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JP5211652B2 - Method for manufacturing lateral MOS transistor - Google Patents

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JP5211652B2 JP2007298256A JP2007298256A JP5211652B2 JP 5211652 B2 JP5211652 B2 JP 5211652B2 JP 2007298256 A JP2007298256 A JP 2007298256A JP 2007298256 A JP2007298256 A JP 2007298256A JP 5211652 B2 JP5211652 B2 JP 5211652B2
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Description

本発明は、横型MOS(Metal Oxide Silicon)トランジスタ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a lateral MOS (Metal Oxide Silicon) transistor and a manufacturing method thereof.

従来より、横型のパワーMOSトランジスタにおいて、高耐圧特性を改善するために、Locos酸化膜の端部における電界強度を緩和すべく、端部の形状を緩やかにしたり、不純物濃度に勾配をつけることが行われている。   Conventionally, in a horizontal power MOS transistor, in order to improve the high breakdown voltage characteristics, the shape of the end portion has been made gentle or the impurity concentration has been made gradient in order to relax the electric field strength at the end portion of the Locos oxide film. Has been done.

具体的には、ドレイン電極側のLocos酸化膜の端部をソース電極側の端部よりも大きく、かつ、端部が緩やかな勾配を有するようにするとともに、Locos酸化膜の端部の不純物濃度分布が拡散領域の不純物濃度分布と同様の緩やかな濃度勾配にされている。このような形状により、ドレイン取り出し領域となるn+型の拡散領域に濃度勾配を設け、かつ、電流通過方向(断面における横方向)へ幅広く形成することにより、高電圧が印加されるドレイン電極側での耐圧特性における電界集中を緩和している。また、ドレイン領域での寄生抵抗を低減し、MOSトランジスタのオン抵抗を低減している(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−309258号公報
Specifically, the end portion of the Locos oxide film on the drain electrode side is made larger than the end portion on the source electrode side and the end portion has a gentle gradient, and the impurity concentration at the end portion of the Locos oxide film is set. The distribution has a gentle concentration gradient similar to the impurity concentration distribution in the diffusion region. With such a shape, a concentration gradient is provided in the n + -type diffusion region serving as the drain extraction region and is formed widely in the current passing direction (lateral direction in the cross section), so that a high voltage is applied on the drain electrode side. Electric field concentration in the withstand voltage characteristics of the Further, the parasitic resistance in the drain region is reduced, and the on-resistance of the MOS transistor is reduced (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-309258 A

ところで、上述のような横型MOSトランジスタでは、Locos酸化膜のドレイン電極側の端部(バーズビーク形状部)での耐圧特性における電界集中は緩和されるが、ソース電極側の端部では電界集中が緩和されていないという課題があった。   By the way, in the lateral MOS transistor as described above, the electric field concentration in the breakdown voltage characteristic at the end of the Locos oxide film on the drain electrode side (bird's beak shape portion) is reduced, but the electric field concentration is reduced at the end on the source electrode side. There was a problem that was not done.

また、Locos酸化層のドレイン電極側の端部(バーズビーク形状部)がソース電極側の端部よりも大きく、かつ、端部が緩やかな勾配を有するようにするために、3回の酸化工程を必要としており、工程が複雑かつ製造コストが上昇するという課題があった。   Further, in order to make the end portion (bird's beak shape portion) on the drain electrode side of the Locos oxide layer larger than the end portion on the source electrode side and the end portion has a gentle gradient, three oxidation steps are performed. There is a problem that the process is complicated and the manufacturing cost increases.

そこで、本発明は、製造工程を追加せずに作製可能で、Locos酸化膜のソース電極側での耐圧特性における電界集中を緩和した横型MOSトランジスタ及びその製造方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lateral MOS transistor that can be manufactured without adding a manufacturing process and relaxed electric field concentration in a breakdown voltage characteristic on the source electrode side of a Locos oxide film, and a manufacturing method thereof.

本発明の一局面の横型MOSトランジスタの製造方法は、半導体層の表面部に形成されるソース領域と、当該ソース領域とは離間して前記半導体層の表面部に形成されるドレイン領域と、前記半導体層の表面部に形成され、前記ソース領域に接続されるゲート酸化層と、前記半導体層の表面部に形成され、第1端部が前記ゲート酸化層に接続され、第2端部が前記ドレイン領域に接続されるLocos酸化層とを含む横型MOSトランジスタの製造方法であって、前記Locos層は、前記第1端部を含む第1領域と、前記第2端部を含む第2領域とを有しており、前記第1領域を含み、第2領域を含まない領域を通じて前記半導体層に不純物を拡散する第1拡散工程と、前記第1領域及び前記第2領域を含む領域を通じて前記半導体層に不純物を注入する第2拡散工程と、前記第1領域及び前記第2領域をエッチングするエッチング工程とを含む。   A method of manufacturing a lateral MOS transistor according to one aspect of the present invention includes a source region formed on a surface portion of a semiconductor layer, a drain region formed on the surface portion of the semiconductor layer apart from the source region, A gate oxide layer formed on the surface of the semiconductor layer and connected to the source region; formed on the surface of the semiconductor layer; a first end connected to the gate oxide layer; and a second end A method of manufacturing a lateral MOS transistor including a Locos oxide layer connected to a drain region, wherein the Locos layer includes a first region including the first end, a second region including the second end, A first diffusion step of diffusing impurities in the semiconductor layer through a region including the first region and not including the second region; and the semiconductor through the region including the first region and the second region. Not layered Including a second diffusion step of implanting an object, and an etching step of etching the first region and the second region.

本発明によれば、製造工程を追加せずに作製可能で、Locos酸化膜のソース電極側での耐圧特性における電界集中を緩和した横型MOSトランジスタ及びその製造方法を提供できるという特有の効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to provide a lateral MOS transistor that can be manufactured without adding a manufacturing process and relaxed electric field concentration in the breakdown voltage characteristic on the source electrode side of the Locos oxide film, and a manufacturing method thereof. It is done.

以下、本発明の横型MOSトランジスタ及びその製造方法を適用した実施の形態について説明する。   Embodiments to which the lateral MOS transistor and the manufacturing method thereof according to the present invention are applied will be described below.

[実施の形態1]
図1は、実施の形態1の横型MOSトランジスタの断面構造を示す図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of the lateral MOS transistor of the first embodiment.

図1に示すように、実施の形態1の横型MOSトランジスタは、基板100、n−型活性層101、Locos(Local Oxidation of Silicon)酸化膜102、n−拡散層103、p−拡散層104、n−拡散層105、ゲート酸化層106、n+ドレイン領域107、n+ソース領域108、p+ボディ拡散層109、及びゲートポリサイド電極110を備える。   As shown in FIG. 1, the lateral MOS transistor of the first embodiment includes a substrate 100, an n − type active layer 101, a Locos (Local Oxidation of Silicon) oxide film 102, an n − diffusion layer 103, a p − diffusion layer 104, An n− diffusion layer 105, a gate oxide layer 106, an n + drain region 107, an n + source region 108, a p + body diffusion layer 109, and a gate polycide electrode 110 are provided.

基板100及びn−型活性層101は、シリコンウェハで構成される。このうち、n−型活性層101は、シリコンウェハに不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)することにより、導電型がn−型にされるシリコン半導体層である。   The substrate 100 and the n − -type active layer 101 are composed of a silicon wafer. Among these, the n − type active layer 101 is a silicon semiconductor layer whose conductivity type is changed to n − type by diffusing (implanting) impurities (typically phosphine (P)) into the silicon wafer.

Locos酸化層102は、ゲート酸化層106及びゲートポリシリサイド電極110が形成される前に、例えばシリコン窒化膜(SiN)をマスクとして熱酸化処理によって形成されるシリコン酸化膜であり、シリコン半導体層であるn−型活性層101の内部に食い込んで成長されている。   The Locos oxide layer 102 is a silicon oxide film formed by thermal oxidation using, for example, a silicon nitride film (SiN) as a mask before the gate oxide layer 106 and the gate polysilicide electrode 110 are formed. The n − type active layer 101 is grown inside the n − type active layer 101.

このLocos酸化層102は、第1領域102aと第2領域102bとを含む。第1領域102a及び第2領域102bは、ともにLocos酸化層102の一部をなす3次元領域であり、n−拡散層103とn−拡散層105を作製するためにLocos酸化層102を通じて行われる拡散工程によって形成される互いに不純物濃度の異なる領域である。   The Locos oxide layer 102 includes a first region 102a and a second region 102b. The first region 102 a and the second region 102 b are both three-dimensional regions that form part of the Locos oxide layer 102, and are performed through the Locos oxide layer 102 to form the n− diffusion layer 103 and the n− diffusion layer 105. These are regions having different impurity concentrations formed by the diffusion process.

第1領域102aは、Locos酸化層102とゲート酸化層106の接続部となる第1端部(図中におけるLocos酸化層102の左端)を含み、第2領域102bは、Locos酸化層102とn+ドレイン領域107との接続部である第2端部(図中におけるLocos酸化層102の右端)を含む。第1領域102aは、Locos酸化層102の中でもn+ソース領域108に近い領域である。これらの領域(102a、102b)の不純物濃度については後述する。   The first region 102a includes a first end (left end of the Locos oxide layer 102 in the drawing) serving as a connection portion between the Locos oxide layer 102 and the gate oxide layer 106, and the second region 102b includes the Locos oxide layer 102 and the n +. A second end portion (the right end of the Locos oxide layer 102 in the drawing) which is a connection portion with the drain region 107 is included. The first region 102 a is a region close to the n + source region 108 in the Locos oxide layer 102. The impurity concentration of these regions (102a, 102b) will be described later.

n−拡散層103は、ゲート酸化層106及びゲートポリシリサイド電極110が形成される前に、Locos酸化層102を通じて不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)することにより、導電型がn−型にされている拡散層である。このn−拡散層103は、Locos酸化層102とゲート酸化層106の接合部及びその両側を含む領域に形成される。不純物濃度は、後述する耐圧強度を実現できる程度の不純物濃度に設定される。   The n- diffusion layer 103 is made conductive by diffusing (injecting) impurities (typically phosphine (P)) through the Locos oxide layer 102 before the gate oxide layer 106 and the gate polysilicide electrode 110 are formed. It is a diffusion layer whose type is n-type. The n − diffusion layer 103 is formed in a region including the junction between the Locos oxide layer 102 and the gate oxide layer 106 and both sides thereof. The impurity concentration is set to such an extent that a withstand voltage strength described later can be realized.

p−拡散層104は、ゲート酸化層106及びゲートポリシリサイド電極110が形成される前に、n−型活性層101の表面から不純物(典型的には、ボロン(B))を拡散(注入)することにより、導電型がp−型にされている拡散層である。このp−型は、p+型よりも不純物濃度が低い領域である。不純物濃度は、後述する耐圧強度を実現できる程度の不純物濃度に設定される。   The p− diffusion layer 104 diffuses (implants) impurities (typically boron (B)) from the surface of the n− type active layer 101 before the gate oxide layer 106 and the gate polysilicide electrode 110 are formed. Thus, the diffusion layer is a p-type conductivity type. The p− type is a region having a lower impurity concentration than the p + type. The impurity concentration is set to such an extent that a withstand voltage strength described later can be realized.

n−拡散層105は、Locos酸化層102の全体と後にn+ドレイン領域107が形成される領域とを通じて不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)することにより、導電型がn−型にされている拡散層である。このn−拡散層105の不純物濃度は、後述する耐圧強度を実現できる程度の不純物濃度に設定される。   The n− diffusion layer 105 has a conductivity type of n by diffusing (implanting) impurities (typically phosphine (P)) through the entire Locos oxide layer 102 and the region where the n + drain region 107 will be formed later. A diffused layer which is shaped. The impurity concentration of the n − diffusion layer 105 is set to an impurity concentration that can realize a withstand voltage strength described later.

ゲート酸化層106は、p−拡散層104及びn−拡散層105を形成した後に、熱酸化処理によって形成される酸化層である。このゲート酸化膜106の下に位置するn−拡散層103及びp−拡散層104には、MOSトランジスタのチャネル領域が形成される。   The gate oxide layer 106 is an oxide layer formed by thermal oxidation after forming the p- diffusion layer 104 and the n- diffusion layer 105. In the n− diffusion layer 103 and the p− diffusion layer 104 located under the gate oxide film 106, a channel region of the MOS transistor is formed.

n+ドレイン領域107は、Locos酸化層102の第2端部(図中Locos酸化層102の右端)に隣接する領域でn−拡散層105の表面から不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)することにより、n−拡散層105内に形成されるドレイン領域である。このn+ドレイン領域107は、n+ソース領域108と同様に、n−型よりも不純物濃度が高いn+型に設定される領域である。   The n + drain region 107 is a region adjacent to the second end portion of the Locos oxide layer 102 (the right end of the Locos oxide layer 102 in the figure), and impurities (typically phosphine (P)) from the surface of the n− diffusion layer 105. It is a drain region formed in the n − diffusion layer 105 by being diffused (implanted). Similar to the n + source region 108, the n + drain region 107 is a region set to an n + type having an impurity concentration higher than that of the n− type.

n+ソース領域108は、p−拡散層104の一部の領域(図中におけるゲートポリサイド電極110の左端近傍の領域)に不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)することにより、導電型がn+型にされている。なお、n+型は、n−型よりも不純物濃度が高い領域である。   The n + source region 108 diffuses (implants) impurities (typically phosphine (P)) into a partial region of the p− diffusion layer 104 (region near the left end of the gate polycide electrode 110 in the drawing). Thus, the conductivity type is n + type. Note that the n + type is a region having a higher impurity concentration than the n− type.

p+ボディ拡散層109は、p−拡散層104の表面から不純物(典型的には、ボロン(B))を拡散(注入)することにより、導電型がp型にされている領域であり、p−拡散層104を接地電位に保持するためのp+型の拡散層である。このp+ボディ拡散層109は接地されており、P−拡散層104は、p+ボディ拡散層109を介して接地される。   The p + body diffusion layer 109 is a region whose conductivity type is changed to p-type by diffusing (implanting) impurities (typically boron (B)) from the surface of the p− diffusion layer 104. A p + type diffusion layer for holding the diffusion layer 104 at the ground potential. The p + body diffusion layer 109 is grounded, and the P− diffusion layer 104 is grounded via the p + body diffusion layer 109.

ゲートポリサイド電極110は、シリサイドとポリシリコンを積層構造にしたゲート電極である。シリサイドは、高融点金属あるいは遷移金属とシリコンを熱処理で合金化したものであり、例えば、WSi又はMoSiシリサイドを用いることができる。 The gate polycide electrode 110 is a gate electrode having a laminated structure of silicide and polysilicon. Silicide is a refractory metal or transition metal and silicon alloyed by heat treatment, and for example, WSi 2 or MoSi 2 silicide can be used.

ここで、実施の形態1の横型MOSトランジスタでは、Locos酸化層102の第1端部(図中左端)を含む第1領域102aの厚さが、同第2端部(図中右端)を含む第2領域102bよりも薄くされている。   Here, in the lateral MOS transistor of the first embodiment, the thickness of the first region 102a including the first end (left end in the figure) of the Locos oxide layer 102 includes the second end (right end in the figure). It is thinner than the second region 102b.

実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程では、n−拡散層103を作製するために不純物を拡散する第1拡散工程と、n−拡散層105を作製するために不純物を拡散する第2拡散工程とが第1領域102aにおいて重複して行われる。このため、Locos酸化層102の第1領域102aは、第2領域102bよりも不純物濃度が高くされる。   In the manufacturing process of the lateral MOS transistor according to the first embodiment, a first diffusion step for diffusing impurities to produce the n − diffusion layer 103 and a second diffusion for diffusing impurities to produce the n − diffusion layer 105 are performed. The process is repeated in the first region 102a. For this reason, the first region 102a of the Locos oxide layer 102 has a higher impurity concentration than the second region 102b.

図2は、不純物のドーズ量とエッチングレートの関係を示す特性図である。この特性図に示すように、拡散工程における不純物のドーズ量が増大すると、層内の不純物濃度が上昇し、これに比例してエッチングレートも略線形的に増大する。これは、層内の不純物が増大することにより、層内における原子の結合力が低下し、エッチングされ易くなるためである。このため、Locos酸化層102の第1領域102aは、第2領域102bよりもエッチングレートが速い酸化層になる。   FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the impurity dose and the etching rate. As shown in this characteristic diagram, when the impurity dose in the diffusion process increases, the impurity concentration in the layer increases, and the etching rate increases substantially linearly in proportion thereto. This is because when the impurities in the layer increase, the bonding force of atoms in the layer is reduced, and etching becomes easy. For this reason, the first region 102a of the Locos oxide layer 102 becomes an oxide layer having an etching rate faster than that of the second region 102b.

このようなエッチングレートの違いを利用し、後述する犠牲酸化膜(製造工程の途中で、図1中におけるゲート酸化層106と同じ位置に形成される酸化膜)をエッチングする段階において、Locos酸化層102の第1領域102aの方が第2領域102bよりも多くエッチングされるため、第1領域102aが第2領域102bよりも薄くされる。   By utilizing such a difference in etching rate, a Locos oxide layer is etched at the stage of etching a sacrificial oxide film (an oxide film formed at the same position as the gate oxide layer 106 in FIG. 1 during the manufacturing process), which will be described later. Since the first region 102a of 102 is etched more than the second region 102b, the first region 102a is made thinner than the second region 102b.

図3は、実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the lateral MOS transistor of the first embodiment.

まず、図3(a)に示すように、シリコンウェハで構成される基板100及びn−型活性層101の上に、バッファ酸化層と窒化シリコン層(SiN)を形成する。窒化シリコン層とバッファシリコン層については、Locos酸化層102を形成する領域内をエッチングにより除去しておく。   First, as shown in FIG. 3A, a buffer oxide layer and a silicon nitride layer (SiN) are formed on a substrate 100 and an n − type active layer 101 formed of a silicon wafer. As for the silicon nitride layer and the buffer silicon layer, the region where the Locos oxide layer 102 is formed is removed by etching.

図3(b)は、Locos酸化層102を形成した状態を示す図である。図3(a)に示す状態に続いて、窒化シリコン層をマスクとして熱酸化処理を行い、マスクである窒化シリコン層とバッファシリコン層を除去する。これにより、図3(b)に示すようにn−型活性層101の上の所望の領域にLocos102が形成される。Locos酸化層102は、n−型活性層101に食い込むように形成される。これにより図3(b)の構造が得られる。   FIG. 3B shows a state where the Locos oxide layer 102 is formed. Following the state shown in FIG. 3A, thermal oxidation is performed using the silicon nitride layer as a mask, and the silicon nitride layer and the buffer silicon layer which are masks are removed. As a result, Locos 102 is formed in a desired region on the n − -type active layer 101 as shown in FIG. Locos oxide layer 102 is formed to bite into n − type active layer 101. Thereby, the structure of FIG. 3B is obtained.

図3(c)は、第2拡散工程が終了した状態を示す図である。図3(b)に示す状態に続いて、Locos酸化層102の第1端部(図中の左端)を含む領域においてn−型活性層101及びLocos酸化層102を通じて不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)する第1拡散工程を行うことにより、n−型活性層101内にn−拡散層103を形成する。この第1拡散工程により、Locos酸化層102の一部の領域(n−拡散層103の上に位置する領域)にも不純物が注入される。この領域が第1領域102aとなる。   FIG. 3C is a diagram illustrating a state in which the second diffusion process is completed. Following the state shown in FIG. 3B, impurities (typically phosphine) are formed through the n − -type active layer 101 and the Locos oxide layer 102 in the region including the first end (left end in the figure) of the Locos oxide layer 102. An n − diffusion layer 103 is formed in the n − type active layer 101 by performing a first diffusion step of diffusing (implanting) (P)). By this first diffusion step, impurities are also implanted into a part of the Locos oxide layer 102 (a region located on the n − diffusion layer 103). This area becomes the first area 102a.

なお、第1拡散工程は、例えば、ドーズ量が3.0×1012(atoms/cm2)で行われる。 The first diffusion step is performed, for example, with a dose amount of 3.0 × 10 12 (atoms / cm 2 ).

また、このn−拡散層103に隣接する領域(図中左側の領域)において、n−型活性層101の表面から不純物(典型的には、ボロン(B))を拡散(注入)することにより、p−拡散層104が形成される。   Further, by diffusing (implanting) impurities (typically boron (B)) from the surface of the n − -type active layer 101 in the region adjacent to the n − diffusion layer 103 (the left region in the figure). , A p- diffusion layer 104 is formed.

さらに、Locos酸化層102の全体と、Locos酸化層102の右側に隣接するn−型活性層101とを含む領域において、Locos酸化層102及びn−型活性層101を通じて不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)する第2拡散工程を行うことにより、n−型活性層101内にn−拡散層105を形成する。   Further, in a region including the entire Locos oxide layer 102 and the n − -type active layer 101 adjacent to the right side of the Locos oxide layer 102, impurities (typically phosphine are typically passed through the Locos oxide layer 102 and the n − -type active layer 101. By performing a second diffusion step of diffusing (implanting) (P)), an n − diffusion layer 105 is formed in the n − type active layer 101.

これにより、Locos酸化層102の第1領域102aには、第1拡散工程に加えて第2拡散工程によっても不純物が注入され、第2領域102bには、第2拡散工程のみによって不純物が注入される。以上で図3(c)の構造が得られる。   Thus, impurities are implanted into the first region 102a of the Locos oxide layer 102 by the second diffusion step in addition to the first diffusion step, and impurities are implanted into the second region 102b only by the second diffusion step. The Thus, the structure of FIG. 3C is obtained.

このような第1拡散工程と第2拡散工程は、同一のチャンバ内において行われるため、エッチングレートの異なるLocos酸化層102の第1領域102aと第2領域102bとを製造コストを上昇させることなく作製することができる。   Since the first diffusion step and the second diffusion step are performed in the same chamber, the first region 102a and the second region 102b of the Locos oxide layer 102 having different etching rates are not increased in manufacturing cost. Can be produced.

なお、第2拡散工程は、例えば、ドーズ量が8.0×1011(atoms/cm2)で行われる。これにより、第1領域の不純物濃度は7.0×1016(atoms/cm3)、第2領域の不純物濃度は4.0×1016(atoms/cm3)となる。 Note that the second diffusion step is performed, for example, at a dose of 8.0 × 10 11 (atoms / cm 2 ). Thus, the impurity concentration of the first region is 7.0 × 10 16 (atoms / cm 3 ), and the impurity concentration of the second region is 4.0 × 10 16 (atoms / cm 3 ).

図3(d)は、犠牲酸化膜のウェットエッチングが終了した状態を示す図である。図3(c)の状態に続いて、表面全体を熱酸化しすることにより、犠牲酸化膜を形成する。犠牲酸化膜は、ウェットエッチングにより除去される。   FIG. 3D is a diagram showing a state where the wet etching of the sacrificial oxide film is finished. Following the state of FIG. 3C, the entire surface is thermally oxidized to form a sacrificial oxide film. The sacrificial oxide film is removed by wet etching.

実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程によれば、トランジスタの製造工程において必然的に行われている犠牲酸化膜のウェットエッチングにより、Locos酸化層102のエッチングも行う。   According to the manufacturing process of the lateral MOS transistor of the first embodiment, the Locos oxide layer 102 is also etched by wet etching of the sacrificial oxide film that is necessarily performed in the manufacturing process of the transistor.

このエッチングでは、第1領域102aと第2領域102bとの不純物濃度の相違に起因するエッチングレートの相違により、第1領域102aは、第2領域102bよりも薄くされる。これにより図3(d)の構造が得られる。   In this etching, the first region 102a is made thinner than the second region 102b due to a difference in etching rate due to a difference in impurity concentration between the first region 102a and the second region 102b. Thereby, the structure of FIG. 3D is obtained.

このように、実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程によれば、新たな工程を追加することなく、Locos酸化層102のソース領域側の層厚を薄くすることができる。   Thus, according to the manufacturing process of the lateral MOS transistor of the first embodiment, the layer thickness on the source region side of the Locos oxide layer 102 can be reduced without adding a new process.

なお、エッチングレートは、第1領域102aと第2領域102bとの不純物濃度の相違により、例えば、第1領域102aの方が第2領域102bよりも1.2倍程度速くなるように設定される。   The etching rate is set so that, for example, the first region 102a is about 1.2 times faster than the second region 102b due to the difference in impurity concentration between the first region 102a and the second region 102b. .

図3(e)は、ゲート酸化層106を形成した後の状態を示す。図3(d)に示すように、Locos酸化層102の第1領域102a及び第2領域102bをエッチングした後に、熱酸化処理によって素子全体にゲート酸化層106を形成する。これにより図3(e)の構造が得られる。   FIG. 3E shows a state after the gate oxide layer 106 is formed. As shown in FIG. 3D, after etching the first region 102a and the second region 102b of the Locos oxide layer 102, a gate oxide layer 106 is formed on the entire element by thermal oxidation treatment. Thereby, the structure of FIG. 3E is obtained.

図3(f)は、n+ドレイン領域107、n+ソース領域108、p+ボディ拡散層109、及びゲートポリサイド電極110を形成した状態を示す。図3(e)に示す状態に続いて、第2領域102bの右側に隣接するn−拡散層105に不純物(典型的にはホスフィン(P))をさらに拡散(注入)することにより、不純物濃度を増大させ、n+ドレイン領域107を形成する。   FIG. 3F shows a state in which the n + drain region 107, the n + source region 108, the p + body diffusion layer 109, and the gate polycide electrode 110 are formed. Following the state shown in FIG. 3E, an impurity (typically phosphine (P)) is further diffused (implanted) into the n − diffusion layer 105 adjacent to the right side of the second region 102b to thereby obtain an impurity concentration. N + drain region 107 is formed.

また、これに次いでゲートポリサイド電極110を形成する。ゲートポリサイド電極110は、n+ドレイン領域107及びn+ソース領域108を作製するためのp−拡散層104上の領域と、Locos酸化層102の横方向長さにおけるn+ドレイン領域107を作製する側の約2/5を被覆しないように形成される。ゲートポリサイド電極110は、素子全体にゲートポリサイド層を形成した後に、マスクを用いたエッチング処理を行うことによって作製される。   Next, a gate polycide electrode 110 is formed. The gate polycide electrode 110 includes a region on the p− diffusion layer 104 for forming the n + drain region 107 and the n + source region 108, and a side for forming the n + drain region 107 in the lateral length of the Locos oxide layer 102. It is formed so as not to cover about 2/5. The gate polycide electrode 110 is manufactured by forming a gate polycide layer over the entire element and then performing an etching process using a mask.

また、ゲートポリサイド電極110の左端に隣接する領域において不純物(典型的にはホスフィン(P))をさらに拡散(注入)することにより、不純物濃度を増大させ、n+ソース領域108を形成する。   Further, an impurity (typically phosphine (P)) is further diffused (implanted) in a region adjacent to the left end of the gate polycide electrode 110, thereby increasing the impurity concentration and forming the n + source region 108.

さらに、このn+ソース領域108の左側に隣接する領域において不純物(典型的には、ボロン(B))を拡散(注入)することにより、p−拡散層104内にp+ボディ拡散層109を形成する。   Further, an impurity (typically boron (B)) is diffused (implanted) in a region adjacent to the left side of the n + source region 108 to form a p + body diffusion layer 109 in the p− diffusion layer 104. .

以上により、図3(f)に示す横型MOSトランジスタが完成する。なお、実際の素子として利用するためには、n+ドレイン領域107、n+ソース領域108、及びp+ボディ拡散層109の上に存在するゲート酸化層106は除去される(この状態を図4に示す)。また、ここには、図示しないが、n+ドレイン領域107とn+ソース領域108の上にドレイン電極及びソース電極が形成されるとともに、ゲートポリサイド電極110、ドレイン電極、及びソース電極を絶縁するための絶縁層が形成される。   Thus, the lateral MOS transistor shown in FIG. 3F is completed. For use as an actual device, the gate oxide layer 106 existing on the n + drain region 107, the n + source region 108, and the p + body diffusion layer 109 is removed (this state is shown in FIG. 4). . Although not shown here, a drain electrode and a source electrode are formed on the n + drain region 107 and the n + source region 108, and for insulating the gate polycide electrode 110, the drain electrode, and the source electrode. An insulating layer is formed.

図4は、実施の形態1の横型MOSトランジスタの構造と耐圧強度分布を示す図である。図4に示す横型MOSトランジスタは、n+ドレイン領域107、n+ソース領域108、及びp+ボディ拡散層109の上に存在するゲート酸化層106が除去されている。   FIG. 4 is a diagram showing the structure and breakdown voltage strength distribution of the lateral MOS transistor of the first embodiment. In the lateral MOS transistor shown in FIG. 4, the gate oxide layer 106 existing on the n + drain region 107, the n + source region 108, and the p + body diffusion layer 109 is removed.

実施の形態1の横型MOSトランジスタは、Locos酸化層102のうち、ソース(n+ソース領域108)側にある第1領域102aの方が第2領域102bよりも厚さが薄くされているため、n+ドレイン領域107に約100(V)の電圧を印加し、n+ソース領域108を接地し、ゲートポリサイド層110に0(V)を印加した状態において(すなわち、ゲートをオフにした状態)において、図4に実線で示すような耐圧強度分布を示す。なお、比較のために、従来の横型MOSトランジスタのように、第1領域102aが第2領域102bと同一の層厚に設定されている横型MOSトランジスタの耐圧強度分布を破線で示す。   In the lateral MOS transistor of the first embodiment, in the Locos oxide layer 102, the first region 102a on the source (n + source region 108) side is thinner than the second region 102b. In a state where a voltage of about 100 (V) is applied to the drain region 107, the n + source region 108 is grounded, and 0 (V) is applied to the gate polycide layer 110 (that is, the gate is turned off), FIG. 4 shows the pressure strength distribution as shown by the solid line. For comparison, the breakdown voltage strength distribution of a lateral MOS transistor in which the first region 102a is set to the same layer thickness as the second region 102b as in a conventional lateral MOS transistor is indicated by a broken line.

図4に示すように、実施の形態1の横型MOSトランジスタによれば、Locos酸化層102のソース領域側の層厚を薄くすることにより、耐圧が向上されるため、従来、課題となっていたLocos酸化層102のソース領域側における電界の集中を緩和することができる。   As shown in FIG. 4, according to the lateral MOS transistor of the first embodiment, the breakdown voltage is improved by reducing the layer thickness of the Locos oxide layer 102 on the source region side, which has been a problem in the past. The concentration of the electric field on the source region side of the Locos oxide layer 102 can be reduced.

また、このように電界の集中を緩和するための構造を有するLocos酸化層102は、製造工程の追加を行うことなく、トランジスタの製造工程において必然的に行われている犠牲酸化膜のウェットエッチングによって作製される。このため、新たな製造工程を追加することなく作製可能で、製造コストの上昇を抑制することができる。   In addition, the Locos oxide layer 102 having a structure for reducing the concentration of the electric field is formed by wet etching of a sacrificial oxide film that is inevitably performed in a transistor manufacturing process without adding a manufacturing process. Produced. For this reason, it can be manufactured without adding a new manufacturing process, and an increase in manufacturing cost can be suppressed.

また、図4に示すように電界の集中を緩和できる耐圧強度分布を有する横型MOSトランジスタは、Locos酸化層102の横方向長さを増大させることなく、n+ソース領域108に近い側の第1領域102aの厚さを薄くすることによって実現されるため、平面視におけるトランジスタの面積を増大することなく、横型MOSトランジスタを低コストで提供することができる。   Further, as shown in FIG. 4, the lateral MOS transistor having the breakdown voltage distribution capable of relaxing the electric field concentration has the first region closer to the n + source region 108 without increasing the lateral length of the Locos oxide layer 102. Since it is realized by reducing the thickness of 102a, a lateral MOS transistor can be provided at low cost without increasing the area of the transistor in plan view.

なお、基板100は、SOI(Silicon On Insulator)ウェハの絶縁層の上に形成された半導体層であってもよい。   The substrate 100 may be a semiconductor layer formed on an insulating layer of an SOI (Silicon On Insulator) wafer.

[実施の形態2]
図5は、実施の形態2の横型MOSトランジスタの断面構造と電界強度分布を示す図である。実施の形態2の横型MOSトランジスタは、製造工程で第2拡散工程を行わないため、実施の形態1の横型MOSトランジスタで示したn−拡散層105を備えない。これは、n−拡散層105を形成しなくても、n−型活性層101があれば、n+ドレイン領域107とn+ソース領域108との間にチャネル領域は形成されるからである。また、第2拡散工程を行わないことにより、第1領域102a及び第2領域102bの不純物濃度も実施の形態1とはそれぞれ異なる。その他は実施の形態1の横型MOSトランジスタと同一であるため、重複説明を避け、以下では相違点についてのみ説明する。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional structure and electric field intensity distribution of the lateral MOS transistor of the second embodiment. The lateral MOS transistor of the second embodiment does not include the n− diffusion layer 105 shown in the lateral MOS transistor of the first embodiment because the second diffusion process is not performed in the manufacturing process. This is because the channel region is formed between the n + drain region 107 and the n + source region 108 if the n− type active layer 101 exists even if the n− diffusion layer 105 is not formed. Further, since the second diffusion step is not performed, the impurity concentrations of the first region 102a and the second region 102b are also different from those of the first embodiment. Since the rest is the same as the horizontal MOS transistor of the first embodiment, the redundant description is avoided and only the differences will be described below.

図6は、実施の形態2の横型MOSトランジスタの製造工程を示す図である。この製造工程は、n−拡散層105を作製するための第2拡散工程を備えない点以外は、図3に示す実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程と同一である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the lateral MOS transistor of the second embodiment. This manufacturing process is the same as the manufacturing process of the lateral MOS transistor of the first embodiment shown in FIG. 3 except that the second diffusion process for forming the n− diffusion layer 105 is not provided.

このため、図6(a)乃至図6(c)に示す工程は、図3(a)乃至図3(c)と同一であるので、その説明を省略する。   For this reason, the steps shown in FIGS. 6A to 6C are the same as those in FIGS. 3A to 3C, and the description thereof is omitted.

図6(d)は、犠牲酸化膜を除去するためのウェットエッチングが終了した状態を示す図である。図6(c)に示す状態では、Locos酸化層102の第1領域102aには、第1拡散工程による不純物が注入されており、第2領域102bには、不純物は注入されていない。これにより、第1領域102a及び第2領域102bの不純物濃度は実施の形態1の場合とは異なるが、第1領域102aは、第2領域102bよりも不純物濃度が高く、エッチングレートが速い状態になっている。   FIG. 6D is a diagram illustrating a state where wet etching for removing the sacrificial oxide film is completed. In the state shown in FIG. 6C, the first region 102a of the Locos oxide layer 102 is implanted with impurities from the first diffusion step, and the second region 102b is not implanted with impurities. Thus, the impurity concentration of the first region 102a and the second region 102b is different from that in the first embodiment, but the first region 102a has a higher impurity concentration and a higher etching rate than the second region 102b. It has become.

例えば、第1拡散工程は、ドーズ量が3.0×1012(atoms/cm2)で行われ、第1領域の不純物濃度は5.0×1016(atoms/cm3)となる。 For example, the first diffusion step is performed with a dose amount of 3.0 × 10 12 (atoms / cm 2 ), and the impurity concentration of the first region is 5.0 × 10 16 (atoms / cm 3 ).

図6(c)の状態に続いて、後にゲート酸化層106を形成する領域に、犠牲酸化膜を形成しておく。この犠牲酸化膜を除去するためにウェットエッチングにより、Locos酸化層102もエッチングされる。このとき、第1領域102aと第2領域102bとの不純物濃度の相違に起因するエッチングレートの相違により、第1領域102aは、第2領域102bよりも薄くされる。これにより図6(d)の構造が得られる。   Following the state of FIG. 6C, a sacrificial oxide film is formed in a region where the gate oxide layer 106 will be formed later. In order to remove the sacrificial oxide film, the Locos oxide layer 102 is also etched by wet etching. At this time, the first region 102a is made thinner than the second region 102b due to a difference in etching rate due to a difference in impurity concentration between the first region 102a and the second region 102b. Thereby, the structure of FIG. 6D is obtained.

図6(e)は、ゲート酸化層106を形成した後の状態を示す。図6(d)に示すように、Locos酸化層102の第1領域102a及び第2領域102bをエッチングした後に、ゲート酸化層106を形成する。   FIG. 6E shows a state after the gate oxide layer 106 is formed. As shown in FIG. 6D, after the first region 102a and the second region 102b of the Locos oxide layer 102 are etched, a gate oxide layer 106 is formed.

図6(f)はn+ドレイン領域107、n+ソース領域108、p+ボディ拡散層109、及びゲートポリサイド電極110を形成した状態を示す。図6(e)に示す状態に続いて、第2領域102bの右側に隣接するn−型活性層101に不純物(典型的にはホスフィン(P))をさらに拡散(注入)することにより、不純物濃度を増大させ、n+ドレイン領域107を形成する。   FIG. 6F shows a state in which the n + drain region 107, the n + source region 108, the p + body diffusion layer 109, and the gate polycide electrode 110 are formed. Following the state shown in FIG. 6E, an impurity (typically phosphine (P)) is further diffused (implanted) into the n − -type active layer 101 adjacent to the right side of the second region 102b, whereby the impurity The n + drain region 107 is formed by increasing the concentration.

また、これに次いでゲートポリサイド電極110を形成する。ゲートポリサイド電極110は、n+ドレイン領域107及びn+ソース領域108を作製するためのp−拡散層104上の領域と、Locos酸化層102の横方向長さにおけるn+ドレイン領域107を作製する側の約2/5を被覆しないように形成される。ゲートポリサイド電極110は、素子全体にゲートポリサイド層を形成した後に、マスクを用いたエッチング処理を行うことによって作製される。   Next, a gate polycide electrode 110 is formed. The gate polycide electrode 110 includes a region on the p− diffusion layer 104 for forming the n + drain region 107 and the n + source region 108, and a side for forming the n + drain region 107 in the lateral length of the Locos oxide layer 102. It is formed so as not to cover about 2/5. The gate polycide electrode 110 is manufactured by forming a gate polycide layer over the entire element and then performing an etching process using a mask.

また、ゲートポリサイド電極110の左端に隣接する領域において不純物(典型的にはホスフィン(P))をさらに拡散(注入)することにより、不純物濃度を増大させ、n+ソース領域108を形成する。   Further, an impurity (typically phosphine (P)) is further diffused (implanted) in a region adjacent to the left end of the gate polycide electrode 110, thereby increasing the impurity concentration and forming the n + source region 108.

さらに、このn+ソース領域108の左側に隣接する領域において不純物(典型的には、ボロン(B))を拡散(注入)することにより、p−拡散層104内にp+ボディ拡散層109を形成する。   Further, an impurity (typically boron (B)) is diffused (implanted) in a region adjacent to the left side of the n + source region 108 to form a p + body diffusion layer 109 in the p− diffusion layer 104. .

以上により、図6(f)に示す横型MOSトランジスタが完成する。なお、実際の素子として利用するためには、図5に示すように、n+ドレイン領域107、n+ソース領域108、及びp+ボディ拡散層109の上に存在するゲート酸化層106は除去される。また、ここには、図示しないが、n+ドレイン領域107とn+ソース領域108の上にドレイン電極及びソース電極が形成されるとともに、ゲートポリサイド電極110、ドレイン電極、及びソース電極を絶縁するための絶縁層が形成される。   Thus, the lateral MOS transistor shown in FIG. 6F is completed. For use as an actual element, as shown in FIG. 5, the gate oxide layer 106 existing on the n + drain region 107, the n + source region 108, and the p + body diffusion layer 109 is removed. Although not shown here, a drain electrode and a source electrode are formed on the n + drain region 107 and the n + source region 108, and for insulating the gate polycide electrode 110, the drain electrode, and the source electrode. An insulating layer is formed.

このように、実施の形態2の横型MOSトランジスタは、Locos酸化層102のソース領域側の層厚を薄くすることにより、耐圧が向上されるため、従来、課題となっていたLocos酸化層102のソース領域側における電界の集中を緩和することができる。   As described above, the lateral MOS transistor of the second embodiment is improved in breakdown voltage by reducing the layer thickness of the Locos oxide layer 102 on the source region side. The concentration of the electric field on the source region side can be reduced.

また、このように電界の集中を緩和するための構造を有するLocos酸化層102は、新たな製造工程の追加を行うことなく実現される。このため、製造コストの上昇を抑制することができる。   In addition, the Locos oxide layer 102 having a structure for reducing the concentration of the electric field is realized without adding a new manufacturing process. For this reason, an increase in manufacturing cost can be suppressed.

[実施の形態3]
図7は、実施の形態3の横型MOSトランジスタの断面構造と電界強度分布を示す図である。実施の形態3の横型MOSトランジスタは、製造工程において第2拡散工程が複数のドーズ量で段階的に行われることにより、実施の形態1における第1領域102aと第2領域102bとの間に、第3領域102cが形成される点が実施の形態1と異なる。その他は実施の形態1の横型MOSトランジスタと同一であるため、重複説明を避け、以下では相違点についてのみ説明する。
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional structure and electric field intensity distribution of the lateral MOS transistor of the third embodiment. In the lateral MOS transistor of the third embodiment, the second diffusion step is performed step by step with a plurality of doses in the manufacturing process, so that the first region 102a and the second region 102b in the first embodiment are The third embodiment is different from the first embodiment in that the third region 102c is formed. Since the rest is the same as the horizontal MOS transistor of the first embodiment, the redundant description is avoided and only the differences will be described below.

図8は、実施の形態3の横型MOSトランジスタの製造工程を示す図である。この製造工程は、第2拡散工程が複数のドーズ量で段階的に行われる点以外は、図3に示す実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程と同一である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a manufacturing process of the lateral MOS transistor of the third embodiment. This manufacturing process is the same as the manufacturing process of the lateral MOS transistor of the first embodiment shown in FIG. 3 except that the second diffusion process is performed stepwise with a plurality of doses.

このため、図8(a)及び(b)に示す工程は、図3(a)及び(b)と同一であるので、その説明を省略する。   For this reason, since the process shown to Fig.8 (a) and (b) is the same as FIG. 3 (a) and (b), the description is abbreviate | omitted.

図8(c)は、第2拡散工程が終了した状態を示す図である。図8(b)に示す状態に続いて、Locos酸化層102の第1端部(図中の左端)を含む領域においてn−型活性層101及びLocos酸化層102を通じて不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)する第1拡散工程を行うことにより、n−型活性層101内にn−拡散層103を形成する。この第1拡散工程により、Locos酸化層102の一部の領域(n−拡散層103の上に位置する領域)にも不純物が注入される。この領域が第1領域102aとなる。   FIG. 8C is a diagram illustrating a state in which the second diffusion process has been completed. Following the state shown in FIG. 8B, an impurity (typically phosphine) is formed through the n − -type active layer 101 and the Locos oxide layer 102 in a region including the first end portion (left end in the drawing) of the Locos oxide layer 102. An n − diffusion layer 103 is formed in the n − type active layer 101 by performing a first diffusion step of diffusing (implanting) (P)). By this first diffusion step, impurities are also implanted into a part of the Locos oxide layer 102 (a region located on the n − diffusion layer 103). This area becomes the first area 102a.

なお、第1拡散工程は、例えば、ドーズ量が3.0×1012(atoms/cm2)で行われる。 The first diffusion step is performed, for example, with a dose amount of 3.0 × 10 12 (atoms / cm 2 ).

また、このn−拡散層103に隣接する領域(図中左側の領域)において、n−型活性層101の表面から不純物(典型的には、ボロン(B))を拡散(注入)することにより、p−拡散層104が形成される。   Further, by diffusing (implanting) impurities (typically boron (B)) from the surface of the n − -type active layer 101 in the region adjacent to the n − diffusion layer 103 (the left region in the figure). , A p- diffusion layer 104 is formed.

次いで、第2拡散工程を段階的に行う。まず、第1段階目として、Locos酸化層102の略左半分の領域において、Locos酸化層102を通じて不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)する第2拡散工程を行うことにより、n−型活性層101内にn−拡散層111を形成する。この第2拡散工程の第1段階目は、例えば、ドーズ量が1.0×1012(atoms/cm2)で行われる。 Next, the second diffusion process is performed stepwise. First, as a first stage, by performing a second diffusion step of diffusing (implanting) impurities (typically phosphine (P)) through the Locos oxide layer 102 in the region on the left half of the Locos oxide layer 102. The n − diffusion layer 111 is formed in the n − type active layer 101. The first stage of the second diffusion process is performed, for example, with a dose amount of 1.0 × 10 12 (atoms / cm 2 ).

さらに、第2段階目として、Locos酸化層102の全体と、Locos酸化層102の右側に隣接するn−型活性層101とを含む領域において、Locos酸化層102及びn−型活性層101を通じて不純物(典型的にはホスフィン(P))を拡散(注入)する。この結果、n−型活性層101内にn−拡散層105が形成される。   Further, as a second stage, in the region including the entire Locos oxide layer 102 and the n − type active layer 101 adjacent to the right side of the Locos oxide layer 102, impurities are introduced through the Locos oxide layer 102 and the n − type active layer 101. (Typically phosphine (P)) is diffused (injected). As a result, an n − diffusion layer 105 is formed in the n − type active layer 101.

これにより、Locos酸化層102の第1領域102aには、第1拡散工程に加えて第2拡散工程(第1段階目及び第2段階目の両方)によっても不純物が注入され、第3領域102cには、第2拡散工程の第1段階目及び第2段階目によって不純物が注入される。また、第2領域102bには、第2拡散工程の第2段階目のみによって不純物が注入される。以上で図8(c)の構造が得られる。   Thus, impurities are implanted into the first region 102a of the Locos oxide layer 102 not only by the first diffusion step but also by the second diffusion step (both the first step and the second step), and the third region 102c. The impurity is implanted in the first stage and the second stage of the second diffusion process. Further, the impurity is implanted into the second region 102b only by the second stage of the second diffusion process. Thus, the structure of FIG. 8C is obtained.

このような第1拡散工程と第2拡散工程は、同一のチャンバ内において行われるため、エッチングレートの異なるLocos酸化層102の第1領域102a、第3領域102c、及び第2領域102bとを製造コストを上昇させることなく作製することができる。   Since the first diffusion step and the second diffusion step are performed in the same chamber, the first region 102a, the third region 102c, and the second region 102b of the Locos oxide layer 102 having different etching rates are manufactured. It can be manufactured without increasing the cost.

なお、第2拡散工程の第2段階目は、例えば、ドーズ量が8.0×1011(atoms/cm2)で行われる。これにより、第1領域102aの不純物濃度は7.0×1016(atoms/cm3)、第3領域102cの不純物濃度は7.0×1016(atoms/cm3)、第2領域102bの不純物濃度は4.0×1016(atoms/cm3)となる。 Note that the second stage of the second diffusion step is performed, for example, at a dose of 8.0 × 10 11 (atoms / cm 2 ). Thus, the impurity concentration of the first region 102a is 7.0 × 10 16 (atoms / cm 3 ), the impurity concentration of the third region 102c is 7.0 × 10 16 (atoms / cm 3 ), and the second region 102b The impurity concentration is 4.0 × 10 16 (atoms / cm 3 ).

図8(d)は、犠牲酸化膜のウェットエッチングが終了した状態を示す図である。図8(c)の状態に続いて、表面全体を熱酸化しすることにより、犠牲酸化膜を形成する。犠牲酸化膜は、ウェットエッチングにより除去される。   FIG. 8D is a diagram showing a state where the wet etching of the sacrificial oxide film is finished. Following the state of FIG. 8C, the entire surface is thermally oxidized to form a sacrificial oxide film. The sacrificial oxide film is removed by wet etching.

実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程によれば、トランジスタの製造工程において必然的に行われている犠牲酸化膜のウェットエッチングにより、Locos酸化層102もエッチングされ、第1領域102a、第3領域102c、及び第2領域102bの不純物濃度の相違に起因するエッチングレートの相違により、第1領域102aは、第3領域102cよりも薄くされ、第3領域102cは第2領域102bよりも薄くされる。これにより図8(d)に示すように層厚が段階的に設定される構造が得られる。   According to the manufacturing process of the lateral MOS transistor of the first embodiment, the Locos oxide layer 102 is also etched by the wet etching of the sacrificial oxide film that is necessarily performed in the manufacturing process of the transistor, and the first region 102a, the third region The first region 102a is thinner than the third region 102c and the third region 102c is thinner than the second region 102b due to the difference in etching rate due to the difference in impurity concentration between the region 102c and the second region 102b. The As a result, a structure in which the layer thickness is set stepwise as shown in FIG. 8D is obtained.

このように、実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程によれば、新たな工程を追加することなく、Locos酸化層102のソース領域側の層厚を薄くすることができる。   Thus, according to the manufacturing process of the lateral MOS transistor of the first embodiment, the layer thickness on the source region side of the Locos oxide layer 102 can be reduced without adding a new process.

図8(e)は、ゲート酸化層106を形成した後の状態を示す。図8(d)に示すように、Locos酸化層102の第1領域102a、第3領域102c、及び第2領域102bをエッチングした後に、熱酸化処理によって素子全体にゲート酸化層106を形成する。これにより図8(e)の構造が得られる。   FIG. 8E shows a state after the gate oxide layer 106 is formed. As shown in FIG. 8D, after the first region 102a, the third region 102c, and the second region 102b of the Locos oxide layer 102 are etched, a gate oxide layer 106 is formed over the entire element by thermal oxidation treatment. As a result, the structure shown in FIG.

図8(f)は、n+ドレイン領域107、n+ソース領域108、p+ボディ拡散層109、及びゲートポリサイド電極110を形成した状態を示す。図8(e)に示す状態に続いて、第2領域102bの右側に隣接するn−拡散層105に不純物(典型的にはホスフィン(P))をさらに拡散(注入)することにより、不純物濃度を増大させ、n+ドレイン領域107を形成する。   FIG. 8F shows a state in which the n + drain region 107, the n + source region 108, the p + body diffusion layer 109, and the gate polycide electrode 110 are formed. Following the state shown in FIG. 8E, an impurity (typically phosphine (P)) is further diffused (implanted) into the n − diffusion layer 105 adjacent to the right side of the second region 102b, thereby providing an impurity concentration. N + drain region 107 is formed.

また、これに次いでゲートポリサイド電極110を形成する。ゲートポリサイド電極110は、n+ドレイン領域107及びn+ソース領域108を作製するためのp−拡散層104上の領域と、Locos酸化層102の横方向長さにおけるn+ドレイン領域107を作製する側の約2/5を被覆しないように形成される。ゲートポリサイド電極110は、素子全体にゲートポリサイド層を形成した後に、マスクを用いたエッチング処理を行うことによって作製される。   Next, a gate polycide electrode 110 is formed. The gate polycide electrode 110 includes a region on the p− diffusion layer 104 for forming the n + drain region 107 and the n + source region 108, and a side for forming the n + drain region 107 in the lateral length of the Locos oxide layer 102. It is formed so as not to cover about 2/5. The gate polycide electrode 110 is manufactured by forming a gate polycide layer over the entire element and then performing an etching process using a mask.

また、ゲートポリサイド電極110の左端に隣接する領域において不純物(典型的にはホスフィン(P))をさらに拡散(注入)することにより、不純物濃度を増大させ、n+ソース領域108を形成する。   Further, an impurity (typically phosphine (P)) is further diffused (implanted) in a region adjacent to the left end of the gate polycide electrode 110, thereby increasing the impurity concentration and forming the n + source region 108.

さらに、このn+ソース領域108の左側に隣接する領域において不純物(典型的には、ボロン(B))を拡散(注入)することにより、p−拡散層104内にp+ボディ拡散層109を形成する。   Further, an impurity (typically boron (B)) is diffused (implanted) in a region adjacent to the left side of the n + source region 108 to form a p + body diffusion layer 109 in the p− diffusion layer 104. .

以上により、図8(f)に示す横型MOSトランジスタが完成する。なお、実際の素子として利用するためには、n+ドレイン領域107、n+ソース領域108、及びp+ボディ拡散層109の上に存在するゲート酸化層106は除去される(この状態を図4に示す)。また、ここには、図示しないが、n+ドレイン領域107とn+ソース領域108の上にドレイン電極及びソース電極が形成されるとともに、ゲートポリサイド電極110、ドレイン電極、及びソース電極を絶縁するための絶縁層が形成される。   Thus, the lateral MOS transistor shown in FIG. 8F is completed. For use as an actual device, the gate oxide layer 106 existing on the n + drain region 107, the n + source region 108, and the p + body diffusion layer 109 is removed (this state is shown in FIG. 4). . Although not shown here, a drain electrode and a source electrode are formed on the n + drain region 107 and the n + source region 108, and for insulating the gate polycide electrode 110, the drain electrode, and the source electrode. An insulating layer is formed.

以上、本発明の例示的な実施の形態の横型MOSトランジスタ及びその製造方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   The lateral MOS transistor and the manufacturing method thereof according to the exemplary embodiment of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, and is from the claims. Various modifications and changes can be made without departing.

実施の形態1の横型MOSトランジスタの断面構造を示す図である。1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a lateral MOS transistor according to a first embodiment. 不純物のドーズ量とエッチングレートの関係を示す特性図である。It is a characteristic view showing the relationship between the dose of impurities and the etching rate. 実施の形態1の横型MOSトランジスタの製造工程を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the lateral MOS transistor of the first embodiment. 実施の形態1の横型MOSトランジスタの構造と耐圧強度分布を示す図である。It is a figure which shows the structure and pressure | voltage resistant strength distribution of the horizontal MOS transistor of Embodiment 1. FIG. 実施の形態2の横型MOSトランジスタの断面構造と電界強度分布を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the horizontal MOS transistor of Embodiment 2, and electric field strength distribution. 実施の形態2の横型MOSトランジスタの製造工程を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of the lateral MOS transistor of the second embodiment. 実施の形態3の横型MOSトランジスタの断面構造と電界強度分布を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of a horizontal MOS transistor of Embodiment 3, and electric field strength distribution. 実施の形態3の横型MOSトランジスタの製造工程を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a manufacturing process of the lateral MOS transistor of the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 基板
101 n−型活性層
102 Locos酸化膜
102a 第1領域
102b 第2領域
102c 第3領域
103 n−拡散層
104 p−拡散層
105 n−拡散層
106 ゲート酸化層
107 n+ドレイン領域
108 n+ソース領域
109 p+ボディ拡散層
110 ゲートポリサイド電極
111 n−拡散層
100 substrate 101 n-type active layer 102 Locos oxide film 102a first region 102b second region 102c third region 103 n-diffusion layer 104 p-diffusion layer 105 n-diffusion layer 106 gate oxide layer 107 n + drain region 108 n + source Region 109 p + body diffusion layer 110 gate polycide electrode 111 n- diffusion layer

Claims (3)

半導体層の表面部に形成されるソース領域と、当該ソース領域とは離間して前記半導体層の表面部に形成されるドレイン領域と、前記半導体層の表面部に形成され、前記ソース領域に接続されるゲート酸化層と、前記半導体層の表面部に形成され、第1端部が前記ゲート酸化層に接続され、第2端部が前記ドレイン領域に接続されるLocos酸化層とを含む横型MOSトランジスタの製造方法であって、前記Locos層は、前記第1端部を含む第1領域と、前記第2端部を含む第2領域とを有しており、
前記第1領域を含み、第2領域を含まない領域を通じて前記半導体層に不純物を拡散する第1拡散工程と、
前記第1領域及び前記第2領域を含む領域を通じて前記半導体層に不純物を注入する第2拡散工程と、
前記第1領域及び前記第2領域をエッチングするエッチング工程と
を含む、横型MOSトランジスタの製造方法。
A source region formed on the surface portion of the semiconductor layer, a drain region formed on the surface portion of the semiconductor layer apart from the source region, and formed on the surface portion of the semiconductor layer and connected to the source region And a Locos oxide layer formed on a surface portion of the semiconductor layer, having a first end connected to the gate oxide layer and a second end connected to the drain region. In the method of manufacturing a transistor, the Locos layer includes a first region including the first end and a second region including the second end.
A first diffusion step of diffusing impurities in the semiconductor layer through a region including the first region and not including the second region;
A second diffusion step of implanting impurities into the semiconductor layer through the region including the first region and the second region;
An etching process for etching the first region and the second region. A method for manufacturing a lateral MOS transistor.
前記第2拡散工程は、前記第1領域と接続される側の前記第2領域において複数の異なるドーズ量で横方向に段階的に行われる請求項に記載の横型MOSトランジスタの製造方法 The second diffusion step, the in the second region of the first region and connected to the side, are carried out stepwise in the transverse direction at a plurality of different doses, the manufacturing method of the lateral MOS transistor according to claim 1 . 前記エッチング工程は、前記ゲート酸化層を作製する前に前記半導体層の表面に形成される犠牲酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程である、請求項1又は2に記載の横型MOSトランジスタの製造方法The etching process, the a wet etching process for removing the sacrificial oxide film formed on the surface of the semiconductor layer prior to making the gate oxide layer, production of the lateral MOS transistor according to claim 1 or 2 Way .
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