JPH0126192B2 - - Google Patents
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- JPH0126192B2 JPH0126192B2 JP55166084A JP16608480A JPH0126192B2 JP H0126192 B2 JPH0126192 B2 JP H0126192B2 JP 55166084 A JP55166084 A JP 55166084A JP 16608480 A JP16608480 A JP 16608480A JP H0126192 B2 JPH0126192 B2 JP H0126192B2
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- JP
- Japan
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- region
- gate
- semiconductor substrate
- mask material
- drain
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はオフセツトゲート構造を持つ絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタの製造方法に関する。
ト型電界効果トランジスタの製造方法に関する。
以下では、簡単のためオフセツトゲートをOG
(Offset Gate)、絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタをIGFET(Insulated Gate Field Effect
Transistrr)、オフセツトゲート構造のIGFETを
OG―IGFETと呼ぶ。OGのない通常のIGFETは
バイポーラ形のトランジスタに比べて、素子寸法
が小さい、入力インピーダンスが高い、製造方法
が簡単である、等の優れた特徴があるため、デイ
ジタルあるいはアナログ等各種の集積回路に広く
応用されている。集積度を増し、大規模集積回路
を実現させるためには、さらに微細化した
IGFET、所謂、HMOS(High performance
Metal―Oxide―Semiconductor)を使用する必
要がある。しかし、該HMOS―IGFETのドレイ
ンとソース間の破壊電圧、即ちドレイン耐圧は
高々10V前後である。またIGFETはデイスプレ
イ装置用駆動回路や高耐圧スイツチング回路等、
高耐圧素子への応用も考えられるが、従来の構造
ではその耐圧は高々数十V前後である。従つて、
これら大規模集積回路用の微細化IGFETやデイ
スプレイ装置用IGFETの高耐圧化が近年特に要
望されるようになつてきた。周知のように、
DSA(Diggusion Self―Alignment)構造の
IGFETあるいは第1図に示したOG―IGFET等
が開発され、素子の耐圧は飛躍的に向上してき
た。
(Offset Gate)、絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタをIGFET(Insulated Gate Field Effect
Transistrr)、オフセツトゲート構造のIGFETを
OG―IGFETと呼ぶ。OGのない通常のIGFETは
バイポーラ形のトランジスタに比べて、素子寸法
が小さい、入力インピーダンスが高い、製造方法
が簡単である、等の優れた特徴があるため、デイ
ジタルあるいはアナログ等各種の集積回路に広く
応用されている。集積度を増し、大規模集積回路
を実現させるためには、さらに微細化した
IGFET、所謂、HMOS(High performance
Metal―Oxide―Semiconductor)を使用する必
要がある。しかし、該HMOS―IGFETのドレイ
ンとソース間の破壊電圧、即ちドレイン耐圧は
高々10V前後である。またIGFETはデイスプレ
イ装置用駆動回路や高耐圧スイツチング回路等、
高耐圧素子への応用も考えられるが、従来の構造
ではその耐圧は高々数十V前後である。従つて、
これら大規模集積回路用の微細化IGFETやデイ
スプレイ装置用IGFETの高耐圧化が近年特に要
望されるようになつてきた。周知のように、
DSA(Diggusion Self―Alignment)構造の
IGFETあるいは第1図に示したOG―IGFET等
が開発され、素子の耐圧は飛躍的に向上してき
た。
第1図において、1は不純物濃度(以下簡単の
ために、単に「濃度」という)の低い半導体基板
2および3はそれぞれ該半導体基板1と異なる導
電形で高い濃度のドレイン領域およびソース領域
である。4はゲート絶縁膜、5はゲートであり、
ゲート電圧を変えることにより該ゲート直下で、
該ゲート絶縁膜と該半導体基板との境界近傍のチ
ヤネル領域6が反転層を形成し、その電気伝導が
制御される。該チヤネル領域と該ドレイン領域に
それぞれ接するように、半導体不純物層、即ち、
OG領域7が形成されている。該OG領域7は該
ドレイン領域2や該ソース領域3と同じ導電形で
あるが、濃度が異なる(通常低い濃度の)半導体
層であり、そのチヤネル方向への長さを8で示
す。
ために、単に「濃度」という)の低い半導体基板
2および3はそれぞれ該半導体基板1と異なる導
電形で高い濃度のドレイン領域およびソース領域
である。4はゲート絶縁膜、5はゲートであり、
ゲート電圧を変えることにより該ゲート直下で、
該ゲート絶縁膜と該半導体基板との境界近傍のチ
ヤネル領域6が反転層を形成し、その電気伝導が
制御される。該チヤネル領域と該ドレイン領域に
それぞれ接するように、半導体不純物層、即ち、
OG領域7が形成されている。該OG領域7は該
ドレイン領域2や該ソース領域3と同じ導電形で
あるが、濃度が異なる(通常低い濃度の)半導体
層であり、そのチヤネル方向への長さを8で示
す。
9および10はそれぞれドレイン領域およびソ
ース領域の電極である。ゲート5とソース電極1
0との間に適当な大きさのゲート電圧を印加し
て、チヤネル領域6に反転層を形成する。ドレイ
ン電極9とソース電極10との間の電位差、即ち
ドレイン電圧が小さい場合には、ソース領域3よ
りチヤネル領域6に注入される荷電担体はさらに
OG領域7に流入し、ドレイン領域2へと流れ込
む。この場合OG領域7はドレイン領域2と全く
同じ機能を果す。ドレイン電圧が高くなると、半
導体基板1とOG領域7との接合から広がる空乏
層が該OG領域7内でピンチオフを起こす。この
ため、該OG領域7ではドレイン領域2およびソ
ース領域3方向に大きな電圧降下が生じ、チヤネ
ル領域6に加わる実効的な電圧が下がり、該チヤ
ネル領域の破壊電圧以下に制限することができ
る。このため、チヤネル領域6は破壊せず高耐圧
化が可能となる。このような構成のOG―IGFET
は、見掛け上、半導体基板1がゲート電極として
働き、OG領域7の電気伝導を制御する接合形電
界効果トランジスタとチヤネル領域6の部分に形
成されているIGFETが直列に接続された回路、
即ち、第2図に示した回路と等価であると見做せ
る。
ース領域の電極である。ゲート5とソース電極1
0との間に適当な大きさのゲート電圧を印加し
て、チヤネル領域6に反転層を形成する。ドレイ
ン電極9とソース電極10との間の電位差、即ち
ドレイン電圧が小さい場合には、ソース領域3よ
りチヤネル領域6に注入される荷電担体はさらに
OG領域7に流入し、ドレイン領域2へと流れ込
む。この場合OG領域7はドレイン領域2と全く
同じ機能を果す。ドレイン電圧が高くなると、半
導体基板1とOG領域7との接合から広がる空乏
層が該OG領域7内でピンチオフを起こす。この
ため、該OG領域7ではドレイン領域2およびソ
ース領域3方向に大きな電圧降下が生じ、チヤネ
ル領域6に加わる実効的な電圧が下がり、該チヤ
ネル領域の破壊電圧以下に制限することができ
る。このため、チヤネル領域6は破壊せず高耐圧
化が可能となる。このような構成のOG―IGFET
は、見掛け上、半導体基板1がゲート電極として
働き、OG領域7の電気伝導を制御する接合形電
界効果トランジスタとチヤネル領域6の部分に形
成されているIGFETが直列に接続された回路、
即ち、第2図に示した回路と等価であると見做せ
る。
第2図において、11および12はそれぞれ前
記接合形電界効果トランジスタおよび前記
IGFETで、Mは両トランジスタの接続点を示し
ている。
記接合形電界効果トランジスタおよび前記
IGFETで、Mは両トランジスタの接続点を示し
ている。
従つて、ドレイン電圧が大きくなると、接合形
電界効果トランジスタ11がピンチオフを起し、
IGFET12に加わる電圧、即ちM点とS(ソー
ス)端子間の電圧はそれ以後、ドレイン電圧、即
ちD(ドレイン)端の電圧の上昇に対してほぼ一
定となる。接合形電界効果トランジスタ11のピ
ンチオフ電圧を適当に選べば、IGFET12に加
わる電圧を該IGFET12の破壊電圧以下に選ぶ
ことができる。これはドレイン電圧の増加を接合
形電界効果トランジスタ11が吸収することによ
るものでOG―IGFETの高耐圧化が可能となる。
電界効果トランジスタ11がピンチオフを起し、
IGFET12に加わる電圧、即ちM点とS(ソー
ス)端子間の電圧はそれ以後、ドレイン電圧、即
ちD(ドレイン)端の電圧の上昇に対してほぼ一
定となる。接合形電界効果トランジスタ11のピ
ンチオフ電圧を適当に選べば、IGFET12に加
わる電圧を該IGFET12の破壊電圧以下に選ぶ
ことができる。これはドレイン電圧の増加を接合
形電界効果トランジスタ11が吸収することによ
るものでOG―IGFETの高耐圧化が可能となる。
OG領域7(第1図)、即ち、接合形電界効果
トランジスタ11(第2図)に流れる電流は、該
OG領域7がピンチオフを起しているか否かにか
かわらず、OG領域7の不純物量に比例し、OG
領域7のチヤネル方向への長さ8に反比例する。
従つて、OG―IGFETの高耐圧化、低オン抵抗化
を達成する目的はもとより、常に所望のデバイス
特性をばらつきなく実現させるために、OG領域
7の不純物量やチヤネル方向への長さ8を製造プ
ロセスに無関係に一定に保つことが重要である。
トランジスタ11(第2図)に流れる電流は、該
OG領域7がピンチオフを起しているか否かにか
かわらず、OG領域7の不純物量に比例し、OG
領域7のチヤネル方向への長さ8に反比例する。
従つて、OG―IGFETの高耐圧化、低オン抵抗化
を達成する目的はもとより、常に所望のデバイス
特性をばらつきなく実現させるために、OG領域
7の不純物量やチヤネル方向への長さ8を製造プ
ロセスに無関係に一定に保つことが重要である。
以上、第1図、第2図を用いてチヤネル領域6
とドレイン領域2との間にのみOG領域7を備え
たOG―IGFETを説明した。チヤネル領域6の両
側に、即ち、チヤネル領域6とドレイン領域2と
の間およびチヤネル領域6とソース領域3との間
にそれぞれOG領域7を備えたOG―IGFETの等
価回路を第3図に示す。同図において、13はド
レイン領域とチヤネル領域間のOG領域に形成さ
れる見かけ上の接合形電界効果トランジスタ、1
4はチヤネル領域に形成されるIGFET、15は
チヤネル領域とソース領域間のOG領域に形成さ
れる見かけ上の接合形電界効果トランジスタであ
る。該OG―IGFETは双方向性であるから、その
動作、機能は本質的に第1図あるいは第2図に示
したOG―IGFETと同様であるからここではその
説明を省略する。
とドレイン領域2との間にのみOG領域7を備え
たOG―IGFETを説明した。チヤネル領域6の両
側に、即ち、チヤネル領域6とドレイン領域2と
の間およびチヤネル領域6とソース領域3との間
にそれぞれOG領域7を備えたOG―IGFETの等
価回路を第3図に示す。同図において、13はド
レイン領域とチヤネル領域間のOG領域に形成さ
れる見かけ上の接合形電界効果トランジスタ、1
4はチヤネル領域に形成されるIGFET、15は
チヤネル領域とソース領域間のOG領域に形成さ
れる見かけ上の接合形電界効果トランジスタであ
る。該OG―IGFETは双方向性であるから、その
動作、機能は本質的に第1図あるいは第2図に示
したOG―IGFETと同様であるからここではその
説明を省略する。
第3図に示したOG―IGFETの従来用いられて
いた製造工程を、半導体基板のチヤネル方向への
断面図、第4図aないし第4図eを用いて説明す
る。
いた製造工程を、半導体基板のチヤネル方向への
断面図、第4図aないし第4図eを用いて説明す
る。
第4図aに示したように比較的低濃度の半導体
基板21を準備し、該半導体基板21の表面に絶
縁膜22を形成する。次に第4図bのようにドレ
イン領域、OG領域、チヤネル領域、ソース領域
が形成される部分の絶縁膜22を写真蝕刻技術に
より除去した後、露出した半導体基板21の表面
に改めて絶縁膜23を形成する。次に該絶縁膜2
3上に金属膜240例えば、高不純物濃度のポリ
シリコン層等を形成する。次にゲートおよびゲー
トバスラインとなる部分を残し、写真蝕刻技術を
用い、該金属膜240を除去すれば、第4図cの
ようになる。24は該ゲートで、ゲートバスライ
ンは図示されていない。
基板21を準備し、該半導体基板21の表面に絶
縁膜22を形成する。次に第4図bのようにドレ
イン領域、OG領域、チヤネル領域、ソース領域
が形成される部分の絶縁膜22を写真蝕刻技術に
より除去した後、露出した半導体基板21の表面
に改めて絶縁膜23を形成する。次に該絶縁膜2
3上に金属膜240例えば、高不純物濃度のポリ
シリコン層等を形成する。次にゲートおよびゲー
トバスラインとなる部分を残し、写真蝕刻技術を
用い、該金属膜240を除去すれば、第4図cの
ようになる。24は該ゲートで、ゲートバスライ
ンは図示されていない。
次に、半導体基板21と異なる導電形の不純物
を拡散あるいはイオン打込み等で半導体基板21
に導入し、半導体層250を形成する。該半導体
層250の一部が後述するOG領域251および
252となる。
を拡散あるいはイオン打込み等で半導体基板21
に導入し、半導体層250を形成する。該半導体
層250の一部が後述するOG領域251および
252となる。
この時、ゲート24および厚い絶縁膜22が該
不純物の選択マスクとして働く。次いで、ゲート
24を含む半導体基板21の表面に厚い絶縁膜2
6を形成し次に写真蝕刻技術を用いて第4図dに
示すようにドレイン領域およびゲート領域が形成
される部分の該厚い絶縁膜を除去する。次いで半
導体基板21と異る導電形の高濃度不純物層を該
半導体基板21中に形成し、ドレイン領域27お
よびソース領域28とする。なお、該ドレイン領
域およびソース領域の不純物濃度はOG領域25
1および252の不純物濃度に比べ、通常は極め
て高い。次いで、絶縁膜26の除去後、半導体基
板21の表面に厚い絶縁膜29を第4図eのよう
に形成し、写真蝕刻技術により、ドレイン領域2
7、ゲート取り出し部(図示しない)ソース領域
28を露出する。次に、配線用金属膜を蒸着し、
再び写真蝕刻技術を用いてドレイン電極31、ゲ
ート電極(図示しない)、ソース電極32を形成
する。次いで、図示しないが、さらに保護用絶縁
膜を形成し、次にドレイン電極、ゲート電極ソー
ス電極が接続されているボンデイングパツドの金
属部分を露出させる。
不純物の選択マスクとして働く。次いで、ゲート
24を含む半導体基板21の表面に厚い絶縁膜2
6を形成し次に写真蝕刻技術を用いて第4図dに
示すようにドレイン領域およびゲート領域が形成
される部分の該厚い絶縁膜を除去する。次いで半
導体基板21と異る導電形の高濃度不純物層を該
半導体基板21中に形成し、ドレイン領域27お
よびソース領域28とする。なお、該ドレイン領
域およびソース領域の不純物濃度はOG領域25
1および252の不純物濃度に比べ、通常は極め
て高い。次いで、絶縁膜26の除去後、半導体基
板21の表面に厚い絶縁膜29を第4図eのよう
に形成し、写真蝕刻技術により、ドレイン領域2
7、ゲート取り出し部(図示しない)ソース領域
28を露出する。次に、配線用金属膜を蒸着し、
再び写真蝕刻技術を用いてドレイン電極31、ゲ
ート電極(図示しない)、ソース電極32を形成
する。次いで、図示しないが、さらに保護用絶縁
膜を形成し、次にドレイン電極、ゲート電極ソー
ス電極が接続されているボンデイングパツドの金
属部分を露出させる。
以上、従来の高耐圧化されたOG―IGFETの代
表的な製造工程を述べた。デバイス製造工程中に
生ずるウエハー間あるいはロツト間のデバイス特
性のばらつきを除去することが望ましい。このた
めには、第1図に示したOG領域7あるいは第4
図に示したOG領域251および252の不純物
量やチヤネル方向への長さを常に一定に保つこと
が必要である。該不純物量のばらつきの問題は、
イオン打込み技術を用いることにより比較的容易
に解決できる。ところが、第4図dで示した工程
より明らかなように、従来の製造方法ではOG領
域251および252のチヤネル方向への長さは
ゲート24とドレイン領域27あるいはソース領
域28を形成するための2つの工程により決定さ
れる。このため、マスク目合せによる誤差がウエ
ハー毎に生ずるから、OG領域251および25
2のチヤネル方向への長さもウエハー毎に異る値
に設定される。
表的な製造工程を述べた。デバイス製造工程中に
生ずるウエハー間あるいはロツト間のデバイス特
性のばらつきを除去することが望ましい。このた
めには、第1図に示したOG領域7あるいは第4
図に示したOG領域251および252の不純物
量やチヤネル方向への長さを常に一定に保つこと
が必要である。該不純物量のばらつきの問題は、
イオン打込み技術を用いることにより比較的容易
に解決できる。ところが、第4図dで示した工程
より明らかなように、従来の製造方法ではOG領
域251および252のチヤネル方向への長さは
ゲート24とドレイン領域27あるいはソース領
域28を形成するための2つの工程により決定さ
れる。このため、マスク目合せによる誤差がウエ
ハー毎に生ずるから、OG領域251および25
2のチヤネル方向への長さもウエハー毎に異る値
に設定される。
この結果、同一駆動条件のもとでも、従来の製
造方法で作られた該OG―IGFETのドレイン電
流、ドレイン耐圧等諸特性は製造条件毎、ロツト
毎、あるいはウエハー毎に異る、という欠点、即
ち、デバイス間の特性のばらつきという重大な欠
点が生じていた。
造方法で作られた該OG―IGFETのドレイン電
流、ドレイン耐圧等諸特性は製造条件毎、ロツト
毎、あるいはウエハー毎に異る、という欠点、即
ち、デバイス間の特性のばらつきという重大な欠
点が生じていた。
本発明の目的は上記欠点を取り除き、製造条件
に無関係で、かつウエハー間、ロツト間でデバイ
ス特性に差(ばらつき)のない高耐圧化された
OG―IGFETを実現するための製造方法を提供す
るものである。
に無関係で、かつウエハー間、ロツト間でデバイ
ス特性に差(ばらつき)のない高耐圧化された
OG―IGFETを実現するための製造方法を提供す
るものである。
本発明によれば、ドレイン領域とゲート電極直
下のチヤネル領域との間の半導体基板中(以下A
領域という)およびソース領域と該チヤネル領域
との間の該半導体基板中(以下B領域という)に
不純物半導体層より成る第1のオフセツトゲート
領域と第2のオフセツトゲート領域をそれぞれ備
えた絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製造方
法において、該ゲート電極の両側でドレイン領域
となる部分の該半導体基板(以下C領域という)
上およびソース領域となる部分の半導体基板(以
下D領域という)上にそれぞれ該ゲート電極と同
一の第1の導電性膜および第2の導電性膜を該ゲ
ート電極と同時に形成し、該A領域および該B領
域上を絶縁膜等の第1のマスク材料でカバーした
後、該第1および該第2の導電性膜を除去し、該
C領域および該D領域を露出させるかあるいは該
第1のマスク材料より薄い膜厚の第2のマスク材
料でカバーするかして、該半導体基板中に不純物
を導入することにより、該ドレイン領域およびソ
ース領域を形成し、これと同時に、該第1および
該第2のマスク材料の膜厚の差あるいは第2のマ
スク材料の有無を用いて、該ドレイン領域および
該ソース領域の不純物濃度より低濃度の該第1の
オフセツトゲート領域および該第2のオフセツト
ゲート領域をそれぞれ該A領域および該B領域に
形成することにより、該第1および該第2のオフ
セツトゲート領域のチヤネル方向への長さを該ゲ
ート電極に対し自己整合させることを特徴とした
オフセツトゲート領域を備えた絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製造方法が得られる。
下のチヤネル領域との間の半導体基板中(以下A
領域という)およびソース領域と該チヤネル領域
との間の該半導体基板中(以下B領域という)に
不純物半導体層より成る第1のオフセツトゲート
領域と第2のオフセツトゲート領域をそれぞれ備
えた絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製造方
法において、該ゲート電極の両側でドレイン領域
となる部分の該半導体基板(以下C領域という)
上およびソース領域となる部分の半導体基板(以
下D領域という)上にそれぞれ該ゲート電極と同
一の第1の導電性膜および第2の導電性膜を該ゲ
ート電極と同時に形成し、該A領域および該B領
域上を絶縁膜等の第1のマスク材料でカバーした
後、該第1および該第2の導電性膜を除去し、該
C領域および該D領域を露出させるかあるいは該
第1のマスク材料より薄い膜厚の第2のマスク材
料でカバーするかして、該半導体基板中に不純物
を導入することにより、該ドレイン領域およびソ
ース領域を形成し、これと同時に、該第1および
該第2のマスク材料の膜厚の差あるいは第2のマ
スク材料の有無を用いて、該ドレイン領域および
該ソース領域の不純物濃度より低濃度の該第1の
オフセツトゲート領域および該第2のオフセツト
ゲート領域をそれぞれ該A領域および該B領域に
形成することにより、該第1および該第2のオフ
セツトゲート領域のチヤネル方向への長さを該ゲ
ート電極に対し自己整合させることを特徴とした
オフセツトゲート領域を備えた絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製造方法が得られる。
さらに本発明によれば、ドレイン領域とゲート
直下のチヤネル領域との間の半導体基板中(以下
A領域という)あるいはソース領域と該チヤネル
領域との間の該半導体基板中(以下B領域とい
う)のいずれか一方に不純物半導体層より成るオ
フセツトゲート領域を備えた絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製造方法において、該ゲート電
極の両側で、ドレイン領域となる部分の該半導体
基板(以下C領域という)上およびソース領域と
なる部分の半導体基板(以下D領域という)上に
それぞれ該ゲート電極と同一の第1の導電性膜お
よび第2の導電性膜を該ゲート電極と同時に形成
し、該A領域および該B領域上を絶縁膜等の第1
のマスク材料でカバーした後、該第1および該第
2の導電性膜を除去し、該C領域および該D領域
を露出させるかあるいは該第1のマスク材料より
薄い膜厚の第2のマスク材料でカバーするかし
て、さらに該A領域上あるいは該B領域上のいず
れか一方の該第1のマスク材料を除去し、該半導
体基板中に不純物を導入することにより、該ドレ
イン領域およびソース領域を形成し、さらに該A
領域あるいは該B領域のうち、該第1のマスク材
料が除去されているいずれか一方を該ドレイン領
域あるいは該ソース領域の一部とし、これと同時
に、該第1および該第2のマスク材料の膜厚の差
あるいは該第2のマスク材料の有無を利用して、
該ドレイン領域および該ソース領域の不純物濃度
より低濃度の該オフセツト領域を該第1のマスク
材料でカバーされている該A領域あるいは該B領
域のいずれか一方に形成することにより、該オフ
セツトゲート領域のチヤネル方向への長さを該ゲ
ート電極に対し自己整合させることを特徴とした
オフセツトゲート領域を備えた絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製造方法が得られる。
直下のチヤネル領域との間の半導体基板中(以下
A領域という)あるいはソース領域と該チヤネル
領域との間の該半導体基板中(以下B領域とい
う)のいずれか一方に不純物半導体層より成るオ
フセツトゲート領域を備えた絶縁ゲート型電界効
果トランジスタの製造方法において、該ゲート電
極の両側で、ドレイン領域となる部分の該半導体
基板(以下C領域という)上およびソース領域と
なる部分の半導体基板(以下D領域という)上に
それぞれ該ゲート電極と同一の第1の導電性膜お
よび第2の導電性膜を該ゲート電極と同時に形成
し、該A領域および該B領域上を絶縁膜等の第1
のマスク材料でカバーした後、該第1および該第
2の導電性膜を除去し、該C領域および該D領域
を露出させるかあるいは該第1のマスク材料より
薄い膜厚の第2のマスク材料でカバーするかし
て、さらに該A領域上あるいは該B領域上のいず
れか一方の該第1のマスク材料を除去し、該半導
体基板中に不純物を導入することにより、該ドレ
イン領域およびソース領域を形成し、さらに該A
領域あるいは該B領域のうち、該第1のマスク材
料が除去されているいずれか一方を該ドレイン領
域あるいは該ソース領域の一部とし、これと同時
に、該第1および該第2のマスク材料の膜厚の差
あるいは該第2のマスク材料の有無を利用して、
該ドレイン領域および該ソース領域の不純物濃度
より低濃度の該オフセツト領域を該第1のマスク
材料でカバーされている該A領域あるいは該B領
域のいずれか一方に形成することにより、該オフ
セツトゲート領域のチヤネル方向への長さを該ゲ
ート電極に対し自己整合させることを特徴とした
オフセツトゲート領域を備えた絶縁ゲート型電界
効果トランジスタの製造方法が得られる。
以下では、チヤネル方向への断面図を第5図a
ないし第5図fを用いて本発明の製造方法の実施
例を説明する。本実施例では一例としてゲート電
極の両側にOG領域を備えたOG―IGFET(第3図
参照)を用いることにする。
ないし第5図fを用いて本発明の製造方法の実施
例を説明する。本実施例では一例としてゲート電
極の両側にOG領域を備えたOG―IGFET(第3図
参照)を用いることにする。
まず、第5図aに示すように、比較的低濃度の
半導体基板、例えば不純物濃度が1立方cm当り
1015程度のシリコン基板を準備し、該半導体基板
41の表面に、例えば厚さ1ミクロンの絶縁膜4
2を形成する。
半導体基板、例えば不純物濃度が1立方cm当り
1015程度のシリコン基板を準備し、該半導体基板
41の表面に、例えば厚さ1ミクロンの絶縁膜4
2を形成する。
次に、第5図bに示すように、ドレイン領域、
OG領域、チヤネル領域、ソース領域が形成され
る部分の絶縁膜42を写真蝕刻技術により除去す
る。
OG領域、チヤネル領域、ソース領域が形成され
る部分の絶縁膜42を写真蝕刻技術により除去す
る。
次に、露出した半導体基板41の表面に絶縁膜
43例えば厚さ400ないし1000オングストローム
のシリコン酸化膜を形成した後、該絶縁膜43上
に、厚さ約5000オングストロームの金属膜44、
例えば高濃度に不純物が導入され電気導通性の優
れたポリシリコン層を形成する。さらに、該金属
膜44に絶縁膜45、例えばシリコン酸化膜ある
いはシリコン窒化膜等を形成する。
43例えば厚さ400ないし1000オングストローム
のシリコン酸化膜を形成した後、該絶縁膜43上
に、厚さ約5000オングストロームの金属膜44、
例えば高濃度に不純物が導入され電気導通性の優
れたポリシリコン層を形成する。さらに、該金属
膜44に絶縁膜45、例えばシリコン酸化膜ある
いはシリコン窒化膜等を形成する。
次に、第5図cに示したように、写真蝕刻技術
を用い、ゲート電極441と図示されないゲート
バスラインとされる部分の導電性膜、第1の導電
性膜442、第2の金属膜443およびこれら導
電性膜の上下にある絶縁膜43および45を除去
する。
を用い、ゲート電極441と図示されないゲート
バスラインとされる部分の導電性膜、第1の導電
性膜442、第2の金属膜443およびこれら導
電性膜の上下にある絶縁膜43および45を除去
する。
次に、第5図dに示すように、半導体基板41
の露出した表面にのみ絶縁膜48を形成する。該
絶縁膜48と該絶縁膜43が共に同一絶縁材料、
例えば、シリコン酸化膜であつてもよい。この場
合、該絶縁膜48の膜厚を該絶縁膜43のそれに
比べ大きい値とする。写真蝕刻技術を用いて、絶
縁膜452,453該第1の導電性膜442と第
2の導電性膜443を順次除去すれば第5図eに
示すようになる。この時、絶縁膜451も除去し
てもかまわない。
の露出した表面にのみ絶縁膜48を形成する。該
絶縁膜48と該絶縁膜43が共に同一絶縁材料、
例えば、シリコン酸化膜であつてもよい。この場
合、該絶縁膜48の膜厚を該絶縁膜43のそれに
比べ大きい値とする。写真蝕刻技術を用いて、絶
縁膜452,453該第1の導電性膜442と第
2の導電性膜443を順次除去すれば第5図eに
示すようになる。この時、絶縁膜451も除去し
てもかまわない。
次に、薄い絶縁膜43および厚い絶縁膜48を
介して該絶縁膜直下の半導体基板41の表面近傍
に該半導体基板41と異なる導電形の不純物を導
入し、薄い絶縁膜43直下に高濃度の、例えば1
平方cm当り5×1015の不純物半導体層、即ちドレ
イン領域49とソース領域50および厚い絶縁膜
48直下に、低濃度の、例えば1平方cm当り1×
1012の不純物半導体層即ち、第1のOG領域46
と第2のOG領域47を同時に形成する。この
時、ゲート441、十分厚い絶縁膜42が該不純
物の選択マスクとして働くから、これら441、
42直下の半導体基板中には該不純物半導体層は
形成されない。
介して該絶縁膜直下の半導体基板41の表面近傍
に該半導体基板41と異なる導電形の不純物を導
入し、薄い絶縁膜43直下に高濃度の、例えば1
平方cm当り5×1015の不純物半導体層、即ちドレ
イン領域49とソース領域50および厚い絶縁膜
48直下に、低濃度の、例えば1平方cm当り1×
1012の不純物半導体層即ち、第1のOG領域46
と第2のOG領域47を同時に形成する。この
時、ゲート441、十分厚い絶縁膜42が該不純
物の選択マスクとして働くから、これら441、
42直下の半導体基板中には該不純物半導体層は
形成されない。
次に、第5図fに示すように、絶縁膜451を
除去した後、表面に厚い絶縁膜51を形成し、写
真蝕刻技術により、該絶縁膜に穴をあけ、ドレイ
ン領域49、図示しないゲート取り出し部分、ソ
ース領域50を露出させる。次に配線用金属膜を
蒸着し、再び写真蝕刻技術によりドレイン電極5
2、図示しないゲート電極、ソース電極53を形
成する。次いで、図示しない絶縁膜をさらに形成
した後、該ドレイン電極52、ゲート電極、ソー
ス電極53が接続されているボンデイングパツド
の金属部分を露出させる。
除去した後、表面に厚い絶縁膜51を形成し、写
真蝕刻技術により、該絶縁膜に穴をあけ、ドレイ
ン領域49、図示しないゲート取り出し部分、ソ
ース領域50を露出させる。次に配線用金属膜を
蒸着し、再び写真蝕刻技術によりドレイン電極5
2、図示しないゲート電極、ソース電極53を形
成する。次いで、図示しない絶縁膜をさらに形成
した後、該ドレイン電極52、ゲート電極、ソー
ス電極53が接続されているボンデイングパツド
の金属部分を露出させる。
以上の説明では、OG領域がゲートの両側に各
1個ずつ設けられた構造のOG―IGFET(第3図
参照)の製造方法を説明した。ゲート電極の左側
にのみOG領域を備えたOG―IGFET(第1図参
照)の場合も、第5図eにおいて絶縁膜481あ
るいは482のいずれか一方を写真蝕刻技術を用
いて除去することにより、上記と全く同様な製造
方法が適用される。今、例えば絶縁膜481を除
去するとする。次に、前記同様該半導体基板41
と異なる導電形の不純物を導入すれば、第5図e
において、既に除去された該絶縁膜481直下の
半導体基板中にもドレイン領域が形成される。一
方、ソース領域50および除去しない絶縁膜48
2直下に該第2のOG領域47は前記と同様に形
成される。
1個ずつ設けられた構造のOG―IGFET(第3図
参照)の製造方法を説明した。ゲート電極の左側
にのみOG領域を備えたOG―IGFET(第1図参
照)の場合も、第5図eにおいて絶縁膜481あ
るいは482のいずれか一方を写真蝕刻技術を用
いて除去することにより、上記と全く同様な製造
方法が適用される。今、例えば絶縁膜481を除
去するとする。次に、前記同様該半導体基板41
と異なる導電形の不純物を導入すれば、第5図e
において、既に除去された該絶縁膜481直下の
半導体基板中にもドレイン領域が形成される。一
方、ソース領域50および除去しない絶縁膜48
2直下に該第2のOG領域47は前記と同様に形
成される。
以上本発明の実施例を説明した。
本発明によれば、ゲート電極の両側に第1およ
び第2の金属膜を該ゲート電極と同時に形成し、
該ゲート電極と第1の金属膜および該ゲート電極
と第2の金属膜との間の半導体基板中の両方に第
1および第2のオフセツトゲート領域を形成し、
次に第1の導電性膜および第2の導電性膜直下の
半導体基板中にそれぞれドレイン領域およびソー
ス領域を形成することにより、ゲート電極とドレ
イン領域およびゲート電極とソース領域に対しそ
れぞれ自己整合された第1および第2のOG領域
が形成される。従つて、OG領域のチヤネル方向
への長さは常に設計値通りとなり、製造条件の違
いによるばらつきは全く生じない。
び第2の金属膜を該ゲート電極と同時に形成し、
該ゲート電極と第1の金属膜および該ゲート電極
と第2の金属膜との間の半導体基板中の両方に第
1および第2のオフセツトゲート領域を形成し、
次に第1の導電性膜および第2の導電性膜直下の
半導体基板中にそれぞれドレイン領域およびソー
ス領域を形成することにより、ゲート電極とドレ
イン領域およびゲート電極とソース領域に対しそ
れぞれ自己整合された第1および第2のOG領域
が形成される。従つて、OG領域のチヤネル方向
への長さは常に設計値通りとなり、製造条件の違
いによるばらつきは全く生じない。
言い換えれば、デバイス相互間、ウエハー間、
ロツト間で、OG領域のチヤネル方向への長さの
ばらつきは全く生じることがないから、特性が均
一で、かつ優れ、歩留りの高いデバイスを実現で
きる。さらに、本発明によれば、OG領域のチヤ
ネル方向への長さはゲート電極と第1の導電性膜
およびゲート電極と第2の導電性膜との距離で与
えられるから、OG領域の長さを自由に選択・設
計ができる。さらに該ゲート電極と該導電性膜と
の間隔距離は加工技術の向上に伴い飛躍的に小さ
くすることができるから高耐圧大電力用OG―
IGFETのみばかりか、大規模集積回路用の微細
素子として極めて有利である。さらに本発明によ
れば、前記の様にOG領域の長さは各デバイス間
で全く等しい上、OG領域の不純物濃度もイオン
打込み等により極めて正確に得られるから、デバ
イス特性のばらつきに対するマージンをあまり考
慮する必要はない。従つてデバイスのスイツチン
グスピード、周波特性、オフセツト電圧、歪特性
等も設計値と等しいか、極めて近い値が得られ
る。なお、ゲート電極の片側にのみOG領域を備
えたOG―IGFETにおいても前記特徴が達成され
ることは明らかである。
ロツト間で、OG領域のチヤネル方向への長さの
ばらつきは全く生じることがないから、特性が均
一で、かつ優れ、歩留りの高いデバイスを実現で
きる。さらに、本発明によれば、OG領域のチヤ
ネル方向への長さはゲート電極と第1の導電性膜
およびゲート電極と第2の導電性膜との距離で与
えられるから、OG領域の長さを自由に選択・設
計ができる。さらに該ゲート電極と該導電性膜と
の間隔距離は加工技術の向上に伴い飛躍的に小さ
くすることができるから高耐圧大電力用OG―
IGFETのみばかりか、大規模集積回路用の微細
素子として極めて有利である。さらに本発明によ
れば、前記の様にOG領域の長さは各デバイス間
で全く等しい上、OG領域の不純物濃度もイオン
打込み等により極めて正確に得られるから、デバ
イス特性のばらつきに対するマージンをあまり考
慮する必要はない。従つてデバイスのスイツチン
グスピード、周波特性、オフセツト電圧、歪特性
等も設計値と等しいか、極めて近い値が得られ
る。なお、ゲート電極の片側にのみOG領域を備
えたOG―IGFETにおいても前記特徴が達成され
ることは明らかである。
なお、以上述べた実施例で用いて絶縁膜や金属
膜の材質および膜厚、不純物の種類や濃度等は一
例であつて、これらの値に限定されず本発明の機
能が達成されれば、どのような値でもかまわな
い。
膜の材質および膜厚、不純物の種類や濃度等は一
例であつて、これらの値に限定されず本発明の機
能が達成されれば、どのような値でもかまわな
い。
さらに絶縁膜、金属膜、ドレイン領域、ソース
領域、OG領域の形成方法あるいは写真蝕刻技術
の方法も上記目的が達成されればどのような方法
を用いてもかまわない。
領域、OG領域の形成方法あるいは写真蝕刻技術
の方法も上記目的が達成されればどのような方法
を用いてもかまわない。
第1図は高耐圧化されたオフセツトゲート
(OG)構造の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ(IGFET)の構造を示す模式図で、ゲート電
極の片側にのみOG領域がある場合の一例、第2
図は第1図に示したOG―IGFETの等価回路であ
る。第3図はゲート電極の両側にOG領域を持つ
OG形IGFETの等価回路である。第4図aないし
第4図eは第3図に示したOG―IGFETを形成す
るための製造工程を示した従来例である。第5図
aないし第5図fはOG―IGFETを形成するため
の製造工程を示す本発明の一実施例で、第3図に
示したOG―IGFETを一例に用いている。 第1図において、1は半導体基板、2はドレイ
ン領域、3はソース領域、4はゲート絶縁膜、5
はゲート電極、6はチヤネル領域、7はオフセツ
トゲート領域、8はオフセツトゲート領域のチヤ
ネル方向への長さ、9および10はそれぞれドレ
イン電極およびゲート電極である。 第2図および第3図において、11,13,1
5は接合形電界効果トランジスタ、12,14は
絶縁ゲート型電界効果トランジスタである。 第4図において、21は半導体基板、22,2
3,26,29は絶縁膜、240,24は金属
膜、251,252はオフセツトゲート領域、2
7はドレイン領域、28はソース領域、31はド
レイン電極、32はソース電極である。 第5図において、41は半導体基板、42,4
3,45,481,482,51は絶縁膜、4
4,441,442,443は導電性膜、特に4
41はゲート電極、49はドレイン領域、50は
ソース領域、46,47はオフセツトゲート領
域、52はドレイン電極、53はソース電極であ
る。
(OG)構造の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ(IGFET)の構造を示す模式図で、ゲート電
極の片側にのみOG領域がある場合の一例、第2
図は第1図に示したOG―IGFETの等価回路であ
る。第3図はゲート電極の両側にOG領域を持つ
OG形IGFETの等価回路である。第4図aないし
第4図eは第3図に示したOG―IGFETを形成す
るための製造工程を示した従来例である。第5図
aないし第5図fはOG―IGFETを形成するため
の製造工程を示す本発明の一実施例で、第3図に
示したOG―IGFETを一例に用いている。 第1図において、1は半導体基板、2はドレイ
ン領域、3はソース領域、4はゲート絶縁膜、5
はゲート電極、6はチヤネル領域、7はオフセツ
トゲート領域、8はオフセツトゲート領域のチヤ
ネル方向への長さ、9および10はそれぞれドレ
イン電極およびゲート電極である。 第2図および第3図において、11,13,1
5は接合形電界効果トランジスタ、12,14は
絶縁ゲート型電界効果トランジスタである。 第4図において、21は半導体基板、22,2
3,26,29は絶縁膜、240,24は金属
膜、251,252はオフセツトゲート領域、2
7はドレイン領域、28はソース領域、31はド
レイン電極、32はソース電極である。 第5図において、41は半導体基板、42,4
3,45,481,482,51は絶縁膜、4
4,441,442,443は導電性膜、特に4
41はゲート電極、49はドレイン領域、50は
ソース領域、46,47はオフセツトゲート領
域、52はドレイン電極、53はソース電極であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ドレイン領域とゲート電極直下のチヤネル領
域との間の半導体基板中(以下A領域という)お
よびソース領域と該チヤネル領域との間の該半導
体基板中(以下B領域という)に不純物半導体層
より成る第1のオフセツトゲート領域と第2のオ
フセツトゲート領域をそれぞれ備えた絶縁ゲート
型電界効果トランジスタの製造方法において、該
ゲート電極の両側でドレイン領域となる部分の該
半導体基板(以下C領域という)上およびソース
領域となる部分の半導体基板(以下D領域とい
う)上にそれぞれ該ゲート電極と同一の第1の導
電性膜および第2の導電性膜を該ゲート電極と同
時に形成し、該A領域および該B領域上を絶縁膜
等の第1のマスク材料でカバーした後、該第1お
よび該第2の導電性膜を除去し、該C領域および
該D領域を露出させるかあるいは該第1のマスク
材料より薄い膜厚の第2のマスク材料でカバーす
るかして、該半導体基板中に不純物を導入するこ
とにより、該ドレイン領域およびソース領域を形
成し、これと同時に、該第1および該第2のマス
ク材料の膜厚の差あるいは第2のマスク材料の有
無を用いて、該ドレイン領域および該ソース領域
の不純物濃度より低濃度の該第1のオフセツトゲ
ート領域および該第2のオフセツトゲート領域を
それぞれ該A領域および該B領域に形成すること
により、該第1および該第2のオフセツトゲート
領域のチヤネル方向への長さを該ゲート電極に対
し自己整合させることを特徴としたオフセツトゲ
ート領域を備えた絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの製造方法。 2 ドレイン領域とゲート直下のチヤネル領域と
の間の半導体基板中(以下A領域という)あるい
はソース領域と該チヤネル領域との間の該半導体
基板中(以下B領域という)のいずれか一方に不
純物半導体層より成るオフセツトゲート領域を備
えた絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製造方
法において、該ゲート電極の両側で、ドレイン領
域となる部分の該半導体基板(以下C領域とい
う)上およびソース領域となる部分の半導体基板
(以下D領域という)上にそれぞれ該ゲート電極
と同一の第1の導電性膜および第2の導電性膜を
該ゲート電極と同時に形成し、該A領域および該
B領域上を絶縁膜等の第1のマスク材料でカバー
した後、該第1および該第2の導電性膜を除去
し、該C領域および該D領域を露出させるかある
いは該第1のマスク材料より薄い膜厚の第2のマ
スク材料でカバーするかして、さらに該A領域上
あるいは該B領域上のいずれか一方の該第1のマ
スク材料を除去し、該半導体基板中に不純物を導
入することにより、該ドレイン領域およびソース
領域を形成し、さらに該A領域あるいは該B領域
のうち、該第1のマスク材料が除去されているい
ずれか一方を該ドレイン領域あるいは該ソース領
域の一部とし、これと同時に、該第1および該第
2のマスク材料の膜厚の差あるいは該第2のマス
ク材料の有無を利用して、該ドレイン領域および
該ソース領域の不純物濃度より低濃度の該オフセ
ツト領域を該第1のマスク材料でカバーされてい
る該A領域あるいは該B領域のいずれか一方に形
成することにより、該オフセツトゲート領域のチ
ヤネル方向への長さを該ゲート電極に対し自己整
合させることを特徴としたオフセツトゲート領域
を備えた絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55166084A JPS5789257A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Manufacture of insulation gate type field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55166084A JPS5789257A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Manufacture of insulation gate type field effect transistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5789257A JPS5789257A (en) | 1982-06-03 |
| JPH0126192B2 true JPH0126192B2 (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=15824681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55166084A Granted JPS5789257A (en) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | Manufacture of insulation gate type field effect transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5789257A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064473A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-13 | Seiko Epson Corp | Mos型トランジスタ |
-
1980
- 1980-11-25 JP JP55166084A patent/JPS5789257A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5789257A (en) | 1982-06-03 |
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