JP2003309258A - Mos semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Mos semiconductor device and its manufacturing method

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JP2003309258A
JP2003309258A JP2002114962A JP2002114962A JP2003309258A JP 2003309258 A JP2003309258 A JP 2003309258A JP 2002114962 A JP2002114962 A JP 2002114962A JP 2002114962 A JP2002114962 A JP 2002114962A JP 2003309258 A JP2003309258 A JP 2003309258A
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that realization of an MOS transistor excellent in high breakdown voltage characteristic is difficult on account of a shape of an N+ type diffusion region turning into a drain lead-out region, in a conventional MOS transistor. <P>SOLUTION: In this MOS transistor 21, a bird's beak shape part 281 of an LOCOS oxide film 28 on a drain electrode 37 side is formed large having a gentle gradient. By using the bird's beak shape part 281, the N+ type diffusion region 31 turning to the drain lead-out region is formed wide in a current passing direction having a concentration gradient. As a result, an electric field can be relived on a drain electrode 37 side to which a high voltage is applied, parasitic resistance in the drain region can be reduced, and the on-resistance of the MOS transistor 21 can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】本発明では、MOSトランジ
スタにおいて、勾配の異なるバーズビークを有するLO
COS酸化膜を形成し、バーズビークを介してドレイン
取り出し領域の横方向への濃度勾配を形成することで、
ドレイン電極側での電界緩和を実現することを目的とす
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention In the present invention, in a MOS transistor, an LO having bird's beaks with different slopes is provided.
By forming a COS oxide film and forming a lateral concentration gradient of the drain extraction region through the bird's beak,
The purpose is to realize electric field relaxation on the drain electrode side.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、MDやCD等の携帯機器では、I
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。
2. Description of the Related Art Recently, in portable devices such as MD and CD, I
High integration, performance improvement, low power consumption, etc. due to the miniaturization of C are required. The power MOS transistor shown below as a conventional example is generally used in a portable device such as M
It is used as a battery drive motor driver IC for D and CD. And, it is researched and developed every day aiming at the above-mentioned development theme.

【0003】図10は、従来におけるNチャネル型MO
Sトランジスタ1の断面図を示したものである。
FIG. 10 shows a conventional N-channel MO.
3 is a cross-sectional view of the S transistor 1. FIG.

【0004】図示の如く、P−型の単結晶シリコン基板
2上には、例えば、比抵抗0.1〜3.5Ω・cm、厚
さ1.0〜6.0μmのN−型のエピタキシャル層3が
形成されている。そして、基板2およびエピタキシャル
層3には、両者を貫通するP+型分離領域4によってN
チャネル型MOSトランジスタ1を形成する島領域5が
形成されている。そして、基板2とエピタキシャル層3
との間にはN+型の埋め込み層6が形成されている。
As shown in the figure, an N-type epitaxial layer having a specific resistance of 0.1 to 3.5 Ω · cm and a thickness of 1.0 to 6.0 μm is formed on the P-type single crystal silicon substrate 2. 3 is formed. Then, the substrate 2 and the epitaxial layer 3 are N-doped by the P + type isolation region 4 penetrating them.
An island region 5 forming the channel type MOS transistor 1 is formed. Then, the substrate 2 and the epitaxial layer 3
An N + type buried layer 6 is formed between the and.

【0005】そして、島領域5のエピタキシャル層3に
は、チャネル形成領域としてのP−型の拡散領域7およ
びドレイン領域の取り出し領域となるN+型の拡散領域
8が形成されている。このP−型の拡散領域7には、ソ
ース領域となるN++型の拡散領域10が形成されてい
る。一方、N+型の拡散領域8には、N++型の拡散領
域9が形成されている。
In the epitaxial layer 3 of the island region 5, a P-type diffusion region 7 as a channel forming region and an N + type diffusion region 8 serving as a drain region are formed. An N ++ type diffusion region 10 serving as a source region is formed in the P− type diffusion region 7. On the other hand, an N ++ type diffusion region 9 is formed in the N + type diffusion region 8.

【0006】そして、エピタキシャル層3表面にはゲー
ト電極11、絶縁層12等が形成される。絶縁層12に
形成されたコンタクトホールを介して、ドレイン電極1
3およびソース電極14が形成され、図10に示したN
チャネル型MOSトランジスタ1が完成する。
Then, the gate electrode 11, the insulating layer 12 and the like are formed on the surface of the epitaxial layer 3. Through the contact hole formed in the insulating layer 12, the drain electrode 1
3 and the source electrode 14 are formed, and the N shown in FIG.
The channel type MOS transistor 1 is completed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図示の如く、従来のM
OSトランジスタ1では、ソース電極14とドレイン電
極13との間にはLOCOS酸化膜15が形成されてい
た。ソース電極14側では、このLOCOS酸化膜15
上にはゲート電極11の一部が重なるように形成されて
おり、ゲート酸化膜への電界緩和を行っている。一方、
ドレイン電極13側では、ほぼLOCOS酸化膜15の
バーズビーク形状部151の下部領域までドレイン取り
出し領域となるN+型の拡散領域8が形成されていた。
そして、従来でのMOSトランジスタ1では、ドレイン
電極13にソース電極14よりも高い電圧を印加した状
態で、ゲート電極11にある一定の電圧を印加する。そ
して、ゲート電極11下部に位置するP−型の拡散領域
7の表面層にN型のチャネル層を形成し駆動させてい
た。そして、ドレイン電極13には高電圧が印加される
ことで、この領域には電界が集中していた。
As shown in the figure, the conventional M
In the OS transistor 1, the LOCOS oxide film 15 was formed between the source electrode 14 and the drain electrode 13. On the source electrode 14 side, this LOCOS oxide film 15
A part of the gate electrode 11 is formed so as to overlap therewith to relax the electric field to the gate oxide film. on the other hand,
On the drain electrode 13 side, the N + type diffusion region 8 to be the drain extraction region was formed up to the region below the bird's beak portion 151 of the LOCOS oxide film 15.
Then, in the conventional MOS transistor 1, a certain voltage is applied to the gate electrode 11 while a voltage higher than that applied to the source electrode 14 is applied to the drain electrode 13. Then, an N-type channel layer was formed and driven on the surface layer of the P-type diffusion region 7 located under the gate electrode 11. Then, by applying a high voltage to the drain electrode 13, the electric field was concentrated in this region.

【0008】しかしながら、ドレイン電極13側のN+
型の拡散領域8において、LOCOS酸化膜15のバー
ズビーク形状部151の下部領域では、表面側と深部と
では不純物の濃度勾配が急な勾配となってしまう。その
ため、P−型の拡散領域7とエピタキシャル層3との境
界から広がる空乏層がN++型の拡散領域11近傍まで
広がる。その結果、バーズビーク形状部151の下部領
域では、この空乏層とN++型の拡散領域11との境界
部に上述の電界が集中してしまうという問題があった。
However, N + on the drain electrode 13 side
In the diffusion region 8 of the mold, in the region below the bird's beak portion 151 of the LOCOS oxide film 15, the impurity concentration gradient becomes steep between the surface side and the deep portion. Therefore, the depletion layer extending from the boundary between the P− type diffusion region 7 and the epitaxial layer 3 extends to the vicinity of the N ++ type diffusion region 11. As a result, in the lower region of the bird's beak shaped portion 151, there is a problem that the above-mentioned electric field is concentrated at the boundary between the depletion layer and the N ++ type diffusion region 11.

【0009】また、従来でのMOSトランジスタ1で
は、LOCOS酸化膜15の下部領域のエピタキシャル
層3がドレイン領域となるが、この部分における寄生抵
抗R1が高く、MOSトランジスタ1のON時における
寄生抵抗が増大するという問題があった。
Further, in the conventional MOS transistor 1, the epitaxial layer 3 in the lower region of the LOCOS oxide film 15 becomes the drain region, but the parasitic resistance R1 in this portion is high, and the parasitic resistance when the MOS transistor 1 is ON is high. There was a problem of increase.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した従来
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、少なくとも前
記基板表面に積層され、その一部の領域がドレイン領域
となる逆導電型のエピタキシャル層と、前記基板と前記
エピタキシャル層との間に形成される逆導電型の埋め込
み層と、前記エピタキシャル層にドレイン取り出し領域
となる第1の逆導電型の拡散領域と、前記エピタキシャ
ル層にチャネル形成領域となる一導電型の拡散領域と、
前記一導電型の拡散領域と二重拡散構造を構成しソース
領域となる第2の逆導電型の拡散領域と、前記エピタキ
シャル層表面に多結晶シリコンからなるゲート電極とを
具備し、前記エピタキシャル層表面の所望の領域にはL
OCOS酸化膜が形成されており、前記LOCOS酸化
膜は少なくとも勾配の異なる2つのバーズビーク形状部
を有し、前記第1の逆導電型の拡散領域は前記LOCO
S酸化膜のバーズビーク形状部下部領域で濃度勾配を有
し、かつ、拡散深さに勾配を有して形成されていること
を特徴とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems. In the MOS semiconductor device of the present invention, a semiconductor substrate of one conductivity type is laminated on at least the surface of the substrate. A reverse conductivity type epitaxial layer in which a part of the region serves as a drain region, a reverse conductivity type buried layer formed between the substrate and the epitaxial layer, and a drain extraction region in the epitaxial layer. A reverse conductivity type diffusion region of 1, and a conductivity type diffusion region serving as a channel formation region in the epitaxial layer,
A second diffusion region of opposite conductivity type that constitutes a source region and forms a double diffusion structure with the diffusion region of one conductivity type; and a gate electrode made of polycrystalline silicon on the surface of the epitaxial layer. L on the desired area of the surface
An OCOS oxide film is formed, the LOCOS oxide film has at least two bird's beak shaped portions having different gradients, and the first opposite conductivity type diffusion region is the LOCOS oxide film.
The lower region of the bird's beak shaped portion of the S oxide film is characterized by having a concentration gradient and a diffusion depth gradient.

【0011】また、上記した課題を解決するために、本
発明のMOS半導体装置の製造方法では、一導電型の半
導体基板を準備し、前記基板表面に逆導電型の不純物を
導入した後、前記基板上にエピタキシャル層を堆積し、
前記基板と前記エピタキシャル層との境界面を挟むよう
に埋め込み層を形成する工程と、前記エピタキシャル層
の所望の領域に勾配の異なるバーズビーク形状部を少な
くとも2つ有するLOCOS酸化膜を形成し、前記LO
COS酸化膜のバーズビーク形状部上から逆導電型の不
純物をイオン注入しドレイン取り出し領域となる第1の
逆導電型の拡散領域を形成する工程と、前記エピタキシ
ャル層表面にゲート酸化膜を形成した後、前記ゲート酸
化膜上に多結晶シリコンからなるゲート電極を成する工
程と、前記エピタキシャル層にチャネル形成領域となる
一導電型の拡散領域を形成した後、ソース領域となる第
2の逆導電型の拡散領域を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, in the method of manufacturing a MOS semiconductor device of the present invention, a semiconductor substrate of one conductivity type is prepared, and impurities of opposite conductivity type are introduced into the surface of the substrate, and then, Deposit an epitaxial layer on the substrate,
Forming a buried layer so as to sandwich a boundary surface between the substrate and the epitaxial layer; and forming a LOCOS oxide film having at least two bird's beak shaped portions having different gradients in a desired region of the epitaxial layer,
A step of ion-implanting an impurity of opposite conductivity type from above the bird's beak shaped portion of the COS oxide film to form a first diffusion region of opposite conductivity type which becomes a drain extraction region, and after forming a gate oxide film on the surface of the epitaxial layer. Forming a gate electrode made of polycrystalline silicon on the gate oxide film, and forming a diffusion region of one conductivity type to be a channel formation region in the epitaxial layer, and then forming a second conductivity type to be a source region. And a step of forming a diffusion region of.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0013】図1は、本実施の形態におけるNチャネル
型MOSトランジスタ21の断面図の実施例である。
FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of an N-channel type MOS transistor 21 in the present embodiment.

【0014】図示の如く、P−型の単結晶シリコン基板
22上には、例えば、比抵抗0.1〜3.5Ω・cm、
厚さ1.0〜6.0μmのN−型のエピタキシャル層2
3が形成されている。そして、基板22およびエピタキ
シャル層23には、両者を貫通するP+型の分離領域2
4によって島領域25が形成されている。本実施の形態
では、島領域25のみを図示しているが、その他複数の
島領域が形成され、例えば、同様にNチャネル型のMO
Sトランジスタ、Pチャネル型のMOSトランジスタ、
NPN型のトランジスタ等が形成されている。
As shown in the figure, on the P-type single crystal silicon substrate 22, for example, a specific resistance of 0.1 to 3.5 Ω · cm,
N-type epitaxial layer 2 having a thickness of 1.0 to 6.0 μm
3 is formed. The substrate 22 and the epitaxial layer 23 have a P + type isolation region 2 penetrating them.
4 form an island region 25. Although only the island region 25 is shown in the present embodiment, a plurality of other island regions are formed.
S-transistor, P-channel type MOS transistor,
NPN type transistors and the like are formed.

【0015】この分離領域24は、基板22表面から上
下方向に拡散した第1の分離領域26およびエピタキシ
ャル層23の表面から拡散した第2の分離領域27から
成る。そして、両者が連結することでエピタキシャル層
23を島状に分離する。また、P+型分離領域24上に
は、LOCOS酸化膜28が形成されていることで、よ
り素子間分離が成される。以下、本発明であるNチャネ
ル型MOSトランジスタ21の構造について説明する。
The isolation region 24 is composed of a first isolation region 26 diffused from the surface of the substrate 22 in the vertical direction and a second isolation region 27 diffused from the surface of the epitaxial layer 23. Then, the two are connected to separate the epitaxial layer 23 into islands. Further, since the LOCOS oxide film 28 is formed on the P + type isolation region 24, more element isolation is achieved. The structure of the N-channel MOS transistor 21 according to the present invention will be described below.

【0016】図示の如く、基板22上にはN−型のエピ
タキシャル層23が形成されている。この基板22とエ
ピタキシャル層23との間には、その境界面を挟むよう
にN+型の埋め込み層29が形成されている。そして、
エピタキシャル層23には、チャネル形成領域となるP
−型の拡散領域30およびドレイン取り出し領域となる
N+型の拡散領域31が形成されている。P−型の拡散
領域30には、ソース領域となるN++型の拡散領域3
3が二重拡散構造で形成されている。一方、ドレイン取
り出し領域となるN+型の拡散領域31には、N++型
の拡散領域32が形成されている。
As shown, an N-type epitaxial layer 23 is formed on the substrate 22. An N + type buried layer 29 is formed between the substrate 22 and the epitaxial layer 23 so as to sandwich the boundary surface therebetween. And
In the epitaxial layer 23, a P forming a channel forming region is formed.
A − type diffusion region 30 and an N + type diffusion region 31 to be a drain extraction region are formed. In the P− type diffusion region 30, the N ++ type diffusion region 3 serving as the source region is formed.
3 has a double diffusion structure. On the other hand, an N ++ type diffusion region 32 is formed in the N + type diffusion region 31 which becomes the drain extraction region.

【0017】そして、エピタキシャル層23上には、ソ
ース電極38とドレイン電極37との間にLOCOS酸
化膜28が形成され、一方、その他の領域にはシリコン
酸化膜34が形成されている。このシリコン酸化膜34
はゲート電極35下部領域ではゲート酸化膜としての役
割を担う。そして、ゲート酸化膜およびLOCOS酸化
膜28の一部には、例えば、多結晶シリコン(ポリシリ
コン)より成るゲート電極35が形成されている。
On the epitaxial layer 23, a LOCOS oxide film 28 is formed between the source electrode 38 and the drain electrode 37, while a silicon oxide film 34 is formed in the other regions. This silicon oxide film 34
Plays a role as a gate oxide film in the lower region of the gate electrode 35. A gate electrode 35 made of, for example, polycrystalline silicon (polysilicon) is formed on a part of the gate oxide film and the LOCOS oxide film 28.

【0018】そして、ゲート電極35を覆うようにシリ
コン酸化膜が形成され、エピタキシャル層23表面には
絶縁層36が形成されている。この絶縁層36には外部
電極用のコンタクトホールが形成され、このコンタクト
ホールを介してドレイン電極37およびソース電極38
が、例えば、アルミニウム(Al)により形成されてい
る。この構造により、図示の如きMOSトランジスタ2
1が完成する。
Then, a silicon oxide film is formed so as to cover the gate electrode 35, and an insulating layer 36 is formed on the surface of the epitaxial layer 23. A contact hole for an external electrode is formed in the insulating layer 36, and a drain electrode 37 and a source electrode 38 are formed through this contact hole.
Are formed of, for example, aluminum (Al). With this structure, the MOS transistor 2 as shown
1 is completed.

【0019】そして、本発明のMOSトランジスタ21
における特徴としては、ドレイン電極37とソース電極
38との間のエピタキシャル層23に少なくとも2つの
異なる勾配からなるバーズビーク形状部281、282
を有するLOCOS酸化膜28を形成する。そして、ド
レイン取り出し領域となるN+型の拡散領域31は、こ
のバーズビーク形状部281を利用して形成されている
ことである。
Then, the MOS transistor 21 of the present invention
Is characterized in that the epitaxial layer 23 between the drain electrode 37 and the source electrode 38 has at least two different gradient-shaped bird's beak shaped portions 281, 282.
Forming a LOCOS oxide film 28. The N + type diffusion region 31 that becomes the drain extraction region is formed by utilizing this bird's beak shaped portion 281.

【0020】具体的には、図示の如く、LOCOS酸化
膜28のドレイン電極37側に位置するバーズビーク形
状部281は、緩やかな勾配を有し、かつ、大きく形成
されている。一方、LOCOS酸化膜28のソース電極
38側に位置するバーズビーク形状部281は、急な勾
配を有し、かつ、小さく形成されている。つまり、図1
に示す断面図では、LOCOS酸化膜28はドレイン電
極37側とソース電極38側では異なる勾配よりなるバ
ーズビーク形状部281、282を有している。そし
て、詳細は製造方法で後述するが、ドレイン取り出し領
域となるN+型の拡散領域31は、N型の不純物イオン
がバーズビーク形状部281を通過して形成されてい
る。そのことで、バーズビーク形状部281の下部領域
でのN+型の拡散領域31の不純物濃度分布は、バーズ
ビーク形状部281の勾配と同様に緩やかな濃度勾配を
有して形成されている。更に、N+型の拡散領域31
は、LOCOS酸化膜28の底部に位置するエピタキシ
ャル層23表面にも、低濃度であるが形成されている。
Specifically, as shown in the drawing, the bird's beak-shaped portion 281 located on the drain electrode 37 side of the LOCOS oxide film 28 has a gentle gradient and is formed large. On the other hand, the bird's beak portion 281 located on the source electrode 38 side of the LOCOS oxide film 28 has a steep gradient and is formed small. That is, FIG.
In the cross-sectional view shown in FIG. 3, the LOCOS oxide film 28 has bird's beak shaped portions 281 and 282 having different gradients on the drain electrode 37 side and the source electrode 38 side. Then, as will be described later in detail in the manufacturing method, the N + type diffusion region 31 serving as a drain extraction region is formed by N type impurity ions passing through the bird's beak shaped portion 281. As a result, the impurity concentration distribution of the N + type diffusion region 31 in the lower region of the bird's beak shaped portion 281 is formed with a gentle concentration gradient similar to the gradient of the bird's beak shaped portion 281. Furthermore, the N + type diffusion region 31
Is also formed on the surface of the epitaxial layer 23 located at the bottom of the LOCOS oxide film 28, though it has a low concentration.

【0021】つまり、本発明のMOSトランジスタ21
において、ドレイン取り出し領域となるN+型の拡散領
域31は、特に、その表面領域において電流通過方向に
不純物の濃度勾配を有して形成されている。LOCOS
酸化膜28間のドレイン電極37とコンタクトする領域
では、N++型の拡散領域32が形成されることで、高
濃度なN型の領域を形成している。一方、LOCOS酸
化膜28底部のエピタキシャル層23表面では、逆に、
不純物がほとんどイオン注入されず低濃度なN型の領域
を形成している。そして、本発明の特徴であるように、
バーズビーク形状部281底部のエピタキシャル層23
表面では、バーズビーク形状部281の酸化膜の厚みの
差を利用して不純物のイオン注入量に変化を設けてい
る。そのことで、バーズビーク形状部281の下部領域
での不純物濃度は、バーズビーク形状部281の勾配と
同様にほぼ均一な濃度勾配により形成されることとな
る。
That is, the MOS transistor 21 of the present invention
In the above, the N + type diffusion region 31 serving as the drain extraction region is formed with an impurity concentration gradient in the current passing direction particularly in its surface region. LOCOS
In the region between the oxide film 28 and in contact with the drain electrode 37, the N ++ type diffusion region 32 is formed to form a high concentration N type region. On the other hand, on the surface of the epitaxial layer 23 at the bottom of the LOCOS oxide film 28, conversely,
Almost no impurities are ion-implanted to form a low concentration N-type region. And, as a feature of the present invention,
Epitaxial layer 23 at the bottom of bird's beak shaped portion 281
On the surface, the difference in the thickness of the oxide film of the bird's beak portion 281 is utilized to change the amount of impurity ion implantation. As a result, the impurity concentration in the lower region of the bird's beak shaped portion 281 is formed by a substantially uniform concentration gradient similar to the gradient of the bird's beak shaped portion 281.

【0022】また、図示の如く、N+型の拡散領域31
は、LOCOS酸化膜28の形成部と形成されていない
部分では、不純物のイオン注入深さも異なる。そのこと
で、N+型の拡散領域31は、均一な拡散深さで形成さ
れず、LOCOS酸化膜28のバーズビーク形状部28
1で勾配を有するように形成されている。
Further, as shown in the figure, an N + type diffusion region 31 is provided.
In the region where the LOCOS oxide film 28 is formed and the region where the LOCOS oxide film 28 is not formed, the ion implantation depth of impurities is different. As a result, the N + type diffusion region 31 is not formed with a uniform diffusion depth, and the bird's beak shaped portion 28 of the LOCOS oxide film 28 is formed.
It is formed to have a gradient of 1.

【0023】上述の如く、本発明のMOSトランジスタ
21は、高電圧が印加されるドレイン電極37側のドレ
イン取り出し領域となるN+型の拡散領域31の構造に
特徴がある。つまり、N+型の拡散領域31は、LOC
OS酸化膜28のバーズビーク形状部281の下部領域
で緩やかな濃度勾配を有して、LOCOS酸化膜28の
底部まで形成されている。そのことで、以下に説明する
効果を得ることができる。
As described above, the MOS transistor 21 of the present invention is characterized by the structure of the N + type diffusion region 31 which becomes the drain extraction region on the side of the drain electrode 37 to which a high voltage is applied. That is, the N + type diffusion region 31 has the LOC
The region below the bird's beak portion 281 of the OS oxide film 28 has a gentle concentration gradient and is formed to the bottom of the LOCOS oxide film 28. As a result, the effects described below can be obtained.

【0024】先ず、第1の効果としては、本発明のMO
Sトランジスタ21では、ドレイン電極37に高電圧が
印加されることでこの領域に電界が集中するが、この電
界をLOCOS酸化膜28のバーズビーク形状部281
の下部領域で均等に緩和することができる。これは、上
述の如く、N+型の拡散領域31はLOCOS酸化膜2
8のバーズビーク形状部281下部領域で緩やかな濃度
勾配を有する。そのことで、従来のMOSトランジスタ
1(図10参照)の構造のように、N++型の拡散領域
32の近傍領域に低濃度領域が形成されることはない。
つまり、本発明のMOSトランジスタ21では、LOC
OS酸化膜28のバーズビーク形状部281下部領域で
は、N++型の拡散領域32の近傍まで空乏層が広がる
ことを抑制することができる。その結果、LOCOS酸
化膜28のバーズビーク形状部281下部領域での濃度
勾配を有する領域により、ドレイン電極に高電圧が印加
されることによる電界を均等に分散することができる。
そして、従来のMOSトランジスタ構造でのドレイン電
極とコンタクトするN++型の拡散領域近傍での電界集
中を緩和することができる。
First, the first effect is that the MO of the present invention is used.
In the S-transistor 21, an electric field is concentrated in this region by applying a high voltage to the drain electrode 37.
Can be relaxed evenly in the lower region of the. This is because the N + type diffusion region 31 has the LOCOS oxide film 2 as described above.
8 has a gentle concentration gradient in the lower region of the bird's beak portion 281. As a result, unlike the structure of the conventional MOS transistor 1 (see FIG. 10), a low concentration region is not formed in the region near the N ++ type diffusion region 32.
That is, in the MOS transistor 21 of the present invention, the LOC
In the region below the bird's beak shaped portion 281 of the OS oxide film 28, it is possible to suppress the depletion layer from spreading to the vicinity of the N ++ type diffusion region 32. As a result, the region having the concentration gradient in the region below the bird's beak portion 281 of the LOCOS oxide film 28 can evenly disperse the electric field due to the high voltage applied to the drain electrode.
Then, electric field concentration near the N ++ type diffusion region in contact with the drain electrode in the conventional MOS transistor structure can be relaxed.

【0025】尚、本発明のMOSトランジスタ21で
は、LOCOS酸化膜28のバーズビーク形状部281
下部領域では多少空乏層形成領域が減少するが、耐圧特
性には特に影響はない。むしろ、上述の如く、MOSト
ランジスタ21の耐圧特性を維持し、かつ、電界緩和を
図れることに特徴を有する。
In the MOS transistor 21 of the present invention, the bird's beak-shaped portion 281 of the LOCOS oxide film 28 is formed.
Although the depletion layer forming region is somewhat reduced in the lower region, there is no particular influence on the breakdown voltage characteristics. Rather, as described above, the MOS transistor 21 is characterized in that it can maintain the withstand voltage characteristic and can alleviate the electric field.

【0026】次に、第2の効果としては、本発明のMO
Sトランジスタ21では、P−型の拡散領域30とN+
型の拡散領域31との間のエピタキシャル層23をドレ
イン領域として利用している。そして、この領域に低濃
度であるがN+型の拡散領域31を形成していること
で、ドレイン領域における寄生抵抗を低減することがで
きる。これは、上述の如く、N+型の拡散領域31は、
LOCOS酸化膜28底部のエピタキシャル層23表面
では、不純物がほとんどイオン注入されず低濃度なN型
領域を形成している。そのことで、ドレイン領域となる
エピタキシャル層23の不純物濃度を高くすることがで
き、この領域での寄生抵抗を低減することができる。そ
の結果、MOSトランジスタ21自体の寄生抵抗も低減
することができ、MOSトランジスタ21のスイッチン
グ時におけるON抵抗を低減することができる。
The second effect is that the MO of the present invention is used.
In the S transistor 21, the P− type diffusion region 30 and the N +
The epitaxial layer 23 between it and the diffusion region 31 of the mold is used as a drain region. By forming the N + type diffusion region 31 having a low concentration in this region, the parasitic resistance in the drain region can be reduced. As described above, the N + type diffusion region 31 is
On the surface of the epitaxial layer 23 at the bottom of the LOCOS oxide film 28, impurities are hardly ion-implanted to form a low concentration N-type region. As a result, the impurity concentration of the epitaxial layer 23 serving as the drain region can be increased, and the parasitic resistance in this region can be reduced. As a result, the parasitic resistance of the MOS transistor 21 itself can be reduced, and the ON resistance during switching of the MOS transistor 21 can be reduced.

【0027】その他のMOSトランジスタ21の特徴と
しては、LOCOS酸化膜28の一部と重なるようにゲ
ート電極35を形成していることにある。そのことで、
高電圧が印加されることで電界緩和が必要とされるドレ
イン電極37側では、LOCOS酸化膜28によりシリ
コン酸化膜が厚く形成されている。その結果、この領域
では電界緩和を図ることができる。一方、ソース電極3
8側では、ゲート電極35に印可された電圧が伝わるよ
うに薄いシリコン酸化膜34が形成されている。その結
果、ゲート電極35下部に位置するP−型の拡散領域3
0にN型のチャネル領域を形成しやすい構造となってい
る。
Another feature of the MOS transistor 21 is that the gate electrode 35 is formed so as to overlap a part of the LOCOS oxide film 28. With that,
On the side of the drain electrode 37 where electric field relaxation is required by applying a high voltage, a thick silicon oxide film is formed by the LOCOS oxide film 28. As a result, electric field relaxation can be achieved in this region. On the other hand, the source electrode 3
On the 8 side, a thin silicon oxide film 34 is formed so that the voltage applied to the gate electrode 35 is transmitted. As a result, the P− type diffusion region 3 located under the gate electrode 35 is formed.
The structure is such that it is easy to form an N-type channel region at 0.

【0028】尚、本発明は本実施の形態のみに限定する
必要はなく、その他、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。
The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0029】次に、図2〜図9を参照にして、図1に示
した本発明の実施の形態であるNチャネル型MOSトラ
ンジスタ21の製造方法について、以下に説明する。
尚、以下の説明では、図1に示したMOSトランジスタ
の構造で説明した各構成要素と同じ構成要素には同じ符
番を付すこととする。
Next, a method of manufacturing the N-channel type MOS transistor 21 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
In the following description, the same components as the components described in the structure of the MOS transistor shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0030】先ず、図2に示す如く、P−型の単結晶シ
リコン基板22を準備し、この基板22の表面を熱酸化
して全面にシリコン酸化膜を、例えば、0.03〜0.
05μm程度形成する。その後、公知のフォトリソグラ
フィ技術によりN+型の埋め込み層29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)
を加速電圧20〜65keV、導入量1.0×1013
1.0×1015/cm2でイオン注入し、拡散する。そ
の後、フォトレジストを除去する。
First, as shown in FIG. 2, a P-type single crystal silicon substrate 22 is prepared, and the surface of the substrate 22 is thermally oxidized to form a silicon oxide film on the entire surface, for example, 0.03 to 0.
It is formed to about 05 μm. After that, by a known photolithography technique, a photoresist having an opening in a portion where the N + type buried layer 29 is to be formed is formed as a selective mask. Then, N-type impurities such as phosphorus (P)
Acceleration voltage of 20 to 65 keV, introduction amount of 1.0 × 10 13 to
Ion implantation is performed at 1.0 × 10 15 / cm 2 and diffusion is performed. Then, the photoresist is removed.

【0031】次に、図3に示す如く、図2において形成
したシリコン酸化膜を利用し、公知のフォトリソグラフ
ィ技術により分離領域24の第1の分離領域26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)を加速電圧60〜100keV、導入量1.
0×1013〜1.0×1015/cm2でイオン注入し、
拡散する。その後、フォトレジストを除去する。
Next, as shown in FIG. 3, using the silicon oxide film formed in FIG. 2, an opening is provided in a portion of the isolation region 24 where the first isolation region 26 is formed by a known photolithography technique. The photoresist is formed as a selective mask. Then, a P-type impurity such as boron (B) is introduced at an acceleration voltage of 60 to 100 keV and an introduction amount of 1.
Ion implantation at 0 × 10 13 to 1.0 × 10 15 / cm 2 ,
Spread. Then, the photoresist is removed.

【0032】次に、図4に示す如く、図2において形成
したシリコン酸化膜を全て除去し、基板22をエピタキ
シャル成長装置のサセプタ上に配置する。そして、ラン
プ加熱によって基板22に、例えば、1000℃程度の
高温を与えると共に反応管内にSiH2Cl2ガスとH2
ガスを導入する。そのことにより、基板22上に、例え
ば、比抵抗0.1〜3.5Ω・cm、厚さ1.0〜6.
0程度のエピタキシャル層23を成長させる。その後、
エピタキシャル層23の表面を熱酸化してシリコン酸化
膜を、例えば、0.03〜0.05μm程度形成する。
その後、公知のフォトリソグラフィ技術により分離領域
24の第2の分離領域27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)を加速電圧
60〜100keV、導入量1.0×1013〜1.0×
1015/cm2でイオン注入し、拡散する。その後、フ
ォトレジストを除去する。
Next, as shown in FIG. 4, the silicon oxide film formed in FIG. 2 is completely removed, and the substrate 22 is placed on the susceptor of the epitaxial growth apparatus. Then, the substrate 22 is heated to a high temperature of, for example, about 1000 ° C. by lamp heating, and SiH 2 Cl 2 gas and H 2 are introduced into the reaction tube.
Introduce gas. Thereby, on the substrate 22, for example, a specific resistance of 0.1 to 3.5 Ω · cm and a thickness of 1.0 to 6.
The epitaxial layer 23 of about 0 is grown. afterwards,
The surface of the epitaxial layer 23 is thermally oxidized to form a silicon oxide film, for example, about 0.03 to 0.05 μm.
After that, a photoresist having an opening formed in a portion of the isolation region 24 where the second isolation region 27 is to be formed is formed as a selection mask by a known photolithography technique.
Then, a P-type impurity, for example, boron (B) is accelerated at a voltage of 60 to 100 keV, and the introduction amount is 1.0 × 10 13 to 1.0 ×.
Ion implantation is performed at 10 15 / cm 2 and diffusion is performed. Then, the photoresist is removed.

【0033】次に、図5(A)、(B)に示す如く、エ
ピタキシャル層23の所望の領域にLOCOS酸化膜2
8を形成する。先ず、図5(A)に示す如く、エピタキ
シャル層23表面にLOCOS酸化膜28の傾斜の緩い
バーズビーク部281を形成する部分にのみ第1のシリ
コン酸化膜39を形成する。その後、第1のシリコン酸
化膜39上を含め、エピタキシャル層23表面上に第2
のシリコン酸化膜40を形成する。この工程により、エ
ピタキシャル層23表面には厚いシリコン酸化膜の部分
と薄いシリコン酸化膜の部分との2種類の厚さのシリコ
ン酸化膜が形成されることとなる。その後、図示の如
く、第2のシリコン酸化膜40上にシリコン窒化膜41
を、例えば、0.05〜0.2μm程度形成した後、L
OCOS酸化膜28を形成する部分に開口部が設けられ
るようにシリコン窒化膜41を選択的に除去する。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the LOCOS oxide film 2 is formed on a desired region of the epitaxial layer 23.
8 is formed. First, as shown in FIG. 5A, the first silicon oxide film 39 is formed only on the portion of the surface of the epitaxial layer 23 where the gradual sloped bird's beak portion 281 of the LOCOS oxide film 28 is formed. After that, a second film is formed on the surface of the epitaxial layer 23 including the first silicon oxide film 39.
Forming a silicon oxide film 40. By this step, a silicon oxide film having two kinds of thickness, that is, a thick silicon oxide film portion and a thin silicon oxide film portion is formed on the surface of the epitaxial layer 23. Then, as shown in the figure, a silicon nitride film 41 is formed on the second silicon oxide film 40.
For example, after forming about 0.05 to 0.2 μm,
The silicon nitride film 41 is selectively removed so that an opening is provided in a portion where the OCOS oxide film 28 is formed.

【0034】そして、図5(B)に示す如く、このシリ
コン窒化膜41をマスクとして用い、第1および第2の
シリコン酸化膜39、40上から、例えば、800〜1
200℃程度でスチーム酸化で酸化膜付けを行う。そし
て、同時に、基板22全体に熱処理を与えLOCOS酸
化膜28を形成する。このとき、第1および第2のシリ
コン酸化膜39、40が重なり厚く形成された部分に
は、特に、酸化膜の食い込みが生じる。その結果、シリ
コン酸化膜が厚く形成された部分のLOCOS酸化膜2
8には、傾斜の緩い、大きいバーズビーク281が形成
される。つまり、図示した断面での本実施の形態のLO
COS酸化膜28では、左右が非対称であるLOCOS
酸化膜28となる。また、特に、P+型分離領域24上
にはLOCOS酸化膜28を形成することで、より素子
間分離が成される。
Then, as shown in FIG. 5B, by using this silicon nitride film 41 as a mask, from above the first and second silicon oxide films 39 and 40, for example, 800-1
An oxide film is attached by steam oxidation at about 200 ° C. At the same time, heat treatment is applied to the entire substrate 22 to form the LOCOS oxide film 28. At this time, in particular, the biting of the oxide film occurs in the portions where the first and second silicon oxide films 39 and 40 are formed to be thick and overlap with each other. As a result, the LOCOS oxide film 2 in the portion where the silicon oxide film is thickly formed.
A large bird's beak 281 having a gentle slope is formed at 8. That is, the LO of the present embodiment in the illustrated cross section
In the COS oxide film 28, the left and right asymmetrical LOCOS
It becomes the oxide film 28. Further, in particular, by forming the LOCOS oxide film 28 on the P + type isolation region 24, more element isolation is achieved.

【0035】ここで、LOCOS酸化膜28は、平坦部
では、例えば、厚さ0.5〜1.0μm程度に形成され
る。尚、この工程で、P+型の第2の分離領域27が同
時に拡散され、第1および第2の分離領域が連結し、P
+型の分離領域24が形成される。
Here, the LOCOS oxide film 28 is formed to have a thickness of, for example, about 0.5 to 1.0 μm in the flat portion. In this step, the P + type second isolation region 27 is diffused at the same time, the first and second isolation regions are connected, and P
A + type isolation region 24 is formed.

【0036】次に、図6に示す如く、エピタキシャル層
23表面にシリコン酸化膜34を、例えば、0.01〜
0.20μm程度形成する。そして、このシリコン酸化
膜34をゲート電極35下部ではゲート酸化膜として用
いる。そして、公知のフォトリソグラフィ技術によりN
+型の拡散領域31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)を高加速電圧10
0〜200keV、導入量1.0×1013〜1.0×1
15/cm2でイオン注入し、拡散する。その後、フォ
トレジストを除去する。この工程により、N+型の不純
物はLOCOS酸化膜28のバーズビーク部281にも
注入され、この時、バーズビーク部281の酸化膜の厚
みにより、不純物の注入量に変化が生じる。つまり、本
実施の形態では、バーズビーク部281を不純物イオン
が通過するように、高加速電圧でイオン注入を行うこと
に特徴がある。そして、バーズビーク部281の酸化膜
の薄い所では多量に不純物が注入され、一方、酸化膜の
厚い所では不純物の注入量が少なくなる。このことで、
LOCOS酸化膜28のバーズビーク部281の下部領
域におけるN+型の不純物濃度は、従来の構造と比較し
て、不純物の濃度勾配が緩やかとなるように形成され
る。この結果、本発明のMOSトランジスタ21構造の
説明で上述した効果を得ることができる構造が実現され
る。
Next, as shown in FIG. 6, a silicon oxide film 34 is formed on the surface of the epitaxial layer 23, for example, 0.01-.
The thickness is about 0.20 μm. Then, this silicon oxide film 34 is used as a gate oxide film below the gate electrode 35. Then, by a known photolithography technique, N
A photoresist having an opening in a portion where the + type diffusion region 31 is formed is formed as a selection mask. Then, an N-type impurity such as phosphorus (P) is added at a high acceleration voltage 10
0 to 200 keV, introduction amount 1.0 × 10 13 to 1.0 × 1
Ions are implanted at 0 15 / cm 2 and diffused. Then, the photoresist is removed. By this step, the N + type impurities are also implanted into the bird's beak portion 281 of the LOCOS oxide film 28, and at this time, the implantation amount of the impurity changes depending on the thickness of the oxide film of the bird's beak portion 281. That is, the present embodiment is characterized in that ion implantation is performed at a high acceleration voltage so that the impurity ions pass through the bird's beak portion 281. Then, a large amount of impurities are implanted in the bird's beak portion 281 where the oxide film is thin, and on the other hand, the amount of impurities implanted is small where the oxide film is thick. With this,
The N + type impurity concentration in the lower region of the bird's beak portion 281 of the LOCOS oxide film 28 is formed so that the impurity concentration gradient becomes gentler as compared with the conventional structure. As a result, a structure that can achieve the effects described above in the description of the MOS transistor 21 structure of the present invention is realized.

【0037】次に、図7に示す如く、図6において形成
したシリコン酸化膜34上にポリシリコン膜を、例え
ば、0.2〜0.3μm程度堆積させる。その後、この
ポリシリコン膜に、N型不純物、例えば、リン(P)を
加速電圧20〜65keV、導入量1.0×1013
1.0×1015/cm2でイオン注入する。そして、ゲ
ート電極35形成領域以外のポリシリコン膜を公知のフ
ォトリソグラフィ技術により除去する。
Next, as shown in FIG. 7, a polysilicon film is deposited on the silicon oxide film 34 formed in FIG. 6 to have a thickness of, for example, about 0.2 to 0.3 μm. Then, an N-type impurity such as phosphorus (P) is introduced into the polysilicon film at an acceleration voltage of 20 to 65 keV and an introduction amount of 1.0 × 10 13 to.
Ion implantation is performed at 1.0 × 10 15 / cm 2 . Then, the polysilicon film other than the region where the gate electrode 35 is formed is removed by a known photolithography technique.

【0038】その後、図示の如く、図6において形成し
たシリコン酸化膜34を利用し、公知のフォトリソグラ
フィ技術によりP−型の拡散領域30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)
を加速電圧60〜100keV、導入量1.0×10 13
〜1.0×1015/cm2でイオン注入し、拡散する。
その後、フォトレジストを除去する。このとき、ゲート
電極35をマスクとして利用することで、より正確にイ
オン注入を行うことができる。また、この工程におい
て、N+型の拡散領域31が同時に拡散される。
Thereafter, as shown in FIG.
Known photolithography using the silicon oxide film 34
In the portion where the P-type diffusion region 30 is formed by the technique
Using the photoresist with the opening as a selection mask
Form. And a P-type impurity such as boron (B)
Acceleration voltage 60 to 100 keV, introduction amount 1.0 × 10 13
~ 1.0 x 1015/ Cm2Ion implantation is carried out and diffused.
Then, the photoresist is removed. At this time, the gate
By using the electrode 35 as a mask, it is more accurate.
On-injection can be performed. Also, in this process
Thus, the N + type diffusion region 31 is simultaneously diffused.

【0039】次に、図8に示す如く、図6において形成
したシリコン酸化膜34を利用し、公知のフォトリソグ
ラフィ技術によりN++型の拡散領域32、33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)を加速電圧20〜65keV、導入量1.0×
1013〜1.0×1015/cm2でイオン注入し、拡散
する。その後、フォトレジストを除去する。この工程に
より、P−型の拡散領域30が同時に拡散される。
Next, as shown in FIG. 8, using the silicon oxide film 34 formed in FIG. 6, an opening is formed in the portion where the N ++ type diffusion regions 32 and 33 are formed by a known photolithography technique. A photoresist is formed as a selective mask. Then, an N-type impurity, for example, phosphorus (P) is added at an acceleration voltage of 20 to 65 keV and an introduction amount of 1.0 ×.
Ion implantation is performed at 10 13 to 1.0 × 10 15 / cm 2 and diffusion is performed. Then, the photoresist is removed. By this step, the P− type diffusion region 30 is simultaneously diffused.

【0040】次に、図9に示す如く、エピタキシャル層
23上等に、例えば、全面に絶縁層36としてBPSG
(Boron Phospho Silicate G
lass)膜、SOG(Spin On Glass)
膜等を堆積する。その後、公知のフォトリソグラフィ技
術により外部電極形成用のコンタクトホールを形成す
る。
Next, as shown in FIG. 9, BPSG is formed as an insulating layer 36 on the epitaxial layer 23 or the like, for example, on the entire surface.
(Boron Phospho Silicate G
(lass) film, SOG (Spin On Glass)
Deposit a film, etc. After that, a contact hole for forming an external electrode is formed by a known photolithography technique.

【0041】最後に、絶縁層36に形成したコンタクト
ホールを介して、例えば、Alから成るドレイン電極3
7およびソース電極38を形成し、図1に示したNチャ
ネル型MOSトランジスタ21が完成する。
Finally, through the contact hole formed in the insulating layer 36, the drain electrode 3 made of, for example, Al
7 and the source electrode 38 are formed, and the N-channel type MOS transistor 21 shown in FIG. 1 is completed.

【0042】尚、上述した本実施の形態では、Nチャネ
ル型MOSトランジスタのみが形成される場合について
述べたが、その他の島領域に同様にNチャネル型MOS
トランジスタ、NPNトランジスタ等を同時に形成する
ことができる。その他、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。
In the above-described embodiment, the case where only the N-channel type MOS transistor is formed has been described, but the N-channel type MOS transistor is similarly formed in the other island regions.
A transistor, an NPN transistor, etc. can be formed at the same time. Besides, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、第1に、MOS半導体
装置では、ドレイン取り出し領域となるN+型の拡散領
域は、LOCOS酸化膜のバーズビーク形状部の下部領
域で緩やかな濃度勾配を有する。そのことで、ドレイン
電極と直接コンタクトし、かつ、この拡散領域に形成さ
れるN++型の拡散領域の近傍まで空乏層が広がること
を抑制することができる。その結果、高電圧が印加され
るMOS半導体装置のドレイン電極の近傍領域では、こ
の領域での濃度勾配により空乏層の広がりを抑制するこ
とできる。そして、本発明のMOS半導体装置では耐圧
特性を維持しつつ、上記電界をバーズビーク部下部領域
での緩やかな濃度勾配により均等に分散することができ
る。
According to the present invention, firstly, in the MOS semiconductor device, the N + type diffusion region serving as the drain extraction region has a gentle concentration gradient in the region below the bird's beak-shaped portion of the LOCOS oxide film. This makes it possible to prevent the depletion layer from spreading directly to the drain electrode and spreading to the vicinity of the N ++ type diffusion region formed in this diffusion region. As a result, in the region near the drain electrode of the MOS semiconductor device to which a high voltage is applied, it is possible to suppress the expansion of the depletion layer due to the concentration gradient in this region. In the MOS semiconductor device of the present invention, the electric field can be evenly dispersed by the gentle concentration gradient in the lower region of the bird's beak portion while maintaining the withstand voltage characteristic.

【0044】第2に、本発明のMOS半導体装置では、
ドレイン領域として利用する低濃度のエピタキシャル層
に、低濃度であるがN+型の拡散領域を形成することに
特徴がある。そのことで、ドレイン領域となるエピタキ
シャル層の不純物濃度を高くすることができ、この領域
での寄生抵抗を低減することができる。その結果、MO
Sトランジスタ自体の寄生抵抗も低減することができ、
MOS半導体装置のスイッチング時におけるON抵抗を
低減することができる。
Secondly, in the MOS semiconductor device of the present invention,
It is characterized in that an N + type diffusion region having a low concentration is formed in the low concentration epitaxial layer used as the drain region. As a result, the impurity concentration of the epitaxial layer serving as the drain region can be increased, and the parasitic resistance in this region can be reduced. As a result, MO
The parasitic resistance of the S transistor itself can also be reduced,
The ON resistance during switching of the MOS semiconductor device can be reduced.

【0045】第3に、本発明のMOS半導体装置の製造
方法では、少なくとも2回のシリコン酸化膜の堆積工程
を用いることで、少なくとも勾配の異なる2つのバーズ
ビーク部を有するLOCOS酸化膜を形成することに特
徴を有する。そのことで、この下部領域に形成されるN
+型の拡散領域に緩やかな濃度勾配を有して形成するこ
とができる。
Thirdly, in the method for manufacturing a MOS semiconductor device of the present invention, the LOCOS oxide film having at least two bird's beak portions having different gradients is formed by using the deposition process of the silicon oxide film at least twice. It is characterized by As a result, the N formed in this lower region
It can be formed in the + type diffusion region with a gentle concentration gradient.

【0046】第4に、本発明のMOS半導体装置の製造
方法では、ドレイン電極側では、LOCOS酸化膜のバ
ーズビーク部を通過して不純物イオンを注入することに
特徴を有する。そのことで、特に、バーズビーク部の下
部領域では、酸化膜の厚みの差を利用して、不純物濃度
に緩やかな濃度勾配を有するN+型の拡散領域を形成す
ることができる。その結果、MOS半導体装置では、耐
圧特性の維持した状態での電界緩和、ON抵抗の低減等
の種々の効果を得ることができる。
Fourth, the method of manufacturing a MOS semiconductor device of the present invention is characterized in that impurity ions are implanted through the bird's beak portion of the LOCOS oxide film on the drain electrode side. Therefore, in particular, in the lower region of the bird's beak portion, it is possible to form an N + type diffusion region having a gentle concentration gradient in the impurity concentration by utilizing the difference in the thickness of the oxide film. As a result, in the MOS semiconductor device, it is possible to obtain various effects such as relaxation of the electric field and reduction of ON resistance while maintaining the withstand voltage characteristic.

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

【図1】本発明のMOS半導体装置を説明する断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a MOS semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明のMOS半導体装置の製造方法を説明す
る断図面である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明のMOS半導体装置の製造方法を説明す
る断図面である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明のMOS半導体装置の製造方法を説明す
る断図面である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明のMOS半導体装置の製造方法を説明す
る断図面である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present invention.

【図6】本発明のMOS半導体装置の製造方法を説明す
る断図面である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present invention.

【図7】本発明のMOS半導体装置の製造方法を説明す
る断図面である。
FIG. 7 is a cross sectional view illustrating a method for manufacturing a MOS semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明のMOS半導体装置の製造方法を説明す
る断図面である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a MOS semiconductor device according to the present invention.

【図9】本発明のMOS半導体装置の製造方法を説明す
る断図面である。
FIG. 9 is a cross sectional view illustrating a method for manufacturing a MOS semiconductor device of the present invention.

【図10】従来のMOS半導体装置を説明する断図面で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a conventional MOS semiconductor device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F140 AA25 AA30 AA39 AB03 AC21 BA01 BA16 BC12 BD19 BF01 BF04 BF44 BG27 BG32 BG37 BH13 BH19 BH30 BH47 BJ01 BJ05 BK13 BK25 CB01 CB02 CC02 CC07 CD02 CF00    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5F140 AA25 AA30 AA39 AB03 AC21                       BA01 BA16 BC12 BD19 BF01                       BF04 BF44 BG27 BG32 BG37                       BH13 BH19 BH30 BH47 BJ01                       BJ05 BK13 BK25 CB01 CB02                       CC02 CC07 CD02 CF00

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体基板と、 少なくとも前記基板表面に積層され、その一部の領域が
ドレイン領域となる逆導電型のエピタキシャル層と、 前記基板と前記エピタキシャル層との間に形成される逆
導電型の埋め込み層と、 前記エピタキシャル層にドレイン取り出し領域となる第
1の逆導電型の拡散領域と、 前記エピタキシャル層にチャネル形成領域となる一導電
型の拡散領域と、 前記一導電型の拡散領域と二重拡散構造を構成しソース
領域となる第2の逆導電型の拡散領域と、 前記エピタキシャル層表面に多結晶シリコンからなるゲ
ート電極とを具備し、 前記エピタキシャル層表面の所望の領域にはLOCOS
酸化膜が形成されており、前記LOCOS酸化膜は少な
くとも勾配の異なる2つのバーズビーク形状部を有し、
前記第1の逆導電型の拡散領域は前記LOCOS酸化膜
のバーズビーク形状部下部領域で濃度勾配を有し、か
つ、拡散深さに勾配を有して形成されていることを特徴
とするMOS半導体装置。
1. A semiconductor substrate of one conductivity type, an epitaxial layer of the opposite conductivity type, which is laminated on at least the surface of the substrate and has a partial region serving as a drain region, and is formed between the substrate and the epitaxial layer. A reverse conductivity type buried layer, a first reverse conductivity type diffusion region serving as a drain extraction region in the epitaxial layer, a one conductivity type diffusion region serving as a channel forming region in the epitaxial layer, and the one conductivity type. A second diffusion region of opposite conductivity type, which forms a double diffusion structure and a source diffusion region, and a gate electrode made of polycrystalline silicon on the surface of the epitaxial layer. LOCOS
An oxide film is formed, and the LOCOS oxide film has at least two bird's beak shaped portions having different gradients.
The first reverse conductivity type diffusion region is formed with a concentration gradient in the lower region of the bird's beak portion of the LOCOS oxide film and with a diffusion depth gradient. apparatus.
【請求項2】 前記第1の逆導電型の拡散領域の濃度勾
配は電流通過方向に設けられることを特徴とする請求項
1記載のMOS半導体装置。
2. The MOS semiconductor device according to claim 1, wherein a concentration gradient of the diffusion region of the first opposite conductivity type is provided in a current passing direction.
【請求項3】 前記第1の逆導電型の拡散領域表面には
前記第1の逆導電型の拡散領域より高濃度である第3の
逆導電型の拡散領域が形成され、前記第3の逆導電型の
拡散領域はドレイン電極とコンタクトしていることを特
徴とする請求項2記載のMOS半導体装置。
3. A third reverse conductivity type diffusion region having a higher concentration than that of the first reverse conductivity type diffusion region is formed on the surface of the first reverse conductivity type diffusion region, and the third reverse conductivity type diffusion region is formed. 3. The MOS semiconductor device according to claim 2, wherein the diffusion region of the opposite conductivity type is in contact with the drain electrode.
【請求項4】 一導電型の半導体基板を準備し、前記基
板表面に逆導電型の不純物を導入した後、前記基板上に
エピタキシャル層を堆積し、前記基板と前記エピタキシ
ャル層との境界面を挟むように埋め込み層を形成する工
程と、 前記エピタキシャル層の所望の領域に勾配の異なるバー
ズビーク形状部を少なくとも2つ有するLOCOS酸化
膜を形成し、前記LOCOS酸化膜のバーズビーク形状
部上から逆導電型の不純物をイオン注入しドレイン取り
出し領域となる第1の逆導電型の拡散領域を形成する工
程と、 前記エピタキシャル層表面にゲート酸化膜を形成した
後、前記ゲート酸化膜上に多結晶シリコンからなるゲー
ト電極を成する工程と、 前記エピタキシャル層にチャネル形成領域となる一導電
型の拡散領域を形成した後、ソース領域となる第2の逆
導電型の拡散領域を形成する工程とを具備することを特
徴とするMOS半導体装置の製造方法。
4. A semiconductor substrate of one conductivity type is prepared, impurities of opposite conductivity type are introduced into the surface of the substrate, an epitaxial layer is deposited on the substrate, and a boundary surface between the substrate and the epitaxial layer is formed. Forming a buried layer so as to sandwich it, and forming a LOCOS oxide film having at least two bird's beak shaped portions having different gradients in a desired region of the epitaxial layer, and forming a LOCOS oxide film from the bird's beak shaped portion of the opposite conductivity type on the bird's beak shaped portion. Forming a diffusion region of a first opposite conductivity type which becomes a drain extraction region by ion-implanting the impurity of the above step, and forming a gate oxide film on the surface of the epitaxial layer, and then forming polycrystalline silicon on the gate oxide film. Forming a gate electrode, and forming a diffusion region of one conductivity type to be a channel forming region in the epitaxial layer, and then forming a source region. And a step of forming a second opposite conductivity type diffusion region serving as a region.
【請求項5】 前記逆導電型の第1の拡散領域を形成す
るイオン注入工程は、前記LOCOS酸化膜のバーズビ
ーク形状部を利用し、不純物イオンが少なくとも前記バ
ーズビーク形状部を通過する高加速イオン注入工程であ
ることを特徴とする請求項4記載のMOS半導体装置の
製造方法。
5. The ion implantation step of forming the first diffusion region of the opposite conductivity type utilizes a bird's beak shaped portion of the LOCOS oxide film, and high-acceleration ion implantation in which impurity ions pass through at least the bird's beak shaped portion. 5. The method for manufacturing a MOS semiconductor device according to claim 4, which is a step.
【請求項6】 前記LOCOS酸化膜のバーズビーク形
状部を形成する工程は、少なくとも2回のシリコン酸化
膜形成工程により、少なくとも2種類の厚みを有する前
記シリコン酸化膜を形成することを特徴とする請求項4
または請求項5記載のMOS半導体装置の製造方法。
6. The step of forming a bird's beak-shaped portion of the LOCOS oxide film comprises forming the silicon oxide film having at least two types of thickness by performing the silicon oxide film forming step at least twice. Item 4
Alternatively, the method for manufacturing the MOS semiconductor device according to claim 5.
【請求項7】 前記ゲート電極の少なくとも一部は前記
LOCOS酸化膜上に位置するように形成することを特
徴とする請求項4記載のMOS半導体装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a MOS semiconductor device according to claim 4, wherein at least a part of the gate electrode is formed so as to be located on the LOCOS oxide film.
【請求項8】 前記一導電型の拡散領域および前記第2
の逆導電型の拡散領域を形成する工程は、前記ゲート電
極をマスクとして二重拡散により形成することを特徴と
する請求項4記載のMOS半導体装置の製造方法。
8. The one-conductivity-type diffusion region and the second diffusion region.
5. The method for manufacturing a MOS semiconductor device according to claim 4, wherein the step of forming the diffusion region of the opposite conductivity type is performed by double diffusion using the gate electrode as a mask.
【請求項9】 前記第1の逆導電型の拡散領域の表面に
前記第1の逆導電型の拡散領域より高濃度である第3の
逆導電型の拡散領域を形成する際、前記第3の逆導電型
の拡散領域は前記第2の逆導電型の拡散領域と同一工程
で形成することを特徴とする請求項8記載のMOS半導
体装置の製造方法。
9. The third reverse conductivity type diffusion region having a higher concentration than that of the first reverse conductivity type diffusion region is formed on the surface of the first reverse conductivity type diffusion region. 9. The method for manufacturing a MOS semiconductor device according to claim 8, wherein the diffusion region of the opposite conductivity type is formed in the same step as the diffusion region of the second opposite conductivity type.
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