これらのp形領域とn形領域との間には二酸化シリコ
ンから成る絶縁層が設けられている。このような通常の半導体装置の例として図
4にMOSFETが示されている。
As is well known, the possibility of reducing the on-resistance R on of power MOS field-effect transistors (FETs) has been studied particularly before. For example, US Pat. No. 5,216,275 describes a power semiconductor device constructed in principle as mentioned at the beginning. In the drift section of this semiconductor device, a so-called “voltage sustaining layer (Voltag
e sustaining layer) ". The voltage sustaining layer consists of vertical p-type and n-type regions arranged side by side, the p-type and n-type regions being arranged alternately with each other, and between the p-type and n-type regions. Is provided with an insulating layer made of silicon dioxide. FIG. 4 shows a MOSFET as an example of such a normal semiconductor device.

【0003】 この公知のMOSFETはn+形ドレインコンタクトゾーン2、交互に配置さ
れたn形半導体ゾーン及びp形半導体ゾーン3乃至は4、p形半導体ゾーン(「
ボディ」ゾーン)6及びこのゾーン6に埋め込まれたn形半導体ゾーン7を有す
る半導体ボディ1から成る。n形半導体ゾーンとp形半導体ゾーン3乃至は4は
例えば二酸化シリコンから成る絶縁層5によって相互に分離されている。
This known MOSFET has an n + -type drain contact zone 2, alternating n-type semiconductor zones and p-type semiconductor zones 3 or 4, a p-type semiconductor zone (“
It comprises a semiconductor body 1 having a "body" zone 6 and an n-type semiconductor zone 7 embedded in this zone 6. The n-type semiconductor zone and the p-type semiconductor zone 3 or 4 are separated from one another by an insulating layer 5 made of, for example, silicon dioxide.

【0004】 半導体ボディ1には、場合によっては他の材料も使用できるが、通常はシリコ
ンが使用される。また場合によっては上記の伝導形を正反対にすることもできる
The semiconductor body 1 is usually made of silicon, although other materials can be used in some cases. In some cases, the above conduction types can be reversed.

【0005】 ドープされた多結晶シリコンから成るゲート電極9は例えば二酸化シリコン又
は窒化シリコンから成る絶縁層8に埋め込まれており、接続端子Gが設けられて
いる。例えばアルミニウムから成る金属層10はn形ゾーン7に接続し、アース
されるソース端子Sが設けられている。ドレイン端子Dが設けられているn+
半導体層2にはドレイン電圧+UDが印加される。
A gate electrode 9 made of doped polycrystalline silicon is embedded in an insulating layer 8 made of, for example, silicon dioxide or silicon nitride, and a connection terminal G is provided. A metal layer 10, for example made of aluminum, is connected to the n-type zone 7 and provided with a grounded source terminal S. Drain voltage + U D is applied to the n + -type semiconductor layer 2 in which the drain terminal D is provided.

【0006】 電圧+UDが印加されると、ゾーン3及び4は相互に電荷担体によって空乏化さ
れる。半導体ボディ1の2つの主表面の間に柱状に延在するこれらのゾーン3、
4においてnドーピング及びpドーピングの総量がほぼ同じである場合、又は、
降伏が発生する前にこれらのゾーン3、4が完全に電荷担体によって空乏化され
るほどにこれらのゾーン3、4においてnドーピング及びpドーピングの総量が
僅少な場合、このようなMOSFETは高い電圧を遮断することができ、しかも
それにもかかわらず小さいオン抵抗Ronを有する。この場合、n形ゾーン3とp
形ゾーン4との間の絶縁層5のために、これらのゾーンが電荷担体によって完全
には空乏化されていない場合には、ゾーン6の下に設けられたp形ゾーン4がn
形ゾーン3に対するアースされたフィールドプレートとして使用される。
[0006] Voltage + U D is applied, the zone 3 and 4 are depleted by another charge carriers. These zones 3, which extend in a columnar manner between the two main surfaces of the semiconductor body 1,
4, the total amount of n-doping and p-doping is substantially the same, or
If the total amount of n-doping and p-doping in these zones 3, 4 is so small that these zones 3, 4 are completely depleted by charge carriers before breakdown occurs, such MOSFETs will have a high voltage. , And nonetheless has a low on-resistance R on . In this case, n-type zone 3 and p
If these zones are not completely depleted by charge carriers due to the insulating layer 5 between them and the p-type zone 4 provided below the zone 6,
Used as grounded field plate for shape zone 3.

【0007】 図4に示された構造を有するMOSFETはその製造において比較的コスト高
であり、これはとりわけn形半導体ボディ1の中の絶縁層5及びこの絶縁層5に
よって周囲を囲まれたp形ゾーン4に起因する。
A MOSFET having the structure shown in FIG. 4 is relatively expensive in its manufacture, which is due in particular to the insulating layer 5 in the n-type semiconductor body 1 and the p surrounding the insulating layer 5. Due to shape zone 4.

【0008】 従って、本発明の課題は、この既存のMOSFETのような小さいオン抵抗を
持ちながらも、はるかに簡単に製造できるMOSFETを提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a MOSFET which has a low on-resistance like the existing MOSFET but can be manufactured much more easily.

【0009】 上記課題は、冒頭に挙げたようなMOSFETにおいて、本発明により、半導
体ボデには絶縁層を有する少なくとも1つの補助電極が設けられており、この補
助電極は、半導体ボディの第1の主表面と第2の主表面との間の方向に延在して
おり、第1の半導体ゾーンに電気的に接続されていることによって解決される。
有利には補助電極は第1の半導体ゾーンのすぐ下に設けられる。
According to the invention, the semiconductor body is provided with at least one auxiliary electrode having an insulating layer, wherein the auxiliary electrode is provided on a first of the semiconductor body. The problem is solved by extending in a direction between the main surface and the second main surface and being electrically connected to the first semiconductor zone.
Advantageously, the auxiliary electrode is provided directly below the first semiconductor zone.

【0010】 この場合、複数のこのような補助電極を各々の第1の半導体ゾーンの下に設け
ることも可能である。これらの補助電極は場合によっては「鉛筆状に」形成され
ている。補助電極は第2の主表面の領域の1つの伝導形の高濃度ドープされた層
にまで、すなわち、ドレインコンタクトゾーンの近傍にまで延在しうる。しかし
、補助電極が1つの伝導形の低濃度ドープされた層にまでしか到達しておらず、
この低濃度ドープされた層が半導体ボディと第1の電極に接続された高濃度ドー
プされた1つの伝導形の半導体層との間に設けられていることも可能である。
In this case, it is also possible to provide a plurality of such auxiliary electrodes below each first semiconductor zone. These auxiliary electrodes are in some cases "pencil-shaped". The auxiliary electrode may extend as far as the heavily doped layer of one conductivity type in the region of the second main surface, i.e. close to the drain contact zone. However, the auxiliary electrode only reaches a lightly doped layer of one conductivity type,
It is also possible for this lightly doped layer to be provided between the semiconductor body and a highly doped semiconductor layer of one conductivity type connected to the first electrode.

【0011】 補助電極自体は有利には高濃度ドープされた多結晶シリコンから成り、他方で
絶縁層には有利には二酸化シリコンが使用される。
The auxiliary electrode itself preferably consists of highly doped polycrystalline silicon, while silicon dioxide is preferably used for the insulating layer.

【0012】 補助電極の深さは例えば5μmと40μmとの間であり、他方でこの補助電極
の幅はほぼ1〜5μmのオーダである。補助電極の多結晶シリコン上の絶縁層の
厚さは0.1μmと1μmとの間である。この絶縁層の厚さは第2の主表面の方
向に向かって増大してゆくか又は2つの主表面の間の補助電極の中央部に至るま
で増大してゆく。
The depth of the auxiliary electrode is for example between 5 μm and 40 μm, while the width of this auxiliary electrode is on the order of approximately 1-5 μm. The thickness of the insulating layer on the polycrystalline silicon of the auxiliary electrode is between 0.1 μm and 1 μm. The thickness of this insulating layer increases towards the second main surface or up to the center of the auxiliary electrode between the two main surfaces.

【0013】 本発明のMOSFETはとりわけ簡単なやり方で製造できる。すなわち、例え
ばn形半導体ボディにトレンチが例えばエッチングによって設けられる。これら
のトレンチの壁面及び底部に絶縁層を設ける。これは酸化によって行われる。こ
の結果、シリコンから成る半導体ボディにおいて絶縁層として二酸化シリコン層
が形成される。次いで、これらのトレンチをn+形の又はp+形の多結晶シリコン
で充填する。これは全く問題を生じない。
The MOSFET according to the invention can be manufactured in a particularly simple manner. That is, for example, a trench is provided in the n-type semiconductor body, for example, by etching. An insulating layer is provided on the wall and bottom of these trenches. This is done by oxidation. As a result, a silicon dioxide layer is formed as an insulating layer in the semiconductor body made of silicon. The trenches are then filled with n + or p + polycrystalline silicon. This does not cause any problems.

【0014】 この場合、補助電極の多結晶シリコンにはp+ドーピングが有利である:つま
り、絶縁層に孔が存在している場合には、p形拡散の後でこの孔によってn形半
導体ボディにおいて遮断pn接合部が生じる。これに対して、補助電極の多結晶
シリコンに対するn+ドーピングの場合には、このような孔によってn形半導体
ボディへの短絡が喚起されてしまう。
In this case, p.sup. + Doping is advantageous for the polysilicon of the auxiliary electrode: that is, if there is a hole in the insulating layer, after the p-type diffusion, this hole causes the n-type semiconductor body. A pn junction occurs at On the other hand, in the case of n + doping of the polysilicon of the auxiliary electrode, such a hole causes a short circuit to the n-type semiconductor body.

【0015】 補助電極自体は、柱状、格子状又はストリップ状か又は他の形状を有すること
ができる。
The auxiliary electrode itself can have a columnar, grid-like or strip-like or other shape.

【0016】 また、n形半導体ゾーンは、補助電極が互いに近接して配置されればされるほ
ど、まずます高濃度ドープされる。しかし、この場合、次のことが考慮される。
すなわち、補助電極が互いにパラレルに延在している場合、n形半導体ゾーンの
側面の表面電荷は降伏電荷の2倍に相応するドーピング材料量を上回ってはなら
ない。
The n-type semiconductor zone is also heavily doped first as the auxiliary electrodes are arranged closer to each other. However, in this case, the following is considered.
That is, if the auxiliary electrodes extend parallel to one another, the surface charge on the sides of the n-type semiconductor zone must not exceed the amount of doping material corresponding to twice the breakdown charge.

【0017】 補助電極の多結晶シリコンのn+ドーピング又はp+ドーピングは均一である必
要はない。むしろ、この場合、ドーピング濃度の変動が許容される。また、補助
電極の深さ乃至はトレンチの深さは重要ではない:これらは高濃度ドープされた
ドレインコンタクトゾーンにまで到達してもよいが、これはする必要があるわけ
ではない。
The n + or p + doping of the polysilicon of the auxiliary electrode does not need to be uniform. Rather, in this case, fluctuations in the doping concentration are allowed. Also, the depth of the auxiliary electrode or the depth of the trench is not important: they may reach the heavily doped drain contact zone, but this need not be the case.

【0018】 例えばn形半導体ボディの代わりに、この半導体ボディに対して異なるドーピ
ングを有する層を設けることもできる。
For example, instead of an n-type semiconductor body, it is also possible to provide a layer with different doping for this semiconductor body.

【0019】 次に本発明を図面に基づいて詳しく記述する。Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0020】 図1は本発明の第1の実施例のMOSFETの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a MOSFET according to a first embodiment of the present invention.

【0021】 図2は本発明の第2の実施例のMOSFETの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a MOSFET according to a second embodiment of the present invention.

【0022】 図3は本発明の第3の実施例のMOSFETの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a MOSFET according to a third embodiment of the present invention.

【0023】 図4は既存のMOSFETの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an existing MOSFET.

【0024】 図4は既に冒頭で説明した。図1から図3までには、互いに対応する部分に対
して図4と同一の参照符号が使用されている。また、図4と同じように、それぞ
れ記載されている伝導形は正反対でもよい。
FIG. 4 has already been described at the outset. 1 to 3 use the same reference numerals as in FIG. 4 for corresponding parts. Also, as in FIG. 4, the conduction types described may be diametrically opposite.

【0025】 図1は本発明のMOSFETの実施例を示す。図4の従来のMOSFETとは
異なり、ここでは絶縁層5によって周囲を囲まれたp形ゾーン4が設けられてい
ない。むしろ、図1の実施例のMOSFETには補助電極11が設けられており
、これらの補助電極11はそれぞれn+ドープ又はp+ドープされた多結晶シリコ
ン12から成り、絶縁層5によって周囲を囲まれている。多結晶シリコンの代わ
りに、場合によっては他に相応に導電性を有する材料も使用できる。また、絶縁
層5は二酸化シリコンとは別の材料、例えば窒化シリコンから、又は、例えば二
酸化シリコン又は窒化シリコンのような様々な絶縁フィルムからも構成されうる
FIG. 1 shows an embodiment of a MOSFET according to the present invention. Unlike the conventional MOSFET of FIG. 4, a p-type zone 4 surrounded by an insulating layer 5 is not provided here. Rather, the MOSFET of the embodiment of FIG. 1 is provided with auxiliary electrodes 11, each composed of n + -doped or p + -doped polycrystalline silicon 12 and surrounded by an insulating layer 5. Have been. Instead of polycrystalline silicon, it is also possible, if appropriate, to use other electrically conductive materials. The insulating layer 5 can also be composed of a material other than silicon dioxide, for example silicon nitride, or of various insulating films, for example silicon dioxide or silicon nitride.

【0026】 これらの補助電極は、図4の従来のMOSFETにおけるp形ゾーン4に類似
の効果を有する。すなわち、ドレイン電圧+UDがドレイン端子Dに印加されると
、n形ソーン3が電荷担体によって空乏化される。この場合、絶縁層5において
は図4の従来の構造を有するMOSFETの場合よりも大きな電界の電界強度が
発生する。しかし、これは電荷担体によって行われる空乏化になんら影響を与え
ない。
These auxiliary electrodes have a similar effect to the p-type zone 4 in the conventional MOSFET of FIG. That is, when the drain voltage + U D is applied to the drain terminal D, n-type Thorn 3 is depleted by charge carriers. In this case, a larger electric field intensity is generated in the insulating layer 5 than in the case of the MOSFET having the conventional structure of FIG. However, this has no effect on the depletion performed by the charge carriers.

【0027】 本発明の重要な利点は、図1のMOSFETは図4のMOSFETよりもはる
かに簡単に製造できることである。すなわち、幅が約1〜5μmで深さが約5〜
40μmのトレンチ13をほぼ層2に至るまで半導体ボディ1にエッチングしさ
えすればよく、次いでトレンチ13の壁面を酸化によって0.1〜1μmの層厚
を有する二酸化シリコンから成る絶縁層5で被覆する。この場合、絶縁層5の厚
さは特に重要ではない。むしろ、この厚さはトレンチ13において上部から下部
へと又は中央部まで増大してもよい。
An important advantage of the present invention is that the MOSFET of FIG. 1 is much easier to manufacture than the MOSFET of FIG. That is, the width is about 1-5 μm and the depth is about 5-
Only a 40 .mu.m trench 13 has to be etched into the semiconductor body 1 down to approximately the layer 2, and the walls of the trench 13 are then covered by oxidation with an insulating layer 5 of silicon dioxide having a layer thickness of 0.1 to 1 .mu.m. . In this case, the thickness of the insulating layer 5 is not particularly important. Rather, this thickness may increase from top to bottom or to the center in trench 13.

【0028】 続いて、これらのトレンチはp+ドープされた又はn+ドープされた多結晶シリ
コン12によって充填される。しかし、有利には補助電極11に対するp+ドー
ピングの方が選ばれるべきである。なぜなら、可能性として絶縁層5に存在する
かもしれない孔を顧慮すると、このp+ドーピングの方が、既に説明したように
、より大きな歩留まりを生じるからである。
Subsequently, these trenches are filled with p + doped or n + doped polycrystalline silicon 12. However, p + doping for the auxiliary electrode 11 should preferably be chosen. This is because, taking into account possible holes in the insulating layer 5, this p + doping results in a higher yield, as already explained.

【0029】 補助電極11の配置は個々の半導体セルの配置と一致する必要はない。むしろ
、補助電極11は柱状に、格子状に又はストリップ状に又はその他の形状で設け
られる。
The arrangement of the auxiliary electrodes 11 does not need to match the arrangement of the individual semiconductor cells. Rather, the auxiliary electrodes 11 are provided in a columnar, grid-like or strip-like or other form.

【0030】 n形ゾーン3は、有利には、補助電極11が互いに近接すればするほど、ます
ます高濃度ドープされる。重要なことは、補助電極11が互いにパラレルに延在
する場合、n形ゾーン3の側面の表面電荷が降伏電荷に相応するドーピング材料
量の2倍を上回らないことだけである。
The n-type zone 3 is advantageously more heavily doped, the closer the auxiliary electrodes 11 are to one another. The only important thing is that if the auxiliary electrodes 11 extend parallel to one another, the surface charge on the sides of the n-type zone 3 will not exceed twice the amount of doping material corresponding to the breakdown charge.

【0031】 n形ゾーン3(乃至は半導体ボディ1)の代わりに、異なるドーピングを有す
る複数の層を設けることもできる。さらに、n+形ゾーン2はn-p+層序又はn+ -p+層序によって置き換えることもでき、これは図1において破線15によって
示されている。この場合には、IGBTとなる(IGBT=絶縁ゲートを有する
バイポーラトランジスタ)。
Instead of the n-type zone 3 (or the semiconductor body 1), it is also possible to provide a plurality of layers with different doping. Further, n + form Zone 2 may also be replaced by n-p + stratigraphic or n + -p + stratigraphic, which is indicated by the dashed line 15 in FIG. 1. In this case, it becomes an IGBT (IGBT = bipolar transistor having an insulated gate).

【0032】 最終的に、補助電極11の多結晶シリコン12のドーピングは均一である必要
はない。
Finally, the doping of the polycrystalline silicon 12 of the auxiliary electrode 11 does not need to be uniform.

【0033】 図2は本発明の他の実施例を示しており、この実施例では、図1の実施例とは
異なり、2つの補助電極11が各セルに割り当てられている。当然、場合によっ
ては3つの又は複数の補助電極11を各セル毎に設けることもできる。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, unlike the embodiment of FIG. 1, two auxiliary electrodes 11 are assigned to each cell. Of course, in some cases, three or more auxiliary electrodes 11 can be provided for each cell.

【0034】 最終的には、補助電極11がドレイン端子Dの側の高濃度ドープされたn+
層2にまで到達することも必要ない。同様に、これらの補助電極11がn+形層
2とn形ゾーン3との間に設けられているn-形層14で終わることも可能であ
る。
Finally, it is not necessary for the auxiliary electrode 11 to reach the heavily doped n + -type layer 2 on the side of the drain terminal D. Similarly, it is possible that these auxiliary electrodes 11 terminate in an n -type layer 14 provided between the n + -type layer 2 and the n-type zone 3.

【0035】 本発明はこのように簡単なやり方で製造できるMOSFETを可能にする。こ
のMOSFETはトレンチの形成の際の半導体技術における通常のステップを必
要とするだけであり、それにもかかわらず小さいオン抵抗Ronを保障する。
The invention enables a MOSFET which can be manufactured in such a simple manner. This MOSFET only requires the usual steps in semiconductor technology in the formation of a trench and nevertheless guarantees a low on-resistance R on .

【0036】 上記の実施例では本発明のMOS電界効果トランジスタの垂直構造が記述され
た。当然、本発明は、横方向構造にも適用可能であり、この横方向構造の場合に
は補助電極11が半導体ボディにおいて横方向に延在する。
In the above embodiment, the vertical structure of the MOS field effect transistor of the present invention has been described. Naturally, the invention is also applicable to lateral structures, in which the auxiliary electrodes 11 extend laterally in the semiconductor body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施例のMOSFETの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a MOSFET according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施例のMOSFETの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a MOSFET according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3の実施例のMOSFETの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a MOSFET according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 既存のMOSFETの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an existing MOSFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ボディ 2 n+形ドレインコンタクトゾーン 3 n形半導体ゾーン 4 p形半導体ゾーン 5 絶縁層 6 p形半導体ゾーン(「ボディ」ゾーン) 9 ゲート電極 G 接続端子 10 金属層 S ソース端子 D ドレイン端子 +UD ドレイン電圧 11 補助電極 12 多結晶シリコン 13 トレンチ 15 破線 14 n-形層Reference Signs List 1 semiconductor body 2 n + type drain contact zone 3 n type semiconductor zone 4 p type semiconductor zone 5 insulating layer 6 p type semiconductor zone (“body” zone) 9 gate electrode G connection terminal 10 metal layer S source terminal D drain terminal + U D drain voltage 11 auxiliary electrode 12 of polycrystalline silicon 13 trenches 15 dashed 14 n - type layer

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MOS電界効果トランジスタであって、 第1の主表面及び第2の主表面を有する1つの伝導形の半導体ボディ(1)を
有し、該半導体ボディ(1)において前記第1の主表面の側に第1の伝導形とは
正反対の他の伝導形の少なくとも1つの第1の半導体ゾーン(6)が埋め込まれ
ており、 前記1つの伝導形の少なくとも1つの第2の半導体ゾーン(7)を有し、該第
2の半導体ゾーン(7)は前記第1の半導体ゾーン(6)に設けられており、 前記第2の半導体ゾーン(7)と前記半導体ボディ(1)との間の前記第1の
半導体ゾーン(6)の少なくとも上方の領域にゲート電極(9)を有し、 前記半導体ボディ(1)に前記第2の主表面において接続する第1の電極(D
)を有し、及び、少なくとも前記第2の半導体ゾーン(7)に接続する第2の電
極(10;S)を有する、MOS電界効果トランジスタにおいて、 前記半導体ボディ(1)には、絶縁層(5)を有する少なくとも1つの補助電
極(11)が設けられており、該補助電極(11)は前記半導体ボディ(1)の
前記第1の主表面と第2の主表面との間の方向に延在しており、前記第1の半導
体ゾーン(6)に電気的に接続されていることを特徴とする、MOS電界効果ト
ランジスタ。
1. A MOS field effect transistor comprising a semiconductor body (1) of one conductivity type having a first main surface and a second main surface, wherein said first semiconductor body (1) has a first main surface and a second main surface. At least one first semiconductor zone (6) of another conductivity type diametrically opposite to the first conductivity type is embedded on the side of the main surface of the at least one second conductivity type. Zone (7), said second semiconductor zone (7) being provided in said first semiconductor zone (6), said second semiconductor zone (7) and said semiconductor body (1) A first electrode (D) having a gate electrode (9) at least in a region above the first semiconductor zone (6) and connecting to the semiconductor body (1) at the second main surface.
) And having at least a second electrode (10; S) connected to the second semiconductor zone (7), wherein the semiconductor body (1) has an insulating layer ( At least one auxiliary electrode (11) having 5) is provided, the auxiliary electrode (11) being oriented in a direction between the first main surface and the second main surface of the semiconductor body (1). A MOS field effect transistor extending and electrically connected to said first semiconductor zone (6).
【請求項2】 各々の第1の半導体ゾーン(6)のすぐ下に1つ又は複数の
補助電極(11)が設けられていることを特徴とする請求項1記載のMOS電界
効果トランジスタ。
2. The MOS field-effect transistor according to claim 1, wherein one or more auxiliary electrodes are provided immediately below each first semiconductor zone.
【請求項3】 補助電極は鉛筆状に形成されていることを特徴とする請求項
1又は2記載のMOS電界効果トランジスタ。
3. The MOS field effect transistor according to claim 1, wherein the auxiliary electrode is formed in a pencil shape.
【請求項4】 補助電極(11)は第2の主表面の領域の1つの伝導形の高
濃度ドープされた層(2)にまで到達していることを特徴とする請求項1から3
のうちの1項記載のMOS電界効果トランジスタ。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the auxiliary electrode extends to a highly doped layer of one conductivity type in the region of the second main surface.
2. The MOS field effect transistor according to claim 1.
【請求項5】 補助電極(11)は1つの伝導形の低濃度ドープされた層(
14)にまで到達しており、前記層(14)は半導体ボディ(1)と第1の電極
(D)に接続された高濃度ドープされた前記1つの伝導形の半導体層(2)との
間に設けられていることを特徴とする請求項1から3のうちの1項記載のMOS
電界効果トランジスタ。
5. The auxiliary electrode (11) is a lightly doped layer of one conductivity type.
14), said layer (14) comprising a semiconductor body (1) and a heavily doped semiconductor layer (2) of one conductivity type connected to a first electrode (D). 4. The MOS according to claim 1, wherein the MOS is provided between the MOS transistors.
Field effect transistor.
【請求項6】 補助電極は高濃度ドープされた多結晶シリコン(12)から
成り、該多結晶シリコン(12)は二酸化シリコンから成る絶縁層(5)によっ
て周囲を囲まれていることを特徴とする請求項1から5のうちの1項記載のMO
S電界効果トランジスタ。
6. The auxiliary electrode comprises highly doped polycrystalline silicon (12), the polycrystalline silicon (12) being surrounded by an insulating layer (5) composed of silicon dioxide. The MO according to any one of claims 1 to 5,
S field effect transistor.
【請求項7】 補助電極(11)の深さは5〜40μmであることを特徴と
する請求項1から6のうちの1項記載のMOS電界効果トランジスタ。
7. The MOS field effect transistor according to claim 1, wherein the auxiliary electrode has a depth of 5 to 40 μm.
【請求項8】 補助電極(11)の幅はほぼ1〜5μmであることを特徴と
する請求項1から7のうちの1項記載のMOS電界効果トランジスタ。
8. The MOS field effect transistor according to claim 1, wherein the width of the auxiliary electrode is approximately 1 to 5 μm.
【請求項9】 絶縁層の厚さは0.1μmと1μmとの間であることを特徴
とする請求項1から8のうちの1項記載のMOS電界効果トランジスタ。
9. The MOS field effect transistor according to claim 1, wherein the thickness of the insulating layer is between 0.1 μm and 1 μm.
【請求項10】 絶縁層(5)の厚さは第2の主表面の方向に向かって増大
してゆくことを特徴とする請求項1から9のうちの1項記載のMOS電界効果ト
ランジスタ。
10. The MOS field-effect transistor according to claim 1, wherein the thickness of the insulating layer increases in the direction of the second main surface.
【請求項11】 絶縁層(5)の厚さは補助電極(11)の中央部に至るま
で増大してゆくことを特徴とする請求項1から9のうちの1項記載のMOS電界
効果トランジスタ。
11. A MOS field-effect transistor according to claim 1, wherein the thickness of the insulating layer increases up to the center of the auxiliary electrode. .
【請求項12】 補助電極(11)は、トレンチ(13)をエッチングする
こと及び前記トレンチ(13)を絶縁層(5)及び多結晶シリコン(12)で充
填することによって製造されることを特徴とする請求項1から11のうちの1項
記載のMOS電界効果トランジスタ。
12. The auxiliary electrode (11) is manufactured by etching a trench (13) and filling said trench (13) with an insulating layer (5) and polycrystalline silicon (12). The MOS field effect transistor according to claim 1, wherein:
【請求項13】 多結晶シリコン(12)は均一にはドープされていないこ
とを特徴とする請求項6記載のMOS電界効果トランジスタ。
13. The MOS field-effect transistor according to claim 6, wherein the polycrystalline silicon is not uniformly doped.
【請求項14】 第2の主表面の領域の半導体ボディ(1)において、1つ
の伝導形の高濃度ドープされた層(2)が、又は、前記1つの伝導形の層及び他
の伝導形の高濃度ドープされた層から成る層序が、又は、前記1つの伝導形の高
濃度ドープされた層及び前記他の伝導形の高濃度ドープされた層から成る層序が
設けられていることを特徴とする請求項1から13のうちの1項記載のMOS電
界効果トランジスタ。
14. In the semiconductor body (1) in the region of the second main surface, a highly doped layer (2) of one conductivity type or a layer of said one conductivity type and another conductivity type Or a stratigraphy comprising a heavily doped layer of said one conductivity type and a heavily doped layer of said another conductivity type. 14. The MOS field effect transistor according to claim 1, wherein:
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