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JP2007158098A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2007158098A
JP2007158098A JP2005352281A JP2005352281A JP2007158098A JP 2007158098 A JP2007158098 A JP 2007158098A JP 2005352281 A JP2005352281 A JP 2005352281A JP 2005352281 A JP2005352281 A JP 2005352281A JP 2007158098 A JP2007158098 A JP 2007158098A
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JP
Japan
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region
source
body contact
drain
semiconductor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2005352281A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushige Senda
厚慈 千田
Satoshi Shiraki
白木  聡
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Abstract

【課題】ストライプ構造のチャネル形成領域を有する半導体装置において、ソース電位と基板電位を共通でとるための共通のコンタクトホールの小型化を図ることができるようにする。
【解決手段】半導体基板でのNウェル層の表層部に、平面形状が帯状をなすストライプ構造のチャネル形成領域12、Nソース領域13、Nドレイン領域20、ゲート電極が形成されている。Pボディコンタクト領域14が、チャネル形成領域12内においてチャネル形成領域12の延設方向に断続的に延設され、ソース電極についてのNソース領域13との接続を、Pボディコンタクト領域14の延設方向における隣り合うPボディコンタクト領域14間において行っている。
【選択図】図1
In a semiconductor device having a channel formation region with a stripe structure, a common contact hole for taking a source potential and a substrate potential in common can be miniaturized.
A channel forming region, an N + source region, an N + drain region, and a gate electrode having a stripe structure in which a planar shape forms a band shape are formed on a surface portion of an N well layer in a semiconductor substrate. The P + body contact region 14 is intermittently extended in the channel forming region 12 in the extending direction of the channel forming region 12, and the connection of the source electrode with the N + source region 13 is connected to the P + body contact region 14. This is performed between adjacent P + body contact regions 14 in the extending direction.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device.

特許文献1にはストライプ型LDMOSトランジスタが開示されている。この特許文献1における段落番号[0002]には、基板電位に関してソースセルにおいてNソース領域とPボディコンタクト領域を形成して、Nソース領域とPボディコンタクト領域とを、共通のコンタクトホールを通してソース電極と接続してソースと共通で基板電位をとる構成が示されている(同特許文献1の図21参照)。
特許番号第3622693号公報
Patent Document 1 discloses a stripe-type LDMOS transistor. In paragraph [0002] in Patent Document 1, an N + source region and a P + body contact region are formed in a source cell with respect to a substrate potential, and the N + source region and the P + body contact region are connected to a common contact. A configuration in which a substrate potential is connected in common with the source by connecting to the source electrode through the hole is shown (see FIG. 21 of Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3626293

ところが、ソースセルにおいてNソース領域とPボディコンタクト領域の電気的接続を確保するためのコンタクトホールのサイズが大きくなる(セルピッチが大きくなる)。その結果、素子が大きくなってしまう。また、セルピッチが大きくなることによりオン抵抗が高くなってしまう。 However, the size of the contact hole for securing the electrical connection between the N + source region and the P + body contact region in the source cell is increased (the cell pitch is increased). As a result, the element becomes large. Further, the on-resistance increases due to an increase in the cell pitch.

本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、ストライプ構造のチャネル形成領域を有する半導体装置において、ソース電位と基板電位を共通でとるための共通のコンタクトホールの小型化を図ることができるようにすることにある。   The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the size of a common contact hole for taking a common source potential and substrate potential in a semiconductor device having a channel formation region having a stripe structure. The purpose is to make it possible.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、図9に示すように、ボディコンタクト領域(14)を、チャネル形成領域内において当該チャネル形成領域の延設方向(Y方向)に断続的に延設し、ソース電極(18)についてのソース領域(13)との接続を、ボディコンタクト領域(14)の延設方向(Y方向)における隣り合うボディコンタクト領域(14)間において行うようにしたことを要旨とする。   In order to solve the above problems, in the invention according to claim 1, as shown in FIG. 9, the body contact region (14) is arranged in the channel forming region in the extending direction of the channel forming region (Y direction). The source electrode (18) is connected to the source region (13) between the adjacent body contact regions (14) in the extending direction (Y direction) of the body contact region (14). The gist is what we did.

請求項1に記載の発明によれば、図10に示すように、ボディコンタクト領域(14)を、チャネル形成領域内において当該チャネル形成領域の延設方向(Y方向)に連続的に延設し、ソース電極(18)についてのソース領域(13)との接続を、ボディコンタクト領域(14)の側面部において行う場合に比べ、ストライプ構造のチャネル形成領域を有する半導体装置において、ソース電位と基板電位を共通でとるための共通のコンタクトホール(19)の小型化を図ることができ、素子サイズを小さくすることができる。   According to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 10, the body contact region (14) is continuously extended in the channel forming region in the extending direction (Y direction) of the channel forming region. Compared with the case where the source electrode (18) is connected to the source region (13) in the side surface portion of the body contact region (14), the source potential and the substrate potential in the semiconductor device having the channel formation region having the stripe structure are compared. The common contact hole (19) can be reduced in size, and the element size can be reduced.

請求項2に記載のように、請求項1に記載の半導体装置において、チャネル形成領域の延設方向に直交する方向における、ドレイン電極を前記ドレイン領域につなぐためのコンタクトホールが通る線上に、前記ソース電極を前記ソース領域およびボディコンタクト領域につなぐためのコンタクトホールを配置することにより、サージによるソース・ドレイン間に流れる電流経路の短縮化を図ることができる。その結果として、ESD耐量の低下を抑制することができる。   According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, in a direction perpendicular to the extending direction of the channel formation region, a line through which a contact hole for connecting a drain electrode to the drain region passes. By arranging a contact hole for connecting the source electrode to the source region and the body contact region, a current path flowing between the source and the drain due to a surge can be shortened. As a result, a decrease in ESD tolerance can be suppressed.

請求項3に記載のように、請求項1または2に記載の半導体装置において、半導体基板は、支持基板の上に埋込絶縁膜を介して半導体層を形成することにより構成したSOI基板であり、前記半導体層において前記埋込絶縁膜に達する素子間分離用トレンチにより囲って素子間分離された領域に、前記チャネル形成領域、ソース領域、ボディコンタクト領域、ドレイン領域、ゲート電極、および、ソース電極を形成すると、トレンチにより他の素子と分離されているため発熱による他の素子への影響を与えないようにすることができる。   According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first or second aspect, the semiconductor substrate is an SOI substrate configured by forming a semiconductor layer on a support substrate via a buried insulating film. In the semiconductor layer, the channel formation region, the source region, the body contact region, the drain region, the gate electrode, and the source electrode are formed in a region surrounded by the element isolation trench that reaches the buried insulating film. Since the trench is separated from other elements by the trench, it is possible to prevent other elements from being affected by heat generation.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態における半導体装置の基板表面部での平面図である。図2には図1のA−A線での縦断面を示し、特に、ソースセル・ドレインセルを主に表す縦断面図である。図3には図1のB−B線での縦断面を示す。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of the substrate surface portion of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and in particular, is a longitudinal sectional view mainly showing a source cell and a drain cell. FIG. 3 shows a longitudinal section taken along line BB in FIG.

本実施形態における半導体装置は複合ICであり、バイポーラトランジスタとMOSトランジスタが1チップ内に作り込まれている。MOSトランジスタは、ストライプ構造のLDMOSトランジスタであり、かつ、Nチャネルトランジスタである。   The semiconductor device in this embodiment is a composite IC, and a bipolar transistor and a MOS transistor are built in one chip. The MOS transistor is an LDMOS transistor having a stripe structure and an N-channel transistor.

図2,3に示すように、本実施形態においては、半導体基板4として、支持基板(シリコン基板)1の上に埋込絶縁膜としての埋込酸化膜2を介してN型シリコン層3を形成したSOI基板を用いている。半導体基板(SOI基板)4におけるシリコン層3の厚みは14μmである。また、N型シリコン層3の底部にはN埋込層5が形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, in this embodiment, an N-type silicon layer 3 is formed as a semiconductor substrate 4 on a support substrate (silicon substrate) 1 via a buried oxide film 2 as a buried insulating film. The formed SOI substrate is used. The thickness of the silicon layer 3 in the semiconductor substrate (SOI substrate) 4 is 14 μm. An N + buried layer 5 is formed at the bottom of the N-type silicon layer 3.

N型シリコン層3において埋込酸化膜2に達する素子間分離用トレンチ6が形成され、当該トレンチ6によって囲まれた領域がLDMOSトランジスタ形成領域(島)となっている。つまり、素子間分離用トレンチ6が環状に形成され、LDMOSトランジスタ形成領域(島)が区画形成されている。トレンチ6の幅は2μmとしている。素子間分離用トレンチ6内にはシリコン酸化膜7が埋め込まれている。   An inter-element isolation trench 6 reaching the buried oxide film 2 in the N-type silicon layer 3 is formed, and a region surrounded by the trench 6 is an LDMOS transistor formation region (island). That is, the element isolation trench 6 is formed in an annular shape, and the LDMOS transistor formation region (island) is partitioned. The width of the trench 6 is 2 μm. A silicon oxide film 7 is buried in the element isolation trench 6.

同様に、トレンチにより素子間分離されたバイポーラトランジスタ形成領域(島)においてバイポーラトランジスタ(図示略)が形成されており、同バイポーラトランジスタ形成領域(島)においてN埋込層5が形成されている。 Similarly, a bipolar transistor (not shown) is formed in a bipolar transistor formation region (island) separated between elements by a trench, and an N + buried layer 5 is formed in the bipolar transistor formation region (island). .

LDMOSトランジスタ形成領域(島)においては、以下のLDMOSトランジスタが形成されている。
図2に示すように、LDMOSトランジスタ形成領域(島)においてN型シリコン層3にディープP領域10が全域にわたり形成されている。また、ディープP領域10よりも浅く第1導電型の半導体領域としてのNウェル層11が全域にわたり形成されている。
In the LDMOS transistor formation region (island), the following LDMOS transistors are formed.
As shown in FIG. 2, a deep P region 10 is formed over the entire area of the N-type silicon layer 3 in the LDMOS transistor formation region (island). Further, an N well layer 11 as a first conductivity type semiconductor region shallower than the deep P region 10 is formed over the entire region.

図2,3に示すように、ソースセルにおいて、Nウェル層11の表層部にはP型のチャネル形成領域(Pウェル層)12が形成され、このチャネル形成領域12はディープP領域10とつながっている。チャネル形成領域12は、図1に示すように、平面形状が帯状をなすストライプ構造を有し、図中のY方向に直線的に延びている。   As shown in FIGS. 2 and 3, in the source cell, a P-type channel formation region (P well layer) 12 is formed in the surface layer portion of the N well layer 11, and this channel formation region 12 is connected to the deep P region 10. ing. As shown in FIG. 1, the channel forming region 12 has a stripe structure in which a planar shape forms a strip shape, and linearly extends in the Y direction in the drawing.

図3に示すように、P型のチャネル形成領域(Pウェル領域)12の表層部にはNソース領域13が形成されている。Nソース領域13は、図1に示すように、チャネル形成領域12内においてチャネル形成領域12と同様にY方向に直線的に延びている。 As shown in FIG. 3, an N + source region 13 is formed in the surface layer portion of the P-type channel formation region (P well region) 12. As shown in FIG. 1, the N + source region 13 extends linearly in the Y direction in the channel forming region 12 as in the channel forming region 12.

また、図2に示すように、チャネル形成領域12の表層部には、基板電位をとるためのPボディコンタクト領域14が形成され、Pボディコンタクト領域14の底面においてチャネル形成領域12と接している。Pボディコンタクト領域14は、図1に示すように、直線的に延びるP型のチャネル形成領域12内においてチャネル形成領域12の延設方向(Y方向)に断続的に延設されている。各Pボディコンタクト領域14の長さは等しく、各々のPボディコンタクト領域14の長さをL1としている。当然、ボディコンタクト領域14の延設方向(Y方向)における隣り合うボディコンタクト領域14間にはNソース領域13が形成されている(図3参照)。 As shown in FIG. 2, a P + body contact region 14 for taking a substrate potential is formed on the surface layer portion of the channel formation region 12, and is in contact with the channel formation region 12 on the bottom surface of the P + body contact region 14. ing. As shown in FIG. 1, the P + body contact region 14 is intermittently extended in the extending direction (Y direction) of the channel forming region 12 in a linearly extending P-type channel forming region 12. Each P + body contact region 14 has the same length, and the length of each P + body contact region 14 is L1. Naturally, an N + source region 13 is formed between adjacent body contact regions 14 in the extending direction (Y direction) of the body contact region 14 (see FIG. 3).

図3において、Nウェル層11の表面側(上面側)において、少なくともチャネル形成領域12の一部領域に対しゲート絶縁膜としてのゲート酸化膜15を介してポリシリコンゲート電極16が配置されている。このポリシリコンゲート電極16はシリコン酸化膜17にて覆われている。さらに、Nウェル層11の表面側(上面側)において、シリコン酸化膜17の上には、ソース電位と基板電位を共通でとるためのソース電極18がコンタクトホール19を通して、Nソース領域13およびPボディコンタクト領域14と接するように配置されている(図2,3参照)。 In FIG. 3, on the surface side (upper surface side) of the N well layer 11, a polysilicon gate electrode 16 is disposed through at least a partial region of the channel formation region 12 via a gate oxide film 15 as a gate insulating film. . The polysilicon gate electrode 16 is covered with a silicon oxide film 17. Further, in the surface side of the N-well layer 11 (upper side), on the silicon oxide film 17, through the source electrode 18 is a contact hole 19 for taking the source potential and the substrate potential in common, N + source region 13 and It is arranged so as to be in contact with the P + body contact region 14 (see FIGS. 2 and 3).

ソースセル(チャネル形成領域12)のレイアウトに関して、図1に示すように、直線的に延びるソースセル(チャネル形成領域12)の列が、多数並設されている。
図2に示すように、ドレインセルにおいて、Nウェル層11の表層部にはNドレイン領域20がチャネル形成領域12とは離間した位置に形成されている。Nウェル層11上に配したシリコン酸化膜17の上にはドレイン電極21が配置されており、このドレイン電極21はコンタクトホール22を通してNドレイン領域20と接触している。
Regarding the layout of the source cells (channel formation region 12), as shown in FIG. 1, a large number of columns of source cells (channel formation region 12) extending linearly are arranged in parallel.
As shown in FIG. 2, in the drain cell, an N + drain region 20 is formed in a surface layer portion of the N well layer 11 at a position separated from the channel formation region 12. A drain electrode 21 is disposed on the silicon oxide film 17 disposed on the N well layer 11, and the drain electrode 21 is in contact with the N + drain region 20 through the contact hole 22.

ドレインセル(Nドレイン領域20)のレイアウトに関して、図1に示すように、直線的に延びるドレインセル(Nドレイン領域20)の列が、多数並設され、かつ、ソースセル(チャネル形成領域12)の列とは交互に配置されている。 With respect to the layout of the drain cells (N + drain regions 20), as shown in FIG. 1, a large number of linearly extending drain cells (N + drain regions 20) are arranged in parallel, and the source cells (channel forming regions) are arranged. 12) are alternately arranged.

また、図2,3に示すように、ソース・ドレインセル間にはLOCOS酸化膜30が形成されている。
このようなMOSFETにおいては、図3に示すように、ポリシリコンゲート電極16への電圧印加により、ドレイン電極21から電流が、Nドレイン領域20→Nウェル層11→チャネル形成領域(Pウェル領域)12の表層部→Nソース領域13→ソース電極18へと流れる。
2 and 3, a LOCOS oxide film 30 is formed between the source and drain cells.
In such a MOSFET, as shown in FIG. 3, when a voltage is applied to the polysilicon gate electrode 16, current flows from the drain electrode 21 into N + drain region 20 → N well layer 11 → channel formation region (P well region). ) 12 surface layer portion → N + source region 13 → source electrode 18 flows.

ここで、本実施形態においては、図9に示すように、Pボディコンタクト領域14を、直線的に延びるP型のチャネル形成領域12内においてチャネル形成領域12の延設方向(図中のY方向)に断続的に延設し、ソース電極18についてのNソース領域13との接続を、図中、領域S10で示すごとく、Pボディコンタクト領域14の延設方向(図中のY方向)における隣り合うPボディコンタクト領域14間において行うようにしている。 Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the P + body contact region 14 is extended in the linearly extending P-type channel forming region 12 in the extending direction of the channel forming region 12 (Y in the figure). Direction), and the connection of the source electrode 18 to the N + source region 13 is indicated by a region S10 in the drawing, and the extension direction of the P + body contact region 14 (Y direction in the drawing). ) Between adjacent P + body contact regions 14 in FIG.

比較例を、図6,7,8を用いて説明する。図6は比較例の半導体装置の平面図であり、図7は図6のA−A線での縦断面図であり、図8は図6のB−B線での縦断面図である。   A comparative example will be described with reference to FIGS. 6 is a plan view of a semiconductor device of a comparative example, FIG. 7 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. 6, and FIG. 8 is a longitudinal sectional view taken along line BB in FIG.

図6の平面図において、ソースセルとドレインセルが交互に形成され、ソースセルにおいて帯状のP型チャネル形成領域12がY方向に延びており、ストライプ構造を有している。また、図7,8に示すようにP型のチャネル形成領域12内においてその表層部にNソース領域13とPボディコンタクト領域14が形成されている。Pボディコンタクト領域14は図6に示すようにY方向に直線的につながった状態で延設されている。一方、図7,8に示すように、ドレインセルにおいて表層部にNドレイン領域20が形成され、図6に示すように、帯状のNドレイン領域20がY方向に延びている。 In the plan view of FIG. 6, source cells and drain cells are alternately formed, and a strip-like P-type channel formation region 12 extends in the Y direction in the source cell and has a stripe structure. As shown in FIGS. 7 and 8, an N + source region 13 and a P + body contact region 14 are formed in the surface layer portion of the P-type channel formation region 12. As shown in FIG. 6, the P + body contact region 14 extends in a state of being linearly connected in the Y direction. On the other hand, as shown in FIGS. 7 and 8, an N + drain region 20 is formed in the surface layer portion of the drain cell, and as shown in FIG. 6, the strip-like N + drain region 20 extends in the Y direction.

このようにして、比較例を示す図10においては、Pボディコンタクト領域14を、直線的に延びるチャネル形成領域12内において当該チャネル形成領域12の延設方向(図中のY方向)に連続的に延設し、ソース電極18についてのソース領域13との接続を、図中、領域S20で示すごとく、Pボディコンタクト領域14の側面部において行っている。 In this way, in FIG. 10 showing the comparative example, the P + body contact region 14 is continuous in the extending direction (Y direction in the drawing) of the channel forming region 12 in the linearly extending channel forming region 12. The source electrode 18 and the source region 13 are connected to each other at the side surface portion of the P + body contact region 14 as indicated by a region S20 in the drawing.

図9と図10の比較において、図9に示す本実施形態においては、Pボディコンタクト領域14の横方向(X方向)の距離が省略できるため、図1に示すセルピッチP1を小さくできる(素子サイズを小さくすることができる)。その結果、オン抵抗を高くすることなく、小型化できることとなる。 9 and FIG. 10, in the present embodiment shown in FIG. 9, since the distance in the horizontal direction (X direction) of the P + body contact region 14 can be omitted, the cell pitch P1 shown in FIG. Size can be reduced). As a result, the size can be reduced without increasing the on-resistance.

具体的には、ソースセルでのコンタクトサイズ、即ち、コンタクトホール19の幅について、図10でのコンタクトホール19の幅W20に比べ図9でのコンタクトホール19の幅W10を1/2にすることができる。   Specifically, for the contact size in the source cell, that is, the width of the contact hole 19, the width W10 of the contact hole 19 in FIG. 9 is halved compared to the width W20 of the contact hole 19 in FIG. Can do.

また、本実施形態においては、図9においてLDMOSのソースセルでのコンタクトホール19の縦横のサイズが、L10=3.8μm、W10=0.8μmであり、また、図1においてセルピッチP1が10μmである。このようにして、図1の実施形態でのセルピッチP1と図6の比較例でのセルピッチP10の比較において、実施形態でのセルピッチP1を図6の比較例でセルピッチP10に比べ10%の縮小化を図ることができた。なお、ソースセルでのコンタクトホール19の縦横サイズL10,W10は、上記以外のサイズでも特に構わない。   In this embodiment, the vertical and horizontal sizes of the contact holes 19 in the LDMOS source cell in FIG. 9 are L10 = 3.8 μm and W10 = 0.8 μm, and in FIG. 1, the cell pitch P1 is 10 μm. is there. In this manner, in the comparison of the cell pitch P1 in the embodiment of FIG. 1 and the cell pitch P10 in the comparative example of FIG. 6, the cell pitch P1 in the embodiment is reduced by 10% compared to the cell pitch P10 in the comparative example of FIG. We were able to plan. The vertical and horizontal sizes L10 and W10 of the contact hole 19 in the source cell may be other sizes than those described above.

また、本実施形態でのLDMOSは、図1においてコンタクトホール22の中心とコンタクトホール19の中心との位置関係として、X方向におけるコンタクトホール22の中心が通る線L5上にコンタクトホール19の中心が位置している。このように、チャネル形成領域12の延設方向(Y方向)に直交する方向(X方向)における、ドレイン電極21をNドレイン領域20につなぐためのコンタクトホール22が通る線L5上に、ソース電極18をNソース領域13およびPボディコンタクト領域14につなぐためのコンタクトホール19を配置している。つまり、ドレインコンタクトホール22の横にソースコンタクトホール19を設置している。これにより、サージによるソース・ドレイン間に流れる電流経路の短縮化を図ることができる。詳しくは、サージ電流は図2に示すように、ドレイン電極21→Nドレイン領域20→Nウェル層11→ディープP領域10→チャネル形成領域12→Pボディコンタクト領域14→ソース電極18の経路で流れる。このサージ電流の経路が最短距離となり、サージ電流経路が短く、ESD耐量が小さくならないようにすることができる。 Further, in the LDMOS in this embodiment, the center of the contact hole 19 is located on the line L5 through which the center of the contact hole 22 in the X direction passes as the positional relationship between the center of the contact hole 22 and the center of the contact hole 19 in FIG. positioned. In this way, in the direction (X direction) perpendicular to the extending direction (Y direction) of the channel forming region 12, the source L is formed on the line L 5 through which the contact hole 22 for connecting the drain electrode 21 to the N + drain region 20 passes. A contact hole 19 for connecting the electrode 18 to the N + source region 13 and the P + body contact region 14 is disposed. That is, the source contact hole 19 is provided beside the drain contact hole 22. Thereby, the current path flowing between the source and the drain due to surge can be shortened. Specifically, as shown in FIG. 2, the surge current is a path of drain electrode 21 → N + drain region 20 → N well layer 11 → deep P region 10 → channel forming region 12 → P + body contact region 14 → source electrode 18 It flows in. The surge current path is the shortest distance, the surge current path is short, and the ESD tolerance can be prevented from being reduced.

また、本実施形態でのLDMOSは、SOI基板である半導体基板4上に形成し、LDMOSの周囲をトレンチ6で囲むことにより他の素子と分離されているため、LDMOSから発生する熱が他の素子に影響を与えにくい構造となっている。つまり、通常のシリコン基板上にLDMOSを形成した場合、発熱によりSi(シリコン)を通じて熱が伝わり他の素子へ悪影響を及ぼすことがあるが、本実施形態においてはこれを回避することができる。   In addition, the LDMOS in this embodiment is formed on the semiconductor substrate 4 which is an SOI substrate, and the LDMOS is surrounded by the trench 6 so as to be isolated from other elements. It has a structure that hardly affects the element. That is, when an LDMOS is formed on a normal silicon substrate, heat is transmitted through Si (silicon) due to heat generation, which may adversely affect other elements, but this can be avoided in this embodiment.

図1に示した構造の耐圧、オン抵抗Ronの測定結果を、図4,5に示す。詳しくは、図4において横軸にボディコンタクト領域14の長さL1(図1参照)をとり、縦軸に耐圧をとっている。図5において横軸にボディコンタクト領域14の長さL1(図1参照)をとり、縦軸にオン抵抗Ronをとっている。この図4,5から、オン抵抗、耐圧はボディコンタクト領域14の長さL1により制御が可能であることが分かる。   4 and 5 show the measurement results of the withstand voltage and the on-resistance Ron of the structure shown in FIG. Specifically, in FIG. 4, the length L1 (see FIG. 1) of the body contact region 14 is taken on the horizontal axis, and the breakdown voltage is taken on the vertical axis. In FIG. 5, the horizontal axis represents the length L1 (see FIG. 1) of the body contact region 14, and the vertical axis represents the on-resistance Ron. 4 and 5, it can be seen that the on-resistance and breakdown voltage can be controlled by the length L1 of the body contact region 14.

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)ボディコンタクト領域14を、チャネル形成領域12内においてチャネル形成領域12の延設方向に断続的に延設し、ソース電極18についてのソース領域13との接続を、ボディコンタクト領域14の延設方向における隣り合うボディコンタクト領域14間において行うようにしたので、ストライプ構造のチャネル形成領域12を有する半導体装置において、ソース電位と基板電位を共通でとるための共通のコンタクトホール19の小型化を図ることができ、素子サイズを小さくすることができる。また、セルピッチを小さくできるためオン抵抗を高くすることなく小型化できる。さらに、ボディコンタクト領域14の長さL1によりオン抵抗、耐圧を制御できる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The body contact region 14 is intermittently extended in the channel forming region 12 in the extending direction of the channel forming region 12, and the connection of the source electrode 18 with the source region 13 is extended to the body contact region 14. Since it is performed between the adjacent body contact regions 14 in the installation direction, in the semiconductor device having the channel formation region 12 having the stripe structure, the common contact hole 19 for taking the source potential and the substrate potential in common can be downsized. Therefore, the element size can be reduced. Further, since the cell pitch can be reduced, the size can be reduced without increasing the on-resistance. Further, the on-resistance and breakdown voltage can be controlled by the length L1 of the body contact region 14.

(2)チャネル形成領域12の延設方向に直交する方向における、ドレイン電極21をNドレイン領域20につなぐためのコンタクトホール22が通る線L5上に、ソース電極18をNソース領域13およびPボディコンタクト領域14につなぐためのコンタクトホール19を配置したので、サージによるソース・ドレイン間に流れる電流経路の短縮化を図ることができる。その結果として、ESD耐量の低下を抑制することができる。 (2) The source electrode 18 is connected to the N + source region 13 and the line L5 through which the contact hole 22 for connecting the drain electrode 21 to the N + drain region 20 in the direction orthogonal to the extending direction of the channel forming region 12 Since the contact hole 19 for connection to the P + body contact region 14 is disposed, the current path flowing between the source and drain due to surge can be shortened. As a result, a decrease in ESD tolerance can be suppressed.

(3)半導体基板4は、支持基板1の上に埋込酸化膜(埋込絶縁膜)2を介して半導体層としてのシリコン層3を形成することにより構成したSOI基板であり、シリコン層3において埋込酸化膜2に達する素子間分離用トレンチ6により囲って素子間分離された領域に、チャネル形成領域12、ソース領域13、ボディコンタクト領域14、ドレイン領域20、ゲート電極16、および、ソース電極18を形成したので、LDMOSはSOI基板上に形成され、トレンチ6により他の素子と分離されているため発熱による他の素子への影響を与えないようにすることができる。   (3) The semiconductor substrate 4 is an SOI substrate configured by forming a silicon layer 3 as a semiconductor layer on a support substrate 1 via a buried oxide film (buried insulating film) 2. In the region surrounded by the element isolation trench 6 reaching the buried oxide film 2 in the element isolation region, the channel formation region 12, the source region 13, the body contact region 14, the drain region 20, the gate electrode 16, and the source Since the electrode 18 is formed, the LDMOS is formed on the SOI substrate and is separated from other elements by the trench 6, so that it is possible to prevent other elements from being affected by heat generation.

なお、これまでの説明ではNチャネルLDMOSの場合を示したが、PチャネルLDMOSでもよい。即ち、上記した例では第1導電型がN型、第2導電型がP型であったが、これを逆にして、第1導電型がP型、第2導電型がN型としてもよい。   In the above description, an N-channel LDMOS is shown, but a P-channel LDMOS may be used. That is, in the above example, the first conductivity type is N type and the second conductivity type is P type. However, the first conductivity type may be P type and the second conductivity type may be N type. .

実施形態における半導体装置の平面図。The top view of the semiconductor device in an embodiment. 図1のA−A線での縦断面図。The longitudinal cross-sectional view in the AA line of FIG. 図1のB−B線での縦断面図。The longitudinal cross-sectional view in the BB line of FIG. ボディコンタクト領域の長さを変えたときの耐圧の測定結果を示す図。The figure which shows the measurement result of a pressure | voltage resistance when changing the length of a body contact area | region. ボディコンタクト領域の長さを変えたときのオン抵抗の測定結果を示す図。The figure which shows the measurement result of on-resistance when changing the length of a body contact area | region. 比較のための半導体装置の平面図。The top view of the semiconductor device for a comparison. 図6のA−A線での縦断面図。The longitudinal cross-sectional view in the AA line of FIG. 図6のB−B線での縦断面図。The longitudinal cross-sectional view in the BB line of FIG. 実施形態における半導体装置のソースセル部の平面および断面構造図。FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional structure diagram of a source cell portion of the semiconductor device according to the embodiment. 比較のための半導体装置のソースセル部の平面および断面構造図。The plane and sectional structure figure of the source cell part of the semiconductor device for comparison.

符号の説明Explanation of symbols

1…支持基板、2…埋込酸化膜、3…シリコン層、4…半導体基板、6…素子間分離用トレンチ、11…Nウェル層、12…チャネル形成領域、13…Nソース領域、14…Pボディコンタクト領域、15…ゲート酸化膜、16…ゲート電極、18…ソース電極、19…コンタクトホール、20…Nドレイン領域、21…ドレイン電極、22…コンタクトホール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support substrate, 2 ... Embedded oxide film, 3 ... Silicon layer, 4 ... Semiconductor substrate, 6 ... Trench for element isolation, 11 ... N well layer, 12 ... Channel formation region, 13 ... N + source region, 14 ... P + body contact region, 15 ... gate oxide film, 16 ... gate electrode, 18 ... source electrode, 19 ... contact hole, 20 ... N + drain region, 21 ... drain electrode, 22 ... contact hole.

Claims (3)

半導体基板(4)での第1導電型の半導体領域(11)の表層部に形成され、平面形状が帯状をなすストライプ構造の第2導電型のチャネル形成領域(12)と、
前記チャネル形成領域(12)の表層部に形成された第1導電型のソース領域(13)と、
前記チャネル形成領域(12)の表層部に形成され、基板電位をとるための第2導電型のボディコンタクト領域(14)と、
前記半導体基板(4)での第1導電型の半導体領域(11)の表層部において前記チャネル形成領域(12)とは離間した位置に形成された第1導電型のドレイン領域(20)と、
前記第1導電型の半導体領域(11)の表面側において少なくとも前記チャネル形成領域(12)の一部領域に対しゲート絶縁膜(15)を介して配置されたゲート電極(16)と、
前記第1導電型の半導体領域(11)の表面側においてコンタクトホール(19)を通して、前記ソース領域(13)およびボディコンタクト領域(14)と接するように配置され、ソース電位と基板電位を共通でとるためのソース電極(18)と、
を備えた半導体装置であって、
ボディコンタクト領域(14)を、チャネル形成領域(12)内において当該チャネル形成領域(12)の延設方向に断続的に延設し、ソース電極(18)についてのソース領域(13)との接続を、ボディコンタクト領域(14)の延設方向における隣り合うボディコンタクト領域(14)間において行うようにしたことを特徴とする半導体装置。
A second conductivity type channel forming region (12) having a stripe structure formed in a surface layer portion of the first conductivity type semiconductor region (11) in the semiconductor substrate (4) and having a planar shape in a strip shape;
A first conductivity type source region (13) formed in a surface layer portion of the channel formation region (12);
A body contact region (14) of a second conductivity type formed on a surface layer portion of the channel formation region (12) for taking a substrate potential;
A first conductivity type drain region (20) formed at a position separated from the channel formation region (12) in a surface layer portion of the first conductivity type semiconductor region (11) in the semiconductor substrate (4);
A gate electrode (16) disposed via a gate insulating film (15) with respect to at least a partial region of the channel formation region (12) on the surface side of the first conductivity type semiconductor region (11);
The first conductive type semiconductor region (11) is disposed on the surface side so as to be in contact with the source region (13) and the body contact region (14) through a contact hole (19), and has a common source potential and substrate potential. A source electrode (18) for taking;
A semiconductor device comprising:
The body contact region (14) is intermittently extended in the channel forming region (12) in the extending direction of the channel forming region (12), and the source electrode (18) is connected to the source region (13). Is performed between adjacent body contact regions (14) in the extending direction of the body contact region (14).
前記チャネル形成領域(12)の延設方向に直交する方向における、ドレイン電極(21)を前記ドレイン領域(20)につなぐためのコンタクトホール(22)が通る線(L5)上に、前記ソース電極(18)を前記ソース領域(13)およびボディコンタクト領域(14)につなぐためのコンタクトホール(19)を配置したことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 On the line (L5) through which the contact hole (22) for connecting the drain electrode (21) to the drain region (20) passes in the direction perpendicular to the extending direction of the channel formation region (12), the source electrode 2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a contact hole (19) for connecting (18) to the source region (13) and the body contact region (14). 半導体基板(4)は、支持基板(1)の上に埋込絶縁膜(2)を介して半導体層(3)を形成することにより構成したSOI基板であり、前記半導体層(3)において前記埋込絶縁膜(2)に達する素子間分離用トレンチ(6)により囲って素子間分離された領域に、前記チャネル形成領域(12)、ソース領域(13)、ボディコンタクト領域(14)、ドレイン領域(20)、ゲート電極(16)、および、ソース電極(18)を形成してなることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。 The semiconductor substrate (4) is an SOI substrate configured by forming the semiconductor layer (3) on the support substrate (1) through the buried insulating film (2), and the semiconductor layer (3) The channel forming region (12), the source region (13), the body contact region (14), the drain are formed in a region surrounded by the element isolation trench (6) reaching the buried insulating film (2) and separated from each other. The semiconductor device according to claim 1, wherein a region (20), a gate electrode (16), and a source electrode (18) are formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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