JPH0812919B2 - High voltage MOSFET - Google Patents
High voltage MOSFETInfo
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- JPH0812919B2 JPH0812919B2 JP1016797A JP1679789A JPH0812919B2 JP H0812919 B2 JPH0812919 B2 JP H0812919B2 JP 1016797 A JP1016797 A JP 1016797A JP 1679789 A JP1679789 A JP 1679789A JP H0812919 B2 JPH0812919 B2 JP H0812919B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高耐圧MOSFETに関し、特に島状のドレイン
領域から平面放射方向に延長されたドレイン引出し配線
とループ状のソース領域とを有する横型の高耐圧MOSFET
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high breakdown voltage MOSFET, and more particularly, to a horizontal type having a drain lead-out line extending in a plane radial direction from an island-shaped drain region and a loop-shaped source region. High voltage MOSFET
Regarding
従来、例えばインテリジェント・スイッチングデバイ
ス等における横型の高耐圧MOSFETの構造は、第2図
(A),(B)に示すように、P型基板1上にエピタキ
シャル成長されたN-型のエピタキシャル層2をPN接合分
離で画成する環状のP型アイソレイション領域3と、エ
ピタキシャル層2内で島状に形成されたN+型のドレイン
領域4と、このドレイン領域4を取り囲みアイソレイシ
ョン領域3に沿って形成された環状のP型のボディ(チ
ャネル拡散)領域5と、ボディ領域5内に形成された環
状のN+型のソース領域6と、ドレイン領域4とボディ領
域5との間に画成された環状のドレインドリフト領域2a
と、このドレインドリフト領域2aとソース領域6とにゲ
ート酸化膜7を介して跨設された環状のポリシリコンゲ
ート8と、ドレイン領域4上のドレイン電極9と、ポリ
シリコンゲート8とドレイン電極9に接続するドレイン
ポリシリコン部10との間で内外周端が接続する環状のポ
リシリコン高比抵抗膜11と、ソース領域6に接続するソ
ース電極12と、層間絶縁膜13上でドレイン電極9に接続
すると共にそれから放射方向に延設されたドレイン引出
し配線14と、環状のアイソレイション領域3とドレイン
引出し配線14との交差部分で両者の中間に配されたシー
ルド領域15とを備えるものである。Conventionally, for example, the structure of a lateral high-voltage MOSFET in an intelligent switching device or the like has a structure in which an N − -type epitaxial layer 2 epitaxially grown on a P-type substrate 1 is formed as shown in FIGS. An annular P-type isolation region 3 defined by PN junction isolation, an N + -type drain region 4 formed in an island shape in the epitaxial layer 2, and surrounding the drain region 4 along the isolation region 3 A ring-shaped P-type body (channel diffusion) region 5 formed, a ring-shaped N + -type source region 6 formed in the body region 5, and a drain region 4 and a body region 5 are defined. A circular drain drift region 2a
An annular polysilicon gate 8 extending over the drain drift region 2a and the source region 6 via a gate oxide film 7, a drain electrode 9 on the drain region 4, a polysilicon gate 8 and a drain electrode 9 A ring-shaped polysilicon high specific resistance film 11 whose inner and outer peripheral ends are connected to the drain polysilicon part 10 connected to the source electrode 12, a source electrode 12 connected to the source region 6, and a drain electrode 9 on the interlayer insulating film 13. The drain lead-out wiring 14 connected to and extending in the radial direction from the drain lead-out wiring 14 and the shield area 15 disposed in the middle between the isolation isolation area 3 and the drain lead-out wiring 14 are provided.
ポリシリコン高比抵抗膜11はドレインドリフト領域2a
の電界を均一にする抵抗性フィールドプレートで、シー
ルド領域15はドレイン引出し配線14の電位によるアイソ
レイション領域3表面の反転層の形成を阻止し、PN接合
分離を維持するものである。また、ポリシリコン高比抵
抗膜11は、ドレイン引出し配線14の電位によってドレイ
ンドリフト領域2a表面の蓄積層の形成で空乏層の拡大が
抑制され、アバランシェ電圧が低下するのを防止してお
り、ドレイン引出し配線14の電位を遮蔽する機能をも有
する。The polysilicon high resistivity film 11 is a drain drift region 2a.
Is a resistive field plate that makes the electric field uniform, and the shield region 15 prevents the formation of an inversion layer on the surface of the isolation region 3 due to the potential of the drain lead wiring 14 and maintains the PN junction separation. Further, the polysilicon high resistivity film 11 prevents the depletion layer from expanding due to the potential of the drain lead wiring 14 in the formation of the accumulation layer on the surface of the drain drift region 2a, and prevents the avalanche voltage from decreasing. It also has a function of blocking the potential of the lead wiring 14.
このように、従来の高耐圧MOSFETにおいては、ポリシ
リコン高比抵抗膜11及びシールド領域の15の存在によっ
て、ドレインドリフト領域2a及びアイソレイション領域
3の表層部をドレイン引出し配線14の電位からシールド
保護するものであるから、高い耐圧を維持することがで
きる。As described above, in the conventional high breakdown voltage MOSFET, the presence of the polysilicon high specific resistance film 11 and the shield region 15 shields the surface layers of the drain drift region 2a and the isolation region 3 from the potential of the drain lead-out wiring 14. Therefore, a high breakdown voltage can be maintained.
しかしながら、上記従来の高耐圧MOSFETにあっては、
ドレイン引出し配線14の電位が高電位になると、ドレイ
ン引出し配線14と環状のポリシリコンゲート8の交差部
分に反転層が形成され、交差部分のソース領域6とドレ
インドリフト領域2aとの間に狭小なチャネルcが形成さ
れてしまい、漏れ電流が増加する。即ち、ドレイン引出
し配線14とポリシリコンゲート8の交差部分には層間絶
縁膜13の介在した寄生容量が不可避的に生じており、こ
の寄生容量は局部的ゲート容量に対し直列接続してい
る。したがって、ドレイン引出し配線14の電位が比較的
低いときは問題とならないが、それが高電位になると、
局部的ゲート容量が充電され、交差部分のポリシリコン
ゲート8の直下に反転層が形成される。However, in the above conventional high voltage MOSFET,
When the potential of the drain lead-out wiring 14 becomes high, an inversion layer is formed at the intersection of the drain lead-out wiring 14 and the ring-shaped polysilicon gate 8, and a narrow area is formed between the source region 6 and the drain drift region 2a at the intersection. The channel c is formed and the leakage current increases. That is, a parasitic capacitance in which the interlayer insulating film 13 is interposed is inevitably generated at the intersection of the drain lead-out wiring 14 and the polysilicon gate 8, and this parasitic capacitance is connected in series to the local gate capacitance. Therefore, it does not matter when the potential of the drain lead-out wiring 14 is relatively low, but when it becomes high potential,
The local gate capacitance is charged and an inversion layer is formed immediately below the polysilicon gate 8 at the intersection.
交差部分のポリシリコンゲート8をドレイン引出し配
線14の電位からシールドするため、シールド領域15と同
様なシールド領域を交差部分に新たに介在させることが
考えられるが、しかし局部的ゲート容量に対し2つの寄
生容量が直列接続するだけであるから、ドレイン引出し
配線14が高電位になると、やはりポリシリコンゲート8
の直下に反転層が発生し、チャネルcが形成されてしま
う。In order to shield the polysilicon gate 8 at the intersection from the potential of the drain lead-out wiring 14, it is conceivable to newly interpose a shield region similar to the shield region 15 at the intersection. Since the parasitic capacitance is only connected in series, when the drain lead-out wiring 14 becomes high potential, the polysilicon gate 8
An inversion layer is generated just below the channel and a channel c is formed.
そこで、本発明の課題は、ドレイン引出し配線の電位
の影響によって交差部分のゲート直下に反転層が発生し
ても、チャネルは形成されず、これにより漏れ電流の増
加を抑制し得る構造を備えた高耐圧MOSFETを提供するこ
とにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a structure in which a channel is not formed even if an inversion layer is formed immediately below the gate at the intersection due to the influence of the potential of the drain lead wiring, and thus an increase in leakage current can be suppressed. It is to provide a high breakdown voltage MOSFET.
上記課題を解決するために、本発明の講じた手段は、
島状の第1領域(例えばドレイン領域4)と、これを隔
離周回する同導電型の環状の第2領域(例えばソース領
域16)と、第1領域と第2領域との間で第2領域に沿っ
て隣接するゲート(例えばポリシリコンゲート8)と、
第1領域に接続しこれから平面上放射方向に延設された
引出し配線(例えばドレイン引出し配線14)とを含む高
耐圧MOSFETであって、第2領域と引出し配線との交差部
分のうち、少なくとも引出し配線の両側縁の隣に第2領
域を開ループ状とすべき第2領域欠除部(例えば張出し
欠除部14b,14c)を設けたものである。In order to solve the above problems, the means taken by the present invention are:
An island-shaped first region (for example, the drain region 4), an annular second region of the same conductivity type that surrounds the island (for example, the source region 16), and a second region between the first region and the second region. An adjacent gate (eg, polysilicon gate 8) along
A high breakdown voltage MOSFET including a lead-out wiring (for example, drain lead-out wiring 14) connected to the first region and extending in a radial direction on a plane from at least a lead-out portion of a crossing portion of the second region and the lead-out wiring. Next to the both side edges of the wiring, a second area cutout portion (for example, overhang cutout portions 14b, 14c) for forming the second area in an open loop shape is provided.
かかる手段によれば、引出し配線の電位によりその交
差部直下には反転層が誘起されるが、交差部分のうち少
なくとも引出し配線の両側縁の隣には第2領域を開ルー
プ状とすべき第2領域欠除部が設けられているため、交
差部分に誘起された反転層は開ループ状の第2領域まで
は連絡せず、局部的なチャネルが発生しない。このた
め、漏れ電流を抑制することができる。According to such means, the inversion layer is induced just below the intersection by the potential of the extraction wiring, but the second region should be formed into an open loop shape at least adjacent to both side edges of the extraction wiring in the intersection. Since the two-region cutout portion is provided, the inversion layer induced at the intersection does not reach the second region having the open loop shape, and no local channel is generated. Therefore, the leakage current can be suppressed.
次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第1図(A)は本発明に係る高耐圧MOSFETの一実施例
を示す断面図、第1図(B)は同実施例の平面図であ
る。なお、第1図(A),(B)において第2図
(A),(B)中の部分と同一部分には同一参照符号を
付し、その説明を省略する。FIG. 1 (A) is a sectional view showing an embodiment of a high breakdown voltage MOSFET according to the present invention, and FIG. 1 (B) is a plan view of the same embodiment. In FIGS. 1A and 1B, the same parts as those in FIGS. 2A and 2B are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図中、基板平面上の中央に形成された島状のN+型ドレ
イン領域4上には島状のドレイン電極9が形成されてい
る。N+型ドレイン領域9を周回する環状のアイソレイシ
ョン領域3の内側には環状のP型ボディ領域5が形成さ
れており、このボディ領域5内には開ループ状のソース
領域16が形成されている。また、開ループ状のソース領
域16に沿って環状のポリシリコンゲート8が隣接してい
る。ドレイン電極9にはドレイン引出し配線14が接続さ
れ、これはソース領域16のソース欠除部18上を通して平
面上放射方向に延設されている。ソース欠除部18はソー
ス領域16とドレイン引出し配線14との交差部分にソース
不純物非導入領域として設けられており、ドレイン引出
し配線14の交差部14a直下の交差欠除部18aとドレイン引
出し配線14の両側縁14b,14cに隣接する狭小の張出し欠
除部18b,18cとからなる。In the figure, an island-shaped drain electrode 9 is formed on the island-shaped N + type drain region 4 formed in the center on the substrate plane. An annular P-type body region 5 is formed inside the annular isolation region 3 that surrounds the N + -type drain region 9, and an open-loop source region 16 is formed in the body region 5. There is. An annular polysilicon gate 8 is adjacent along the open-loop source region 16. A drain lead wiring 14 is connected to the drain electrode 9 and extends in the radial direction on the plane through the source cutout portion 18 of the source region 16. The source cutout portion 18 is provided as a source impurity non-introduced region at the intersection of the source region 16 and the drain lead wiring 14, and the cross cutout portion 18a and the drain lead wiring 14 directly under the crossing portion 14a of the drain lead wiring 14 are provided. It is composed of narrow overhanging notches 18b and 18c adjacent to both side edges 14b and 14c.
ドレイン引出し配線14に高電位が印加されると、交差
部分のポリシリコンゲート8の直下又は場合によっては
交差欠除部18aにも反転層(N型層)が発生する。しか
し、張出し欠除部18b,18cには反転層が発生せず、P型
のまま維持される。即ち、張出し欠除部18b,18cはドレ
イン引出し配線14の電位による影響を受けず、非反転層
としての意義を有するので、交差部分ではチャネルが形
成されない。層間絶縁膜13の膜厚の如何によるが、交差
欠除部18aが存在し、且つドレイン引出し配線14の交差
部14a直下はP型のボディ領域5であるから、上述の如
く、この表層部にも反転層が発生する場合がある。した
がって、張出し欠除部18b,18cの存在は不可欠である
が、交差欠除部18aがなく交差部14a直下はソース不純物
導入領域としても良い。交差部分のポリシリコンゲート
8を一部欠除させた開ループ状としても良いが、ドレイ
ン引出し配線14の高電位で一部欠除されたゲート部分下
に反転層が形成される場合もあり、一部欠除の重要度は
さほどない。When a high potential is applied to the drain lead-out wiring 14, an inversion layer (N-type layer) is formed immediately below the polysilicon gate 8 at the intersection or in the intersection cutout portion 18a in some cases. However, no inversion layer is generated in the overhanging cutout portions 18b and 18c, and the P-type is maintained. That is, since the overhanging notches 18b and 18c are not affected by the potential of the drain lead-out wiring 14 and have the meaning of a non-inversion layer, no channel is formed at the intersection. Depending on the film thickness of the interlayer insulating film 13, the intersection cutout portion 18a exists, and the portion just under the intersection portion 14a of the drain lead wiring 14 is the P-type body region 5. Therefore, as described above, this surface layer portion is formed. Also, an inversion layer may occur. Therefore, the presence of the overhanging cutouts 18b, 18c is indispensable, but the source impurity introduction region may be provided directly under the crossing 14a without the crossing cutout 18a. The polysilicon gate 8 at the intersecting portion may be partially removed so as to have an open loop shape, but an inversion layer may be formed under the gate portion of the drain lead wiring 14 which is partially removed at a high potential. Partial deletion is not so important.
このように、交差部分にソース欠除部18が積極的に設
けられているから、局部的な反転層が発生しても、それ
がソース領域16と連絡することがないので、交差部分に
はチャネルが形成されず、漏れ電流を抑制することがで
きる。As described above, since the source lacking portion 18 is positively provided at the intersecting portion, even if a local inversion layer is generated, it does not contact the source region 16, so that the intersecting portion is not formed. A channel is not formed and leakage current can be suppressed.
以上説明したように、本発明に係る高耐圧MOSFETは、
島状の第1領域を隔離周回する同導電型の環状の第2領
域と第1領域に接続しこれから平面上放射方向に延設さ
れた引出し配線との交差部分のうち、少なくとも引出し
配線の両側縁の隣に第2領域を開ループ状とすべき第2
領域欠除部を有するものであるから、交差部分の引出し
配線直下に反転層が形成されても、チャネル形成までに
は至らないので、漏れ電流増加等の引出し配線の電位に
よる悪影響を解消することができる。As described above, the high breakdown voltage MOSFET according to the present invention is
At least both sides of the lead-out wiring at the intersection with the lead-out wiring that is connected to the first conductive area and the second area of the same conductivity type that surrounds and separates the island-shaped first area and extends in a radial direction from the first area. The second area next to the edge should be open looped
Since it has a region cutout portion, even if an inversion layer is formed immediately below the lead-out wiring at the intersection, it does not reach the channel formation. Therefore, eliminate adverse effects due to the potential of the lead-out wiring such as increase in leakage current. You can
第1図(A)は本発明に係る高耐圧MOSFETの一実施例を
示す断面図、第1図(B)は同実施例の平面図である。 第2図(A)は従来の高耐圧MOSFETの一例を示す断面
図、第2図(B)は同従来例の平面図である。 1……P型半導体基板、2……N-型エピタキシャル層、
3……P型アイソレイション領域、4……N+型島状ドレ
イン領域、5……P型ボディ領域、7……ゲート酸化
膜、8……ポリシリコンゲート、9……ドレイン電極、
10……ドレインポリシリコン部、11……ポリシリコン高
比抵抗膜、12……ソース電極、13……層間絶縁膜、14…
…ドレイン引出し配線、14a……交差部、14b,14c……側
縁、16……開ループ状N+型ソース領域、18……ソース欠
除部、18a……交差欠除部、18b,18c……張出し欠除部。FIG. 1 (A) is a sectional view showing an embodiment of a high breakdown voltage MOSFET according to the present invention, and FIG. 1 (B) is a plan view of the same embodiment. FIG. 2A is a sectional view showing an example of a conventional high breakdown voltage MOSFET, and FIG. 2B is a plan view of the conventional example. 1 ... P-type semiconductor substrate, 2 ... N - type epitaxial layer,
3 ... P-type isolation region, 4 ... N + -type island drain region, 5 ... P-type body region, 7 ... gate oxide film, 8 ... polysilicon gate, 9 ... drain electrode,
10 ... Drain polysilicon part, 11 ... Polysilicon high resistivity film, 12 ... Source electrode, 13 ... Interlayer insulating film, 14 ...
… Drain lead wiring, 14a …… Intersection, 14b, 14c …… Side edge, 16 …… Open loop N + type source region, 18 …… Source cutout, 18a …… Cross cutout, 18b, 18c …… Overhanging cutout section.
Claims (1)
導電型の環状の第2領域と、第1領域と第2領域との間
で第2領域に沿って隣接するゲートと、第1領域に接続
しこれから平面上放射方向に延設された引出し配線とを
含む高耐圧MOSFETであって、第2領域と該引出し配線と
の交差部分のうち、少なくとも該引出し配線の両側縁の
隣に第2領域を開ループ状とすべき第2領域欠除部を備
えることを特徴とする高耐圧MOSFET。1. An island-shaped first region, a ring-shaped second region of the same conductivity type that surrounds the island-shaped region, and a gate adjacent to the first region and the second region along the second region. A high withstand voltage MOSFET including a lead wiring connected to the first region and extending in a radial direction from the first region, wherein at least both side edges of the lead wiring at a crossing portion of the second region and the lead wiring. A high breakdown voltage MOSFET characterized in that it is provided with a second region cutout portion adjacent to the second region to make the second region open loop.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1016797A JPH0812919B2 (en) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | High voltage MOSFET |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1016797A JPH0812919B2 (en) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | High voltage MOSFET |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02197172A JPH02197172A (en) | 1990-08-03 |
| JPH0812919B2 true JPH0812919B2 (en) | 1996-02-07 |
Family
ID=11926149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1016797A Expired - Lifetime JPH0812919B2 (en) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | High voltage MOSFET |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812919B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521791A (en) * | 1991-07-17 | 1993-01-29 | Nec Kansai Ltd | High-voltage field-effect transistor and ic |
| JP4013785B2 (en) * | 1995-04-12 | 2007-11-28 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | High voltage IC |
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-
1989
- 1989-01-26 JP JP1016797A patent/JPH0812919B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH02197172A (en) | 1990-08-03 |
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