JPH1084111A - 高耐圧mosトランジスタ - Google Patents

高耐圧mosトランジスタ

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JPH1084111A
JPH1084111A JP8236050A JP23605096A JPH1084111A JP H1084111 A JPH1084111 A JP H1084111A JP 8236050 A JP8236050 A JP 8236050A JP 23605096 A JP23605096 A JP 23605096A JP H1084111 A JPH1084111 A JP H1084111A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高耐圧特性を維持しながら、オン抵抗を下げ
て動作速度を向上できる高耐圧MOSトランジスタを実
現する。 【解決手段】 N型ウエル2の表面に形成されLOCO
S酸化膜5で覆われたP型拡散層3をチャネル長方向断
面において複数に分割し、その分割したP型拡散層3の
間に、N型ウエル2より不純物濃度の高いN型拡散層4
を、P型拡散層3と同じ深さかそれよりも浅く形成して
いる。複数個のP型拡散層3から延びた空乏層は互いに
影響して耐圧としては低下することなく、高耐圧特性を
維持できる。また、トランジスタがオンしたとき、P型
拡散層3の間にN型拡散層4を配置したことによりチャ
ネル抵抗が低減し、トランジスタの動作速度を向上する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高耐圧MOSト
ランジスタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の高耐圧MOSトランジスタについ
て図3を参照しながら説明する。図3は従来の高耐圧M
OSトランジスタの断面構造図である。図3において、
1はP型シリコン基板、2はN型ウエル、3はP型拡散
層、5はLOCOS酸化膜、6はゲート電極、7はN型
ドレイン領域、8はN型ソース領域、9は層間絶縁膜、
10はドレイン電極、11はソース電極、12はPSG
(燐・シリケート・ガラス)膜、13はポリイミド膜で
ある。
【0003】この従来の高耐圧MOSトランジスタは、
P型シリコン基板1の表面にN型ソース領域8とN型ウ
エル2を設け、N型ウエル2の表面にP型拡散層3とN
型ドレイン領域7を設け、P型拡散層3上をLOCOS
酸化膜5で覆ってあり、N型ソース領域8の端部上から
LOCOS酸化膜5上にかけてゲート酸化膜を介してゲ
ート電極6を設けている。そして、層間絶縁膜9のコン
タクトホールを介してN型ドレイン領域7,N型ソース
領域8上にそれぞれドレイン電極10,ソース電極11
を設け、保護膜としてPSG膜12およびポリイミド膜
13を設けている。
【0004】この構成では、P型拡散層3をソース電極
11と同電位にすることにより、P型拡散層3とN型ウ
エル2が両方から空乏化して高耐圧化できるようになっ
ている。また、トランジスタがオンした場合には、P型
拡散層3直下のN型ウエル2がチャネルとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の高耐
圧MOSトランジスタでは、トランジスタがオンになっ
た場合、ドレイン部のオン抵抗がP型拡散層3直下のN
型ウエル2の抵抗で決定されるために、チャネル部の不
純物濃度が低くなるとオン抵抗が高くなり、トランジス
タの動作速度を決定する一因であるオン電流が小さくな
り、動作速度が遅くなるという課題があった。
【0006】この発明は上記課題を解決するもので、高
耐圧特性を維持しながら、オン抵抗を下げて動作速度を
向上することができる高耐圧MOSトランジスタを提供
することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の高耐圧M
OSトランジスタは、第1導電型半導体基板の表面に第
2導電型ソース領域と第2導電型ウエルを設け、第2導
電型ウエルの表面に第1導電型拡散層と第2導電型ドレ
イン領域を設け、第1導電型拡散層上をLOCOS酸化
膜で覆い、第2導電型ソース領域の端部上からLOCO
S酸化膜上にかけてゲート酸化膜を介してゲート電極を
設けた高耐圧MOSトランジスタであって、第1導電型
拡散層をチャネル長方向断面において複数に分割し、こ
の分割した第1導電型拡散層の間に第2導電型拡散層を
第1導電型拡散層と同じまたは浅い深さに設けたことを
特徴とする。
【0008】この構成によれば、第2導電型ウエルの表
面に形成された第1導電型拡散層をチャネル長方向断面
において複数に分割し、この分割した第1導電型拡散層
の間に第2導電型拡散層を設けたことにより、高耐圧特
性を維持しながら、トランジスタがオンしたときのチャ
ネル抵抗を低減することができ、トランジスタの動作速
度を向上することができる。
【0009】請求項2記載の高耐圧MOSトランジスタ
は、請求項1記載の高耐圧MOSトランジスタにおい
て、第2導電型拡散層は第1導電型拡散層と同じまたは
浅い深さにしている。このように、第1導電型拡散層の
間に設けた第2導電型拡散層を、第1導電型拡散層と同
じまたは浅い深さとすることにより、第1導電型拡散層
からの空乏層が第2導電型拡散層の下部領域に拡がりや
すく、空乏化がより均一に行われ、高耐圧化に、より効
果がある。
【0010】請求項3記載の高耐圧MOSトランジスタ
は、請求項1または2記載の高耐圧MOSトランジスタ
において、第2導電型拡散層は第2導電型ウエルより不
純物濃度を高くしている。このように、第1導電型拡散
層の間に設けた第2導電型拡散層の不純物濃度を第2導
電型ウエルより高くすることにより、トランジスタがオ
ンしたときのチャネル抵抗をより低減することができ、
トランジスタの動作速度をより向上することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。図1はこの発明の実
施の形態における高耐圧MOSトランジスタの断面構造
図である。図1において、1はP型シリコン基板(第1
導電型半導体基板)、2はN型ウエル(第2導電型ウエ
ル)、3はP型拡散層(第1導電型拡散層)、4はN型
拡散層(第2導電型拡散層)、5はLOCOS酸化膜、
6はゲート電極、7はN型ドレイン領域、8はN型ソー
ス領域、9は層間絶縁膜、10はドレイン電極、11は
ソース電極、12はPSG(燐・シリケート・ガラス)
膜、13はポリイミド膜である。
【0012】この高耐圧MOSトランジスタは、N型ウ
エル2の表面に形成されLOCOS酸化膜5で覆われた
P型拡散層3をチャネル長方向断面において複数に分割
し、その分割したP型拡散層3の間にN型ウエル2より
不純物濃度の高いN型拡散層4をP型拡散層3と同じ深
さかそれよりも浅く形成したことを特徴とし、その他の
構成は図3に示す従来例と同様である。
【0013】この高耐圧MOSトランジスタの製造方法
について、図2の工程順断面図を参照しながら説明して
おく。図2(a)に示すように、P型シリコン基板1の
表面にN型ウエル2をイオン注入と熱処理により形成す
る。つぎに、図2(b)に示すように、N型ウエル2内
の表面に、P型拡散層3とN型拡散層4をイオン注入と
熱処理により形成する。このP型拡散層3とN型拡散層
4は、例えば、P型拡散層用のマスクを用いてボロン注
入を行い、P型拡散層用のマスクを除去し、つぎにN型
拡散層用のマスクを用いてリン注入を行い、ドライブイ
ン処理することにより形成する。
【0014】つぎに、図2(c)に示すように、P型拡
散層3とN型拡散層4を覆うようにLOCOS酸化膜5
を形成する。つぎに、図2(d)に示すように、LOC
OS酸化膜5の端を含む領域に酸化膜を介してゲート電
極6を形成した後、N型ドレイン領域7およびN型ソー
ス領域8をイオン注入により形成する。つぎに、図2
(e)に示すように、層間絶縁膜9を形成した後、コン
タクトホールを設けてドレイン電極10およびソース電
極11を形成する。最後に、図2(f)に示すように、
保護膜としてPSG膜12およびポリイミド膜13を形
成する。
【0015】以上のようにこの実施の形態によれば、N
型ウエル2の表面に形成されるP型拡散層3をチャネル
長方向断面において複数に分割し、P型拡散層3の間に
P型拡散層3と同じまたは浅い深さのN型拡散層4を形
成している。この実施の形態では、N型ウエル2の濃度
は約1×1016cm-3であり、N型拡散層4の表面濃度
は約2×1016cm-3、P型拡散層3の表面濃度は約4
×1016cm-3である。そして、P型拡散層3はソース
電極11と同電位になるように接続されている。この構
成によれば、複数個のP型拡散層3から延びた空乏層は
互いに影響し、最終的には図3の従来例と同様になり、
耐圧としては低下することはなく、高耐圧特性を維持で
きる。また、トランジスタがオンしたとき、チャネル部
分は、N型ウエル2だけでなくN型拡散層4の一部分ま
で含まれることから、P型拡散層3のある部分とN型拡
散層4のある部分とではチャネル部分の断面積と不純物
濃度が異なり、全体として見た場合、従来例に比べてチ
ャネル抵抗が低減する。その結果、トランジスタの動作
速度を向上することができる。
【0016】なお、N型拡散層4を、P型拡散層3と同
じまたは浅い深さにした理由は、P型拡散層3からの空
乏層がN型拡散層4の下部領域に拡がりやすく、空乏化
がより均一に行われ、高耐圧化を実現するうえで好まし
いからであり、もしN型拡散層4がP型拡散層3より深
い領域にまで形成されていると、P型拡散層3から延び
た空乏層がN型拡散層4の下部で狭くなり、耐圧が下が
ることになる。
【0017】なお、この実施の形態では、N型ウエル2
内に形成したN型拡散層4を、P型拡散層3と接するよ
うに配置したが、P型拡散層3の間にP型拡散層3と離
して配置してもよい。また、各P型拡散層3および各N
型拡散層4はそれぞれ同じ形状にする必要はない。ま
た、高耐圧構造によく用いられる構造にも適用でき、島
状のN型ドレイン領域7を中心としてその周りにLOC
OS酸化膜5をリング状に配置し、そのリング状のLO
COS酸化膜5の下部に、同じくリング状のP型拡散層
3とN型拡散層4とを交互に配置するようにしてもよ
い。
【0018】また、保護膜としてPSG膜12とポリイ
ミド膜13を使用したが、特に限定されたものではな
い。なお、この実施の形態では、P型半導体基板を用い
たが、N型半導体基板を用い、各領域の導電型を逆にし
てもよい。
【0019】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第2導
電型ウエルの表面に形成されLOCOS酸化膜で覆われ
た第1導電型拡散層をチャネル長方向断面において複数
に分割し、この分割した第1導電型拡散層の間に第2導
電型拡散層を設けたことにより、高耐圧特性を維持しな
がら、トランジスタがオンしたときのチャネル抵抗を低
減することができ、トランジスタの動作速度を向上する
ことができる。
【0020】さらに、第1導電型拡散層の間に設けた第
2導電型拡散層を、第1導電型拡散層と同じまたは浅い
深さとすることにより、第1導電型拡散層からの空乏層
が第2導電型拡散層の下部領域に拡がりやすく、空乏化
がより均一に行われ、高耐圧化に、より効果がある。ま
た、第2導電型拡散層の不純物濃度を第2導電型ウエル
より高くすることにより、トランジスタがオンしたとき
のチャネル抵抗をより低減することができ、トランジス
タの動作速度をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態における高耐圧MOSト
ランジスタの断面構造図。
【図2】この発明の実施の形態における製造工程を示す
断面図。
【図3】従来の高耐圧MOSトランジスタの断面構造
図。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板(第1導電型半導体基板) 2 N型ウエル(第2導電型ウエル) 3 P型拡散層(第1導電型拡散層) 4 N型拡散層(第2導電型拡散層) 5 LOCOS酸化膜 6 ゲート電極 7 N型ドレイン領域 8 N型ソース領域 9 層間絶縁膜 10 ドレイン電極 11 ソース電極 12 PSG膜 13 ポリイミド膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型半導体基板の表面に第2導電
    型ソース領域と第2導電型ウエルを設け、前記第2導電
    型ウエルの表面に第1導電型拡散層と第2導電型ドレイ
    ン領域を設け、前記第1導電型拡散層上をLOCOS酸
    化膜で覆い、前記第2導電型ソース領域の端部上から前
    記LOCOS酸化膜上にかけてゲート酸化膜を介してゲ
    ート電極を設けた高耐圧MOSトランジスタであって、 前記第1導電型拡散層をチャネル長方向断面において複
    数に分割し、この分割した前記第1導電型拡散層の間に
    第2導電型拡散層を設けたことを特徴とする高耐圧MO
    Sトランジスタ。
  2. 【請求項2】 第2導電型拡散層は第1導電型拡散層と
    同じまたは浅い深さにした請求項1記載の高耐圧MOS
    トランジスタ。
  3. 【請求項3】 第2導電型拡散層は第2導電型ウエルよ
    り不純物濃度を高くした請求項1または2記載の高耐圧
    MOSトランジスタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6312996B1 (en) 1998-10-19 2001-11-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
US6534829B2 (en) 1998-06-25 2003-03-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method for fabricating the same
JP2008034738A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置
CN102694008A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 立锜科技股份有限公司 高压元件及其制造方法

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