JPH0734473B2 - 伝導度変調型mosfetの製造方法 - Google Patents

伝導度変調型mosfetの製造方法

Info

Publication number
JPH0734473B2
JPH0734473B2 JP63050514A JP5051488A JPH0734473B2 JP H0734473 B2 JPH0734473 B2 JP H0734473B2 JP 63050514 A JP63050514 A JP 63050514A JP 5051488 A JP5051488 A JP 5051488A JP H0734473 B2 JPH0734473 B2 JP H0734473B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type semiconductor
conductivity type
base layer
resist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63050514A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01225165A (ja
Inventor
康和 関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP63050514A priority Critical patent/JPH0734473B2/ja
Publication of JPH01225165A publication Critical patent/JPH01225165A/ja
Publication of JPH0734473B2 publication Critical patent/JPH0734473B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D12/00Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
    • H10D12/01Manufacture or treatment
    • H10D12/031Manufacture or treatment of IGBTs
    • H10D12/032Manufacture or treatment of IGBTs of vertical IGBTs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/17Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
    • H10D62/393Body regions of DMOS transistors or IGBTs 

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はたて型の絶縁ゲート電界効果トランジスタの伝
導度変調型MOSFET〔以下これをIGBT(Insulated Gate B
ipolar Transistor)と略称する〕の製造方法に関す
る。
〔従来の技術〕
第4図はIGBTの基本的な素子構造を示す断面図である。
第4図はNチヤネル素子の場合であり、主要な構成部は
符号順にP+基板1,高抵抗N-層2,P+層3,Pベース層4,P++
不純物濃度層5,N+ソース層6,ゲート酸化膜7,ポリシリコ
ンゲート8,PSG絶縁層9,ソース電極10,ゲート電極11,ド
レイン電極12からなり、記号Sはソース,Gはゲート,Dは
ドレインのそれぞれ端子を表わす。
第4図のようにIGBTは基本的にはPNPNの4層構造となっ
ており、次に等価回路で示した第5図を参照してその動
作を説明する。この回路はPNPトランジスタ13とNPNトラ
ンジスタ14が第5図のように接続されており、抵抗(R
p)15を有する。トランジスタ14が第4図に示したN-
2,P層4,N+層6からなるNPN寄生トランジスタに相当す
る。通常はゲート16で主電流を制御することができる
が、抵抗(Rp)が大きければトランジスタ14のベースと
エミッタ間に一定電圧以上の電位差が生じ、コレクタ−
エミッタ間に電流が流れ、トランジスタ14が作動するよ
うになる。その結果ゲート16を切っても主電流は流れ続
け、遂には素子自体が破壊されることになる。この現象
をラッチアップと称しており、IGBTを正常に作動させる
ためには、このラッチアップ現象を起こさせないように
素子を作製しなければならない。
そのため、第4図のようにP++層5を形成することによ
り、ラッチアップを防止しようとすることが知られてい
る。P++層5を設ける理由は第5図における15の抵抗Rp
を減少させ、この抵抗Rp15の両端に生ずる電位差を下
げ、寄生トランジスタ14のエミッタ−ベース間の電圧を
低くして寄生トランジスタ14を作動させないようにする
ためである。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上のようにIGBTのラッチアップの発生を抑制し、素子
特性を向上させるためには第4図のP++層5の形成は欠
かすことができないものである。
しかしながら、この構造をもつIGBTの製造プロセスの面
から見ると、P+ウエル3およびこのP++層5を形成する
ためにはフオトマスクを必要とし、とくにP++層5の形
成に対しては必然的にフオトマスクを1枚多く使用せざ
るを得なくなり、フオトエッチング工程に伴なう工数の
増加が避けられない。しかもP++層5を形成する際のマ
スクの位置合わせ精度も数ミクロン以内としなければな
らず、パワーデバイスとしてはかなりの厳密さが要求さ
れるものである。このようにIGBTにP++層5を付加する
ことにより素子特性は向上するが、製造工数が増し、な
おかつ困難なプロセスとなるという点で好ましくない問
題がある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は従来のマスクを用いて高濃度P++層を形成する方法
に代り、マスクを用いることなくセルフアラインにより
精度よく高濃度P++層を形成し、ラッチアップの発生を
防止したIGBTを効率よく製造する方法を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の伝導度変調型MOSFETは次の手順にしたがって第
1導電型の高不純物濃度半導体層と第1導電型半導体ウ
エルを形成するものである。
(i)第1導電型半導体基板上に第2導電型半導体層,
ゲート酸化膜,多結晶半導体層および絶縁膜をこの順に
形成する。
(ii)前記絶縁膜上に第1のレジストを塗布した後、こ
のレジストの一部を除去して形成した第1の窓部により
前記絶縁膜を選択除去し、第2の窓部を形成する。
(iii)前記両窓部により前記多結晶半導体層を選択除
去し、第3の窓部を形成する。
(iv)前記各窓部により前記第2導電型半導体層に第1
導電型半導体ウエルを形成する不純物を導入した後、前
記第1のレジストを全て除去する。
(v)前記第2,第3の窓部により前記第2導電型半導体
層に第1導電型半導体ベース層を形成する不純物を導入
する。
(vi)高温ドライブを行ない前記第1導電型半導体ウエ
ルおよび前記第1導電型半導体ベース層を形成する。
(vii)前記第2,第3の窓部により前記ベース層に第1
導電型の高不純物濃度半導体層を形成する不純物を導入
した後、表面に露出したゲート酸化膜前記第2の窓部を
有する絶縁膜を全て除去する。
(viii)前記ベース層表面に第2のレジストを塗布し、
前記第3の窓部からこのベース層に第2導電型半導体ソ
ース層を形成する不純物を選択的に導入する。
(ix)前記第2のレジストを除去した後、多結晶半導体
層上に絶縁層を形成する熱処理過程により第1導電型の
高不純物濃度半導体層と第2導電型半導体ソース層とを
同時に拡散形成する。
〔作用〕
前述のごとくIGBTではP+ウエルおよびラッチアップ防止
用のP++層は従来のフオトマスクを用いて形成していた
が、本発明の方法はこれら半導体層の形成位置精度をあ
げ、製造工数を低減させるものであり、従来のようにフ
オトマスクを用いることなく、ゲートとなるポリシリコ
ン層の上に低温酸化膜とレジストをこの順に堆積した
後、レジスト,低温酸化膜,ポリシリコン層の順に窓明
けしてこれら3段階の層をマスクとし、順次不純物をイ
オン注入してまずP+ウエルとPベース層を形成した後、
レジストのみを除去して同じ窓部から不純物をイオン注
入してP++層を形成するという方法であるから、別のレ
ジストマスクなどを用いずにセルフアラインによって形
成されるP++層は高精度に得られて素子特性を向上さ
せ、またP+ウエルの拡散時間も省略される。
〔実施例〕
以下本発明を実施例に基づき説明する。
第1図,第2図,第3図は本発明のプロセスを順を追っ
て示した工程図であり、第4図と共通部分に同一符号を
用いてある。まずIGBT製造プロセスの極く初期のよく知
られた工程は省略し、P+基板1上に高抵抗N-層2,ゲート
酸化膜7,ゲートとなるポリシリコン層8を符号順に堆積
形成した第1図(a)から出発する。以下このポリシリ
コン層8の上に絶縁膜として約380℃の低温で形成する
酸化膜〔以下これをLTO(Low Tempe-rature Oxidizatio
n Film)と略称する〕17を形成する。この酸化膜17は通
常の熱酸化膜でもよいが、本発明では半導体層の結晶欠
陥や接合位置のずれなどが発生するのを避けるために、
この製造プロセスにおける高温処理をできるだけ少くす
けるということからLTOを用いている〔第1図
(b)〕。次にこのLTO17の上に第1のレジスト18を塗
布し〔第1図(c)〕、フオトマスクを用いてこのレジ
スト18を部分的に除去して窓明けし、第1の窓部19を形
成する。〔第1図(d)〕。次いでポリシリコン層8と
LTO17との選択比のよい弗酸系のエッチング液を用いて
ウエットエッチングによりLTO17を窓明けし、第2の窓
部を形成する〔第2図(e)〕。この状態でLTO17とレ
ジスト18をマスクとしてポリシリコン層8を選択エッチ
ングする。このエッチングは等方性エッチングの可能な
SF6ガスを用いたバレル式のドライエッチングを行なう
ことにより、第2図(f)に示すような形状の第3の窓
部21を形成することができる。次にそれぞれ共通の窓部
を有するポリシリコン層8,LTO17,第1のレジスト18の3
段階のマスクによりP+ウエルを形成するためのボロンの
イオン注入を行なう。このイオン注入を矢印で示し、注
入されたボロンを22で表わす〔第2図(g)〕。続いて
第1のレジスト18を全て除去した後、Pベース層を形成
するためのボロンのイオン注入を(g)と同様に行な
う。このイオン注入を矢印で示し、注入されたボロンを
22aで表わす〔第2図(h)〕。この後高温ドライブを
行なうことによりイオン注入されたボロン22,22aは拡散
して第4図に示したP+ウエル3およびPベース層4が形
成される〔第3図(i)〕。さらにP++層を形成するた
めのボロンをイオン注入する。(h)(i)と同様イオ
ン注入を矢印で示し、注入されたボロンを22bで表わし
てある〔第3図(j)〕。引き続きLTO17と第3の窓部2
1により表面に露出している部分のゲート酸化膜7とを
エッチング除去した後、第2のレジスト23を塗布し、こ
のレジスト23とポリシリコン層8をマスクとしてN+ソー
ス層を形成するための砒素をイオン注入する。これまで
と同様にイオン注入を矢印で示し、注入された砒素を24
で表わす〔第3図(k)〕。この状態で表面を覆うPSG
膜を形成しフオトエッチングにより窓明けし、熱処理を
施すことにより第4図のPSG絶縁層9を形成するが、こ
の熱処理により、先にイオン注入されたボロン22bと砒
素24が拡散し、第4図に示したP++層とN+ソース層6と
が同時に形成されるのである。〔第3図(l)〕。
以上が本発明に係る製造プロセスであるが、その後は導
電性金属の蒸着などにより、ソース電極10,ゲート電極1
1,ドレイン電極12をそれぞれ形成し、第4図の構造と同
じ伝導度変調型MOSFETを得ることができる。
なおIGBTとパワーMOSFETとは細部の寸法は異なるが、基
本的な素子構造はほとんど同じであり、ドレイン側にソ
ースと逆導電形の領域を付加するか否かでこれら両者が
分けられる。したがって本発明の製造方法は当然のこと
ながらパワーMOSFETに対しても適用可能である。
〔発明の効果〕
IGBTを製造する際、従来素子の構造上P+ウエルおよびラ
ッチアップ防止用のP++層を形成するのにフオトマスク
を必要としたが、本発明では実施例で述べたように、こ
れらの半導体層をLTOとレジストを用いたセルフアライ
ンによってPベース層の有効な位置に極めて高精度に形
成することができ、しかもP+ウエルおよびP++層形成の
ためのフオトマスクが不要となり、したがってそのフオ
トエッチング工程が無しで済み、またP+ウエル形成のド
ライブ時間も省略できることから、加工精度が向上する
のに加えて工程が単純になるという大きな効果を有す
る。P++層の加工精度の向上はラッチアップ抑制に寄与
するものであるが、さらにN+ソース層の形成に対しても
従来高温ドライブで形成される酸化膜とゲート酸化膜を
適当な厚さまでエッチングした後、この残された酸化膜
をスクリーンとして砒素をイオン注入していたのに対
し、本発明の方法によれば、酸化膜をすべて除去した後
に砒素の注入を行なうので従来法に比べてPベース層の
砒素によるダメージのために寄生トランジスタ(第5図
14)のリーク電流が大きく、電位差が大きくならないと
いう点からもラッチアップを起こし難いIGBTを得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図,第3図は本発明の方法によるIGBTの製
造工程図、第4図はIGBTの要部構造断面図、第5図は同
じく等価回路図である。 1…P+基板、2…高抵抗N-層、3…P+ウエル、4…Pベ
ース層、5…P++高不純物濃度層、6…N+ソース層、7
…ゲート酸化膜、8…ポリシリコンゲート、9…PSG絶
縁層、10…ソース電極、11…ゲート電極、12…ドレイン
電極、13…PNPトランジスタ、14…NPNトランジスタ、17
…絶縁膜(LTO)、18…第1のレジスト、19…第1の窓
部、20…第2の窓部、21…第3の窓部、22,22a,22b…ボ
ロン、23…第2のレジスト、24…砒素。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型半導体基板と、この基板上に形
    成された高抵抗の第2導電型半導体層と、この半導体層
    の表面に拡散形成された第1導電型半導体ベース層と、
    このベース層直下の前記第2導電型半導体層内に拡散形
    成された第1導電型半導体ウエルと、前記ベース層内に
    拡散形成された第2導電型半導体ソース層と、このソー
    ス層の直下に拡散形成された第1導電型の高不純物濃度
    半導体層と、前記ベース層と前記ソース層の横方向の不
    純物拡散距離の相違により前記第2導電型半導体層の表
    面に形成されるチヤネル領域上にゲート酸化膜を介して
    形成された多結晶半導体ゲートと、前記ベース層と前記
    ソース層の双方にオーミックコンタクトするソース電極
    と、このソース電極と絶縁層により絶縁されて前記ゲー
    トに接するゲート電極と、前記基板の裏面に形成された
    ドレイン電極とを備えてなる伝導度変調型MOSFETを製造
    する方法であって、以下の手順により前記第1導電型の
    高不純物濃度半導体層と第1導電型半導体ウエルを形成
    することを特徴とする伝導度変調型MOSFETの製造方法。 (i)第1導電型半導体基板上に第2導電型半導体層,
    ゲート酸化膜,多結晶半導体層および絶縁膜をこの順に
    形成する。 (ii)前記絶縁膜上に第1のレジストを塗布した後、こ
    のレジストの一部を除去して形成した第1の窓部により
    前記絶縁膜を選択除去し、第2の窓部を形成する。 (iii)前記両窓部により前記多結晶半導体層を選択除
    去し、第3の窓部を形成する。 (iv)前記各窓部により前記第2導電型半導体層に第1
    導電型半導体ウエルを形成する不純物を導入した後、前
    記第1のレジストを全て除去する。 (v)前記第2,第3の窓部により前記第2導電型半導体
    層に第1導電型半導体ベース層を形成する不純物を導入
    する。 (vi)高温ドライブを行ない前記第1導電型半導体ウエ
    ルおよび前記第1導電型半導体ベース層を形成する。 (vii)前記第2,第3の窓部により前記ベース層に第1
    導電型の高不純物濃度半導体層を形成する不純物を導入
    した後、表面に露出したゲート酸化膜を除去し、前記第
    2の窓部を有する絶縁膜を全て除去する。 (viii)前記ベース層表面に第2のレジストを塗布し、
    前記第3の窓部からこのベース層に第2導電型半導体ソ
    ース層を形成する不純物を選択的に導入する。 (ix)前記第2のレジストを除去した後、多結晶半導体
    層上に絶縁層を形成する熱処理過程により第1導電型の
    高不純物濃度半導体層と第2導電型半導体ソース層とを
    同時に拡散形成する。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の方法において
    絶縁膜として低温酸化膜を用いることを特徴とする伝導
    度変調型MOSFETの製造方法。
JP63050514A 1988-03-03 1988-03-03 伝導度変調型mosfetの製造方法 Expired - Lifetime JPH0734473B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63050514A JPH0734473B2 (ja) 1988-03-03 1988-03-03 伝導度変調型mosfetの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63050514A JPH0734473B2 (ja) 1988-03-03 1988-03-03 伝導度変調型mosfetの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01225165A JPH01225165A (ja) 1989-09-08
JPH0734473B2 true JPH0734473B2 (ja) 1995-04-12

Family

ID=12861082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63050514A Expired - Lifetime JPH0734473B2 (ja) 1988-03-03 1988-03-03 伝導度変調型mosfetの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0734473B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06244429A (ja) * 1992-12-24 1994-09-02 Mitsubishi Electric Corp 絶縁ゲート型半導体装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01225165A (ja) 1989-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930000606B1 (ko) 전도도 변조형 mosfet의 제조방법
EP0304839B1 (en) Method for fabricating insulated gate semiconductor device
KR0175276B1 (ko) 전력반도체장치 및 그의 제조방법
JPH0671079B2 (ja) 双方向導通可能なモノリシック集積半導体デバイスとその製造方法
KR100379586B1 (ko) 외인성베이스접점으로서SiGe스페이서를사용하는자체정렬된더블폴리BJT형성방법
JPS61156882A (ja) 二重拡散形絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタ及びその製造方法
JP2000077532A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS60210861A (ja) 半導体装置
US5179034A (en) Method for fabricating insulated gate semiconductor device
JPH0557741B2 (ja)
JPS60217657A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JP2000068372A (ja) 半導体デバイス及びその製造方法
JPH0734473B2 (ja) 伝導度変調型mosfetの製造方法
JP2808945B2 (ja) 縦型mos電界効果トランジスタの製造方法
JPH0734469B2 (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
KR100209744B1 (ko) 반도체소자 제조방법
JPS6159775A (ja) 半導体装置
JPH03250660A (ja) BiCMOS型半導体装置の製造方法
JP2722415B2 (ja) 半導体素子の製造方法
JPH1126766A (ja) Mos型電界効果トランジスタおよびその製造方法
JP2757962B2 (ja) 静電誘導半導体装置の製造方法
JPH0740604B2 (ja) Mos半導体装置の製造方法
JPH01231377A (ja) Mos型半導体装置の製造方法
JPH0349238A (ja) 縦形二重拡散mosトランジスタの製造方法
JPH01246873A (ja) 半導体装置