JP2002313948A - Mos半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
Mos半導体装置およびその製造方法Info
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- JP2002313948A JP2002313948A JP2001115262A JP2001115262A JP2002313948A JP 2002313948 A JP2002313948 A JP 2002313948A JP 2001115262 A JP2001115262 A JP 2001115262A JP 2001115262 A JP2001115262 A JP 2001115262A JP 2002313948 A JP2002313948 A JP 2002313948A
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Abstract
による高耐圧、高集積化、能力向上等が要求されるMO
S半導体装置およびその製造方法に関する。 【解決手段】 このMOS半導体装置では、ドレイン領
域51、54およびソース領域52、55の表面にコン
タクト領域60、61、62、63がコンタクトホール
67、69の幅に合わせて最小限に形成されている。ま
た、ドレイン領域51、54およびソース領域52、5
5は、エピタキシャル層48ので深部まで形成されてい
る。この構造により、MOSトランジスタのOFF時、
つまり、逆方向電圧がかかったとき、空乏層を確実に形
成する領域を有することで、高耐圧、高集積化、能力向
上等を実現したMOSトランジスタを提供できる。
Description
トランジスタにおいて、ソース領域およびドレイン領域
を不純物濃度の異なる同一導電型の不純物からなる2層
の拡散領域より形成することで、MOSトランジスタの
電界緩和およびMOSトランジスタサイズの微細化を図
るMOS半導体装置およびその製造方法に関する。
Cの微細化による高集積化、能力向上、低消費電力等が
要求されている。そして、下記に従来例として示すパワ
ーMOSトランジスタは、一般に携帯機器、例えば、M
DやCD等のバッテリー駆動モータドライバーICとし
て使用されている。そして、上記した開発テーマを目標
に、日々研究・開発されている。
ロセスにおけるNチャンネル型MOSトランジスタ1お
よびPチャンネル型MOSトランジスタ2の断面図を示
したものである。
えば、比抵抗0.1〜3.5Ω・cm、厚さ1.0〜
6.0μmのエピタキシャル層8が形成されている。そ
して、基板3およびエピタキシャル層8には、両者を完
全に貫通するP+型分離領域6によって第1の島領域2
9および第2の島領域30がされている。
向に拡散した第1の分離領域7およびエピタキシャル層
8の表面から拡散した第2の分離領域9から成り、2者
が連結することでエピタキシャル層8を島状に分離す
る。また、P+型分離領域6上には、LOCOS酸化膜
13が形成されていることで、より素子間分離が成され
る。
ル型MOSトランジスタ1が形成されている。Nチャン
ネル型MOSトランジスタ1において、基板3とエピタ
キシャル層8との間にP+型の埋め込み層5が形成され
ており、P+型の埋め込み層5と連結してP+型のウェ
ル領域10が形成されている。そして、P+型のウェル
領域10にはドレイン領域としてN+型のウェル領域1
4、ソース領域としてN+型のウェル領域15が形成さ
れている。また、P+型の拡散領域19も形成されてい
る。このとき、N+型のウェル領域14、15はゲート
16下まで、また、深さ方向はP+型の埋め込み層5付
近まで深く形成されている。
N++型のコンタクト領域22、23が形成されてお
り、それぞれコンタクトホール27を介して外部電極2
8と接続されている。
形成されているN+型のウェル領域14、15の特徴と
しては、ゲート16下に形成されるN型のチャンネルと
N++型のコンタクト領域22、23間に形成されてい
ることで、N++型のコンタクト領域22、23に対し
て濃度勾配を形成することができる。そのことにより、
Nチャンネル型MOSトランジスタ1がOFF時、Nチ
ャンネル型MOSトランジスタ1に逆方向電圧が印加し
たときの空乏層形成領域を確保することができる。
ウェル領域10の電位を安定させる効果があり、このこ
とにより、Nチャンネル型MOSトランジスタ1のON
時におけるチャンネル形成がより確実になる構造となっ
ている。
型MOSトランジスタ2が形成されている。Pチャンネ
ル型MOSトランジスタ2において、基板3とエピタキ
シャル層8との間にN+型の埋め込み層4が形成されて
おり、エピタキシャル層8にはドレイン領域としてP+
型のウェル領域11、ソース領域としてP+型のウェル
領域12が形成されている。また、N+型の拡散領域1
8も形成されている。このとき、P+型のウェル領域1
1、12はゲート17下まで、また、深さ方向はN+型
の埋め込み層4付近まで深く形成されている。
P++型のコンタクト領域20、21が形成されてお
り、それぞれコンタクトホール27を介して外部電極2
8と接続されている。
ランジスタ1と同様に、ソースおよびドレイン領域とし
て形成されているP+型のウェル領域11、12の特徴
としては、P型のチャンネルとP++型のコンタクト領
域20、21間に形成されていることで、P++型のコ
ンタクト領域20、21に対して濃度勾配を形成するこ
とができる。そのことにより、Pチャンネル型MOSト
ランジスタ2がOFF時、Pチャンネル型MOSトラン
ジスタ2に逆方向電圧が印加したときの空乏層形成領域
を確保することができる。
エピタキシャル層8の電位を安定させる効果があり、こ
のことにより、Pチャンネル型MOSトランジスタ2の
ON時におけるチャンネル形成がより確実になる構造と
なっている。
したBi−CMOSプロセスにおける高耐圧用のNチャ
ンネル型MOSトランジスタ1およびPチャンネル型M
OSトランジスタ2の製造工程について、図12〜図1
9を参照にして以下に説明する。
晶シリコン基板3を準備し、この基板3の表面を熱酸化
して酸化膜を形成し、Pチャンネル型MOSトランジス
タ2のN+型の埋め込み層4に対応する酸化膜をホトエ
ッチングして選択マスクとする。そして、基板3表面に
N+型埋め込み層4を形成するヒ素(As)を拡散す
る。
型MOSトランジスタ1のP+型の埋め込み層5および
P+型の分離領域6を形成するための第1のP+型の埋
め込み層7のイオン注入を行う。図12において選択マ
スクとして用いた酸化膜を全て除去した後、基板3の表
面を熱酸化してシリコン酸化膜を、例えば、0.01〜
0.20μm程度形成し、公知のフォトリソグラフィ技
術によりP+型の埋め込み層5、7を形成する部分に開
口部が設けられたフォトレジストを選択マスクとして形
成する。そして、P型不純物、例えば、ホウ素(B)を
イオンエネルギー100〜200keV、導入量1.0
×1013〜1.0×1015/cm2でイオン注入する。
その後、フォトレジストを除去する。このとき、N+型
の埋め込み層4も同時に拡散される。
除去した後、基板3をエピタキシャル成長装置のサセプ
タ上に配置し、ランプ加熱によって基板3に、例えば、
1000℃程度の高温を与えると共に反応管内にSiH
2Cl2ガスとH2ガスを導入することにより、例えば、
比抵抗0.1〜3.5Ω・cm、厚さ1.0〜6.0μ
m程度のエピタキシャル層8を成長させる。そして、エ
ピタキシャル層8の表面を熱酸化してシリコン酸化膜
を、例えば、0.1〜0.6μm程度形成した後、第2
のP+型の埋め込み層9、Nチャンネル型MOSトラン
ジスタ1のP+型ウェル領域10およびPチャンネル型
MOSトランジスタ2のソースおよびドレイン領域のP
+型ウェル領域11、12に対応する酸化膜をホトエッ
チングして選択マスクとする。そして、P型不純物、例
えば、ホウ素(B)をイオンエネルギー20〜65ke
V、導入量3.0×1012〜1014/cm2でイオン注
入し、拡散する。このとき、N+型埋め込み層4、P+
型の埋め込み層5、7が同時に拡散される。
て形成したシリコン酸化膜上に、公知のフォトリソグラ
フィ技術によりNチャンネル型MOSトランジスタ1の
ソースおよびドレイン領域のN+型のウェル領域14、
15を形成する部分に開口部が設けられたフォトレジス
トを選択マスクとして形成する。そして、N型不純物、
例えば、リン(P)をイオンエネルギー20〜65ke
V、導入量1.0×1013〜1.0×1015/cm2で
イオン注入する。その後、フォトレジストを除去する。
このとき、P+型の埋め込み層9およびP+型のウェル
領域10、11、12も同時に拡散される。そして、P
+型の埋め込み層7、9が連結することでP+型の分離
領域6が形成される。また、P+型の埋め込み層5とP
+型のウェル領域10も連結する。
て形成したシリコン酸化膜を除去し、例えば、800〜
1200℃程度でスチーム酸化で酸化膜付けを行いなが
ら基板3全体に熱処理を与え、P+型分離領域6上に
は、LOCOS酸化膜13が形成されることで、より素
子間分離が成される。ここで、LOCOS酸化膜13
は、例えば、厚さ0.5〜1.0μm程度に形成され
る。次に、基板3全体にゲートシリコン酸化膜を、例え
ば、厚さ0.01〜0.20μm程度形成し、その酸化
膜上にポリシリコンを形成し、リン(P)を拡散し、ポ
リシリコンをエッチングすることでNチャンネル型MO
Sトランジスタ1のゲート16およびPチャンネル型M
OSトランジスタ2のゲート17を形成する。その後、
ゲート16、17にはゲート酸化膜を形成する。このと
き、N+型のウェル領域14、15が同時に拡散され
る。
て形成したシリコン酸化膜上に、公知のフォトリソグラ
フィ技術によりNチャンネル型MOSトランジスタ1の
N++型のコンタクト領域22、23およびPチャンネ
ル型MOSトランジスタ2のN+型の拡散領域18を形
成する部分に開口部が設けられたフォトレジストを選択
マスクとして形成する。そして、N型不純物、例えば、
ヒ素(As)をイオンエネルギー80〜120keV、
導入量1.0×1013〜1.0×1015/cm 2でイオ
ン注入する。このとき、N++型のコンタクト領域2
2、23にヒ素(As)をイオン注入する工程では、選
択マスクしてフォトレジストの他にゲート16等を用い
ることで、N++型のコンタクト領域22、23の位置
をより正確にイオン注入を行うことができる。また、N
+型の拡散領域18にヒ素(As)をイオン注入する工
程においても、選択マスクしてフォトレジストの他にL
OCOS酸化膜13を用いることで、N+型の拡散領域
18の位置をより正確にイオン注入を行うことができ
る。その後、フォトレジストを除去する。
て形成したシリコン酸化膜上に、公知のフォトリソグラ
フィ技術によりNチャンネル型MOSトランジスタ1の
P+型の拡散領域19およびPチャンネル型MOSトラ
ンジスタ2のP++型コンタクト領域20、21を形成
する部分に開口部が設けられたフォトレジストを選択マ
スクとして形成する。そして、P型不純物、例えば、フ
ッカホウ素(BF)をイオンエネルギー40〜85ke
V、導入量1.0×1015〜1.0×1017/cm2で
イオン注入する。このとき、図17の場合と同様に、P
++型の拡散領域19にフッカホウ素(BF)をイオン
注入する工程では、選択マスクしてフォトレジストの他
にLOCOS酸化膜13を用いることで、P++型の拡
散領域19の位置をより正確にイオン注入を行うことが
できる。その後、フォトレジストを除去する。このと
き、N++型のコンタクト領域22、23およびN+型
の拡散領域18が同時に拡散される。
化膜13上、Nチャンネル型MOSトランジスタ1およ
びPチャンネル型MOSトランジスタ2上には、絶縁膜
であるTEOS(Tetraethylorthosi
licate)膜24を、例えば、厚さ0.01〜0.
20μm程度形成し、次に、シリコン窒化膜25を、例
えば、厚さ0.01〜0.20μm程度形成する。そし
て、シリコン窒化膜25上にはBPSG(リンホウ素シ
リケートガラス)膜26を、例えば、厚さ0.5〜3.
0μm程度形成し、その後、SOG(Spin On
Glass)膜により表面が平坦化する。
ル27を形成する。そして、Nチャンネル型MOSトラ
ンジスタ1のN++型のコンタクト領域22、23およ
びP+型の拡散領域19、また、Pチャンネル型MOS
トランジスタ2のP++型のコンタクト領域20、21
およびN+型の拡散領域18上には、外部と電気的に接
続するためにコンタクトホール27を介してAlの外部
電極28が形成され、図11に示したBi−CMOSプ
ロセスにおけるNチャンネル型MOSトランジスタ1お
よびPチャンネル型MOSトランジスタ2が完成する。
のBi−CMOSプロセスのNチャンネル型MOSトラ
ンジスタ1およびPチャンネル型MOSトランジスタ2
では、ソースおよびドレイン領域の表面にN++型およ
びP++型の高濃度不純物のコンタクト領域20、2
1、22、23を形成していた。
として形成するN+型のウェル領域14、15およびP
+型のウェル領域11、12の表面にN++型およびP
++型の高濃度不純物のコンタクト領域20、21、2
2、23が熱拡散により幅広く形成されている構造によ
り、MOSトランジスタ1、2がOFF時に以下に述べ
る2つの課題が発生を引き起こした。
ンジスタ1およびPチャンネル型MOSトランジスタ2
がOFF時、つまり、MOSトランジスタ1、2に逆方
向電圧が印加した場合に空乏層を形成することでMOS
トランジスタ1、2の破壊に対処する。しかし、従来の
MOSトランジスタ1、2では、N++型のコンタクト
領域22、23、P++型のコンタクト領域20、21
が、N+型のウェル領域14、15およびP+型のウェ
ル領域11、12表面上に熱拡散により幅広く形成され
ていたため、空乏層形成領域を十分に確保することがで
きず、必要とされる耐圧を得ることが出来ないという課
題があった。
ンジスタ1およびPチャンネル型MOSトランジスタ2
がOFF時にソース電圧またはドレイン電圧が上昇する
ことにより、ドレイン領域−ゲート間の電界が高くな
る。しかし、ゲート16、17下には隣接してN++型
のコンタクト領域22、23およびP++型のコンタク
ト領域20、21が形成されていたため、空乏層が広が
れることができなかった。そのため、発生した電界を逃
がすことができず、ゲート16、17下に形成されてい
るシリコン酸化膜に高電界がかかり、シリコン酸化膜が
特性変動を起こすという課題であった。
の課題に鑑みてなされたもので、本発明であるMOS半
導体装置では、一導電型の半導体基板と、該基板表面に
積層されている逆導電型のエピタキシャル層と、該エピ
タキシャル層を貫通して第1の島領域および第2の島領
域を形成している一導電型の分離領域と、前記第1の島
領域に形成されている一導電型のウェル領域と、前記ウ
ェル領域に形成されている逆導電型のソースおよびドレ
イン領域と、前記第2の島領域の前記エピタキシャル層
に形成されている一導電型のソースおよびドレイン領域
と、前記一導電型のソースおよびドレイン領域の表面に
少なくとも1つ浅く形成されている一導電型の拡散領域
と、前記逆導電型のソースおよびドレイン領域の表面に
少なくとも1つ浅く形成されている逆導電型の拡散領域
と、前記第1および第2の島領域上に形成されている一
導電型および逆導電型のMOSトランジスタのゲート
と、前記MOSトランジスタ上に形成されている絶縁膜
と、前記拡散領域上の前記絶縁膜に形成されているコン
タクトホールとを備えていることを特徴とする。
前記ソース領域およびドレイン領域を不純物濃度の濃い
第1の拡散領域と更に不純物濃度の濃い前記コンタクト
ホールの幅とほぼ同等の幅である第2の拡散領域とで重
畳して形成した構造としたことに特徴を有する。そのこ
とにより、不純物濃度の高い前記第2の拡散領域の形成
領域を最小限にすることができ、上記した種々の課題に
対応することができる。
MOS半導体装置の製造方法は、一導電型の半導体基板
を準備する工程と、該基板上に逆導電型のエピタキシャ
ル層を積層する工程と、前記エピタキシャル層を貫通す
る一導電型の分離領域により第1の島領域および第2の
島領域を形成する工程と、前記第1の島領域に一導電型
のウェル領域および前記第2の島領域のエピタキシャル
層に一導電型のソースおよびドレイン領域を形成する工
程と、前記ウェル領域に逆導電型のソースおよびドレイ
ン領域を形成する工程と、前記エピタキシャル層上にM
OSトランジスタのゲートを形成する工程と、前記MO
Sトランジスタ上に絶縁膜を形成する工程と、前記ソー
スおよびドレイン領域上の前記絶縁膜にコンタクトホー
ルを形成する工程と、前記コンタクトホールを介して前
記一導電型のソースおよびドレイン領域の表面に少なく
とも1つ浅く一導電型の拡散領域を形成する工程と、前
記コンタクトホールを介して前記逆導電型のソースおよ
びドレイン領域の表面に少なくとも1つ浅く逆導電型の
拡散領域を形成する工程とを有することを特徴とする。
好適には、前記MOSトランジスタの前記一導電型およ
び逆導電型のソースおよびドレイン領域の表面に一導電
型および逆導電型の拡散領域を形成する工程は、前記コ
ンタクトホールを介して不純物をイオン注入して形成す
る工程であることに特徴を有する。そのことにより、前
記一導電型および逆導電型の拡散領域は、形成したい部
分に的確に形成することができるので、前記MOSトラ
ンジスタのチップサイズの拡大を防止することができ
る。
て図面を参照しながら詳細に説明する。
ロセスにおけるNチャンネル型MOSトランジスタ41
およびPチャンネル型MOSトランジスタ42の断面図
を示したものである。
例えば、比抵抗0.1〜3.5Ω・cm、厚さ1.0〜
6.0μmのエピタキシャル層48が形成されている。
そして、基板43およびエピタキシャル層48には、両
者を完全に貫通するP+型分離領域46によって第1の
島領域71および第2の島領域72がされている。
下方向に拡散した第1の分離領域47およびエピタキシ
ャル層48の表面から拡散した第2の分離領域49から
成り、2者が連結することでエピタキシャル層48を島
状に分離する。また、P+型分離領域46上には、LO
COS酸化膜53が形成されていることで、より素子間
分離が成される。
ル型MOSトランジスタ41が形成されている。Nチャ
ンネル型MOSトランジスタ41において、基板43と
エピタキシャル層48との間にP+型の埋め込み層45
が形成されており、P+型の埋め込み層45と連結して
P+型のウェル領域50が形成されている。そして、P
+型のウェル領域50にはドレイン領域としてN+型の
ウェル領域54、ソース領域としてN+型のウェル領域
55が形成されている。また、P++型の拡散領域58
も形成されている。このとき、N+型のウェル領域5
4、55はゲート56下まで、また、深さ方向はP+型
の埋め込み層45付近まで深く形成されている。
表面にはN++型のコンタクト領域62、63が形成さ
れており、それぞれコンタクトホール67を介して外部
電極68と接続されている。
形成されているN+型のウェル領域54、55の特徴と
しては、ゲート56下に形成されるN型のチャンネルと
N++型のコンタクト領域62、63間に形成されてい
ることで、N++型のコンタクト領域62、63に対し
て濃度勾配を形成することができる。そのことにより、
Nチャンネル型MOSトランジスタ41がOFF時、N
チャンネル型MOSトランジスタ41に逆方向電圧がか
かったときの空乏層形成領域を確保することができるの
で高耐圧のMOSトランジスタを実現できる。
ウェル領域50の電位を安定させる効果があり、このこ
とにより、Nチャンネル型MOSトランジスタ41のO
N時におけるチャンネル形成がより確実になる構造とな
っている。
としては、N+型のウェル領域54、55の表面にN+
+型のコンタクト領域62、63が、コンタクトホール
67の幅に合わせて深さ方向にも浅く形成されているこ
とである。このN++型のコンタクト領域62、63は
電流が取り出せる程度の領域が確保されていれば良く、
このことにより、ソースおよびドレイン電流の流れがス
ムーズとなる。このことにより、以下の効果を得ること
が出来る。
ンジスタ41がOFF時にソース電圧またはドレイン電
圧が上昇することにより、Nチャンネル型MOSトラン
ジスタ41逆方向電圧が印加した場合にみられる。それ
は、ソースおよびドレイン領域において、ソースおよび
ドレイン領域として用いるN+型のウェル領域の表面に
N++型のコンタクト領域62、63がコンタクトホー
ル67の幅に合わせて必要最小限の領域で形成されてい
る構造を有することにある。そのことにより、N++型
のコンタクト領域62、63とN+型のウェル領域5
4、55間との深さ方向における距離をかせぐことで空
乏層形成領域を確保することができ、耐圧をかせぐこと
ができる。この結果、従来のトランジスタサイズと比べ
て、トランジスタサイズは変更しないが、耐圧を大幅に
向上することがでる。更に、N++型のコンタクト領域
62、63により、配線電極68とシリコン基板間との
オーミックコンタクトを確保することができる。
ランジスタ41がOFF時にソース電圧またはドレイン
電圧が上昇することにより、ドレイン領域−ゲート間の
電界が高くなる場合にみられる。それは、N++型のコ
ンタクト領域62、63がN+型のウェル領域54、5
5の表面に最低限必要とされるスペースで形成され、N
++型のコンタクト領域62、63の周囲をN+型のウ
ェル領域54、55で囲む構造を有する。そのことによ
り、ゲート56下およびその周辺にはN++型のコンタ
クト領域62、63よりも不純物濃度の低いN+型のウ
ェル領域54、55が深く形成されていることで、空乏
層形成領域を確保することができる。その結果、ソース
電圧またはドレイン電圧が上昇することで発生する電界
に対して空乏層を形成することで対抗することができ
る。そして、ゲート56下に形成されているシリコン酸
化膜が高電界に影響を受けることが大幅に削減でき、シ
リコン酸化膜の特性変動を大幅に低減する効果が得られ
る。
型MOSトランジスタ42が形成されている。Pチャン
ネル型MOSトランジスタ42において、基板43とエ
ピタキシャル層48との間にN+型の埋め込み層44が
形成されており、エピタキシャル層48にはドレイン領
域としてP+型のウェル領域51、ソース領域としてP
+型のウェル領域52が形成されている。また、N+型
の拡散領域59も形成されている。このとき、P+型の
ウェル領域51、52はゲート57下まで、また、深さ
方向はN+型の埋め込み層44付近まで深く形成されて
いる。
P++型のコンタクト領域60、61が形成されてお
り、それぞれコンタクトホール69を介して外部電極7
0と接続されている。
ランジスタ41と同様に、ソースおよびドレイン領域と
して形成されているP+型のウェル領域51、52の特
徴としては、P型のチャンネルとP++型のコンタクト
領域60、61間に形成されていることで、P++型の
コンタクト領域60、61に対して濃度勾配を形成する
ことができる。そのことにより、Pチャンネル型MOS
トランジスタ42がOFF時、Pチャンネル型MOSト
ランジスタ42に逆方向電圧がかかったときの空乏層形
成領域を確保することができるので高耐圧のMOSトラ
ンジスタを実現できる。
エピタキシャル層48の電位を安定させる効果があり、
このことにより、Pチャンネル型MOSトランジスタ4
2のON時におけるチャンネル形成がより確実になる構
造となっている。
タ42もNチャンネル型MOSトランジスタ41と同様
に、本発明のMOS半導体装置の特徴として、P+型の
ウェル領域51、52の表面にP++型のコンタクト領
域60、61が、コンタクトホール69の幅に合わせて
深さ方向にも浅く形成されている構造を有している。こ
のことにより、Pチャンネル型MOSトランジスタ42
においても上記したNチャンネル型MOSトランジスタ
41において得られる第1および第2の効果と同様の効
果が得られる。
より、図1に示したBi−CMOSプロセスにおける高
耐圧用のNチャンネル型MOSトランジスタ41および
Pチャンネル型MOSトランジスタ42の製造工程につ
いて、図2〜図10を参照にして以下に説明する。
シリコン基板43を準備し、この基板43の表面を熱酸
化して酸化膜を形成し、Pチャンネル型MOSトランジ
スタ42のN+型の埋め込み層44に対応する酸化膜を
ホトエッチングして選択マスクとする。そして、基板4
3表面にN+型埋め込み層44を形成するヒ素(As)
を拡散する。
MOSトランジスタ41のP+型の埋め込み層45およ
びP+型の分離領域46を形成するための第1のP+型
の埋め込み層47のイオン注入を行う。図2において選
択マスクとして用いた酸化膜を全て除去した後、基板4
3の表面を熱酸化してシリコン酸化膜を、例えば、0.
01〜0.20μm程度形成し、公知のフォトリソグラ
フィ技術によりP+型の埋め込み層45、47を形成す
る部分に開口部が設けられたフォトレジストを選択マス
クとして形成する。そして、P型不純物、例えば、ホウ
素(B)をイオンエネルギー100〜200keV、導
入量1.0×1013〜1.0×1015/cm2でイオン
注入する。その後、フォトレジストを除去する。このと
き、N+型の埋め込み層44も同時に拡散される。
去した後、基板43をエピタキシャル成長装置のサセプ
タ上に配置し、ランプ加熱によって基板43に、例え
ば、1000℃程度の高温を与えると共に反応管内にS
iH2Cl2ガスとH2ガスを導入することにより、例え
ば、比抵抗0.1〜3.5Ω・cm、厚さ1.0〜6.
0μm程度のエピタキシャル層48を成長させる。そし
て、エピタキシャル層48の表面を熱酸化してシリコン
酸化膜を、例えば、0.2〜0.6μm程度形成した
後、第2のP+型の埋め込み層49、Nチャンネル型M
OSトランジスタ41のP+型ウェル領域50およびP
チャンネル型MOSトランジスタ42のソースおよびド
レイン領域のP+型ウェル領域51、52に対応する酸
化膜をホトエッチングして選択マスクとする。そして、
P型不純物、例えば、ホウ素(B)をイオンエネルギー
20〜65keV、導入量3.0×1012〜3.0×1
014/cm2でイオン注入し、拡散する。このとき、N
+型埋め込み層44、P+型の埋め込み層45、47が
同時に拡散される。
成したシリコン酸化膜上に、公知のフォトリソグラフィ
技術によりNチャンネル型MOSトランジスタ41のソ
ースおよびドレイン領域のN+型のウェル領域54、5
5を形成する部分に開口部が設けられたフォトレジスト
を選択マスクとして形成する。そして、N型不純物、例
えば、リン(P)をイオンエネルギー20〜65ke
V、導入量1.0×10 13〜1.0×1015/cm2で
イオン注入する。その後、フォトレジストを除去する。
このとき、P+型の埋め込み層49およびP+型のウェ
ル領域50、51、52も同時に拡散される。そして、
P+型の埋め込み層47、49が連結することでP+型
の分離領域46が形成される。また、P+型の埋め込み
層45とP+型のウェル領域50も連結する。
成したシリコン酸化膜を除去し、例えば、800〜12
00℃程度でスチーム酸化で酸化膜付けを行いながら基
板43全体に熱処理を与え、P+型分離領域46上に
は、LOCOS酸化膜53が形成されることで、より素
子間分離が成される。ここで、LOCOS酸化膜53
は、例えば、厚さ0.5〜1.0μm程度に形成され
る。次に、基板43全体にゲートシリコン酸化膜を、例
えば、厚さ0.01〜0.20μm程度形成し、その酸
化膜上にポリシリコンを形成し、リン(P)を拡散し、
ポリシリコンをエッチングすることでNチャンネル型M
OSトランジスタ41のゲート56およびPチャンネル
型MOSトランジスタ42のゲート57を形成する。そ
の後、ゲート56、57にはゲート酸化膜を形成し、例
えば、CVD法を用いてゲート56、57の側面にサイ
ドウォールを形成する。このとき、N+型のウェル領域
54、55が同時に拡散される。
成したシリコン酸化膜上に、公知のフォトリソグラフィ
技術によりPチャンネル型MOSトランジスタ42のN
+型の拡散領域59を形成する部分に開口部が設けられ
たフォトレジストを選択マスクとして形成する。そし
て、N型不純物、例えば、ヒ素(As)をイオンエネル
ギー80〜120keV、導入量1.0×1013〜1.
0×1015/cm2でイオン注入する。このとき、N+
型の拡散領域59にヒ素(As)をイオン注入する工程
においても、選択マスクしてフォトレジストの他にLO
COS酸化膜53を用いることで、N+型の拡散領域5
9の位置をより正確にイオン注入を行うことができる。
その後、フォトレジストを除去する。
成したシリコン酸化膜上に、公知のフォトリソグラフィ
技術によりNチャンネル型MOSトランジスタ41のP
++型の拡散領域58を形成する部分に開口部が設けら
れたフォトレジストを選択マスクとして形成する。そし
て、P型不純物、例えば、フッカホウ素(BF)をイオ
ンエネルギー40〜85keV、導入量1.0×1015
〜1.0×1017/cm2でイオン注入する。このと
き、図7の場合と同様に、P++型の拡散領域58にフ
ッカホウ素(BF)をイオン注入する工程では、選択マ
スクしてフォトレジストの他にLOCOS酸化膜53を
用いることで、P++型の拡散領域58の位置をより正
確にイオン注入を行うことができる。その後、フォトレ
ジストを除去する。このとき、N+型の拡散領域59が
同時に拡散される。
膜53上、Nチャンネル型MOSトランジスタ41およ
びPチャンネル型MOSトランジスタ42上には、絶縁
膜であるTEOS(Tetraethylorthos
ilicate)膜64を、例えば、厚さ0.01〜
0.20μm程度形成し、次に、シリコン窒化膜65
を、例えば、厚さ0.01〜0.20μm程度形成す
る。そして、シリコン窒化膜65上にはBPSG(リン
ホウ素シリケートガラス)膜66を、例えば、厚さ0.
5〜3.0μm程度形成し、その後、SOG(Spin
On Glass)膜により表面が平坦化する。ここ
で、BPSG膜66下には、シリコン窒化膜65が形成
されているため、水分がBPSG膜66を透過してデバ
イス内に入ってきても、このシリコン窒化膜65で防止
することができる構造となる。
ル67、69を形成する。そして、公知のフォトリソグ
ラフィ技術によりPチャンネル型MOSトランジスタ4
2のP++型のコンタクト領域60、61を形成する部
分に開口部が設けられたフォトレジストを選択マスクと
して形成する。そして、P型不純物、例えば、フッカホ
ウ素(BF)をイオンエネルギー30〜75keV、導
入量1.0×1015〜1.0×1017/cm2でイオン
注入する。このとき、P++型のコンタクト領域60、
61にヒ素(As)をイオン注入する工程では、選択マ
スクしてフォトレジストの他にコンタクトホール69を
用いることで、コンタクト領域60、61の位置を必要
な場所に正確に形成することができることが本実施の形
態の特徴がある。その後、フォトレジストを除去する。
リソグラフィ技術によりNチャンネル型MOSトランジ
スタ41のN++型のコンタクト領域62、63を形成
する部分に開口部が設けられたフォトレジストを選択マ
スクとして形成する。そして、N型不純物、例えば、ヒ
素(As)をイオンエネルギー10〜50keV、導入
量1.0×1014〜1.0×1016/cm2でイオン注
入する。このとき、N++型のコンタクト領域62、6
3にヒ素(As)をイオン注入する工程では、選択マス
クしてフォトレジストの他にコンタクトホール67を用
いることで、コンタクト領域62、63の位置を必要な
場所に正確に形成することができることが本実施の形態
の特徴がある。その後、フォトレジストを除去する。こ
のとき、P++型のコンタクト領域60、61が同時に
拡散される。
タ41のN++型のコンタクト領域62、63およびP
++型の拡散領域58、また、Pチャンネル型MOSト
ランジスタ2のP++型のコンタクト領域60、61お
よびN+型の拡散領域59上には、外部と電気的に接続
するためにコンタクトホール67、69を介してAlの
外部電極68、70が形成され、図1に示したBi−C
MOSプロセスにおけるNチャンネル型MOSトランジ
スタ41およびPチャンネル型MOSトランジスタ42
が完成する。
製造方法によれば、Nチャンネル型MOSトランジスタ
41およびPチャンネル型MOSトランジスタ42にお
けるN++型のコンタクト領域62、63およびP++
型のコンタクト領域60、61をN+ウェル領域54、
55およびP+ウェル領域51、52表面に形成する方
法に特徴がある。それは、N++型のコンタクト領域6
2、63およびP++型のコンタクト領域60、61
は、コンタクトホール67、69を介してイオン注入を
行い形成される。従って、一般に、選択マスクを形成し
イオン注入する場合と比べて、本実施の形態の場合はコ
ンタクトホール67、69を利用することでN++型の
コンタクト領域62、63およびP++型のコンタクト
領域60、61を形成したい位置に正確に形成すること
ができる。その結果、上記した課題を解決するために、
N++型のコンタクト領域62、63およびP++型の
コンタクト領域60、61をゲート56、57から必要
な距離だけ離して形成でき、かつ、マスクずれを見込む
必要もないため、MOSトランジスタサイズの増大を防
ぐことができる。
ネル型MOSトランジスタ41およびPチャンネル型M
OSトランジスタ42が形成されたBi−CMOSプロ
セスについて述べたが、特に、上記した形に限定する必
要もなく、MOSトランジスタを含む構造であれば同等
の効果を得ることができる。そして、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
いて、Nチャンネル型MOSトランジスタおよびPチャ
ンネル型MOSトランジスタのソースおよびドレイン領
域において、ソースおよびドレイン領域として用いるN
+型のウェル領域およびP+型のウェル領域の表面にN
++型およびP++型のコンタクト領域がコンタクトホ
ールの幅に合わせて必要最小限の領域で形成されている
構造を有する。そのことにより、前記Nチャンネル型M
OSトランジスタがOFF時にソース電圧またはドレイ
ン電圧が上昇することにより、前記Nチャンネル型パワ
ーMOSトランジスタに逆方向電圧が印加した場合、前
記N++型のコンタクト領域と前記N+型のウェル領域
間との距離をかせぐことで空乏層形成領域を確保するこ
とができ、耐圧をかせぐことができる。この結果、従来
のトランジスタサイズと比べて、トランジスタサイズは
変更しないが、耐圧を大幅に向上することができ、更
に、配線電極とシリコン基板間とのオーミックコンタク
トを確保することができる。前記Pチャンネル型MOS
トランジスタのソースおよびドレイン領域においても同
様である。
記の場合と同様に、ソースおよびドレイン領域として用
いる前記N+型のウェル領域および前記P+型のウェル
領域の表面に前記N++型のコンタクト領域およびP+
+型のコンタクト領域が前記コンタクトホールの幅に合
わせて必要最小限の領域で形成されている構造を有す
る。そのことにより、前記MOSトランジスタがOFF
時にソース電圧またはドレイン電圧が上昇することによ
り、ドレイン領域−ゲート間の電界が高くなる場合、前
記ゲート下およびその周辺には前記N++型のコンタク
ト領域よりも不純物濃度の低い前記N+型のウェル領域
が深く形成されていることで、空乏層形成領域を確保す
ることができる。その結果、ソース電圧またはドレイン
電圧が上昇することで発生する電界に対して空乏層を形
成することで対抗することができる。そして、前記ゲー
ト下に形成されているシリコン酸化膜が高電界に影響を
受けることが大幅に削減でき、前記シリコン酸化膜の特
性変動を大幅に低減する効果が得られる。前記Pチャン
ネル型MOSトランジスタにおいても同様である。
方法において、Nチャンネル型MOSトランジスタおよ
びPチャンネル型MOSトランジスタのソースおよびド
レイン領域において、ソースおよびドレイン領域として
用いるN+型のウェル領域およびP+型のウェル領域の
表面にN++型のコンタクト領域を形成する工程におい
て、前記N++型のコンタクト領域およびP++型のコ
ンタクト領域をデバイス上の絶縁膜に形成したコンタク
トホールを利用してイオン注入を行い形成することに特
徴を有する。そのことにより、一般に、選択マスクを形
成しイオン注入する場合と比べて、本実施例の場合はコ
ンタクトホールを利用することで前記N++型のコンタ
クト領域および前記P++型のコンタクト領域を形成し
たい位置に正確に形成することができる。その結果、上
記した課題を解決するために、前記N++型のコンタク
ト領域および前記P++型のコンタクト領域を前記ゲー
トから必要な距離のみ離して目的に応じた位置に形成で
き、かつ、マスクずれを見込む必要もないため、MOS
トランジスタサイズの増大を防ぐことができる。
ある。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
する断図面である。
する断図面である。
ある。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
る断図面である。
Claims (8)
- 【請求項1】 一導電型の半導体基板と、 該基板表面に積層されている逆導電型のエピタキシャル
層と、 該エピタキシャル層を貫通して第1の島領域および第2
の島領域を形成している一導電型の分離領域と、 前記第1の島領域に形成されている一導電型のウェル領
域と、 前記ウェル領域に形成されている逆導電型のソースおよ
びドレイン領域と、 前記第2の島領域の前記エピタキシャル層に形成されて
いる一導電型のソースおよびドレイン領域と前記一導電
型のソースおよびドレイン領域の表面に少なくとも1つ
浅く形成されている一導電型の拡散領域と、 前記逆導電型のソースおよびドレイン領域の表面に少な
くとも1つ浅く形成されている逆導電型の拡散領域と、 前記第1および第2の島領域上に形成されている一導電
型および逆導電型のMOSトランジスタのゲートと、 前記MOSトランジスタ上に形成されている絶縁膜と、 前記拡散領域上の前記絶縁膜に形成されているコンタク
トホールとを備えていることを特徴とするMOS半導体
装置。 - 【請求項2】 前記拡散領域の幅は、前記コンタクトホ
ールの幅とほぼ同じ幅からなることを特徴とする請求項
1記載のMOS半導体装置。 - 【請求項3】 前記拡散領域は、前記ソースおよびドレ
イン領域よりも高い不純物濃度からなることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載のMOS半導体装置。 - 【請求項4】 前記拡散領域は前記ゲートから必要とさ
れる最短の位置に形成されていることを特徴とする請求
項1から請求項3のいずれかに記載のMOS半導体装
置。 - 【請求項5】 一導電型の半導体基板を準備する工程
と、 該基板上に逆導電型のエピタキシャル層を積層する工程
と、 前記エピタキシャル層を貫通する一導電型の分離領域に
より第1の島領域および第2の島領域を形成する工程
と、 前記第1の島領域に一導電型のウェル領域および前記第
2の島領域のエピタキシャル層に一導電型のソースおよ
びドレイン領域を形成する工程と、 前記ウェル領域に逆導電型のソースおよびドレイン領域
を形成する工程と、 前記エピタキシャル層上にMOSトランジスタのゲート
を形成する工程と、 前記MOSトランジスタ上に絶縁膜を形成する工程と、 前記ソースおよびドレイン領域上の前記絶縁膜にコンタ
クトホールを形成する工程と、 前記コンタクトホールを介して前記一導電型のソースお
よびドレイン領域の表面に少なくとも1つ浅い一導電型
の拡散領域を形成する工程と、 前記コンタクトホールを介して前記逆導電型のソースお
よびドレイン領域の表面に少なくとも1つ浅い逆導電型
の拡散領域を形成する工程とを有することを特徴とする
MOS半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記拡散領域の幅は、前記コンタクトホ
ールの幅とほぼ同じ幅からなることを特徴とする請求項
5記載のMOS半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記拡散領域は、前記ソースおよびドレ
イン領域よりも高い不純物濃度からなることを特徴とす
る請求項5または請求項6記載のMOS半導体装置の製
造方法。 - 【請求項8】 前記拡散領域を前記ゲートから必要とさ
れる最短の位置に形成することを特徴とする請求項5か
ら請求項7のいずれかに記載のMOS半導体装置の製造
方法。
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---|---|---|---|---|
JP2008283072A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 可変容量ダイオード、半導体装置及びその製造方法 |
JP2011142188A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Nikon Corp | 固体撮像素子 |
US8445357B2 (en) | 2010-03-30 | 2013-05-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device fabricated using the method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000012711A (ja) * | 1998-06-23 | 2000-01-14 | Nec Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2000068499A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-03-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
JP2000068500A (ja) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-04-13 JP JP2001115262A patent/JP4660004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000012711A (ja) * | 1998-06-23 | 2000-01-14 | Nec Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2000068499A (ja) * | 1998-08-17 | 2000-03-03 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
JP2000068500A (ja) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008283072A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 可変容量ダイオード、半導体装置及びその製造方法 |
JP2011142188A (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-21 | Nikon Corp | 固体撮像素子 |
US8445357B2 (en) | 2010-03-30 | 2013-05-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device fabricated using the method |
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