JP2000164877A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JP2000164877A
JP2000164877A JP10337582A JP33758298A JP2000164877A JP 2000164877 A JP2000164877 A JP 2000164877A JP 10337582 A JP10337582 A JP 10337582A JP 33758298 A JP33758298 A JP 33758298A JP 2000164877 A JP2000164877 A JP 2000164877A
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semiconductor layer
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type semiconductor
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JP10337582A
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English (en)
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Yoshifumi Shirai
良史 白井
Masahiko Suzumura
正彦 鈴村
Yuji Suzuki
裕二 鈴木
Yoshiki Hayazaki
嘉城 早崎
Takashi Kishida
貴司 岸田
Hitomichi Takano
仁路 高野
Takeshi Yoshida
岳司 吉田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Cdsの低減化を通じて、出力容量Cossの低減
化に寄与する半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 SOI基板のn型半導体層3内にp型ウェ
ル領域4とn+型ドレイン領域5とが離間して形成さ
れ、n+型ソース領域6がp型ウェル領域4内に形成さ
れている。また、n+型ドレイン領域5と電気的に接続
されるようにドレイン電極8が形成され、p型ウェル領
域4及びn+型ソース領域6と電気的に接続されるよう
にソース電極9が形成され、n型半導体層3表面の、n
+型ドレイン領域5とn+型ソース領域6との間に介在
するp型ウェル領域4上には、ゲート酸化膜10を介し
て導電性を有するポリシリコンより成るゲート電極11
が形成されている。なお、n型半導体層3は、ドリフト
領域を構成している。ここで、n型半導体層3と絶縁層
2との界面の、n型半導体層3内のドリフト領域にn−
型半導体領域12が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、単結晶シリコン基板状にシリコン
酸化膜より成る絶縁層を介して単結晶シリコン層が設け
られた、所謂SOI(Silicon On Insulator)基板を利
用した横型二重拡散MOS電界効果トランジスタ、所謂LDM
OSFET(Lateral Double Diffused MOSFET)が、低出
力間容量という優れた特性のため注目されている。
【0003】図4は、従来例に係るSOI基板を利用したL
DMOSFETを示す概略断面図である。このLDMOSFETは、n
型またはp型のシリコン基板等の半導体基板1上にシリ
コン酸化膜等の絶縁層2を介してn型シリコン層等の第
一導電型半導体層であるn型半導体層3が形成されてSO
I基板を構成している。
【0004】そして、n型半導体層3内に第二導電型ウ
ェル領域であるp型ウェル領域4と、高濃度第一導電型
ドレイン領域であるn+型ドレイン領域5とが離間して
形成され、高濃度第一導電型ソース領域であるn+型ソ
ース領域6がp型ウェル領域4内に形成されている。こ
のとき、p型ウェル領域4は、絶縁層2に達する深さま
で形成されており、p型ウェル領域4内には、高濃度第
二導電型ボディコンタクト領域であるp+型ボディコン
タクト領域7が形成されている。
【0005】また、n+型ドレイン領域5と電気的に接
続されるようにドレイン電極8が形成され、p型ウェル
領域4及びn+型ソース領域6と電気的に接続されるよ
うにソース電極9が形成され、n型半導体層3表面の、
n+型ドレイン領域5とn+型ソース領域6との間に介
在するp型ウェル領域4上には、ゲート酸化膜10を介
して導電性を有するポリシリコンより成るゲート電極1
1が形成されている。ここで、n型半導体層3は、ドリ
フト領域を構成している。
【0006】図5は、従来例に係る縦型MOSFETを示す概
略断面図である。この縦型MOSFETは、半導体基板1の二
主表面にn+型ドレイン領域5が形成され、一主表面に
p型ウェル領域4が形成され、p型ウェル領域4に内包
されるようにn+型ソース領域6が形成されている。
【0007】また、n+型ドレイン領域5と電気的に接
続されるようにドレイン電極8が形成され、p型ウェル
領域4及びn+型ソース領域6と電気的に接続されるよ
うにソース電極9が形成され、半導体基板1の一主表面
の、n+型ソース領域6と半導体基板1との間に介在す
るp型ウェル領域4上には、ゲート酸化膜10を介して
導電性を有するポリシリコンより成るゲート電極11が
形成されている。ここで、図4に示すSOI構造型のLDMOS
FETは、図5に示す縦型MOSFETと同様に動作する。
【0008】SOI構造型のLDMOSFETの寄生容量は、図6
に示すように、ゲート・ドレイン間容量Cgd,ゲート・
ソース間容量Cgs,ドレイン・ソース間容量Cds,ドレイ
ン・基板間容量Cdsubがあり、縦型MOSFETの寄生容量
は、図5に示すように、ゲート・ドレイン間容量Cgd,
ゲート・ソース間容量Cgs,ドレイン・ソース間容量Cds
がある。
【0009】また、縦型MOSFETの出力用量Cossは、Coss
=Cds+Cgdであり、SOI構造型のLDMOSFETの出力用量Cos
sは、Coss=Cds+Cgd+Cdsubである。
【0010】ここで、Cgdはゲート酸化膜容量であり、
通常の縦型MOSFETとSOI構造型のLDMOSFETは同一レベル
である。また、Cdsはp型領域の接合容量であり、絶縁
層2の存在により、p型ウェル領域4の、n+型ドレイ
ン領域5側の側面積の大きさが限定されるSOI構造は、
通常の縦型MOSFETと比較して桁違いにCdsが低くなる。
【0011】従って、SOI構造型のLDMOSFETは、出力容
量Cossが低減され、同素子が高速動作と低消費電力に優
れているとして注目されるに至っている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図4に示す
SOI構造型のLDMOSFETにあっては、縦型MOSFETには存在
しないCdsub成分を有している。もっとも、縦型MOSFET
と比較したとき、Cdsの低減分に比べてCdsubの新規付加
分は極めて小さいので、両者の出力容量Cossを比較する
とき、Cdsubの新規付加分は問題にならないほど小さい
値である。
【0013】また、SOI構造型のLDMOSFETにおいては、
p型ウェル領域4は、拡散窓からイオン注入で導入され
た不純物を熱拡散法で拡散して形成し、n+型ソース領
域6は、同一マスクを用いて同様の方法により形成して
いるが、このLDMOSFETのチャネル領域は、不純物横方向
拡散を利用して自己整合的に精度良く形成している。
【0014】しかし、横方向拡散の拡散長は、不純物源
が近いn型半導体層3の表面側では長く、不純物源が遠
い絶縁層2側では短く、そのためp型ウェル領域4の断
面形状は、図4に示すように曲線形状となる。
【0015】出力容量Cossの一成分であるCdsは、pウ
ェル領域4の空乏層容量であるから、その断面形状に依
存する。つまり、曲線部が長いほどCdsが大きくなる。
【0016】従って、従来においては、横方向拡散の影
響で断面形状が曲面状となるため、Cdsが十分に極小化
されないという問題があった。
【0017】本発明は、上記の点に鑑みて成されたもの
であり、その目的とするところは、Cdsの低減化を通じ
て、出力容量Cossの低減化に寄与する半導体装置及びそ
の製造方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
半導体基板と該半導体基板上に絶縁層を介して形成され
た第一導電型半導体層とを有するSOI基板と、該第一導
電型半導体層の表面に露出するように前記第一導電型半
導体層内に形成された高濃度第一導電型ドレイン領域
と、前記高濃度第一導電型ドレイン領域と離間して囲む
とともに、前記第一導電型半導体層の表面に露出するよ
うに前記第一導電型半導体層内に形成された第二導電型
ウェル領域と、該第二導電型ウェル領域に内包され、前
記第一導電型半導体層の表面に露出するように前記第一
導電型半導体層内に形成された高濃度第一導電型ソース
領域と、前記第一導電型半導体層表面における前記高濃
度第一導電型ドレイン領域と前記高濃度第一導電型ソー
ス領域との間に介在する前記第二導電型ウェル領域上に
ゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極とを有する
半導体装置において、前記第一導電型半導体層の表面側
の不純物濃度を、前記第一導電型半導体層の絶縁層側の
不純物濃度よりも高くしたことを特徴とするものであ
る。
【0019】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体装置において、前記第一導電型半導体層内の前記絶
縁層近傍に、低濃度第一導電型不純物領域を設けること
により、前記第一導電型半導体層の表面側の不純物濃度
を、前記第一導電型半導体層の絶縁層側の不純物濃度よ
りも高くしたことを特徴とするものである。
【0020】請求項3記載の発明は、請求項1または請
求項2記載の半導体装置の製造方法であって、半導体基
板と該半導体基板上に絶縁層を介して形成された低濃度
第一導電型半導体層とを有する基板を用い、素子形成前
に、該基板表面に第一導電型不純物を導入することによ
り、前記第一導電型半導体層の表面側の不純物濃度を、
前記第一導電型半導体層の絶縁層側の不純物濃度よりも
高くしたことを特徴とするものである。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面に基づき説明する。なお、以下に示す実施の形
態においては、第一導電型をn型、第二導電型をp型と
して説明するが、第一導電型がp型、第二導電型がn型
の場合にも適用できる。
【0022】図1は、本発明の一実施の形態に係るSOI
構造型のLDMOSFETを示す概略断面図である。本実施の形
態に係るLDMOSFETは、従来例として図4に示すLDMOSFET
において、n型半導体層3の表面側の不純物濃度を、n
型半導体層3の絶縁層2側の不純物濃度よりも高くした
構成であり、本実施の形態においては、n型半導体層3
と絶縁層2との界面の、n型半導体層3内のドリフト領
域に低濃度第一導電型不純物領域であるn−型半導体領
域12を設けることにより構成している。
【0023】図2は、本実施の形態に係るSOI構造型のL
DMOSFETの製造工程の一部を示す概略断面図である。本
実施の形態においては、半導体基板1上に絶縁層2を介
してn−型半導体領域12となるn−型半導体層が形成
されたSOI基板の前記n−型半導体層の表面に、イオン
注入にてリン(P)等のn型不純物を導入し、熱拡散を
行うことによりn型半導体層3と絶縁層2との界面にn
−型半導体領域12を形成するとともに、表面にn型半
導体層3を形成する。
【0024】従って、本製造工程においては従来工程に
イオン注入工程のみを追加するだけでn型半導体層3と
絶縁層2との界面にn−型半導体領域12が形成された
SOI基板を形成することができ、比較的容易に製造する
ことができる。
【0025】また、図3は、本実施の形態に係るSOI構
造型のLDMOSFETの製造工程の一部を示す概略断面図であ
る。ここではp型ウェル領域の形成工程について説明す
る。本実施の形態においては、所定の箇所に開口部が形
成されたマスク13を用いて、イオン注入にてp型不純
物を導入し、熱工程により拡散される。
【0026】このとき、各層内での拡散係数を比較する
と、拡散係数(n型半導体層3)<拡散係数(n−型半
導体領域12)となる。それ故、p型ウェル領域4の断
面形状は、図4に示す従来構造に比べて直線形状に向か
って改善される。また、ドレイン・ソース間容量Cds
は、p型ウェル領域4の断面長さに比例するので、その
大きさは従来に比べて小さくなる。
【0027】従って、素子形成半導体層内(n型半導体
層3内)に不均一濃度分布(n−型半導体領域12)を
設けることにより、ドレイン・ソース間容量Cdsの低減
化が図れ、出力容量Cossの低減化に寄与することができ
る。
【0028】
【発明の効果】請求項1または請求項2記載の発明は、
半導体基板と該半導体基板上に絶縁層を介して形成され
た第一導電型半導体層とを有するSOI基板と、該第一導
電型半導体層の表面に露出するように前記第一導電型半
導体層内に形成された高濃度第一導電型ドレイン領域
と、前記高濃度第一導電型ドレイン領域と離間して囲む
とともに、前記第一導電型半導体層の表面に露出するよ
うに前記第一導電型半導体層内に形成された第二導電型
ウェル領域と、該第二導電型ウェル領域に内包され、前
記第一導電型半導体層の表面に露出するように前記第一
導電型半導体層内に形成された高濃度第一導電型ソース
領域と、前記第一導電型半導体層表面における前記高濃
度第一導電型ドレイン領域と前記高濃度第一導電型ソー
ス領域との間に介在する前記第二導電型ウェル領域上に
ゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極とを有する
半導体装置において、前記第一導電型半導体層の表面側
の不純物濃度を、前記第一導電型半導体層の絶縁層側の
不純物濃度よりも高くしたので、低濃度の領域では拡散
係数が大きく、高濃度の領域では拡散係数が小さくな
り、第二導電型ウェル領域の断面形状が直線形状に向け
て改善され、Cdsの低減化を通じて、出力容量Cossの低
減化に寄与する半導体装置を提供することができた。
【0029】請求項3記載の発明は、請求項1または請
求項2記載の半導体装置の製造方法であって、半導体基
板と該半導体基板上に絶縁層を介して形成された低濃度
第一導電型半導体層とを有する基板を用い、素子形成前
に、該基板表面に第一導電型不純物を導入することによ
り、前記第一導電型半導体層の表面側の不純物濃度を、
前記第一導電型半導体層の絶縁層側の不純物濃度よりも
高くしたので、請求項1または請求項2記載の発明の効
果に加えて、従来工程にイオン注入工程の追加のみでCd
sの低減化を通じて、出力容量Cossの低減化に寄与する
半導体装置の製造方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るSOI構造型のLDMOS
FETを示す概略断面図である。
【図2】本実施の形態に係るSOI構造型のLDMOSFETの製
造工程の一部を示す概略断面図である。
【図3】本実施の形態に係るSOI構造型のLDMOSFETの製
造工程の一部を示す概略断面図である。
【図4】従来例に係るSOI基板を利用したLDMOSFETを示
す概略断面図である。
【図5】従来例に係る縦型MOSFETを示す概略断面図であ
る。
【図6】従来例に係るSOI基板を利用したLDMOSFETの寄
生容量を示す説明図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 絶縁層 3 n型半導体層 4 p型ウェル領域 5 n+型ドレイン領域 6 n+型ソース領域 7 P+型ボディコンタクト領域 8 ドレイン電極 9 ソース電極 10 ゲート酸化膜 11 ゲート電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年1月29日(1999.1.2
9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】また、縦型MOSFETの出力量Cossは、Coss
=Cds+Cgdであり、SOI構造型のLDMOSFETの出力量Cos
sは、Coss=Cds+Cgd+Cdsubである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 裕二 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 早崎 嘉城 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 岸田 貴司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 高野 仁路 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 吉田 岳司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5F110 AA02 CC09 CC10 DD05 DD11 DD13 GG02 GG12 HJ06 HM02 HM12 HM14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板と該半導体基板上に絶縁層を
    介して形成された第一導電型半導体層とを有するSOI基
    板と、該第一導電型半導体層の表面に露出するように前
    記第一導電型半導体層内に形成された高濃度第一導電型
    ドレイン領域と、前記高濃度第一導電型ドレイン領域と
    離間して囲むとともに、前記第一導電型半導体層の表面
    に露出するように前記第一導電型半導体層内に形成され
    た第二導電型ウェル領域と、該第二導電型ウェル領域に
    内包され、前記第一導電型半導体層の表面に露出するよ
    うに前記第一導電型半導体層内に形成された高濃度第一
    導電型ソース領域と、前記第一導電型半導体層表面にお
    ける前記高濃度第一導電型ドレイン領域と前記高濃度第
    一導電型ソース領域との間に介在する前記第二導電型ウ
    ェル領域上にゲート酸化膜を介して形成されたゲート電
    極とを有する半導体装置において、前記第一導電型半導
    体層の表面側の不純物濃度を、前記第一導電型半導体層
    の絶縁層側の不純物濃度よりも高くしたことを特徴とす
    る半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第一導電型半導体層内の前記絶縁層
    近傍に、低濃度第一導電型不純物領域を設けることによ
    り、前記第一導電型半導体層の表面側の不純物濃度を、
    前記第一導電型半導体層の絶縁層側の不純物濃度よりも
    高くしたことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の半導体装
    置の製造方法であって、半導体基板と該半導体基板上に
    絶縁層を介して形成された低濃度第一導電型半導体層と
    を有する基板を用い、素子形成前に、該基板表面に第一
    導電型不純物を導入することにより、前記第一導電型半
    導体層の表面側の不純物濃度を、前記第一導電型半導体
    層の絶縁層側の不純物濃度よりも高くしたことを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003124470A (ja) * 2001-10-17 2003-04-25 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
CN113270500A (zh) * 2021-05-17 2021-08-17 电子科技大学 一种功率半导体器件

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003124470A (ja) * 2001-10-17 2003-04-25 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
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