JP2003174164A - Vertical mos semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Vertical mos semiconductor device and its manufacturing method

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JP2003174164A
JP2003174164A JP2001373593A JP2001373593A JP2003174164A JP 2003174164 A JP2003174164 A JP 2003174164A JP 2001373593 A JP2001373593 A JP 2001373593A JP 2001373593 A JP2001373593 A JP 2001373593A JP 2003174164 A JP2003174164 A JP 2003174164A
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JP
Japan
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region
semiconductor
insulating film
conductivity type
type
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JP2001373593A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Katayama
正敏 片山
Nobutaka Ishizuka
信隆 石塚
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical MOS semiconductor device which can operate at high speed with a low on-voltage and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: This vertical MOS semiconductor device has a 2nd conductivity type 1st semiconductor region 12 formed below a thick part 3b of a gate insulating film, and a 1st conductivity type 2nd semiconductor region 11 formed in contact with the 1st semiconductor 12. Further, a 2nd conductivity type body region 4 and a 1st conductivity type source region 5 are provided in the 2nd semiconductor area 11 so as to form a channel 6 beneath a thin part 3a of the gate insulating film. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、縦型MOS半導体装
置、特にパワーMOSFET又は絶縁ゲートバイポーラ
トランジスタ(IGBT)及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical MOS semiconductor device, and more particularly to a power MOSFET or an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からこの種の縦型MOS半導体装置
の一つとして、図4の断面図に示す構造のパワーMOS
FETがある。第1の従来例として示すこのMOSFE
Tにおいて、N型エピタキシャル層1の下にはN
のドレイン領域2が形成されており、N型エピタキシ
ャル層1上には薄いゲート絶縁膜3を介してゲート電極
7が形成されている。そして、ゲート絶縁膜3の下にチ
ャネル部6を作るように、N型エピタキシャル層1の
表面にはP型ボディ領域4とN型ソース領域5が形成
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of vertical MOS semiconductor devices of this type, a power MOS having a structure shown in a sectional view of FIG.
There is a FET. This MOSFE shown as the first conventional example
In T, N - type under the epitaxial layer 1 and the drain region 2 of N + -type is formed, N - -type epitaxial layer 1 gate electrode 7 through the thin gate insulating film 3 is formed on is formed There is. Then, a P-type body region 4 and an N + -type source region 5 are formed on the surface of the N -type epitaxial layer 1 so as to form the channel portion 6 under the gate insulating film 3.

【0003】この種の半導体装置においては、低損失で
あることが強く求められている。そのためには、導通時
における半導体装置での電圧降下、つまりオン電圧が小
さいことと、スイッチングが高速にできることの両立が
必要である。このような観点から、図5及び図6のごと
き構造の半導体装置が提言されている。
In this type of semiconductor device, low loss is strongly required. For that purpose, it is necessary to achieve both a small voltage drop in the semiconductor device at the time of conduction, that is, a small on-voltage and a high-speed switching. From such a viewpoint, a semiconductor device having a structure as shown in FIGS. 5 and 6 is proposed.

【0004】図5は第2の従来例として示すパワーMO
SFETの断面図である。図5において、N型エピタ
キシャル層1の下にはN型のドレイン領域2が形成さ
れており、N型エピタキシャル層1上には一部を厚く
したゲート絶縁膜3を介してゲート電極7が形成されて
いる。そして、このゲート絶縁膜3の薄くなった部分3
aの下にチャネル部6を作るように、N型エピタキシ
ャル層1の表面にはP型ボディ領域4とN型ソース領
域5が形成されている。さらに、N型エピタキシャル
層1の表面には、N型拡散領域21がP型ボディ領域4
と接するように離間して形成されている。
FIG. 5 shows a power MO shown as a second conventional example.
It is sectional drawing of SFET. In FIG. 5, N - type under the epitaxial layer 1 and the drain region 2 of N + -type is formed, N - -type epitaxial layer first gate electrode via a gate insulating film 3 thicker part on 7 are formed. Then, the thinned portion 3 of the gate insulating film 3
A P-type body region 4 and an N + -type source region 5 are formed on the surface of the N -type epitaxial layer 1 so as to form the channel portion 6 under a. Further, on the surface of the N type epitaxial layer 1, the N type diffusion region 21 is provided with the P type body region 4.
Are formed so as to be in contact with.

【0005】その結果、ゲート絶縁膜3の一部が厚膜化
されているためにゲート容量が低減し、高速動作が可能
となる。また、N型拡散領域21によって所謂J−FE
T効果が弱くなるので低オン電圧化が可能となる。
As a result, since a part of the gate insulating film 3 is thickened, the gate capacitance is reduced and high speed operation becomes possible. Moreover, the so-called J-FE is formed by the N-type diffusion region 21.
Since the T effect is weakened, it is possible to lower the on-voltage.

【0006】図6は第3の従来例として示すIGBTの
断面図である。図6において、N型エピタキシャル層
1の下にはN型バッファ層13及びP型のドレイン領
域2が形成されており、N型エピタキシャル層1上に
は一部を厚くしたゲート絶縁膜3を介してゲート電極7
が形成されている。そして、このゲート絶縁膜3の薄く
なった部分3aの下にチャネル部6を作るように、N
型エピタキシャル層1の表面にはP型ボディ領域4とN
型ソース領域5が形成されている。さらに、N 型エ
ピタキシャル層1の表面には、P型ボディ領域4に挟ま
れた位置にP型拡散領域22が形成され、このP型拡散
領域22とP型ボディ領域4に挟まれた位置にはN型拡
散領域21が形成されている。なお、P型拡散領域22
は図示されていない領域でソース電位に接続されてい
る。
FIG. 6 shows an IGBT shown as a third conventional example.
FIG. In FIG. 6, NType epitaxial layer
Below 1 is an N-type buffer layer 13 and P+Type of drain region
Zone 2 is formed, NOn the epitaxial layer 1
Is a gate electrode 7 through a gate insulating film 3 which is partially thickened.
Are formed. The gate insulating film 3 is thin
N is formed so that the channel portion 6 is formed under the unfinished portion 3a.
On the surface of the type epitaxial layer 1, a P type body region 4 and N
+The mold source region 5 is formed. Furthermore, N Type d
The surface of the epitaxial layer 1 is sandwiched between P-type body regions 4.
The P-type diffusion region 22 is formed at the separated position, and the P-type diffusion region 22 is formed.
At the position sandwiched between the region 22 and the P-type body region 4, the N-type expansion is performed.
A dispersed area 21 is formed. The P-type diffusion region 22
Is connected to the source potential in a region not shown
It

【0007】その結果、ゲート絶縁膜3の一部が厚膜化
されているためにゲート容量が低減し、高速動作が可能
となる。更にゲート絶縁膜3の下のソース電位に接続さ
れたP型拡散領域22によって、ゲート絶縁膜に関する
キャパシタンスがゲート−ソース間容量となり、所謂ミ
ラー効果の影響が無くなる。そのために更に高速動作に
有利となる。一方、N型拡散領域21によってJ−FE
T効果が弱くなるので低オン電圧化が可能となる。
As a result, since a part of the gate insulating film 3 is thickened, the gate capacitance is reduced and high speed operation becomes possible. Further, due to the P-type diffusion region 22 connected to the source potential below the gate insulating film 3, the capacitance related to the gate insulating film becomes the gate-source capacitance, and the so-called Miller effect is eliminated. Therefore, it is advantageous for higher speed operation. On the other hand, the N-type diffusion region 21 causes the J-FE
Since the T effect is weakened, it is possible to lower the on-voltage.

【0008】また、MOSFETに対してIGBTの場
合、導通時にはP型のドレイン領域2からホールが注
入され、N型エピタキシャル層1が伝導度変調を受け
て抵抗が減少し、オン電圧が著しく小さくなる。なお、
図4乃至図6中の符号8は層間絶縁膜、9はソース電極
であり、10はドレイン電極を示している。
Further, in the case of an IGBT with respect to a MOSFET, holes are injected from the P + type drain region 2 when conducting, and the N type epitaxial layer 1 undergoes conductivity modulation to reduce the resistance and the on-state voltage is remarkably increased. Get smaller. In addition,
4 to 6, reference numeral 8 is an interlayer insulating film, 9 is a source electrode, and 10 is a drain electrode.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上、図4に示したト
ランジスタに対して高速動作と低オン電圧化を両立させ
るための種々の構造が提案されているが、いずれの場合
も課題を有している。
As described above, various structures have been proposed for making the transistor shown in FIG. 4 compatible with both high-speed operation and low on-voltage. However, there are problems in any case. ing.

【0010】例えば、図5に示したMOSFETでは、
ゲート絶縁膜の厚い部分3bの幅が広いとフィールドプ
レート効果が無くなって耐圧が低下する問題があるた
め、その幅を十分広くすることができず、従ってゲート
容量低減の効果も小さい。
For example, in the MOSFET shown in FIG.
If the width of the thick portion 3b of the gate insulating film is wide, there is a problem that the field plate effect is lost and the breakdown voltage is lowered.

【0011】一方、図6に示したIGBTでは、中央に
あるP型拡散領域22がソース電位に固定されているた
め、チャネル部6からN型拡散領域21に流れ込んだ電
子はP型拡散領域22を通ることができず、狭いN型拡
散領域21を通ってN型エピタキシャル層1に流れ
る。従って、たとえN型拡散領域21が高濃度化されて
いても、オン電圧低減の効果は小さい。また、オン電圧
を下げるためにこのN型拡散領域21の幅を広くしてし
まうと、今度はゲート容量が増加してしまう。さらに、
型のドレイン領域2から注入されたホールの一部
は、ソース電位に接続されているP型拡散領域22から
抜け出てしまい、その結果、N型エピタキシャル層1
での伝導度変調の度合いが低下するため、オン電圧低減
の効果が小さいという問題点がある。
On the other hand, in the IGBT shown in FIG. 6, since the central P-type diffusion region 22 is fixed to the source potential, the electrons flowing from the channel portion 6 into the N-type diffusion region 21 are P-type diffusion region 22. Cannot pass through, but flows into the N type epitaxial layer 1 through the narrow N type diffusion region 21. Therefore, even if the N-type diffusion region 21 has a high concentration, the effect of reducing the on-voltage is small. Further, if the width of the N-type diffusion region 21 is widened in order to lower the ON voltage, the gate capacitance will increase this time. further,
Some of the holes injected from the P + type drain region 2 escape from the P type diffusion region 22 connected to the source potential, and as a result, the N type epitaxial layer 1 is formed.
However, since the degree of conductivity modulation is reduced, the effect of reducing the on-voltage is small.

【0012】本発明の目的は、このような課題を解決
し、低オン電圧で高速動作が可能な優れた縦型MOS半
導体装置及びその製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an excellent vertical MOS semiconductor device capable of high-speed operation with a low on-voltage and a manufacturing method thereof.

【0013】[0013]

【課題を解決しようとする手段】上記目的を達成するた
めに、本発明による縦型MOS半導体装置は、第1導電
型の半導体部分と、前記半導体部分の一面側に設けられ
たドレイン領域と、前記半導体部分の他面側に設けられ
た複数の第2導電型の第1の半導体領域と、互いに対向す
る前記第1の半導体領域間の前記半導体部分の他面側に
前記第1の半導体領域と接して設けられた第1導電型の第
2の半導体領域と、該第2の半導体領域内に設けられた第
2導電型のボディ領域と、該ボディ領域内に設けられた
第1導電型のソース領域と、前記第1の半導体領域、前記
第2の半導体領域、前記ボディ領域及び前記ソース領域
の表面上に形成され前記第1の半導体領域の略上部では
厚い部分を有するゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に
設けられたゲート電極と、前記ボディ領域及び前記ソー
ス領域と電気的に接続して設けられたソース電極と、前
記ドレイン領域と電気的に接続して設けられたドレイン
電極とを有することを特徴とする。また、その製造方法
としては、第1導電型の半導体部分がその一面側にドレ
イン領域を有する構造と成す工程と、前記半導体部分の
他面側に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁
膜に複数の開口部を形成する工程と、前記開口部を介し
て前記半導体部分に第2導電型の不純物を導入し、第2導
電型の複数の第1の半導体領域を形成する工程と、少な
くとも前記第1の半導体領域上に第2の絶縁膜を形成する
工程と、前記第1及び前記第2の絶縁膜を選択除去して前
記第1の半導体領域の略上部の所定の位置に厚いゲート
絶縁膜を残存形成するエッチング工程と、前記厚いゲー
ト絶縁膜をマスクとして前記半導体部分に第1導電型の
不純物を導入し、前記第1の半導体領域と接する第1導電
型の第2の半導体領域を形成する工程と、前記厚いゲー
ト絶縁膜と連続する薄いゲート絶縁膜を形成する工程
と、前記厚いゲート絶縁膜及び前記薄いゲート絶縁膜の
上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極をマ
スクとして前記第2の半導体領域内に第2導電型の不純物
を導入し、第2導電型のボディ領域を形成する工程と、
前記ゲート電極を選択マスクとして前記ボディ領域内に
第1導電型の不純物を導入し、第1導電型のソース領域を
形成する工程と、前記ボディ領域及び前記ソース領域と
電気的に接続するソース電極を形成する工程と、前記ド
レイン領域と電気的に接続するドレイン電極を形成する
工程とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a vertical MOS semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor portion of a first conductivity type, a drain region provided on one surface side of the semiconductor portion, A plurality of second conductivity type first semiconductor regions provided on the other surface side of the semiconductor portion, and the first semiconductor region on the other surface side of the semiconductor portion between the first semiconductor regions facing each other. Of the first conductivity type provided in contact with
A second semiconductor region and a first semiconductor region provided in the second semiconductor region.
2 conductive type body region, a first conductive type source region provided in the body region, on the surface of the first semiconductor region, the second semiconductor region, the body region and the source region A gate insulating film having a thick portion is formed substantially above the first semiconductor region, a gate electrode provided on the gate insulating film, and electrically connected to the body region and the source region. And a drain electrode electrically connected to the drain region. Further, as the manufacturing method thereof, a step of forming a structure in which the first conductivity type semiconductor portion has a drain region on one surface side thereof, a step of forming a first insulating film on the other surface side of the semiconductor portion, and Forming a plurality of openings in the first insulating film, and introducing a second conductivity type impurity into the semiconductor portion through the openings to form a plurality of second conductivity type first semiconductor regions And a step of forming a second insulating film on at least the first semiconductor region, and the predetermined removal of the first and second insulating films by selectively removing the first and second insulating films. And an etching step of remaining forming a thick gate insulating film at the position, introducing impurities of the first conductivity type into the semiconductor portion using the thick gate insulating film as a mask, and of the first conductivity type in contact with the first semiconductor region. Forming a second semiconductor region and the thick gate insulating film A step of forming a continuous thin gate insulating film, a step of forming a gate electrode on the thick gate insulating film and the thin gate insulating film, and a second step in the second semiconductor region using the gate electrode as a mask A step of introducing a conductivity type impurity to form a second conductivity type body region;
A step of introducing a first conductivity type impurity into the body region using the gate electrode as a selection mask to form a first conductivity type source region, and a source electrode electrically connected to the body region and the source region And a step of forming a drain electrode electrically connected to the drain region.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明の第1の実施の形態に係るN
チャネル型パワーMOSFETを示す断面図である。第
1の実施の形態に係るNチャネル型パワーMOSFET
では、N型エピタキシャル層1の下にN型のドレイ
ン領域2が設けられており、N 型エピタキシャル層1
の表面からはP型拡散領域12とN型拡散領域11が互
いに接するように形成されている。さらに、N型拡散領
域11の内部にはP型ボディ領域4が形成され、P型ボ
ディ領域4の内部にはN型ソース領域5が形成されて
いる。N型ソース領域5の表面からP型拡散領域12
の表面にわたってゲート絶縁膜3が形成され、P型拡散
領域12の表面にはその厚膜化された部分3bを有して
いる。また、P型ボディ領域4とN型ソース領域5に
接続されるソース電極9に加えて、N型のドレイン領
域2に接続されるドレイン電極10、ゲート絶縁膜3の
上にはゲート電極7がそれぞれ設けられている。
FIG. 1 shows an N according to the first embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows a channel type power MOSFET. First
N-channel power MOSFET according to one embodiment
Then NN under the epitaxial layer 1+Mold dray
Area 2 is provided and N Type epitaxial layer 1
From the surface of the P type diffusion region 12 and the N type diffusion region 11 are
It is formed so that it touches the sea. Furthermore, N-type diffusion area
A P-type body region 4 is formed inside the region 11, and a P-type body region 4 is formed.
N inside the area 4+The mold source region 5 is formed
There is. N+From the surface of the mold source region 5 to the P-type diffusion region 12
Gate insulating film 3 is formed over the surface of the
The surface of the region 12 has its thickened portion 3b
There is. In addition, the P-type body region 4 and N+In the mold source area 5
In addition to the source electrode 9 to be connected, N+Type of drain region
Of the drain electrode 10 and the gate insulating film 3 connected to the region 2
Gate electrodes 7 are provided on the upper side.

【0016】このような構成をとることにより、ゲート
絶縁膜3の下の電気的に浮遊状態にあるP型拡散領域1
2によって耐圧の低下が防止されるため、ゲート絶縁膜
3の厚膜化された部分3bの幅を十分に広くすることが
できる。その結果、ゲート容量を大幅に低減することが
可能となる。
With such a structure, the P-type diffusion region 1 under the gate insulating film 3 is in an electrically floating state.
Since the breakdown voltage is prevented from decreasing by 2, the width of the thickened portion 3b of the gate insulating film 3 can be sufficiently widened. As a result, the gate capacitance can be significantly reduced.

【0017】さらに、このP型拡散領域12がゲート絶
縁膜3の厚い部分3bと薄い部分3aの段差部3d直下
近傍まで存在するため、その段差部分3dのゲート絶縁
膜中の電界強度も緩和される。このことにより、耐圧劣
化や絶縁破壊等の問題を防止することが可能となる。
Further, since the P-type diffusion region 12 exists up to immediately below the step portion 3d between the thick portion 3b and the thin portion 3a of the gate insulating film 3, the electric field strength in the gate insulating film at the step portion 3d is also relaxed. It This makes it possible to prevent problems such as deterioration of breakdown voltage and dielectric breakdown.

【0018】また、P型ボディ領域4を取り囲むN型拡
散領域11によって、J−FET効果が弱められ低オン
電圧化が可能となる。
Further, the N-type diffusion region 11 surrounding the P-type body region 4 weakens the J-FET effect and enables a lower ON voltage.

【0019】図2は本発明の第2の実施の形態に係るN
チャネル型IGBTを示す断面図である。第2の実施の
形態に係るNチャネル型IGBTでは、N型エピタキ
シャル層1の下にN型バッファ層13およびP型のド
レイン領域2が設けられており、N型エピタキシャル
層1の表面からはP型拡散領域12とN型拡散領域11
が互いに接するように形成されている。ここで、P型拡
散領域12の深さはN型拡散領域11の深さより深くな
っている。さらに、N型拡散領域11の内部にはP型ボ
ディ領域4が形成され、P型ボディ領域4の内部にはN
型ソース領域5が形成されている。N型ソース領域
5の表面からP型拡散領域12の表面に渡ってゲート絶
縁膜3が形成され、P型拡散領域12の表面にはその厚
膜化された部分3bを有している。ここで、ゲート絶縁
膜3の薄い部分3aから厚い部分3bにかけての段差部
分3dの断面形状は、図1の場合と比較して曲線的な形
状となっている。また、P型ボディ領域4とN型ソー
ス領域5に接続されるソース電極9に加えて、P型の
ドレイン領域2に接続されるドレイン電極10、ゲート
絶縁膜3の上にはゲート電極7がそれぞれ設けられてい
る。
FIG. 2 shows an N according to the second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows a channel type IGBT. In N-channel IGBT according to a second embodiment, N - -type N-type buffer layer 13 and the P + -type drain region 2 under the epitaxial layer 1 is provided, N - -type surface of the epitaxial layer 1 From the P-type diffusion region 12 and the N-type diffusion region 11
Are formed so as to be in contact with each other. Here, the depth of the P-type diffusion region 12 is deeper than the depth of the N-type diffusion region 11. Further, a P-type body region 4 is formed inside the N-type diffusion region 11, and an N-type body region 4 is formed inside the P-type body region 4.
A + type source region 5 is formed. A gate insulating film 3 is formed from the surface of the N + type source region 5 to the surface of the P type diffusion region 12, and the surface of the P type diffusion region 12 has a thickened portion 3b. Here, the cross-sectional shape of the step portion 3d from the thin portion 3a to the thick portion 3b of the gate insulating film 3 is a curved shape as compared with the case of FIG. In addition to the source electrode 9 connected to the P type body region 4 and the N + type source region 5, the drain electrode 10 connected to the P + type drain region 2 and the gate electrode on the gate insulating film 3 7 are provided respectively.

【0020】図1の本発明の第1の実施の形態に係るN
チャネル型パワーMOSFETにおける効果に加えて、
以下に述べる利点をも有することが可能となる。
N according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
In addition to the effect in the channel type power MOSFET,
It is possible to have the advantages described below.

【0021】まず、ゲート絶縁膜の薄い部分3aから厚
い部分3bにかけての断面形状を曲線的な形状とするこ
とにより、その段差部分3dのゲート絶縁膜中の電界強
度がより緩和されるようになる。また、ゲート絶縁膜3
の上に設けられるゲート電極7及びこのゲート電極7の
上に層間絶縁膜8を介して設けられるソース電極9が、
このゲート絶縁膜の段差部分3dの上で所謂段差切れを
起こしてしまうことを防止する。
First, by making the cross-sectional shape from the thin portion 3a to the thick portion 3b of the gate insulating film into a curved shape, the electric field strength in the gate insulating film at the step portion 3d can be more relaxed. . In addition, the gate insulating film 3
A gate electrode 7 provided on the gate electrode 7 and a source electrode 9 provided on the gate electrode 7 via an interlayer insulating film 8;
It is possible to prevent so-called step breakage from occurring on the step portion 3d of the gate insulating film.

【0022】次に、P型ボディ領域4を取り囲むN型拡
散領域11により、IGBTの場合はより低オン電圧化
が可能となる。これは、N型拡散領域11によって形成
される電位障壁により、P型のドレイン領域2から注
入されたホールがソース電位のP型ボディ領域4に抜け
てしまうことが抑制され、N型エピタキシャル層1中
により多くのホールが蓄積されるようになる結果、N
型エピタキシャル層1での伝導度変調が促進されるため
である。
Next, the N-type diffusion region 11 surrounding the P-type body region 4 enables a lower ON voltage in the case of an IGBT. This is because the potential barrier formed by the N-type diffusion region 11 suppresses the holes injected from the P + -type drain region 2 from leaking to the P-type body region 4 having the source potential, and the N -type epitaxial region. As a result of more holes being accumulated in layer 1, N
This is because conductivity modulation in the epitaxial layer 1 is promoted.

【0023】さらに、N型拡散領域11に接して形成さ
れている深いP型拡散領域12によって、IGBTの短
絡耐量tSCが増加することを本願発明者は見出した。
ここで、短絡耐量tSC とは、IGBTに接続されて
いる負荷が短絡されたときに、IGBTが破壊に至るま
でに要する時間である。以下、この点について説明す
る。
Further, the inventor of the present invention has found that the deep P-type diffusion region 12 formed in contact with the N-type diffusion region 11 increases the short-circuit tolerance t SC of the IGBT.
Here, the short-circuit tolerance t SC is the time required for the IGBT to be destroyed when the load connected to the IGBT is short-circuited. Hereinafter, this point will be described.

【0024】IGBTが導通中に負荷短絡状態になる
と、IGBTのドレイン領域−ソース領域間には負荷に
供給されていた電源電圧が直接印加されるようになり、
IGBTにはこの電圧レベルに応じた飽和電流が流れ
る。この高電圧・大電流という条件のジュール熱によっ
て、IGBTの温度は急激に上昇する。一方、IGBT
の構造には、N型ソース領域5、P型ボディ拡散領域
4、N型エピタキシャル層1及びP型のドレイン領
域2の4層からなる寄生サイリスタが存在している。I
GBTの導通時には、ホール電流がP型ボディ領域4内
を通過してソース電極9へ流れる。そして、このホール
電流によるP型ボディ領域4での電圧降下が、N型ソ
ース領域5とP型ボディ領域4とで形成されるN・P
接合におけるビルトインポテンシャルを超えると、N
型ソース領域5からP型ボディ領域4に電子が注入さ
れ、寄生サイリスタがターンオンする。寄生サイリスタ
がターンオンするとさらに大きな電流が流れるようにな
り、素子は破壊に至る。従って、通常動作時には寄生サ
イリスタがターンオンしない構造のIGBTであって
も、負荷短絡状態になると素子の温度が急激に上昇する
ため、N・P接合におけるビルトインポテンシャルが
低下ししてきて、やがて寄生サイリスタがターンオンし
て破壊に至る。
When the load is short-circuited while the IGBT is conducting, the power supply voltage supplied to the load is directly applied between the drain region and the source region of the IGBT,
A saturation current corresponding to this voltage level flows through the IGBT. The temperature of the IGBT rises rapidly due to the Joule heat under the condition of high voltage and large current. On the other hand, IGBT
In this structure, there is a parasitic thyristor composed of four layers of N + type source region 5, P type body diffusion region 4, N type epitaxial layer 1 and P + type drain region 2. I
When the GBT is conductive, a hole current passes through the P-type body region 4 and flows to the source electrode 9. Then, the voltage drop across the P-type body region 4 by the hole current is formed by the N + -type source region 5 and the P-type body region 4 N + · P
If the built-in potential at the junction is exceeded, N +
Electrons are injected from the type source region 5 into the P type body region 4, and the parasitic thyristor is turned on. When the parasitic thyristor turns on, a larger current flows, and the device is destroyed. Therefore, even in an IGBT having a structure in which the parasitic thyristor does not turn on during normal operation, the built-in potential at the N + · P junction decreases because the element temperature rises sharply when the load is short-circuited, and eventually the parasitic thyristor decreases. Turns on and is destroyed.

【0025】図7と図8は、シミュレーション結果を基
に、負荷短絡時の素子内部の電流経路と発熱温度が最大
となる点の位置を概念的に示したものである。図7は従
来技術の第1の実施の形態に係るNチャネル型パワーM
OSFETの構造に準じたIGBTの場合であり、図8
は本発明の第2の実施の形態に係るNチャネル型IGB
Tの場合を示す。
FIG. 7 and FIG. 8 conceptually show the position of the current path inside the element and the point where the heat generation temperature becomes maximum when the load is short-circuited, based on the simulation results. FIG. 7 shows an N-channel type power M according to the first embodiment of the prior art.
This is a case of an IGBT conforming to the structure of OSFET, and FIG.
Is an N-channel type IGB according to the second embodiment of the present invention.
The case of T is shown.

【0026】図7の場合、対向する二つのP型ボディ領
域4に挟まれた中央部分のN型エピタキシャル層1に
電流が集中し、その位置で発熱温度が最大になる。一
方、図8の場合には電流集中部分がP型拡散領域12の
左右に分岐している。このP型拡散領域12は電気的に
浮遊状態であるため、ドレイン−ソース間の電圧の小さ
い通常動作時にはその内部にも十分電流が流れるが、負
荷短絡時のようにドレイン−ソース間の電圧が大きくな
ると、その内部には流れにくくなる。
In the case of FIG. 7, current concentrates on the N type epitaxial layer 1 in the central portion sandwiched between the two opposing P type body regions 4, and the heat generation temperature becomes maximum at that position. On the other hand, in the case of FIG. 8, the current concentration portion is branched to the left and right of the P-type diffusion region 12. Since the P-type diffusion region 12 is in an electrically floating state, a sufficient current flows through the P-type diffusion region 12 during normal operation in which the drain-source voltage is small. As it grows, it becomes more difficult to flow inside.

【0027】本願発明者の行なったシミュレーションの
結果では、図7における最大発熱温度に対して、図8に
おける最大発熱温度は約30℃も低かった。つまり、本
発明の構造によって電流集中が緩和され負荷短絡時の最
大発熱温度が抑制されるため、N型ソース領域5とP
型ボディ領域4との間のN・P接合におけるビルトイ
ンポテンシャルの低下も低減され、短絡耐量tSCが増
加するものと考えられる。
As a result of the simulation conducted by the inventor of the present application, the maximum heat generation temperature in FIG. 8 was about 30 ° C. lower than the maximum heat generation temperature in FIG. 7. That is, since the maximum exothermic temperature at the time of current concentration is relieved load short circuit by the structure of the present invention is suppressed, N + -type source region 5 and P
It is considered that the decrease in the built-in potential at the N + .P junction with the type body region 4 is also reduced and the short-circuit withstand capacity t SC is increased.

【0028】さらに、P型拡散領域12がN型拡散領域
11と接するように形成される結果、P型拡散領域12
の横方向拡散が抑制され、P型拡散領域12とP型ボデ
ィ領域4との距離が十分に確保されることも重要であ
る。この距離が小さくなると、負荷短絡時の最大発熱点
がN・P接合に近接してしまい、短絡耐量tSCが逆
に低下することが図8よりわかる。
Further, as a result of the P-type diffusion region 12 being formed in contact with the N-type diffusion region 11, the P-type diffusion region 12 is formed.
It is also important that the lateral diffusion of P is suppressed and the distance between the P type diffusion region 12 and the P type body region 4 is sufficiently secured. It can be seen from FIG. 8 that, when this distance is reduced, the maximum heat generation point at the time of load short circuit comes close to the N + .P junction, and the short circuit withstand capacity t SC is decreased conversely.

【0029】次に、図2に示した本発明の第2の実施の
形態に係るNチャネル型IGBTの好ましい製造方法に
ついて図9乃至図15を参照しながら説明する。
Next, a preferred method of manufacturing the N-channel type IGBT according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 9 to 15.

【0030】まず、P型のドレイン領域2となるP
型半導体基板に、エピタキシャル成長によりN型バッフ
ァ層13及びN型エピタキシャル層1からなる半導体
部分を形成する。ここで、他の形成方法であってもかま
わないことは勿論である。例えば、N型半導体基板に
N型バッファ層とP型のドレイン領域を拡散形成して
もよい。
First, P + which becomes the P + type drain region 2
A semiconductor portion including the N-type buffer layer 13 and the N type epitaxial layer 1 is formed on the type semiconductor substrate by epitaxial growth. Here, it goes without saying that another forming method may be used. For example, an N-type buffer layer and a P + -type drain region may be formed by diffusion on an N -type semiconductor substrate.

【0031】次に、N型エピタキシャル層1の表面に
8000オングストローム程度の厚さの1次酸化膜31
を熱酸化により形成する。続いて、写真及びエチング工
程によって、この酸化膜の所望の位置にP型拡散領域1
2を形成するための開口部を形成し、ホウ素をイオン注
入する(図9)。
Next, on the surface of the N -- type epitaxial layer 1, a primary oxide film 31 having a thickness of about 8000 angstroms is formed.
Are formed by thermal oxidation. Then, the P-type diffusion region 1 is formed at a desired position on the oxide film by a photo and etching process.
An opening for forming 2 is formed, and boron is ion-implanted (FIG. 9).

【0032】なお、この工程は、図には示していない
が、素子のターミネーション領域にフィールドリングを
形成する工程と同時に行なうことが可能である。この
際、例えば、フィールドリングの不純物濃度をP型拡散
領域12の不純物濃度より高くする場合には、合わせ精
度をあまり必要としない写真工程を利用してフィールド
リング形成用の開口部以外を一括してレジストでマスク
し、追加のホウ素のイオン注入を行なうことによって達
成される。
Although not shown in the figure, this step can be performed simultaneously with the step of forming the field ring in the termination region of the device. At this time, for example, when the impurity concentration of the field ring is set to be higher than that of the P-type diffusion region 12, a photolithography process that does not require a high alignment precision is used to collectively cover the area other than the opening for forming the field ring. By masking with a resist and performing an additional boron ion implant.

【0033】次に、熱酸化により6000オングストロ
ーム程度の厚さの2次酸化膜32を開口部に形成する。
この時、開口していなかった部分の酸化膜の厚さは10
000オングストローム程度になる。さらに1150℃
で2時間程度のドライブイン拡散を行なう(図10)。
Then, a secondary oxide film 32 having a thickness of about 6000 Å is formed in the opening by thermal oxidation.
At this time, the thickness of the oxide film which is not opened is 10
It will be about 000 angstroms. 1150 ° C
Drive-in diffusion for about 2 hours (Fig. 10).

【0034】次に、写真及びエッチング工程によって、
N型拡散領域11を形成するための開口部を酸化膜に形
成する。この開口部側壁は、将来的にはゲート絶縁膜の
薄い部分3aと厚い部分3bとの段差部分3dとなる。
そのため、本エッチング工程において、ウエットエッチ
ングなどの等方性エッチングを用いることにより、段差
部分3dの断面形状に曲率を持たせることが可能とな
る。その結果、ゲート絶縁膜中の電界強度緩和やソース
電極9の段差切れ防止などが達成される(図11)。ま
た、本開口部を先のP型拡散領域12用の開口部に対し
てほぼ隣接する位置に設けることによって、N型拡散領
域11とP型拡散領域12とで形成される接合境界がゲ
ート絶縁膜の段差部分3dの直下近傍に位置するように
なる。
Next, by a photo and etching process,
An opening for forming the N type diffusion region 11 is formed in the oxide film. In the future, the side wall of the opening will become a step portion 3d between the thin portion 3a and the thick portion 3b of the gate insulating film.
Therefore, in the main etching step, by using isotropic etching such as wet etching, it becomes possible to give a curvature to the cross-sectional shape of the step portion 3d. As a result, the relaxation of the electric field strength in the gate insulating film and the prevention of step breakage of the source electrode 9 are achieved (FIG. 11). Further, by providing this opening at a position substantially adjacent to the opening for the P-type diffusion region 12, the junction boundary formed by the N-type diffusion region 11 and the P-type diffusion region 12 is gate-insulated. It comes to be located immediately below the step portion 3d of the film.

【0035】次に、本開口部上に500オングストロー
ム程度の厚さの薄い酸化膜14を形成した後、燐をイオ
ン注入する(図12)。その後、1150℃で6時間程
度のドライブイン拡散を行なう。この時の薄い酸化膜1
4には、イオン注入時の欠陥抑制と、ドライブイン拡散
工程において窒素ガスを用いた場合に、シリコン表面が
窒化されてその後の薄いゲート酸化膜の形成に悪影響を
及ぼすことを防止する効果がある。
Next, a thin oxide film 14 having a thickness of about 500 Å is formed on the main opening, and phosphorus is ion-implanted (FIG. 12). Then, drive-in diffusion is performed at 1150 ° C. for about 6 hours. Thin oxide film 1 at this time
4 has the effect of suppressing defects during ion implantation and of preventing the silicon surface from being nitrided and adversely affecting the subsequent formation of a thin gate oxide film when nitrogen gas is used in the drive-in diffusion process. .

【0036】次に、エッチング工程によってこの薄い酸
化膜14を除去した後、ゲート絶縁膜の薄い部分3aと
なる1000オングストローム程度の厚さの酸化膜を改
めて形成する。続いて、ゲート絶縁膜3全体の上にゲー
ト電極7となる6000オングストローム程度の厚さの
多結晶シリコン膜を堆積する(図13)。本工程のごと
く、薄いゲート絶縁膜をその形成直後にゲート電極材料
で覆うことによって、ゲート絶縁膜とゲート電極との界
面に汚染物が付着する機会を減らすことが可能であり、
ゲート絶縁膜の電気的特性が顕著に劣化することを防止
する効果がある。
Next, after removing the thin oxide film 14 by an etching process, an oxide film having a thickness of about 1000 angstroms which becomes the thin portion 3a of the gate insulating film is formed again. Then, a polycrystalline silicon film having a thickness of about 6000 Å serving as the gate electrode 7 is deposited on the entire gate insulating film 3 (FIG. 13). By covering the thin gate insulating film with the gate electrode material immediately after its formation as in this step, it is possible to reduce the chance of contaminants adhering to the interface between the gate insulating film and the gate electrode.
This is effective in preventing the electrical characteristics of the gate insulating film from being significantly deteriorated.

【0037】次に、写真及びエッチング工程によって、
P型ボディ領域4を形成するための開口部をN型拡散領
域11上の酸化膜及び多結晶シリコン膜に形成し、ホウ
素をイオン注入する(図14)。ここで、更なる写真工
程によるレジストマスクによって、P型ボディ領域4の
中央部のみにホウ素のイオン注入を追加し、N型ソー
ス領域5直下のP型ボディ領域4の横方向抵抗を低減す
る構造にすることも可能である。続いて、1150℃で
1時間程度のドライブイン拡散を行なう。
Next, by the photo and etching process,
An opening for forming the P-type body region 4 is formed in the oxide film and the polycrystalline silicon film on the N-type diffusion region 11, and boron is ion-implanted (FIG. 14). Here, by using a resist mask formed by a further photographic process, boron ion implantation is added only to the central portion of the P-type body region 4 to reduce the lateral resistance of the P-type body region 4 immediately below the N + type source region 5. It can be structured. Subsequently, drive-in diffusion is performed at 1150 ° C. for about 1 hour.

【0038】次に、写真工程によるレジストマスクを用
いて砒素の注入を行ない、その後、熱処理を施してN
型ソース領域5を形成する(図15)。
Next, arsenic is implanted by using a resist mask by a photolithography process, and then heat treatment is performed to form N +.
The mold source region 5 is formed (FIG. 15).

【0039】続いて、10000オングストローム程度
の厚さの層間絶縁膜8を堆積した後、写真及びエッチン
グ工程によりコンタクト用の開口部を形成し、ソース電
極9をN型ソース領域5とP型ボディ領域4の双方に
電気的に接続する。さらに、ドレイン電極10をドレイ
ン領域2に電気的に接続して図2のIGBTを完成させ
る。
Subsequently, after depositing an interlayer insulating film 8 having a thickness of about 10000 angstrom, an opening for contact is formed by a photo and etching process, and a source electrode 9 is formed as an N + type source region 5 and a P type body. It is electrically connected to both of the regions 4. Further, the drain electrode 10 is electrically connected to the drain region 2 to complete the IGBT of FIG.

【0040】図3は本発明の第3の実施の形態に係るN
チャネル型IGBTを示す断面図である。P型拡散領域
12を形成するための酸化膜の開口部のパターンを変更
することにより、ゲート絶縁膜に更に厚い部分3cを形
成することが可能となる。
FIG. 3 shows an N according to the third embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows a channel type IGBT. By changing the pattern of the opening of the oxide film for forming the P type diffusion region 12, it becomes possible to form the thicker portion 3c in the gate insulating film.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、ゲート容量を低減する
ためにゲート絶縁膜の厚い部分の幅を大きくしても、そ
の部分の直下に略等しい幅で形成される電気的に浮遊状
態にある第1の半導体領域によって耐圧の低下が生じな
い。さらに、第1の半導体領域に接して形成される第2
の半導体領域によってJ−FET効果が低減され、IG
BTの場合はさらに伝導度変調が促進される。従って、
低オン電圧で高速動作が可能な縦型MOS半導体装置の
提供が可能となる。
According to the present invention, even if the width of the thick portion of the gate insulating film is increased in order to reduce the gate capacitance, an electrically floating state is formed immediately below that portion with a substantially equal width. The certain first semiconductor region does not reduce the breakdown voltage. Further, a second semiconductor formed in contact with the first semiconductor region
J-FET effect is reduced by the semiconductor region of
In the case of BT, conductivity modulation is further promoted. Therefore,
It is possible to provide a vertical MOS semiconductor device that can operate at high speed with a low ON voltage.

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

【図1】 本発明の第1の実施の形態に係るNチャネル
型パワーMOSFETを示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an N-channel power MOSFET according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施の形態に係るNチャネル
型IGBTを示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an N-channel IGBT according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3の実施の形態に係るNチャネル
型IGBTを示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an N-channel type IGBT according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 従来技術の第1の実施の形態に係るNチャネ
ル型パワーMOSFETを示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an N-channel type power MOSFET according to a first embodiment of the prior art.

【図5】 従来技術の第2の実施の形態に係るNチャネ
ル型パワーMOSFETを示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an N-channel power MOSFET according to a second embodiment of the prior art.

【図6】 従来技術の第3の実施の形態に係るNチャネ
ル型IGBTを示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an N-channel type IGBT according to a third embodiment of the prior art.

【図7】 従来技術の第1の実施の形態に係るNチャネ
ル型パワーMOSFETの構造に準じたIGBTの負荷
短絡時における電流経路と最大発熱点の位置を概念的に
示した図である。
FIG. 7 is a diagram conceptually showing a current path and a position of a maximum heat generation point at the time of load short circuit of the IGBT according to the structure of the N-channel type power MOSFET according to the first embodiment of the prior art.

【図8】 本発明の第2の実施の形態に係るNチャネル
型IGBTの負荷短絡時における電流経路と最大発熱点
の位置を概念的に示した図である。
FIG. 8 is a diagram conceptually showing a current path and a position of a maximum heat generation point when a load is short-circuited in the N-channel IGBT according to the second embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の縦型MOS半導体装置の製造工程を
説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical MOS semiconductor device of the present invention.

【図10】 本発明の縦型MOS半導体装置の製造工程
を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical MOS semiconductor device of the present invention.

【図11】 本発明の縦型MOS半導体装置の製造工程
を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical MOS semiconductor device of the present invention.

【図12】 本発明の縦型MOS半導体装置の製造工程
を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical MOS semiconductor device of the present invention.

【図13】 本発明の縦型MOS半導体装置の製造工程
を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical MOS semiconductor device of the present invention.

【図14】 本発明の縦型MOS半導体装置の製造工程
を説明する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical MOS semiconductor device of the present invention.

【図15】 本発明の縦型MOS半導体装置の製造工程
を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a manufacturing process of the vertical MOS semiconductor device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N型エピタキシャル層 2 ドレイン領域 3 ゲート絶縁膜 3a ゲート絶縁膜の薄い部分 3b ゲート絶縁膜の厚い部分 3c ゲート絶縁膜のさらに厚い部分 3d ゲート絶縁膜の段差部分 4 P型ボディ領域 5 N型ソース領域 6 チャネル部 7 ゲート電極 8 層間絶縁膜 9 ソース電極 10 ドレイン電極 11、21 N型拡散領域 12、22 P型拡散領域 13 N型バッファ層 14 薄い酸化膜 31 1次酸化膜 32 2次酸化膜1 N Type Epitaxial Layer 2 Drain Region 3 Gate Insulating Film 3a Thin Gate Insulating Layer 3b Thick Gate Insulating Layer 3c Thicker Gate Insulating Layer 3d Gate Insulating Step 4 P Type Body Region 5 N + Type source region 6 channel part 7 gate electrode 8 interlayer insulating film 9 source electrode 10 drain electrodes 11, 21 N type diffusion regions 12, 22 P type diffusion region 13 N type buffer layer 14 thin oxide film 31 primary oxide film 32 secondary Oxide film

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/78 658G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/78 658G

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体部分と、前記半導体
部分の一面側に設けられたドレイン領域と、前記半導体
部分の他面側に設けられた複数の第2導電型の第1の半導
体領域と、互いに対向する前記第1の半導体領域間の前
記半導体部分の他面側に前記第1の半導体領域と接して
設けられた第1導電型の第2の半導体領域と、該第2の半
導体領域内に設けられた第2導電型のボディ領域と、該
ボディ領域内に設けられた第1導電型のソース領域と、
前記第1の半導体領域、前記第2の半導体領域、前記ボデ
ィ領域及び前記ソース領域の表面上に形成され前記第1
の半導体領域の略上部では厚い部分を有するゲート絶縁
膜と、該ゲート絶縁膜上に設けられたゲート電極と、前
記ボディ領域及び前記ソース領域と電気的に接続して設
けられたソース電極と、前記ドレイン領域と電気的に接
続して設けられたドレイン電極とを有することを特徴と
する縦型MOS半導体装置。
1. A semiconductor portion of a first conductivity type, a drain region provided on one surface side of the semiconductor portion, and a plurality of first semiconductors of a second conductivity type provided on the other surface side of the semiconductor portion. A region, a second semiconductor region of a first conductivity type provided in contact with the first semiconductor region on the other surface side of the semiconductor portion between the first semiconductor regions facing each other, and the second semiconductor region. A second conductivity type body region provided in the semiconductor region, and a first conductivity type source region provided in the body region,
The first semiconductor region, the second semiconductor region, the body region and the source region are formed on the surface of the first semiconductor region.
A gate insulating film having a thick portion substantially above the semiconductor region, a gate electrode provided on the gate insulating film, and a source electrode electrically connected to the body region and the source region, A vertical MOS semiconductor device having a drain electrode electrically connected to the drain region.
【請求項2】 前記第1の半導体領域の深さが前記第2の
半導体領域の深さと同等以上であることを特徴とする請
求項1記載の縦型MOS半導体装置。
2. The vertical MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the depth of the first semiconductor region is equal to or greater than the depth of the second semiconductor region.
【請求項3】 前記ドレイン領域は第1導電型であるこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項記載
の縦型MOS半導体装置。
3. The vertical MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the drain region is of a first conductivity type.
【請求項4】 前記ドレイン領域は第2導電型であるこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項記載
の縦型MOS半導体装置。
4. The vertical MOS semiconductor device according to claim 1, wherein the drain region is of a second conductivity type.
【請求項5】 第1導電型の半導体部分がその一面側に
ドレイン領域を有する構造と成す工程と、前記半導体部
分の他面側に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の
絶縁膜に複数の開口部を形成する工程と、前記開口部を
介して前記半導体部分に第2導電型の不純物を導入し、
第2導電型の複数の第1の半導体領域を形成する工程と、
少なくとも前記第1の半導体領域上に第2の絶縁膜を形成
する工程と、前記第1及び前記第2の絶縁膜を選択除去し
て前記第1の半導体領域の略上部の所定の位置に厚いゲ
ート絶縁膜を残存形成するエッチング工程と、前記厚い
ゲート絶縁膜をマスクとして前記半導体部分に第1導電
型の不純物を導入し、前記第1の半導体領域と接する第1
導電型の第2の半導体領域を形成する工程と、前記厚い
ゲート絶縁膜と連続する薄いゲート絶縁膜を形成する工
程と、前記厚いゲート絶縁膜及び前記薄いゲート絶縁膜
の上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を
マスクとして前記第2の半導体領域内に第2導電型の不純
物を導入し、第2導電型のボディ領域を形成する工程
と、前記ゲート電極を選択マスクとして前記ボディ領域
内に第1導電型の不純物を導入し、第1導電型のソース領
域を形成する工程と、前記ボディ領域及び前記ソース領
域と電気的に接続するソース電極を形成する工程と、前
記ドレイン領域と電気的に接続するドレイン電極を形成
する工程とを有することを特徴とする縦型MOS半導体
装置の製造方法。
5. A step of forming a semiconductor region of a first conductivity type having a drain region on one surface side thereof, a step of forming a first insulating film on the other surface side of the semiconductor portion; Forming a plurality of openings in the insulating film, and introducing impurities of the second conductivity type into the semiconductor portion through the openings,
A step of forming a plurality of first semiconductor regions of the second conductivity type,
Forming a second insulating film on at least the first semiconductor region, and selectively removing the first and second insulating films to form a thick film at a predetermined position substantially above the first semiconductor region. An etching step of remaining forming a gate insulating film, a first conductive type impurity is introduced into the semiconductor portion using the thick gate insulating film as a mask, and a first contact with the first semiconductor region is made.
Forming a conductive type second semiconductor region, forming a thin gate insulating film continuous with the thick gate insulating film, and forming a gate electrode on the thick gate insulating film and the thin gate insulating film And a step of introducing a second conductivity type impurity into the second semiconductor region by using the gate electrode as a mask to form a second conductivity type body region, and the body using the gate electrode as a selection mask. Introducing a first conductivity type impurity into the region to form a first conductivity type source region, a step of forming a source electrode electrically connected to the body region and the source region, and the drain region And a step of forming a drain electrode electrically connected to the vertical MOS semiconductor device.
【請求項6】 前記エッチング工程はウェットエッチン
グを利用することを特徴とする請求項5記載の縦型MO
S半導体装置の製造方法。
6. The vertical MO according to claim 5, wherein the etching process uses wet etching.
S Semiconductor device manufacturing method.
【請求項7】 前記第2の半導体領域を形成する工程の
第1導電型の不純物の導入は、前記薄いゲート絶縁膜の
形成前に除去される別の薄い絶縁膜を通して行なわれる
ことを特徴とする請求項5又は請求項6のいずれか1項
記載の縦型MOS半導体装置の製造方法。
7. The impurity of the first conductivity type in the step of forming the second semiconductor region is performed through another thin insulating film that is removed before forming the thin gate insulating film. 7. The method for manufacturing a vertical MOS semiconductor device according to claim 5, wherein:
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