JP2003174160A - 横型高耐圧mosfet及びこれを備えた半導体装置 - Google Patents

横型高耐圧mosfet及びこれを備えた半導体装置

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JP2003174160A JP2001369980A JP2001369980A JP2003174160A JP 2003174160 A JP2003174160 A JP 2003174160A JP 2001369980 A JP2001369980 A JP 2001369980A JP 2001369980 A JP2001369980 A JP 2001369980A JP 2003174160 A JP2003174160 A JP 2003174160A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 横型高耐圧MOSFETの耐圧を確保しつつ
オン抵抗の低減を図り、横型高耐圧pMOSFETの面
積を縮小する。 【解決手段】 第1導電型の横型高耐圧MOSFET10
0のゲート酸化膜107の膜厚を、ソース・ドレイン間の最
大動作電圧に対する電界値が4MV/cm以下となる厚
さに形成し、前記ドレイン拡散層114をその不純物総量
が2×1012/cm2以上となるよう形成する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、横型MOSFE
Tに関し、特に数10V以上のソース・ドレイン間耐圧
を有する横型高耐圧MOSFET、または横型高耐圧M
OSFETを含む半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は第1の従来例であるp型の横型高
耐圧MOSFET600の断面図である。横型高耐圧MO
SFET600は、n型半導体基板601の所望領域に該半導
体基板601の表面より拡散形成された深さ約1μmのp
型のドレイン拡散層614と、該ドレイン拡散層614の外周
を取り囲むように同じく基板表面側より拡散形成された
nウエル層605とを有している。nウエル層605内には、
前記ドレイン拡散層614との境界から所定距離離れた領
域に基板表面側からp型ソース層609が形成され、ドレ
イン拡散層614内には、前記nウエル層605との境界から
略等距離となる中央領域に基板表面側からp型のドレイ
ンコンタクト層610が形成されている。
【0003】また、nウエル層605の表面のうち、ソー
ス層609の端部からドレイン拡散層614の一部にわたって
ゲート酸化膜607が形成され、ドレイン拡散層614の表面
のうち、ドレインコンタクト層610およびゲート酸化膜6
07が形成されていない領域にフィールド酸化膜606が形
成されている。ゲート酸化膜607上からフィールド酸化
膜606の一部に張り出すようにゲート電極608が形成さ
れ、ソース層609上とドレインコンタクト層610上にはそ
れぞれソース電極612とドレイン電極613が形成されてい
る。611は、nウエル層605へのn +コンタクト層であ
る。
【0004】図10は、横型高耐圧MOSFET600が
オフの状態において、ソース電極612およびゲート608に
100V、ドレイン電極613に0Vを印加した逆バイア
ス状態の等電位線(20V間隔)を示す図である。空乏
層はp型のドレイン拡散層614とn型半導体基板601およ
びnウエル層605とのpn接合から両側に広がり、図1
0においては、0Vと100Vの等電位線が空乏層の端
部にほぼ等しい。
【0005】このような横型高耐圧MOSFETにおけ
る最適化とは、素子の耐圧が最大となる構造を見出すこ
とであり、RESURF(Reduced Surface Field)構
造を用いて最適化することが、「High Voltage Thin La
yer Device」(IEDM Proceedings 1979 第238頁乃至第2
41頁)により知られている。図9に示す第1従来例で
は、n型の半導体基板601にドレイン拡散層614を形成し
ており、このドレイン拡散層614がドリフト領域に相当
する。したがって、n型半導体基板601内のn型不純物
電荷をキャンセルするよう、ドレイン拡散層614のp型
の不純物総量を、前記文献で最適とされる約1×1012
/cm2に設定している。ここで前記不純物総量は、拡
散層の濃度(cm-3)のプロファイルを拡散の深さで積
分すれば求められる。このため、逆バイアス時の空乏層
は主にドレイン拡散層614に伸びることになる。また、
ゲート電極608がフィールド酸化膜に張り出すように形
成されていることから、フィールドプレート効果が得ら
れ、空乏層はドレイン拡散層614内に伸びやすくなり、
表面付近の電界が緩和される構造となっている。
【0006】図9に示す第1従来例の横型高耐圧MOS
FET600の耐圧は約110Vであるが、耐圧を確保す
るためドレイン拡散層614のnウエル層605方向への張り
出し(図9のaで示す距離)は6μm程度、ソース層60
9の端部からドレイン拡散層614までの距離で規定される
チャネル長(図9のbで示す距離)は3μm程度にそれ
ぞれ設定されている。
【0007】図11は、第2の従来例であるp型の横型
高耐圧MOSFET700の断面図である。横型高耐圧M
OSFET700は、p型半導体基板701の所望領域に該半
導体基板701の表面より10μm程度に深く拡散形成さ
れたnウエル層705と、該nウエル層705内の表面側より
拡散形成された深さ約1μmのp型のドレイン拡散層71
4とを有している。nウエル層705内には、前記ドレイン
拡散層714から所定距離離れた領域に基板表面側からp
型ソース層709が形成され、ドレイン拡散層714内には、
前記nウエル層705との境界から略等距離となる中央領
域に基板表面側からp型のドレインコンタクト層710が
形成されている。
【0008】また、nウエル層705の表面のうち、ソー
ス層709の端部からドレイン拡散層714の一部にわたって
ゲート酸化膜707が形成され、ドレイン拡散層714の表面
のうち、ドレインコンタクト層710およびゲート酸化膜7
07が形成されていない領域にフィールド酸化膜706が形
成されている。ゲート酸化膜707上からフィールド酸化
膜706の一部に張り出すようにゲート電極708が形成さ
れ、ソース層709上とドレインコンタクト層710上にはそ
れぞれソース電極712とドレイン電極713が形成されてい
る。711は、nウエル層705へのn +コンタクト層であ
る。
【0009】図12は、横型高耐圧MOSFET700が
オフの状態において、ソース電極712およびゲート708に
100V、ドレイン電極713に0Vを印加した逆バイア
ス状態の等電位線(20V間隔)を示す図である。空乏
層はp型ドレイン拡散層714とnウエル層705とのpn接
合から両側に広がり、図12においては、0Vと100
Vの等電位線が空乏層の端部にほぼ等しい。さらに、p
型半導体基板701を0Vにしている場合は、図12に示
すように、p型半導体基板701とnウエル705との間も逆
バイアスになり、このpn接合にも空乏層が伸びる。
【0010】図11に示す第2従来例では、nウエル層
705内にドレイン拡散層714を形成しており、このドレイ
ン拡散層714がドリフト領域に相当する。したがって、
nウエル705内のn型不純物電荷をキャンセルするよ
う、ドレイン拡散層714のp型の不純物総量を前記文献
で最適とされる約1×1012/cm2に設定している。
このため、逆バイアス時の空乏層は主にドレイン拡散層
714に伸びることになる。
【0011】また、ゲート電極708がフィールド酸化膜
に張り出すように形成されていることから、フィールド
プレート効果が得られ、空乏層はドレイン拡散層714内
に伸びやすくなり、表面付近の電界が緩和される構造と
なっている。図11に示す第2従来例の横型高耐圧MO
SFET700の耐圧は約110Vであるが、耐圧を確保
するためドレイン拡散層714のnウエル層705方向への張
り出し(図11のaで示す距離)は6μm程度、ソース
層709の端部からドレイン拡散層714までの距離で規定さ
れるチャネル長(図11のbで示す距離)は3μm程度
にそれぞれ設定されている。
【0012】次に、上記のような横型高耐圧MOSFE
Tを半導体集積回路(IC)に適用した具体的な例につ
いて説明する。具体的な例として、プラズマディスプレ
イパネル(以下、PDPという)を駆動するドライバI
Cがある。PDPは、パネルが平坦であること、大画面
化に向いていること、高品位な画像を表示できることな
どから、CRTに替わる表示デバイスとして注目され、
近年市場規模が拡大している。PDPはアドレス側の電
極とスキャン側の電極を対向させ、両電極間に数10V
以上の高電圧を印加して充放電させ発光させるディスプ
レイである。アドレス側の電極とスキャン側の電極はそ
れぞれ数百本以上の電極で構成されていて、これら電極
の駆動にはドライバICが用いられる。ドライバICが
備える出力回路は、数十回路以上であるため、前記電極
の駆動には多数のドライバICが用いられる。
【0013】例えば、アドレス側の電極を駆動するドラ
イバICには、ソース・ドレイン間の耐圧が100V以
上、±30mAのプッシュプル出力、出力数128ビッ
トなどが求められる。プッシュプル回路には、低電位側
に高耐圧nMOSFET、高電位側にpMOSFETを
用いる。30mA出力の高耐圧nMOSFETと同出力
の高耐圧pMOSFETのデバイス面積を比較すると、
高耐圧pMOSFETの面積が高耐圧nMOSFETの
面積の2〜3倍となる。これは、電子をキャリアとする
高耐圧nMOSFETに対し、高耐圧pMOSFETは
ホール(正孔)をキャリアとするため、キャリアの移動
度の差がデバイスの面積に反映されるからである。
【0014】ドライバICに適用可能な高耐圧pMOS
FETの例として、特許第3198959号がある。これは埋
め込み層を有するエピタキシャルウエハを用いて素子分
離を行うものであり、その構成を図13に示す。図13
は、第3の従来例であるp型の横型高耐圧MOSFET
800の断面図である。横型高耐圧MOSFET800は、p
型半導体基板801の所望領域にn型の埋め込み層802を形
成し、該n型埋め込み層802上に形成したエピタキシャ
ル層(図示せず)の表面側から拡散形成されたnウエル
層805と、nウエル層805の外周を取り囲み、n埋め込み
層802に到達する深さに拡散形成されたn+ウォール層80
3と、nウエル層805内の表面側より拡散形成された深さ
約1μmのp型のドレイン拡散層814とを有する。nウ
エル層805内には、前記ドレイン拡散層814との境界から
所定距離離れた領域に基板表面側からp型ソース層809
が形成され、ドレイン拡散層814内には、前記nウエル
層805との境界から略等距離となる中央領域に基板表面
側からp型のドレインコンタクト層810が形成されてい
る。n+ウォール層803の外側には横型高耐圧MOSFE
T800を基板から電気的に分離するためのpウエル層804
が形成されている。
【0015】また、nウエル層805の表面のうち、ソー
ス層809の端部からドレイン拡散層814の一部にわたって
ゲート酸化膜807が形成され、ドレイン拡散層814の表面
のうち、ドレインコンタクト層810およびゲート酸化膜8
07が形成されていない領域にフィールド酸化膜806が形
成されている。ゲート酸化膜807上からフィールド酸化
膜806の一部に張り出すようにゲート電極808が形成さ
れ、ソース層809上とドレインコンタクト層810上にはそ
れぞれソース電極812とドレイン電極813が形成されてい
る。
【0016】上記のように、n埋め込み層802とn+ウォ
ール層803を備えることにより、素子領域から基板801に
漏れる電流を低減することができる。811は、nウエル
層805へのn+コンタクト層である。図14は、横型高耐
圧MOSFET800がオフの状態において、ソース電極8
12およびゲート808に100V、ドレイン電極813に0V
を印加した逆バイアス状態の等電位線(20V間隔)を
示す図である。空乏層はp型ドレイン拡散層814とnウ
エル層805とのpn接合から両側に広がり、図14にお
いては、0Vと100Vの等電位線が空乏層の端部にほ
ぼ等しい。さらに、p型半導体基板801を0Vにしてい
る場合は、図14に示すように、p型半導体基板801と
n埋め込み層802との間も逆バイアスになり、このpn
接合からも空乏層が伸びる。
【0017】図13に示す第3従来例では、nウエル80
5にドレイン拡散層814を形成しており、このドレイン拡
散層814がドリフト領域に相当する。したがって、nウ
エル805内のn型不純物電荷をキャンセルするよう、ド
レイン拡散層814のp型の不純物総量を前記文献で最適
とされる約1×1012/cm2に設定している。このた
め、逆バイアス時の空乏層は主にドレイン拡散層814に
伸びることになる。
【0018】また、ゲート電極808がフィールド酸化膜
に張り出すように形成されていることから、フィールド
プレート効果が得られ、空乏層はドレイン拡散層814内
に伸びやすくなり、表面付近の電界が緩和される構造と
なっている。図13に示す第3従来例の横型高耐圧MO
SFET800の耐圧は約110Vであるが、耐圧を確保
するためドレイン拡散層814のnウエル層805方向への張
り出し(図13のaで示す距離)は6μm程度、ソース
層809の端部からドレイン拡散層814までの距離で規定さ
れるチャネル長(図13のbで示す距離)は3μm程度
にそれぞれ設定されている。
【0019】これまで述べたように、上記の第1〜第3
従来例において、空乏層が主にドリフト領域であるドレ
イン拡散層(614,714,814)に伸びるRESURF構造
である。これらRESURF構造を用いた横型高耐圧p
MOSFETの他の特徴は、ゲート酸化膜中の電界強度
を抑制できることである。前述の如く、ソース電極(61
2,712,812)およびゲート(608,708,808)に100V、
ドレイン電極(613,713,813)に0Vを印加した逆バイ
アス状態(オフ状態)において、逆バイアスの電圧を主
に負担するのはドレイン拡散層(614,714,814)と厚さ
800nm程度のフィールド酸化膜(606,706,806)で
ある。これは、図10,図12,図14に示した等電位
線からも明らかである。
【0020】一方、nウエル層(605,705,805)とゲー
ト酸化膜(607,707,807)とで負担する逆バイアス電圧
は、逆バイアス電圧100Vのうち10V以下である。
このため、例えばゲート酸化膜(607,707,807)の厚さ
を25nmとしたとき、該ゲート酸化膜(607,707,80
7)での電界強度は、前記10Vに対して4MV/cm
以下となり、ゲート酸化膜の信頼性が確保される。
【0021】つまり、上述のRESURF構造は、ソー
ス・ドレイン間耐圧を最大にしオフ状態での逆バイアス
電圧をゲート酸化膜に負担させない構造である。ゲート
酸化膜に負担がかからない構造であるため、比較的薄い
ゲート酸化膜を用いる。前述した従来例の如く、ドレイ
ン拡散層・フィールド酸化膜でソース・ドレイン間電圧
の大半を負担する構成(RESURF構造)が抱える課
題について次項で説明する。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】これまで述べたよう
に、第1〜第3従来例では、RESURF構造を採用し
て素子の耐圧が最大となる構造への最適化を行ってき
た。このため、ドリフト領域となるドレイン拡散層(61
4,714,814)の不純物総量を約1×1012/cm2程度に
設定し、ドレイン拡散層(614,714,814)のnウエル層
(605,705,805)方向への張り出しを6μm程度に設定
した。
【0023】このようなRESURF構造は素子の耐圧
を向上させるために有効な手法であるが、一方でオン抵
抗が高いという課題がある。第1の原因として、ドレイ
ン拡散層の不純物総量が低いことである。即ち、ドレイ
ン拡散層の不純物総量が1×1012/cm2程度では、
ドレイン拡散層の抵抗が増大する。RESURF構造の
横型高耐圧MOSFETのオン抵抗成分のうち大きな割
合を占めるのがドレイン抵抗であり、約90%を占め
る。チャネル抵抗は10%程度である。このドレイン抵
抗は、ドレイン拡散層の抵抗であり、上記の従来例にお
けるドレイン拡散層のシート抵抗は約12kΩ/□であ
る。
【0024】第2の原因として、ドレイン拡散層の張り
出し長が長いことである。即ち、ソース・ドレイン間の
耐圧を確保するために、上記の例では6μm程度に設定
されていた。この長さが長いほどオン抵抗は増大する。
オン抵抗を低減するためには、ドレイン拡散層の不純物
濃度を高くすればよいが、不純物濃度が濃くなると、ド
レイン拡散層が空乏化しにくくなるという問題がある。
また、ドレイン拡散層は拡散深さが約1μmと浅く形成
されているため、不純物濃度が濃くなるとシリンドリカ
ル部の電界が高くなり、ソース・ドレイン間の耐圧が低
下するという問題もある。
【0025】したがって、ドレイン拡散層の不純物濃度
を単純に濃くすることはできず、ドレイン拡散層の不純
物濃度は低くせざるを得ず、オン抵抗が高くなるという
課題がある。この発明の目的は、横型高耐圧MOSFE
Tの耐圧を確保しつつオン抵抗の低減を図り、特に、横
型高耐圧pMOSFETの面積を縮小することであり、
素子面積の縮小により、PDPドライバICなどの半導
体装置を低コストで提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、従来のMOSFETの如く、ドレイン領域の張り
出しを大きくし、ドレイン拡散層の不純物濃度を下げる
のではなく、ドレイン拡散層のソース側への張り出しを
短くし、オフ時のソース・ドレイン間の電圧をゲート酸
化膜に分担させることに着目し、以下の構成を見出し
た。
【0027】即ち、第1導電型の横型高耐圧MOSFE
Tにおいて、ボディー拡散層表面のうちソース拡散層の
端部からドレイン拡散層の一部にわたって形成されたゲ
ート酸化膜(シリコン酸化膜)と、前記ドレイン拡散層
表面のうちドレインコンタクト拡散層及び前記ゲート酸
化膜が形成されていない領域に形成されたフィールド酸
化膜と、前記ゲート酸化膜上から前記フィールド酸化膜
の一部にわたって形成されたゲート電極とを備え、前記
ゲート酸化膜厚が、ソース・ドレイン間の絶対最大定格
電圧(最大動作電圧)に対する電界値が4MV/cm以
下となる厚さであり、前記ドレイン拡散層の不純物総量
が2×1012/cm2以上であるとよい。
【0028】ドレイン拡散層の不純物総量が多くなると
ドレイン拡散層は空乏化しにくくなり、空乏層はボディ
ー拡散層(nウエル層)側に伸びるようになる。なお、
ドレイン拡散層の表面不純物濃度が前記従来例と同程度
(例えば、2×1016/cm3程度)としても、ドレイ
ン拡散層を深く拡散して不純物総量を増やし、RESU
RF構造の最適条件(1×1012cm2)を上回る不純
物総量とすることができる。ここで、ドレイン拡散層の
不純物総量は、2×1012/cm 2以上とすればよい。
また、ドレイン拡散層の深さは、埋め込み層に到達する
深さとすればよい。
【0029】不純物総量を多くするためには、ドレイン
拡散層のイオン注入量を増やし、高温長時間拡散すれば
よい。ただし、基板表面における不純物濃度が必要以上
に高いと、ドレイン拡散層のソース側の表面近傍におけ
る電界が高くなり耐圧の低下を招く。上述のように、ド
レイン拡散層の表面不純物濃度を従来例と同程度として
も、ドレイン拡散層を深く拡散すれば、ドレイン拡散層
内の不純物総量を多くすることができるが、さらに、上
述の耐圧低下を起こさない範囲で表面不純物濃度を前記
従来例より高めれば、ドレイン拡散層内の不純物総量を
さらに増加させることもできる。
【0030】ドレイン拡散層の不純物総量が増加するこ
とによりドレインのオン抵抗は低減される。上記の本発
明の構成を採用することにより、ドレイン拡散層は空乏
化しにくく、空乏層は主にボディー拡散層側に伸びる。
よってドレイン拡散層のソース側への張り出しを短くす
ることができる。
【0031】ここで、フィールド酸化膜上にゲート電極
が長く張り出すことで、フィールドプレート効果により
空乏層がドレインコンタクト方向に伸びやすくなる。つ
まり、ドレイン拡散層のソース側への張り出しを短くす
ると、上記フィールドプレート効果により空乏層端がド
レインコンタクト層に近くなる。空乏層がドレインコン
タクト層まで達すると、その部分での電界が上昇し耐圧
低下を招く。
【0032】ドレイン拡散層の低抵抗化のためにはドレ
イン拡散層のソース側への張り出しを短くすればよい
が、単に張り出し距離を短くすると上記の理由で耐圧が
低下する。そこで、ドレイン拡散層のソース側への張り
出しを短くするとともに、フィールド酸化膜上へのゲー
ト電極の張り出しを短くするのが好適である。ゲート電
極の張り出しが短いとフィールドプレート効果が抑制さ
れるためである。例えば、前記ゲート電極の前記フィー
ルド絶縁膜上の長さが、2μm以下とすれば好適であ
る。
【0033】かかる構成により、ドレイン拡散層のソー
ス側への張り出しを短くすることができ、ドレイン拡散
層内が低抵抗となる。また、デバイスピッチの縮小にも
有効である。また、空乏層の伸びかたを比較すると、ソ
ース・ドレイン間に逆バイアスを印加した際、半導体層
最表面側での空乏層幅は、第1導電型ドレイン拡散層側
に伸びる空乏層の幅をW1、第2導電型ボディー拡散層
側に伸びる空乏層の幅をW2としてW1<W2である。
【0034】かかる構成においては、ソース・ドレイン
間電圧のかなりの部分(例えば8割程度)をゲート酸化
膜で負担することになるが、ゲート酸化膜は、ソース・
ドレイン間の絶対最大定格電圧に対する電界値が4MV
/cm以下となる厚さに形成されているため破壊される
ことはなく、信頼性が確保される。上述の如く、ゲート
酸化膜の膜厚を厚くすると、しきい値電圧が上昇し、相
互コンダクタンス(Gm)が低下するが、例えば、PD
PドライバICに適用した場合などのように、p型の横
型高耐圧MOSFETのゲート駆動電圧がドレイン電圧
と同等に高い場合には十分な駆動能力がある。
【0035】ここで、絶対最大定格電圧が高く、ゲート
酸化膜の膜厚が厚い場合は、ゲート酸化膜の膜厚とフィ
ールド酸化膜の膜厚とを同程度としてもよい。なお、ゲ
ート絶縁膜にシリコン酸化膜以外の絶縁膜(例えば窒化
膜や他の酸化膜など)を適用した場合は、ソース・ドレ
イン間の絶対最大定格電圧が当該絶縁膜に印加された場
合に、該絶縁膜が破壊されない電界値以下となるよう、
その絶縁膜の材質に応じて膜厚を決定することにより、
上記の構成が適用可能である。
【0036】また、p型の横型高耐圧MOSFETのp
型のドレイン拡散層と同時に形成される拡散層(p型)
をn型の横型高耐圧MOSFETのボディー拡散層に用
い、同様に、p型の横型高耐圧MOSFETのn型のボ
ディー拡散層と同時に形成される拡散層(n型)をn型
の横型高耐圧MOSFETのドレイン拡散層に用いれば
よい。
【0037】さらに、上記のp型の拡散層,n型の拡散
層とそれぞれ同時に形成される拡散層を素子形成領域
(ウエル)とし、当該素子形成領域内に低耐圧のMOS
FETを形成するとよい。ここで、同時に形成する拡散
層とは、同一の工程で形成されるものをいう。例えば、
p型の横型高耐圧MOSFETのドレイン拡散層を形成
するためのイオン注入工程において、n型の横型高耐圧
MOSFETのボディー拡散層形成領域,低耐圧MOS
FET形成領域(ウエル)にも同時にイオン注入を行
い、続いて拡散工程を行えば、複数種類の素子のための
拡散層を同時に形成することができる。
【0038】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図1は、第1の実施の
形態であるp型の横型高耐圧MOSFET100の断面図
である。横型高耐圧MOSFET100は、n型半導体基
板101の所望領域に該半導体基板101の表面より拡散形成
されたp型のドレイン拡散層114と、該ドレイン拡散層1
14の外周(側面)を取り囲むように同じく基板表面側よ
り拡散形成されたnウエル層105とを有している。
【0039】ドレイン拡散層114は、底面がn型半導体
基板101に接し、その側面は底面とのコーナー部を除い
てnウエル層105と接している。nウエル層105とドレイ
ン拡散層114は、nウエル層105の形成領域とドレイン拡
散層114の形成領域に選択的にそれぞれ所望のドーズ量
で不純物を注入した後、同時に拡散することにより形成
される。
【0040】nウエル層105内には、前記ドレイン拡散
層114との境界から所定距離離れた領域に基板表面側か
らp型ソース層109が形成され、ドレイン拡散層114内に
は、前記nウエル層105との境界から略等距離となる中
央領域に基板表面側からp型のドレインコンタクト層11
0が形成されている。また、nウエル層105の表面のう
ち、ソース層109の端部からドレイン拡散層114の一部に
わたってゲート酸化膜107が形成されている。さらに、
ドレイン拡散層114の表面のうち、ドレインコンタクト
層110およびゲート酸化膜107が形成されていない領域に
フィールド酸化膜106が形成されている。
【0041】ゲート酸化膜107上からフィールド酸化膜1
06の一部に張り出すようにゲート電極108が形成され、
ソース層109上とドレインコンタクト層110上にはそれぞ
れソース電極112とドレイン電極113が形成されている。
ここで、ソース層109とドレイン拡散層114との距離は、
ドレイン拡散層114のドレインコンタクト層110からソー
ス層109方向への張り出し長さより長く形成されてい
る。また、ゲート酸化膜107の膜厚は、ソース・ドレイ
ン間の絶対最大定格電圧に対する電界値で4MV/cm
以下となるような厚さに形成されている。111は、nウ
エル層105へのn+コンタクト層である。
【0042】第1の実施の形態における具体的な例とし
て、ゲート酸化膜の膜厚は250nm、フィールド酸化膜1
06の膜厚は800nmである。特に、ソース・ドレイン間
に形成されるフィールド酸化膜106の幅は2μmであ
る。また、nウエル層105は約5μmの深さに拡散さ
れ、ドレイン拡散層114は約6μmの深さに拡散され
る。ドレイン拡散層114のシート抵抗は4kΩ/□であ
って、p型の不純物総量は3.0×1012/cm2であ
る。ソース層109とドレイン拡散層114との距離(チャネ
ル長)は約5μm、ゲート電極108のフィールド酸化膜1
06への張り出しは1μm程度である。この横型高耐圧M
OSFET100の耐圧は110V程度、絶対最大定格電圧は
80Vである。
【0043】図2は、横型高耐圧MOSFET100がオ
フの状態において、ソース電極112およびゲート108に0
V、ドレイン電極113に100Vを印加した状態の等電位線
(20V間隔)を示す図である。空乏層はp型ドレイン
拡散層114とn型半導体基板101およびnウエル層105と
のpn接合から両側に広がり、図2においては、0Vと
100Vの等電位線が空乏層の端部にほぼ等しい。
【0044】シリコン表面付近において、上記pn接合
から伸びる空乏層の広がりは、nウエル層105内に伸び
る空乏層幅(図2のaで示す距離)がドレイン拡散層11
4内に伸びる空乏層幅(同じくbで示す距離)より広く
なっていることがわかる。即ち、空乏層は主にnウエル
層105側に広がるため、オフ時のソース・ドレイン間の
逆バイアス電圧の大半をnウエル層105が負担する。
【0045】上述したように、第1の実施の形態におい
て、ソース層109とドレイン拡散層114との距離(チャネ
ル長)は、ドレイン拡散層114のソース層109方向への張
り出し長さより長く形成されているため、nウエル層10
5内に空乏層が伸びてもソース層109に到達することはな
く、パンチスルーすることはない。また、図2に示した
等電位線がゲート酸化膜107内を通っていることからも
明らかなように、ゲート酸化膜107でもかなりの電圧を
負担している。
【0046】第1の実施の形態において、ゲート酸化膜
107はソース・ドレイン間の絶対最大定格電圧に対する
電界値で4MV/cm以下となるような厚さ(例えば25
0nm)に形成されている。そのため、ソース・ドレイ
ン間の絶対最大定格電圧を全てゲート酸化膜107で負担
したとしても、ゲート酸化膜内の電界強度は3.2MV
/cmであり、ゲート酸化膜が破壊されることはなく、
信頼性が確保されている。
【0047】上記の本発明の構成を採用することによ
り、ドレイン拡散層は空乏化しにくく、空乏層は主にボ
ディー拡散層側に伸びる。よってドレイン拡散層のドレ
インコンタクト層からソース側への張り出しを短くする
ことができる。ここで、フィールド酸化膜上にゲート電
極が長く張り出すことで、フィールドプレート効果によ
り空乏層がドレインコンタクト方向に伸びやすくなる。
つまり、ドレイン拡散層のソース側への張り出しを短く
すると、上記フィールドプレート効果により空乏層端が
ドレインコンタクト層に近くなる。空乏層がドレインコ
ンタクト層まで達すると、その部分での電界が上昇し耐
圧低下を招く。
【0048】ドレイン拡散層の低抵抗化のためにはドレ
イン拡散層のソース側への張り出しを短くすればよい
が、単に張り出し距離を短くすると上記の理由で耐圧が
低下する。そこで、ドレイン拡散層のソース側への張り
出しを短くするとともに、フィールド酸化膜上へのゲー
ト電極の張り出しを短くするのが好適である。ゲート電
極の張り出しが短いとフィールドプレート効果が抑制さ
れるためである。
【0049】かかる構成により、ドレイン拡散層のドレ
インコンタクト層からソース側への張り出しを短くする
ことができ、ドレイン拡散層内が低抵抗となる。また、
デバイスピッチの縮小にも有効である。第1の実施の形
態では、フィールド酸化膜106上へのゲート電極108の張
り出しを1μm程度に設定し、ドレイン拡散層内への空
乏層の伸びを抑制している。ドレイン拡散領域のドリフ
ト長(ドレインコンタクト層からの張り出しの長さ)
は、3μm程度と短いため、ドレイン拡散層の抵抗が低
減できる。
【0050】上述のとおり、第1の実施の形態において
は、空乏層は主にnウエル層に伸びよって、第1の実施
の形態は第1の従来例に比して、ドレイン拡散層の不純
物総量を3倍にすることができ、シート抵抗は1/3に
なる。また、ドリフト長も1/2となる。横型高耐圧M
OSFETにおけるオン抵抗成分の大半(90%程度)
は、ドレイン抵抗が占めるが、このドレイン抵抗を1/
6にすることができる。
【0051】なお、ソース層109とドレイン拡散層114と
の距離(チャネル長)が、ドレイン拡散層114のソース
層109方向への張り出し長さより長く(5μm程度)形
成されているため、第1の従来例における約3μmに比
して5/3倍となる。しかしながら、オン抵抗に占める
チャネル抵抗の割合は10%程度であるから、ドレイン
抵抗(オン抵抗の90%程度)とチャネル抵抗(同10
%程度)の和は、(1)式に示すように、
【0052】
【数1】 90%×(1/6)+10%×(5/3)≒32% ・・・(1) 従来の1/3程度に低減され、さらに、チャネル長+ド
リフト領域の長さについても、従来の9μmに比して8
μmと若干短縮される。
【0053】つまり、従来と同じオン抵抗の横型高耐圧
pMOSFETであれば、チャネル幅(図1の紙面に対
し垂直方向の長さ)が1/3で形成でき、さらに、前記
チャネル長+ドリフト領域の長さが短縮されることによ
るデバイスピッチの縮小もあいまって、素子面積を1/
3以下に縮小することができる。上記の如く構成する
と、ゲート酸化膜が厚くなり、しきい値電圧が上昇して
相互コンダクタンス(Gm)が低下する。しかしなが
ら、p型の横型高耐圧MOSFETのゲート駆動電圧が
ドレイン電圧と同等に高い場合には十分な駆動能力があ
る。
【0054】複数の横型高耐圧pMOSFETを集積し
て集積回路装置(IC)を形成する場合については、個
々の横型高耐圧pMOSFETの面積が1/3以下にな
るため、集積回路装置としても大幅に小型化することが
できる。さらに、横型高耐圧pMOSFETを横型高耐
圧nMOSFETやこれら高耐圧素子の駆動回路,他の
周辺回路などととも集積して集積回路装置を形成する場
合においては、これまで大きな面積を占めていた横型高
耐圧pMOSFETの面積が1/3以下になることによ
って集積回路装置の小型化が図れるだけでなく、デバイ
スレイアウトの自由度が高くなる。
【0055】特に、横型高耐圧pMOSFETと横型高
耐圧nMOSFETとを多数集積するような場合におい
ては、デバイスレイアウトの自由度が高いことのメリッ
トは大きい。上記の例では、ソース・ドレイン間の絶対
最大定格電圧が80Vの例で説明したが、ソース・ドレ
イン間の絶対最大定格電圧が50Vの場合は、ゲート酸
化膜107の膜厚をソース・ドレイン間の絶対最大定格電
圧に対する電界値が、絶対最大定格電圧に応じて4MV
/cm以下となるような厚さ、例えば150nmに設定す
ればよい。
【0056】次に、第2の実施の形態について説明す
る。図3は、第2の実施の形態であるp型の横型高耐圧
MOSFET200の断面図である。横型高耐圧MOSF
ET200は、p型半導体基板201の所望領域に該半導体基
板201の表面より拡散形成されたnウエル層205と、nウ
エル層205内の基板表面側から形成されたp型のドレイ
ン拡散層214とを有している。nウエル層205内には、ド
レイン拡散層214との境界から所定距離離れた領域に基
板表面側からp型ソース層209が拡散形成され、ドレイ
ン拡散層214内には、前記nウエル層205との境界から略
等距離となる中央領域に基板表面側からp型のドレイン
コンタクト層210が形成されている。
【0057】また、nウエル層205の表面のうち、ソー
ス層209の端部からドレイン拡散層214の一部にわたって
ゲート酸化膜207が形成されている。さらに、ドレイン
拡散層214の表面のうち、ドレインコンタクト層210およ
びゲート酸化膜207が形成されていない領域にフィール
ド酸化膜206が形成されている。ゲート酸化膜207上から
フィールド酸化膜206の一部に張り出すようにゲート電
極208が形成され、ソース層209上とドレインコンタクト
層210上にはそれぞれソース電極212とドレイン電極213
が形成されている。
【0058】ここで、ソース層209とドレイン拡散層214
との距離は、ドレイン拡散層214のドレインコンタクト
層210からソース層209方向への張り出し長さより長く形
成されている。また、ゲート酸化膜207の膜厚は、ソー
ス・ドレイン間の絶対最大定格電圧に対する電界値で4
MV/cm以下となるような厚さに形成されている。21
1は、nウエル層205へのn+コンタクト層である。
【0059】第2の実施の形態における具体的な例とし
て、ゲート酸化膜の膜厚は250nm、フィールド酸化膜2
06の膜厚は800nmである。特に、ソース・ドレイン間
に形成されるフィールド酸化膜206の幅は2μmであ
る。また、nウエル層205は約10μmの深さに拡散さ
れ、ドレイン拡散層214は約6μmの深さに拡散され
る。ドレイン拡散層214のシート抵抗は4kΩ/□であ
って、p型の不純物総量は3.0×1012/cm2であ
る。ソース層209とドレイン拡散層214との距離(チャネ
ル長)は約5μm、ゲート電極208のフィールド酸化膜2
06への張り出しは1μm程度である。この横型高耐圧M
OSFET200の耐圧は110V程度、絶対最大定格電圧は
80Vである。
【0060】図4は、横型高耐圧MOSFET200がオ
フの状態において、ソース電極212およびゲート208に0
V、ドレイン電極213に100Vを印加した状態の等電位線
(20V間隔)を示す図である。空乏層はp型のドレイ
ン拡散層214とnウエル層205とのpn接合から両側に広
がり、図4においては、0Vと100Vの等電位線が空乏
層の端部にほぼ等しい。基板201にも0Vを印加した場
合は基板201とnウエル層205とのpn接合にも空乏層が
広がる。
【0061】シリコン表面付近において上記pn接合か
らの空乏層の広がりは、nウエル層205内に伸びる空乏
層幅(図4のaで示す距離)がドレイン拡散層214内に
伸びる空乏層幅(図4のbで示す距離)より広くなって
いることがわかる。即ち、空乏層は主にnウエル層205
側に広がるため、オフ時のソース・ドレイン間の逆バイ
アス電圧の大半をnウエル層205が負担する。
【0062】上述したように、第2の実施の形態におい
て、ソース層209とドレイン拡散層214との距離(チャネ
ル長)は、ドレイン拡散層214のドレインコンタクト層2
10からソース層209方向への張り出し長さより長く形成
されているため、nウエル層205内に空乏層が伸びても
ソース層209に到達することはなく、パンチスルーする
ことはない。
【0063】また、図4に示した等電位線がゲート酸化
膜207内を通っていることからも明らかなように、ゲー
ト酸化膜207でもかなりの電圧を負担している。第2の
実施の形態において、ゲート酸化膜207はソース・ドレ
イン間の絶対最大定格電圧に対する電界値で4MV/c
m以下となるような厚さ(例えば250nm)に形成され
ている。そのため、ソース・ドレイン間の電圧を全てゲ
ート酸化膜207で負担したとしても、ゲート酸化膜内の
電界強度は3.2MV/cmであり、ゲート酸化膜が破
壊されることはなく、信頼性が確保されている。
【0064】上記の本発明の構成を採用することによ
り、ドレイン拡散層は空乏化しにくく、空乏層は主にボ
ディー拡散層側に伸びる。よってドレイン拡散層のソー
ス側への張り出しを短くすることができる。ここで、フ
ィールド酸化膜上にゲート電極が長く張り出すことで、
フィールドプレート効果により空乏層がドレインコンタ
クト方向に伸びやすくなる。つまり、ドレイン拡散層の
ソース側への張り出しを短くすると、上記フィールドプ
レート効果により空乏層端がドレインコンタクト層に近
くなる。空乏層がドレインコンタクト層まで達すると、
その部分での電界が上昇し耐圧低下を招く。
【0065】ドレイン拡散層の低抵抗化のためにはドレ
イン拡散層のソース側への張り出しを短くすればよい
が、単に張り出し距離を短くすると上記の理由で耐圧が
低下する。そこで、ドレイン拡散層のソース側への張り
出しを短くするとともに、フィールド酸化膜上へのゲー
ト電極の張り出しを短くするのが好適である。ゲート電
極の張り出しが短いとフィールドプレート効果が抑制さ
れるためである。
【0066】かかる構成により、ドレイン拡散層のソー
ス側への張り出しを短くすることができ、ドレイン拡散
層内が低抵抗となる。また、デバイスピッチの縮小にも
有効である。第2の実施の形態では、フィールド酸化膜
206上へのゲート電極208の張り出しを1μm程度に設定
し、ドレイン拡散層内への空乏層の伸びを抑制してい
る。ドレイン拡散領域のドリフト長(ドレインコンタク
ト層からの張り出しの長さ)は、3μm程度と短いた
め、ドレイン拡散層の抵抗が低減できる。
【0067】よって、第2の実施の形態は第2の従来例
に比して、ドレイン拡散層の不純物総量を3倍にするこ
とができ、シート抵抗は1/3になる。また、ドリフト
長も1/2となる。横型高耐圧MOSFETにおけるオ
ン抵抗成分の大半(90%程度)は、ドレイン抵抗が占
めるが、このドレイン抵抗を1/6にすることができ
る。
【0068】なお、ソース層209とドレイン拡散層214と
の距離(チャネル長)が、ドレイン拡散層214のドレイ
ンコンタクト層210からソース層209方向への張り出し長
さより長く(5μm程度)形成されているため、第2の
従来例における約3μmに比して5/3倍となる。しか
しながら、オン抵抗に占めるチャネル抵抗の割合は10
%程度であるから、ドレイン抵抗(オン抵抗の90%)
とチャネル抵抗(同10%程度)の和は、(2)式に示
すように、
【0069】
【数2】 90%×(1/6)+10%×(5/3)≒32% ・・・(2) 従来の1/3程度に低減され、さらに、チャネル長+ド
リフト領域の長さについても、従来の9μmに比して8
μmと若干短縮される。
【0070】つまり、従来と同じオン抵抗の横型高耐圧
pMOSFETであれば、チャネル幅(図3の紙面に対
し垂直方向の長さ)が1/3で形成でき、さらに、前記
チャネル長+ドリフト領域の長さが短縮されることによ
るデバイスピッチの縮小もあいまって、素子面積を1/
3以下に縮小することができる。なお、ゲート酸化膜の
膜厚を厚くすると、しきい値電圧が上昇し相互コンダク
タンス(Gm)が低下するが、p型の横型高耐圧MOS
FETのゲート駆動電圧がドレイン電圧と同等に高い場
合には十分な駆動能力がある。
【0071】複数の横型高耐圧pMOSFETを集積し
て集積回路装置(IC)を形成する場合については、個
々の横型高耐圧pMOSFETの面積が1/3以下にな
るため、集積回路装置としても大幅に小型化することが
できる。さらに、横型高耐圧pMOSFETを横型高耐
圧nMOSFETやこれら高耐圧素子の駆動回路,他の
周辺回路などととも集積して集積回路装置を形成する場
合においては、これまで大きな面積を占めていた横型高
耐圧pMOSFETの面積が1/3以下になることによ
って集積回路装置の小型化が図れるだけでなく、デバイ
スレイアウトの自由度が高くなる。
【0072】特に、横型高耐圧pMOSFETと横型高
耐圧nMOSFETとを多数集積するような場合におい
ては、デバイスレイアウトの自由度が高いことのメリッ
トは大きい。上記の例では、ソース・ドレイン間の絶対
最大定格電圧が80Vの例で説明したが、ソース・ドレ
イン間の絶対最大定格電圧が50Vの場合は、ゲート酸
化膜207の膜厚をソース・ドレイン間耐圧に対する電界
値が、絶対最大定格電圧に応じて4MV/cm以下とな
るような厚さ、例えば150nmに設定すればよい。
【0073】図5は、第3の実施の形態であるp型の横
型高耐圧MOSFET300の断面図である。横型高耐圧
MOSFET300は、p型半導体基板301の所望領域にn
型の埋め込み層302を形成し、該n型埋め込み層302上に
形成したエピタキシャル層(図示せず)の表面側から拡
散形成されたp型のドレイン拡散層314と、ドレイン拡
散層314の外周(側面)を取り囲むように表面側から拡
散形成されたnウエル層305と、nウエル層305の外周を
取り囲むように拡散形成されたn+ウォール層303とを有
する。ドレイン拡散層314の側面はnウエル層305と接し
ている。
【0074】nウエル層305とドレイン拡散層314は、n
ウエル層305の形成領域とドレイン拡散層314の形成領域
に選択的にそれぞれ所望のドーズ量で不純物を注入した
後、同時に拡散することにより形成される。nウエル層
305内には、前記ドレイン拡散層314との境界から所定距
離離れた領域に基板表面側からp型ソース層309が形成
され、ドレイン拡散層314内には、前記nウエル層305と
の境界から略等距離となる中央領域にの基板表面側から
p型のドレインコンタクト層310が形成されている。な
お、ドレイン拡散層314、nウエル層305、n+ウォール
層303はいずれも埋め込み層302に到達する深さまで拡散
されている。n+ウォール層303についても同様に、n+
ウォール層303の形成領域に選択的に所望のドーズ量で
不純物を注入し、前記nウエル層305とドレイン拡散層3
14の拡散工程で同時に拡散・形成してもよい。
【0075】n+ウォール層303の外側には、横型高耐圧
MOSFET300を基板から電気的に分離するためのp
ウエル層304が形成されている。pウエル層304は、ドレ
イン拡散層314の形成と同時に形成すればよい。また、
nウエル層305の表面のうち、ソース層309の端部からド
レイン拡散層314の一部にわたってゲート酸化膜307が形
成され、ドレイン拡散層314の表面のうち、ドレインコ
ンタクト層310およびゲート酸化膜307が形成されていな
い領域にフィールド酸化膜306が形成されている。
【0076】ゲート酸化膜307上からフィールド酸化膜3
06の一部に張り出すようにゲート電極308が形成され、
ソース層309上とドレインコンタクト層310上にはそれぞ
れソース電極312とドレイン電極313が形成されている。
上記のように、n埋め込み層302とn+ウォール層303を
備えることにより、素子領域から基板301に漏れる電流
を低減することができる。
【0077】ここで、ソース層309とドレイン拡散層314
との距離は、ドレイン拡散層314のドレインコンタクト
層310からソース層309方向への張り出し長さより長く形
成されている。また、ゲート酸化膜307の膜厚は、ソー
ス・ドレイン間の絶対最大定格電圧に対する電界値で4
MV/cm以下となるような厚さに形成されている。31
1は、nウエル層305へのn+コンタクト層である。
【0078】第3の実施の形態における具体的な例とし
て、ゲート酸化膜307の膜厚は250nm、フィールド酸化
膜306の膜厚は800nmである。特に、ソース・ドレイン
間に形成されるフィールド酸化膜306の幅は2μmであ
る。また、ドレイン拡散層314、nウエル層305、n+
ォール303は、表面から約6μmの深さに形成されてい
るn埋め込み層302に到達する深さまで拡散される。ド
レイン拡散層314のシート抵抗は4kΩ/□であって、
p型の不純物総量は3.0×1012/cm2である。ソ
ース層309とドレイン拡散層314との距離(チャネル長)
は約5μm、ゲート電極308のフィールド酸化膜306への
張り出しは1μm程度である。この横型高耐圧MOSF
ET300の耐圧は105V程度で、絶対最大定格電圧は80
Vである。
【0079】図6は、横型高耐圧MOSFET300がオ
フの状態において、ソース電極312およびゲート308に0
V、ドレイン電極313に100Vを印加した状態の等電
位線(20V間隔)を示す図である。空乏層はp型のド
レイン拡散層314とnウエル層305及びn埋め込み層302
とのpn接合から両側に広がり、図6においては、0V
と100Vの等電位線が空乏層の端部にほぼ等しい。さ
らに、p型半導体基板301を0Vにしている場合は、図
6に示すように、p型半導体基板301とn埋め込み層302
とのpn接合にも空乏層が伸びる。
【0080】シリコン表面付近において上記pn接合か
らの空乏層の広がりは、nウエル層305内に伸びる空乏
層幅(図6のaで示す距離)がドレイン拡散層304内に
伸びる空乏層幅(同じくbで示す距離)より広くなって
いることがわかる。即ち、空乏層は主にnウエル層305
側に広がるため、オフ時のソース・ドレイン間の逆バイ
アス電圧の大半をnウエル層305が負担する。
【0081】上述したように、第3の実施の形態におい
て、ソース層309とドレイン拡散層314との距離(チャネ
ル長)は、ドレイン拡散層314のドレインコンタクト層3
10からソース層309方向への張り出し長さより長く形成
されているため、nウエル層305内に空乏層が伸びても
ソース層309に到達することはなく、パンチスルーする
ことはない。
【0082】また、図6に示した等電位線がゲート酸化
膜307内を通っていることからも明らかなように、ゲー
ト酸化膜307でもかなりの電圧を負担している。第3の
実施の形態において、ゲート酸化膜307はソース・ドレ
イン間の絶対最大定格電圧に対する電界値で4MV/c
m以下となるような厚さ(例えば250nm)に形成され
ている。そのため、ソース・ドレイン間の電圧(100
V)を全てゲート酸化膜307で負担したとしても、ゲー
ト酸化膜内の電界強度は3.2MV/cmであり、ゲー
ト酸化膜が破壊されることはなく、信頼性が確保されて
いる。
【0083】上記の本発明の構成を採用することによ
り、ドレイン拡散層は空乏化しにくく、空乏層は主にボ
ディー拡散層側に伸びる。よってドレイン拡散層のソー
ス側への張り出しを短くすることができる。ここで、フ
ィールド酸化膜上にゲート電極が長く張り出すことで、
フィールドプレート効果により空乏層がドレインコンタ
クト方向に伸びやすくなる。つまり、ドレイン拡散層の
ソース側への張り出しを短くすると、上記フィールドプ
レート効果により空乏層端がドレインコンタクト層に近
くなる。空乏層がドレインコンタクト層まで達すると、
その部分での電界が上昇し耐圧低下を招く。
【0084】ドレイン拡散層の低抵抗化のためにはドレ
イン拡散層のソース側への張り出しを短くすればよい
が、単に張り出し距離を短くすると上記の理由で耐圧が
低下する。そこで、ドレイン拡散層のソース側への張り
出しを短くするとともに、フィールド酸化膜上へのゲー
ト電極の張り出しを短くするのが好適である。ゲート電
極の張り出しが短いとフィールドプレート効果が抑制さ
れるためである。
【0085】かかる構成により、ドレイン拡散層のソー
ス側への張り出しを短くすることができ、ドレイン拡散
層内が低抵抗となる。また、デバイスピッチの縮小にも
有効である。第3の実施の形態では、フィールド酸化膜
306上へのゲート電極308の張り出しを1μm程度に設定
し、ドレイン拡散層内への空乏層の伸びを抑制してい
る。ドレイン拡散領域のドリフト長(ドレインコンタク
ト層からの張り出しの長さ)は、3μm程度と短いた
め、ドレイン拡散層の抵抗が低減できる。
【0086】よって、第3の実施の形態は第3の従来例
に比して、ドレイン拡散層の不純物総量を3倍にするこ
とができ、シート抵抗は1/3になる。また、ドリフト
長も1/2となる。横型高耐圧MOSFETにおけるオ
ン抵抗成分の大半(90%程度)は、ドレイン抵抗が占
めるが、このドレイン抵抗を1/6にすることができ
る。
【0087】なお、ソース層309とドレイン拡散層314と
の距離(チャネル長)が、ドレイン拡散層314のドレイ
ンコンタクト層310からソース層309方向への張り出し長
さより長く(5μm程度)形成されているため、第3の
従来例における約3μmに比して5/3倍となる。しか
しながら、オン抵抗に占めるチャネル抵抗の割合は10
%程度であるから、ドレイン抵抗(オン抵抗の90%)
とチャネル抵抗(同10%程度)の和は、(3)式に示
すように、
【0088】
【数3】 90%×(1/6)+10%×(5/3)≒32% ・・・(3) 従来の1/3程度に低減され、さらに、チャネル長+ド
リフト領域の長さについても、従来の9μmに比して8
μmと若干短縮される。
【0089】つまり、従来と同じオン抵抗の横型高耐圧
pMOSFETであれば、チャネル幅(図5の紙面に対
し垂直方向の長さ)が1/3で形成でき、さらに、前記
チャネル長+ドリフト領域の長さが短縮されることによ
るデバイスピッチの縮小もあいまって、素子面積を1/
3以下に縮小することができる。第3の実施の形態にお
いて、ドレイン拡散層314はn埋め込み層302に達する深
さまで拡散されている。このことにより、オフ状態でソ
ース・ドレイン間に逆バイアス時のブレイクダウンポイ
ントをドレイン拡散層314とn埋め込み層302との境界部
とすることができる。即ち、ブレイクダウンポイントを
デバイスの表面から深い部分(図5の点線で囲んだ領域
A:バルク内部)とすることができるため、ブレイクダ
ウン時に表面酸化膜にホットキャリアが注入される心配
がない。このため、ホットキャリアが表面酸化膜に侵入
することに伴う素子耐圧の変動を防ぐことができ、デバ
イスの信頼性を向上させることができる。
【0090】なお、ゲート酸化膜の膜厚を厚くすると、
しきい値電圧が上昇し相互コンダクタンス(Gm)が低
下するが、例えば、PDPドライバICに適用した場合
などのように、p型の横型高耐圧MOSFETのゲート
駆動電圧がドレイン電圧と同等に高い場合には十分な駆
動能力がある。複数の横型高耐圧pMOSFETを集積
して集積回路装置(IC)を形成する場合については、
個々の横型高耐圧pMOSFETの面積が1/3以下に
なるため、集積回路装置としても大幅に小型化すること
ができる。
【0091】さらに、横型高耐圧pMOSFETを横型
高耐圧nMOSFETやこれら高耐圧素子の駆動回路,
他の周辺回路などととも集積して集積回路装置を形成す
る場合においては、これまで大きな面積を占めていた横
型高耐圧pMOSFETの面積が1/3以下になること
によって集積回路装置の小型化が図れるだけでなく、デ
バイスレイアウトの自由度が高くなる。
【0092】特に、横型高耐圧pMOSFETと横型高
耐圧nMOSFETとを多数集積するような場合におい
ては、デバイスレイアウトの自由度が高いことのメリッ
トは大きい。上記の例では、ソース・ドレイン間の絶対
最大定格電圧が80Vの例で説明したが、ソース・ドレ
イン間の絶対最大定格電圧が50Vの場合は、ゲート酸
化膜307の膜厚をソース・ドレイン間の絶対最大定格電
圧に対する電界値が、絶対最大定格電圧に応じて4MV
/cm以下となるような厚さ、例えば150nmに設定す
ればよい。
【0093】図7は、第4の実施の形態であるp型の横
型高耐圧MOSFET400の断面図である。第4の実施
の形態は、前記第3の実施の形態で説明した横型高耐圧
MOSFET300の構成をPDPのドライバICなどに
適用した例である。図7では、図面の都合により3個の
横型高耐圧MOSFET300を並列に配置した例を示し
ている。前述のとおり、ドライバICは多数の出力をも
つものであり、実際のドライバICに用いる際には、数
十個以上(例えば128個)の横型高耐圧MOSFET300
を並列に配置して各出力ビットの出力段に用いる。即
ち、横型高耐圧MOSFET300のドレイン電極を図示
しない出力端子に接続する。
【0094】図7において、図5と同じ構成については
同一の符号を付して説明を省略する。図7では、横型高
耐圧MOSFET300A〜300Cの3個の横型高耐圧MO
SFETを並列配置した状態を示している。このとき、
+ウォール層303は、横型高耐圧MOSFET300A〜3
00Cを並列配置した構造の最外周に配置される。隣り合
う横型高耐圧MOSFET300の間には設けられない。
【0095】これは、nウエル層305はn埋め込み層302
に達する深さ(約6μm)まで拡散されているため、並
列配置される各横型高耐圧MOSFET300間の素子分
離は、nウエル層305によってなされるためである。図
13に示した第3の従来例では、横型高耐圧MOSFE
T800を並列配置するためには、各横型高耐圧MOSF
ET800間にn+ウォール層803を設ける必要がある、こ
れに対して、図7で説明した例では、並列配置される素
子間の素子分離がnウエル層305によってなされるた
め、並列配置される素子間のn+ウォール層が不要とな
る。
【0096】したがって、素子分離領域の面積が低減さ
れるのである。数十以上の出力ビットを有するPDPド
ライバICなどに適用した場合、素子分離領域の面積を
低減することはICの素子面積を低減することになり、
ドライバICのコスト削減に有効である。図8は、第5
の実施の形態である半導体装置500の断面図である。第
5の実施の形態は、前記第3の実施の形態で説明したp
型の横型高耐圧MOSFET300とn型の横型高耐圧M
OSFET350を並べて配置し、さらに低耐圧MOSF
ET370,380を並べて配置した例である。
【0097】図8において、p型の横型高耐圧MOSF
ET300については、図5と同一の符号を付して説明を
省略する。n型の横型高耐圧MOSFET350は、p型
の半導体基板301の表面の所望の領域に拡散形成された
ドレイン拡散層355と、ドレイン拡散層355の外周を取り
囲むように拡散形成されたpウエル層354とを有する。
pウエル層354内には、前記ドレイン拡散層355との境界
から所定距離離れた領域に基板表面側からn型のソース
層359が形成され、ドレイン拡散層355内には、pウエル
層354との境界から略等距離となる中央領域に基板表面
側からn型のドレインコンタクト層360が形成されてい
る。
【0098】また、pウエル層354の表面のうち、ソー
ス層359の端部からドレイン拡散層355の一部にわたって
ゲート酸化膜357が形成され、ドレイン拡散層355の表面
のうち、ドレインコンタクト層360およびゲート酸化膜3
57が形成されていない領域にフィールド酸化膜356が形
成されている。ゲート酸化膜357上からフィールド酸化
膜356の一部に張り出すようにゲート電極358が形成さ
れ、ソース層359上とドレインコンタクト層360上にはそ
れぞれソース電極362とドレイン電極363が形成されてい
る。361は、pウエル層354へのp +コンタクト層であ
る。
【0099】n型の横型高耐圧MOSFET350の具体
的な例として、ゲート酸化膜357の膜厚は25nm、フ
ィールド酸化膜356の膜厚は800nmである。特に、ソー
ス・ドレイン間に形成されるフィールド酸化膜356の幅
は5μmである。また、ドレイン拡散層355、pウエル
層354は、表面から約7μmの深さに拡散される。なお、
n型の横型高耐圧MOSFET350のゲート駆動電圧は
5V程度なので、ゲート酸化膜厚は25nmあれば信頼
性に問題はなく、相互コンダクタンス(Gm)も十分大
きい。
【0100】このn型の横型高耐圧MOSFET350
は、RESURF構造を採用し、耐圧はp型の横型高耐
圧MOSFET300と同様に105V程度である。n型
の横型高耐圧MOSFET350のドレイン拡散層355は、
p型の横型高耐圧MOSFET300のnウエル層305と同
時に形成される拡散層を用いればよい。p型の横型高耐
圧MOSFET300のnウエル層305を形成するためのイ
オン注入工程において、n型の横型高耐圧MOSFET
350のドレイン拡散層355の形成領域にも同時にイオン注
入を行い、続いて拡散工程を行えば、それぞれの拡散層
が同時に形成される。
【0101】即ち、各1回のリソグラフィー工程,イオ
ン注入工程,拡散工程で、p型の横型高耐圧MOSFE
T300のnウエル層305とn型の横型高耐圧MOSFET
350のドレイン拡散層355とを同時に形成することができ
る。同様に、pウエル層354は、ドレイン拡散層314と同
時に形成される拡散層を用いればよい。
【0102】p型の横型高耐圧MOSFET300のドレ
イン拡散層314を形成するためのイオン注入工程におい
て、n型の横型高耐圧MOSFET350のpウエル層354
形成領域にも同時にイオン注入を行い、続いて拡散工程
を行えば、それぞれの拡散層が同時に形成される。即
ち、各1回のリソグラフィー工程,イオン注入工程,拡
散工程で、p型の横型高耐圧MOSFET300のドレイ
ン拡散層314とn型の横型高耐圧MOSFET350のpウ
エル層354とを同時に形成することができる。
【0103】よって、使用する拡散層の形成工程をp型
の横型高耐圧MOSFETとn型の横型高耐圧MOSF
ETとで共通化することができ、工程数を増やすことな
くp型の横型高耐圧MOSFETとn型の横型高耐圧M
OSFETを同一の半導体基板上に形成することができ
る。また、PDPのドライバICに採用するには、半導
体装置500におけるp型の横型高耐圧MOSFET300と
n型の横型高耐圧MOSFET350とでプッシュプル回
路を構成すればよい。複数のプッシュプル回路を構成す
るp型とn型の横型高耐圧MOSFETを工程数を増加
させずに形成することができるので、低コストのドライ
バICを提供するのに有効である。
【0104】さらに、これまで説明した第1〜第5の実
施の形態において、横型高耐圧MOSFETの拡散層
(nウエル層,ドレイン拡散層,pウエル層など)と同
時に拡散層を形成し、該拡散層内に低耐圧のMOSFE
Tを形成することができる。例えば、図8に示すよう
に、n型の横型高耐圧MOSFET350のドレイン拡散
層355などと同時に拡散層371を形成する。
【0105】p型の横型高耐圧MOSFET300のnウ
エル層305,n型の横型高耐圧MOSFET350のドレイ
ン拡散層355を形成するためのイオン注入工程におい
て、拡散層371形成領域にも同時にイオン注入を行い、
続いて拡散工程を行えば、それぞれの拡散層が同時に形
成される。即ち、各1回のリソグラフィー工程,イオン
注入工程,拡散工程で、p型の横型高耐圧MOSFET
300のnウエル層305,n型の横型高耐圧MOSFET35
0のドレイン拡散層355,拡散層371を同時に形成するこ
とができる。
【0106】そして、拡散層371をウエルとして、ソー
ス拡散層375、ドレイン拡散層379、ゲート酸化膜377、
ゲート電極378からなる低耐圧のp型MOSFET370を
形成する(ソース,ドレイン電極は図示せず)。同様
に、n型の横型高耐圧MOSFET350のpウエル層354
などと同時に拡散層381を形成する。
【0107】p型の横型高耐圧MOSFET300のドレ
イン拡散層314,n型の横型高耐圧MOSFET350のp
ウエル層354を形成するためのイオン注入工程におい
て、拡散層381形成領域にも同時にイオン注入を行い、
続いて拡散工程を行えば、それぞれの拡散層が同時に形
成される。即ち、各1回のリソグラフィー工程,イオン
注入工程,拡散工程で、p型の横型高耐圧MOSFET
300のドレイン拡散層314,n型の横型高耐圧MOSFE
T350のpウエル層354,拡散層381を同時に形成するこ
とができる。
【0108】そして、拡散層381をウエルとして、ソー
ス拡散層385、ドレイン拡散層389、ゲート酸化膜387、
ゲート電極388からなる低耐圧のn型MOSFET380を
形成する(ソース,ドレイン電極は図示せず)。上記の
p型MOSFET370とn型MOSFET380とでCMO
S回路などの低圧のロジック回路を形成し、p型の横型
高耐圧MOSFET300とn型や横型高耐圧MOSFE
T350の制御回路として用いることができる。
【0109】このように、横型高耐圧MOSFETの拡
散層と同時に形成される拡散層を用いて低耐圧のMOS
FETを形成することができ、高耐圧素子と低耐圧素子
とを工程数を増加させることなく同一チップ上に形成す
ることができる。
【0110】
【発明の効果】以上説明したように、ゲート酸化膜厚
を、ソース・ドレイン間の絶対最大定格電圧に対する電
界値が4MV/cm以下となる厚さに形成し、前記ドレ
イン拡散層をその不純物総量が2×1012/cm2以上
(好ましくは3×1012/cm2以上)となるよう形成
する。かかる構成により、ドレイン拡散層は空乏化しに
くくなり、空乏層はボディー拡散層(nウエル層)側に
伸びるようになる。また、ソース・ドレイン間電圧のか
なりの部分(約8割程度)をゲート酸化膜で負担するよ
うになる。
【0111】よって、ドレイン拡散層のシート抵抗は、
不純物総量の増加分だけ小さくなり、不純物総量を3×
1012/cm2として構成した場合は、従来例に比し
て、ドレイン拡散層のシート抵抗を1/3に、ドリフト
長を1/2とすることができる。横型高耐圧MOSFE
Tにおけるオン抵抗成分の大半(90%程度)は、ドレ
イン抵抗が占めるため、このドレイン抵抗を1/6にす
ることができる。
【0112】また、チャネル長+ドリフト領域の長さに
ついても、従来の9μmに比して8μmと若干短縮され
る。この結果、チャネル長が従来例に比して長くなった
分を考慮しても、従来と同じオン抵抗の横型高耐圧pM
OSFETを、1/3のチャネル幅で形成でき、さら
に、前記チャネル長+ドリフト領域の長さが短縮される
ことによるデバイスピッチの縮小もあいまって、素子面
積を1/3以下に縮小することができる。
【0113】さらに、複数の横型高耐圧pMOSFET
を集積して集積回路装置(IC)を形成する場合につい
ては、個々の横型高耐圧pMOSFETの面積が1/3
以下になるため、集積回路装置としても大幅に小型化す
ることができ、チップのコストを大幅に低減することが
できる。また、横型高耐圧pMOSFETを横型高耐圧
nMOSFETやこれら高耐圧素子の駆動回路,他の周
辺回路などととも集積して集積回路装置を形成する場合
においては、これまで大きな面積を占めていた横型高耐
圧pMOSFETの面積が1/3以下になることによっ
て集積回路装置の小型化が図れるだけでなく、デバイス
レイアウトの自由度が高くなる。
【0114】特に、横型高耐圧pMOSFETと横型高
耐圧nMOSFETとを多数集積するPDPドライバI
Cのような場合においては、デバイスレイアウトの自由
度が高まることにより、チップ面積の有効活用が可能と
なり、横型高耐圧pMOSFETの占有面積の縮小とあ
いまって、一層のICの小型化と低コスト化を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態を示す断面図。
【図2】 第1の実施の形態における等電位線を示す
図。
【図3】 第2の実施の形態を示す断面図。
【図4】 第2の実施の形態における等電位線を示す
図。
【図5】 第3の実施の形態を示す断面図。
【図6】 第3の実施の形態における等電位線を示す
図。
【図7】 第4の実施の形態を示す断面図。
【図8】 第5の実施の形態を示す断面図。
【図9】 第1の従来例を示す断面図。
【図10】第1の従来例における等電位線を示す図。
【図11】第2の従来例を示す断面図。
【図12】第2の従来例における等電位線を示す図。
【図13】第3の従来例を示す断面図。
【図14】第3の従来例における等電位線を示す図。
【符号の説明】
100,200,300,350,400,600,700,800 横型高耐圧MO
SFET 101,601 n型半導体基板 201,301,701,801 p型半導体基板 302,802 n型埋め込み層 303,803 n+ウォール層 304,354,381,804 pウエル層 105,205,305,605,705,805 nウエル層 106,206,306,356,606,706,806 フィールド酸化膜 107,207,307,357,607,707,807 ゲート酸化膜 108,208,308,358,378,388,608,708,808 ゲート電極 109,209,309,359,375,385,609,709,809 ソース拡散層 110,210,310,360,610,710,810 ドレインコンタクト層 111,211,311,611,711,811 n+コンタクト層 112,212,312,362,612,712,812 ソース電極 113,213,313,363,613,713,813 ドレイン電極 114,214,314,355,379,389,614,714,814 ドレイン拡散
層 361 p+コンタクト層 500 半導体装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F048 AA05 AC03 AC06 BA01 BA12 BB16 BC18 BE03 BE04 BE05 BE06 BG12 BH01 5F140 AA05 AA25 AA39 AB01 AB03 BA01 BA16 BC05 BD19 BF44 BH17 BH30 BH43 BH49 BH50 BK13 CB01 CB02 CB08 CD01 CD09

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第2導電型半導体基板の表面側から拡散形
    成された第1導電型のドレイン拡散層と、前記半導体基
    板の表面側から拡散され前記ドレイン拡散層を取り囲む
    ように形成された第2導電型のボディー拡散層と、該ボ
    ディー拡散層内に前記ドレイン拡散層との境界から所定
    距離離れた領域に表面側から形成された第1導電型のソ
    ース拡散層と、前記ドレイン拡散層の表面側から形成さ
    れた第1導電型のドレインコンタクト拡散層と、前記ソ
    ース拡散層の端部から前記ドレイン拡散層の一部にわた
    って形成されたゲート酸化膜と、前記ドレイン拡散層表
    面のうち前記ドレインコンタクト拡散層及び前記ゲート
    酸化膜が形成されていない領域に形成されたフィールド
    酸化膜と、前記ゲート酸化膜上から前記フィールド酸化
    膜の一部にわたって形成されたゲート電極とを備えた横
    型高耐圧MOSFETにおいて、 前記ゲート酸化膜厚は、ソース・ドレイン間の絶対最大
    定格電圧に対する電界値が4MV/cm以下となる厚さ
    であり、 前記ドレイン拡散層の不純物総量は2×1012/cm2
    以上であることを特徴とする横型高耐圧MOSFET。
  2. 【請求項2】第1導電型半導体基板の表面側から拡散形
    成された第2導電型のボディー拡散層と、該ボディー拡
    散層内の表面側から形成された第1導電型のドレイン拡
    散層と、前記ボディー拡散層内であって前記ドレイン拡
    散層との境界から所定距離離れた領域の表面側から形成
    された第1導電型のソース拡散層と、前記ドレイン拡散
    層の表面側から形成された第1導電型のドレインコンタ
    クト拡散層と、前記ソース拡散層の端部から前記ドレイ
    ン拡散層の一部にわたって形成されたゲート酸化膜と、
    前記ドレイン拡散層表面のうち前記ドレインコンタクト
    拡散層及び前記ゲート酸化膜が形成されていない領域に
    形成されたフィールド酸化膜と、前記ゲート酸化膜上か
    ら前記フィールド酸化膜の一部にわたって形成されたゲ
    ート電極とを備えた横型高耐圧MOSFETにおいて、 前記ゲート酸化膜厚は、ソース・ドレイン間の絶対最大
    定格電圧に対する電界値が4MV/cm以下となる厚さ
    であり、 前記ドレイン拡散層の不純物総量は、2×1012/cm
    2以上であることを特徴とする横型高耐圧MOSFE
    T。
  3. 【請求項3】第1導電型半導体基板の所望領域に形成さ
    れた第2導電型の埋め込み層と、前記埋め込み層上の表
    面側から形成された第1導電型のドレイン拡散層と、前
    記埋め込み層上の表面側から拡散され前記ドレイン拡散
    層を取り囲むように形成された第2導電型のボディー拡
    散層と、該ボディー拡散層内に前記ドレイン拡散層との
    境界から所定距離離れた領域の表面側から形成された第
    1導電型のソース拡散層と、前記ドレイン拡散層の表面
    側から形成された第1導電型のドレインコンタクト拡散
    層と、前記ボディー拡散層表面のうちソース拡散層の端
    部から前記ドレイン拡散層の一部にわたって形成された
    ゲート酸化膜と、前記ドレイン拡散層表面のうち前記ド
    レインコンタクト拡散層及び前記ゲート酸化膜が形成さ
    れていない領域に形成されたフィールド酸化膜と、前記
    ゲート酸化膜上から前記フィールド酸化膜の一部にわた
    って形成されたゲート電極とを備えた横型高耐圧MOS
    FETにおいて、 前記ゲート酸化膜厚は、ソース・ドレイン間の絶対最大
    定格電圧に対する電界値が4MV/cm以下となる厚さ
    であり、 前記ドレイン拡散層の不純物総量は、2×1012/cm
    2以上であることを特徴とする横型高耐圧MOSFE
    T。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の横型高耐圧MOSFET
    において、前記第2導電型のボディー拡散層は前記埋め
    込み層に到達する深さに拡散形成されていることを特徴
    とする横型高耐圧MOSFET。
  5. 【請求項5】請求項3に記載の横型高耐圧MOSFET
    において、前記第1導電型のドレイン拡散層は前記埋め
    込み層に到達する深さに拡散形成されていることを特徴
    とする横型高耐圧MOSFET。
  6. 【請求項6】請求項1乃至請求項3に記載の横型高耐圧
    MOSFETにおいて、前記ソース拡散層とドレイン拡
    散層との間隔が、前記ドレイン拡散層の前記ドレインコ
    ンタクト拡散層からの張り出し長さより長いことを特徴
    とするの横型高耐圧MOSFET。
  7. 【請求項7】請求項1乃至請求項3に記載の横型高耐圧
    MOSFETにおいて、前記ゲート電極の前記フィール
    ド絶縁膜上の長さが、2μm以下であることを特徴とす
    る横型高耐圧MOSFET。
  8. 【請求項8】請求項1乃至請求項3に記載の横型高耐圧
    MOSFETを備えた半導体装置において、前記第1導
    電型のドレイン拡散層と同時に形成された拡散層内に第
    2導電型の低耐圧MOSFETを形成することを特徴と
    する半導体装置。
  9. 【請求項9】請求項1乃至請求項3に記載の横型高耐圧
    MOSFETを備えた半導体装置において、前記第2導
    電型のボディー拡散層と同時に形成された拡散層内に第
    1導電型の低耐圧MOSFETを形成することを特徴と
    する半導体装置。
  10. 【請求項10】請求項1乃至請求項3に記載の横型高耐
    圧MOSFETを備えた半導体装置において、前記第1
    導電型のドレイン拡散層と同時に形成された拡散層内に
    第2導電型の低耐圧MOSFETを形成し、前記第2導
    電型のボディー拡散層と同時に形成された拡散層内に第
    1導電型の低耐圧MOSFETを形成し、前記第1,第
    2の低耐圧MOSFETがCMOS回路を形成すること
    を特徴とする半導体装置。
  11. 【請求項11】請求項1乃至請求項3に記載の横型高耐
    圧MOSFETにおいて、ソース・ドレイン間に逆バイ
    アスを印加した際、半導体層最表面側での空乏層幅がW
    1<W2であることを特徴とする横型高耐圧MOSFE
    T。ここで、W1は第1導電型ドレイン拡散層側に伸び
    る空乏層の幅 W2は第2導電型ボディー拡散層側に伸びる空乏層の幅
  12. 【請求項12】請求項3に記載の横型高耐圧MOSFE
    Tにおいて、前記第1導電型半導体基板の所望の領域に
    形成された第2導電型の埋め込み層上にエピタキシャル
    層が形成されることを特徴とする横型高耐圧MOSFE
    T。
  13. 【請求項13】第1導電型半導体基板の所望領域に形成
    された第2導電型の埋め込み層と、前記第2導電型の埋
    め込み層上の表面側から形成された第1導電型のドレイ
    ン拡散層と、前記第2導電型の埋め込み層上の表面側か
    ら拡散され前記第1導電型のドレイン拡散層を取り囲む
    ように形成された第2導電型のボディー拡散層と、該第
    2導電型のボディー拡散層内に前記第1ドレイン拡散層
    との境界から所定距離離れた領域の表面側から形成され
    た第1導電型のソース拡散層と、前記第1導電型のドレ
    イン拡散層の表面側から形成された第1導電型のドレイ
    ンコンタクト拡散層と、前記第1導電型のソース拡散層
    の端部から前記第1導電型のドレイン拡散層の一部にわ
    たって形成されたゲート酸化膜と、前記第1導電型のド
    レイン拡散層表面のうち前記第1導電型のドレインコン
    タクト拡散層及び前記ゲート酸化膜が形成されていない
    領域に形成されたフィールド酸化膜と、前記ゲート酸化
    膜上から前記フィールド酸化膜の一部にわたって形成さ
    れたゲート電極とからなる第1導電型の横型高耐圧MO
    SFETと、 前記第1導電型半導体基板の所望領域に表面側から形成
    された第2導電型のドレイン拡散層と、該第2導電型の
    ドレイン拡散層を取り囲むように表面側から形成された
    第1導電型のボディー拡散層と、該第1導電型のボディ
    ー拡散層内に前記第2導電型のドレイン拡散層との境界
    から所定距離離れた領域の表面側から形成された第2導
    電型のソース拡散層と、前記第2導電型のドレイン拡散
    層の表面側から形成された第2導電型のドレインコンタ
    クト層と、前記第2導電型のソース拡散層の端部から前
    記第2導電型のドレイン拡散層の一部にわたって形成さ
    れたゲート酸化膜と、前記第2導電型のドレイン拡散層
    表面のうち前記第2導電型のドレインコンタクト拡散層
    及び前記ゲート酸化膜が形成されていない領域に形成さ
    れたフィールド酸化膜と、前記ゲート酸化膜上から前記
    フィールド酸化膜の一部にわたって形成されたゲート電
    極とからなる第2導電型の横型高耐圧MOSFETとを
    備えた半導体装置において、 前記第1導電型の横型高耐圧MOSFETのゲート酸化
    膜厚は、該横型高耐圧MOSFETソース・ドレイン間
    の絶対最大定格電圧に対する電界値が4MV/cm以下
    となる厚さであり、 前記第1導電型のドレイン拡散層の不純物総量は、2×
    1012/cm2以上であることを特徴とする半導体装
    置。
  14. 【請求項14】請求項13に記載の半導体装置におい
    て、前記第1導電型のドレイン拡散層と前記第1導電型
    のボディー拡散層は、同時に形成された拡散層であるこ
    とを特徴とする半導体装置。
  15. 【請求項15】請求項13に記載の半導体装置におい
    て、前記第2導電型のドレイン拡散層と前記第2導電型
    のボディー拡散層は、同時に形成された拡散層であるこ
    とを特徴とする半導体装置。
  16. 【請求項16】請求項13乃至請求項15に記載の半導
    体装置において、前記第2導電型のボディー拡散層は前
    記埋め込み層に到達する深さに拡散形成されていること
    を特徴とする半導体装置。
  17. 【請求項17】請求項13乃至請求項15に記載の半導
    体装置において、前記第1導電型のドレイン拡散層は前
    記埋め込み層に到達する深さに拡散形成されていること
    を特徴とする半導体装置。
  18. 【請求項18】請求項13乃至請求項15に記載の半導
    体装置において、前記第1導電型ソース拡散層と前記第
    1導電型のドレイン拡散層との間隔が、前記第1導電型
    のドレイン拡散層の前記第1導電型のドレインコンタク
    ト拡散層からの張り出し長さより長いことを特徴とする
    の半導体装置。
  19. 【請求項19】請求項13乃至請求項15に記載の半導
    体装置において、前記第1導電型の横型高耐圧MOSF
    ETゲート電極の前記フィールド絶縁膜上の長さが、2
    μm以下であることを特徴とする半導体装置。
  20. 【請求項20】請求項13乃至請求項15に記載の半導
    体装置において、前記第1導電型のドレイン拡散層と同
    時に形成された拡散層内に第2導電型の低耐圧MOSF
    ETを形成することを特徴とする半導体装置。
  21. 【請求項21】請求項13乃至請求項15に記載の半導
    体装置において、前記第2導電型のボディー拡散層と同
    時に形成された拡散層内に第1導電型の低耐圧MOSF
    ETを形成することを特徴とする半導体装置。
  22. 【請求項22】請求項13乃至請求項15に記載の半導
    体装置において、前記第1導電型のドレイン拡散層と同
    時に形成された拡散層内に第2導電型の低耐圧MOSF
    ETを形成し、前記第2導電型のボディー拡散層と同時
    に形成された拡散層内に第1導電型の低耐圧MOSFE
    Tを形成し、前記第1,第2の低耐圧MOSFETがC
    MOS回路を形成することを特徴とする半導体装置。
  23. 【請求項23】請求項13乃至請求項15に記載の横型
    高耐圧MOSFETにおいて、前記第1導電型の横型高
    耐圧MOSFETのソース・ドレイン間に逆バイアスを
    印加した際、半導体層最表面側での空乏層幅がW1<W
    2であることを特徴とする横型高耐圧MOSFET。こ
    こで、W1は第1導電型ドレイン拡散層側に伸びる空乏
    層の幅 W2は第2導電型ボディー拡散層側に伸びる空乏層の幅
  24. 【請求項24】請求項13乃至請求項15に記載の半導
    体装置において、前記第1導電型半導体基板の所望の領
    域に形成された第2導電型の埋め込み層上にエピタキシ
    ャル層が形成されることを特徴とする横型高耐圧MOS
    FET。
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