JP2001274392A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2001274392A
JP2001274392A JP2000348366A JP2000348366A JP2001274392A JP 2001274392 A JP2001274392 A JP 2001274392A JP 2000348366 A JP2000348366 A JP 2000348366A JP 2000348366 A JP2000348366 A JP 2000348366A JP 2001274392 A JP2001274392 A JP 2001274392A
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JP
Japan
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region
film
forming
insulating film
semiconductor device
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JP2000348366A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuya Suzuki
▲たく▼也 鈴木
Shuichi Kikuchi
修一 菊地
Yumiko Akaishi
由美子 赤石
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LDMOS transistor with improved breakdown voltage. SOLUTION: A drift region forming process in the manufacturing step for the semiconductor device includes a step for implanting phosphorous ion and arsenic ion with different diffusion constant in a surface layer of the substrate, a step for forming a selective oxide film (first gate insulating film) 9A and an element isolation film 9B by selective oxidation, a step for diffusing the phosphorous ion and arsenic ion, and a step for implanting boron ion and diffusing the boron ion. In a step for forming the selective oxide film 9A and the element film 9B, the selective oxidation process is carried out in a laminated state of the oxide film and the polysilicon film. In this case, only the drift-region formation region is selectively oxidized in a state that the polysilicon has been removed.

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、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
に利用される高電圧素子としてのLD(Lateral Double
Diffused)MOSトランジスタ技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an LD (Lateral Double) as a high-voltage element used in, for example, a liquid crystal driving IC.
Diffused) MOS transistor technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】ここで、LDMOS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領域に対して、導
電型の異なる不純物を拡散させて、新たな拡散領域を形
成し、これらの拡散領域の横方向拡散の差を実効チャネ
ル長として利用するものであり、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。
2. Description of the Related Art Here, the LDMOS transistor structure means that a diffusion region formed on the surface side of a semiconductor substrate is diffused with an impurity having a different conductivity type to form a new diffusion region. The difference in the lateral diffusion is used as the effective channel length. By forming a short channel, the element is suitable for low on-resistance.

【0003】図20は、従来のLDMOS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
型のLDMOSトランジスタ構造について図示してあ
る。尚、Pチャネル型のLDMOS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
様な構造となっているのは周知の通りである。
FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining a conventional LDMOS transistor, and shows an N-channel type LDMOS transistor structure as an example. Although the description of the structure of the P-channel LDMOS transistor is omitted, it is well known that the structure is the same except for the conductivity type.

【0004】図20において、1は一導電型、例えばP
型の半導体基板(P−Sub)で、2はN型ウエル領域
(Nウエル)で、このN型ウエル領域2内にP型ボディ
(PB)領域3が形成されると共に、このP型ボディ領
域3内にはN+型拡散領域4が形成され、また前記N型
ウエル領域2内にN+型拡散領域5が形成されている。
基板表面にはゲート絶縁膜6を介してゲート電極7が形
成されており、このゲート電極7直下のP型ボディ領域
3の表面領域にはチャネル領域8が形成されている。
In FIG. 20, reference numeral 1 denotes one conductivity type, for example, P
A semiconductor substrate (P-Sub) 2 is an N-type well region (N-well). A P-type body (PB) region 3 is formed in the N-type well region 2 and a P-type body region 2 is formed. An N + type diffusion region 4 is formed in 3, and an N + type diffusion region 5 is formed in the N type well region 2.
A gate electrode 7 is formed on the surface of the substrate with a gate insulating film 6 interposed therebetween. A channel region 8 is formed in a surface region of the P-type body region 3 immediately below the gate electrode 7.

【0005】そして、前記N+型拡散領域4をソース領
域、N+型拡散領域5をドレイン領域とし、前記ゲート
電極7からドレイン領域を取り囲むように形成された前
記N型ウエル領域2をドリフト領域としている。また、
S,G,Dはそれぞれソース電極、ゲート電極、ドレイ
ン電極であり、12はP型ボディ領域3の電位を取るた
めのP+型拡散領域で、11は層間絶縁膜である。
The N + type diffusion region 4 is a source region, the N + type diffusion region 5 is a drain region, and the N type well region 2 formed so as to surround the drain region from the gate electrode 7 is a drift region. . Also,
S, G, and D are a source electrode, a gate electrode, and a drain electrode, respectively, 12 is a P + type diffusion region for taking the potential of the P type body region 3, and 11 is an interlayer insulating film.

【0006】上記LDMOSトランジスタにおいては、
N型ウエル領域2を拡散形成することで、N型ウエル領
域2表面での濃度が高くなり、N型ウエル領域2表面で
の電流が流れやすくなると共に、高耐圧化を図ることが
できる。そして、このような構成のLDMOSトランジ
スタは、表面緩和型(RESURF)LDMOSと呼ば
れ、前記N型ウエル領域2のドリフト領域のドーパンド
濃度は、RESURF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。
In the above LDMOS transistor,
By forming the N-type well region 2 by diffusion, the concentration on the surface of the N-type well region 2 is increased, so that the current easily flows on the surface of the N-type well region 2 and the breakdown voltage can be increased. The LDMOS transistor having such a configuration is called a surface relaxation type (RESURF) LDMOS, and the dopant concentration of the drift region of the N-type well region 2 is set so as to satisfy the RESURF condition. Such a technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-139438.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図20
に示すように前記N型ウエル領域2は一様に同じ深さ位
置まで形成されているため、更なる高耐圧化並びにオン
抵抗の低減化を図る際の妨げとなっていた。
However, FIG.
As shown in (1), the N-type well region 2 is uniformly formed to the same depth position, which hinders further increase in breakdown voltage and reduction in on-resistance.

【0008】従って、本発明では高耐圧化並びにオン抵
抗の低減化の要望に応え得る半導体装置を提供し、更に
その製造方法の適正化を図ることで、更なる高耐圧化を
可能にすることを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a semiconductor device which can meet the demand for higher withstand voltage and lower on-resistance, and furthermore, by optimizing a manufacturing method thereof, enables a higher withstand voltage. With the goal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、上
記課題を達成するため、半導体基板上に膜厚の異なる第
1,第2のゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
をもつ半導体装置において、ドリフト領域を形成する工
程が、少なくとも拡散係数の異なる2種類の同一導電型
不純物と、この2種類の不純物のうち、1種類の不純物
の拡散係数とほぼ同程度かそれ以上の拡散係数を有する
逆導電型不純物との拡散係数の差を利用し、前記ゲート
電極の下方で浅く、前記ドレイン領域の近傍で深くなる
ようにイオン注入する工程であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a semiconductor device having a gate electrode formed on a semiconductor substrate via first and second gate insulating films having different thicknesses. In the device, the step of forming a drift region includes at least two types of impurities of the same conductivity type having different diffusion coefficients, and a diffusion coefficient substantially equal to or greater than a diffusion coefficient of one of the two types of impurities. A step of utilizing a difference in diffusion coefficient with an impurity of the opposite conductivity type having an impurity to implant ions so as to be shallow below the gate electrode and deep near the drain region.

【0010】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
ドリフト領域の形成工程が、基板表層に拡散係数の異な
る少なくとも2種類の第2導電型不純物をイオン注入す
る工程と、選択酸化により第1のゲート絶縁膜及び素子
分離膜を形成すると共に、少なくとも前記2種類の第2
導電型不純物をそれぞれ拡散させる工程と、少なくとも
前記1種類以上の第2導電型不純物の拡散係数とほぼ同
程度かそれ以上の拡散係数を有する少なくとも1種類以
上の第1導電型不純物をイオン注入し拡散させる工程と
から成り、前記第1のゲート絶縁膜及び素子分離膜の形
成工程が、基板上に酸化膜及びポリシリコン膜あるいは
酸化膜及びアモルファスシリコン膜とを積層した状態で
選択酸化するものにおいて、前記ドリフト領域形成領域
のみ前記ポリシリコン膜あるいはアモルファスシリコン
膜を除去した状態で選択酸化することを特徴とし、ドリ
フト領域形成領域にイオン注入された不純物が第1のゲ
ート絶縁膜形成時に当該第1のゲート絶縁膜に適正に取
り込まれることで、基板表層でのドリフト領域の不純物
濃度の低減化が図れる。
Further, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
The step of forming a drift region includes a step of ion-implanting at least two types of second conductivity type impurities having different diffusion coefficients into a substrate surface layer, and forming a first gate insulating film and an element isolation film by selective oxidation. Two kinds of second
Diffusing conductive type impurities, and ion-implanting at least one or more first conductive type impurities having a diffusion coefficient substantially equal to or higher than at least one or more of the second conductive type impurities. Diffusing, wherein the step of forming the first gate insulating film and the element isolation film selectively oxidizes in a state where an oxide film and a polysilicon film or an oxide film and an amorphous silicon film are stacked on a substrate. Selectively oxidizing the drift region forming region only after removing the polysilicon film or the amorphous silicon film, wherein impurities implanted in the drift region forming region are subjected to the first gate insulating film formation when forming the first gate insulating film. By properly incorporating it into the gate insulating film, the impurity concentration in the drift region on the substrate surface can be reduced. That.

【0011】更に、本発明の半導体装置では、ドリフト
領域が、前記ゲート電極の下方で浅く、前記ドレイン領
域の近傍で深くなるように形成され、かつ前記ドリフト
領域の不純物濃度が、前記第2のゲート絶縁膜よりも厚
い第1のゲート絶縁膜下で前記第2のゲート絶縁膜下よ
りも低くなっていることを特徴とする。かかる構成によ
れば、第1のゲート絶縁膜(選択酸化膜9A)下のヒ素
イオンの濃度の下がり方が不充分となり、選択酸化膜9
A下の第1のN−層22A濃度が高くなり、電界集中に
よって動作耐圧が下がってしまうことを防止することが
可能となる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, the drift region is formed to be shallow below the gate electrode and deep near the drain region, and the drift region has an impurity concentration of the second region. It is characterized in that it is lower under the first gate insulating film thicker than the gate insulating film and lower than under the second gate insulating film. According to this configuration, the arsenic ion concentration under the first gate insulating film (selective oxide film 9A) does not decrease sufficiently, and the selective oxide film 9
The concentration of the first N- layer 22A under A is increased, and it is possible to prevent the operating withstand voltage from being reduced due to electric field concentration.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態の半導
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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1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、一例としてNチャネル型
のLDMOSトランジスタ構造について図示してある。
尚、Pチャネル型のLDMOS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、同様な
構造となっているのは周知の通りである。尚、従来構成
と同等な構成については同符号を付して説明を簡略化す
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an LDMOS transistor of the present invention, and shows an N-channel type LDMOS transistor structure as an example.
Although the description of the structure of the P-channel LDMOS transistor is omitted, it is well known that the structure is the same except for the conductivity type. The same components as those in the conventional configuration are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified.

【0014】図1おいて、1は一導電型、例えばP型の
半導体基板(P−Sub)で、21はP型ウエル領域
(Pウエル)で、このP型ウエル領域21内にN−層2
2が形成されると共に、P型ボディ(PB)領域3が形
成されている。また、前記P型ボディ領域3内にはN+
型拡散領域4が形成され、前記N−層22内にN+型拡
散領域5が形成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor substrate (P-Sub) of one conductivity type, for example, a P-type, and 21 denotes a P-type well region (P-well). 2
2 are formed, and a P-type body (PB) region 3 is formed. Further, N +
A diffusion region 4 is formed, and an N + diffusion region 5 is formed in the N− layer 22.

【0015】更に、基板表面には選択酸化膜9A(第1
のゲート絶縁膜)及びゲート酸化膜6(第2のゲート絶
縁膜)に跨るようにゲート電極7が形成されており、こ
のゲート電極7直下のP型ボディ領域3の表面領域には
チャネル領域8が形成されている。
Further, the selective oxidation film 9A (first
A gate electrode 7 is formed so as to extend over the gate insulating film 6) and the gate oxide film 6 (the second gate insulating film), and a channel region 8 is formed in the surface region of the P-type body region 3 immediately below the gate electrode 7. Are formed.

【0016】そして、前記N+型拡散領域4をソース領
域、N+型拡散領域5をドレイン領域とし、前記ゲート
電極7からドレイン領域下を取り囲むように形成された
N−層22をドリフト領域としている。以下、図示した
説明は省略するが、従来構成と同様に前記N+型拡散領
域4,5にコンタクトするようにソース電極S,ドレイ
ン電極Dが形成され、N+型拡散領域4に隣接して前記
P型ボディ領域3の電位を取るためのP型拡散領域12
が形成され、層間絶縁膜11で被覆されている。
The N + type diffusion region 4 is a source region, the N + type diffusion region 5 is a drain region, and the N− layer 22 formed so as to surround the gate electrode 7 and below the drain region is a drift region. Although not shown, the source electrode S and the drain electrode D are formed so as to be in contact with the N + type diffusion regions 4 and 5 in the same manner as in the conventional configuration. P-type diffusion region 12 for taking the potential of mold body region 3
Is formed and covered with an interlayer insulating film 11.

【0017】上記構成の特徴は、上述したようにP型ウ
エル領域21内にN−層22を形成し、このN−層22
がゲート電極7の下方で浅く(第1のN−層22A)形
成され、ドレイン領域5近傍で深く(第2のN−層22
B)形成されていることである(図1参照)。
The feature of the above structure is that, as described above, the N- layer 22 is formed in the P-type well region 21 and the N- layer 22 is formed.
Is formed shallow (first N− layer 22A) below the gate electrode 7 and deep (second N− layer 22A) near the drain region 5.
B) It is formed (see FIG. 1).

【0018】これにより、前記ゲート電極7の下方で浅
く形成された第1のN−層22Aの濃度は高く形成され
ており、オン抵抗が小さくなり電流が流れやすくなると
共に、ドレイン領域5近傍(ドリフト領域位置)の第2
のN−層22Bの濃度は低く形成されているので空乏層
が拡大しやすくなり高耐圧化が図れる(図9に示す濃度
分布図参照)。尚、本実施形態のNチャネル型のLDM
OSトランジスタでは、およそ30V程度の耐圧を有し
ている。
As a result, the concentration of the first N− layer 22A formed shallowly below the gate electrode 7 is formed to be high, so that the on-resistance becomes small and the current easily flows, and the vicinity of the drain region 5 ( Drift area position)
Since the concentration of the N− layer 22B is low, the depletion layer easily expands, and a high breakdown voltage can be achieved (see the concentration distribution diagram shown in FIG. 9). Note that the N-channel type LDM of the present embodiment is
The OS transistor has a withstand voltage of about 30 V.

【0019】以下、上述した半導体装置の製造方法につ
いて図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, a method of manufacturing the above-described semiconductor device will be described with reference to the drawings.

【0020】図2において、P型半導体基板1上にパッ
ド酸化膜29を形成した後に、P型ウエル領域21内に
ホトレジスト膜(PR)をマスクにして後工程でドリフ
ト領域と成るN−層22を形成するための2種類のN型
不純物(例えば、ヒ素イオンとリンイオン)をイオン注
入して、第1,第2のイオン注入層32,33を形成す
る。
In FIG. 2, after a pad oxide film 29 is formed on a P-type semiconductor substrate 1, an N- layer 22 which will become a drift region in a later step is formed in a P-type well region 21 using a photoresist film (PR) as a mask. The first and second ion-implanted layers 32 and 33 are formed by ion-implanting two types of N-type impurities (for example, arsenic ions and phosphorus ions) for forming GaAs.

【0021】尚、本工程では、例えば、ヒ素イオンをお
よそ160KeVの加速電圧で、3×1012/cm2
注入量で注入し、リンイオンをおよそ50KeVの加速
電圧で、4×1012/cm2の注入条件で行う。
In this step, for example, arsenic ions are implanted at an acceleration voltage of about 160 KeV and at an injection amount of 3 × 10 12 / cm 2 , and phosphorus ions are implanted at an acceleration voltage of about 50 KeV and 4 × 10 12 / cm 2. Perform under the injection condition of 2 .

【0022】次に、図3において、前記基板1上のパッ
ド酸化膜29上にポリシリコン膜30に形成し、その上
に形成したシリコン窒化(SiN)膜31をマスクにし
て前記基板表面の所定領域を選択酸化しておよそ730
nm程度の膜厚の選択酸化膜9A及び素子分離膜9Bを
形成すると共に、上述したように前記基板表層に注入し
ておいたヒ素イオンとリンイオンを基板内に拡散させ
る。このとき、ヒ素イオンとリンイオンの拡散係数の差
から、前記ヒ素イオンが前記基板1内部に拡散されて比
較的基板表層に第1のN−層22Aが形成され、また前
記リンイオンが前記基板1内部に拡散されて前記P型ウ
エル領域21内の比較的深い位置に第2のN−層22B
が形成される。
Next, referring to FIG. 3, a polysilicon film 30 is formed on a pad oxide film 29 on the substrate 1 and a silicon nitride (SiN) film 31 formed on the polysilicon film 30 is used as a mask. Selectively oxidize the region to about 730
A selective oxide film 9A and an element isolation film 9B having a thickness of about nm are formed, and arsenic ions and phosphorus ions implanted into the surface layer of the substrate are diffused into the substrate as described above. At this time, the arsenic ions are diffused into the substrate 1 due to the difference in diffusion coefficient between arsenic ions and phosphorus ions, forming a first N− layer 22A relatively on the surface of the substrate. The second N− layer 22B is diffused to a relatively deep position in the P-type well region 21.
Is formed.

【0023】続いて、図4において、ドレイン形成領域
上の前記基板1上にホトレジスト膜(PR)を形成した
後に、このホトレジスト膜をマスクにしてソース形成領
域の前記基板表層にP型不純物(例えば、ボロンイオ
ン)をイオン注入し、拡散することで、前記ソース形成
領域の前記第2のN−層22Bを形成するリンイオンを
このボロンイオンで相殺してこのソース形成領域の第2
のN−層22Bを消滅させる。
Subsequently, in FIG. 4, after a photoresist film (PR) is formed on the substrate 1 on the drain formation region, a P-type impurity (for example, , Boron ions) are implanted and diffused, so that the phosphorus ions forming the second N − layer 22B of the source forming region are offset by the boron ions, so that the second
Of the N− layer 22B.

【0024】尚、本工程では、例えば、ボロンイオンを
およそ80KeVの加速電圧で、8×1012/cm2
注入量で注入した後、およそ1100℃で2時間熱拡散
させる。ここで、図9は前述したヒ素イオン(実線で示
す)とリンイオン(一点鎖線で示す)とボロンイオン
(点線で示す)の不純物濃度分布を示す図で、図から判
るように基板のリンイオンを親とする濃度分布は、ボロ
ンイオンを親とする濃度分布と重合して相殺されること
になる。
In this step, for example, boron ions are implanted at an acceleration voltage of about 80 KeV at a dose of 8 × 10 12 / cm 2 and then thermally diffused at about 1100 ° C. for 2 hours. Here, FIG. 9 is a diagram showing the impurity concentration distributions of the arsenic ion (shown by a solid line), the phosphorus ion (shown by a dashed line), and the boron ion (shown by a dotted line). Is superimposed with the concentration distribution having boron ions as a parent and is offset.

【0025】このように本発明では、ドリフト領域を形
成する際に拡散係数の異なるヒ素イオンとリンイオンの
拡散係数の差を利用して、ソース形成領域側の基板深く
に形成された第2のN−層22Bを、後工程で注入され
るボロンイオンをイオン注入し拡散させることで相殺し
て、このソース形成領域側には基板表層に形成された第
1のN−層22Aだけが残ることとなり、オン抵抗の低
減化が図られた半導体装置を比較的簡単な製造工程で提
供することができる。
As described above, in the present invention, when forming the drift region, the difference between the diffusion coefficients of arsenic ions and phosphorus ions having different diffusion coefficients is utilized to form the second N formed deep in the substrate near the source formation region. The layer 22B is offset by ion-implanting and diffusing boron ions implanted in a later step, so that only the first N-layer 22A formed on the surface of the substrate remains on the source forming region side. In addition, a semiconductor device with reduced on-resistance can be provided by a relatively simple manufacturing process.

【0026】次に、図5において、前記基板1上におよ
そ80nm程度の膜厚のゲート酸化膜6を形成した後
に、このゲート酸化膜6から前記選択酸化膜9A上に跨
るようにおよそ250nm程度の膜厚のゲート電極7を
形成する。
Next, in FIG. 5, after a gate oxide film 6 having a thickness of about 80 nm is formed on the substrate 1, the gate oxide film 6 has a thickness of about 250 nm so as to extend over the selective oxide film 9 A. The gate electrode 7 having a thickness of 5 nm is formed.

【0027】続いて、図6において、前記ゲート電極7
及びドレイン形成領域を被覆するように形成したホトレ
ジスト膜(PR)をマスクにしてP型不純物(例えば、
ボロンイオン)を注入し拡散することで前記ゲート電極
7の一端部に隣接するようにP型ボディ領域3を形成す
る。
Subsequently, referring to FIG.
And a P-type impurity (for example, using a photoresist film (PR) formed so as to cover the drain formation region as a mask.
By implanting and diffusing boron ions, a P-type body region 3 is formed adjacent to one end of the gate electrode 7.

【0028】尚、本工程では、例えば、ボロンイオンを
およそ40KeVの加速電圧で、5×1013/cm2
注入量で注入した後に、およそ1050℃で2時間熱拡
散させる。
In this step, for example, boron ions are implanted at an acceleration voltage of about 40 KeV at a dose of 5 × 10 13 / cm 2 and then thermally diffused at about 1050 ° C. for 2 hours.

【0029】更に、図7において、前記P型ボディ領域
3内に形成するソース形成領域上及びドレイン形成領域
上に開口部を有するホトレジスト膜(PR)をマスクに
してN型不純物(例えば、リンイオンあるいはヒ素イオ
ン)を注入してソース・ドレイン領域となるN+型拡散
領域4,5を形成する。
Further, in FIG. 7, using a photoresist film (PR) having openings on the source forming region and the drain forming region formed in the P-type body region 3 as a mask, N-type impurities (for example, phosphorus ions or Arsenic ions are implanted to form N + type diffusion regions 4 and 5 which will be source / drain regions.

【0030】尚、前記N+型拡散領域4,5は、いわゆ
るLDD構造であっても良く、この場合には、先ず、ゲ
ート電極7及び選択酸化膜9A、そして不図示のホトレ
ジスト膜をマスクにして、例えばリンイオンをおよそ4
0KeVの加速電圧で、3.5×1013/cm2の注入
量で注入した後、前記ゲート電極7の側端部にサイドウ
ォールスペーサ膜を形成し、このサイドウォールスペー
サ膜,ゲート電極7,選択酸化膜9A及び不図示のホト
レジスト膜をマスクにして例えば、ヒ素イオンをおよそ
80KeVの加速電圧で、5×1015/cm2の注入量
で注入する。
The N + type diffusion regions 4 and 5 may have a so-called LDD structure. In this case, first, the gate electrode 7, the selective oxide film 9A, and a photoresist film (not shown) are used as a mask. For example, about 4
After implanting at an acceleration voltage of 0 KeV at an implantation rate of 3.5 × 10 13 / cm 2, a sidewall spacer film is formed at the side end of the gate electrode 7, and the sidewall spacer film, the gate electrode 7, Using the selective oxide film 9A and a photoresist film (not shown) as a mask, for example, arsenic ions are implanted at an acceleration voltage of about 80 KeV and at a dose of 5 × 10 15 / cm 2 .

【0031】そして、図8において、前記P型ボディ領
域3の電位を取るために前記N型拡散領域4に隣接する
位置に形成されるP型拡散領域12を形成するために、
ホトレジスト膜(PR)をマスクにしてP型不純物(例
えば、二フッ化ボロンイオン)を注入して、当該P型拡
散領域12を形成する。尚、本工程では、例えば、二フ
ッ化ボロンイオンをおよそ60KeVの加速電圧で、4
×1015/cm2の注入量で注入する。
In FIG. 8, in order to form a P-type diffusion region 12 formed at a position adjacent to the N-type diffusion region 4 in order to take the potential of the P-type body region 3,
Using the photoresist film (PR) as a mask, a P-type impurity (for example, boron difluoride ion) is implanted to form the P-type diffusion region 12. In this step, for example, boron difluoride ions are treated at an acceleration voltage of about 60 KeV for 4 times.
The injection is performed at an injection amount of × 10 15 / cm 2 .

【0032】以下、従来構成と同様に層間絶縁膜11を
形成した後に、ソース電極S、ドレイン電極Dを形成し
て図1に示した半導体装置を完成させる。
After forming the interlayer insulating film 11 in the same manner as in the conventional structure, the source electrode S and the drain electrode D are formed to complete the semiconductor device shown in FIG.

【0033】このように上記構成の半導体装置では、上
記ドリフト領域を形成する際に、拡散係数の異なる2種
類の第2導電型不純物(リンイオンとヒ素イオン)と、
このリンイオンの拡散係数とほぼ同程度の拡散係数を有
するボロンイオンとの拡散係数の差を利用して、ゲート
電極7下では浅く、かつドレイン領域5近傍では深く形
成することで、高耐圧化並びにオン抵抗の低減化が可能
になった。
As described above, in the semiconductor device having the above structure, when forming the drift region, two kinds of second conductivity type impurities (phosphorus ions and arsenic ions) having different diffusion coefficients are used.
By making use of the difference between the diffusion coefficient of boron ions and the diffusion coefficient of phosphorus ions which are substantially the same as the diffusion coefficient of phosphorus ions, the gate electrode 7 is formed shallow under the gate electrode 7 and deep near the drain region 5 to increase the breakdown voltage and The on-resistance can be reduced.

【0034】次に、本発明の他の実施形態について図面
を参照しながら説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0035】本発明の特徴は、ドリフト領域をリンイオ
ンとヒ素イオンとの二重構造にする際の製造工程プロセ
スの更なる適正化を図ることで、上記構成の半導体装置
よりも高耐圧化を実現したことである。
A feature of the present invention is to achieve a higher breakdown voltage than the semiconductor device having the above configuration by further optimizing the manufacturing process when the drift region has a double structure of phosphorus ions and arsenic ions. It was done.

【0036】先ず、本発明者は、上記構成のものにおい
て、ヒ素イオンにより構成される第1のN−層22Aの
濃度が予測した値よりも高いことに注目した。
First, the inventor has noticed that the concentration of the first N-layer 22A made of arsenic ions is higher than the predicted value in the above structure.

【0037】そして、本発明者は、上記現象と当該プロ
セスに適用された、いわゆるロコス法を改良してバーズ
ビーク成長の抑制及びストレス緩和等を可能にしたポリ
バッファードロコス法による選択酸化膜9Aの形成工程
とが関係していることを突き止めた。
The present inventor has proposed that the selective oxidized film 9A formed by the polybuffer drocos method, which improves the above phenomenon and the so-called locos method applied to the process and suppresses bird's beak growth and alleviates stress, can be used. It has been found that this is related to the forming process.

【0038】尚、上記ポリバッファードロコス法は、基
板上に酸化膜及びポリシリコン膜(あるいは酸化膜及び
アモルファスシリコンでも良い。)を積層し、その上に
形成した所定の開口を有する耐酸化膜(SiN膜等)を
マスクにして開口下のポリシリコン膜や基板を熱酸化さ
せて酸化膜を成長させるものである。
In the polybuffer drocos method, an oxide film and a polysilicon film (or an oxide film and amorphous silicon may be stacked) on a substrate, and an oxidation resistant film having a predetermined opening formed thereon. (SiN film or the like) is used as a mask to thermally oxidize the polysilicon film or the substrate under the opening to grow an oxide film.

【0039】そして、この方法を用いた場合、上記選択
酸化膜9Aの形成工程において基板界面近くにイオン注
入されたヒ素イオンが、この選択酸化膜9A内に十分に
取り込まれず、そのため予測した程の低濃度化が起きな
かったものと考えた。即ち、ポリバッファードロコス法
による基板上の酸化膜上に積層したポリシリコン膜の存
在により、ロコス酸化時にこのポリシリコン膜が基板よ
りも先に酸化される。
When this method is used, arsenic ions implanted near the substrate interface in the step of forming the selective oxide film 9A are not sufficiently taken into the selective oxide film 9A, and as a result, the arsenic ions are not as expected. It was considered that the low concentration did not occur. That is, due to the presence of the polysilicon film laminated on the oxide film on the substrate by the polybuffer drocos method, the polysilicon film is oxidized earlier than the substrate during the LOCOS oxidation.

【0040】そのため、この間に上記ヒ素イオンが基板
内に拡散してしまい、選択酸化膜9A下のヒ素イオンの
濃度の下がり方が不充分となり、実際には図1に点線で
示すように、選択酸化膜9A下の第1のN−層22A濃
度が高くなり、電界集中によって動作耐圧が下がってし
まう結果となっていた。
As a result, the arsenic ions diffuse into the substrate during this time, and the concentration of the arsenic ions under the selective oxide film 9A does not decrease sufficiently. In fact, as shown by the dotted line in FIG. As a result, the concentration of the first N- layer 22A under the oxide film 9A is increased, and the operation withstand voltage is reduced due to electric field concentration.

【0041】そこで、本発明の製造方法では、上記ポリ
バッファードロコス法で用いられるポリシリコン膜をド
リフト領域形成領域のみ除去した状態で、選択酸化工程
を施すようにしている。
Therefore, in the manufacturing method of the present invention, the selective oxidation step is performed with the polysilicon film used in the polybuffer drocos method removed only in the drift region forming region.

【0042】即ち、図10において、P型半導体基板1
上にパッド酸化膜29及びポリシリコン膜30を形成
し、ホトレジスト膜PRを用いて前記ポリシリコン膜3
0の所定領域に開口を形成した後に、P型ウエル領域2
1内に前記ポリシリコン膜30及びホトレジスト膜31
をマスクにして後工程でドリフト領域と成るN−層22
を形成するための2種類のN型不純物(例えば、ヒ素イ
オンとリンイオン)をイオン注入して、第1,第2のイ
オン注入層32,33を形成する。
That is, in FIG. 10, the P-type semiconductor substrate 1
A pad oxide film 29 and a polysilicon film 30 are formed thereon, and the polysilicon film 3 is formed using a photoresist film PR.
After forming an opening in the predetermined region of the P-type well region 2,
1, the polysilicon film 30 and the photoresist film 31
Layer 22 serving as a drift region in a later step using
The first and second ion-implanted layers 32 and 33 are formed by ion-implanting two types of N-type impurities (for example, arsenic ions and phosphorus ions) for forming GaAs.

【0043】尚、本工程では、例えば、ヒ素イオンをお
よそ160KeVの加速電圧で、3×1012/cm2
注入量で注入し、リンイオンをおよそ50KeVの加速
電圧で、4×1012/cm2の注入条件で行う。
In this step, for example, arsenic ions are implanted at an acceleration voltage of about 160 KeV and at a dose of 3 × 10 12 / cm 2 , and phosphorus ions are implanted at an acceleration voltage of about 50 KeV and 4 × 10 12 / cm 2. Perform under the injection condition of 2 .

【0044】次に、図11において、前記ポリシリコン
膜30を含む基板1上に形成した耐酸化(SiN)膜3
1をマスクにして前記基板表面の所定領域をポリバッフ
ァードロコス法により選択酸化しておよそ600nm程
度の膜厚の選択酸化膜9A及びおよそ730nm程度の
膜厚の素子分離膜9Bを形成する。この選択酸化時に、
上述したように前記基板表層に注入しておいたヒ素イオ
ンとリンイオンの拡散係数の差から前記ヒ素イオンが前
記基板1内部に拡散されて比較的基板表層に第1のN−
層23Aが形成され、また前記リンイオンが前記基板1
内部に拡散されて前記P型ウエル領域21内の比較的深
い位置に第2のN−層23Bが形成される。
Next, in FIG. 11, an oxidation resistant (SiN) film 3 formed on the substrate 1 including the polysilicon film 30 is formed.
By using 1 as a mask, a predetermined region on the substrate surface is selectively oxidized by a polybuffer drocos method to form a selective oxide film 9A having a thickness of about 600 nm and an element isolation film 9B having a thickness of about 730 nm. During this selective oxidation,
As described above, the arsenic ions are diffused into the substrate 1 from the difference between the diffusion coefficients of arsenic ions and phosphorus ions implanted into the substrate surface layer, and the first N-
A layer 23A is formed, and the phosphorus ions are
The second N− layer 23B is formed at a relatively deep position in the P-type well region 21 by being diffused inside.

【0045】ここで、本工程は本発明の特徴を為す工程
であり、ドリフト領域23(第1のN−層23A,第2
のN−層23B)を形成する際に、当該ドリフト領域形
成領域上のポリシリコン膜30を除去した状態で選択酸
化を行うことで、従来のように選択酸化膜が形成される
際に当該選択酸化膜内に取り込まれて低濃度化されるは
ずのヒ素イオンが基板内に必要以上に拡散することがな
くなり、所望の濃度分布が得られる。
Here, the present step is a step which is a feature of the present invention, and includes the drift region 23 (the first N− layer 23 A, the second
When the N− layer 23B) is formed, the selective oxidation is performed in a state where the polysilicon film 30 on the drift region formation region is removed, so that when the selective oxide film is formed as in the related art, the selective oxidation is performed. Arsenic ions that should be taken into the oxide film and reduced in concentration are not diffused into the substrate more than necessary, and a desired concentration distribution can be obtained.

【0046】尚、図18は第1の製造方法により形成さ
れたドリフト領域におけるリンイオンとヒ素イオンの不
純物濃度分布を示す図で、同じく図19は第2の製造方
法により形成されたドリフト領域におけるリンイオンと
ヒ素イオンの不純物濃度分布を示す図である。この図か
ら判る通り、第1の製造方法により形成されたドリフト
領域に比して第2の製造方法により形成されたドリフト
領域では基板表面近傍におけるヒ素イオンの不純物濃度
が低くなっている。
FIG. 18 is a diagram showing an impurity concentration distribution of phosphorus ions and arsenic ions in the drift region formed by the first manufacturing method. Similarly, FIG. 19 is a diagram showing phosphorus ions in the drift region formed by the second manufacturing method. FIG. 4 is a diagram showing impurity concentration distributions of arsenic ions and arsenic ions. As can be seen from this figure, the impurity concentration of arsenic ions near the substrate surface is lower in the drift region formed by the second manufacturing method than in the drift region formed by the first manufacturing method.

【0047】更に言えば、選択酸化膜9Aの膜厚は、素
子分離膜9Bの膜厚に比して多少薄くなるが、当該選択
酸化膜9Aの膜厚は素子分離膜9Bの膜厚ほど必要無い
ものであり、本プロセスを適用しても支障はない。
More specifically, the thickness of the selective oxide film 9A is slightly smaller than the thickness of the element isolation film 9B, but the thickness of the selective oxide film 9A is required to be as large as that of the element isolation film 9B. There is no such thing, and there is no problem in applying this process.

【0048】以下、第1の製造方法(図4〜図8)と同
様の工程を経て、第2の製造方法による半導体装置が完
成する。即ち、図12において、ドレイン形成領域上の
前記基板1上にホトレジスト膜(PR)を形成した後
に、このホトレジスト膜をマスクにしてソース形成領域
の前記基板表層にP型不純物(例えば、ボロンイオン)
をイオン注入し、拡散することで、前記ソース形成領域
の前記第2のN−層23Bを形成するリンイオンをこの
ボロンイオンで相殺してこのソース形成領域の第2のN
−層23Bを消滅させる。
Thereafter, through the same steps as in the first manufacturing method (FIGS. 4 to 8), a semiconductor device according to the second manufacturing method is completed. That is, in FIG. 12, after a photoresist film (PR) is formed on the substrate 1 on the drain formation region, a P-type impurity (for example, boron ion) is formed on the surface of the substrate in the source formation region using the photoresist film as a mask.
Is implanted and diffused to offset the phosphorus ions forming the second N− layer 23B of the source forming region with the boron ions, thereby forming the second N− layer 23B of the source forming region.
The layer 23B is extinguished;

【0049】尚、本工程では、例えば、ボロンイオンを
およそ80KeVの加速電圧で、8×1012/cm2
注入量で注入した後、およそ1100℃で2時間熱拡散
させる。
In this step, for example, boron ions are implanted at an acceleration voltage of about 80 KeV at a dose of 8 × 10 12 / cm 2 , and then thermally diffused at about 1100 ° C. for 2 hours.

【0050】次に、図13において、前記基板1上にお
よそ80nm程度の膜厚のゲート酸化膜6を形成した後
に、このゲート酸化膜6から前記選択酸化膜9A上に跨
るようにおよそ250nm程度の膜厚のゲート電極7を
形成する。
Next, in FIG. 13, after a gate oxide film 6 having a thickness of about 80 nm is formed on the substrate 1, the gate oxide film 6 has a thickness of about 250 nm over the selective oxide film 9 A. The gate electrode 7 having a thickness of 5 nm is formed.

【0051】続いて、図14において、前記ゲート電極
7及びドレイン形成領域を被覆するように形成したホト
レジスト膜(PR)をマスクにしてP型不純物(例え
ば、ボロンイオン)を注入し拡散することで前記ゲート
電極7の一端部に隣接するようにP型ボディ領域3を形
成する。
Subsequently, in FIG. 14, a P-type impurity (for example, boron ion) is implanted and diffused by using a photoresist film (PR) formed so as to cover the gate electrode 7 and the drain formation region as a mask. A P-type body region 3 is formed adjacent to one end of the gate electrode 7.

【0052】尚、本工程では、例えば、ボロンイオンを
およそ40KeVの加速電圧で、5×1013/cm2
注入量で注入した後に、およそ1050℃で2時間熱拡
散させる。
In this step, for example, boron ions are implanted at an acceleration voltage of about 40 KeV at an implantation amount of 5 × 10 13 / cm 2 , and then thermally diffused at about 1050 ° C. for 2 hours.

【0053】更に、図15において、前記P型ボディ領
域3内に形成するソース形成領域上及びドレイン形成領
域上に開口部を有するホトレジスト膜(PR)をマスク
にしてN型不純物(例えば、リンイオンあるいはヒ素イ
オン)を注入してソース・ドレイン領域となるN+型拡
散領域4,5を形成する。
Further, in FIG. 15, using a photoresist film (PR) having openings on the source formation region and the drain formation region formed in the P-type body region 3 as a mask, N-type impurities (for example, phosphorus ions or Arsenic ions are implanted to form N + type diffusion regions 4 and 5 which will be source / drain regions.

【0054】尚、前記N+型拡散領域4,5は、いわゆ
るLDD構造であっても良く、この場合には、先ず、ゲ
ート電極7及び選択酸化膜9A、そして不図示のホトレ
ジスト膜をマスクにして、例えばリンイオンをおよそ4
0KeVの加速電圧で、3.5×1013/cm2の注入
量で注入した後、前記ゲート電極7の側端部にサイドウ
ォールスペーサ膜を形成し、このサイドウォールスペー
サ膜,ゲート電極7,選択酸化膜9A及び不図示のホト
レジスト膜をマスクにして例えば、ヒ素イオンをおよそ
80KeVの加速電圧で、5×1015/cm2の注入量
で注入する。
The N + type diffusion regions 4 and 5 may have a so-called LDD structure. In this case, first, the gate electrode 7, the selective oxide film 9A, and a photoresist film (not shown) are used as a mask. For example, about 4
After implanting at an acceleration voltage of 0 KeV at an implantation rate of 3.5 × 10 13 / cm 2, a sidewall spacer film is formed at the side end of the gate electrode 7, and the sidewall spacer film, the gate electrode 7, Using the selective oxide film 9A and a photoresist film (not shown) as a mask, for example, arsenic ions are implanted at an acceleration voltage of about 80 KeV and at a dose of 5 × 10 15 / cm 2 .

【0055】そして、図16において、前記P型ボディ
領域3の電位を取るために前記N型拡散領域4に隣接す
る位置に形成されるP型拡散領域12を形成するため
に、ホトレジスト膜(PR)をマスクにしてP型不純物
(例えば、二フッ化ボロンイオン)を注入して、当該P
型拡散領域12を形成する。尚、本工程では、例えば、
二フッ化ボロンイオンをおよそ60KeVの加速電圧
で、4×1015/cm2の注入量で注入する。
In FIG. 16, a photoresist film (PR) is formed to form a P-type diffusion region 12 formed at a position adjacent to the N-type diffusion region 4 in order to take the potential of the P-type body region 3. ) Is used as a mask to implant a P-type impurity (for example, boron difluoride ion).
A mold diffusion region 12 is formed. In this step, for example,
Boron difluoride ions are implanted at an acceleration voltage of about 60 KeV and at a dose of 4 × 10 15 / cm 2 .

【0056】以下、図17に示すように従来構成と同様
に層間絶縁膜11を形成してソース電極S、ドレイン電
極Dを形成し、半導体装置を完成させる。
Thereafter, as shown in FIG. 17, an interlayer insulating film 11 is formed in the same manner as in the conventional structure, a source electrode S and a drain electrode D are formed, and a semiconductor device is completed.

【0057】そして、このようにして形成された半導体
装置の動作耐圧は、およそ40V程度にまで向上させる
ことができた。
The operating withstand voltage of the semiconductor device formed as described above could be improved to about 40 V.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、拡散係数の異なる少な
くとも2種類の第2導電型不純物と、この少なくとも1
種類以上の第2導電型不純物の拡散係数とほぼ同程度か
それ以上の拡散係数を有する少なくとも1種類以上の第
1導電型不純物との拡散係数の差を利用して形成するド
リフト領域の形成工程の適正化を図ることで、更なる高
耐圧化が可能になる。
According to the present invention, at least two types of impurities of the second conductivity type having different diffusion coefficients,
Forming a drift region using a difference in diffusion coefficient with at least one type of first conductivity type impurity having a diffusion coefficient substantially equal to or higher than that of at least one type of second conductivity type impurity; By properly adjusting the pressure, it is possible to further increase the breakdown voltage.

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

【図1】本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図6】本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1の実施形態の半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明のドリフト領域形成原理を説明するため
の各種イオンの濃度分布図である。
FIG. 9 is a concentration distribution diagram of various ions for explaining the principle of forming a drift region according to the present invention.

【図10】本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図11】本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図12】本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図13】本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図14】本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図15】本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図16】本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;

【図17】本発明の第2の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment of the present invention.

【図18】ドリフト領域における各種イオンの濃度分布
図である。
FIG. 18 is a concentration distribution diagram of various ions in a drift region.

【図19】ドリフト領域における各種イオンの濃度分布
図である。
FIG. 19 is a concentration distribution diagram of various ions in a drift region.

【図20】従来の半導体装置を示す断面図である。FIG. 20 is a sectional view showing a conventional semiconductor device.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/94 A 29/78 301D (72)発明者 赤石 由美子 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) 4M108 AA02 AA09 AB04 AB10 AB13 AB16 AC01 AD07 AD13 5F032 AA13 AA18 CA03 CA17 DA43 DA47 DA53 5F040 DA00 DA22 EB01 EC19 ED09 EF01 EF02 EF13 EF18 EK01 EM01 FC17 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/94 A 29/78 301D (72) Inventor Yumiko 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka 3 F-term in Yo-Eki Corporation (reference) 4M108 AA02 AA09 AB04 AB10 AB13 AB16 AC01 AD07 AD13 5F032 AA13 AA18 CA03 CA17 DA43 DA47 DA53 5F040 DA00 DA22 EB01 EC19 ED09 EF01 EF02 EF13 EF18 EK01 EM01 FC17

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に膜厚の異なる第1,第2
のゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、当該
ゲート電極に隣接するように形成されたソース領域と、
当該ソース領域から離間した位置に形成されたドレイン
領域と、前記ゲート電極からドレイン領域にかけてドリ
フト領域が形成されて成る半導体装置において、 前記ドリフト領域が、前記ゲート電極の下方で浅く、前
記ドレイン領域の近傍で深くなるように形成され、かつ
前記ドリフト領域の不純物濃度が、前記第1のゲート絶
縁膜下で、前記第1のゲート絶縁膜よりも薄い第2のゲ
ート絶縁膜下よりも低くなっていることを特徴とする半
導体装置。
A first and a second film having different thicknesses on a semiconductor substrate;
A gate electrode formed through the gate insulating film, and a source region formed to be adjacent to the gate electrode;
In a semiconductor device in which a drain region formed at a position separated from the source region and a drift region formed from the gate electrode to the drain region, the drift region is shallow below the gate electrode, And the impurity concentration of the drift region is lower under the first gate insulating film than under a second gate insulating film thinner than the first gate insulating film. A semiconductor device.
【請求項2】 前記ゲート電極は、第1のゲート絶縁膜
上から、前記第1のゲート絶縁膜よりも薄い第2のゲー
ト絶縁膜上に跨って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。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode is formed over a first gate insulating film and over a second gate insulating film thinner than the first gate insulating film. 2. The semiconductor device according to 1.
【請求項3】 前記第1のゲート絶縁膜は選択酸化に
よって形成された選択酸化膜であることを特徴とする請
求項1に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first gate insulating film is a selective oxide film formed by selective oxidation.
【請求項4】 前記選択酸化膜表面及び前記ドリフト領
域表面を除く領域はバッファードロコス法による選択酸
化法により形成されていることを特徴とする請求項3に
記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein a region excluding the surface of the selective oxide film and the surface of the drift region is formed by a selective oxidation method using a buffer droco method.
【請求項5】 半導体基板上に膜厚の異なる第1,第2
のゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、当該
ゲート電極に隣接するように形成されたソース領域と、
当該ソース領域から離間した位置に形成されたドレイン
領域と、前記ゲート電極からドレイン領域にかけてドリ
フト領域が形成されて成る半導体装置の製造方法におい
て、 前記ドリフト領域を形成する工程が、少なくとも拡散係
数の異なる2種類の同一導電型不純物と、この2種類の
不純物のうち、1種類の不純物の拡散係数とほぼ同程度
かそれ以上の拡散係数を有する逆導電型不純物との拡散
係数の差を利用し、前記ゲート電極の下方で浅く、前記
ドレイン領域の近傍で深くなるようにイオン注入する工
程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A method according to claim 1, wherein the first and second layers have different thicknesses on the semiconductor substrate.
A gate electrode formed through the gate insulating film, and a source region formed to be adjacent to the gate electrode;
In a method for manufacturing a semiconductor device in which a drain region is formed at a position separated from the source region and a drift region is formed from the gate electrode to the drain region, the step of forming the drift region differs at least in a diffusion coefficient. Utilizing a difference in diffusion coefficient between two types of impurities of the same conductivity type and an impurity of the opposite conductivity type having a diffusion coefficient substantially equal to or higher than the diffusion coefficient of one type of the two types of impurities, A method of implanting ions so as to be shallow below the gate electrode and deeper near the drain region.
【請求項6】 前記ドリフト領域の形成工程が、前記半
導体基板表層に拡散係数の異なる少なくとも2種類の第
2導電型不純物イオンを注入する第1の注入工程と、 選択酸化により前記第1のゲート絶縁膜及び素子分離膜
を形成する工程と、 更に少なくとも1種類以上の前記第2導電型不純物の拡
散係数とほぼ同程度かそれ以上の拡散係数を有する少な
くとも1種類以上の第1導電型不純物イオンを注入する
第2の注入工程とを含むことを特徴とする請求項5に記
載の半導体装置の製造方法。
6. The step of forming the drift region includes a first implantation step of implanting at least two types of second conductivity type impurity ions having different diffusion coefficients into a surface layer of the semiconductor substrate; and a step of selectively oxidizing the first gate. Forming an insulating film and an element isolation film; and at least one or more first conductivity type impurity ions having a diffusion coefficient substantially equal to or greater than that of at least one or more of the second conductivity type impurities. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising: a second implantation step of implanting a semiconductor.
【請求項7】 前記第1の注入工程は、イオン注入工程
と拡散工程とからなり、前記拡散工程は、前記素子分離
膜を形成する工程と同時に行われることを特徴とする請
求項6に記載の半導体装置の製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the first implantation step includes an ion implantation step and a diffusion step, and the diffusion step is performed simultaneously with the step of forming the element isolation film. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項8】 前記第1の注入工程は、ヒ素イオンおよ
びリンイオンを注入する工程であり、 前記第2の注入工程は、前記リンイオンを相殺すべく、
前記ヒ素およびリンの注入された領域の一部に選択的に
ボロンイオンを注入する工程であることを特徴とする請
求項6に記載の半導体装置の製造方法。
8. The first implantation step is a step of implanting arsenic ions and phosphorus ions, and the second implantation step is to cancel the phosphorus ions.
7. The method according to claim 6, further comprising the step of selectively implanting boron ions into a part of the arsenic and phosphorus implanted region.
【請求項9】 前記選択酸化により前記第1のゲート絶
縁膜及び素子分離膜を形成する工程は、 基板上に酸化膜及びポリシリコン膜あるいは酸化膜及び
アモルファスシリコン膜とを積層した状態で選択酸化を
行うバッファードロコス工程であることを特徴とする請
求項6に記載の半導体装置の製造方法。
9. The step of forming the first gate insulating film and the element isolation film by the selective oxidation includes the step of selectively oxidizing the oxide film and a polysilicon film or an oxide film and an amorphous silicon film on a substrate. 7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the method is a buffer drocos process.
【請求項10】 前記第1のゲート絶縁膜及び素子分離
膜の形成工程が、前記ドリフト領域形成領域のみ前記ポ
リシリコン膜あるいはアモルファスシリコン膜を除去し
た状態となるように、基板上に酸化膜及びポリシリコン
膜あるいは酸化膜及びアモルファスシリコン膜とを積層
した状態で選択酸化する工程であることを特徴とする請
求項9に記載の半導体装置の製造方法。
10. An oxide film and an oxide film on a substrate such that the step of forming the first gate insulating film and the element isolation film removes the polysilicon film or the amorphous silicon film only in the drift region formation region. 10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, further comprising a step of selectively oxidizing the polysilicon film or the oxide film and the amorphous silicon film in a stacked state.
【請求項11】 第1導電型半導体層上に酸化膜を形成
する工程と、 前記酸化膜上にポリシリコン膜あるいはアモルファスシ
リコン膜を形成する工程と、 ドリフト領域形成領域の前記ポリシリコン膜あるいはア
モルファスシリコン膜を除去する工程と、 当該ドリフト領域形成領域に2種類の第2導電型不純物
をイオン注入する工程と、 前記ポリシリコン膜あるいはアモルファスシリコン膜を
含む半導体層上に形成した耐酸化膜をマスクとして当該
半導体層上の所望領域を選択酸化して第1のゲート絶縁
膜及び素子分離膜を形成すると共に、前記2種類の第2
導電型不純物のそれぞれの拡散係数の差から前記半導体
層内の比較的深い位置及び比較的表層のそれぞれに低濃
度の第2導電型層を形成する工程と、 ドレイン形成領域上の前記半導体層上に形成したホトレ
ジスト膜をマスクにしてソース形成領域の前記半導体層
表層に第1導電型不純物をイオン注入し拡散させること
で、前記ソース形成領域の前記半導体層内の比較的深い
位置に形成された第2導電型層をこの第1導電型不純物
を拡散させて相殺する工程と、 前記第1のゲート絶縁膜が形成された領域を除く前記半
導体層上に第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜及び第2のゲート絶縁膜上に跨るよう
にゲート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極及びドレイン形成領域を被覆するように
形成したマスクを介して第1導電型不純物を注入し拡散
することで前記ゲート電極の一端部に隣接するように第
1導電型ボディ領域を形成する工程と、 前記第1導電型ボディ領域内に形成するソース形成領域
上及びドレイン形成領域上に開口を有するマスクを介し
て第2導電型不純物を注入してソース・ドレイン領域を
形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
11. A step of forming an oxide film on the first conductivity type semiconductor layer, a step of forming a polysilicon film or an amorphous silicon film on the oxide film, and a step of forming the polysilicon film or the amorphous film in a drift region forming region. A step of removing the silicon film; a step of ion-implanting two types of second conductivity type impurities into the drift region forming region; and a mask of the oxidation-resistant film formed on the semiconductor layer including the polysilicon film or the amorphous silicon film. A desired region on the semiconductor layer is selectively oxidized to form a first gate insulating film and an element isolation film, and the two types of second
Forming a low-concentration second conductivity type layer at a relatively deep position in the semiconductor layer and at a relatively relatively high surface layer, respectively, based on a difference in diffusion coefficient between the conductivity type impurities; A first conductivity type impurity is ion-implanted and diffused into the surface of the semiconductor layer in the source formation region using the photoresist film formed in the above as a mask, thereby forming the source formation region at a relatively deep position in the semiconductor layer. A step of diffusing the second conductive type layer by diffusing the first conductive type impurity and a step of forming a second gate insulating film on the semiconductor layer except for a region where the first gate insulating film is formed Forming a gate electrode over the first insulating film and the second gate insulating film; and forming a first electrode through a mask formed so as to cover the gate electrode and the drain formation region. Forming a first conductivity type body region adjacent to one end of the gate electrode by injecting and diffusing a conductivity type impurity; and a source formation region and a drain formed in the first conductivity type body region. Forming a source / drain region by injecting a second conductivity type impurity through a mask having an opening on the formation region.
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