特表 2022-548084 横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-16

(54)【発明の名称】横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/8234 20060101AFI20221109BHJP

   H01L 29/06 20060101ALI20221109BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

H01L27/06 102A

H01L29/06 301F

H01L29/78 301D

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022516316

(86)(22)【出願日】2020-08-20

(85)【翻訳文提出日】2022-03-14

(86)【国際出願番号】 CN2020110169

(87)【国際公開番号】W WO2021077881

(87)【国際公開日】2021-04-29

(31)【優先権主張番号】201911001601.3

(32)【優先日】2019-10-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502041886

【氏名又は名称】▲東▼南大学

【氏名又は名称原語表記】ＳＯＵＴＨＥＡＳＴ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２ Ｓｉｐａｉｌｏｕ，Ｘｕａｎｗｕ Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００９６ Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】512154998

【氏名又は名称】無錫華潤上華科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＳＭＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＦＡＢ２ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．８ Ｘｉｎｚｈｏｕ Ｒｏａｄ Ｗｕｘｉ Ｎｅｗ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１４０２８ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100196117

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 利恵

(72)【発明者】

【氏名】祝靖

(72)【発明者】

【氏名】朱桂▲ソウ▼

(72)【発明者】

【氏名】何乃龍

(72)【発明者】

【氏名】張森

(72)【発明者】

【氏名】李少紅

(72)【発明者】

【氏名】孫偉鋒

(72)【発明者】

【氏名】時龍興

【テーマコード（参考）】

5F048

5F140

【Ｆターム（参考）】

5F048AC01

5F048AC06

5F048AC07

5F048AC10

5F048BA01

5F048BA16

5F048BA17

5F048BA20

5F048BB05

5F048BC03

5F048BC07

5F048BG12

5F140AB06

5F140AB07

5F140AC21

5F140BA01

5F140BF04

5F140BH30

5F140BH47

5F140CB01

5F140CB04

(57)【要約】

本発明は横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスを提供し、デバイスは、第１導電型を有するドリフト領域３と、ドリフト領域３の上に設けられ、第２導電型を有する第１ボディ領域１０と、第１ボディ領域１０内に設けられた第１導電型領域１３と、第１導電型領域１３内に設けられ、第２導電型を有する第２ボディ領域１２と、第２ボディ領域１２内に設けられ、第１導電型を有するソース領域１１と、第１ボディ領域１０内に設けられ、第２導電型を有する接触領域９とを含み、第１導電型と第２導電型とが互いに反対の導電型である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電型を有するドリフト領域と、
前記ドリフト領域の上に設けられ、第２導電型を有する第１ボディ領域と、
前記第１ボディ領域内に設けられた第１導電型領域と、
前記第１導電型領域内に設けられ、第２導電型を有する第２ボディ領域と、
前記第２ボディ領域内に設けられ、第１導電型を有するソース領域と、
前記第１ボディ領域内に設けられ、第２導電型を有する接触領域とを含み、
前記第１導電型と前記第２導電型とが互いに反対の導電型である横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項2】

前記ドリフト領域の上に設けられたドレイン領域をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項3】

前記ドリフト領域の上に設けられた緩衝領域をさらに含み、
前記緩衝領域は、第１導電型を有し、前記ドリフト領域内に設けられることを特徴とする請求項２に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項4】

前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に設けられたゲートをさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項5】

前記ソース領域と前記ドレイン領域との間に設けられたフィールド酸化層を含み、
前記ゲートは、前記ソース領域の上から前記フィールド酸化層の上まで延在する多結晶シリコンゲートを含むことを特徴とする請求項４に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項6】

前記第１導電型はＮ型であり、前記第２導電型はＰ型であることを特徴とする請求項４に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項7】

デバイスが第１ＭＯＳＦＥＴと、第２ＭＯＳＦＥＴと、ボディダイオードと、寄生ＮＰＮ三極管とを有するものと等価であり、前記第１ＭＯＳＦＥＴ及び前記第２ＭＯＳＦＥＴのゲートは多結晶シリコンゲートを含み、前記第１ＭＯＳＦＥＴのソース及び前記第２ＭＯＳＦＥＴのドレインは前記第１導電型領域を含み、前記第１ＭＯＳＦＥＴのドレインは前記ドレイン領域を含み、前記第２ＭＯＳＦＥＴのソースは前記ソース領域を含み、前記ボディダイオードのカソードは前記ドリフト領域を含み、前記ボディダイオードのアノードは前記第１ボディ領域を含み、前記寄生ＮＰＮ三極管のベースは前記第１ボディ領域を含み、前記寄生ＮＰＮ三極管のコレクタは前記ドリフト領域を含み、前記寄生ＮＰＮ三極管のエミッタは前記第１導電型領域を含むことを特徴とする請求項６に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項8】

前記ドリフト領域及び前記緩衝領域のドーピング濃度は、前記ソース領域及び前記ドレイン領域のドーピング濃度より低いことを特徴とする請求項３に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項9】

第２導電型の基板と前記基板の上における埋め込み酸化物層をさらに含み、
前記ドリフト領域は前記埋め込み酸化物層の上に設けられることを特徴とする請求項１に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項10】

前記第１ボディ領域のドーピング濃度は前記接触領域のドーピング濃度より低いことを特徴とする請求項１に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項11】

前記第１導電型領域は隔離の役割を果たす隔離層であることを特徴とする請求項１に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項12】

前記接触領域と前記第１導電型領域とは前記第１ボディ領域に仕切られることを特徴とする請求項１に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項13】

ドレイン領域はドレイン領域のＮ型高濃度ドーピングＮ＋領域であることを特徴とする請求項１に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項14】

前記多結晶シリコンゲートは、前記ソース領域の上から順次前記第２ボディ領域の上、前記第１導電型領域の上、前記第１ボディ領域の上を通過して、前記フィールド酸化層の上まで延在することを特徴とする請求項５に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【請求項15】

前記ソース領域はソース領域のＮ型高濃度ドーピングＮ＋領域であり、前記接触領域はソース領域のＰ型高濃度ドーピングＰ＋領域であることを特徴とする請求項６に記載の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０１９年１０月２１日に中国専利局に出願された出願番号が２０１９１１００１６０１３であり、発明の名称が「横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイス」の中国専利出願の優先権を主張するものであり、引用によりその全体が本出願に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本発明は半導体製造分野に関し、特に横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスに関する。

【背景技術】

【0003】

ＬＤＭＯＳ（Ｌａｔｅｒａｌｌｙ Ｄｉｆｆｕｓｅｄ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、横方向拡散金属酸化物半導体）デバイスの内部にはボディダイオードがある。ボディダイオードがデバイスの還流期間で主導的役割を果たすが、ボディダイオードの逆回復期間において、ドリフト領域における正孔がＰ－ｂｏｄｙ、ソース領域Ｐ＋を介してソースに引き戻される。このとき、Ｐ－ｂｏｄｙ領域の抵抗が存在するため、Ｐ－ｂｏｄｙとソース領域Ｎ＋との間に一定の電圧降下が発生し、この電圧降下がＰ－ｂｏｄｙ及びソース領域Ｎ＋からなるＰＮ接合の順方向導通電圧降下より大きいとき、ソース領域Ｎ＋、Ｐ－ｂｏｄｙ及びＮ－ｄｒｉｆｔからなる寄生ＮＰＮが開放される。それによって電流が急激に増加し、逆回復が失効となる現象が発生する。図４に示すように、破線は逆回復が正常であることを示し、実線は逆回復が失効であることを示す。

【0004】

デバイスの逆回復が失効であれば、回路の応用において他のデバイスが損傷され、デバイス及び回路の安全性及び信頼性に大きな影響を与える恐れがある。

【発明の概要】

【0005】

これに基づき、逆回復が失効となる問題を解決することができる横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスを提供する必要がある。

【0006】

横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスは、第１導電型を有するドリフト領域と、前記ドリフト領域の上に設けられ、第２導電型を有する第１ボディ領域と、前記第１ボディ領域内に設けられた第１導電型領域と、前記第１導電型領域内に設けられ、第２導電型を有する第２ボディ領域と、前記第２ボディ領域内に設けられ、第１導電型を有するソース領域と、前記第１ボディ領域内に設けられ、第２導電型を有する接触領域とを含み、前記第１導電型と前記第２導電型とが互いに反対の導電型である。

【0007】

本出願の一つまたは複数の実施形態の詳細は、以下、図面及び記載で説明される。本出願の他の特徴、目的及び利点は、明細書、図面及び特許請求の範囲によって明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】例示的な横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの断面構造の模式図である。

【図2】図１に示すデバイスの等価回路図である。

【図3】一つの実施形態における横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの断面構造の模式図である。

【図4】ＬＤＭＯＳのボディダイオードの逆回復が正常であるとき及び逆回復が失効であるときの例示的な電流曲線である。

【図5】図３に示すデバイスの等価回路図である。

【図6】本出願及び従来の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの耐圧特性曲線図である。

【図7】本出願及び従来の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの導通能力特性曲線図である。

【図8】同じ還流電流値での逆回復電流（ＩＤＳ）の経時的変化を表す曲線である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

ここで開示されたこれらの本発明の実施形態および／または実例をより良く説明するために、一枚または複数枚の図面を参照してもよい。図面を説明するための詳細内容または実例は、開示された発明、現在説明している実施形態および／または実例、及び現在理解しているこれらの発明の最も好ましい態様のうちのいずれへの範囲の制限と見なされるべきではない。
本発明を容易に理解してもらうために、以下、関連図面を参照して本発明をより全面的に説明する。図面は本発明の好ましい実施形態を提示している。しかし、本発明は、他の多くの態様によって実現されることができ、本文に記載の実施形態に限定されるものではない。一方、これらの実施形態を提示する目的は、本発明の開示内容をより明確かつ完全にすることである。

【0010】

別に定義されていない限り、本文で使われているすべての技術及び科学用語は、当業者が通常理解している意味と同じである。本文において、本発明の明細書に使われている用語は、具体的な実施形態を説明するためのものだけであり、本発明を限定するためのものではない。本文で使われている用語「および／または」が一つまたは複数の関連の列挙された項目のいずれ及び全ての組み合わせを含む。

【0011】

理解すべき点として、素子または層が他の素子または層「の上に位置する」、「と隣接する」、「に接続される」または「に結合される」と記載される場合、それが直接他の素子または層の上にあり、他の素子または層と隣接し、他の素子または層に接続されまたは結合されてもよく、中間の素子または層が存在してもよい。それに対して、素子が他の素子または層「の上に直接位置する」、「と直接隣接する」、「に直接接続される」または「に直接結合される」と記載される場合、介在する素子または層が存在しない。理解すべき点として、用語の第１、第２、第３などを使って各種素子、部材、領域、層および／または部分を表記してもよいが、これらの素子、部材、領域、層および／または部分がこれらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は一つの素子、部材、領域、層または部分ともう一つの素子、部材、領域、層または部分とを区別するためのものにすぎない。従って、本発明の教示を逸脱しない上で、以下に記載の第１素子、第１部材、第１領域、第１層または第１部分は、第２素子、第２部材、第２領域、第２層または第２部分と表記されてもよい。

【0012】

空間関係の用語、例えば「…の下に位置する」、「…の下方に位置する」、「下方の…」、「…の下における」、「…の上における」、「上方の…」などは、ここでは説明をしやすくするために使われ、図に示す一つの素子または特徴と他の素子または特徴との関係を説明するものである。理解すべき点として、空間関係の用語には、図に示す配向以外、使用及び操作における異なる配向も含む意図がある。例えば、図面におけるデバイスを反転すれば、「他の素子の下方に位置する」、「その下における」、または「その下に位置する」と記載される素子または特徴は、他の素子または特徴の「上」に配向されることとなる。このため、例示的な用語「…の下方に位置する」や「…の下に位置する」などが上下の二つの配向を含むことができる。デバイスが別に配向されることができ（９０度回転または他の配向に）、使われる空間記載用語がこれに対応して解釈される。

【0013】

ここで使われる用語は、目的が具体的な実施形態を説明することのみにあり、本発明を制限するものではない。ここで使われるとき、単数形の「一」、「一つ」及び「前記／該」には、文脈によって明確に他の形式が示されない限り、複数形も含む意図がある。理解すべき点として、用語の「からなる」および／または「含む」は、該明細書で使われるとき、前述の特徴、整数、ステップ、操作、素子および／または部材の存在が確定されたが、一つまたはより多くの他の特徴、整数、ステップ、操作、素子、部材および／または組み合わせの存在または追加を排除するものではない。ここで使われるとき、用語「および／または」が関連の列挙された項目のいずれ及び全ての組み合わせを含む。

【0014】

ここで本発明の理想的な実施形態（及び中間構造）の模式図としての横断面図を参照して本発明の実施形態を説明する。そうすることで、例えば製造技術および／または許容差による示された形状からの変化を予期することができる。このため、本発明の実施形態が示された領域の特定形状に限定されるべきではなく、例えば製造による形状の偏差を含む。例えば、矩形と示される注入領域は、通常その縁に円または湾曲となった特徴および／または注入濃度勾配を有し、注入領域から非注入領域までの二元変化ではない。同様に、注入によって形成された埋蔵領域は、該埋蔵領域と注入が行われるときに通過した表面との間における領域の一部の注入を引き起こすことができる。このため、図に示す領域は、実質的に例示的なものであり、それらの形状がデバイスの領域の実際の形状を意図的に示すものではなく、且つ本発明の範囲を意図的に限定するものではない。

【0015】

本文で使われている半導体分野の用語は、当業者が一般的に使っている技術用語であり、例えばＰ型不純物及びＮ型不純物に対して、ドーピング濃度を区別するために、簡単に高濃度ドーピングのＰ型をＰ＋型とし、中濃度ドーピングのＰ型をＰ型とし、低濃度ドーピングのＰ型をＰ－型とし、高濃度ドーピングのＮ型をＮ＋型とし、中濃度ドーピングのＮ型をＮ型とし、低濃度ドーピングのＮ型をＮ－型とする。

【0016】

動作電流が大きいデバイスに対して、その導通抵抗に対する要求が高く、降伏電圧を保証するという条件の下でその抵抗を低減させる必要がある。導通抵抗を低減させる一般的な方法は、ドリフト領域のドーピング濃度を調整することであるが、ドーピング濃度の向上によって降伏電圧の低下が発生するため、さらに他の構造を用いて降伏電圧を保証する必要があり、例えばフィールドプレート、ＳＴＩ（シャロートレンチアイソレーション）技術などである。また、電流のドリフト領域における流通路を調整することができ、たとえドリフト領域の電流経路が短くなっても、ドリフト領域の長さを縮小させることなどで実現される。現在これらの方面からさらに多くの関連する新型構造が派生し、例えばＲＥＳＵＲＦ（表面電界緩和）技術、区分線形ドーピング技術などである。しかし、これらの構造は、導通抵抗を低減させることに伴い、降伏電圧の低下がもたらされ、他の措置を取ることで両者のいずれも設計目標に達することを保証する必要があり、これではデバイス全体構造への変更が大きい。

【0017】

図１は例示的な横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの断面構造の模式図であり、図２は図１の等価回路図である。例示的な横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスは、Ｐ型基板（Ｐ－ｓｕｂ）と、埋め込み酸化物層（ＢＯＸ）と、ドリフト領域（Ｎ－ｄｒｉｆｔ）と、ボディ領域（Ｐ－ｂｏｄｙ）と、緩衝領域（Ｎ－ｂｕｆｆｅｒ）と、ドレイン領域Ｎ＋と、ソース領域Ｎ＋と、ソース領域Ｐ＋と含む。図２を参照されたい。ＬＤＭＯＳのゲート、ソース、ドレインがそれぞれｇ、ｓ、ｄで表され、ボディ領域及びドリフト領域からなるボディダイオードＤがデバイスの還流期間で主導的役割を果たすが、ボディダイオードの逆回復期間において、ドリフト領域における正孔がＰ－ｂｏｄｙ、活性領域Ｐ＋を介してソースに引き戻されるとき、ボディ領域の抵抗Ｒｓが存在する。このため、ボディ領域とソース領域Ｎ＋との間に一定の電圧降下が発生し、該電圧降下がボディ領域及びソース領域Ｎ＋からなるＰＮ接合の順方向導通電圧降下より大きいとき、ソース領域Ｎ＋、ボディ領域及びドリフト領域からなる寄生ＮＰＮが開放される。これにより、図４に示すように、電流が急激に増加し、逆回復が失効となる現象が発生する。一つの例示的な解決案はトレンチアイソレーション技術を採用することであるが、このようにするとデバイスのサイズが大きくなり、プロセスのコストが高く、且つプロセスが複雑であり、条件によって制限されて実現困難の場合がある。

【0018】

図３は一つの実施形態における横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの断面構造の模式図であり、ドリフト領域３と、第１ボディ領域１０と、第１導電型領域１３と、第２ボディ領域１２と、ソース領域１１と、接触領域９とが含まれる。ドリフト領域３が第１導電型を有する。第１導電型領域１３が第１ボディ領域１０内に設けられる。第２ボディ領域１２が第１導電型領域１３内に設けられ、第２導電型領域を有する。ソース領域１１が第２ボディ領域１２内に設けられ、第１導電型を有する。接触領域９が第１ボディ領域１０内に設けられ、第２導電型を有する。

【0019】

図３に示す実施形態において、第１導電型はＮ型であり、第２導電型はＰ型である。具体的には、ドリフト領域３がＮ型ドリフト領域Ｎ－ｄｒｉｆｔであり、第１ボディ領域１０及び第２ボディ領域１２がいずれもＰ型ボディ領域であり、第１導電型領域１３が本出願において隔離の役割を果たすことができるＮ型隔離層であり、ソース領域１１がソース領域のＮ型高濃度ドーピングＮ＋領域であり、接触領域９がソース領域のＰ型高濃度ドーピングＰ＋領域である。もう一つの実施形態において、第１導電型がＰ型であり、第２導電型がＮ型であってもよい。

【0020】

上記横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスは、第２ボディ領域１２及び第１導電型領域１３によってソース領域１１を第１ボディ領域１０から隔離する。このようにすると、ＬＤＭＯＳのボディダイオードの逆回復期間において、たとえドリフト領域３における正孔が第１ボディ領域１０、接触領域９を介してソースに引き戻される場合であっても、第１ボディ領域１０とソース領域１１との間に一定の電圧降下が発生し、電子がソース領域１１を介して第１ボディ領域１０に注入されることもできない。一方、正孔が接触領域９によってソースに引き戻されることができ、ソース領域１１、第１ボディ領域１０及びドリフト領域３からなる寄生ＮＰＮが開放されず、ＬＤＭＯＳのボディダイオードが逆回復期間において、寄生ＮＰＮの開放による逆回復失効の問題が解決される。

【0021】

図３に示す実施形態において、横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスはさらにドリフト領域３の上に設けられたドレイン領域５を含む。具体的には、ドレイン領域５はドレイン領域のＮ型高濃度ドーピングＮ＋領域である。

【0022】

図３に示す実施形態において、横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスはさらにドリフト領域３の上に設けられた緩衝領域４を含み、緩衝領域４はドリフト領域３内に設けられ、緩衝領域４は第１導電型を有する。

【0023】

図３に示す実施形態において、横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスはさらに第２導電型の基板１と基板の上にある埋め込み酸化物層２とを含み、ドリフト領域３が埋め込み酸化物層２の上に設けられる。具体的には、基板１はＰ－ｓｕｂである。

【0024】

一つの実施形態において、横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスはさらにソース領域１１とドレイン領域５との間に設けられたゲートを含む。図３に示す実施形態において、横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスはさらにソース領域１１とドレイン領域５との間に設けられたフィールド酸化層７を含み、ゲートはソース領域１１の上からフィールド酸化層７の上まで延在する多結晶シリコンゲート８を含む。多結晶シリコンゲート８はソース領域１１の上から順次第２ボディ領域１２の上、第１導電型領域１３の上、第１ボディ領域１０の上を通過してフィールド酸化層７の上まで延在する。図３に示す実施形態において、接触領域９と第１導電型領域１３とが第１ボディ領域１０に仕切られる。

【0025】

一つの実施形態において、ドリフト領域３及び緩衝領域４のドーピング濃度はソース領域１１及びドレイン領域５のドーピング濃度より低い。

【0026】

一つの実施形態において、第１ボディ領域１０のドーピング濃度は接触領域９のドーピング濃度より低い。

【0027】

図５を参照し、該実施形態において、横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスは、第１ＭＯＳＦＥＴと、第２ＭＯＳＦＥＴと、ボディダイオードＤと、寄生ＮＰＮ三極管を有するものと等価である。図３を共に参照されたい。多結晶シリコンゲート８は第１ＭＯＳＦＥＴ及び第２ＭＯＳＦＥＴのゲートｇとされ、第１導電型領域１３は第１ＭＯＳＦＥＴのソースｓ１、第２ＭＯＳＦＥＴのドレインｄ２及び寄生ＮＰＮ三極管のエミッタとされ、ドレイン領域５は第１ＭＯＳＦＥＴのドレインｄ１とされ、ソース領域１１は第２ＭＯＳＦＥＴのソースｓ２とされ、ドリフト領域３はボディダイオードＤのカソード及び寄生ＮＰＮ三極管のコレクタとされ、第１ボディ領域１０はダイオードＤのアノード及び寄生ＮＰＮ三極管のベースとされる。第１ボディ領域１０はさらにボディ領域抵抗Ｒｓを等価的に有する。デバイスのゲートが高電位に接続され、ドレインが高電位に接続され、ソースが低電位に接続されるとき、多結晶シリコンゲート８の下における第１ボディ領域１０及び第２ボディ領域１２では正常に反転によって電子チャンネルを形成することができ、ＬＤＭＯＳは順方向導通を実現することができる。ゲートが低電位に接続され、ドレインが高電位に接続され、ソースが低電位に接続されるとき、チャンネルが閉鎖され、デバイスの内部は第１ボディ領域１０及びドリフト領域３からなるボディダイオードＤによって耐圧を行う。ゲート及びソースが高電位にショートし、ドレインが低電位に接続されるとき、デバイス内部は第１ボディ領域１０及びドリフト領域３からなるボディダイオードＤによって導通され、デバイスが還流を行うことができる。以上により、上記横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの作動状態及び作動条件は、従来のＬＤＭＯＳと完全に一致している。

【0028】

図６は本出願及び従来の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの耐圧特性曲線図であり、横座標及び縦座標はそれぞれチャンネル閉鎖のドレイン及びソースの両端の電圧ＶＤＳ及び流れた電流ＩＤＳである。図７は本出願及び従来の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスの導通能力特性曲線図であり、横座標及び縦座標はそれぞれチャンネル開放のドレイン及びソースの両端の電圧ＶＤＳ及び流れた電流ＩＤＳである。本出願の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスは、ボディダイオードの逆回復が失効となる問題を解決したという前提の下で、導通能力及び耐圧特性が殆ど犠牲になっていないことが分かる。トレンチアイソレーション構造を設置することによってボディダイオードの逆回復が失効となる問題を解決するという方案と比べれば、本出願は該トレンチアイソレーション構造を設置する必要がなく、プロセスが簡単であり、プロセス互換性が強く、且つデバイスのサイズが縮小された。図８は同じ還流電流値での逆回復電流（ＩＤＳ）の経時的変化を表す曲線であり、ｄｉ／ｄｔ＝１０５Ａ／μｓの曲線は従来の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスに対応するものであり、従来の構造がｄｉ／ｄｔ＝１０５Ａ／μｓの場合で逆回復の失効が発生したことが分かる。他の三本の曲線は本出願の横方向二重拡散金属酸化物半導体デバイスに対応するものであり、ｄｉ／ｄｔ＝５３６Ａ／μｓでも相変わらず逆回復の失効が発生しておらず、ＬＤＭＯＳボディダイオードの逆回復のロバスト性が大幅に向上することができることが分かる。

【0029】

以上述べた実施形態はただ本発明のいくつかの実施形態を説明し、その説明は詳しくかつ具体的であるが、特許発明の保護範囲を限定するものと解釈されるべきではない。説明すべきなのは、当業者であれば、本発明の発想を逸脱しないという前提の下で、若干の変形及び改善を行うことができ、これらも本発明の保護範囲に属する。従って、本特許発明の保護範囲は特許請求の範囲に準ずるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】