JPH04215480A - 高耐圧mosトランジスタとその製造方法 - Google Patents

高耐圧mosトランジスタとその製造方法

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JPH04215480A
JPH04215480A JP41040290A JP41040290A JPH04215480A JP H04215480 A JPH04215480 A JP H04215480A JP 41040290 A JP41040290 A JP 41040290A JP 41040290 A JP41040290 A JP 41040290A JP H04215480 A JPH04215480 A JP H04215480A
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mos transistor
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Yoshihiro Oshikawa
押川 圭宏
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐圧MOSトランジ
スタとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高耐圧MOSトランジスタとして図7に
示すものが知られている。同図において、1はp型の半
導体基板、2はn型のウエル、3はp− 型の電界緩和
領域、4はp+ 型のドレイン領域で、電界緩和領域3
によってまわりを取り囲まれている。5はp+ 型のソ
ース領域で、該ソース領域5と電界緩和領域3との間が
チャンネルとなり、該チャンネル上にゲート絶縁膜6を
介して多結晶シリコンからなるゲート電極7が形成され
ている。
【0003】8は半導体基板表面部の選択酸化により形
成されたフィールド絶縁膜で、上記電界緩和領域3はフ
ィールド絶縁膜8の下側に位置している。
【0004】このように、従来においては、高濃度ドレ
イン領域4の周囲を低濃度の電界緩和領域3によって取
り囲むことによりドレイン耐圧を高めているに過ぎない
場合が多かった。このような場合、ドレイン耐圧は、高
濃度ドレイン領域4とこれが形成されたウエル2との不
純物濃度の積によって概ね決定されるところのウエル2
・高濃度ドレイン領域4間pn接合のブレークイダウン
電圧となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ICの高集
積化に伴い高耐圧MOSトランジスタにもセルの微細化
が要求される。そのため、ソース領域及びドレイン領域
の不純物濃度を高めることが要求される。というのは、
セルサイズを小さくするためにはソース領域、ドレイン
領域のサイズも小さくせざるを得ないが、そうすると不
純物濃度を高くしない限りそれらの寄生抵抗が大きくな
らざるを得なくなり、トランジスタの特性上好ましくな
いからである。しかしながら、ソース領域、ドレイン領
域の不純物濃度を高めると、前述のようにp+ 型ドレ
イン領域4とウエル2との間の接合のブレークダウン電
圧が低くなり、延いてはドレイン耐圧が低くなる。これ
は高耐圧MOSトランジスタとして無視できない問題と
なる。
【0006】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、ソース領域、ドレインの高抵抗化を
伴うことなくドレイン耐圧を高めることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の高耐圧MOS
トランジスタは、半導体基板表面部にはドレイン側の領
域として低濃度の電界緩和領域のみを形成し、そして、
半導体基板上に半導体層によって上記電界緩和領域とコ
ンタクトする低濃度ドレイン領域とそれに連なる高濃度
ドレイン領域を形成するようにしたことを特徴とする。 請求項2の高耐圧MOSトランジスタとその製造方法は
、不純物の選択的イオン打込みにより電界緩和領域を形
成する工程と、選択酸化によりフィールド絶縁膜を形成
する工程と、ゲート電極、低濃度ドレイン領域及び高濃
度ドレイン領域となる半導体層を成長させる工程とを有
することを特徴とする。
【0008】
【実施例】以下、本発明高耐圧MOSトランジスタとそ
の製造方法を図示実施例に従って詳細に説明する。図1
は本発明高耐圧MOSトランジスタの一つの実施例を示
す断面図である。1はp型半導体基板、2は該半導体基
板1の表面部に形成されたウエルで、特許請求の範囲で
いう半導体基板表面部に該当する。3はp− 型の電界
緩和領域で、ソース領域側の半部がフィールド絶縁膜8
下に位置しており、残りの半部3aはフィールド絶縁膜
8から逸れたところで半導体表面に露出している。5は
p+ 型ソース領域で、上記電界緩和領域3と適宜離間
しており、該ソース領域5と電界緩和領域3との間がチ
ャンネルとなる。該チャンネル上にはゲート絶縁膜6を
介して多結晶シリコンからなるゲート電極7が形成され
ている。
【0009】9はシリコン半導体層で、気相成長法によ
り形成されたものである。9aは半導体層9のうち電界
緩和領域3の半導体表面に露出した部分3aと開口部8
aにてコンタクトせしめられているところの低濃度ドレ
イン領域であり、低濃度ドレイン領域3aの結晶性がそ
のまま成長してエピタキシャル層となっている。9bは
半導体層9のうちのフィールド絶縁膜8上に位置した部
分で、低濃度ドレイン領域3aの結晶性はここまでは及
んでおらず多結晶シリコンの状態である。
【0010】この高耐圧MOSトランジスタは、高濃度
ドレイン領域9b、低濃度ドレイン領域9aが半導体基
板1の表面部であるウエル2と直接接しておらず、ドレ
イン耐圧は、電界緩和領域3とウエル2との不純物濃度
の積によって決まるところの電界緩和領域3・ウエル2
間接合ブレークダウン電圧である。そして、電界緩和領
域3の不純物濃度は、従来の場合における高濃度ドレイ
ン領域4(図7参照)のそれに比較して非常に低い。依
って、ドレイン耐圧は従来よりも相当に高くなる。
【0011】このように、図1の高耐圧MOSトランジ
スタによればドレイン耐圧を非常に高くできる。そして
、高濃度ドレイン領域9bの不純物濃度を充分に高くす
ることによりドレインに寄生する抵抗は従来どおりある
いは従来よりも低くすることができる。
【0012】図2乃至図6は第1図に示した高耐圧MO
Sトランジスタの製造方法を工程順に示す断面図である
。尚、本高耐圧MOSトランジスタはCMOSICの一
部を成している。 (1)ウエル2上にSiO2 からなるパッド膜10を
形成し、該パッド膜10上にSi3 N4 からなる耐
酸化膜11を選択的に形成する。図2は耐酸化膜11形
成後の状態を示す。 (2)次に、レジスト膜12で半導体基板表面上を選択
的に覆った状態で不純物をイオン打込みすることにより
図3に示すようにp− 型電界緩和領域3を形成する。 この電界緩和領域3は図示しないnチャンネルMOSF
ETのn型寄生チャンネルの発生を阻むp型チャンネル
ストッパの形成と同時に行う。従って、電界緩和領域3
の形成がCMOSICの製造工程の増加をもたらさない
。 (3)次に、半導体の選択的加熱酸化によりフィールド
絶縁膜8を形成する。図4はフィールド絶縁膜8形成後
耐酸化膜を除去した状態を示す。
【0013】(4)次に、表面の薄い絶縁膜を除去して
ソース領域となる部分及び電界緩和領域3aの表面を露
出させ、次いで、ゲート絶縁膜6を形成し、次いで、該
ゲート絶縁膜6の電界緩和領域3a上を覆う部分を除去
して電界緩和領域3aを露出させ、その後、ゲート電極
7、低濃度ドレイン領域9a、高濃度ドレイン領域9b
となるシリコン半導体層をCVDにより成長させる。そ
して、該半導体層のパターニングによりゲート電極7と
、低濃度ドレイン領域9a、高濃度ドレイン領域9bと
なる半導体層9とを形成する。図5はゲート電極7及び
半導体層9の形成後の状態を示す。尚、図5における9
a、9bは半導体層9を観念的に区別しているにすぎな
ず、現段階では区別はできない。ところで、ゲート電極
7及び高濃度ドレイン領域9bは下地がSiO2 なの
で多結晶シリコンとなるが、低濃度ドレイン領域9aは
下地が単結晶である半導体基板表面(電界緩和領域3a
)なのでエピタキシャル成長層となり、ドレインとして
の役割を充分に果すのである。半導体層からなる低濃度
ドレイン領域9a及び高濃度ドレイン領域9bを有する
ことが本高耐圧MOSトランジスタの特徴であるが、こ
の低濃度ドレイン領域9a及び高濃度ドレイン領域9b
となる半導体層9は、ゲート電極7と同時に形成できる
ので、これの形成が高耐圧MOSトランジスタの製造工
程の増加をもたらさない。 (5)次に、レジスト膜12で低濃度ドレイン領域9a
をマスクした状態でp型不純物をイオン打込みすること
により図5に示すようにp+ 型のソース領域5を形成
すると共に高濃度ドレイン領域9bの不純物濃度を高め
る。このレジスト膜12はnチャンネルMOSトランジ
スタの形成部を覆うレジスト膜と同時に形成できるので
、この形成も高耐圧MOSトランジスタの製造工程の増
大を伴わない。
【0014】このような高耐圧MOSトランジスタの製
造方法によれば、低濃度ドレイン領域9a及び高濃度ド
レイン領域9bをゲート電極7と同時に形成でき、製造
工程の増加をほとんど伴うことなく高耐圧MOSトラン
ジスタの高耐圧化を図ることができる。
【0015】
【発明の効果】請求項1の高耐圧MOSトランジスタは
、半導体基板の表面部に、高濃度ソース領域と、これと
同じ導電型の電界緩和領域とが適宜離間して設けられ、
上記ソース領域と上記電界緩和領域との間の部分上にゲ
ート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、上記半導体
基板上に、上記電界緩和領域の反ソース領域側の部分に
コンタクトしてフィールド絶縁膜上に延びこのコンタク
トした部分がエピタキシャル低濃度ドレイン領域となり
フィールド絶縁膜上の部分が高濃度ドレイン領域となっ
た半導体層を有することを特徴とするものである。 従って、本高耐圧MOSトランジスタによれば、ドレイ
ン側の領域として低濃度の電界緩和領域のみが半導体基
板の表面部と接して接合をつくり、高濃度ドレイン領域
は接合をつくらない。従って、ドレインの耐圧は低濃度
の電界緩和領域と半導体基板との不純物濃度の積により
決まり、従来よりも低くすることができる。請求項2の
高耐圧MOSトランジスタの製造方法は、半導体基板表
面部に不純物を選択的にイオン打込みすることにより電
界緩和領域を形成する工程と、ソース領域を形成すべき
部分とチャンネルとなる部分と上記電界緩和領域の半導
体層にコンタクトすべき部分とを耐酸化膜でマスクして
半導体表面部を酸化することによりフィールド絶縁膜を
形成する工程と、上記半導体基板上に、ゲート電極と、
低濃度ドレイン領域及び高濃度ドレイン領域とになる半
導体層を成長させる工程と、上記ゲート電極と、上記低
濃度ドレイン領域上を覆うレジスト膜をマスクとして不
純物をイオン打込みすることにより半導体基板表面部に
ソース領域を形成すると共に半導体層の高濃度ドレイン
領域になる部分を高不純物濃度化する工程と、を有する
ことを特徴とするものである。従って、本高耐圧MOS
トランジスタの製造方法によれば、低濃度ドレイン領域
及び高濃度ドレイン領域をゲート電極と同時に形成する
ので、製造工程を徒らに増すことなく高耐圧MOSトラ
ンジスタのドレイン耐圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明高耐圧MOSトランジスタとその製造方
法の一つの実施例を示す断面図である。
【図2】第1図に示した高耐圧MOSトランジスタの製
造方法の第1の工程を示す断面図である。
【図3】第1図に示した高耐圧MOSトランジスタの製
造方法の第2の工程を示す断面図である。
【図4】第1図に示した高耐圧MOSトランジスタの製
造方法の第3の工程を示す断面図である。
【図5】第1図に示した高耐圧MOSトランジスタの製
造方法の第4の工程を示す断面図である。
【図6】第1図に示した高耐圧MOSトランジスタの製
造方法の第5の工程を示す断面図である。
【図7】図7は従来例の断面図である。
【符号の説明】
1  半導体基板 2  半導体基板表面部(ウエル) 3  電界緩和領域 5  ソース領域 6  ゲート絶縁膜 7  ゲート電極 8  フィールド絶縁膜 9  半導体層 9a  低濃度ドレイン領域 9b  高濃度ドレイン領域 11  耐酸化膜 12  レジスト膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板の表面部に、高濃度ソース
    領域と、これと同じ導電型の電界緩和領域とが適宜離間
    して設けられ、上記ソース領域と上記電界緩和領域との
    間の部分上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成さ
    れ、上記半導体基板上に、上記電界緩和領域の反ソース
    領域側の部分にコンタクトしてフィールド絶縁膜上に延
    びこのコンタクトした部分がエピタキシャル低濃度ドレ
    イン領域となりフィールド絶縁膜上の部分が高濃度ドレ
    イン領域となった半導体層が形成されてなることを特徴
    とする高耐圧MOSトランジスタ
  2. 【請求項2】  半導体基板表面部に不純物を選択的に
    イオン打込みすることにより電界緩和領域を形成する工
    程と、ソース領域を形成すべき部分とチャンネルとなる
    部分と上記電界緩和領域の半導体層にコンタクトすべき
    部分とを耐酸化膜でマスクした状態で半導体表面部を酸
    化することによりフィールド絶縁膜を形成する工程と、
    上記半導体基板上に、ゲート電極と、低濃度ドレイン領
    域及び高濃度ドレイン領域になる半導体層を成長させる
    工程と、上記ゲート電極と、上記低濃度ドレイン領域上
    を覆うレジスト膜をマスクとして不純物をイオン打込み
    することにより半導体基板表面部にソース領域を形成す
    ると共に半導体層の高濃度ドレイン領域になる部分を高
    不純物濃度化する工程と、を有することを特徴とする請
    求項1記載の高耐圧MOSトランジスタの製造方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007063908A1 (ja) * 2005-11-29 2007-06-07 Sharp Kabushiki Kaisha 半導体装置及びその製造方法
US7843014B2 (en) 2005-11-29 2010-11-30 Sharp Kabushiki Kaisha Small size transistor semiconductor device capable of withstanding high voltage
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