JP2001135850A - Optical mosfet and its manufacturing method - Google Patents

Optical mosfet and its manufacturing method

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JP2001135850A
JP2001135850A JP31177899A JP31177899A JP2001135850A JP 2001135850 A JP2001135850 A JP 2001135850A JP 31177899 A JP31177899 A JP 31177899A JP 31177899 A JP31177899 A JP 31177899A JP 2001135850 A JP2001135850 A JP 2001135850A
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JP
Japan
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forming
power mosfet
polycrystalline
solar cell
layer
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JP31177899A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Tamura
純 田村
Kazuo Yamagishi
和夫 山岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/546Polycrystalline silicon PV cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lessen troubles in a photoresist process in the manufacture of an optical MOSFET where a power MOSFET element and a photovoltaic device 4 which drives the element are formed on the same substrate, by a method wherein a level difference made by a polycrystalline Si layer is relaxed when the photovoltaic device 4 is formed of a polycrystalline Si layer. SOLUTION: A power MOSFET element 5 is of vertical type where a channel is formed on the side wall of a groove 110, and a photovoltaic device 4 is formed on a polycrystalline Si layer 106c formed through a vapor growth method on a recess that is formed at the same time when the groove 110 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光MOSリレーに
使用される光MOSFETに関する。
The present invention relates to an optical MOSFET used for an optical MOS relay.

【0002】[0002]

【従来の技術】光MOSリレーは、入力部と出力部の間
が電気的には絶縁されていて、光学的に結合された固体
リレー装置の一種である。入力側に電流を流すと発光素
子(例えば発光ダイオード素子)が発光し、この光を光
電変換素子(例えば光起電力装置=小型太陽電池を複数
直列に接続したもの)が受けて電圧を発生する。そして
この電圧をゲートに与えてパワーMOSFET素子がO
N−OFF制御され、この出力側パワーMOSFET素
子に接続された負荷回路をON−OFF制御するもので
ある。
2. Description of the Related Art An optical MOS relay is a kind of solid-state relay device in which an input portion and an output portion are electrically insulated from each other and optically coupled. When a current is applied to the input side, a light emitting element (for example, a light emitting diode element) emits light, and this light is received by a photoelectric conversion element (for example, a photovoltaic device = a plurality of small solar cells connected in series) to generate a voltage. . This voltage is applied to the gate, and the power MOSFET element
N-OFF control is performed, and the load circuit connected to this output side power MOSFET element is ON-OFF controlled.

【0003】従来の光MOSリレーは、同一パッケージ
内に発光素子と、それに対向するように配設された光電
変換素子と、パワーMOSFET素子とが組み込まれて
いた。そして、出力側を交流に対応可能にするものでは
パワーMOSFET素子を2個としている。さらに、ス
イッチング速度を確保するためにパワーMOSFETの
ゲート回路の電荷を放電するための放電回路を独立した
チップとして含んだり、光電変換素子と同じチップに形
成したりすることがある。従って同一パッケージ内に、
3個以上のチップを組み付ける必要があり、装置の構造
が複雑であり、製造コストが高くなる。
[0003] A conventional optical MOS relay incorporates a light-emitting element, a photoelectric conversion element disposed opposite to the light-emitting element, and a power MOSFET element in the same package. And, in order to make the output side compatible with AC, two power MOSFET elements are used. Further, in order to secure the switching speed, a discharge circuit for discharging the electric charge of the gate circuit of the power MOSFET may be included as an independent chip, or may be formed on the same chip as the photoelectric conversion element. Therefore, in the same package,
It is necessary to assemble three or more chips, which complicates the structure of the device and increases the manufacturing cost.

【0004】このような問題を解決するために、パワー
MOSFET素子と光起電力装置とを同じチップに形成
する提案が特開平2−44779号公報に開示されてい
る。その内の一例のものはパワーMOSFET素子と光
起電力装置とを同じ基板の異なる位置に(平面的に)配
置したものであり、パワーMOSFET素子を作る工程
を出来るだけ共通に利用して、光起電力装置を作るよう
にしたものである。その要点を述べれば、下記の製法で
なる。 (1)二重拡散縦型のパワーMOSFET素子を作るた
めに、そのドレインとして機能するN−Siエピタキシ
ャル層を形成する際に、必要とする厚みから光起電力装
置を作るに必要な厚み分薄い状態で一度成長を終える。 (2)全面を酸化し、光起電力装置を配置する部分を残
し、パワーMOSFETを形成する部分の酸化膜を除去
する。 (3)次に、残りの厚みのエピタキシャル成長を行う。
そうすると、酸化膜を除去した部分はエピタキシャル成
長するが、酸化膜上はN−多結晶Siがほぼ同じ厚みに
成長する。 (4)次に常法によりゲート電極、Pベース領域、Nソ
ース領域を含む2重拡散縦型のパワーMOSFET素子
を単結晶部分に形成する。その際に、多数の小型太陽電
池を直列接続してなる光起電力装置を形成する部分(多
結晶Siの部分)にPベース領域の形成と同時に不純物
を導入する。そして、Nソース領域を形成する際に同時
に各小型太陽電池形成部分に先に形成したP領域の電極
引き出し部分を残すように不純物を選択的に導入する。 (5)次に、各小型太陽電池を他の小型太陽電池やパワ
ーMOSFET素子から電気的に分離するように、各小
型太陽電池の周りの多結晶Si層をエッチング除去す
る。 (6)次に、全面に層間絶縁膜を形成し、パワーMOS
FET素子部においてはソース電極コンタクト部、ゲー
ト電極引出し部、光起電力装置部においては各小型太陽
電池のP型領域とN型領域それぞれの表面を露出するコ
ンタクトホールを形成する。 (7)次に、全面にAlのような金属層を形成し所定の
パターニングを行い必要な電極やボンディングパッド、
それらの間の配線を形成する。
In order to solve such a problem, a proposal for forming a power MOSFET element and a photovoltaic device on the same chip is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-44779. One example is a device in which a power MOSFET device and a photovoltaic device are arranged at different positions (in a planar manner) on the same substrate. This is to make an electromotive device. The point is the following manufacturing method. (1) When forming an N-Si epitaxial layer functioning as a drain to form a double-diffusion vertical power MOSFET device, the thickness is reduced by a thickness necessary for manufacturing a photovoltaic device from a required thickness. Finish growing once in the state. (2) The entire surface is oxidized, leaving the portion where the photovoltaic device is arranged, and removing the oxide film at the portion where the power MOSFET is formed. (3) Next, the remaining thickness is epitaxially grown.
Then, the portion from which the oxide film has been removed grows epitaxially, but on the oxide film, N-polycrystalline Si grows to approximately the same thickness. (4) Next, a double-diffusion vertical power MOSFET device including a gate electrode, a P base region, and an N source region is formed in a single crystal portion by a conventional method. At this time, an impurity is introduced into a portion (polycrystalline Si portion) of a photovoltaic device formed by connecting a large number of small solar cells in series at the same time as the formation of the P base region. Then, when the N source region is formed, impurities are selectively introduced so as to leave the electrode lead portion of the P region previously formed in each small solar cell forming portion. (5) Next, the polycrystalline Si layer around each small solar cell is etched away so as to electrically separate each small solar cell from other small solar cells and power MOSFET elements. (6) Next, an interlayer insulating film is formed on the entire surface, and a power MOS
In the FET element portion, a contact hole exposing the surface of each of the P-type region and the N-type region of each small solar cell is formed in the source electrode contact portion, the gate electrode lead portion, and in the photovoltaic device portion. (7) Next, a metal layer such as Al is formed on the entire surface and is subjected to a predetermined patterning, and necessary electrodes and bonding pads,
The wiring between them is formed.

【0005】上記のようにして出来る光MOSFETに
よれば同じチップに光起電力装置とパワーMOSFET
素子とが作りこまれているので、光MOSリレーを作る
際に組み付けるチップが1個少なくなるものである。し
かも、パワーMOSFET素子を単独に作るのに比較し
て、追加される工程は、上記の内の(2)と(5)の工
程のみであり、製造が容易とされている。
According to the optical MOSFET formed as described above, a photovoltaic device and a power MOSFET are mounted on the same chip.
Since the elements are built in, the number of chips to be assembled when making the optical MOS relay is reduced by one. In addition, compared to the case where the power MOSFET element is manufactured independently, the steps to be added are only the steps (2) and (5) described above, which facilitates the manufacturing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なDMOS構造のパワーMOSFET素子と同時的に光
起電力装置を形成する製法では、(5)の工程で多結晶
Si層をエッチング除去して分離するので大きな段差が
生じる。そこで、その後に行う(6)や(7)の工程で
のフォトレジスト処理で角の部分が切れたり必要な塗布
厚みが確保できないようなトラブルが生じがちである。
However, in the method of forming a photovoltaic device simultaneously with the power MOSFET device having the DMOS structure as described above, the polycrystalline Si layer is removed by etching in the step (5). Separation causes a large step. Therefore, in the subsequent steps (6) and (7), the photoresist processing tends to cause a problem that the corners are cut or a required coating thickness cannot be secured.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明は、パワーMOSFET素子をUMOS構
造とし、光起電力装置や、必要により設ける放電回路を
構成する素子を形成する多結晶Si層をパワーMOSF
ET素子のための溝をエッチング形成する際に同時に基
板をエッチングして凹部を形成した部分に設けて、表面
の段差を緩和している。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a power MOSFET device having a UMOS structure and a polycrystalline Si for forming a photovoltaic device and an element constituting a discharge circuit provided as required. Power MOSF layer
When the groove for the ET element is formed by etching, the substrate is etched at the same time and provided in a portion where the concave portion is formed, thereby alleviating the step on the surface.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】UMOS構造のパワーMOSFE
T素子を製造する手順は種々考えられる。限定するわけ
ではないが、この発明におけるパワーMOSFET素子
を製造する手順としては、溝の形成の後でベース領域や
ソース領域の形成のための不純物導入工程が行われるの
が、その間に多結晶Si層を形成して、光起電力装置
や、放電回路を構成する素子を形成するための不純物導
入工程をパワーMOSFET素子と共用にできるので好
ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Power MOSFE of UMOS structure
Various procedures for manufacturing the T element are conceivable. As a procedure for manufacturing a power MOSFET device according to the present invention, without limitation, an impurity introducing step for forming a base region and a source region is performed after forming a trench. It is preferable that a layer is formed and an impurity introduction step for forming an element forming a photovoltaic device or a discharge circuit can be shared with a power MOSFET element.

【0009】[0009]

【実施例1】この発明の一実施例を図面を参照して説明
する。この実施例の光MOSFET1は図3に示す光M
OSリレーの等価回路図において破線で囲んだ部分を1
チップ構成したものである。この光MOSFETは光M
OSリレーを構成する際に他に発光ダイオード素子2と
パワーMOFET素子3との2個のチップと組み合わせ
るようにしたものである。
Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The optical MOSFET 1 according to this embodiment has the light M shown in FIG.
In the equivalent circuit diagram of the OS relay, the portion enclosed by the broken line is 1
This is a chip configuration. This optical MOSFET is a light M
When the OS relay is configured, it is combined with two chips of the light emitting diode element 2 and the power MOSFET element 3.

【0010】この光MOSFET1は複数の小型太陽電
池4aを直列接続した光起電力装置4とその電圧がゲー
トに与えられてON−OFF制御されるパワーMOSF
ET素子5と、OFF時の応答を速くするための放電回
路を構成する2個のダイオード素子6,6とサイリスタ
素子7とを含んでいる。そして、光MOSリレーを構成
する際には、光起電力装置4は発光ダイオード素子2に
対向して配置される。そして、他の素子はなるべく光が
当たらないようにするのが好ましい。
The photo MOSFET 1 is composed of a photovoltaic device 4 in which a plurality of small solar cells 4a are connected in series, and a power MOSF whose voltage is applied to a gate and which is ON-OFF controlled.
It includes an ET element 5, two diode elements 6, 6 and a thyristor element 7 constituting a discharge circuit for speeding up a response at the time of OFF. When configuring an optical MOS relay, the photovoltaic device 4 is arranged to face the light emitting diode element 2. It is preferable that the other elements are not irradiated with light as much as possible.

【0011】この光MOSFET1におけるパワーMO
SFET素子5は基板裏面側をドレインとする縦型に構
成される。
The power MO in the optical MOSFET 1
The SFET element 5 is configured as a vertical type having a drain on the back side of the substrate.

【0012】次に、この光MOSFET1の製法を説明
しながら詳細な構造を説明する。図1の図面左側はパワ
ーMOSFET素子5の部分を示し、右側は光起電力装
置4の部分を示す。そして、図2はサイリスタ素子7の
部分を示す。尚、ダイオード6は光起電力装置4を構成
する小型太陽電池4aと同様なので図示を略す。そし
て、それらは、各途中工程を示す縦断面図である。 (1)まずパワーMOSFET素子5のドレインとして
機能するような例えばN型のSiでなる基板101を準
備する。基板101は高濃度N型のサブストレート(図
示せず)上にN型Siを所定の厚みにエピタキシャル成
長したものが使用出来る。次に、選択的にP型不純物を
導入してPウエル102を形成する。Pウエル102は
多数の微細なセルを格子状に配置してなるパワーMOS
FET素子をとり囲むように配置して、OFF時の耐圧
を確保するものである。さらに、図面には記載がないが
ゲート電極と上層の金属配線とを接続するコンタクト部
分やボンディングパッド等セルの配置を行わない場所が
あれば同様な理由でPウェル102を配置する。図面に
現れたPウェル102はパワーMOSFET素子5の外
周部分に配置したゲートボンディングパッドの部分を示
して、大きく描かれているが、単にセルを取り囲むだけ
の部分は幅が狭いものである。次に、全面に熱酸化によ
り薄い酸化膜(図示せず)を形成し、その上に化学的気
相成長(以下CVDと記す)により全面にシリコン窒化
膜103を形成し、所定の部分をエッチング除去して開
口を設ける。開口を設ける部位はパワーMOSFET素
子5を形成する部分においては、各セルを仕切るように
設け、その側壁にチャンネルが形成される溝の形成予定
位置104aと、ゲートボンディングパッド形成予定位
置104b等厚い酸化膜を形成する必要のある部分であ
り、光起電力装置4を形成する部分においては各小型太
陽電池4aの形成予定位置104cであり、放電回路を
形成する部分においてはダイオード6の形成予定位置
(図示せず)やサイリスタ素子7の形成予定位置104
dである。尚、Pウエル102のセル側の端102aは
溝形成のための開口位置104aに一致させる。こうし
て、図1(a)、図2(a)参照)に示す形状となる。 (2)次に、シリコン窒化膜103をマスクとして、開
口部分の酸化膜(図示せず)をエッチング除去して、引
き続き基板101を例えば1.4μmエッチングする。
そして、シリコン窒化膜103をマスクにして熱酸化し
て厚い(例えば0.7μm)酸化膜105を形成する。
そうすると、厚い酸化膜105は基板101がエッチン
グされた部分に自己整合的に選択形成される。そして、
シリコン窒化膜103をエッチング除去して、図1
(b)、図2(b)の形状となる。 (3)次に、基板101の頂面の酸化膜:シリコン窒化
膜103の下地の酸化膜(図示せず)は残して、全面に
N型多結晶SiをCVDにより例えば1.8μmの厚み
に形成し、フォトレジストをマスクにエッチングして、
各小型太陽電池4aの形成予定位置104c、ダイオー
ド6の形成予定位置(図示せず)、サイリスタ素子7の
形成予定位置104dに残し、それぞれ太陽電池用多結
晶Si層106c、ダイオード用多結晶Si層(図示せ
ず)、サイリスタ用多結晶Si層106dとする。そう
すれば、図1(c)、図2(c)の形状となる。 (4)次に、基板101の頂面の酸化膜(図示せず)を
エッチング除去した後に、再度熱酸化により基板101
の頂面及び多結晶Si層106c、106d等の表面に
薄い酸化膜(図示せず)を形成し、フォトレジストによ
り、パワーMOSFET素子形成部分は開口し、太陽電
池用多結晶Si層106cとダイオード用多結晶Si層
(図示せず)の部分ではN領域の電極を設ける部分を除
いて開口し、サイリスタ用多結晶Si層106dの部分
では横型サイリスタのアノード領域とPベース領域との
形成部分をそれぞれ選択的に開口するマスクを作り、こ
のフォトレジストマスク(図示せず)と厚い酸化膜10
5とをマスクとするイオン注入とそれに続く押し込み拡
散処理により、パワーMOSFET素子部においてはP
ベース領域107aを形成する。そうすると、同時に太
陽電池用多結晶Si層106cではP型領域107cが
形成され、ダイオード用多結晶Si層(図示せず)でも
同様にP型領域(図示せず)が形成され、サイリスタ用
多結晶Si層106dではアノード領域107dとPベ
ース領域107bが形成される。そうすれば、図1
(d)、図2(d)の形状となる。 (4’)上記の工程で形成されたP型領域の表面の不純
物濃度が後に形成さる金属電極とオーミック接続するに
充分な濃度であれば次の(5)の工程に進めばよいが、
表面濃度が薄い設計の場合は、上記(4)の工程と似た
処理を行い高濃度で浅いP層(図示せず)を形成する。
但し、太陽電池用多結晶Si層106cとダイオード用
多結晶Si層(図示せず)の部分、サイリスタ用多結晶
Si層106dの部分でのフォトレジスト(図示せず)
の開口はそれぞれのP型領域に設ける電極の部分だけで
よい。また、太陽電池用多結晶Si層106cにおける
P型領域107cは(4)工程で形成せずこの工程で形
成しても良い。その方がPN接合が浅く光に対する感度
が高くなる。 (5)次に、フォトレジストにより、パワーMOSFE
T素子形成部分ではソース領域の部分を開口し、太陽電
池用多結晶Si層106cとダイオード用多結晶Si層
(図示せず)の部分ではN領域の電極を設ける部分を開
口し、サイリスタ用多結晶Si層106dの部分では横
型サイリスタのNベースコンタクト領域とPベース領域
内のカソード領域との形成予定部分をそれぞれ選択的に
開口するマスクを作り、このフォトレジストマスクによ
りイオン注入とそれに続く押し込み拡散処理により、パ
ワーMOSFET素子部においてはNソース域108a
を形成する。そうすると、同時に太陽電池用多結晶Si
層106cではN型コンタクト領域108cが形成さ
れ、ダイオード用多結晶Si層(図示せず)でも同様に
N型コンタクト領域(図示せず)が形成され、サイリス
タ用多結晶Si層106dではNベースコンタクト領域
108dとカソード領域108bが形成されてる。そう
すれば、図1(e)、図2(e)の形状となる。 (6)次に、フォトレジストにより、ゲートボンディン
グパッド形成予定位置104b等厚い酸化膜105を残
す必要のある部分カバーして、セル109を取り巻く溝
110内の厚い酸化膜105や太陽電池用多結晶Si層
106c、ダイオード用多結晶Si層(図示せず)、サ
イリスタ用多結晶Si層106dの表面の薄い酸化膜
(図示せず)をエッチング除去する。そして、フォトレ
ジストを除去して、熱酸化によりゲート酸化膜(図示せ
ず)を形成する。次に、CVDにより全面に多結晶Si
膜を形成し、例えば気相拡散法でリンのような導電性不
純物を導入して導電性を高め、所定の形状にパターニン
グしてゲート電極111を形成する。ゲート電極111
は溝110の底と側壁を覆ってパワーMOSFET素子
の部分全体に渡って1体に形成され、各セル109の頂
面にはソース電極のための開口が設けられる。そして、
ゲートボンディングパッド形成予定位置104bまで1
体に延在する。そして、光起電力装置や放電回路を配置
した領域ではこの多結晶Si膜は除去されている。そう
すれば、図1(f)、図2(f)の形状となる。 (7)次に、熱酸化によりゲート電極111の表面に酸
化膜(図示せず)を形成した後に、CVDにより例えば
BPSGでなる層間絶縁膜112を形成し、各電極のた
めのコンタクトホールを形成して、Al等の金属により
各電極や所定の配線を形成する。そうすれば、図1
(g)、図2(g)の形状となる。
Next, a detailed structure will be described while explaining a method of manufacturing the optical MOSFET 1. The left side of FIG. 1 shows the power MOSFET element 5 and the right side shows the photovoltaic device 4. FIG. 2 shows a portion of the thyristor element 7. Since the diode 6 is the same as the small solar cell 4a constituting the photovoltaic device 4, it is not shown. And these are longitudinal sectional views showing each intermediate step. (1) First, a substrate 101 made of, for example, N-type Si that functions as a drain of the power MOSFET element 5 is prepared. As the substrate 101, a substrate obtained by epitaxially growing N-type Si to a predetermined thickness on a high-concentration N-type substrate (not shown) can be used. Next, a P well 102 is formed by selectively introducing a P-type impurity. The P-well 102 is a power MOS in which a number of fine cells are arranged in a lattice.
It is arranged so as to surround the FET element to ensure a withstand voltage at the time of OFF. Further, although not shown in the drawings, if there is a place where the cell is not arranged, such as a contact portion connecting the gate electrode and the upper metal wiring or a bonding pad, the P well 102 is arranged for the same reason. The P-well 102 shown in the drawing shows the gate bonding pad portion arranged on the outer peripheral portion of the power MOSFET element 5 and is drawn large, but the portion merely surrounding the cell is narrow. Next, a thin oxide film (not shown) is formed on the entire surface by thermal oxidation, a silicon nitride film 103 is formed on the entire surface by chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD), and a predetermined portion is etched. It is removed and an opening is provided. The opening is provided in the portion where the power MOSFET element 5 is to be formed so as to partition each cell, and a thick oxide such as a groove forming position 104a where a channel is to be formed on the side wall and a gate bonding pad forming position 104b is formed. This is a portion where a film needs to be formed. In the portion where the photovoltaic device 4 is formed, it is the formation position 104c of each small solar cell 4a. In the portion where the discharge circuit is formed, the formation position of the diode 6 ( (Not shown) and the planned position 104 of the thyristor element 7
d. The cell-side end 102a of the P-well 102 is made to coincide with an opening position 104a for forming a groove. Thus, the shape shown in FIGS. 1A and 2A is obtained. (2) Next, using the silicon nitride film 103 as a mask, the oxide film (not shown) in the opening is removed by etching, and the substrate 101 is subsequently etched by, for example, 1.4 μm.
Then, a thick (eg, 0.7 μm) oxide film 105 is formed by thermal oxidation using the silicon nitride film 103 as a mask.
Then, the thick oxide film 105 is selectively formed in a portion where the substrate 101 is etched in a self-aligned manner. And
After the silicon nitride film 103 is removed by etching, FIG.
2 (b) and the shape of FIG. 2 (b). (3) Next, an oxide film on the top surface of the substrate 101: N-type polycrystalline Si is deposited on the entire surface to a thickness of, for example, 1.8 μm by CVD, leaving an oxide film (not shown) under the silicon nitride film 103. Formed and etched using photoresist as a mask,
The polycrystalline Si layer 106c for the solar cell and the polycrystalline Si layer for the diode are left at the planned formation position 104c of each small solar cell 4a, the planned formation position (not shown) of the diode 6, and the planned formation position 104d of the thyristor element 7, respectively. (Not shown), and a thyristor polycrystalline Si layer 106d. If it does so, it will become a shape of FIG.1 (c) and FIG.2 (c). (4) Next, after the oxide film (not shown) on the top surface of the substrate 101 is removed by etching, the substrate 101 is again thermally oxidized.
A thin oxide film (not shown) is formed on the top surface of the substrate and on the surfaces of the polycrystalline Si layers 106c and 106d, and the power MOSFET element forming portion is opened by a photoresist, and the polycrystalline Si layer 106c for the solar cell and the diode are formed. In the portion of the polycrystalline Si layer for use (not shown), an opening is provided except for the portion where the N region electrode is provided. A mask for selectively opening each is formed, and the photoresist mask (not shown) and the thick oxide film 10 are formed.
5 in the power MOSFET element portion by ion implantation using
The base region 107a is formed. Then, at the same time, a P-type region 107c is formed in the polycrystalline Si layer 106c for the solar cell, and a P-type region (not shown) is similarly formed in the polycrystalline Si layer for the diode (not shown). In the Si layer 106d, an anode region 107d and a P base region 107b are formed. Then, Figure 1
(D) and the shape of FIG. 2 (d). (4 ′) If the impurity concentration on the surface of the P-type region formed in the above step is sufficient to make ohmic contact with a metal electrode to be formed later, the process may proceed to the next step (5).
In the case of a design with a low surface concentration, a process similar to the above step (4) is performed to form a high concentration and shallow P layer (not shown).
However, the photoresist (not shown) in the portion of the polycrystalline Si layer 106c for the solar cell and the polycrystalline Si layer for the diode (not shown) and the portion of the polycrystalline Si layer 106d for the thyristor
Need only be provided for the electrodes provided in the respective P-type regions. Further, the P-type region 107c in the polycrystalline Si layer for solar cell 106c may be formed in this step instead of being formed in the step (4). In that case, the PN junction is shallower and the sensitivity to light is higher. (5) Next, the power MOSFE is formed by photoresist.
In the T element forming portion, the source region portion is opened, and in the portion of the solar cell polycrystalline Si layer 106c and the diode polycrystalline Si layer (not shown), the portion where the N region electrode is provided is opened, and the thyristor polycrystalline silicon layer is opened. In the portion of the crystalline Si layer 106d, masks are formed to selectively open portions where the N-type contact region of the lateral thyristor and the cathode region in the P-type region are to be formed, and the photoresist mask is used for ion implantation and subsequent indentation. By the processing, in the power MOSFET element portion, the N source region 108a
To form Then, at the same time, polycrystalline Si for solar cells
An N-type contact region 108c is formed in the layer 106c, an N-type contact region (not shown) is similarly formed in the diode polycrystalline Si layer (not shown), and an N base contact is formed in the thyristor polycrystalline Si layer 106d. A region 108d and a cathode region 108b are formed. If it does so, it will become the shape of FIG.1 (e) and FIG.2 (e). (6) Next, the photoresist is used to cover a portion where the thick oxide film 105 is required to be left, such as the position 104b where the gate bonding pad is to be formed, and the thick oxide film 105 in the groove 110 surrounding the cell 109 and the polycrystalline silicon for the solar cell. The thin oxide film (not shown) on the surfaces of the Si layer 106c, the diode polycrystalline Si layer (not shown), and the thyristor polycrystalline Si layer 106d is removed by etching. Then, the photoresist is removed, and a gate oxide film (not shown) is formed by thermal oxidation. Next, polycrystalline Si is formed on the entire surface by CVD.
A gate electrode 111 is formed by forming a film, increasing conductivity by introducing a conductive impurity such as phosphorus by a vapor phase diffusion method, and patterning the film into a predetermined shape. Gate electrode 111
Is formed integrally over the entire portion of the power MOSFET element covering the bottom and side walls of the groove 110, and an opening for a source electrode is provided on the top surface of each cell 109. And
1 to the gate bonding pad formation expected position 104b
Extend to the body. Then, the polycrystalline Si film is removed in a region where the photovoltaic device and the discharge circuit are arranged. If it does so, it will become a shape of FIG.1 (f) and FIG.2 (f). (7) Next, after an oxide film (not shown) is formed on the surface of the gate electrode 111 by thermal oxidation, an interlayer insulating film 112 made of, for example, BPSG is formed by CVD, and a contact hole for each electrode is formed. Then, each electrode and a predetermined wiring are formed with a metal such as Al. Then, Figure 1
2 (g) and the shape shown in FIG. 2 (g).

【0013】ここで、ソース電極113aは格子状に多
数設けられた各セル109のソース領域108aとPベ
ース領域107aとにコンタクトして層間絶縁膜112
上で各セル109を接続している。そして、ソース電極
113aは図1に断面図としては現れない位置でPウエ
ル102にもコンタクトしている。そして、図3に示す
ように、ソース電極113aは図1に断面図としては現
れない位置で、サイリスタ素子7のカソード電極に接続
すると共に1方のダイオード6のアノード電極に接続し
ている。そして、ソース電極113aは光MOSリレー
を構成する際に別体のパワーMOSFET素子3のソー
ス電極とワイヤボンディング接続するパッドにもなる。
Here, the source electrode 113a is in contact with the source region 108a and the P base region 107a of each of the cells 109 provided in a large number in a grid pattern so as to be in contact with the interlayer insulating film 112.
Each cell 109 is connected above. The source electrode 113a is also in contact with the P-well 102 at a position that does not appear as a cross-sectional view in FIG. Then, as shown in FIG. 3, the source electrode 113a is connected to the cathode electrode of the thyristor element 7 and to the anode electrode of one of the diodes 6 at a position not appearing as a cross-sectional view in FIG. The source electrode 113a also serves as a pad for wire bonding connection with the source electrode of the separate power MOSFET element 3 when configuring the optical MOS relay.

【0014】ゲート配線113bはゲートボンディング
パッド形成予定位置104bでゲート電極111にコン
タクトしていて、そして、そこは光MOSリレーを構成
する際に別体のパワーMOSFET素子3のゲート電極
とワイヤボンディング接続するパッドになっている。そ
して、ゲート配線113bは図1に断面図としては現れ
ない位置で図3に示すように、サイリスタ素子7のアノ
ード電極に接続すると共に他方のダイオード6のカソー
ド電極に接続している。
The gate wiring 113b is in contact with the gate electrode 111 at the position 104b where the gate bonding pad is to be formed, and is connected to the gate electrode of the separate power MOSFET device 3 by wire bonding when forming an optical MOS relay. It has become a pad. The gate wiring 113b is connected to the anode electrode of the thyristor element 7 and to the cathode electrode of the other diode 6, as shown in FIG.

【0015】太陽電池間配線113cは小型太陽電池の
P型領域107cにコンタクトすると共に隣の小型太陽
電池のN型コンタクト領域108cにコンタクトして複
数の小型太陽電池4aを直列に接続して光起電力装置4
とする。そして、1端の小型太陽電池のN型コンタクト
領域108c(他端の小型太陽電池のP型領域107
c)には起電力素子配線113dがコンタクトし、1方
のダイオード6のカソード電極とサイリスタ素子7のP
ゲート電極とに(他方のダイオード6のアノード電極と
サイリスタ素子7のNゲート電極とに)接続している。
The wiring 113c between solar cells contacts the P-type region 107c of the small solar cell and contacts the N-type contact region 108c of the adjacent small solar cell to connect a plurality of small solar cells 4a in series to generate photovoltaic signals. Power device 4
And Then, the N-type contact region 108c of the small solar cell at one end (the P-type region 107 of the small solar cell at the other end)
c) is contacted with the electromotive element wiring 113d, and the cathode electrode of one diode 6 and the P of the thyristor element 7 are connected.
It is connected to the gate electrode (the anode electrode of the other diode 6 and the N gate electrode of the thyristor element 7).

【0016】そして、サイリスタ用多結晶Si層106
dの部分では横型サイリスタのアノード領域107dに
コンタクトするアノード電極113f、カソード領域1
08bにコンタクトするカソード電極113g、Pベー
ス領域107bにコンタクトするPゲート電極113
h、Nベースコンタクト領域108dにコンタクトする
Nゲート電極113iが形成されて、それぞれ上述のよ
うに接続されている。
The thyristor polycrystalline Si layer 106
In the part d, the anode electrode 113f contacting the anode region 107d of the horizontal thyristor, and the cathode region 1
Cathode electrode 113g contacting Pb 08b, and P gate electrode 113 contacting P base region 107b
h, N gate electrodes 113i that are in contact with the N base contact region 108d are formed and connected as described above.

【0017】こうして図1(g)、図2(g)に示すよ
うにパワーMOSFET素子5、光起電力装置4、サイ
リスタ素子7を含む放電回路を1チップに含む光MOS
FET1が完成する。
Thus, as shown in FIGS. 1 (g) and 2 (g), an optical MOS including a discharge circuit including a power MOSFET element 5, a photovoltaic device 4, and a thyristor element 7 in one chip.
FET1 is completed.

【0018】上記実施例によれば、パワーMOSFET
素子5の部分には溝110やゲートボンディングパッド
部の凹部が設けられるがホトレジストの処理を行う際
は、厚い酸化膜105やゲート電極111で埋まって段
差を緩和していて、フォトレジスト処理が可能な状態と
なっている。例えば溝110の部分でははじめ1.4μ
m掘られた後、0.7μmの厚みになるように厚い酸化
をしているので、この酸化膜を除去した後は約1.7μ
程度とかなり深い溝となっているが、幅が約1μmで狭
いのでゲート電極111となる多結晶Si層が0.5μ
m成長すれば埋まってしまう。そして、小型太陽電池や
サイリスタ素子を作り込む部分では、基板101に凹部
を形成してそこを埋めるように多結晶Si層を設けてい
るので段差が緩和されている。
According to the above embodiment, the power MOSFET
A groove 110 and a concave portion of a gate bonding pad portion are provided in the portion of the element 5, but when performing a photoresist process, the step is reduced by being buried with a thick oxide film 105 and a gate electrode 111, and a photoresist process is possible. It is in a state. For example, at the beginning of the groove 110, 1.4 μm
After being excavated, a thick oxidation is performed so as to have a thickness of 0.7 μm.
Although the groove is considerably deep, the width is about 1 μm and narrow, so that the polycrystalline Si layer serving as the gate electrode 111 has a thickness of 0.5 μm.
If it grows m, it will be buried. In a portion where a small solar cell or a thyristor element is formed, a recess is formed in the substrate 101 and a polycrystalline Si layer is provided so as to fill the recess, so that the step is reduced.

【0019】[0019]

【実施例2】次に第2の実施例を説明する。この実施例
の光MOSFET10は図4に示す光MOSリレーの等
価回路図において破線で囲んだ部分を1チップ構成した
ものである。この光MOSFETは光MOSリレーを構
成する際に他に発光ダイオード素子2のみを組み合わせ
るようにしたものである。
Embodiment 2 Next, a second embodiment will be described. The optical MOSFET 10 of this embodiment has a one-chip configuration in a portion surrounded by a broken line in the equivalent circuit diagram of the optical MOS relay shown in FIG. This optical MOSFET is configured such that only the light emitting diode element 2 is combined when configuring the optical MOS relay.

【0020】この光MOSFET10は上記第1の実施
例のものと同様な光起電力装置4とその電圧がゲートに
与えられてON−OFF制御されるパワーMOSFET
素子13,15とを二組備える。そして、両光起電力装
置4,4は近接配置され、1つの発光ダイオード素子2
に対向配置されて、その光により同時に応動する。そし
て、2個のダイオード素子6,6とサイリスタ素子7と
を含む放電回路もそれぞれに設けられる。
This optical MOSFET 10 is a photovoltaic device 4 similar to that of the first embodiment, and a power MOSFET whose voltage is applied to the gate and which is ON-OFF controlled.
Two sets of elements 13 and 15 are provided. The two photovoltaic devices 4 and 4 are arranged close to each other, and one light emitting diode element 2
And are simultaneously responsive to the light. A discharge circuit including two diode elements 6, 6 and a thyristor element 7 is also provided for each.

【0021】この光MOSFET10におけるパワーM
OSFET素子13,15は基板側をドレインとする縦
型に構成される。そして、図4に示すようにドレインを
共通接続して、それぞれのソースを出力端子とする。そ
こで、両パワーMOSFET素子13,15間は誘電体
分離のようなしっかりした分離を行えば勿論好ましい
が、かならずしも必要はない。ラッチアップを防止する
ために、両者の間隔を広くとれば足りる。
The power M in the optical MOSFET 10
The OSFET elements 13 and 15 are configured as a vertical type having a drain on the substrate side. Then, as shown in FIG. 4, the drains are commonly connected, and the respective sources are used as output terminals. Therefore, it is of course preferable to perform a firm separation such as a dielectric separation between the two power MOSFET elements 13 and 15, but it is not always necessary. In order to prevent latch-up, it is sufficient to increase the distance between the two.

【0022】そこで、図5に示すこの光MOSFET1
0の平面図のように、2個のパワーMOSFET素子1
3,15を仕切るように中央位置に光起電力装置4と放
電回路の配置領域17とを設ける。
The optical MOSFET 1 shown in FIG.
0, two power MOSFET elements 1
Photovoltaic device 4 and discharge circuit arrangement area 17 are provided at a central position so as to partition 3 and 15.

【0023】この光MOSFET10の縦方向の構造と
製法は、第1の実施例と類似するので説明を略す。この
光MOSFET10によれば、光MOSリレーを構成す
る際に、チップとしては他に発光ダイオード素子2を要
するのみで構造が簡単で組み付けが容易である。
The structure and manufacturing method of the optical MOSFET 10 in the vertical direction are similar to those of the first embodiment, so that the description is omitted. According to the optical MOSFET 10, when configuring the optical MOS relay, only the light emitting diode element 2 is required as a chip, and the structure is simple and easy to assemble.

【0024】[0024]

【実施例3】次に第3の実施例を説明する。この実施例
の光MOSFET20は図6に示す光MOSリレーの等
価回路図において破線で囲んだ部分を1チップ構成した
ものである。この光MOSFETは光MOSリレーを構
成する際に他に発光ダイオード素子2のみを組み合わせ
るようにしたものである。
Embodiment 3 Next, a third embodiment will be described. The optical MOSFET 20 of this embodiment has a one-chip configuration in a portion surrounded by a broken line in the equivalent circuit diagram of the optical MOS relay shown in FIG. This optical MOSFET is configured such that only the light emitting diode element 2 is combined when configuring the optical MOS relay.

【0025】この光MOSFET20は上記第1の実施
例のものと同様な光起電力装置4とその電圧がゲートに
与えられてON−OFF制御される2個のパワーMOS
FET素子23,25とを備える。そして、光起電力装
置4は近接配置され、発光ダイオード素子2に対向配置
されて、その光により応動する。そして、2個ののダイ
オード素子6,6とサイリスタ素子7とを含む放電回路
も第1の実施例と同様に設けられる。
This photo MOSFET 20 is a photovoltaic device 4 similar to that of the first embodiment, and two power MOSFETs whose voltage is applied to the gate and which is ON-OFF controlled.
FET devices 23 and 25 are provided. Then, the photovoltaic device 4 is arranged close to the light emitting diode element 2 and is responsive to the light. A discharge circuit including two diode elements 6, 6 and a thyristor element 7 is also provided in the same manner as in the first embodiment.

【0026】この光MOSFET20におけるパワーM
OSFET素子23,25は互いに絶縁分離され、ゲー
ト、ソース各電極と共にドレイン電極も表面に導出され
ている。そして、図6に示すようにソースを共通接続し
て、それぞれのドレインを出力端子とする。
The power M in the optical MOSFET 20
The OSFET elements 23 and 25 are insulated and separated from each other, and the drain electrode is also led out to the surface together with the gate and source electrodes. Then, as shown in FIG. 6, the sources are commonly connected, and each drain is used as an output terminal.

【0027】この場合は二つのパワーMOSFET素子
23,25を互いに絶縁分離を行うためにバイポーラI
Cで用いられる公知のPN接合分離の技術が適用でき
る。そして、縦型のパワーMOSFET素子のドレイン
電極を表面に導出するのもバイポーラICにおいて縦型
のパワーバイポーラトランジスタのコレクタ電極を表面
に導出する手法が適用出来る。例えば、Nチャンネルパ
ワーMOSFET素子を作る場合には、P型サブストレ
ートにN型エピタキシャル層を成長し、Nチャンネルパ
ワーMOSFET素子を形成する部分を取り囲むよう
に、例えばボロンのようなP型不純物をサブストレート
に達するように拡散することで分離できる。そして、ド
レイン電極を表面に導出するには、予めサブストレート
のNチャンネルパワーMOSFET素子を形成する部分
に高濃度にN型不純物を埋め込み拡散しておき、エピタ
キシャル成長後、表面より埋め込み拡散層に達するよう
に高濃度にN型不純物を拡散すれば良い。
In this case, in order to insulate and separate the two power MOSFET elements 23 and 25 from each other, a bipolar I
The known PN junction separation technique used in C can be applied. The method of leading the collector electrode of the vertical power bipolar transistor to the surface in a bipolar IC can also be applied to leading the drain electrode of the vertical power MOSFET element to the surface. For example, when fabricating an N-channel power MOSFET device, an N-type epitaxial layer is grown on a P-type substrate, and a P-type impurity such as boron is deposited on the substrate to surround a portion where the N-channel power MOSFET device is to be formed. It can be separated by spreading to reach a straight. Then, in order to lead the drain electrode to the surface, an N-type impurity is buried and diffused at a high concentration in a portion where the N-channel power MOSFET element of the substrate is formed, and after the epitaxial growth, the buried diffusion layer is reached from the surface. N-type impurities may be diffused at a high concentration.

【0028】そして、これらのパワーMOSFET素子
や光起電力素子や放電回路の部分の製造方法は上記のよ
うな基板を用いれば第1の実施例の製造方法に準ずるの
で説明を略す。但し、この実施例の変形として、放電回
路は多結晶Si層に作り込まず絶縁分離された単結晶部
分に構成することが出来る。
The method of manufacturing the power MOSFET element, the photovoltaic element, and the discharge circuit is the same as that of the first embodiment if the above-mentioned substrate is used. However, as a modification of this embodiment, the discharge circuit can be constituted by a single crystal portion which is isolated and not formed in the polycrystalline Si layer.

【0029】上記第1、第2、第3の各実施例ではいず
れも放電回路を備えたものとしたが、この発明のように
小型太陽電池を多結晶Siで形成した場合は、単結晶S
iで形成したものに比較して光があたらなくなった際の
放電が速いので、それで、光MOSリレーのOFF時の
速度が我慢出来るならば、放電回路を省いても良い。
In each of the first, second, and third embodiments, a discharge circuit is provided. However, when a small solar cell is formed of polycrystalline Si as in the present invention, a single crystal S
Since the discharge when light is no longer generated is faster than that formed by i, the discharge circuit may be omitted if the speed at the time of turning off the optical MOS relay can be tolerated.

【0030】又、前記第1、第2、第3の各実施例では
いずれもパワーMOSFET素子の製造方法として、ま
ず溝と、そこに厚い酸化膜とを形成して、その酸化膜を
マスクにしてベース領域、ソース領域を形成して、その
後にゲート酸化膜や多結晶Siでなるゲート電極を形成
するようにしたので、小型太陽電池や放電回路を構成す
る素子を形成するための多結晶Si層を形成する工程を
独立に設けたが、まず溝を形成し、ゲート酸化膜と多結
晶Siでなるゲート電極を形成し、ゲート電極をマスク
にしてベース領域、ソース領域を形成するようなプロセ
スとすれば、ゲート電極となる多結晶Si層を小型太陽
電池や放電回路を構成する素子を形成するための多結晶
Si層に利用できる。しかしながら、ゲート電極として
用いるために、この多結晶Si層に高濃度に不純物を導
入して低抵抗化する際は、小型太陽電池や放電回路を構
成する素子を形成する部分に不純物が導入されないよう
にマスクをしておく必要がある。
In each of the first, second, and third embodiments, as a method of manufacturing a power MOSFET device, first, a groove and a thick oxide film are formed thereon, and the oxide film is used as a mask. After forming a base region and a source region, and thereafter forming a gate oxide film and a gate electrode made of polycrystalline Si, the polycrystalline Si for forming an element constituting a small solar cell or a discharge circuit is formed. The process of forming a layer is provided independently, but first, a groove is formed, a gate electrode made of a gate oxide film and polycrystalline Si is formed, and a base region and a source region are formed using the gate electrode as a mask. Then, the polycrystalline Si layer serving as a gate electrode can be used as a polycrystalline Si layer for forming a small solar cell or an element constituting a discharge circuit. However, when the impurity is introduced into the polycrystalline Si layer at a high concentration to reduce the resistance in order to use it as a gate electrode, the impurity is not introduced into a portion where an element forming a small solar cell or a discharge circuit is formed. Must be masked.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明のように、この発明の光MO
SFETではパワーMOSFET素子と小型太陽電池と
を同じ基板に形成するのにパワーMOSFETをUMO
S構造とし、その溝を掘るのと同時に形成した凹部に多
結晶Si層を設けて小型太陽電池を形成するようにした
ので、表面の段差が緩和され、フォトレジスト処理での
トラブルが少なくなる。
As described above, the optical MO of the present invention is
In SFET, a power MOSFET is formed by UMO to form a power MOSFET element and a small solar cell on the same substrate.
Since a small-sized solar cell is formed by forming an S structure and providing a polycrystalline Si layer in a concave portion formed at the same time when the groove is dug, a step on the surface is reduced and troubles in the photoresist processing are reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の一実施例の光MOSFETの製法
を説明するためのパワーMOSFET素子と小型太陽電
池の部分の断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a power MOSFET element and a small solar cell for explaining a method of manufacturing an optical MOSFET according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施例の光MOSFETの製法を説明する
ためのサイリスタ素子の部分の断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of a thyristor element for explaining a method of manufacturing the optical MOSFET of the embodiment.

【図3】 上記実施例の光MOSFETを用いて光MO
Sリレーを構成した際の回路図。
FIG. 3 shows an optical MO using the optical MOSFET of the above embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram when an S relay is configured.

【図4】 この発明の第2実施例の光MOSFETを用
いて光MOSリレーを構成した際の回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram when an optical MOS relay is configured using the optical MOSFET according to the second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の第2の実施例の光MOSFETの
平面図。
FIG. 5 is a plan view of an optical MOSFET according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の第3の実施例の光MOSFETを
用いて光MOSリレーを構成した際の回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram when an optical MOS relay is configured using the optical MOSFET according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1,10,20 光MOSFET 4 光起電力装置 4a 小型太陽電池 5,13,15,23,25 パワーMOSFET素子 6 ダイオード(放電回路を構成する素子) 7 サイリスタ素子(放電回路を構成する素子) 101 基板 103 シリコン窒化膜 105 酸化膜 106c,106d 多結晶Si層 107a パワーMOSFET素子のPベース領域(不
純物導入領域) 107b サイリスタ素子のPベース領域 107c 小型太陽電池のP型領域 107d サイリスタ素子のアノード領域 108a パワーMOSFET素子のソース領域(不純
物導入領域) 108b サイリスタ素子のカソード領域 108c 小型太陽電池のN型コンタクト領域 108d サイリスタ素子のNベースコンタクト領域 110 溝
[Description of Signs] 1,10,20 Photo MOSFET 4 Photovoltaic device 4a Small solar cell 5,13,15,23,25 Power MOSFET element 6 Diode (element constituting discharge circuit) 7 Thyristor element (discharge circuit 101) Substrate 103 Silicon nitride film 105 Oxide film 106c, 106d Polycrystalline Si layer 107a P base region (impurity introduction region) of power MOSFET device 107b P base region of thyristor device 107c P type region of small solar cell 107d Thyristor Anode region of device 108a Source region (impurity introduction region) of power MOSFET device 108b Cathode region of thyristor device 108c N-type contact region of small solar cell 108d N-base contact region of thyristor device 110 Groove

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パワーMOSFET素子とそれを駆動する
光起電力装置とが同一基板上に形成されている光MOS
FETにおいて、 前記パワーMOSFET素子を溝の側壁にチャンネルが
形成される縦型とし、 前記光起電力装置が前記溝の形成と同時に形成した凹部
上に気相成長形成した多結晶Si層に形成されているこ
とを特徴とする光MOSFET。
1. An optical MOS device in which a power MOSFET element and a photovoltaic device for driving the power MOSFET element are formed on the same substrate.
In the FET, the power MOSFET element is a vertical type in which a channel is formed on a side wall of a groove, and the photovoltaic device is formed in a polycrystalline Si layer formed by vapor phase growth on a concave portion formed simultaneously with the formation of the groove. An optical MOSFET characterized in that:
【請求項2】前記光MOSFETはOFF時の応答を速
やかにするための放電回路を含み、その放電回路を構成
する素子も前記溝の形成と同時に形成した凹部上に気相
成長形成した多結晶Si層に形成されていることを特徴
とする請求項1に記載の光MOSFET。
2. The photo-MOSFET includes a discharge circuit for speeding up a response at the time of OFF, and an element constituting the discharge circuit is a polycrystal formed by vapor-phase growth on a recess formed simultaneously with the formation of the groove. The optical MOSFET according to claim 1, wherein the optical MOSFET is formed on a Si layer.
【請求項3】パワーMOSFET素子とそれを駆動する
光起電力装置とが同一基板上に形成されている光MOS
FETの製造方法において、 前記パワーMOSFET素子を溝の側壁にチャンネルが
形成される縦型として、前記溝を形成する際に、同時に
光起電力装置を構成する小型太陽電池が配置される部分
をエッチングして凹部を作る工程と、 その凹部上に酸化膜を介して、小型太陽電池形成のため
の多結晶Si層を配置する工程と、 その後、前記多結晶Siに必要な不純物を導入して小型
太陽電池を形成する工程とを有することを特徴とする光
MOSFETの製造方法。
3. An optical MOS device in which a power MOSFET element and a photovoltaic device for driving the power MOSFET element are formed on the same substrate.
In the method for manufacturing an FET, the power MOSFET element is a vertical type having a channel formed on a side wall of a groove, and a part where a small solar cell constituting a photovoltaic device is simultaneously formed when the groove is formed is etched. A step of forming a concave portion, and a step of disposing a polycrystalline Si layer for forming a small solar cell on the concave portion via an oxide film. Forming a photovoltaic cell.
【請求項4】パワーMOSFET素子とそれを駆動する
光起電力装置とが同一基板上に形成されている光MOS
FETの製造方法において、 Siでなる基板表面にシリコン窒化膜を形成し、パワー
MOSFET素子のチャンネルが側壁に形成される溝が
配置される部分をエッチング除去して開口すると共に光
起電力装置を構成する小型太陽電池が配置される部分を
エッチング除去して開口する工程と、 前記シリコン窒化膜をマスクとして前記基板をエッチン
グして凹部を形成し、その後に前記シリコン窒化膜をマ
スクとする選択酸化により酸化膜を形成する工程と、 その後、多結晶Si層を気相成長により全面に形成し、
小型太陽電池の形成に要する部分を残すエッチングによ
り、小型太陽電池形成用凹部上に多結晶Si層を配置す
る工程と、 その後、パワーMOSFET素子形成部分において前記
溝内の前記酸化膜をマスクにP型不純物及びN型不純物
を導入して所定の不純物導入領域を形成するに際して、
同時に前記多結晶Siにも必要な不純物を導入して小型
太陽電池を形成する工程とを有することを特徴とする光
MOSFETの製造方法。
4. An optical MOS device in which a power MOSFET element and a photovoltaic device for driving the power MOSFET element are formed on the same substrate.
In a method of manufacturing an FET, a silicon nitride film is formed on a surface of a substrate made of Si, and a portion of a channel where a channel of a power MOSFET element is formed is removed by etching to form an opening, and a photovoltaic device is formed. A step of etching and removing a portion where the small solar cell is disposed to form an opening, and etching the substrate using the silicon nitride film as a mask to form a concave portion, and then performing selective oxidation using the silicon nitride film as a mask. A step of forming an oxide film, and thereafter, a polycrystalline Si layer is formed over the entire surface by vapor phase growth,
A step of arranging a polycrystalline Si layer on the concave portion for forming a small solar cell by etching to leave a portion necessary for forming a small solar cell; When forming a predetermined impurity introduction region by introducing a n-type impurity and an n-type impurity,
Simultaneously forming a small solar cell by introducing necessary impurities into the polycrystalline Si.
【請求項5】パワーMOSFET素子とそれを駆動する
光起電力装置とOFF時の応答を速やかにするための放
電回路とが同一基板上に形成されている光MOSFET
の製造方法において、 Siでなる基板表面にシリコン窒化膜を形成し、パワー
MOSFET素子のチャンネルが側壁に形成される溝に
対応する部分をエッチング除去して開口すると共に光起
電力装置を構成する小型太陽電池や放電回路を構成する
素子が配置される部分をエッチング除去して開口する工
程と、 前記シリコン窒化膜をマスクとして前記基板をエッチン
グして凹部を形成し、その後前記シリコン窒化膜をマス
クとする選択酸化により酸化膜を形成する工程と、 その後、多結晶Si層を気相成長により全面に形成し、
小型太陽電池や放電回路を構成する素子の形成に要する
部分を残すエッチングにより、小型太陽電池や放電回路
を構成する素子形成用凹部上に多結晶Si層を配置する
工程と、 その後、パワーMOSFET素子形成部分において前記
溝内の前記酸化膜をマスクにP型不純物及びN型不純物
を導入して所定の不純物導入領域を形成するに際して、
同時に前記多結晶Siにも必要な不純物を導入して小型
太陽電池や放電回路を構成する素子を形成する工程とを
有することを特徴とする光MOSFETの製造方法。
5. An optical MOSFET in which a power MOSFET element, a photovoltaic device for driving the power MOSFET element, and a discharge circuit for quick response at the time of OFF are formed on the same substrate.
Forming a silicon nitride film on the surface of a substrate made of Si, etching and removing a portion corresponding to a groove formed on a side wall of a channel of a power MOSFET device, and forming a photovoltaic device. A step of etching and removing a portion where elements constituting a solar cell or a discharge circuit are arranged, and forming an opening; etching the substrate using the silicon nitride film as a mask to form a concave portion; and then using the silicon nitride film as a mask. Forming an oxide film by selective oxidation, and thereafter forming a polycrystalline Si layer over the entire surface by vapor phase growth,
A step of arranging a polycrystalline Si layer on a recess for forming an element forming a small solar cell or a discharge circuit by etching to leave a portion required for forming an element forming a small solar cell or a discharge circuit; and thereafter, a power MOSFET element When a P-type impurity and an N-type impurity are introduced using the oxide film in the trench as a mask in a formation portion to form a predetermined impurity introduction region,
Forming a device for forming a small solar cell or a discharge circuit by introducing necessary impurities into the polycrystalline Si at the same time.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6989312B2 (en) * 2003-11-28 2006-01-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Method for fabricating semiconductor optical device
JP2010118536A (en) * 2008-11-13 2010-05-27 Fuji Electric Systems Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device

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