JPH10335643A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH10335643A JPH10335643A JP9147926A JP14792697A JPH10335643A JP H10335643 A JPH10335643 A JP H10335643A JP 9147926 A JP9147926 A JP 9147926A JP 14792697 A JP14792697 A JP 14792697A JP H10335643 A JPH10335643 A JP H10335643A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細化した素子においてもオン抵抗が低く、
スイッチングタイムを高速化した半導体装置の製造方法
を提供する。 【解決手段】 N- 形シリコンエピタキシャル層22上
にゲート酸化膜23、ゲート電極を構成する多結晶シリ
コン膜24を順次積層する工程と、多結晶シリコン膜2
4を選択的に開口してゲート開口部26とベース開口部
25を形成し、さらにN- 形シリコンエピタキシャル層
22内にゲート開口部26よりN形イオンをドープして
N形ドレイン34を形成し、ベース開口部25よりP形
イオンをドープしてP形チャネル部ベース33、さらに
P+ 形ベース37をそれぞれ形成する工程を備えてお
り、ゲート電極下にN- 形シリコンエピタキシャル層2
2より高不純物濃度のN形ドレイン34を設けジャンク
ション抵抗を小さくし、ゲート開口部26によりゲート
電極の面積を減らしゲート電極とドレイン電極43間の
静電容量を小さくしている。
スイッチングタイムを高速化した半導体装置の製造方法
を提供する。 【解決手段】 N- 形シリコンエピタキシャル層22上
にゲート酸化膜23、ゲート電極を構成する多結晶シリ
コン膜24を順次積層する工程と、多結晶シリコン膜2
4を選択的に開口してゲート開口部26とベース開口部
25を形成し、さらにN- 形シリコンエピタキシャル層
22内にゲート開口部26よりN形イオンをドープして
N形ドレイン34を形成し、ベース開口部25よりP形
イオンをドープしてP形チャネル部ベース33、さらに
P+ 形ベース37をそれぞれ形成する工程を備えてお
り、ゲート電極下にN- 形シリコンエピタキシャル層2
2より高不純物濃度のN形ドレイン34を設けジャンク
ション抵抗を小さくし、ゲート開口部26によりゲート
電極の面積を減らしゲート電極とドレイン電極43間の
静電容量を小さくしている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば二重拡散形
MOSFETやIGBTなどの半導体装置の製造方法に
関する。
MOSFETやIGBTなどの半導体装置の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の二重拡散形NチャネルMOSFE
Tが複数形成された装置について図12および図13に
より説明する。図12は部分断面図であり、図13は要
部における各静電容量を説明するための図である。
Tが複数形成された装置について図12および図13に
より説明する。図12は部分断面図であり、図13は要
部における各静電容量を説明するための図である。
【0003】図12および図13において、1はN+ 形
シリコン半導体基板で、その第1のユニット領域Aには
第1のMOSFET2aが形成されており、第2のユニ
ット領域Bには第2のMOSFET2bが形成されてい
る。そして、3はN+ 形シリコン半導体基板1の上に成
層されたN- 形シリコンエピタキシャル層で、このN-
形シリコンエピタキシャル層3に第1及び第2のMOS
FET2a,2bのドレインが形成される。また、4は
N- 形シリコンエピタキシャル層3内に形成されたP形
チャネル部ベースであり、5はP形チャネル部ベース4
内に形成されたP+ 形ベースであり、6はP形チャネル
部ベース4内にP+ 形ベース5を囲むよう環状に形成さ
れたN+ 形ソースである。
シリコン半導体基板で、その第1のユニット領域Aには
第1のMOSFET2aが形成されており、第2のユニ
ット領域Bには第2のMOSFET2bが形成されてい
る。そして、3はN+ 形シリコン半導体基板1の上に成
層されたN- 形シリコンエピタキシャル層で、このN-
形シリコンエピタキシャル層3に第1及び第2のMOS
FET2a,2bのドレインが形成される。また、4は
N- 形シリコンエピタキシャル層3内に形成されたP形
チャネル部ベースであり、5はP形チャネル部ベース4
内に形成されたP+ 形ベースであり、6はP形チャネル
部ベース4内にP+ 形ベース5を囲むよう環状に形成さ
れたN+ 形ソースである。
【0004】さらに、7は各ユニット領域A,Bのベー
ス開口部8が形成されるように設けられたゲート酸化膜
で、9は多結晶シリコンでなるゲート電極であり、10
は層間絶縁膜、11はソース電極、12はドレイン電極
である。また、上記のように各ユニット領域A,Bに形
成された第1のMOSFET2a、第2のMOSFET
2bのチャネル13は、ゲート酸化膜7直下のドレイン
を形成するN- 形シリコンエピタキシャル層3とN+ 形
ソース6とに挟まれたP形チャネル部ベース4の上部の
ゲート酸化膜7に接触面近傍に形成される。そしてチャ
ネル13の長さは、P形チャネル部ベース4とN+ 形ソ
ース6の横方向への拡散距離の差で決定される。
ス開口部8が形成されるように設けられたゲート酸化膜
で、9は多結晶シリコンでなるゲート電極であり、10
は層間絶縁膜、11はソース電極、12はドレイン電極
である。また、上記のように各ユニット領域A,Bに形
成された第1のMOSFET2a、第2のMOSFET
2bのチャネル13は、ゲート酸化膜7直下のドレイン
を形成するN- 形シリコンエピタキシャル層3とN+ 形
ソース6とに挟まれたP形チャネル部ベース4の上部の
ゲート酸化膜7に接触面近傍に形成される。そしてチャ
ネル13の長さは、P形チャネル部ベース4とN+ 形ソ
ース6の横方向への拡散距離の差で決定される。
【0005】一方、上記のような二重拡散形Nチャネル
MOSFETに対しては、ドレイン−ソース間のオン抵
抗Ronの低抵抗値化及びスイッチングタイムの高速化が
望まれている。このような状況に対し、素子のオン抵抗
Ronは、(ソース抵抗RS +チャネル抵抗Rch+蓄積抵
抗RA +ジャンクション抵抗RJ +ドレイン抵抗RA)
で決定する。中でもジャンクション抵抗RJ は、ドレイ
ン−ソース間耐電圧VDSS が低いMOSFETにおいて
はオン抵抗Ronの約半分を占めるものとなっている。そ
して、上記構成のものでは第1のユニット領域Aと第2
のユニット領域BのそれぞれのP形チャネル部ベース4
間の間隔により、オン抵抗Ronの値が左右されるものと
なっている。このため、オン抵抗Ronの低抵抗値化する
には第1のユニット領域Aと第2のユニット領域Bとの
間隔を大きくする必要がある。
MOSFETに対しては、ドレイン−ソース間のオン抵
抗Ronの低抵抗値化及びスイッチングタイムの高速化が
望まれている。このような状況に対し、素子のオン抵抗
Ronは、(ソース抵抗RS +チャネル抵抗Rch+蓄積抵
抗RA +ジャンクション抵抗RJ +ドレイン抵抗RA)
で決定する。中でもジャンクション抵抗RJ は、ドレイ
ン−ソース間耐電圧VDSS が低いMOSFETにおいて
はオン抵抗Ronの約半分を占めるものとなっている。そ
して、上記構成のものでは第1のユニット領域Aと第2
のユニット領域BのそれぞれのP形チャネル部ベース4
間の間隔により、オン抵抗Ronの値が左右されるものと
なっている。このため、オン抵抗Ronの低抵抗値化する
には第1のユニット領域Aと第2のユニット領域Bとの
間隔を大きくする必要がある。
【0006】しかし、第1のユニット領域Aと第2のユ
ニット領域Bとの間隔を大きくしようとすると集積度が
上がらず、同じオン抵抗Ronを得ようとすると装置が大
きくなってしまい、装置の微細化には逆行するものとな
る。また、P形チャネル部ベース4を浅くして横方向へ
のサイド拡散を少なくし、第1のユニット領域Aと第2
のユニット領域BのP形チャネル部ベース4間の間隔を
大きくするようにするると、P形チャネル部ベース4が
浅くなり層厚が薄くなって、ドレイン−ソース間耐電圧
特性が不安定になりやすくなり、ドレイン−ソース間耐
電圧VDSS がソフト波形となり、耐電圧劣化の問題が生
じる。
ニット領域Bとの間隔を大きくしようとすると集積度が
上がらず、同じオン抵抗Ronを得ようとすると装置が大
きくなってしまい、装置の微細化には逆行するものとな
る。また、P形チャネル部ベース4を浅くして横方向へ
のサイド拡散を少なくし、第1のユニット領域Aと第2
のユニット領域BのP形チャネル部ベース4間の間隔を
大きくするようにするると、P形チャネル部ベース4が
浅くなり層厚が薄くなって、ドレイン−ソース間耐電圧
特性が不安定になりやすくなり、ドレイン−ソース間耐
電圧VDSS がソフト波形となり、耐電圧劣化の問題が生
じる。
【0007】また、スイッチングタイムの高速化に関し
ては、スイッチングタイムと素子の静電容量Cとが比例
するものであるから、素子の静電容量Cを低減すること
が望まれている。因みに各部分における静電容量Cにつ
いてみると、図13に示すようにゲート−ソース間の静
電容量Cgs=(Cgs1 +Cgs2 +Cgs3 )、ドレインソ
ース間の静電容量Cds、ゲート−ドレイン間の静電容量
Cgdに対し、入力容量Ciss =(Cgs+Cgd)、帰還容
量Crss =Cgd、出力容量Coss =(Cds+Cgd)で示
される。
ては、スイッチングタイムと素子の静電容量Cとが比例
するものであるから、素子の静電容量Cを低減すること
が望まれている。因みに各部分における静電容量Cにつ
いてみると、図13に示すようにゲート−ソース間の静
電容量Cgs=(Cgs1 +Cgs2 +Cgs3 )、ドレインソ
ース間の静電容量Cds、ゲート−ドレイン間の静電容量
Cgdに対し、入力容量Ciss =(Cgs+Cgd)、帰還容
量Crss =Cgd、出力容量Coss =(Cds+Cgd)で示
される。
【0008】また一方では素子の低電圧駆動化、すなわ
ちゲートの駆動電圧を低くすることが求められており、
この低電圧駆動のためにはゲート電極9直下のゲート酸
化膜7を薄膜化することが必要となる。しかし、ゲート
酸化膜7を薄膜化することは、ゲート−ドレイン間の静
電容量Cgdを大きくすることであり、スイッチングスピ
ードが悪化してスイッチングタイムの高速化には逆行す
ることになる。
ちゲートの駆動電圧を低くすることが求められており、
この低電圧駆動のためにはゲート電極9直下のゲート酸
化膜7を薄膜化することが必要となる。しかし、ゲート
酸化膜7を薄膜化することは、ゲート−ドレイン間の静
電容量Cgdを大きくすることであり、スイッチングスピ
ードが悪化してスイッチングタイムの高速化には逆行す
ることになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
例えばMOSFETにおけるドレイン−ソース間のオン
抵抗Ronを、これの主たる部分を占めるジャンクション
抵抗RJ を小さくして低いものとすることができ、また
ゲート−ドレイン間の静電容量Cgdを低減しながらスイ
ッチングタイムを高速化することができる半導体装置の
製造方法を提供することにある。
みて本発明はなされたもので、その目的とするところは
例えばMOSFETにおけるドレイン−ソース間のオン
抵抗Ronを、これの主たる部分を占めるジャンクション
抵抗RJ を小さくして低いものとすることができ、また
ゲート−ドレイン間の静電容量Cgdを低減しながらスイ
ッチングタイムを高速化することができる半導体装置の
製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、一導電形シリコン半導体基板上に該一導電形
シリコン半導体基板より低不純物濃度の一導電形シリコ
ン半導体層を形成すると共に、該一導電形シリコン半導
体層上にゲート酸化膜、多結晶シリコン膜を順次積層す
る工程と、前記多結晶シリコン膜を選択的に開口して第
1の開口部と第2の開口部を形成し、さらに前記第1の
開口部より一導電形不純物をドープし前記第2の開口部
より反対導電形の不純物をドープして前記一導電形シリ
コン半導体層内に前記第1の開口部には該一導電形シリ
コン半導体層より不純物濃度の高い一導電形高不純物濃
度領域を形成し、前記第2の開口部には反対導電形高不
純物濃度領域をそれぞれ形成する工程を備えていること
を特徴とする方法である。
造方法は、一導電形シリコン半導体基板上に該一導電形
シリコン半導体基板より低不純物濃度の一導電形シリコ
ン半導体層を形成すると共に、該一導電形シリコン半導
体層上にゲート酸化膜、多結晶シリコン膜を順次積層す
る工程と、前記多結晶シリコン膜を選択的に開口して第
1の開口部と第2の開口部を形成し、さらに前記第1の
開口部より一導電形不純物をドープし前記第2の開口部
より反対導電形の不純物をドープして前記一導電形シリ
コン半導体層内に前記第1の開口部には該一導電形シリ
コン半導体層より不純物濃度の高い一導電形高不純物濃
度領域を形成し、前記第2の開口部には反対導電形高不
純物濃度領域をそれぞれ形成する工程を備えていること
を特徴とする方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
二重拡散形NチャネルMOSFETが複数形成された装
置について、図1乃至図11を参照して説明する。図1
と図3乃至図11は各製造工程における部分断面図であ
り、図2は第2の製造工程における部分平面図である。
二重拡散形NチャネルMOSFETが複数形成された装
置について、図1乃至図11を参照して説明する。図1
と図3乃至図11は各製造工程における部分断面図であ
り、図2は第2の製造工程における部分平面図である。
【0012】先ず、図1に示す第1の製造工程におい
て、N+ 形シリコン半導体基板21の上面を鏡面研磨し
た後、研磨された上面にN- 形シリコンエピタキシャル
層22をCVD法(Chemical Vapour
Deposition;化学的気相成長法)により成層
する。そしてN- 形シリコンエピタキシャル層22の上
面に、高温の酸素雰囲気中に晒すことにより二酸化シリ
コン(SiO2 )のゲート酸化膜23を形成し、さらに
ゲート酸化膜23上にゲート電極を構成する多結晶シリ
コン膜24を積層する。
て、N+ 形シリコン半導体基板21の上面を鏡面研磨し
た後、研磨された上面にN- 形シリコンエピタキシャル
層22をCVD法(Chemical Vapour
Deposition;化学的気相成長法)により成層
する。そしてN- 形シリコンエピタキシャル層22の上
面に、高温の酸素雰囲気中に晒すことにより二酸化シリ
コン(SiO2 )のゲート酸化膜23を形成し、さらに
ゲート酸化膜23上にゲート電極を構成する多結晶シリ
コン膜24を積層する。
【0013】次に、図2および図3に示す第2の製造工
程において、図示しないが多結晶シリコン膜24の上面
にフォトレジストを堆積し、さらにPEP(Photo
Engraving Process)技術によりフ
ォトレジストをパターニングして所定パターンのマスク
を形成する。その後、形成したマスクを用いて多結晶シ
リコン膜24をエッチングし、例えば1辺が6μmの正
方形の複数のベース開口部25を12μm間隔で各辺の
直交方向に形成すると共に、隣り合うベース開口部25
の間の中央部分に、ベース開口部25の中央部側の辺に
沿う方向の長さが6μmで、幅が2μmのゲート開口部
26を形成する。そしてフォトレジストのマスクを除去
する。なお、図3は図2におけるX−X矢方向視の部分
断面図であり、A0 は第1のユニット領域、B0 は第2
のユニット領域である。
程において、図示しないが多結晶シリコン膜24の上面
にフォトレジストを堆積し、さらにPEP(Photo
Engraving Process)技術によりフ
ォトレジストをパターニングして所定パターンのマスク
を形成する。その後、形成したマスクを用いて多結晶シ
リコン膜24をエッチングし、例えば1辺が6μmの正
方形の複数のベース開口部25を12μm間隔で各辺の
直交方向に形成すると共に、隣り合うベース開口部25
の間の中央部分に、ベース開口部25の中央部側の辺に
沿う方向の長さが6μmで、幅が2μmのゲート開口部
26を形成する。そしてフォトレジストのマスクを除去
する。なお、図3は図2におけるX−X矢方向視の部分
断面図であり、A0 は第1のユニット領域、B0 は第2
のユニット領域である。
【0014】次に、図4に示す第3の製造工程におい
て、多結晶シリコン膜24上及び各開口部25,26内
を埋め尽くすように、再びフォトレジスト27を堆積す
る。そして、PEP技術によりフォトレジスト27をベ
ース開口部25とその縁部分の多結晶シリコン膜24上
が開口するようにパターニングし、これによりベース開
口部25内のゲート酸化膜23が露出し、ゲート開口部
26がフォトレジスト27で覆われたままの形状の所定
パターンのマスク28を形成する。その後、形成された
マスク28を用いてベース開口部25直下のN- 形シリ
コンエピタキシャル層22上部にゲート酸化膜23を介
し、例えばほう素(B)等のP形イオン29の打ち込み
をイオン注入法により行う。なお、この時ベース開口部
25以外の部分では、フォトレジスト27によって途中
阻止され、N- 形シリコンエピタキシャル層22へはP
形イオン29の打ち込みが行われない。
て、多結晶シリコン膜24上及び各開口部25,26内
を埋め尽くすように、再びフォトレジスト27を堆積す
る。そして、PEP技術によりフォトレジスト27をベ
ース開口部25とその縁部分の多結晶シリコン膜24上
が開口するようにパターニングし、これによりベース開
口部25内のゲート酸化膜23が露出し、ゲート開口部
26がフォトレジスト27で覆われたままの形状の所定
パターンのマスク28を形成する。その後、形成された
マスク28を用いてベース開口部25直下のN- 形シリ
コンエピタキシャル層22上部にゲート酸化膜23を介
し、例えばほう素(B)等のP形イオン29の打ち込み
をイオン注入法により行う。なお、この時ベース開口部
25以外の部分では、フォトレジスト27によって途中
阻止され、N- 形シリコンエピタキシャル層22へはP
形イオン29の打ち込みが行われない。
【0015】次に、図5に示す第4の製造工程におい
て、フォトレジスト27を除去した後、多結晶シリコン
膜24上及び各開口部25,26内を埋め尽くすよう
に、再びフォトレジスト30を堆積する。そして、PE
P技術によりフォトレジスト30をゲート開口部26と
その縁部分の多結晶シリコン膜24上が開口するように
パターニングし、これによりゲート開口部26内のゲー
ト酸化膜23が露出し、ベース開口部25がフォトレジ
スト30で覆われたままの形状の所定パターンのマスク
31を形成する。その後、形成されたマスク31を用い
てゲート開口部26直下のN- 形シリコンエピタキシャ
ル層22上部にゲート酸化膜23を介し、例えばりん
(P)等のN形イオン32の打ち込みをイオン注入法に
より行う。同様に、ゲート開口部26以外の部分では、
フォトレジスト30によって途中阻止され、N- 形シリ
コンエピタキシャル層22へはN形イオン32の打ち込
みが行われない。
て、フォトレジスト27を除去した後、多結晶シリコン
膜24上及び各開口部25,26内を埋め尽くすよう
に、再びフォトレジスト30を堆積する。そして、PE
P技術によりフォトレジスト30をゲート開口部26と
その縁部分の多結晶シリコン膜24上が開口するように
パターニングし、これによりゲート開口部26内のゲー
ト酸化膜23が露出し、ベース開口部25がフォトレジ
スト30で覆われたままの形状の所定パターンのマスク
31を形成する。その後、形成されたマスク31を用い
てゲート開口部26直下のN- 形シリコンエピタキシャ
ル層22上部にゲート酸化膜23を介し、例えばりん
(P)等のN形イオン32の打ち込みをイオン注入法に
より行う。同様に、ゲート開口部26以外の部分では、
フォトレジスト30によって途中阻止され、N- 形シリ
コンエピタキシャル層22へはN形イオン32の打ち込
みが行われない。
【0016】次に、図6に示す第5の製造工程におい
て、N- 形シリコンエピタキシャル層22上部の所定部
分にP形イオン29とN形イオン32をそれぞれ打ち込
み、フォトレジスト30を除去した後、約1100℃の
高温のN2 等の不活性ガス雰囲気中で、打ち込まれたP
形イオン29、N形イオン32を熱拡散する。この熱拡
散によってベース開口部25直下にP形チャネル部ベー
ス33を形成し、ゲート開口部26直下にはN- 形シリ
コンエピタキシャル層22より不純物濃度の高いN形ド
レイン34を形成する。なお、形成されたP形チャネル
部ベース33とN形ドレイン34とは、それぞれ横方向
端部分が互いに境界を接するように熱拡散されている。
て、N- 形シリコンエピタキシャル層22上部の所定部
分にP形イオン29とN形イオン32をそれぞれ打ち込
み、フォトレジスト30を除去した後、約1100℃の
高温のN2 等の不活性ガス雰囲気中で、打ち込まれたP
形イオン29、N形イオン32を熱拡散する。この熱拡
散によってベース開口部25直下にP形チャネル部ベー
ス33を形成し、ゲート開口部26直下にはN- 形シリ
コンエピタキシャル層22より不純物濃度の高いN形ド
レイン34を形成する。なお、形成されたP形チャネル
部ベース33とN形ドレイン34とは、それぞれ横方向
端部分が互いに境界を接するように熱拡散されている。
【0017】次に、図7に示す第6の製造工程におい
て、多結晶シリコン膜24上及び各開口部25,26内
を埋め尽くすように、再びフォトレジスト35を堆積す
る。そして、PEP技術によりフォトレジスト35をベ
ース開口部25の中央部分上だけが開口するようにパタ
ーニングし、これによりベース開口部25内の中央部分
のゲート酸化膜23だけが露出し、他の部分がフォトレ
ジスト35で覆われたままの形状の所定パターンのマス
ク36を形成する。その後、形成されたマスク36を用
いてベース開口部25の中央部分直下のP形チャネル部
ベース33上部にゲート酸化膜23を介し、例えばほう
素等のP形イオン29の打ち込みを行う。
て、多結晶シリコン膜24上及び各開口部25,26内
を埋め尽くすように、再びフォトレジスト35を堆積す
る。そして、PEP技術によりフォトレジスト35をベ
ース開口部25の中央部分上だけが開口するようにパタ
ーニングし、これによりベース開口部25内の中央部分
のゲート酸化膜23だけが露出し、他の部分がフォトレ
ジスト35で覆われたままの形状の所定パターンのマス
ク36を形成する。その後、形成されたマスク36を用
いてベース開口部25の中央部分直下のP形チャネル部
ベース33上部にゲート酸化膜23を介し、例えばほう
素等のP形イオン29の打ち込みを行う。
【0018】次に、図8に示す第7の製造工程におい
て、フォトレジスト35を除去した後、約1000℃の
高温のN2 等の不活性ガス雰囲気中で、打ち込まれたP
形イオン29を熱拡散する。この熱拡散によってベース
開口部25直下のP形チャネル部ベース33の中央部分
上部に、P形チャネル部ベース33より不純物濃度の高
いP+ 形ベース37を形成する。
て、フォトレジスト35を除去した後、約1000℃の
高温のN2 等の不活性ガス雰囲気中で、打ち込まれたP
形イオン29を熱拡散する。この熱拡散によってベース
開口部25直下のP形チャネル部ベース33の中央部分
上部に、P形チャネル部ベース33より不純物濃度の高
いP+ 形ベース37を形成する。
【0019】次に、図9に示す第8の製造工程におい
て、多結晶シリコン膜24上及び各開口部25,26内
を埋め尽くすように、再びフォトレジスト38を堆積す
る。そして、PEP技術によりフォトレジスト38を、
ベース開口部25の周縁部分とその縁部分の多結晶シリ
コン膜24上が角環状に開口するようにパターニング
し、これによりベース開口部25内のゲート酸化膜23
が角環状に露出し、他の部分がフォトレジスト38で覆
われたままの形状の所定パターンのマスク39を形成す
る。その後、形成されたマスク39を用いてベース開口
部25の周縁部分直下のP形チャネル部ベース33上部
およびP+ 形ベース37上部に掛かるようにゲート酸化
膜23を介し、例えばりん等のN形イオン32の打ち込
みを行う。
て、多結晶シリコン膜24上及び各開口部25,26内
を埋め尽くすように、再びフォトレジスト38を堆積す
る。そして、PEP技術によりフォトレジスト38を、
ベース開口部25の周縁部分とその縁部分の多結晶シリ
コン膜24上が角環状に開口するようにパターニング
し、これによりベース開口部25内のゲート酸化膜23
が角環状に露出し、他の部分がフォトレジスト38で覆
われたままの形状の所定パターンのマスク39を形成す
る。その後、形成されたマスク39を用いてベース開口
部25の周縁部分直下のP形チャネル部ベース33上部
およびP+ 形ベース37上部に掛かるようにゲート酸化
膜23を介し、例えばりん等のN形イオン32の打ち込
みを行う。
【0020】次に、図10に示す第9の製造工程におい
て、フォトレジスト38を除去した後、約900℃の高
温のN2 等の不活性ガス雰囲気中で、打ち込まれたN形
イオン32を熱拡散する。この熱拡散によってベース開
口部25の周縁部分直下のP形チャネル部ベース33上
部およびP+ 形ベース37上部に、高不純物濃度の角環
状のN+ 形ソース40を形成する。
て、フォトレジスト38を除去した後、約900℃の高
温のN2 等の不活性ガス雰囲気中で、打ち込まれたN形
イオン32を熱拡散する。この熱拡散によってベース開
口部25の周縁部分直下のP形チャネル部ベース33上
部およびP+ 形ベース37上部に、高不純物濃度の角環
状のN+ 形ソース40を形成する。
【0021】次に、図11に示す第10の製造工程にお
いて、多結晶シリコン膜24上及び各開口部25,26
内を埋め尽くすように、CVD法により二酸化シリコン
でなる比較的厚膜の層間絶縁膜41を成層する。続い
て、層間絶縁膜41の上面に図示しないがフォトレジス
トを堆積する。そして、フォトレジストをPEP技術に
よりパターニングし、ベース開口部25内のP+ 形ベー
ス37と、角環状のN+形ソース40の内周縁部分の直
上方となる層間絶縁膜41上が開口するようにした所定
パターンのマスクを形成する。その後、形成されたマス
クを用いて層間絶縁膜41とゲート酸化膜23をエッチ
ングし、P+ 形ベース37と角環状のN+形ソース40
の内周縁部分の上面が内底部分に露出するコンタクトホ
ール42を形成する。
いて、多結晶シリコン膜24上及び各開口部25,26
内を埋め尽くすように、CVD法により二酸化シリコン
でなる比較的厚膜の層間絶縁膜41を成層する。続い
て、層間絶縁膜41の上面に図示しないがフォトレジス
トを堆積する。そして、フォトレジストをPEP技術に
よりパターニングし、ベース開口部25内のP+ 形ベー
ス37と、角環状のN+形ソース40の内周縁部分の直
上方となる層間絶縁膜41上が開口するようにした所定
パターンのマスクを形成する。その後、形成されたマス
クを用いて層間絶縁膜41とゲート酸化膜23をエッチ
ングし、P+ 形ベース37と角環状のN+形ソース40
の内周縁部分の上面が内底部分に露出するコンタクトホ
ール42を形成する。
【0022】続いて、層間絶縁膜41上とコンタクトホ
ール42内を埋め尽くすようにアルミニウム(Al)を
堆積し、コンタクトホール42内底部分で、P+ 形ベー
ス37およびN+ 形ソース40の上面とアルミニウムと
をオーミック接続する。さらに、堆積したアルミニウム
をPEP技術を用いてパターニングして所定パターンを
有するソース電極43を形成する。また、N+ 形シリコ
ン半導体基板21の下面にはバナジウム−ニッケル−金
(V−Ni−Au)を被着し、ドレイン電極43を形成
する。これにより、第1のユニット領域A0 と第2のユ
ニット領域B0に、それぞれ第1のMOSFET45a
と第2のMOSFET45bが形成される。
ール42内を埋め尽くすようにアルミニウム(Al)を
堆積し、コンタクトホール42内底部分で、P+ 形ベー
ス37およびN+ 形ソース40の上面とアルミニウムと
をオーミック接続する。さらに、堆積したアルミニウム
をPEP技術を用いてパターニングして所定パターンを
有するソース電極43を形成する。また、N+ 形シリコ
ン半導体基板21の下面にはバナジウム−ニッケル−金
(V−Ni−Au)を被着し、ドレイン電極43を形成
する。これにより、第1のユニット領域A0 と第2のユ
ニット領域B0に、それぞれ第1のMOSFET45a
と第2のMOSFET45bが形成される。
【0023】このように構成されたものでは、多結晶シ
リコン膜24でなるゲート電極の直下に、N- 形シリコ
ンエピタキシャル層22より不純物濃度の高いN形ドレ
イン34を設けているのでジャンクション抵抗RJ が小
さいものとなり、第1のMOSFET45aと第2のM
OSFET45bにおけるドレイン電極43とソース電
極43間のオン抵抗Ronが低くなる。このため、第1の
MOSFET45aと第2のMOSFET45bを微細
化した場合においても、オン抵抗Ronの主たる部分を占
めるジャンクション抵抗RJ の増加が抑制され、オン抵
抗Ronを低減することができる。
リコン膜24でなるゲート電極の直下に、N- 形シリコ
ンエピタキシャル層22より不純物濃度の高いN形ドレ
イン34を設けているのでジャンクション抵抗RJ が小
さいものとなり、第1のMOSFET45aと第2のM
OSFET45bにおけるドレイン電極43とソース電
極43間のオン抵抗Ronが低くなる。このため、第1の
MOSFET45aと第2のMOSFET45bを微細
化した場合においても、オン抵抗Ronの主たる部分を占
めるジャンクション抵抗RJ の増加が抑制され、オン抵
抗Ronを低減することができる。
【0024】さらに、多結晶シリコン膜24でなるゲー
ト電極は、ゲート開口部26を設けているので面積が小
さくなり、第1のMOSFET45aや第2のMOSF
ET45bにおける最大の静電容量であるゲート電極と
ドレイン電極43間の静電容量Cgdを小さなものとする
ことができ、第1のMOSFET45aや第2のMOS
FET45bのスイッチングタイムを高速化することが
できる。また、第1のMOSFET45aや第2のMO
SFET45bの低電圧駆動化を行うべくゲート酸化膜
23を薄膜化した場合においても、ゲート電極とドレイ
ン電極43間の静電容量Cgdの増加が抑制され、スイッ
チングスピードを高速のままとすることができる。
ト電極は、ゲート開口部26を設けているので面積が小
さくなり、第1のMOSFET45aや第2のMOSF
ET45bにおける最大の静電容量であるゲート電極と
ドレイン電極43間の静電容量Cgdを小さなものとする
ことができ、第1のMOSFET45aや第2のMOS
FET45bのスイッチングタイムを高速化することが
できる。また、第1のMOSFET45aや第2のMO
SFET45bの低電圧駆動化を行うべくゲート酸化膜
23を薄膜化した場合においても、ゲート電極とドレイ
ン電極43間の静電容量Cgdの増加が抑制され、スイッ
チングスピードを高速のままとすることができる。
【0025】尚、上記の実施形態は、二重拡散形Nチャ
ネルMOSFETが複数形成された装置であるがこれに
限るものではなく、バイポーラ型MOSFETであるI
GBT等においても同様に構成することで同じ作用、効
果を得ることができる。
ネルMOSFETが複数形成された装置であるがこれに
限るものではなく、バイポーラ型MOSFETであるI
GBT等においても同様に構成することで同じ作用、効
果を得ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、微細化した素子においてもオン抵抗をその主
たる部分となるジャンクション抵抗が小さくできるので
低いものとすることができ、また素子の静電容量を低減
することができてスイッチングタイムを高速化すること
ができる等の効果を奏する。
によれば、微細化した素子においてもオン抵抗をその主
たる部分となるジャンクション抵抗が小さくできるので
低いものとすることができ、また素子の静電容量を低減
することができてスイッチングタイムを高速化すること
ができる等の効果を奏する。
【図1】本発明の一実施形態の第1の製造工程における
部分断面図である。
部分断面図である。
【図2】本発明の一実施形態の第2の製造工程における
部分平面図である。
部分平面図である。
【図3】本発明の一実施形態の第2の製造工程における
部分断面図である。
部分断面図である。
【図4】本発明の一実施形態の第3の製造工程における
部分断面図である。
部分断面図である。
【図5】本発明の一実施形態の第4の製造工程における
部分断面図である。
部分断面図である。
【図6】本発明の一実施形態の第5の製造工程における
部分断面図である。
部分断面図である。
【図7】本発明の一実施形態の第6の製造工程における
部分断面図である。
部分断面図である。
【図8】本発明の一実施形態の第7の製造工程における
部分断面図である。
部分断面図である。
【図9】本発明の一実施形態の第8の製造工程における
部分断面図である。
部分断面図である。
【図10】本発明の一実施形態の第9の製造工程におけ
る部分断面図である。
る部分断面図である。
【図11】本発明の一実施形態の第10の製造工程にお
ける部分断面図である。
ける部分断面図である。
【図12】従来例の部分断面図である。
【図13】従来例の要部における各静電容量を説明する
ための図である。
ための図である。
21…N+ 形シリコン半導体基板 22…N- 形シリコンエピタキシャル層 23…ゲート酸化膜 24…多結晶シリコン膜 25…ベース開口部 26…ゲート開口部 29…P形イオン 32…N形イオン 33…P形チャネル部ベース 34…N形ドレイン34 37…P+ 形ベース 43…ドレイン電極
Claims (1)
- 【請求項1】 一導電形シリコン半導体基板上に該一導
電形シリコン半導体基板より低不純物濃度の一導電形シ
リコン半導体層を形成すると共に、該一導電形シリコン
半導体層上にゲート酸化膜、多結晶シリコン膜を順次積
層する工程と、前記多結晶シリコン膜を選択的に開口し
て第1の開口部と第2の開口部を形成し、さらに前記第
1の開口部より一導電形不純物をドープし前記第2の開
口部より反対導電形の不純物をドープして前記一導電形
シリコン半導体層内に前記第1の開口部には該一導電形
シリコン半導体層より不純物濃度の高い一導電形高不純
物濃度領域を形成し、前記第2の開口部には反対導電形
高不純物濃度領域をそれぞれ形成する工程を備えている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147926A JPH10335643A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147926A JPH10335643A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335643A true JPH10335643A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15441215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9147926A Pending JPH10335643A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10335643A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004335990A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-11-25 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Mis型半導体装置 |
| EP1703567A2 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Insulated gate field-effect transistor and method of making the same |
| EP1717849A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | STMicroelectronics S.r.l. | Process for manufacturing a MOS device with intercell ion implant |
| US7800173B2 (en) | 2007-03-02 | 2010-09-21 | Stmicroelectronics, S.R.L. | Manufacturing process of a vertical-conduction MISFET device with gate dielectric structure having differentiated thickness and vertical-conduction MISFET device thus manufacture |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP9147926A patent/JPH10335643A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004335990A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-11-25 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | Mis型半導体装置 |
| EP1703567A2 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Insulated gate field-effect transistor and method of making the same |
| EP1717849A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | STMicroelectronics S.r.l. | Process for manufacturing a MOS device with intercell ion implant |
| WO2006114376A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Stmicroelectronics S.R.L. | Process for manufacturing a mos device with intercell ion implant |
| US8158463B2 (en) | 2005-04-27 | 2012-04-17 | Stmicroelectronics S.R.L. | Process and method for manufacturing a MOS device with intercell ion implant using one or more parallel enrichment windows |
| US8324669B2 (en) | 2005-04-27 | 2012-12-04 | Stmicroelectronics S.R.L. | Process for manufacturing a MOS device with intercell ion implant confined to the gate electrode region |
| US7800173B2 (en) | 2007-03-02 | 2010-09-21 | Stmicroelectronics, S.R.L. | Manufacturing process of a vertical-conduction MISFET device with gate dielectric structure having differentiated thickness and vertical-conduction MISFET device thus manufacture |
| US7968412B2 (en) | 2007-03-02 | 2011-06-28 | Stmicroelectronics, S.R.L. | Manufacturing process of a vertical-conduction MISFET device with gate dielectric structure having differentiated thickness and vertical-conduction MISFET device thus manufacture |
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