JP3307112B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に関し、詳しくは電力用途などに好適に用いら
れる縦型のMOSトランジスタ(以下、MOSFETと
いう)および縦型のMOS・バイポーラ複合トラジスタ
(以下、IGBT:Insulated Gate B
ipolar Transistorという)に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a vertical MOS transistor (hereinafter referred to as a MOSFET) and a vertical MOS / bipolar composite transistor (hereinafter referred to as a MOSFET) which are suitably used for electric power applications. Hereinafter, IGBT: Insulated Gate B
ipolar Transistor).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の縦型nチャネルMOSFETの構
造を図9に模式的に示す。このタイプの装置において
は、基板10の一方の面上にゲート絶縁膜12を介して
ゲート電極14が形成され、このゲート電極14の両側
に位置するようにシリコン基板10内にドーピングによ
ってn+ 型ソース領域16,16が形成されている。こ
のn+ 型ソース領域16の周囲にはp- 型チャネルドー
プ領域18が形成されている。さらにシリコン基板10
の他方の面上にはドレイン電極22が形成され、このド
レイン電極22に接する状態でシリコン基板10内にn
+ 型ドレイン領域20が形成されている。この装置にお
いては、ゲート電極14の直下に形成されるチャネルを
経由してシリコン基板10の厚さ方向(たて方向)にド
レイン電流が流れる。2. Description of the Related Art FIG. 9 schematically shows the structure of a conventional vertical n-channel MOSFET. In this type of device, a gate electrode 14 is formed on one surface of a substrate 10 with a gate insulating film 12 interposed therebetween, and n + -type is doped into the silicon substrate 10 so as to be located on both sides of the gate electrode 14. Source regions 16, 16 are formed. Around the n + -type source region 16, a p -- type channel dope region 18 is formed. Further, the silicon substrate 10
A drain electrode 22 is formed on the other surface of the silicon substrate 10.
A + type drain region 20 is formed. In this device, a drain current flows in the thickness direction (vertical direction) of the silicon substrate 10 via a channel formed immediately below the gate electrode 14.
【0003】このような縦型MOSFETにおける主要
な破壊モードの1つとして、インダクタンス負荷におけ
る逆起電力破壊が挙げられる。これは、主として、図9
に示す寄生npnトランジスタのターンオンによる電流
集中に起因する場合が多い。そして、ドレイン電極22
に高電圧が印加された場合、図9において鎖線で示す領
域Dに空乏層が生じ、電流集中に起因する絶縁破壊は空
乏層の幅が一番狭い部分、すなわちn+ 型ソース領域1
6の直下の領域Aで生ずる。これは、空乏層の幅が狭い
ほど電界が強いことによる。したがって、ソース−ドレ
イン間の絶縁破壊を防止するためには、空乏層の幅を大
きくすることが有効であり、そのためにはp- 型チャネ
ルドープ領域18の前記領域Aの深さ方向の距離を大き
くし、かつ、その不純物濃度を増加させることが有効で
ある。One of the main destruction modes in such a vertical MOSFET is a back electromotive force destruction in an inductance load. This is mainly due to FIG.
Is often caused by current concentration due to turn-on of the parasitic npn transistor shown in FIG. Then, the drain electrode 22
When a high voltage is applied to the resulting depletion layer in a region D indicated by the chain line in FIG. 9, the dielectric breakdown due to current concentration width narrowest part of the depletion layer, i.e., n + -type source region 1
6 occurs in the area A immediately below. This is because the electric field is stronger as the width of the depletion layer is smaller. Therefore, in order to prevent dielectric breakdown between the source and the drain, it is effective to increase the width of the depletion layer. For that purpose, the distance in the depth direction of the region A of the p − -type channel doped region 18 is required. It is effective to increase the impurity concentration and increase the impurity concentration.
【0004】しかしながら、p- 型チャネルドープ領域
18は、不純物を注入し熱拡散によって形成されるた
め、その深さを大きく、かつ、不純物濃度を増加させる
と、チャネルが形成される領域Bにおける距離および不
純物濃度もそれに伴って増大するため、しきい値が上昇
してしまう。このように、ソース−ドレイン間耐圧とし
きい値とはトレードオフの関係にあり、それぞれを独立
して制御することができない。However, since the p − -type channel dope region 18 is formed by implanting impurities and thermally diffusing, if the depth is increased and the impurity concentration is increased, the distance in the region B where the channel is formed is increased. In addition, the impurity concentration increases accordingly, and the threshold value increases. As described above, the source-drain breakdown voltage and the threshold have a trade-off relationship, and they cannot be controlled independently.
【0005】このような問題点は、MOS部を内蔵する
IGBTにおいても同様に発生する。つまり、IGBT
においてもエミッタ−コレクタ間の耐圧としきい値とを
独立に制御できず、エミッタ−コレクタ耐圧としきい値
特性とを高いレベルで両立させることは困難であった。Such a problem similarly occurs in an IGBT having a built-in MOS portion. That is, IGBT
In this case, the breakdown voltage between the emitter and the collector and the threshold value cannot be controlled independently, and it is difficult to achieve both the breakdown voltage between the emitter and the collector and the threshold characteristics at a high level.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ソー
ス−ドレイン間耐圧としきい値とを独立に制御できるよ
うにし、ソース−ドレイン間耐圧を十分に高くしつつ、
適切なしきい値を実現できる構造の縦型MOSFETを
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it possible to control the source-drain breakdown voltage and the threshold value independently, and to make the source-drain breakdown voltage sufficiently high.
An object of the present invention is to provide a vertical MOSFET having a structure capable of realizing an appropriate threshold value.
【0007】また、本発明の他の目的は、エミッタ−コ
レクタ間耐圧としきい値とを独立に制御できるように
し、エミッタ−コレクタ間耐圧を十分高くしつつ、適切
なしきい値を実現できる縦型IGBを提供することにあ
る。Another object of the present invention is to make it possible to control the emitter-collector breakdown voltage and the threshold value independently, and to realize an appropriate threshold value while sufficiently increasing the emitter-collector breakdown voltage. To provide IGB.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、本発明のMOS型半導体装置は、シリコ
ン基板と、このシリコン基板の一方の面上にゲート絶縁
膜を介して形成されたゲート電極と、前記シリコン基板
に形成されたソース領域と、このソース領域に連続し、
チャネルが形成されうる領域を含むチャネル形成領域
と、前記シリコン基板の他方の面側に形成されたドレイ
ン領域と、前記ソース領域および前記チャネル形成領域
の深さ方向の下端に位置し、かつ、これらのソース領域
およびチャネル形成領域の少なくとも一部を含む前記シ
リコン基板の面方向の領域に沿う状態で前記シリコン基
板内に形成された絶縁膜と、を含むことを特徴としてい
る。As a means for achieving the above object, a MOS type semiconductor device according to the present invention comprises a silicon substrate and a gate insulating film formed on one surface of the silicon substrate via a gate insulating film. A gate electrode, a source region formed on the silicon substrate, and a continuation of the source region;
A channel formation region including a region where a channel can be formed, a drain region formed on the other surface side of the silicon substrate, and a lower end of the source region and the channel formation region in a depth direction, and And an insulating film formed in the silicon substrate along a region in a plane direction of the silicon substrate including at least a part of the source region and the channel formation region.
【0009】上記MOS型半導体装置は、例えば以下の
工程(a)〜(f)を含むことを特徴とする製造方法に
よって得ることができる。この製造方法は、 (a)ドレイン領域として機能する第1シリコン層上
に、この第1シリコン層の不純物濃度より小さい不純物
濃度を有する第2シリコン層を形成する工程、 (b)前記第2シリコン層上に絶縁膜を成膜し、次いで
フォトリソグラフィーおよびエッチングによって所定の
パターンを有する絶縁膜を形成する工程、 (c)前記絶縁膜および露出した前記第2シリコン層の
表面に連続的にシリコン層を形成して、前記第2シリコ
ン層と連続する第3シリコン層を形成する工程、 (d)前記第3シリコン層上に、ゲート絶縁膜およびゲ
ート電極を積層して形成する工程、 (e)不純物をドープしてチャネルドープ領域を形成す
る工程、および(f)前記ゲート電極をマスクとして不
純物をドープしてソース領域を形成する工程、を含み、
前記工程(b)において、前記絶縁膜は、前記ソース領
域および前記チャネルドープ領域の深さ方向の下端に位
置し、かつ、これらのソース領域およびチャネルドープ
領域の少なくとも一部を含む、前記シリコン基板の面方
向の領域に沿う状態で形成されることを特徴とする。 The above MOS type semiconductor device can be obtained, for example, by a manufacturing method characterized by including the following steps (a) to (f). This manufacturing method includes: (a) forming a second silicon layer having an impurity concentration lower than that of the first silicon layer on the first silicon layer functioning as a drain region; and (b) forming the second silicon layer. Forming an insulating film on the layer, and then forming an insulating film having a predetermined pattern by photolithography and etching; and (c) continuously forming a silicon layer on the insulating film and the exposed surface of the second silicon layer. Forming a third silicon layer continuous with the second silicon layer, (d) forming a gate insulating film and a gate electrode on the third silicon layer by stacking, and (e). step of forming a channel doped region is doped with impurities, and step (f) of the impurity doped to form a source region using the gate electrode as a mask, It includes,
In the step (b), the insulating film includes the source region.
Region and the lower end of the channel dope region in the depth direction.
The source region and the channel dope
Aspect of the silicon substrate, including at least a part of a region
It is characterized in that it is formed along the direction region.
【0010】本発明のMOS・バイポーラ複合型半導体
装置は、シリコン基板と、このシリコン基板の一方の面
上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前
記シリコン基板に形成されたエミッタ領域と、このエミ
ッタ領域に連続し、チャネルが形成されうる領域を含む
チャネル形成領域と、前記シリコン基板の他方の面側に
形成されたコレクタ領域と、前記エミッタ領域および前
記チャネル形成領域の深さ方向の下端に位置し、かつ、
これらのエミッタ領域およびチャネル形成領域の少なく
とも一部を含む前記シリコン基板の面方向の領域に沿う
状態で前記シリコン基板内に形成された絶縁膜と、を含
むことを特徴としている。A MOS / bipolar composite semiconductor device according to the present invention comprises a silicon substrate, a gate electrode formed on one surface of the silicon substrate via a gate insulating film, and an emitter region formed on the silicon substrate. A channel forming region that is continuous with the emitter region and includes a region where a channel can be formed; a collector region formed on the other surface side of the silicon substrate; and a depth direction of the emitter region and the channel forming region. At the lower end of the
An insulating film formed in the silicon substrate along a region in a plane direction of the silicon substrate including at least a part of the emitter region and the channel formation region.
【0011】上記MOS・バイポーラ複合型半導体装置
は、例えば以下の工程(a)〜(f)を含むことを特徴
とする製造方法によって得られる。この製造方法は、 (a)コレクタ領域として機能する第1シリコン層上
に、この第1シリコン層の不純物濃度より小さい不純物
濃度を有する第2シリコン層を形成する工程、 (b)前記第2シリコン層上に絶縁膜を成膜し、次いで
フォトリソグラフィおよびエッチングによって所定のパ
ターンを有する絶縁膜を形成する工程、 (c)前記絶縁膜および露出した第2シリコン層の表面
に連続的にシリコン層を形成して、前記第2シリコン層
と連続する第3シリコン層を形成する工程、 (d)前記第3シリコン層上に、ゲート絶縁膜およびゲ
ート電極を積層して形成する工程、 (e)不純物をドープしてチャネルドープ領域を形成す
る工程、および(f)前記ゲート電極をマスクとして不
純物をドープしてエミッタ領域を形成する工程、を含
み、 前記工程(b)において、前記絶縁膜は、前記エミ
ッタ領域および前記チャネルドープ領域の深さ方向の下
端に位置し、かつ、これらのエミッタ領域およびチャネ
ルドープ領域の少なくとも一部を含む、前記シリコン基
板の面方向の領域に沿う状態で形成されることを特徴と
する。 The above-mentioned MOS / bipolar composite semiconductor device is obtained by a manufacturing method characterized by including the following steps (a) to (f), for example. The manufacturing method includes: (a) forming a second silicon layer having an impurity concentration lower than that of the first silicon layer on the first silicon layer functioning as a collector region; and (b) forming the second silicon layer. Forming an insulating film on the layer, and then forming an insulating film having a predetermined pattern by photolithography and etching; (c) continuously forming a silicon layer on the surface of the insulating film and the exposed second silicon layer Forming a third silicon layer continuous with the second silicon layer; (d) laminating and forming a gate insulating film and a gate electrode on the third silicon layer; (e) impurities including the step, of forming an emitter region an impurity doped step of forming a channel doped region, and (f) the gate electrode as a mask to dope the
In the step (b), the insulating film is
Under the depth direction of the channel region and the channel-doped region.
Located at the edge and these emitter regions and channels
The silicon-based substrate, including at least a portion of a doped region.
It is characterized by being formed along the area in the plane direction of the plate
I do.
【0012】[0012]
【作用】本発明のMOS型半導体装置(MOSFET)
においては、前記ソースおよび前記チャネル形成領域の
深さ方向の下端に位置し、かつ、これらのソース領域お
よびチャネル形成領域の少なくとも一部を含む前記シリ
コン基板の面方向の領域に沿う状態で絶縁膜を形成する
ことにより、シリコン基板内にnpn接合が形成されな
い。したがって、例えば寄生npnトランジスタによる
電流集中に起因する絶縁破壊を防止することができる。
また、前記絶縁膜を形成することによって絶縁分離がな
され、ソース−ドレイン耐圧を十分に大きくできる。そ
の結果、チャネル形成領域の深さ方向の距離および不純
物濃度を考慮する必要がなくなるため、チャネル形成領
域の距離および不純物濃度を耐圧特性とは独立に設定す
ることができ、したがって適切なしきい値を実現するこ
とができる。The MOS type semiconductor device (MOSFET) of the present invention
In the state described above, the insulating film is located at the lower end in the depth direction of the source and the channel formation region, and extends along the surface direction region of the silicon substrate including at least a part of the source region and the channel formation region. Does not form an npn junction in the silicon substrate. Therefore, for example, dielectric breakdown due to current concentration by the parasitic npn transistor can be prevented.
In addition, by forming the insulating film, insulation is separated, and the source-drain withstand voltage can be sufficiently increased. As a result, it is not necessary to consider the distance in the depth direction of the channel formation region and the impurity concentration, so that the distance and the impurity concentration in the channel formation region can be set independently of the withstand voltage characteristics, and therefore, an appropriate threshold value can be set. Can be realized.
【0013】また、本発明のMOS・バイポーラ複合型
半導体装置(IGBT)においても、上記MOSFET
と同様に、前記エミッタ領域および前記チャネル形成領
域の深さ方向の下端に位置し、かつ、これらのエミッタ
領域およびチャネル形成領域の少なくとも一部を含む前
記シリコン基板の面方向の領域に沿う状態で絶縁膜を形
成することにより、シリコン基板内にnpn接合が形成
されず、これに起因する絶縁破壊を防止することがき
る。また、絶縁膜を形成することによってチャネル形成
領域の深さ方向の距離および不純物濃度を考慮する必要
がなくなるため、チャネル形成領域の距離および不純物
濃度を所定の値に制御することができ、適切なしきい値
を実現することができる。In the MOS / bipolar composite semiconductor device (IGBT) of the present invention, the MOSFET
Similarly, at the lower end of the emitter region and the channel formation region in the depth direction, and along the surface region of the silicon substrate including at least a part of the emitter region and the channel formation region, By forming the insulating film, an npn junction is not formed in the silicon substrate, and dielectric breakdown due to the npn junction can be prevented. In addition, by forming the insulating film, it is not necessary to consider the distance in the depth direction and the impurity concentration of the channel formation region, so that the distance and the impurity concentration of the channel formation region can be controlled to predetermined values. Threshold can be realized.
【0014】このように、本発明の半導体装置によれ
ば、従来トレードオフの関係にあった耐圧特性としきい
値特性とを高いレベルで両立することが可能となった。As described above, according to the semiconductor device of the present invention, it is possible to achieve both a breakdown voltage characteristic and a threshold characteristic, which are conventionally in a trade-off relationship, at a high level.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0016】第1実施例 本発明に係るMOSFETの一例について、図1を参照
しながら説明する。図示したnチャネルMOSFET1
00は、シリコン基板10の一方の面上にゲート絶縁膜
12を介してゲート電極14が形成されている。ゲート
絶縁膜12としては、例えば酸化シリコン膜が用いら
れ、ゲート電極14としては例えばn+ 型多結晶シリコ
ン膜が用いられる。 First Embodiment An example of a MOSFET according to the present invention will be described with reference to FIG. Illustrated n-channel MOSFET 1
No. 00 has a gate electrode 14 formed on one surface of a silicon substrate 10 with a gate insulating film 12 interposed therebetween. As the gate insulating film 12, for example, a silicon oxide film is used, and as the gate electrode 14, for example, an n + type polycrystalline silicon film is used.
【0017】ゲート電極14の両側のシリコン基板10
には、第1導電型(n+ 型)ソース領域16,16が形
成されている。これらソース領域16,16の周囲に
は、第2導電型(p- 型)チャネルドープ領域18,1
8がそれぞれ形成されている。このチャネルドープ領域
18におけるゲート電極14直下の部分は、チャネル形
成領域18aを構成する。そして、このチャネル形成領
域18aの長さLおよび不純物濃度は所定のしきい値が
得られるように設定される。The silicon substrate 10 on both sides of the gate electrode 14
Are formed with first conductivity type (n + type) source regions 16, 16. Around these source regions 16, 16, a second conductivity type (p − type) channel doped region 18, 1 is formed.
8 are formed respectively. The portion immediately below the gate electrode 14 in the channel dope region 18 forms a channel formation region 18a. The length L and the impurity concentration of the channel forming region 18a are set so as to obtain a predetermined threshold.
【0018】そして、本発明の特徴的な構成として、前
記ソース領域16およびチャネルドープ領域18の深さ
方向の最下端に絶縁膜30が設けられている。この絶縁
膜30は、ソース領域16およびチャネルドープ領域1
8のシリコン基板10の主面方向における領域をほぼ完
全にカバーする状態で形成されている。このような絶縁
膜30を設けることにより、シリコン基板10内にnp
n接合が形成されず、寄生npnトランジスタに起因す
る絶縁破壊を防止することができる。言い換えれば、絶
縁膜30は、絶縁破壊の原因となりうるnpn接合を形
成しないためにソース領域16および少なくとも一部の
チャネルドープ領域18の直下の領域をカバーし、絶縁
膜30の端部からの空乏層よりチャネルドープ領域18
が空乏化してパンチスルーによる電流が流れないこと、
ドレイン電流の流れを阻害しない領域に形成されている
こと、などを考慮して形成される。そして、絶縁膜30
の形成領域は要求されるソース−ドレイン間耐圧によっ
ても異なり、さらにソース−ドレイン間耐圧はチャネル
形成領域のドープ量,チャネル長などに依存するため、
これらのファクターによって規定される。この絶縁膜3
0は、例えばSiO2 ,Si3 N4 などによって構成さ
れる。As a characteristic configuration of the present invention, an insulating film 30 is provided at the lowermost end of the source region 16 and the channel dope region 18 in the depth direction. This insulating film 30 is formed of the source region 16 and the channel dope region 1.
8 is formed so as to cover almost completely the region in the main surface direction of the silicon substrate 10. By providing such an insulating film 30, np is formed in the silicon substrate 10.
Since no n-junction is formed, dielectric breakdown caused by the parasitic npn transistor can be prevented. In other words, the insulating film 30 covers the region immediately below the source region 16 and at least a part of the channel-doped region 18 in order not to form an npn junction that may cause dielectric breakdown, and depletes from the end of the insulating film 30. Channel doped region 18 from layer
Is depleted and no current flows due to punch-through,
It is formed in consideration of the fact that it is formed in a region that does not hinder the flow of the drain current. Then, the insulating film 30
Is different depending on the required source-drain breakdown voltage, and the source-drain breakdown voltage depends on the doping amount of the channel formation region, the channel length, and the like.
Defined by these factors. This insulating film 3
0 is composed of, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 or the like.
【0019】また、ソース−ドレイン間耐圧の大きさ
は、主として絶縁膜30の厚みに依存するので、デバイ
スの種類,規格,用途等に応じて、十分なソース−ドレ
イン耐圧が得られるように設定される。Since the magnitude of the source-drain breakdown voltage mainly depends on the thickness of the insulating film 30, the source-drain breakdown voltage is set so as to obtain a sufficient source-drain breakdown voltage in accordance with the type, standard, and application of the device. Is done.
【0020】シリコン基板10の他方の面側にはn+ 型
ドレイン領域20が形成され、このドレイン領域20の
表面にはドレイン電極22が形成されている。An n + type drain region 20 is formed on the other surface of the silicon substrate 10, and a drain electrode 22 is formed on the surface of the drain region 20.
【0021】このnチャネルMOSFET100におい
ては、ゲート電極14に印加される電圧を制御すること
によって、チャネル形成領域18aにnチャネルが形成
され、ソース領域16とドレイン領域20とが導通し、
ドレイン電流が流れる。In the n-channel MOSFET 100, by controlling the voltage applied to the gate electrode 14, an n-channel is formed in the channel forming region 18a, and the source region 16 and the drain region 20 conduct.
Drain current flows.
【0022】そして、n+ 型ソース領域16およびp-
型チャネルドープ領域18の直下に絶縁膜30を有する
ことにより、シリコン基板10内に耐圧の低いnpn接
合が形成されず、したがって例えば寄生npnトランジ
スタによる電流集中に起因する絶縁破壊を確実に防止す
ることができる。また、絶縁膜30を形成することによ
ってソース−ドレイン耐圧を十分に大きくすることがで
きるため、従来のMOSFETのようにチャネルドープ
領域の深さならびに不純物濃度を制御することによるソ
ース−ドレイン耐圧の確保を考慮する必要がなくなる。
その結果、チャネル形成領域18aの距離および不純物
濃度を独立して設定することができ、適切なしきい値を
実現することができる。Then, n + type source region 16 and p −
Providing insulating film 30 immediately below type channel doped region 18 prevents an npn junction having a low withstand voltage from being formed in silicon substrate 10 and thus reliably prevents dielectric breakdown due to, for example, current concentration due to a parasitic npn transistor. Can be. Further, since the source-drain breakdown voltage can be sufficiently increased by forming the insulating film 30, the source-drain breakdown voltage can be secured by controlling the depth of the channel dope region and the impurity concentration as in the conventional MOSFET. Need to be considered.
As a result, the distance and the impurity concentration of the channel forming region 18a can be set independently, and an appropriate threshold can be realized.
【0023】上述したMOSFETにおいては、第1導
電型をn型、第2導電型をp型として構成したnチャネ
ルMOSFETについて説明したが、本発明は第1導電
型をp型、第2導電型をn型としたpチャネルMOSF
ETに適用することも可能である。In the above-described MOSFET, an n-channel MOSFET in which the first conductivity type is an n-type and the second conductivity type is a p-type has been described. P-channel MOSF with n-type
It is also possible to apply to ET.
【0024】次に、前記nチャネルMOSFET100
の製造方法の一例について説明する。 (A)まず、図2(A)に示すように、n+ 型単結晶シ
リコン基板(第1シリコン層)10a上にn- 型単結晶
シリコン層(第2シリコン層)10bをエピタキシャル
成長によって形成する。次いで、図2(B)に示すよう
に、通常の熱酸化法等によりn- 型シリコン層10b上
に、酸化シリコン(SiO2 )膜30aを形成し、さら
に図2(C)に示すように、酸化シリコン膜30aの一
部を通常のフォトリソグラフィおよび反応性イオンエッ
チングにより除去してパターニングを行ない、絶縁膜3
0を形成する。Next, the n-channel MOSFET 100
An example of a method for manufacturing the device will be described. (A) First, as shown in FIG. 2A, an n − -type single-crystal silicon layer (second silicon layer) 10b is formed on an n + -type single-crystal silicon substrate (first silicon layer) 10a by epitaxial growth. . Next, as shown in FIG. 2B, a silicon oxide (SiO 2 ) film 30a is formed on the n − -type silicon layer 10b by a normal thermal oxidation method or the like, and further, as shown in FIG. Then, a part of the silicon oxide film 30a is removed by ordinary photolithography and reactive ion etching to perform patterning, and the insulating film 3 is formed.
0 is formed.
【0025】次いで、図3(D)に示すように、通常の
固相成長(SPE)法等により、すなわち、例えば絶縁
膜30およびn- 型単結晶シリコン層10bの表面に、
例えば超高真空中での蒸着法またはCVD法等により非
晶質シリコン層を堆積させ、例えば600℃前後の熱処
理によりエピタキシャル成長を行なって単結晶シリコン
層(第3シリコン層)10cを形成する。Next, as shown in FIG. 3D, a normal solid phase epitaxy (SPE) method or the like, that is, for example, on the surface of the insulating film 30 and the surface of the n − -type single crystal silicon layer 10b,
For example, an amorphous silicon layer is deposited by a vapor deposition method or a CVD method in an ultra-high vacuum, and the single crystal silicon layer (third silicon layer) 10c is formed by performing epitaxial growth by heat treatment at about 600 ° C., for example.
【0026】次いで、図3(E)に示すように、単結晶
シリコン層10cの表面に通常の熱酸化法等によって酸
化シリコン膜を成膜し、続いて通常のCVDなどの方法
によってポリシリコン膜を成膜する。これを通常のフォ
トリソグラフィおよび反応性イオンエッチング等により
パターニングしてゲート絶縁膜12およびゲート電極1
4を形成する。ゲート電極14を構成するポリシリコン
膜には、例えば拡散またはイオン注入でn型不純物、例
えばリンがドープされ、所定のシート抵抗に調整されて
いる。Next, as shown in FIG. 3E, a silicon oxide film is formed on the surface of the single crystal silicon layer 10c by a normal thermal oxidation method or the like, and then a polysilicon film is formed by a normal CVD method or the like. Is formed. This is patterned by ordinary photolithography and reactive ion etching to form the gate insulating film 12 and the gate electrode 1.
4 is formed. The polysilicon film forming the gate electrode 14 is doped with an n-type impurity, for example, phosphorus by, for example, diffusion or ion implantation, and is adjusted to a predetermined sheet resistance.
【0027】次いで、図4(F)に示すように、p型の
不純物として例えばホウ素(B+ )をイオン注入等によ
ってドープしたのち熱拡散を行なってp- 型チャネルド
ープ領域18を形成する。この工程では、固相成長によ
って形成された単結晶シリコン層10cは、このときの
加熱処理による熱拡散によりn- 型単結晶シリコン層1
0bとほぼ同じ不純物濃度となり、両者のシリコン層1
0bおよび10cはほぼ均質となる。そして、前記第1
シリコン層10a、第2シリコン層10bおよび第3シ
リコン層10cの積層体が前記シリコン基板10に相当
する。Next, as shown in FIG. 4 (F), for example, boron (B + ) is doped as a p-type impurity by ion implantation or the like, followed by thermal diffusion to form a p − -type channel doped region 18. In this step, the single-crystal silicon layer 10c formed by the solid-phase growth is converted into the n − -type single-crystal silicon layer 1 by thermal diffusion due to the heat treatment at this time.
0b, the impurity concentration becomes substantially the same as that of the silicon layers 1
Ob and 10c are almost homogeneous. And the first
A stacked body of the silicon layer 10a, the second silicon layer 10b, and the third silicon layer 10c corresponds to the silicon substrate 10.
【0028】次いで、図4(G)に示すように、ゲート
電極14をマスクとしてn型の不純物、例えばヒ素(A
s+ )をイオン注入することにより、自己整合的にn+
型ソース領域16,16を形成することができる。その
後、BPSGを付着させ、加熱して層間絶縁膜26を形
成し、さらに電極を取出すためのコンタクトホールを形
成する。そののち、アルミニウムなどの金属層を通常の
成膜方法によって形成し、必要部分を残してエッチング
を行ない、ソース電極24およびドレイン電極22を含
む配線層を形成する。Next, as shown in FIG. 4G, an n-type impurity such as arsenic (A
s + ) by ion implantation, the n +
The mold source regions 16, 16 can be formed. Thereafter, BPSG is deposited and heated to form an interlayer insulating film 26, and further, a contact hole for taking out an electrode is formed. After that, a metal layer of aluminum or the like is formed by an ordinary film forming method, and etching is performed except for a necessary portion to form a wiring layer including the source electrode 24 and the drain electrode 22.
【0029】以上の工程によって、第1実施例に係るn
チャネルMOSFET100を製造することができる。
なお、pチャネルMOSFETも、基本的にはnチャネ
ルMOSFETと同様のプロセスによって形成すること
ができる。By the above steps, n according to the first embodiment is obtained.
The channel MOSFET 100 can be manufactured.
Note that the p-channel MOSFET can also be formed basically by the same process as the n-channel MOSFET.
【0030】第2実施例 本発明に係るIGBTの一例について、図5を参照しな
がら説明する。図示したnチャネルIGBT200は、
シリコン基板10の一方の面上にゲート絶縁膜12を介
してゲート電極14が形成されている。ゲート絶縁膜1
2としては、例えば酸化シリコン膜が用いられ、ゲート
電極14としては例えばn+ 型多結晶シリコン膜が用い
られる。 Second Embodiment An example of an IGBT according to the present invention will be described with reference to FIG. The illustrated n-channel IGBT 200 includes:
A gate electrode 14 is formed on one surface of a silicon substrate 10 with a gate insulating film 12 interposed therebetween. Gate insulating film 1
For example, a silicon oxide film is used as 2, and an n + -type polycrystalline silicon film is used as the gate electrode 14, for example.
【0031】ゲート電極14の両側のシリコン基板10
には、第1導電型(n+ 型)エミッタ領域46a,第2
導電型(p+ 型)エミッタ領域46bが形成されてい
る。これらエミッタ領域46の周囲には、第2導電型
(p- 型)チャネルドープ領域48,48がそれぞれ形
成されている。このチャネルドープ領域48におけるゲ
ート電極14直下の部分は、チャネル形成領域48aを
構成する。そして、このチャネル形成領域48aの長さ
および不純物濃度は所定のしきい値が得られるように設
定される。The silicon substrate 10 on both sides of the gate electrode 14
Includes a first conductivity type (n + type) emitter region 46a, a second conductivity type (n + type)
A conductive (p + ) emitter region 46b is formed. Around these emitter regions 46, second conductivity type (p − type) channel doped regions 48 are formed, respectively. The portion immediately below the gate electrode 14 in the channel dope region 48 forms a channel formation region 48a. The length and impurity concentration of the channel forming region 48a are set so as to obtain a predetermined threshold value.
【0032】そして、本発明の特徴的な構成として、前
記エミッタ領域46およびチャネルドープ領域48の深
さ方向の最下端に絶縁膜30が設けられている。この絶
縁膜30は、エミッタ領域46およびチャネルドープ領
域48のシリコン基板10の主面方向における領域をほ
ぼ完全にカバーする状態で形成されている。このような
絶縁膜30を設けることにより、シリコン基板10内に
npn接合が形成されず、寄生npnトランジスタに起
因する絶縁破壊を防止することができる。言い換えれ
ば、絶縁膜30は、絶縁破壊の原因となりうるnpn接
合を形成しないためにエミッタ領域46および少なくと
も一部のチャネルドープ領域48の直下の領域をカバー
し、絶縁膜30の端部からの空乏層よりチャネルドープ
領域18が空乏化してパンチスルーによる電流が流れな
いこと、ドレイン電流の流れを阻害しない領域に形成さ
れていること、などを考慮して形成されている。この絶
縁膜30は、例えばSiO2 ,Si3 N4 などによって
構成される。As a characteristic configuration of the present invention, an insulating film 30 is provided at the lowermost end of the emitter region 46 and the channel dope region 48 in the depth direction. This insulating film 30 is formed so as to almost completely cover the region of the emitter region 46 and the channel dope region 48 in the main surface direction of the silicon substrate 10. By providing such an insulating film 30, an npn junction is not formed in the silicon substrate 10, and dielectric breakdown caused by a parasitic npn transistor can be prevented. In other words, the insulating film 30 covers the region immediately below the emitter region 46 and at least a part of the channel dope region 48 in order not to form an npn junction that may cause dielectric breakdown, and depletes the depletion from the end of the insulating film 30. The channel-doped region 18 is formed in consideration of the fact that the channel-doped region 18 is depleted from the layer so that current due to punch-through does not flow, and that the channel-doped region 18 is formed in a region that does not hinder the flow of drain current. This insulating film 30 is made of, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 or the like.
【0033】また、エミッタ−コレクタ間耐圧の大きさ
は、主として絶縁膜30の厚みに依存するので、デバイ
スの種類,規格,用途等に応じて、十分なエミッタ−コ
レクタ耐圧が得られるように設定される。Since the magnitude of the emitter-collector breakdown voltage mainly depends on the thickness of the insulating film 30, the emitter-collector breakdown voltage is set so as to obtain a sufficient emitter-collector breakdown voltage in accordance with the type, standard, and application of the device. Is done.
【0034】シリコン基板10の他方の面側にはp+ 型
コレクタ領域50が形成され、このコレクタ領域50の
表面にはコレクタ電極52が形成されている。A p + -type collector region 50 is formed on the other surface of the silicon substrate 10, and a collector electrode 52 is formed on the surface of the collector region 50.
【0035】このIGBT200においては、ゲート電
極14の電圧を制御することにより、ゲート電極14の
直下のチャネルドープ領域48にnチャネルが形成さ
れ、エミッタ領域46からチャネルを通して電子がコレ
クタ領域50に流入する。それに対応してコレクタ領域
50から正孔が注入されるので、n型ベース領域10b
に伝導度変調が起こり、オン抵抗が低下する。したがっ
て、IGBTはMOSFETに比較して高耐圧に適した
デバイスといえる。In the IGBT 200, by controlling the voltage of the gate electrode 14, an n-channel is formed in the channel-doped region 48 immediately below the gate electrode 14, and electrons flow from the emitter region 46 to the collector region 50 through the channel. . Since holes are injected from collector region 50 correspondingly, n-type base region 10b
, Conductivity modulation occurs, and the on-resistance decreases. Therefore, the IGBT can be said to be a device more suitable for high breakdown voltage than the MOSFET.
【0036】そして、エミッタ領域46およびチャネル
ドープ領域48の直下に絶縁膜30を有することによ
り、シリコン基板10内に耐圧の低いnpn接合が形成
されず、したがって例えば寄生npnトランジスタによ
る電流集中に起因する絶縁破壊を確実に防止することが
できる。また、絶縁膜30を形成することによってエミ
ッタ−コレクタ耐圧を十分に大きくすることができるた
め、従来のIGBTのようにチャネルドープ領域の深さ
ならびに不純物濃度を制御することによるエミッタ−コ
レクタ耐圧の確保を考慮する必要がなくなる。その結
果、チャネル形成領域48aの距離および不純物濃度を
耐圧特性とは独立して設定することができ、適切なしき
い値を実現することができる。Since the insulating film 30 is provided immediately below the emitter region 46 and the channel dope region 48, an npn junction having a low withstand voltage is not formed in the silicon substrate 10, and therefore, for example, is caused by current concentration by a parasitic npn transistor. Dielectric breakdown can be reliably prevented. Further, since the emitter-collector breakdown voltage can be sufficiently increased by forming the insulating film 30, the emitter-collector breakdown voltage can be secured by controlling the depth of the channel dope region and the impurity concentration as in the conventional IGBT. Need to be considered. As a result, the distance and the impurity concentration of the channel formation region 48a can be set independently of the breakdown voltage characteristics, and an appropriate threshold can be realized.
【0037】上述したIGBTにおいては、第1導電型
をn型、第2導電型をp型として構成したnチャネルI
GBTについて説明したが、本発明は第1導電型をp
型、第2導電型をn型としたpチャネルIGBTに適用
することも可能である。In the above-described IGBT, an n-channel I-type transistor in which the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type
Although the GBT has been described, the present invention sets the first conductivity type to p.
It is also possible to apply the present invention to a p-channel IGBT having an n-type and a second conductivity type.
【0038】次に、前記nチャネルIGBT200の製
造方法の一例について説明する。Next, an example of a method for manufacturing the n-channel IGBT 200 will be described.
【0039】nチャネルIGBTは、基本的構造がnチ
ャネルMOSFETに類似しており、両者の基本的な違
いは、MOSFETがn+ −n- 基板を使用しているの
に対し、p+ −n- 基板を採用していることである。し
たがって、基板以降の製造プロセスは基本的には前述し
たMOSFET100の場合とほぼ同様である。具体的
には、以下のとおりである。The basic structure of an n-channel IGBT is similar to that of an n-channel MOSFET. The basic difference between the two is that the MOSFET uses an n + -n - substrate while the p + -n - it is to have adopted the board. Therefore, the manufacturing processes after the substrate are basically similar to those of the MOSFET 100 described above. Specifically, it is as follows.
【0040】(A)まず、図6(A)に示すように、p
+ 型単結晶シリコン基板(第1シリコン層)10d上に
n- 型単結晶シリコン層(第2シリコン層)10bをエ
ピタキシャル成長によって形成する。次いで、図6
(B)に示すように、通常の熱酸化法等によりn- 型シ
リコン層10b上に、酸化シリコン膜30aを形成し、
さらに図6(C)に示すように、酸化シリコン膜30a
の一部を通常のフォトリソグラフィおよび反応性イオン
エッチングにより除去してパターニングを行ない、絶縁
膜30を形成する。(A) First, as shown in FIG.
An n -- type single-crystal silicon layer (second silicon layer) 10b is formed on a + -type single-crystal silicon substrate (first silicon layer) 10d by epitaxial growth. Then, FIG.
As shown in (B), a silicon oxide film 30a is formed on the n − -type silicon layer 10b by a normal thermal oxidation method or the like,
Further, as shown in FIG. 6C, the silicon oxide film 30a
Is removed by ordinary photolithography and reactive ion etching to perform patterning, thereby forming an insulating film 30.
【0041】次いで、図7(D)に示すように、通常の
固相成長(SPE)法等により、すなわち、例えば絶縁
膜30およびn- 型単結晶シリコン層10bの表面に、
例えば超高真空中での蒸着法またはCVD法等により非
晶質シリコン層を堆積させ、例えば600℃前後の熱処
理によりエピタキシャル成長を行なって単結晶シリコン
層(第3シリコン層)10cを形成する。Next, as shown in FIG. 7D, a normal solid phase epitaxy (SPE) method or the like, that is, for example, on the surface of the insulating film 30 and the surface of the n − -type single crystal silicon layer 10b,
For example, an amorphous silicon layer is deposited by a vapor deposition method or a CVD method in an ultra-high vacuum, and the single crystal silicon layer (third silicon layer) 10c is formed by performing epitaxial growth by heat treatment at about 600 ° C., for example.
【0042】次いで、図7(E)に示すように、単結晶
シリコン層10cの表面に通常の熱酸化法等によって酸
化シリコン膜を成膜し、続いて通常のCVD法などの方
法によってポリシリコン膜を成膜する。これを通常のフ
ォトリソグラフィおよび反応性イオンエッチング等によ
りパターニングしてゲート絶縁膜12およびゲート電極
14を形成する。ゲート電極14を構成するポリシリコ
ン膜には、例えば拡散またはイオン注入でn型不純物、
例えばリンがドープされ、所定のシート抵抗に調整され
ている。Next, as shown in FIG. 7E, a silicon oxide film is formed on the surface of the single-crystal silicon layer 10c by a normal thermal oxidation method or the like, and subsequently, polysilicon is formed by a normal CVD method or the like. A film is formed. This is patterned by ordinary photolithography and reactive ion etching to form a gate insulating film 12 and a gate electrode 14. The polysilicon film forming the gate electrode 14 may include, for example, an n-type impurity by diffusion or ion implantation.
For example, phosphorus is doped and adjusted to a predetermined sheet resistance.
【0043】次いで、図8(F)に示すように、p型の
不純物として例えばホウ素(B+ )をイオン注入等によ
ってドープしたのち熱拡散を行なってp- 型チャネルド
ープ領域48を形成する。この工程では、固相成長によ
って形成された単結晶シリコン膜10cは、このときの
加熱処理による熱拡散によりn- 型単結晶シリコン層1
0bとほぼ同じ不純物濃度となり、両者のシリコン層1
0bおよび10cはほぼ均質となる。そして、前記第1
シリコン層10a、第2シリコン層10bおよび第3シ
リコン層10cの積層体によって前記基板10が構成さ
れる。Next, as shown in FIG. 8 (F), for example, boron (B + ) is doped as a p-type impurity by ion implantation or the like, and then thermal diffusion is performed to form a p − -type channel doped region 48. In this step, the single-crystal silicon film 10c formed by solid-phase growth is converted into the n − -type single-crystal silicon
0b, the impurity concentration becomes substantially the same as that of the silicon layers 1
Ob and 10c are almost homogeneous. And the first
The substrate 10 is constituted by a stacked body of the silicon layer 10a, the second silicon layer 10b, and the third silicon layer 10c.
【0044】次いで、図8(G)に示すように、ゲート
電極14をマスクとしてn型の不純物、例えばヒ素(A
s+ )をイオン注入することにより、自己整合的にn+
型エミッタ領域46aを形成することができる。また、
同様にしてp型の不純物、例えばホウ素(B+ )をドー
プすることによってp+ 型エミッタ領域46bを形成す
ることができる。その後、BPSGを付着させ、加熱し
て層間絶縁膜26を形成し、さらに電極を取出すための
コンタクトホールを形成する。そののち、アルミニウム
などの金属層を通常の成膜方法によって形成し、必要部
分を残してエッチングを行ない、エミッタ電極24およ
びコレクタ電極52を含む配線層を形成する。Next, as shown in FIG. 8G, an n-type impurity such as arsenic (A
s + ) by ion implantation, the n +
The mold emitter region 46a can be formed. Also,
Similarly, the p + -type emitter region 46b can be formed by doping a p-type impurity, for example, boron (B + ). Thereafter, BPSG is deposited and heated to form an interlayer insulating film 26, and further, a contact hole for taking out an electrode is formed. After that, a metal layer of aluminum or the like is formed by an ordinary film forming method, and etching is performed except for a necessary portion to form a wiring layer including the emitter electrode 24 and the collector electrode 52.
【0045】以上の工程によって、第2実施例に係るn
チャネルIGBT200を製造することができる。な
お、pチャネルIGBTも、nチャネルIGBTと同様
のプロセスによって形成することができる。By the above steps, n according to the second embodiment is obtained.
The channel IGBT 200 can be manufactured. Note that the p-channel IGBT can be formed by the same process as the n-channel IGBT.
【0046】以上、本発明の好適な実施例についてのべ
たが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨の範囲
内で種々の改変が可能である。例えば、基板の積層構造
においてバファ層を含むもの、ドレインの一部にショッ
トキー接合を含むもの、ドレインの一部に主たる導電型
とは異なる導電型の領域を含むものなどを用いることが
できる。また、前記実施例においてはエンハンスメント
型の装置について述べたが、本発明はチャネル形成領域
の不純物を変更することによってディプリーション型の
MOSFETおよびIGBTにも適用することができ
る。Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, a layered structure of a substrate including a buffer layer, a portion including a Schottky junction in a part of a drain, a portion including a region of a conductivity type different from a main conductivity type in a portion of a drain, or the like can be used. In the above embodiment, the enhancement type device has been described. However, the present invention can be applied to a depletion type MOSFET and an IGBT by changing impurities in a channel formation region.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明のMOSFETにおいては、ソー
ス領域とチャネル形成領域との下部に絶縁膜を設けたこ
とにより、ソース−ドレイン間耐圧としきい値特性に関
与するチャネル形成領域とを独立に制御することができ
る。これによって、ソース−ドレイン間耐圧を高耐圧化
したときにおいても、適切なしきい値を実現することが
できる。According to the MOSFET of the present invention, since the insulating film is provided below the source region and the channel formation region, the channel formation region involved in the source-drain breakdown voltage and the threshold characteristics can be controlled independently. can do. Thus, an appropriate threshold value can be realized even when the withstand voltage between the source and the drain is increased.
【0048】また、本発明のIGBTにおいては、エミ
ッタ領域とチャネル形成領域との下部に絶縁膜を設けた
ことによりエミッタ−コレクタ間耐圧としきい値とを独
立に制御することができる。これによって、エミッタ−
コレクタ間耐圧を高耐圧化したときにおいても、適切な
しきい値を実現することができる。Further, in the IGBT of the present invention, by providing an insulating film below the emitter region and the channel forming region, the breakdown voltage between the emitter and the collector and the threshold value can be controlled independently. This allows the emitter
Even when the withstand voltage between the collectors is increased, an appropriate threshold value can be realized.
【図1】本発明にかかるnチャネルMOSFETの構造
例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a structural example of an n-channel MOSFET according to the present invention.
【図2】(A)〜(C)は、図1に示すMOSFETの
製造プロセスを模式的に示す断面図である。FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the MOSFET shown in FIG.
【図3】(D),(E)は、図2に示すプロセスに引き
続いて行われるMOSFETの製造工程を模式的に示す
断面図である。3 (D) and 3 (E) are cross-sectional views schematically showing steps of manufacturing a MOSFET performed following the process shown in FIG.
【図4】(F),(G)は、図3に示すプロセスに引き
続いて行われるMOSFETの製造プロセスを模式的に
示す断面図である。FIGS. 4 (F) and 4 (G) are cross-sectional views schematically showing a MOSFET manufacturing process performed subsequent to the process shown in FIG.
【図5】本発明にかかるnチャネルIGBTの構造例を
模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a structural example of an n-channel IGBT according to the present invention.
【図6】(A)〜(C)は、図5に示すIGBTの製造
プロセスを模式的に示す断面図でる。6A to 6C are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the IGBT shown in FIG.
【図7】(D),(E)は、図6に示すプロセスに引き
続いて行われるIGBTの製造工程を模式的示す断面図
である。7 (D) and 7 (E) are cross-sectional views schematically showing IGBT manufacturing steps performed subsequent to the process shown in FIG.
【図8】(F),(G)は、図7に示すプロセスに引き
続いて行われるIGBTの製造プロセスを模式的に示す
断面図である。FIGS. 8F and 8G are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the IGBT performed following the process shown in FIG. 7;
【図9】従来のnチャネルMOSFETの一般的構造を
概略的に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a general structure of a conventional n-channel MOSFET.
【符号の説明】 10 シリコン基板 12 ゲート絶縁膜 14 ゲート電極 16 n+ 型ソース領域 18 p- 型チャネルドープ領域 18a チャネル形成領域 20 n+ 型ドレイン領域 22 ドレイン電極 24 ソース電極 26 層間絶縁膜 30 絶縁膜 46a n+ 型エミッタ領域 46b p+ 型エミッタ領域 48 p- 型チャネルドープ領域 48a チャネル形成領域 50 p+ 型コレクタ領域 52 コレクタ電極 100 nチャネルMOSFET 200 nチャネルIGBTDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 silicon substrate 12 gate insulating film 14 gate electrode 16 n + type source region 18 p − type channel doping region 18 a channel forming region 20 n + type drain region 22 drain electrode 24 source electrode 26 interlayer insulating film 30 insulation Film 46a n + -type emitter region 46b p + -type emitter region 48 p -- type channel dope region 48a Channel formation region 50 p + -type collector region 52 Collector electrode 100 n-channel MOSFET 200 n-channel IGBT
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 進 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平2−135781(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 H01L 21/336 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Susumu Sugiyama 41-1 Chukumi Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. (56) References (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/78 H01L 21/336
Claims (4)
シリコン層上に、この第1シリコン層の不純物濃度より
小さい不純物濃度を有する第2シリコン層を形成する工
程、 (b)前記第2シリコン層上に絶縁膜を成膜し、次いで
フォトリソグラフィーおよびエッチングによって所定の
パターンを有する絶縁膜を形成する工程、 (c)前記絶縁膜および露出した前記第2シリコン層の
表面に連続的にシリコン層を形成して、前記第2シリコ
ン層と連続する第3シリコン層を形成する工程、 (d)前記第3シリコン層上に、ゲート絶縁膜およびゲ
ート電極を積層して形成する工程、 (e)不純物をドープしてチャネルドープ領域を形成す
る工程、および (f)前記ゲート電極をマスクとして不純物をドープし
てソース領域を形成する工程、を含み、 前記工程(b)において、前記絶縁膜は、前記ソース領
域および前記チャネルドープ領域の深さ方向の下端に位
置し、かつ、これらのソース領域およびチャネルドープ
領域の少なくとも一部を含む、前記シリコン基板の面方
向の領域に沿う状態で形成されることを特徴とするMO
S型半導体装置の製造方法。 (A) a first functioning as a drain region;
Forming a second silicon layer having an impurity concentration lower than that of the first silicon layer on the silicon layer; (b) forming an insulating film on the second silicon layer, followed by photolithography and etching (C) forming a silicon layer continuously on the surface of the insulating film and the exposed second silicon layer, and forming a third layer continuous with the second silicon layer. Forming a silicon layer, (d) laminating a gate insulating film and a gate electrode on the third silicon layer, (e) forming a channel-doped region by doping impurities, and It includes the step, forming a source region of impurities by doping f) the gate electrode as a mask, wherein in the step (b), the insulating film, the source Scan territory
Region and the lower end of the channel dope region in the depth direction.
The source region and the channel dope
Aspect of the silicon substrate, including at least a part of a region
Characterized by being formed along the direction of the region
A method for manufacturing an S-type semiconductor device.
プ領域の前記シリコン基板の面方向における領域をカバ
ーする状態で形成されることを特徴とするMOS型半導
体装置の製造方法。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating film is formed in said source region and said channel region.
Cover area in the surface direction of the silicon substrate.
MOS type semiconductor characterized by being formed in a state where
Manufacturing method of body device.
シリコン層上に、この第1シリコン層の不純物濃度より
小さい不純物濃度を有する第2シリコン層を形成する工
程、 (b)前記第2シリコン層上に絶縁膜を成膜し、次いで
フォトリソグラフィおよびエッチングによって所定のパ
ターンを有する絶縁膜を形成する工程、 (c)前記絶縁膜および露出した第2シリコン層の表面
に連続的にシリコン層を形成して、前記第2シリコン層
と連続する第3シリコン層を形成する工程、 (d)前記第3シリコン層上に、ゲート絶縁膜およびゲ
ート電極を積層して形成する工程、 (e)不純物をドープしてチャネルドープ領域を形成す
る工程、および (f)前記ゲート電極をマスクとして不純物をドープし
てエミッタ領域を形成する工程、を含み、 前記工程(b)において、前記絶縁膜は、前記エミッタ
領域および前記チャネルドープ領域の深さ方向の下端に
位置し、かつ、これらのエミッタ領域およびチャネルド
ープ領域の少なくとも一部を含む、前記シリコン基板の
面方向の領域に沿う状態で形成されることを特徴とする
MOS・バイポーラ複合型半導体装置の製造方法。 3. (a) a first functioning as a collector region
Forming a second silicon layer having an impurity concentration lower than that of the first silicon layer on the silicon layer; (b) forming an insulating film on the second silicon layer, and then performing photolithography and etching (C) forming a silicon layer continuously on the surface of the insulating film and the exposed second silicon layer, and forming a third silicon layer continuous with the second silicon layer. Forming a layer, (d) laminating a gate insulating film and a gate electrode on the third silicon layer, (e) forming a channel doped region by doping impurities, and (f) ) a step of forming an emitter region an impurity doped with the gate electrode as a mask, wherein in the step (b), the insulating film, the emitter
Region and the lower end of the channel dope region in the depth direction.
Located and the emitter region and channel
Including at least a portion of a loop region of the silicon substrate.
Characterized by being formed along the area in the plane direction
A method for manufacturing a MOS / bipolar composite semiconductor device.
ープ領域の前記シリコン基板の面方向における領域をカ
バーする状態で形成されることを特徴とするMOS・バ
イポーラ複合型半導体装置の製造方法。 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the insulating film comprises the emitter region and the channel region.
Of the silicon substrate in the plane direction of the silicon substrate.
MOS / bar formed in a state where the MOS / bar
A method for manufacturing an bipolar composite semiconductor device.
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