JPH0555584A - 絶縁ゲート形電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
絶縁ゲート形電界効果トランジスタの製造方法Info
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- JPH0555584A JPH0555584A JP21885491A JP21885491A JPH0555584A JP H0555584 A JPH0555584 A JP H0555584A JP 21885491 A JP21885491 A JP 21885491A JP 21885491 A JP21885491 A JP 21885491A JP H0555584 A JPH0555584 A JP H0555584A
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Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】PSG膜を利用することにより、加工精度向
上、製品の歩留り向上を解決した縦型MOSFETの製
造方法を提供する。 【構成】 リンガラス酸化膜を半導体基板全面に被着
し、リフローし、そのリンガラス酸化膜をソース拡散領
域上のシリコン半導体基板表面が露出するまで全面エッ
チングすることにより、コンタクト開口をセルフアライ
ンにより形成する縦型MOSFETの製造方法。
上、製品の歩留り向上を解決した縦型MOSFETの製
造方法を提供する。 【構成】 リンガラス酸化膜を半導体基板全面に被着
し、リフローし、そのリンガラス酸化膜をソース拡散領
域上のシリコン半導体基板表面が露出するまで全面エッ
チングすることにより、コンタクト開口をセルフアライ
ンにより形成する縦型MOSFETの製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は絶縁ゲート形電界効果ト
ランジスタに係り、特にパワーMOSFET等の縦型の
絶縁ゲート形電界効果トランジスタに関する。
ランジスタに係り、特にパワーMOSFET等の縦型の
絶縁ゲート形電界効果トランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の縦型絶縁ゲート形電界効果
トランジスタ(以下、縦型MOSFETという)の断面
図である。符号1はN型の半導体基板であり、縦型MO
SFETのドレイン領域を構成する。符号2はP型の縦
型MOSFETのチャンネル拡散領域である。符号3は
N+ 型の拡散層であり、ソース拡散領域を形成する。符
号4は薄い酸化膜からなるゲート絶縁膜であり、符号5
は多結晶シリコンからなるゲート電極であり、このゲー
ト電極5に電圧が印加されることによって、ソース拡散
領域3とドレイン領域とがゲート絶縁膜4を介して導通
が制御される。符号8はリンガラス等の酸化膜からなる
層間絶縁膜であり、符号9はアルミの電極であり、縦型
MOSFETのソース電極を形成する。このような縦型
MOSFETの構造は、高耐圧、大電流を取り扱うパワ
ーMOSFETに好適である。
トランジスタ(以下、縦型MOSFETという)の断面
図である。符号1はN型の半導体基板であり、縦型MO
SFETのドレイン領域を構成する。符号2はP型の縦
型MOSFETのチャンネル拡散領域である。符号3は
N+ 型の拡散層であり、ソース拡散領域を形成する。符
号4は薄い酸化膜からなるゲート絶縁膜であり、符号5
は多結晶シリコンからなるゲート電極であり、このゲー
ト電極5に電圧が印加されることによって、ソース拡散
領域3とドレイン領域とがゲート絶縁膜4を介して導通
が制御される。符号8はリンガラス等の酸化膜からなる
層間絶縁膜であり、符号9はアルミの電極であり、縦型
MOSFETのソース電極を形成する。このような縦型
MOSFETの構造は、高耐圧、大電流を取り扱うパワ
ーMOSFETに好適である。
【0003】従来、係る構造のMOSFETは以下に述
べる製造工程により製造されていた。先ずN型のシリコ
ン半導体基板1の表面をゲート酸化し、ゲート絶縁膜4
を全面に被着する。次にそのゲート絶縁膜4上に、全面
に多結晶シリコン膜を被着する。そしてリン等の不純物
をその多結晶シリコン膜にドープし、ホトエッチによ
り、ゲート電極5を形成する。
べる製造工程により製造されていた。先ずN型のシリコ
ン半導体基板1の表面をゲート酸化し、ゲート絶縁膜4
を全面に被着する。次にそのゲート絶縁膜4上に、全面
に多結晶シリコン膜を被着する。そしてリン等の不純物
をその多結晶シリコン膜にドープし、ホトエッチによ
り、ゲート電極5を形成する。
【0004】次に、多結晶シリコン膜であるゲート電極
5をマスクとして、自己整合(セルフアライン)により
ボロン等のP型不純物をイオン注入する。そして熱処理
によりボロン等を半導体基板1に拡散することにより、
P型のチャンネル拡散領域2を形成する。そして、ホト
レジストを全面に塗布し、ホトレジストのソース領域と
なる部分を開口し、ホトレジスト及びゲート電極5をマ
スクとしてリンをイオン注入する。そして熱処理するこ
とにより、リンの高濃度拡散層であるN+ 型のソース拡
散領域3が形成される。このようにゲート電極5の直下
においては、P型のチャンネル拡散領域2とN+型のソ
ース拡散領域3とは二重に自己整合によって形成され
る。
5をマスクとして、自己整合(セルフアライン)により
ボロン等のP型不純物をイオン注入する。そして熱処理
によりボロン等を半導体基板1に拡散することにより、
P型のチャンネル拡散領域2を形成する。そして、ホト
レジストを全面に塗布し、ホトレジストのソース領域と
なる部分を開口し、ホトレジスト及びゲート電極5をマ
スクとしてリンをイオン注入する。そして熱処理するこ
とにより、リンの高濃度拡散層であるN+ 型のソース拡
散領域3が形成される。このようにゲート電極5の直下
においては、P型のチャンネル拡散領域2とN+型のソ
ース拡散領域3とは二重に自己整合によって形成され
る。
【0005】次に層間絶縁膜8となるリンドープの酸化
膜をCVD等により半導体基板1の全面に被着する。そ
してベーキング処理を行い、その熱処理でソース領域を
拡散形成した後ホトレジストを全面に塗布し、コンタク
トのマスクを用いてコンタクトの開口をホトエッチによ
り形成する。コンタクトの開口後ホトレジストを除去し
て、アルミ膜を半導体基板の全面に被着する。そしてホ
トレジストを塗布して、アルミ電極のマスクによりホト
エッチによりアルミ電極9を形成する。以上の一連の工
程により、図5に示す縦型MOSFETが完成する。
膜をCVD等により半導体基板1の全面に被着する。そ
してベーキング処理を行い、その熱処理でソース領域を
拡散形成した後ホトレジストを全面に塗布し、コンタク
トのマスクを用いてコンタクトの開口をホトエッチによ
り形成する。コンタクトの開口後ホトレジストを除去し
て、アルミ膜を半導体基板の全面に被着する。そしてホ
トレジストを塗布して、アルミ電極のマスクによりホト
エッチによりアルミ電極9を形成する。以上の一連の工
程により、図5に示す縦型MOSFETが完成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の製造方法では、コンタクトの開口を、コンタクト
パターンをマスク合わせすることにより、ホトエッチに
より行っていた。このためコンタクトパターンのマスク
合わせずれが製品の加工精度に直接影響を及ぼし、製品
の加工精度向上、製品の歩留り向上のための問題点とな
っていた。又コンタクトの開口は、厚いリンガラス膜等
の層間絶縁膜をホトエッチにより開口するため、開口部
において段差が急であったりオーバーハングが生じて、
アルミ電極のステップカバレージに問題があった。
従来の製造方法では、コンタクトの開口を、コンタクト
パターンをマスク合わせすることにより、ホトエッチに
より行っていた。このためコンタクトパターンのマスク
合わせずれが製品の加工精度に直接影響を及ぼし、製品
の加工精度向上、製品の歩留り向上のための問題点とな
っていた。又コンタクトの開口は、厚いリンガラス膜等
の層間絶縁膜をホトエッチにより開口するため、開口部
において段差が急であったりオーバーハングが生じて、
アルミ電極のステップカバレージに問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】係る従来の製造方法の課
題を解決するため、本発明は、縦型MOSFETの製造
方法を、ゲート絶縁膜を半導体基板に被着する工程と、
多結晶シリコン膜を前記ゲート絶縁膜上に被着する工程
と、ノンドープの酸化膜を前記多結晶シリコン膜上に被
着する工程と、ゲート電極パターンを形成するように前
記多結晶シリコン膜及びノンドープの酸化膜をホトエッ
チする工程と、前記ゲート電極パターンをマスクとして
自己整合によりチャンネル拡散領域を形成する工程と、
ホトレジスト及び前記ゲート電極をマクスとしてソース
拡散領域を形成する工程と、リンドープの酸化膜を前記
半導体基板に被着しリフローする工程と、前記リンドー
プの酸化膜及び前記ゲート絶縁膜を前記半導体基板表面
を露出させる迄全面エッチングにより除去することによ
り、コンタクト開口を形成する工程と、アルミ膜を前記
半導体基板全面に被着し、ホトエッチによりアルミ電極
を形成する工程とから構成したものである。
題を解決するため、本発明は、縦型MOSFETの製造
方法を、ゲート絶縁膜を半導体基板に被着する工程と、
多結晶シリコン膜を前記ゲート絶縁膜上に被着する工程
と、ノンドープの酸化膜を前記多結晶シリコン膜上に被
着する工程と、ゲート電極パターンを形成するように前
記多結晶シリコン膜及びノンドープの酸化膜をホトエッ
チする工程と、前記ゲート電極パターンをマスクとして
自己整合によりチャンネル拡散領域を形成する工程と、
ホトレジスト及び前記ゲート電極をマクスとしてソース
拡散領域を形成する工程と、リンドープの酸化膜を前記
半導体基板に被着しリフローする工程と、前記リンドー
プの酸化膜及び前記ゲート絶縁膜を前記半導体基板表面
を露出させる迄全面エッチングにより除去することによ
り、コンタクト開口を形成する工程と、アルミ膜を前記
半導体基板全面に被着し、ホトエッチによりアルミ電極
を形成する工程とから構成したものである。
【0008】
【作用】本発明においては、コンタクト開口を、リンド
ープの酸化膜を半導体基板全面に被着し、リフローし、
そのリンドープの酸化膜及びゲート絶縁膜をソース拡散
領域上のシリコン半導体基板表面が露出する迄全面エッ
チングすることにより、コンタクト開口をセルフアライ
ンにより形成している。従って従来のコンタクトのホト
レジスト塗布、マスク合わせ、という工程がなくなり、
マスク合わせの必要がなくなったことからマスク合わせ
ずれの問題がなくなった。さらにリンドープのガラス膜
をリフローし、全面エッチングによりそのリンドープの
酸化膜を除去しているため、ゲート電極の側面において
層間絶縁膜がなだらかに形成され、ステップカバレージ
が大幅に改善された。以上により縦型MOSFETの加
工精度が向上し、製品の歩留りが向上した。
ープの酸化膜を半導体基板全面に被着し、リフローし、
そのリンドープの酸化膜及びゲート絶縁膜をソース拡散
領域上のシリコン半導体基板表面が露出する迄全面エッ
チングすることにより、コンタクト開口をセルフアライ
ンにより形成している。従って従来のコンタクトのホト
レジスト塗布、マスク合わせ、という工程がなくなり、
マスク合わせの必要がなくなったことからマスク合わせ
ずれの問題がなくなった。さらにリンドープのガラス膜
をリフローし、全面エッチングによりそのリンドープの
酸化膜を除去しているため、ゲート電極の側面において
層間絶縁膜がなだらかに形成され、ステップカバレージ
が大幅に改善された。以上により縦型MOSFETの加
工精度が向上し、製品の歩留りが向上した。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の縦型MOSFE
Tの製造工程における完成段階の断面図である。ソース
拡散領域3およびチャンネル拡散領域2へのアルミ電極
9のコンタクト開口はセルフアラインでなされ、ゲート
電極を構成する多結晶シリコン膜11の側面がリンガラ
ス酸化膜13によりなだらかに形成されている。以下に
この製造方法について説明する。まず、セル分離拡散層
14を形成後、N型のシリコン半導体基板1のセル領域
に、薄い酸化膜であるゲート絶縁膜4を400〜100
0オングストローム程度熱酸化により形成する。なお半
導体基板1は図示しないN+ 型の半導体基板の上にエピ
タキシャル成長等により形成されており、この半導体基
板1は縦型MOSFETのドレイン領域となり、ドレイ
ン電極は図示しないN型の下のN+ 型の部分の半導体基
板下部より取り出される。次に多結晶シリコン膜を全面
にCVDにより、数千オングストローム程度成長させ、
N型の不純物であるリンをデポジションすることによ
り、N型にドープする。そしてその上にノンドープのシ
リコン酸化膜12を減圧LPCVD等により同様に数千
オングストローム程度成長させる。そして、ホトレジス
トを全面に塗布してゲート電極パターンを転写し、ノン
ドープのシリコン酸化膜12、多結晶シリコン膜11を
ホトエッチして開口する。図2はこの工程の断面図であ
る。
Tの製造工程における完成段階の断面図である。ソース
拡散領域3およびチャンネル拡散領域2へのアルミ電極
9のコンタクト開口はセルフアラインでなされ、ゲート
電極を構成する多結晶シリコン膜11の側面がリンガラ
ス酸化膜13によりなだらかに形成されている。以下に
この製造方法について説明する。まず、セル分離拡散層
14を形成後、N型のシリコン半導体基板1のセル領域
に、薄い酸化膜であるゲート絶縁膜4を400〜100
0オングストローム程度熱酸化により形成する。なお半
導体基板1は図示しないN+ 型の半導体基板の上にエピ
タキシャル成長等により形成されており、この半導体基
板1は縦型MOSFETのドレイン領域となり、ドレイ
ン電極は図示しないN型の下のN+ 型の部分の半導体基
板下部より取り出される。次に多結晶シリコン膜を全面
にCVDにより、数千オングストローム程度成長させ、
N型の不純物であるリンをデポジションすることによ
り、N型にドープする。そしてその上にノンドープのシ
リコン酸化膜12を減圧LPCVD等により同様に数千
オングストローム程度成長させる。そして、ホトレジス
トを全面に塗布してゲート電極パターンを転写し、ノン
ドープのシリコン酸化膜12、多結晶シリコン膜11を
ホトエッチして開口する。図2はこの工程の断面図であ
る。
【0010】次にゲート電極パターンの酸化膜12、多
結晶シリコン膜11をマスクとしてセルフアラインによ
りボロンをイオン注入する。そして熱処理により、ボロ
ンを拡散させ、P型のチャンネル拡散領域2を形成す
る。そしてホトレジストを塗布して、ソース拡散のマス
クパターンを露光、現像してにレジストパターンを形成
し、ホトレジスト及びゲート電極となる多結晶シリコン
膜11及びノンドープの酸化膜12をマクスとしてソー
ス領域3を形成するためのリンをイオン注入する。そし
てホトレジストを除去後、リンドープの酸化膜であるリ
ンガラス酸化膜13を半導体基板全面に被着しリフロー
する。このリンガラス酸化膜は、常圧CVD等により1
ミクロン程度成長させる。リフローは900℃〜100
0℃の温度で行われ、これにより急峻なノンドープ酸化
膜12と多結晶シリコン膜11のゲート電極端部にリン
ガラス酸化膜13が埋め込まれる。同時に、前述のイオ
ン注入された高濃度のリンがチャンネル拡散領域2内に
拡散され、ソース拡散領域3がゲート電極近傍に形成さ
れる。図3はこの工程の断面図を示す。
結晶シリコン膜11をマスクとしてセルフアラインによ
りボロンをイオン注入する。そして熱処理により、ボロ
ンを拡散させ、P型のチャンネル拡散領域2を形成す
る。そしてホトレジストを塗布して、ソース拡散のマス
クパターンを露光、現像してにレジストパターンを形成
し、ホトレジスト及びゲート電極となる多結晶シリコン
膜11及びノンドープの酸化膜12をマクスとしてソー
ス領域3を形成するためのリンをイオン注入する。そし
てホトレジストを除去後、リンドープの酸化膜であるリ
ンガラス酸化膜13を半導体基板全面に被着しリフロー
する。このリンガラス酸化膜は、常圧CVD等により1
ミクロン程度成長させる。リフローは900℃〜100
0℃の温度で行われ、これにより急峻なノンドープ酸化
膜12と多結晶シリコン膜11のゲート電極端部にリン
ガラス酸化膜13が埋め込まれる。同時に、前述のイオ
ン注入された高濃度のリンがチャンネル拡散領域2内に
拡散され、ソース拡散領域3がゲート電極近傍に形成さ
れる。図3はこの工程の断面図を示す。
【0011】次にこのリンガラス酸化膜13を全面に、
Ar+CF4+CHF3ガスによる異方性ドライエッチに
よりエッチングする。エッチングは、ゲート絶縁膜4を
越えて、半導体基板1の表面すなわちシリコンの地がで
るところまで進められる。この際、ノンドープ酸化膜1
2はリンガラス酸化膜と比較してエッチングレートが小
さいため、ノンドープ酸化膜はエッチングされず、多結
晶シリコン膜を保護する作用を果たしている。このエッ
チングにより、ソース拡散領域3及びチャンネル拡散領
域2のコンタクトの開口がセルフアラインにより形成さ
れる。リフローされたリンガラス酸化膜13を全面エッ
チしているので、ゲート電極5の側面においてリンガラ
ス酸化膜13が残り、なだらかな傾斜をもった層間絶縁
膜が形成される。図4はこの工程の断面図である。次に
アルミ膜を全面に蒸着等により形成し、全面にホトレジ
ストを塗布し、電極パターンによりホトエッチすること
によりアルミ電極9を形成する。以上の工程により図1
に示す縦型MOSFETが完成する。
Ar+CF4+CHF3ガスによる異方性ドライエッチに
よりエッチングする。エッチングは、ゲート絶縁膜4を
越えて、半導体基板1の表面すなわちシリコンの地がで
るところまで進められる。この際、ノンドープ酸化膜1
2はリンガラス酸化膜と比較してエッチングレートが小
さいため、ノンドープ酸化膜はエッチングされず、多結
晶シリコン膜を保護する作用を果たしている。このエッ
チングにより、ソース拡散領域3及びチャンネル拡散領
域2のコンタクトの開口がセルフアラインにより形成さ
れる。リフローされたリンガラス酸化膜13を全面エッ
チしているので、ゲート電極5の側面においてリンガラ
ス酸化膜13が残り、なだらかな傾斜をもった層間絶縁
膜が形成される。図4はこの工程の断面図である。次に
アルミ膜を全面に蒸着等により形成し、全面にホトレジ
ストを塗布し、電極パターンによりホトエッチすること
によりアルミ電極9を形成する。以上の工程により図1
に示す縦型MOSFETが完成する。
【0012】
【発明の効果】本発明においては、コンタクト開口を、
リンガラス酸化膜を半導体基板全面に被着し、リフロー
し、そのリンガラス酸化膜をソース拡散領域上のシリコ
ン半導体基板表面が露出するまで全面エッチングするこ
とにより、コンタクト開口をセルフアラインにより形成
している。従って従来のコンタクト開口のホトレジスト
塗布、マスク合わせという工程がなくなり、マスク合わ
せの必要がなくなったことからマスク合わせずれの問題
がなくなり、加工精度が向上し、製品の歩留りが向上し
た。さらにリンガラス酸化膜をリフローし、全面エッチ
ングによりそのリンガラス酸化膜を除去しているため、
ゲート電極の側面において層間絶縁膜がなだらかに形成
され、アルミ電極のステップカバレージが大幅に改善さ
れた。
リンガラス酸化膜を半導体基板全面に被着し、リフロー
し、そのリンガラス酸化膜をソース拡散領域上のシリコ
ン半導体基板表面が露出するまで全面エッチングするこ
とにより、コンタクト開口をセルフアラインにより形成
している。従って従来のコンタクト開口のホトレジスト
塗布、マスク合わせという工程がなくなり、マスク合わ
せの必要がなくなったことからマスク合わせずれの問題
がなくなり、加工精度が向上し、製品の歩留りが向上し
た。さらにリンガラス酸化膜をリフローし、全面エッチ
ングによりそのリンガラス酸化膜を除去しているため、
ゲート電極の側面において層間絶縁膜がなだらかに形成
され、アルミ電極のステップカバレージが大幅に改善さ
れた。
【図1】本発明の一実施例の縦型MOSFETの製造工
程の断面図である。
程の断面図である。
【図2】本発明の一実施例の縦型MOSFETの製造工
程の断面図である。
程の断面図である。
【図3】本発明の一実施例の縦型MOSFETの製造工
程の断面図である。
程の断面図である。
【図4】本発明の一実施例の縦型MOSFETの製造工
程の断面図である。
程の断面図である。
【図5】従来の縦型MOSFETの断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ゲート絶縁膜を半導体基板に被着する工
程と、多結晶シリコン膜を前記ゲート絶縁膜上に被着す
る工程と、ノンドープの酸化膜を前記多結晶シリコン膜
上に被着する工程と、ゲート電極パターンを形成するよ
うに前記多結晶シリコン膜及びノンドープの酸化膜をホ
トエッチする工程と、前記ゲート電極パターンをマスク
として自己整合によりチャンネル拡散領域を形成する工
程と、ホトレジスト及び前記ゲート電極をマクスとして
ソース拡散領域を形成する工程と、リンドープの酸化膜
を前記半導体基板に被着しリフローする工程と、前記リ
ンドープの酸化膜及び前記ゲート絶縁膜を前記半導体基
板表面を露出させる迄全面エッチングにより除去するこ
とにより、コンタクト開口を形成する工程と、アルミ膜
を前記半導体基板全面に被着し、ホトエッチによりアル
ミ電極を形成する工程とからなることを特徴とする絶縁
ゲート形電界効果トランジスタの製造方法。 - 【請求項2】 前記全面エッチングが異方性エッチング
であることを特徴とする請求項1記載の絶縁ゲート形電
界効果トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21885491A JPH0555584A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 絶縁ゲート形電界効果トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21885491A JPH0555584A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 絶縁ゲート形電界効果トランジスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555584A true JPH0555584A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16726367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21885491A Pending JPH0555584A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 絶縁ゲート形電界効果トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0555584A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7468539B2 (en) | 2004-06-03 | 2008-12-23 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Field-effect transistor with a gate having a plurality of branching elements arranged parallel to each other |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21885491A patent/JPH0555584A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7468539B2 (en) | 2004-06-03 | 2008-12-23 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Field-effect transistor with a gate having a plurality of branching elements arranged parallel to each other |
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