JP2001196583A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents
半導体装置とその製造方法Info
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- JP2001196583A JP2001196583A JP2000260134A JP2000260134A JP2001196583A JP 2001196583 A JP2001196583 A JP 2001196583A JP 2000260134 A JP2000260134 A JP 2000260134A JP 2000260134 A JP2000260134 A JP 2000260134A JP 2001196583 A JP2001196583 A JP 2001196583A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Pチャネル型DMOSトランジスタの駆動能
力を向上させる。 【解決手段】 N型ウエル2に形成される高濃度のP+
型ソース・ドレイン層12と、前記ソース・ドレイン層
12間に位置するチャネル層上に形成されるゲート電極
18と、前記ソース層12近傍に形成されるN型ボディ
層14と、前記チャネル層及びドレイン層12間に形成
される低濃度のP−型ドレイン層6とを有するもので、
前記N型ボディ層14上方に形成される前記チャネル層
にP型層16が形成されていることを特徴とする。
力を向上させる。 【解決手段】 N型ウエル2に形成される高濃度のP+
型ソース・ドレイン層12と、前記ソース・ドレイン層
12間に位置するチャネル層上に形成されるゲート電極
18と、前記ソース層12近傍に形成されるN型ボディ
層14と、前記チャネル層及びドレイン層12間に形成
される低濃度のP−型ドレイン層6とを有するもので、
前記N型ボディ層14上方に形成される前記チャネル層
にP型層16が形成されていることを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置とその
製造方法に関し、更に言えば、例えば液晶駆動用IC等
に利用される高耐圧素子としてのLD(Lateral Double
diffused)MOSトランジスタ技術に関する。
製造方法に関し、更に言えば、例えば液晶駆動用IC等
に利用される高耐圧素子としてのLD(Lateral Double
diffused)MOSトランジスタ技術に関する。
【0002】
【従来の技術】以下、従来の半導体装置とその製造方法
について図面を参照しながら説明する。ここで、上記D
MOSトランジスタ構造とは、半導体基板表面側に形成
した拡散層に対して、導電型の異なる不純物を拡散させ
て、新たな拡散層を形成し、これらの拡散層の横方向拡
散の差を実効チャネル長として利用してなるものであ
り、短いチャネルが形成されることで、低オン抵抗化に
適した素子となる。
について図面を参照しながら説明する。ここで、上記D
MOSトランジスタ構造とは、半導体基板表面側に形成
した拡散層に対して、導電型の異なる不純物を拡散させ
て、新たな拡散層を形成し、これらの拡散層の横方向拡
散の差を実効チャネル長として利用してなるものであ
り、短いチャネルが形成されることで、低オン抵抗化に
適した素子となる。
【0003】図6は従来のDMOSトランジスタを説明
するための断面図であり、一例としてNチャネル型DM
OSトランジスタ構造について図示してある。尚、Pチ
ャネル型DMOSトランジスタ構造についての説明は省
略するが、導電型が異なるだけで、同様の構造と成って
いるのは周知の通りである。
するための断面図であり、一例としてNチャネル型DM
OSトランジスタ構造について図示してある。尚、Pチ
ャネル型DMOSトランジスタ構造についての説明は省
略するが、導電型が異なるだけで、同様の構造と成って
いるのは周知の通りである。
【0004】図6において、51は一導電型、例えばP
型の半導体基板で、52はN型ウエルで、このN型ウエ
ル52内にP型ボディ層53が形成されると共に、この
P型ボディ層53内にはN型拡散層54が形成され、ま
た前記N型ウエル52内にN型拡散層55が形成されて
いる。基板表面にはゲート酸化膜56を介してゲート電
極57が形成されており、このゲート電極57直下のP
型ボディ層53の表面領域にはチャネル層58が形成さ
れている。
型の半導体基板で、52はN型ウエルで、このN型ウエ
ル52内にP型ボディ層53が形成されると共に、この
P型ボディ層53内にはN型拡散層54が形成され、ま
た前記N型ウエル52内にN型拡散層55が形成されて
いる。基板表面にはゲート酸化膜56を介してゲート電
極57が形成されており、このゲート電極57直下のP
型ボディ層53の表面領域にはチャネル層58が形成さ
れている。
【0005】そして、前記N型拡散層54をソース拡散
層、N型拡散層55をドレイン拡散層とし、LOCOS
酸化膜59下のN型ウエル52をドリフト層としてい
る。また、60,61はそれぞれソース電極、ドレイン
電極であり、62はP型ボディ層53の電位を取るため
のP型拡散層で、63は層間絶縁膜である。
層、N型拡散層55をドレイン拡散層とし、LOCOS
酸化膜59下のN型ウエル52をドリフト層としてい
る。また、60,61はそれぞれソース電極、ドレイン
電極であり、62はP型ボディ層53の電位を取るため
のP型拡散層で、63は層間絶縁膜である。
【0006】そして、その製造方法を簡単に説明する
と、前記半導体基板51内にN型不純物をイオン注入し
拡散することで、前記N型ウエル52を形成し、前記基
板51上にゲート酸化膜56を形成した後に、当該ゲー
ト酸化膜56を介してゲート電極57を形成する。そし
て、当該ゲート電極57をマスクにP型不純物をイオン
注入し拡散することで前記P型ボディ層53を形成した
後に、前記N型拡散層54,55を形成している。
と、前記半導体基板51内にN型不純物をイオン注入し
拡散することで、前記N型ウエル52を形成し、前記基
板51上にゲート酸化膜56を形成した後に、当該ゲー
ト酸化膜56を介してゲート電極57を形成する。そし
て、当該ゲート電極57をマスクにP型不純物をイオン
注入し拡散することで前記P型ボディ層53を形成した
後に、前記N型拡散層54,55を形成している。
【0007】上述したようにDMOSトランジスタにお
いては、N型ウエル52を拡散形成することで、N型ウ
エル52表面での濃度が高くなり、このN型ウエル52
表面での電流が流れ易くすると共に、高耐圧化を図るこ
とができる。
いては、N型ウエル52を拡散形成することで、N型ウ
エル52表面での濃度が高くなり、このN型ウエル52
表面での電流が流れ易くすると共に、高耐圧化を図るこ
とができる。
【0008】そして、このような構成のDMOSトラン
ジスタは、表面緩和型(REduced SURface Field、以下
RESURFと称す。)DMOSと呼ばれ、前記N型ウ
エル52のドリフト層のドーパンド濃度は、RESUR
F条件を満たすように設定されている。尚、このような
技術は、特開平9−139438号公報等に開示されて
いる。
ジスタは、表面緩和型(REduced SURface Field、以下
RESURFと称す。)DMOSと呼ばれ、前記N型ウ
エル52のドリフト層のドーパンド濃度は、RESUR
F条件を満たすように設定されている。尚、このような
技術は、特開平9−139438号公報等に開示されて
いる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記DMOS
トランジスタにおいて、Pチャネル型DMOSトランジ
スタを構成する場合に問題があった。
トランジスタにおいて、Pチャネル型DMOSトランジ
スタを構成する場合に問題があった。
【0010】即ち、ゲート電極を構成する導電膜がN型
であることが多いが、その場合においてPチャネル型D
MOSトランジスタの駆動能力は、電子と正孔の移動度
の差及びチャネル領域とゲート電極との仕事関数の差に
起因してNチャネル型DMOSトランジスタに比して劣
ることになる。
であることが多いが、その場合においてPチャネル型D
MOSトランジスタの駆動能力は、電子と正孔の移動度
の差及びチャネル領域とゲート電極との仕事関数の差に
起因してNチャネル型DMOSトランジスタに比して劣
ることになる。
【0011】そのため、それを補うには高電圧を印加す
ることでスイッチング特性を向上させる必要があり、低
電圧化の流れに逆行することになっていた。
ることでスイッチング特性を向上させる必要があり、低
電圧化の流れに逆行することになっていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の半導体
装置は上記課題に鑑み為されたもので、例えば、N型ウ
エル内に形成される高濃度のP型ソース・ドレイン層
と、当該ソース・ドレイン層間に位置するチャネル層上
に形成されるゲート電極と、前記ソース層近傍に形成さ
れるN型ボディ層と、前記チャネル層及びドレイン層間
に形成される低濃度のP型ドレイン層とを有するもの
で、前記N型ボディ層上方に形成される前記チャネル層
にP型層が形成されていることを特徴とする。
装置は上記課題に鑑み為されたもので、例えば、N型ウ
エル内に形成される高濃度のP型ソース・ドレイン層
と、当該ソース・ドレイン層間に位置するチャネル層上
に形成されるゲート電極と、前記ソース層近傍に形成さ
れるN型ボディ層と、前記チャネル層及びドレイン層間
に形成される低濃度のP型ドレイン層とを有するもの
で、前記N型ボディ層上方に形成される前記チャネル層
にP型層が形成されていることを特徴とする。
【0013】これにより、同一条件で構成されるNチャ
ネル型DMOSトランジスタの駆動能力に比して劣るP
チャネル型DMOSトランジスタの駆動能力の向上を図
ることができる。
ネル型DMOSトランジスタの駆動能力に比して劣るP
チャネル型DMOSトランジスタの駆動能力の向上を図
ることができる。
【0014】また、その製造方法は、N型ウエルにP型
不純物をイオン注入して低濃度の第1のP型ドレイン層
を形成し、N型ウエルにP型不純物をイオン注入して前
記第1のP型ドレイン層に隣接するように低濃度の第2
のP型ドレイン層を形成する。次に、N型ウエルにP型
不純物をイオン注入して高濃度のP型ソース・ドレイン
層を形成した後に、前記N型ウエルにN型不純物をイオ
ン注入して前記第2のP型ドレイン層を貫通しながら、
前記高濃度のP型ソース層に隣接するようにN型ボディ
層を形成する。更に、前記N型ウエルにP型不純物をイ
オン注入して、前記N型ボディ層上方に形成されるチャ
ネル層にP型層を形成する。そして、N型ウエル上にゲ
ート酸化膜を介してゲート電極を形成する工程とを具備
したことを特徴とする。
不純物をイオン注入して低濃度の第1のP型ドレイン層
を形成し、N型ウエルにP型不純物をイオン注入して前
記第1のP型ドレイン層に隣接するように低濃度の第2
のP型ドレイン層を形成する。次に、N型ウエルにP型
不純物をイオン注入して高濃度のP型ソース・ドレイン
層を形成した後に、前記N型ウエルにN型不純物をイオ
ン注入して前記第2のP型ドレイン層を貫通しながら、
前記高濃度のP型ソース層に隣接するようにN型ボディ
層を形成する。更に、前記N型ウエルにP型不純物をイ
オン注入して、前記N型ボディ層上方に形成されるチャ
ネル層にP型層を形成する。そして、N型ウエル上にゲ
ート酸化膜を介してゲート電極を形成する工程とを具備
したことを特徴とする。
【0015】更に、他の製造方法は、上記製造方法を改
善するもので、上述したように前記低濃度の第1のP型
ドレイン層を形成した後に、N型ウエルにP型不純物を
イオン注入して前記第1のP型ドレイン層に隣接するよ
うに低濃度の第2のP型ドレイン層を形成する。このと
き、前記P型層も兼ねる条件で当該低濃度の第2のP型
ドレイン層を形成する。そして、前述したように前記N
型ウエルにN型不純物をイオン注入して前記第2のP型
ドレイン層を貫通しながら、前記高濃度のP型ソース層
に隣接するようにN型ボディ層を形成する。この方法に
よれば、前述した製造方法に比して前記N型ボディ層上
方に形成されるチャネル層にP型層を形成するためのP
型不純物のイオン注入工程を省略することができる。
善するもので、上述したように前記低濃度の第1のP型
ドレイン層を形成した後に、N型ウエルにP型不純物を
イオン注入して前記第1のP型ドレイン層に隣接するよ
うに低濃度の第2のP型ドレイン層を形成する。このと
き、前記P型層も兼ねる条件で当該低濃度の第2のP型
ドレイン層を形成する。そして、前述したように前記N
型ウエルにN型不純物をイオン注入して前記第2のP型
ドレイン層を貫通しながら、前記高濃度のP型ソース層
に隣接するようにN型ボディ層を形成する。この方法に
よれば、前述した製造方法に比して前記N型ボディ層上
方に形成されるチャネル層にP型層を形成するためのP
型不純物のイオン注入工程を省略することができる。
【0016】更にまた、上記DMOSトランジスタにお
いて、各種導電型のボディ層に対応して、それぞれのチ
ャネル層に駆動能力調整用の不純物層を形成すること
で、同一基板上に構成される異なる導電型のトランジス
タの駆動能力を揃えることができる。
いて、各種導電型のボディ層に対応して、それぞれのチ
ャネル層に駆動能力調整用の不純物層を形成すること
で、同一基板上に構成される異なる導電型のトランジス
タの駆動能力を揃えることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置とその
製造方法に係る一実施形態について図面を参照しながら
説明する。
製造方法に係る一実施形態について図面を参照しながら
説明する。
【0018】図5(A)は本発明のLDMOSトランジ
スタを説明するための断面図であり、本発明の目的であ
るPチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力を向上
させるための構成について説明する。また、図5(B)
は、図5(A)のX−X線方向の断面図であり、後述す
るゲート電極18のゲート幅方向の断面図を表してお
り、図示したように後述するN型ボディ層14の表面全
域に渡ってP型層16が形成されている。
スタを説明するための断面図であり、本発明の目的であ
るPチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力を向上
させるための構成について説明する。また、図5(B)
は、図5(A)のX−X線方向の断面図であり、後述す
るゲート電極18のゲート幅方向の断面図を表してお
り、図示したように後述するN型ボディ層14の表面全
域に渡ってP型層16が形成されている。
【0019】図5において、1は例えば、P型半導体基
板(P−Sub)で、2はN型ウエル(NW)でLOC
OS法により形成された素子分離膜3により画定された
前記N型ウエル2上にPチャネル型DMOSトランジス
タが形成されることになる。
板(P−Sub)で、2はN型ウエル(NW)でLOC
OS法により形成された素子分離膜3により画定された
前記N型ウエル2上にPチャネル型DMOSトランジス
タが形成されることになる。
【0020】4は前記N型ウエル2上に熱酸化により形
成されたゲート酸化膜で、18はその上に形成されたゲ
ート電極であり、12は前記ゲート電極18の一端部に
隣接するように形成された高濃度のP+型ソース層(P
+層12)と、当該ゲート電極18の他端部から離間し
た位置に形成された高濃度のP+型ドレイン層(P+層
12)である。そして、14は前記ソース層側のゲート
電極18下に形成されるN型ボディ層(NB層)で、そ
の上方に位置するチャネル層には本発明の特徴であるP
型層16が形成されている。また、前記N型ボディ層1
4から前記チャネル層を通して前記P+型ドレイン層
(P+層12)間には低濃度のP−型ドレイン層(P−
層6)が形成されている。
成されたゲート酸化膜で、18はその上に形成されたゲ
ート電極であり、12は前記ゲート電極18の一端部に
隣接するように形成された高濃度のP+型ソース層(P
+層12)と、当該ゲート電極18の他端部から離間し
た位置に形成された高濃度のP+型ドレイン層(P+層
12)である。そして、14は前記ソース層側のゲート
電極18下に形成されるN型ボディ層(NB層)で、そ
の上方に位置するチャネル層には本発明の特徴であるP
型層16が形成されている。また、前記N型ボディ層1
4から前記チャネル層を通して前記P+型ドレイン層
(P+層12)間には低濃度のP−型ドレイン層(P−
層6)が形成されている。
【0021】ここで、本発明の特徴は、上述したように
ゲート電極18下のN型ボディ層14上方に位置するチ
ャネル層に、しきい値調整用の低濃度のP型層16が形
成されていることである。
ゲート電極18下のN型ボディ層14上方に位置するチ
ャネル層に、しきい値調整用の低濃度のP型層16が形
成されていることである。
【0022】これにより、ゲート電極を構成する導電膜
がN型である場合に、チャネル領域とゲート電極との仕
事関数の差に起因してNチャネル型DMOSトランジス
タに比べて駆動能力の劣るPチャネル型DMOSトラン
ジスタの駆動能力を向上させることができる。
がN型である場合に、チャネル領域とゲート電極との仕
事関数の差に起因してNチャネル型DMOSトランジス
タに比べて駆動能力の劣るPチャネル型DMOSトラン
ジスタの駆動能力を向上させることができる。
【0023】また、これにより、上記課題をゲート電極
の不純物の導電型を代えることによって解決できるけれ
ども、他の回路設計上、あるいは製造上の問題から現実
的でない構成を採用しなくてもすむようになる。
の不純物の導電型を代えることによって解決できるけれ
ども、他の回路設計上、あるいは製造上の問題から現実
的でない構成を採用しなくてもすむようになる。
【0024】尚、本発明の適用は、Pチャネル型DMO
Sトランジスタに限定されるものではなく、同様にNチ
ャネル型DMOSトランジスタの駆動能力を向上させる
ために適用されることを妨げるものではない。この場合
には、前記N型ボディ層14のチャネル層位置にP型層
16を形成する代わりに、同様にP型ボディ層のチャネ
ル層位置にN型層を形成することで、本発明を適用しな
いNチャネル型DMOSトランジスタに比してその駆動
能力を向上させることができる。
Sトランジスタに限定されるものではなく、同様にNチ
ャネル型DMOSトランジスタの駆動能力を向上させる
ために適用されることを妨げるものではない。この場合
には、前記N型ボディ層14のチャネル層位置にP型層
16を形成する代わりに、同様にP型ボディ層のチャネ
ル層位置にN型層を形成することで、本発明を適用しな
いNチャネル型DMOSトランジスタに比してその駆動
能力を向上させることができる。
【0025】更に、本発明の適用は、Pチャネル型DM
OSトランジスタあるいはNチャネル型DMOSトラン
ジスタのどちらか一方に限定されるものではなく、異な
る導電型のDMOSトランジスタを同一基板上に混載す
る複数のDMOSトランジスタに対して、それぞれ適用
するものであっても良い。この場合、各種導電型のボデ
ィ層のチャネル層位置に形成される各種導電層の形成条
件を調整することで、同一基板上に混載される複数のD
MOSトランジスタの駆動能力を揃えることができる。
OSトランジスタあるいはNチャネル型DMOSトラン
ジスタのどちらか一方に限定されるものではなく、異な
る導電型のDMOSトランジスタを同一基板上に混載す
る複数のDMOSトランジスタに対して、それぞれ適用
するものであっても良い。この場合、各種導電型のボデ
ィ層のチャネル層位置に形成される各種導電層の形成条
件を調整することで、同一基板上に混載される複数のD
MOSトランジスタの駆動能力を揃えることができる。
【0026】また、Pチャネル型DMOSトランジスタ
の駆動能力が増大することで、必要なチャネル幅が小さ
くてすみ、チップサイズの縮小化が図れる。即ち、小さ
い面積で駆動能力を揃えることができる。
の駆動能力が増大することで、必要なチャネル幅が小さ
くてすみ、チップサイズの縮小化が図れる。即ち、小さ
い面積で駆動能力を揃えることができる。
【0027】以下、本発明の製造方法について、上記P
チャネル型DMOSトランジスタの製造方法を一例とし
て説明する。
チャネル型DMOSトランジスタの製造方法を一例とし
て説明する。
【0028】先ず、図1において、各種MOSトランジ
スタを構成するための領域を画定するために、例えばP
型の半導体基板1内にN型ウエル2が形成され、各MO
Sトランジスタ毎に素子分離するため、およそ500n
m程度の素子分離膜3がLOCOS法により形成されて
いる。また、この素子分離膜3以外の活性領域上におよ
そ80nm程度の高耐圧用の厚いゲート酸化膜4が熱酸
化により形成されている。そして、レジスト膜5をマス
クにして低濃度のP−型層(低濃度の第1のドレイン層
であり、以下P−層6と称す。)を形成する。即ち、先
ず、レジスト膜5でP−層形成領域上以外の領域を被覆
した状態で基板表層に、例えばボロンイオンをおよそ1
20KeVの加速電圧で、8.5×1012/cm2の注
入条件でイオン注入してP−層6を形成する。尚、実際
には後工程のアニール工程(例えば、1100℃のN2
雰囲気中で、2時間)を経て、上記イオン注入された各
イオン種が熱拡散されてP−層6となる。
スタを構成するための領域を画定するために、例えばP
型の半導体基板1内にN型ウエル2が形成され、各MO
Sトランジスタ毎に素子分離するため、およそ500n
m程度の素子分離膜3がLOCOS法により形成されて
いる。また、この素子分離膜3以外の活性領域上におよ
そ80nm程度の高耐圧用の厚いゲート酸化膜4が熱酸
化により形成されている。そして、レジスト膜5をマス
クにして低濃度のP−型層(低濃度の第1のドレイン層
であり、以下P−層6と称す。)を形成する。即ち、先
ず、レジスト膜5でP−層形成領域上以外の領域を被覆
した状態で基板表層に、例えばボロンイオンをおよそ1
20KeVの加速電圧で、8.5×1012/cm2の注
入条件でイオン注入してP−層6を形成する。尚、実際
には後工程のアニール工程(例えば、1100℃のN2
雰囲気中で、2時間)を経て、上記イオン注入された各
イオン種が熱拡散されてP−層6となる。
【0029】続いて、図2において、レジスト膜8をマ
スクにして前記P−層6に隣接するように低濃度の第2
のドレイン層(以下、SLP層9と称す。)を形成す
る。即ち、先ず、レジスト膜8でSLP層形成領域上以
外の領域を被覆した状態で基板表層に、例えばニフッ化
ボロンイオンをおよそ140KeVの加速電圧で、2.
5×1012/cm2の注入条件でイオン注入して前記P
−層6に連なるSLP層9を形成する。
スクにして前記P−層6に隣接するように低濃度の第2
のドレイン層(以下、SLP層9と称す。)を形成す
る。即ち、先ず、レジスト膜8でSLP層形成領域上以
外の領域を被覆した状態で基板表層に、例えばニフッ化
ボロンイオンをおよそ140KeVの加速電圧で、2.
5×1012/cm2の注入条件でイオン注入して前記P
−層6に連なるSLP層9を形成する。
【0030】更に、図3において、レジスト膜13をマ
スクにして高濃度のP+型のソース・ドレイン層(以
下、P+層12と称す。)を形成する。即ち、先ず、不
図示のレジスト膜でP+層形成領域上以外の領域を被覆
した状態で基板表層に、例えばニフッ化ボロンイオンを
およそ140KeVの加速電圧で、2×1015/cm2
の注入条件でイオン注入してP+層12を形成する。
スクにして高濃度のP+型のソース・ドレイン層(以
下、P+層12と称す。)を形成する。即ち、先ず、不
図示のレジスト膜でP+層形成領域上以外の領域を被覆
した状態で基板表層に、例えばニフッ化ボロンイオンを
およそ140KeVの加速電圧で、2×1015/cm2
の注入条件でイオン注入してP+層12を形成する。
【0031】次に、レジスト膜13をマスクにして前記
SLP層9を貫通するようにN型不純物をイオン注入す
ることで、前記ソース側のP+層12に隣接するように
N型ボディ層14を形成する。即ち、先ず、レジスト膜
13でN型ボディ層形成領域上以外の領域を被覆した状
態で基板表層に、例えばリンイオンをおよそ190Ke
Vの加速電圧で、5×1012/cm2の注入条件でイオ
ン注入してN型ボディ層14を形成する。
SLP層9を貫通するようにN型不純物をイオン注入す
ることで、前記ソース側のP+層12に隣接するように
N型ボディ層14を形成する。即ち、先ず、レジスト膜
13でN型ボディ層形成領域上以外の領域を被覆した状
態で基板表層に、例えばリンイオンをおよそ190Ke
Vの加速電圧で、5×1012/cm2の注入条件でイオ
ン注入してN型ボディ層14を形成する。
【0032】更に、図4において、前記レジスト膜13
をマスクにして低濃度のP型層16を形成する。即ち、
レジスト膜13でP型層形成領域(前記N型ボディ層)
上以外の領域を被覆した状態で基板表層に、例えばニフ
ッ化ボロンイオンをおよそ120KeVの加速電圧で、
3×1012/cm2の注入条件でイオン注入してP型層
16を形成する。尚、上記図2〜図4に示すイオン注入
工程に関する作業工程順は、適宜変更可能なものであ
る。
をマスクにして低濃度のP型層16を形成する。即ち、
レジスト膜13でP型層形成領域(前記N型ボディ層)
上以外の領域を被覆した状態で基板表層に、例えばニフ
ッ化ボロンイオンをおよそ120KeVの加速電圧で、
3×1012/cm2の注入条件でイオン注入してP型層
16を形成する。尚、上記図2〜図4に示すイオン注入
工程に関する作業工程順は、適宜変更可能なものであ
る。
【0033】続いて、図5において、全面におよそ10
0nm程度のポリシリコン膜を形成し、このポリシリコ
ン膜に気相からPOCl3を熱拡散源として熱拡散し導
電(N型)化した後に、このポリシリコン膜上におよそ
100nm程度のタングステンシリサイド(WSix)
膜、更にはおよそ150nm程度のSiO2膜を積層
し、不図示のレジスト膜を用いてパターニングして各M
OSトランジスタ用のゲート電極18を形成する。尚、
前記SiO2膜は、前記ゲート電極18をパターニング
形成する際のハードマスクであり、20は前記N型ボデ
ィ層14の電位を取るために前記P+型ソース層12に
隣接する位置に形成されるN型拡散層であり、当該N型
ボディ層14の電位は、前記N型ウエル2を介して当該
N型拡散層20につながっている。
0nm程度のポリシリコン膜を形成し、このポリシリコ
ン膜に気相からPOCl3を熱拡散源として熱拡散し導
電(N型)化した後に、このポリシリコン膜上におよそ
100nm程度のタングステンシリサイド(WSix)
膜、更にはおよそ150nm程度のSiO2膜を積層
し、不図示のレジスト膜を用いてパターニングして各M
OSトランジスタ用のゲート電極18を形成する。尚、
前記SiO2膜は、前記ゲート電極18をパターニング
形成する際のハードマスクであり、20は前記N型ボデ
ィ層14の電位を取るために前記P+型ソース層12に
隣接する位置に形成されるN型拡散層であり、当該N型
ボディ層14の電位は、前記N型ウエル2を介して当該
N型拡散層20につながっている。
【0034】以下、図示した説明は省略するが、全面に
TEOS膜及びBPSG膜等からなるおよそ600nm
程度の層間絶縁膜を形成した後に、前記各高濃度のソー
ス・ドレイン層12にコンタクトする金属配線層を形成
することで、前記Pチャネル型DMOSトランジスタが
完成する。尚、説明は省略したがNチャネル型DMOS
トランジスタも、前記Pチャネル型DMOSトランジス
タの形成と同等の工程を経て形成されることになるが、
当然のことながら前述したチャネル層の界面に形成され
るP型層16に相当する形成工程は省略される。
TEOS膜及びBPSG膜等からなるおよそ600nm
程度の層間絶縁膜を形成した後に、前記各高濃度のソー
ス・ドレイン層12にコンタクトする金属配線層を形成
することで、前記Pチャネル型DMOSトランジスタが
完成する。尚、説明は省略したがNチャネル型DMOS
トランジスタも、前記Pチャネル型DMOSトランジス
タの形成と同等の工程を経て形成されることになるが、
当然のことながら前述したチャネル層の界面に形成され
るP型層16に相当する形成工程は省略される。
【0035】しかしながら、本発明はNチャネル型DM
OSトランジスタに対するN型層の形成を妨げるもので
はなく、Pチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力
とNチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力とのバ
ランスを考慮して、それぞれにP型層、N型層を形成す
るものであっても良い。
OSトランジスタに対するN型層の形成を妨げるもので
はなく、Pチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力
とNチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力とのバ
ランスを考慮して、それぞれにP型層、N型層を形成す
るものであっても良い。
【0036】以上説明したように本発明構造では、Pチ
ャネル型DMOSトランジスタにおいて、N型ボディ層
14の上面(ゲート電極18下のチャネル層の界面)に
P型層16を形成したことで、従来構造に比してPチャ
ネル型DMOSトランジスタの駆動能力を向上させるこ
とができ、P型層16の濃度を調整することで、Nチャ
ネル型DMOSトランジスタの駆動能力と同程度に設定
できる。従って、従来のようにPチャネル型DMOSト
ランジスタのスイッチング特性を向上させるための高電
圧が必要なくなる。
ャネル型DMOSトランジスタにおいて、N型ボディ層
14の上面(ゲート電極18下のチャネル層の界面)に
P型層16を形成したことで、従来構造に比してPチャ
ネル型DMOSトランジスタの駆動能力を向上させるこ
とができ、P型層16の濃度を調整することで、Nチャ
ネル型DMOSトランジスタの駆動能力と同程度に設定
できる。従って、従来のようにPチャネル型DMOSト
ランジスタのスイッチング特性を向上させるための高電
圧が必要なくなる。
【0037】また、本発明の製造方法のように全ての
(当該Pチャネル型DMOSトランジスタ用の)イオン
注入工程が終了した後に、ゲート電極18を形成するた
め、従来の製造方法(ゲート電極を形成した後に、ボデ
ィ層を拡散形成する。)では不可能であった上記したよ
うなP型層16を形成することが可能になる。
(当該Pチャネル型DMOSトランジスタ用の)イオン
注入工程が終了した後に、ゲート電極18を形成するた
め、従来の製造方法(ゲート電極を形成した後に、ボデ
ィ層を拡散形成する。)では不可能であった上記したよ
うなP型層16を形成することが可能になる。
【0038】更に本発明構造では、ゲート電極18下の
みにN型ボディ層14あるいはP型ボディ層(図示せ
ず)が形成されているため、従来構造のようにP型ボデ
ィ層あるいはN型ボディ層で高濃度のソース層を包み込
むものに比して接合容量の低減化が図れる。
みにN型ボディ層14あるいはP型ボディ層(図示せ
ず)が形成されているため、従来構造のようにP型ボデ
ィ層あるいはN型ボディ層で高濃度のソース層を包み込
むものに比して接合容量の低減化が図れる。
【0039】また、上記構造ではP型ボディ層あるいは
N型ボディ層をイオン注入で形成しているため、従来の
ような拡散形成したものに比して微細化が可能になる。
N型ボディ層をイオン注入で形成しているため、従来の
ような拡散形成したものに比して微細化が可能になる。
【0040】更に、上記製造方法によれば、拡散により
ボディ層を形成する従来方法のように、DMOSトラン
ジスタを形成する際に、ボディ層形成のためのゲート電
極形成後における高温熱処理が必要なくなるため、微細
化プロセスとの混載が可能になる。
ボディ層を形成する従来方法のように、DMOSトラン
ジスタを形成する際に、ボディ層形成のためのゲート電
極形成後における高温熱処理が必要なくなるため、微細
化プロセスとの混載が可能になる。
【0041】本発明によれば、Nチャネル型DMOSト
ランジスタに比べ駆動能力の劣るPチャネル型DMOS
トランジスタに対して、チャネル層に薄いP型不純物層
を形成することで、駆動能力が向上する。
ランジスタに比べ駆動能力の劣るPチャネル型DMOS
トランジスタに対して、チャネル層に薄いP型不純物層
を形成することで、駆動能力が向上する。
【0042】また、上記DMOSトランジスタにおい
て、各種導電型のボディ層に対応して、それぞれのチャ
ネル層に駆動能力調整用の不純物層を形成することで、
同一基板上に構成される異なる導電型のトランジスタの
駆動能力を揃えることができる。
て、各種導電型のボディ層に対応して、それぞれのチャ
ネル層に駆動能力調整用の不純物層を形成することで、
同一基板上に構成される異なる導電型のトランジスタの
駆動能力を揃えることができる。
【0043】また、本発明の製造方法では、ゲート電極
形成前に全ての不純物層の形成が完了してしまうため、
上記構造のPチャネル型DMOSトランジスタを提供で
きる。
形成前に全ての不純物層の形成が完了してしまうため、
上記構造のPチャネル型DMOSトランジスタを提供で
きる。
【0044】更に、本発明の他の製造方法について説明
する。
する。
【0045】本発明の他の製造方法の特徴は、上述した
製造工程におけるP−層6、SLP層9、N型ボディ層
14、そしてP型層16までの形成工程を改善し、製造
工程数の削減を図ることである。
製造工程におけるP−層6、SLP層9、N型ボディ層
14、そしてP型層16までの形成工程を改善し、製造
工程数の削減を図ることである。
【0046】即ち、図示した説明は省略するが、本発明
の特徴はボディ層表面に当該ボディ層と逆導電型の不純
物層を形成することで、しきい値電圧を下げ、駆動能力
の向上を図ることである。
の特徴はボディ層表面に当該ボディ層と逆導電型の不純
物層を形成することで、しきい値電圧を下げ、駆動能力
の向上を図ることである。
【0047】そこで、他の製造方法では、前記SLP層
9とP型層16がほぼ同じ深さに位置することから、P
型層16を補償する条件でSLP層9を形成しておくこ
とで、新たにN型ボディ層14の形成後に、P型層16
を形成するためのイオン注入工程を省略することを特徴
とする。
9とP型層16がほぼ同じ深さに位置することから、P
型層16を補償する条件でSLP層9を形成しておくこ
とで、新たにN型ボディ層14の形成後に、P型層16
を形成するためのイオン注入工程を省略することを特徴
とする。
【0048】このときのSLP層形成用のイオン注入条
件は、例えばボロンイオンをおよそ50KeVの加速電
圧で、2.5×1012/cm2の注入条件でイオン注入
することで、新たに前記P型層16形成用のイオン注入
を行わなくても、しきい値電圧を低下させることができ
る。この場合、N型ボディ層14の形成は、およそ14
0KeVの加速電圧で1.2×1012/cm2の注入条
件で、リンイオンをイオン注入する。尚、上述した他の
製造方法もPチャネル型DMOSトランジスタ以外のN
チャネル型DMOSトランジスタにも適用可能なことは
言うまでもない。
件は、例えばボロンイオンをおよそ50KeVの加速電
圧で、2.5×1012/cm2の注入条件でイオン注入
することで、新たに前記P型層16形成用のイオン注入
を行わなくても、しきい値電圧を低下させることができ
る。この場合、N型ボディ層14の形成は、およそ14
0KeVの加速電圧で1.2×1012/cm2の注入条
件で、リンイオンをイオン注入する。尚、上述した他の
製造方法もPチャネル型DMOSトランジスタ以外のN
チャネル型DMOSトランジスタにも適用可能なことは
言うまでもない。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、同一条件で構成される
Nチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力に比して
劣るPチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力の向
上を図ることができる。
Nチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力に比して
劣るPチャネル型DMOSトランジスタの駆動能力の向
上を図ることができる。
【0050】また、本発明の製造方法では、ゲート電極
の形成前に全ての不純物層の形成が完了してしまうた
め、上記構造のPチャネル型DMOSトランジスタを提
供できる。
の形成前に全ての不純物層の形成が完了してしまうた
め、上記構造のPチャネル型DMOSトランジスタを提
供できる。
【0051】更に、上記DMOSトランジスタにおい
て、各種導電型のボディ層に対応して、それぞれのチャ
ネル層に駆動能力調整用の不純物層を形成することで、
同一基板上に構成される異なる導電型のトランジスタの
駆動能力を揃えることができる。
て、各種導電型のボディ層に対応して、それぞれのチャ
ネル層に駆動能力調整用の不純物層を形成することで、
同一基板上に構成される異なる導電型のトランジスタの
駆動能力を揃えることができる。
【図1】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図2】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図3】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図4】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図5】本発明の一実施形態の半導体装置の製造方法を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図6】従来の半導体装置を示す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 将茂 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5F040 DA01 DA21 DB01 EB01 EC07 EC13 EE01 EE05 EF01 EF18 EK01 EM01 EM02
Claims (12)
- 【請求項1】 一導電型の半導体層に形成される高濃度
の逆導電型ソース・ドレイン層と、前記ソース・ドレイ
ン層間に位置するチャネル層上に形成されるゲート電極
と、前記ソース層近傍に形成される一導電型のボディ層
と、前記チャネル層及びドレイン層間に形成される低濃
度の逆導電型ドレイン層とを有する半導体装置におい
て、 前記一導電型のボディ層上方部に形成される前記チャネ
ル層に、逆導電型層が形成されていることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項2】 一導電型の半導体層上にゲート酸化膜を
介して形成されたゲート電極と、 前記ゲート電極の一端部に隣接するように形成される高
濃度の逆導電型ソース層と、 前記ゲート電極の他端部から離間されて形成される高濃
度の逆導電型ドレイン層と、 前記ゲート電極下方から前記逆導電型ドレイン層を取り
囲むように形成される低濃度の逆導電型ドレイン層と、 前記ゲート電極下方の前記逆導電型ソース層と前記逆導
電型ドレイン層間に形成される一導電型のボディ層と、 前記一導電型のボディ層上方部に形成されるチャネル層
に形成される逆導電型層とを具備したことを特徴とする
請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記低濃度の逆導電型ドレイン層が、前
記ゲート電極下方では浅く、前記高濃度の逆導電型ドレ
イン層下方では深く形成されていることを特徴とする請
求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記トランジスタはPチャネル型トラン
ジスタであることを特徴とする請求項1に記載の半導体
装置。 - 【請求項5】 前記一導電型のボディ層が前記ゲート電
極下にのみ形成されていることを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記ボディ層はイオン注入によって形成
された不純物領域であることを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置。 - 【請求項7】 一導電型の半導体層に形成される高濃度
の逆導電型のソース・ドレイン層と、前記ソース・ドレ
イン層間に位置するチャネル層上に形成されるゲート電
極と、前記ソース層近傍に形成される一導電型のボディ
層と、前記チャネル層及びドレイン層間に形成される低
濃度の逆導電型ドレイン層とを有する半導体装置の製造
方法において、 前記ゲート電極の形成に先立ち、前記一導電型の半導体
層に前記一導電型のボディ層を形成する工程と、この
後、前記ボディ層の表面に逆導電型層を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記半導体層に逆導電型不純物イオンを
注入して低濃度の逆導電型ドレイン層を形成する工程
と、 前記半導体層に逆導電型不純物イオンを注入して前記ゲ
ート電極の一端部に隣接するように高濃度の逆導電型ソ
ース層を形成すると共に当該ゲート電極の他端部から離
間した位置に高濃度の逆導電型ドレイン層を形成する工
程と、 前記半導体層に一導電型不純物イオンを注入して前記ゲ
ート電極の一端部下方から前記逆導電型ソース層に隣接
するように一導電型のボディ層を形成する工程と、 前記半導体層に逆導電型不純物イオンを注入して前記一
導電型のボディ層上方に形成される前記チャネル層に逆
導電型層を形成する工程と、 前記半導体層上にゲート酸化膜を介してゲート電極を形
成する工程とを具備したことを特徴とする請求項7に記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記低濃度の逆導電型ドレイン層を形成
する工程は、前記ゲート電極下方では浅く、前記高濃度
の逆導電型ドレイン層下方では深くなるように不純物イ
オンを注入する工程であることを特徴とする請求項8に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項10】 前記ボディ層の形成工程は、イオン注
入工程を含むことを特徴とする請求項8に記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項11】 前記方法は同時に他の導電型のトラン
ジスタを形成する工程を含み、さらに前記チャネル層に
逆導電型層を形成する工程は、他のトランジスタの駆動
能力を考慮してしきい値が同程度となるように注入する
不純物濃度を決定する工程を含むことを特徴とする請求
項8に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 前記方法は同時に前記低濃度の逆導電
型ドレイン層と前記ボディ層の表面に形成される逆導電
型層とが形成されることを特徴とする請求項7に記載の
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000260134A JP2001196583A (ja) | 1999-10-29 | 2000-08-30 | 半導体装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30936599 | 1999-10-29 | ||
JP11-309365 | 1999-10-29 | ||
JP2000260134A JP2001196583A (ja) | 1999-10-29 | 2000-08-30 | 半導体装置とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001196583A true JP2001196583A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=26565931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000260134A Pending JP2001196583A (ja) | 1999-10-29 | 2000-08-30 | 半導体装置とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001196583A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008509548A (ja) * | 2004-08-03 | 2008-03-27 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | 半導体スイッチ装置と電子素子 |
US7734696B2 (en) | 2002-04-08 | 2010-06-08 | Oracle International Corporation | Hierarchical org-chart based email mailing list maintenance |
-
2000
- 2000-08-30 JP JP2000260134A patent/JP2001196583A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7734696B2 (en) | 2002-04-08 | 2010-06-08 | Oracle International Corporation | Hierarchical org-chart based email mailing list maintenance |
JP2008509548A (ja) * | 2004-08-03 | 2008-03-27 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | 半導体スイッチ装置と電子素子 |
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