JPS5987872A - 絶縁ゲ−ト半導体装置とその製造法 - Google Patents
絶縁ゲ−ト半導体装置とその製造法Info
- Publication number
- JPS5987872A JPS5987872A JP57197530A JP19753082A JPS5987872A JP S5987872 A JPS5987872 A JP S5987872A JP 57197530 A JP57197530 A JP 57197530A JP 19753082 A JP19753082 A JP 19753082A JP S5987872 A JPS5987872 A JP S5987872A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- type region
- type
- conductivity type
- gate
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
- H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
- H10D30/028—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs
- H10D30/0291—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
- H10D62/393—Body regions of DMOS transistors or IGBTs
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は縦形の絶縁ゲート・電界効果トランジスタ(以
下MO8FETと称する)における出力容量低減技術に
関する。
下MO8FETと称する)における出力容量低減技術に
関する。
ビディオ出力用素子として用いられている高耐圧縦形M
O8FETは、第1図に示すように、裏面にn++層2
を有するn型Si (シリコン)基体1をドレイン(D
)として、この基体1の一生表面に浅いp型領域3とこ
のp型領域3に囲まれその一部で重なる深いp型ウェル
領域4とな形成し、周辺の浅いp型頭域30表面の一部
にさらに浅い高濃度のn+型領領域5形成してソース(
S)となし、このn+型領領域5形成されない浅いp型
頭域30表面をチャネル部3aとしてこの上に絶縁膜(
S I O* Ha ) 6を介してポリSi (シリ
コン)からなるゲート7 (G)を設け、このゲートG
への電圧印加によってその直下のチャネル部3aにおい
てソース・ドレイン電流I8Dを制御する構成を有する
。
O8FETは、第1図に示すように、裏面にn++層2
を有するn型Si (シリコン)基体1をドレイン(D
)として、この基体1の一生表面に浅いp型領域3とこ
のp型領域3に囲まれその一部で重なる深いp型ウェル
領域4とな形成し、周辺の浅いp型頭域30表面の一部
にさらに浅い高濃度のn+型領領域5形成してソース(
S)となし、このn+型領領域5形成されない浅いp型
頭域30表面をチャネル部3aとしてこの上に絶縁膜(
S I O* Ha ) 6を介してポリSi (シリ
コン)からなるゲート7 (G)を設け、このゲートG
への電圧印加によってその直下のチャネル部3aにおい
てソース・ドレイン電流I8Dを制御する構成を有する
。
パワー縦形MO8FETを高周波帯域で使用する場合、
出力容量C888は出力損失となるため、容量はできる
だけ小さい方が望ましい。又このMOSFETをキャラ
クタディスプレイ等のビデビオ出力用トランジスタとし
て使用する場合、負荷となるブラウン管の容量が3〜5
PFと小さく、ビディオ出力の周波数帯域を50MHz
以上必要とする高精細ディスプレイではC888はl0
PF以下であることを要しできれば、5PFが理想的で
ある。
出力容量C888は出力損失となるため、容量はできる
だけ小さい方が望ましい。又このMOSFETをキャラ
クタディスプレイ等のビデビオ出力用トランジスタとし
て使用する場合、負荷となるブラウン管の容量が3〜5
PFと小さく、ビディオ出力の周波数帯域を50MHz
以上必要とする高精細ディスプレイではC888はl0
PF以下であることを要しできれば、5PFが理想的で
ある。
しかし前記の高耐圧縦形MO8FETの構造では第1図
を参照しドレイン・ソース間の出力容量Co55はチャ
ネル部を含む浅いp型領域3の接合容量C1と深いp型
ウェル値域4の接合容量C3で決定され、したがってC
888を小さくする手段としては接合面積を小さくする
かスはp型領域3,4の不純物濃度を薄くするかしなけ
ればならない。
を参照しドレイン・ソース間の出力容量Co55はチャ
ネル部を含む浅いp型領域3の接合容量C1と深いp型
ウェル値域4の接合容量C3で決定され、したがってC
888を小さくする手段としては接合面積を小さくする
かスはp型領域3,4の不純物濃度を薄くするかしなけ
ればならない。
しかしチャネル部を含む浅いpi領域3ではnチャネル
MO8FETの1m特性や■1等から所要の濃度に限定
され、チャネル部拡散による接合容量C1は動かすこと
ができない。一方、p型ウェル領域4の不純物濃度はチ
ャネル部に比して低く選ぶことができるが、ウニ;が深
くなるほどその側面部分の面積が増加し、又、浅いp型
領域3と深いp型ウェル領域40重なる部分4aは2度
の拡散によりチャネル部3aの不純物濃度よりも濃くな
っており、したがって接合容量Ctが大きくなり、全体
としてC888の低減は困難である。
MO8FETの1m特性や■1等から所要の濃度に限定
され、チャネル部拡散による接合容量C1は動かすこと
ができない。一方、p型ウェル領域4の不純物濃度はチ
ャネル部に比して低く選ぶことができるが、ウニ;が深
くなるほどその側面部分の面積が増加し、又、浅いp型
領域3と深いp型ウェル領域40重なる部分4aは2度
の拡散によりチャネル部3aの不純物濃度よりも濃くな
っており、したがって接合容量Ctが大きくなり、全体
としてC888の低減は困難である。
次に低耐圧・低オン抵抗縦形MO8FETとして、p型
ウェルの浅い場合、あるいは第2図に示すようにチャネ
ル部を含む浅いp型領域のみで深いウェルを有しない構
造では、ゲート電圧印加時に空乏層がチャネル部拡散層
にぶつかることになり、同様に出力容量C888の低減
ができない。
ウェルの浅い場合、あるいは第2図に示すようにチャネ
ル部を含む浅いp型領域のみで深いウェルを有しない構
造では、ゲート電圧印加時に空乏層がチャネル部拡散層
にぶつかることになり、同様に出力容量C888の低減
ができない。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
り、その目的とするところは、出力用縦形MO8FET
において出力容量を低減し、ビディオ出力の周波数帯域
特性を向上することにある。
り、その目的とするところは、出力用縦形MO8FET
において出力容量を低減し、ビディオ出力の周波数帯域
特性を向上することにある。
上記目的を達成するための本発明の一実施態様は第3図
に示されるように裏面にn+型SiJ脅2を有するn型
Si基板1をドレインとして、このn型基板lの表面に
一部がチャネル部となるp型領域3を有し、p型頭域3
0表面の一部にn+型領領域5形成してソースとし、n
+型領領域形成されないp型頭域3表面に薄い絶縁膜6
を介してゲート(電極)7を設けたnチャネ/I/MO
8FETにおいて、チャネル部をゲート近傍下のp型頭
域3表面に限定し、このp型領域に囲まれたp−型領域
8の不純物濃度をチャネル部となるp型領域3のそれよ
りも低いものとしたものである。第4図は第3図に示し
たMOSFETに対応する拡散パターンをあられす平面
図である。
に示されるように裏面にn+型SiJ脅2を有するn型
Si基板1をドレインとして、このn型基板lの表面に
一部がチャネル部となるp型領域3を有し、p型頭域3
0表面の一部にn+型領領域5形成してソースとし、n
+型領領域形成されないp型頭域3表面に薄い絶縁膜6
を介してゲート(電極)7を設けたnチャネ/I/MO
8FETにおいて、チャネル部をゲート近傍下のp型頭
域3表面に限定し、このp型領域に囲まれたp−型領域
8の不純物濃度をチャネル部となるp型領域3のそれよ
りも低いものとしたものである。第4図は第3図に示し
たMOSFETに対応する拡散パターンをあられす平面
図である。
このような構造とすることによって、チャネル部となる
p型領域3とそれKより囲まれたp−型領域8とを個別
に設計でき、特にp−型領域8の不純物濃度を低減させ
たことにより、ゲート電圧印加時に空乏層の拡がりを少
なくし、又、p−型領域8を浅く形成して「ウェル」側
面部の面積を減少させることにより、このp−型領域8
にかかわるC1を小さくし、パワーMO8FETのID
・7mを低下させることなく出力容量C888を低減す
ることができる。
p型領域3とそれKより囲まれたp−型領域8とを個別
に設計でき、特にp−型領域8の不純物濃度を低減させ
たことにより、ゲート電圧印加時に空乏層の拡がりを少
なくし、又、p−型領域8を浅く形成して「ウェル」側
面部の面積を減少させることにより、このp−型領域8
にかかわるC1を小さくし、パワーMO8FETのID
・7mを低下させることなく出力容量C888を低減す
ることができる。
第5図は本発明の他の実施形態を示し、この場合はチャ
ネル部を含むp型領域3とそれに囲まれたp−型領域些
との重なり部分をC型領域6の直下に形成した場合で、
第4図の場合よりチャネル部となるp型領域3の面積が
小さくなるため、その部分の接合容量C1が小さくなり
、したがって全体の出力容量C8,8をより低減できる
。
ネル部を含むp型領域3とそれに囲まれたp−型領域些
との重なり部分をC型領域6の直下に形成した場合で、
第4図の場合よりチャネル部となるp型領域3の面積が
小さくなるため、その部分の接合容量C1が小さくなり
、したがって全体の出力容量C8,8をより低減できる
。
第6図はp型領域とn型基板とのpn接合(0の位置)
よりの空乏層の拡がり(距離)Jと電界強度Eとの関係
がp型領域の不純物濃度によって変ることを示している
。同図において、曲線(1)はp型領域の濃度が高い場
合で、p型層n型層双方への拡がりの大きいことな示し
、曲線(2)はp型領域の濃度を低くup型層への拡が
りが小さく、n型層へのそれが大きい場合、曲線(31
p型層へもn型層へも共に拡がりが小さい場合を示して
いる。
よりの空乏層の拡がり(距離)Jと電界強度Eとの関係
がp型領域の不純物濃度によって変ることを示している
。同図において、曲線(1)はp型領域の濃度が高い場
合で、p型層n型層双方への拡がりの大きいことな示し
、曲線(2)はp型領域の濃度を低くup型層への拡が
りが小さく、n型層へのそれが大きい場合、曲線(31
p型層へもn型層へも共に拡がりが小さい場合を示して
いる。
第7図乃至第13図は本発明による出力用nチャネルM
O8FETの製造法をそのプロセスの工程断面図により
示すもので各工程は下記の通り。
O8FETの製造法をそのプロセスの工程断面図により
示すもので各工程は下記の通り。
(1) 第7図に示すようにn++層2な有するn型
単結晶Si基板1又はn++基板(21の上にn型層(
1)をエピタキシャル成長させたn” n型基板(1゜
2)を用意し、そのn型層(基板)10表面に絶縁膜(
SiOx膜)9をマスクとしてB(ポロン)イオン打込
み(不純物オーダN:1012/IJ2)拡散(120
0°CX1.3hr程度)してp−型領域8を形成する
。
単結晶Si基板1又はn++基板(21の上にn型層(
1)をエピタキシャル成長させたn” n型基板(1゜
2)を用意し、そのn型層(基板)10表面に絶縁膜(
SiOx膜)9をマスクとしてB(ポロン)イオン打込
み(不純物オーダN:1012/IJ2)拡散(120
0°CX1.3hr程度)してp−型領域8を形成する
。
(2) 第8図に示すようにp−型領域8上の厚い酸
化膜10をフィールド酸化膜(4〜5000A )の一
部として残して他をエッチ除去する。
化膜10をフィールド酸化膜(4〜5000A )の一
部として残して他をエッチ除去する。
(3)第9図に示すようにゲート酸化を行ないゲート酸
化膜6を1250A程度に形成する。
化膜6を1250A程度に形成する。
(4)全面にポリSiをデポジットし、所定のホトレジ
スト処理で第10図に示すようにポリSiゲート7をパ
ターニングにより残す。
スト処理で第10図に示すようにポリSiゲート7をパ
ターニングにより残す。
(5)ポリSiゲート7及びフィールド酸化膜10をマ
スクとしてB(ボロン)及びAs (ヒ素)をイオン打
込みしそれぞれ拡散することにより第10図に示すチャ
ネル部となるp型領域3及びソースとなるn+型領領域
5形成する。この場合、p型領域3の濃度は8 X 1
01310tn2、拡散時間1200℃X1hr程度で
あり、n+型領領域5濃度は5X10”101R2、拡
散時間は900℃×%hr程度とする。
スクとしてB(ボロン)及びAs (ヒ素)をイオン打
込みしそれぞれ拡散することにより第10図に示すチャ
ネル部となるp型領域3及びソースとなるn+型領領域
5形成する。この場合、p型領域3の濃度は8 X 1
01310tn2、拡散時間1200℃X1hr程度で
あり、n+型領領域5濃度は5X10”101R2、拡
散時間は900℃×%hr程度とする。
(6)この後PSG(リンシリケートガラス)膜11を
0.9μmデポジットし、第12図に示すようにコンタ
クトホトエッチを行なってn+型領領域5一部と内側の
p−型頭w、8の全部が露出するようにS io、膜を
エッチ窓開する。
0.9μmデポジットし、第12図に示すようにコンタ
クトホトエッチを行なってn+型領領域5一部と内側の
p−型頭w、8の全部が露出するようにS io、膜を
エッチ窓開する。
(7)最後に第13図に示すようにA−eを蒸着(又は
スパッタ)しホトレジスト処理により、p−型領域8と
n+型領領域5短絡し、その一部はゲートの上を延在さ
せるソース電極12を形成する。
スパッタ)しホトレジスト処理により、p−型領域8と
n+型領領域5短絡し、その一部はゲートの上を延在さ
せるソース電極12を形成する。
なお裏面のn++Si基板上にもドレイン電極13な形
成する。
成する。
以上実施例で述べた本発明によればチャネル部となるp
型領域とそれに囲まれたp−型ウェルを別工程で形成で
き、またチャネル部となるp型領域とンースn+型領域
はゲートをマスクとすることで自己整合的に形成でき、
ドレイン・ソース間の出力容量をl0FFから3PFに
減少させることでfTを70MHzから200 GHz
に向上することができた。このことはMOSFETとし
ての速度を犬ならしめるとともに、ディスプレイの高精
密微細化を可能ならしめるものである。
型領域とそれに囲まれたp−型ウェルを別工程で形成で
き、またチャネル部となるp型領域とンースn+型領域
はゲートをマスクとすることで自己整合的に形成でき、
ドレイン・ソース間の出力容量をl0FFから3PFに
減少させることでfTを70MHzから200 GHz
に向上することができた。このことはMOSFETとし
ての速度を犬ならしめるとともに、ディスプレイの高精
密微細化を可能ならしめるものである。
本発明は縦形のパワーMO8FET全般に適用できるも
のである。
のである。
第1図及び第2図は縦形nチャネルMO8FETのこれ
までの例を示す断面図である。 第3図は本発明による縦形nチャネルMO8FETを原
理的に示す一実施例の断面図、 第4図は第3図のMO8’FETの拡散パターンを示す
平面図である。 第5図は本発明による縦形nチャネルMO8FETの他
の実施例を示す断面図である。 第6図はpn接合よりの空乏層の延びと電界強度の関係
を示す曲線図である。 第7図乃至第13図は本発明によるMOS F ETの
製造法の実施例プロセスで示す工程断面図である。 1・・・n W S i基体、2・・・n+型Si層、
3・・・p型領域、4・・・p型ウェル領域、5・・・
n+型ンソー領域、6・・・絶縁膜、7・・・ゲート、
8・・・p−型領域、9・・・酸化膜、10・・・フィ
ールド酸化膜、11・・・PSG膜、12・・・電極。 第 1 図 、? 第 3 図 第 5 図 第 6 図 0) (2) □ (1) − 第 7 図 第 9 図 第10図
までの例を示す断面図である。 第3図は本発明による縦形nチャネルMO8FETを原
理的に示す一実施例の断面図、 第4図は第3図のMO8’FETの拡散パターンを示す
平面図である。 第5図は本発明による縦形nチャネルMO8FETの他
の実施例を示す断面図である。 第6図はpn接合よりの空乏層の延びと電界強度の関係
を示す曲線図である。 第7図乃至第13図は本発明によるMOS F ETの
製造法の実施例プロセスで示す工程断面図である。 1・・・n W S i基体、2・・・n+型Si層、
3・・・p型領域、4・・・p型ウェル領域、5・・・
n+型ンソー領域、6・・・絶縁膜、7・・・ゲート、
8・・・p−型領域、9・・・酸化膜、10・・・フィ
ールド酸化膜、11・・・PSG膜、12・・・電極。 第 1 図 、? 第 3 図 第 5 図 第 6 図 0) (2) □ (1) − 第 7 図 第 9 図 第10図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第1導電型半導体基板をドレインとして、この基板
の一生面表面に第2導電型領域な形成し、この第2導電
型領域表面の一部に第1導電型高濃度領域を形成してソ
ースとなし、第1導電型高濃度領域の形成されない第2
導電型領域表面上に絶縁膜を介してゲート(電極)を設
け、このゲートへの電圧印加によってその直下の第2導
電型領域表面をチャネル部としてのソース・ドレイン電
流を制御する絶縁ゲート電界効果半導体装置において、
チャネル部となる第2導電型領域をゲート近傍下に限定
し、この領域に囲まれた第2導電型領域の不純物濃度を
上記チャネル部となる第2導電型領域のそれよりも低い
ものとしたことを特徴とする絶縁ゲート半導体装置。 2、n−n□+型シリコン基板を用意し、そのn型シリ
コン層表面の一部に低濃度p−型領領域形成する工程、
p−型領域の周辺部表面にうすいシリコン酸化膜を介し
て多結晶シリコン層かりなるゲートを形成する工程、p
二型領域上に形成した厚い酸化膜と上記多結晶シリコン
層をマスクとしてその間にはさまれたn型シリコン層表
面に自己整合的に不純物を導入し、前記p−型領領域り
も高い濃度のp型領域なチャネル部として形成するとと
もに浅い高濃度n+型領領域ソースとして形成する工程
及び上記p−型領領域n+型領領域一部に対して抵抗接
触する電極を形成する工程とを含む絶縁ゲート半導体装
置の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197530A JPS5987872A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 絶縁ゲ−ト半導体装置とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197530A JPS5987872A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 絶縁ゲ−ト半導体装置とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987872A true JPS5987872A (ja) | 1984-05-21 |
Family
ID=16375996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57197530A Pending JPS5987872A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 絶縁ゲ−ト半導体装置とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03238871A (ja) * | 1990-02-15 | 1991-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| EP4526929A4 (en) * | 2022-05-17 | 2026-01-14 | Vishay Siliconix Llc | MOSFET DEVICE |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP57197530A patent/JPS5987872A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03238871A (ja) * | 1990-02-15 | 1991-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| EP4526929A4 (en) * | 2022-05-17 | 2026-01-14 | Vishay Siliconix Llc | MOSFET DEVICE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS634683A (ja) | 電界効果トランジスタ | |
| JP3334313B2 (ja) | 横形mos電界効果トランジスタ | |
| JPS63157475A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2712359B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0382163A (ja) | パワーmosfetおよびその製造方法 | |
| JPH0493083A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS62229880A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0350771A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS63278273A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH03173175A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS61160965A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JP2589877B2 (ja) | 薄膜トランジスタ | |
| JPS625344B2 (ja) | ||
| JPH0563948B2 (ja) | ||
| JPS60136377A (ja) | 絶縁ゲ−ト半導体装置の製造法 | |
| JPS58197882A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH02207534A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH10209429A (ja) | Tft型半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH05183166A (ja) | Soi型半導装置および製造方法 | |
| JPH06181312A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPS5928993B2 (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| JPS6038878A (ja) | Mis型半導体装置 | |
| JPS63124462A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS62159468A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0770722B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 |