JP2005276914A - Semiconductor device and method of manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、オフセットドレイン上にフィールドプレートが設けられたMOSFET(Metal Oxide Field Effective Transistor)に適用して好適なものである。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and is particularly suitable for application to a MOSFET (Metal Oxide Field Effective Transistor) in which a field plate is provided on an offset drain.
移動体通信端末装置の送受信回路などに使われるトランジスタでは、オン抵抗を増加させることなく、大電流化および高耐圧化を図ることが要求されている。このようなトレンジスタを実現するために、例えば、特許文献1には、オフセットドレイン上にフィールドプレートが設けられたMOSFETが開示されている。
このMOSFETでは、オフセットドレイン上に設けられたフィールドプレートがゲート電極に接続され、ゲートオンの時にゲート電極を介してフィールドプレートに電圧をかけることによりオフセットドレインに電界を発生させることができる。そして、オフセットドレインに発生する電界をフィールドプレートから発生する電界によって緩和することにより、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることができる。
A transistor used in a transmission / reception circuit of a mobile communication terminal device is required to have a large current and a high breakdown voltage without increasing the on-resistance. In order to realize such a ranger, for example,
In this MOSFET, a field plate provided on the offset drain is connected to the gate electrode, and an electric field can be generated in the offset drain by applying a voltage to the field plate through the gate electrode when the gate is turned on. Then, by reducing the electric field generated in the offset drain by the electric field generated from the field plate, the breakdown voltage between the source and the drain can be improved.
また、例えば、特許文献2には、オフセットドレインの表面電界を緩和するために、オフセットドレイン上にGOLD(Gate Overlapped Drain)を設ける方法が開示されている。
このMOSFETでは、ゲート電極がオフセットドレイン上を覆うようにドレイン側に延伸されている。そして、オフセットドレインに発生する電界をゲート電極から発生する電界によって緩和することにより、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることができる。
In this MOSFET, the gate electrode is extended to the drain side so as to cover the offset drain. Then, by reducing the electric field generated in the offset drain by the electric field generated from the gate electrode, the source / drain breakdown voltage can be improved.
しかしながら、従来のMOSFETでは、ゲートオンの時にフィールドプレートに電圧が加わると、ドレイン電界に対して垂直な電界がオフセットドレインに発生する。このため、オフセットドレインを走るキャリアは、ドレインと垂直な方向に引力を感じ、シリコン表面に押さえつけられる。従って、オフセットドレイン上にフィールドプレートを設けると、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることができるが、オン抵抗が増大するという問題があった。 However, in the conventional MOSFET, when a voltage is applied to the field plate when the gate is turned on, an electric field perpendicular to the drain electric field is generated in the offset drain. For this reason, carriers that run through the offset drain feel an attractive force in a direction perpendicular to the drain and are pressed against the silicon surface. Accordingly, when a field plate is provided on the offset drain, the breakdown voltage between the source and the drain can be improved, but there is a problem that the on-resistance increases.
そこで、本発明の目的は、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることが可能な半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device that can improve the breakdown voltage between the source and the drain while suppressing an increase in on-resistance.
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、オフセットドレインを持つ電界効果型トランジスタが形成された半導体装置において、前記オフセットドレイン上にフィールドプレートが傾斜するように配置されていることを特徴とする。
これにより、ドレイン電界に対して垂直な電界を徐々に弱くすることが可能となり、シリコン表面にキャリアを押さえつける引力を徐々に弱くすることできる。このため、オフセットドレインに発生する電界をフィールドプレートから発生する電界によって緩和しつつ、キャリアが感じるドレインと垂直な方向の引力を徐々に低下させることが可能となり、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることが可能となる。
In order to solve the above-described problem, according to a semiconductor device of one embodiment of the present invention, in a semiconductor device in which a field effect transistor having an offset drain is formed, a field plate is inclined on the offset drain. It is arranged.
Thereby, it becomes possible to gradually weaken the electric field perpendicular to the drain electric field, and it is possible to gradually weaken the attractive force that presses the carriers against the silicon surface. For this reason, it is possible to gradually reduce the attractive force in the direction perpendicular to the drain perceived by carriers while relaxing the electric field generated in the offset drain by the electric field generated from the field plate, while suppressing an increase in on-resistance, It is possible to improve the breakdown voltage between the source / drain.
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、前記フィールドプレートと前記オフセットドレインとの間隔は、前記オフセットドレインの最も耐圧の低い領域上で最も小さいことを特徴とする。
これにより、電界の緩和が最も必要な領域にフィールドプレートから発生する電界を効率よく印加することが可能となるとともに、電界の緩和が必要のない領域にかかる垂直方向の電界を弱くすることができる。このため、電界緩和の実効性を損なうことなく、シリコン表面にキャリアを押さえつける引力を徐々に弱くすることでき、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることが可能となる。
In addition, according to the semiconductor device of one embodiment of the present invention, the distance between the field plate and the offset drain is the smallest on the region with the lowest breakdown voltage of the offset drain.
As a result, it is possible to efficiently apply the electric field generated from the field plate to a region where electric field relaxation is most necessary, and to weaken the vertical electric field applied to the region where electric field relaxation is not necessary. . Therefore, it is possible to gradually weaken the attractive force that presses carriers against the silicon surface without impairing the effectiveness of electric field relaxation, and it is possible to improve the breakdown voltage between the source and drain while suppressing an increase in on-resistance. Become.
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、前記電界効果型トランジスタのゲート電極からドレインに向かって前記フィールドプレートと前記オフセットドレインとの間隔が徐々に小さくなるように、前記フィールドプレートが傾斜していることを特徴とする。
これにより、ドレイン近傍の電界を効率よく緩和することが可能となるとともに、ゲート電極近傍の垂直方向の電界を弱くすることができる。このため、電界の緩和が必要な領域にかかる垂直方向の電界を強くすることが可能となるとともに、電界の緩和が必要のない領域にかかる垂直方向の電界を弱くすることができ、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることが可能となる。
Further, according to the semiconductor device of one embodiment of the present invention, the field plate is arranged so that a distance between the field plate and the offset drain gradually decreases from the gate electrode to the drain of the field effect transistor. It is characterized by being inclined.
As a result, the electric field in the vicinity of the drain can be efficiently relaxed, and the vertical electric field in the vicinity of the gate electrode can be weakened. As a result, it is possible to increase the vertical electric field applied to the region where the electric field needs to be relaxed, and to weaken the vertical electric field applied to the region where the electric field does not need to be reduced. It is possible to improve the breakdown voltage between the source and the drain while suppressing the increase.
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、前記電界効果型トランジスタのゲート電極からドレインに向かって前記フィールドプレートと前記オフセットドレインとの間隔が徐々に大きくなるように、前記フィールドプレートが傾斜していることを特徴とする。
これにより、ゲート電極近傍の電界を効率よく緩和することが可能となるとともに、ドレイン近傍の垂直方向の電界を弱くすることができる。このため、電界の緩和が必要な領域にかかる垂直方向の電界を強くすることが可能となるとともに、電界の緩和が必要のない領域にかかる垂直方向の電界を弱くすることができ、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることが可能となる。
Further, according to the semiconductor device of one embodiment of the present invention, the field plate is arranged so that a distance between the field plate and the offset drain gradually increases from the gate electrode to the drain of the field effect transistor. It is characterized by being inclined.
Thereby, the electric field in the vicinity of the gate electrode can be efficiently relaxed, and the vertical electric field in the vicinity of the drain can be weakened. As a result, it is possible to increase the vertical electric field applied to the region where the electric field needs to be relaxed, and to weaken the vertical electric field applied to the region where the electric field does not need to be reduced. It is possible to improve the breakdown voltage between the source and the drain while suppressing the increase.
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、前記電界効果型トランジスタはSOI基板上に形成されていることを特徴とする。
これにより、電界効果型トランジスタの素子分離を容易に行うことが可能となるとともに、ラッチアップを防止することができ、さらに、ソース/ドレイン接合容量を低減させることを可能として、電界効果型トランジスタの高速化を図ることが可能となる。
In addition, according to the semiconductor device of one embodiment of the present invention, the field effect transistor is formed over an SOI substrate.
As a result, element isolation of the field effect transistor can be easily performed, latch-up can be prevented, and the source / drain junction capacitance can be reduced. It is possible to increase the speed.
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、半導体上に形成されたゲート電極と、前記半導体に設けられ、前記ゲート電極の一方の側に配置されたソース層と、前記半導体に設けられ、前記ゲート電極の他方の側に配置されたオフセットドレイン層と、前記ゲート電極から所定間隔だけ隔てて前記オフセットドレイン層に接続されたドレイン層と、前記オフセットドレイン層上に配置された傾斜面を有する層間絶縁膜と、前記傾斜面上に形成されたフィールドプレートと、前記フィールドプレートと前記ゲート電極とを接続する配線層とを備えることを特徴とする。 In addition, according to the semiconductor device of one embodiment of the present invention, the gate electrode formed over the semiconductor, the source layer provided on the semiconductor and disposed on one side of the gate electrode, and the semiconductor device An offset drain layer disposed on the other side of the gate electrode, a drain layer connected to the offset drain layer at a predetermined distance from the gate electrode, and an inclined surface disposed on the offset drain layer And a field plate formed on the inclined surface, and a wiring layer connecting the field plate and the gate electrode.
これにより、オフセットドレイン層上にフィールドプレートを傾斜させて配置することが可能となる。このため、電界の緩和が必要な領域にフィールドプレートから発生する電界を効率よく印加することが可能となり、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体層上にゲート電極を形成する工程と、前記半導体層に選択的にイオン注入することにより、前記半導体層にオフセットドレイン層を形成する工程と、前記半導体層に選択的にイオン注入することにより、前記半導体層にソース/ドレイン層を形成する工程と、前記ソース/ドレイン層が形成された半導体層上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜のエッチング加工を行うことにより、前記オフセットドレイン層上に配置された傾斜面を前記層間絶縁膜に形成する工程と、前記層間絶縁膜の傾斜面上に配置されたフィールドプレートを形成する工程と、前記フィールドプレートと前記ゲート電極とを接続する配線層を形成する工程とを備えることを特徴とする。
As a result, the field plate can be inclined and disposed on the offset drain layer. For this reason, an electric field generated from the field plate can be efficiently applied to a region where the electric field needs to be relaxed, and the breakdown voltage between the source and the drain can be improved while suppressing an increase in on-resistance. .
In addition, according to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, a step of forming a gate electrode on the semiconductor layer, and an ion-implantation into the semiconductor layer to selectively offset the drain layer in the semiconductor layer Forming a source / drain layer in the semiconductor layer by selectively implanting ions into the semiconductor layer, and forming an interlayer insulating film on the semiconductor layer on which the source / drain layer is formed. Forming an inclined surface disposed on the offset drain layer by etching the interlayer insulating film, and disposing the inclined surface of the interlayer insulating film on the inclined surface of the interlayer insulating film. Forming a field plate; and forming a wiring layer that connects the field plate and the gate electrode.
これにより、フィールドプレートを層間絶縁膜上に配置することにより、フィールドプレートをオフセットドレイン層上に傾斜させて配置することが可能となる。このため、電界の緩和が必要な領域にフィールドプレートから発生する電界を効率よく印加することが可能となり、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させることが可能となる。 As a result, by disposing the field plate on the interlayer insulating film, the field plate can be inclined and disposed on the offset drain layer. For this reason, an electric field generated from the field plate can be efficiently applied to a region where the electric field needs to be relaxed, and the breakdown voltage between the source and the drain can be improved while suppressing an increase in on-resistance. .
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記オフセットドレイン層上に配置された傾斜面を前記層間絶縁膜に形成する工程は、前記層間絶縁膜を覆うレジストパターンの開口部の幅を小さくしながら、前記層間絶縁膜のハーフエッチングを繰り返すことを特徴とする。
これにより、半導体製造プロセスで汎用的に使われるフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を繰り返すことで、層間絶縁膜に傾斜面を形成することが可能となり、フィールドプレートをオフセットドレイン層上に傾斜させて配置することが可能となる。
According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, the step of forming the inclined surface disposed on the offset drain layer in the interlayer insulating film includes opening a resist pattern covering the interlayer insulating film. The half-etching of the interlayer insulating film is repeated while reducing the width of the portion.
As a result, it is possible to form an inclined surface in the interlayer insulating film by repeating the photolithography technique and the etching technique that are generally used in the semiconductor manufacturing process, and the field plate is arranged to be inclined on the offset drain layer. It becomes possible.
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記オフセットドレイン層上に配置された傾斜面上にエッチストップ層を形成する工程をさらに備えることを特徴とする。
これにより、フィールドプレートを層間絶縁膜に埋め込む際の層間絶縁膜のオーバーエッチングを防止することが可能となり、フィールドプレートを層間絶縁膜内に安定して形成することができる。
The method for manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present invention further includes a step of forming an etch stop layer on the inclined surface disposed on the offset drain layer.
As a result, overetching of the interlayer insulating film when the field plate is embedded in the interlayer insulating film can be prevented, and the field plate can be stably formed in the interlayer insulating film.
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図1〜図3は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図1(a)において、BOX層1上には半導体層2が形成されている。なお、半導体層2の材質としては、例えば、Si、Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaN、ZnSeなどを用いることができ、BOX層1としては、例えば、SiO2、SIONまたはSi3N4などの絶縁層または埋め込み絶縁膜を用いることができる。また、半導体層2がBOX層1上に形成された半導体基板としては、例えば、SOI基板を用いることができ、SOI基板としては、SIMOX(Separation by Implanted Oxgen)基板、貼り合わせ基板またはレーザアニール基板などを用いることができる。また、BOX層1として、サファイア、ガラスまたはセラミックなどの絶縁性基板を用いるようにしてもよい。また、半導体層2としては、単結晶半導体層、多結晶半導体層あるいはアモルファス半導体層を用いるようにしてもよい。
Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 are sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1A, a
そして、半導体層2上には、ゲート絶縁膜3を介してゲート電極4が形成され、ゲート電極4の側壁には、サイドウォール6a、6bがそれぞれ形成されている。そして、ゲート電極4に対して一方の側には、ソース層7が形成されている。また、ゲート電極4に対して他方の側には、オフセットドレイン層5が形成されるとともに、ゲート電極4から所定間隔だけ隔たるようにしてドレイン層8が形成されている。
A
そして、図1(b)に示すように、CVDなどの方法により、層間絶縁膜9を全面に堆積する。なお、層間絶縁膜9としては、例えば、シリコン酸化膜を用いることができる。
次に、図1(c)に示すように、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、オフセットドレイン5上の層間絶縁膜9の表面を露出させる開口部H1が設けられたレジストパターンR1を形成する。
Then, as shown in FIG. 1B, an
Next, as shown in FIG. 1C, a resist pattern R1 provided with an opening H1 exposing the surface of the
次に、図1(d)に示すように、レジストパターンR1をマスクとして、層間絶縁膜9のハーフエッチングを行うことにより、層間絶縁膜9に段差9aを形成する。なお、層間絶縁膜9のハーフエッチング方法としては、フッ酸をエッチング液としたウェットエッチングを用いることができる。
次に、図1(e)に示すように、レジストパターンR1を除去した後、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、オフセットドレイン5上の層間絶縁膜9の表面を露出させる開口部H2が設けられたレジストパターンR2を形成する。なお、レジストパターンR2に設けられた開口部H2の幅は、レジストパターンR1に設けられた開口部H1の幅よりも狭くすることができる。
Next, as shown in FIG. 1D, a
Next, as shown in FIG. 1E, after removing the resist pattern R1, an opening H2 for exposing the surface of the
次に、図2(a)に示すように、レジストパターンR2をマスクとして、層間絶縁膜9のハーフエッチングを行うことにより、段差9aの内側に配置された段差9bを層間絶縁膜9に形成する。
次に、図2(b)に示すように、レジストパターンR2を除去した後、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、オフセットドレイン5上の層間絶縁膜9の表面を露出させる開口部H3が設けられたレジストパターンR3を形成する。なお、レジストパターンR3に設けられた開口部H3の幅は、レジストパターンR2に設けられた開口部H2の幅よりも狭くすることができる。
Next, as shown in FIG. 2A, by using the resist pattern R2 as a mask, the
Next, as shown in FIG. 2B, after removing the resist pattern R2, an opening H3 for exposing the surface of the
次に、図2(c)に示すように、レジストパターンR3をマスクとして、層間絶縁膜9のハーフエッチングを行うことにより、段差9bの内側に配置された段差9cを層間絶縁膜9に形成する。
次に、図2(d)に示すように、レジストパターンR3を除去した後、段差9a、9b、9cが形成された層間絶縁膜9の表面を希フッ酸により洗浄することにより、層間絶縁膜9の表面を平滑化する。
Next, as shown in FIG. 2C, the
Next, as shown in FIG. 2D, after removing the resist pattern R3, the surface of the
次に、図2(e)に示すように、CVDなどの方法により、段差9a、9b、9cが形成された層間絶縁膜9上にエッチストップ膜10を成膜する。そして、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてエッチストップ膜10をパターニングすることにより、オフセットドレイン5上の層間絶縁膜9にエッチストップ膜10を形成する。なお、エッチストップ膜10としては、例えば、シリコン窒化膜を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 2E, an
次に、図3(a)に示すように、CVDなどの方法により、エッチストップ膜10が形成された層間絶縁膜9上に層間絶縁膜11を全面に堆積する。
次に、図3(b)に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて層間絶縁膜11をパターニングすることにより、エッチストップ膜10上の層間絶縁膜11を除去し、エッチストップ膜10上の層間絶縁膜11に開口部11aを形成する。
Next, as shown in FIG. 3A, an
Next, as shown in FIG. 3B, the
次に、図3(c)に示すように、CVDなどの方法により、開口部11aが形成された層間絶縁膜11上に多結晶シリコン層を成膜する。そして、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて多結晶シリコン層をパターニングすることにより、エッチストップ膜10上にフィールドプレート12を形成する。なお、フィールドプレート12の材料としては、多結晶シリコン層の他、Al、Cuなどの金属を用いるようにしてもよい。
Next, as shown in FIG. 3C, a polycrystalline silicon layer is formed on the
次に、図3(d)に示すように、CVDなどの方法により、層間絶縁膜11に形成された開口部11aに層間絶縁膜13を埋め込む。そして、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いることにより、フィールドプレート12およびゲート電極4の表面を露出させる開口部を層間絶縁膜9、11、13に形成する。そして、スパッタなどの方法により、Alなどの金属膜を全面に形成し、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて金属膜をパターニングすることにより、フィールドプレート12およびゲート電極4を接続する配線層14を形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, the
ここで、段差9a、9b、9cが形成された層間絶縁膜9上にフィールドプレート12を配置することにより、ドレイン電界に対して垂直な電界を徐々に弱くすることが可能となり、オフセットドレイン5の表面にキャリアを押さえつける引力を徐々に弱くすることできる。このため、オフセットドレイン5に発生する電界をフィールドプレート12から発生する電界によって緩和しつつ、キャリアが感じるドレイン8面と垂直な方向の引力を低下させることが可能となり、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン層7、8間の耐圧を向上させることが可能となる。
Here, by disposing the
なお、上述した実施形態では、レジストパターンR1、R2、R3の形成およびエッチングをそれぞれ3回づつ行う方法について説明したが、レジストパターンの形成およびエッチングは3回つに限定されることなく、レジストパターンの形成およびエッチングをそれぞれ2回づつ行うようにしてもよいし、それぞれ4回以上行うようにしてもよい。
図4は本発明の第2実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
In the above-described embodiment, the method of forming and etching the resist patterns R1, R2, and R3 three times has been described. However, the resist pattern formation and etching are not limited to three times. And etching may be performed twice each, or four times or more each.
FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
図4において、BOX層21上には半導体層22が形成されている。そして、半導体層22上には、ゲート絶縁膜23を介してゲート電極24が形成され、ゲート電極24の側壁には、サイドウォール26a、26bがそれぞれ形成されている。そして、ゲート電極24に対して一方の側には、ソース層27が形成されている。また、ゲート電極24に対して他方の側には、オフセットドレイン層25が形成されるとともに、ゲート電極24から所定間隔だけ隔たるようにしてドレイン層28が形成されている。
In FIG. 4, a
そして、ゲート電極24からドレイン層28に向かってフィールドプレート32とオフセットドレイン25との間隔が徐々に大きくなるように、フィールドプレート32が傾斜して層間絶縁膜29に埋め込まれている。なお、フィールドプレート32下には、エッチストップ膜30を配置することができる。そして、層間絶縁膜29上には、フィールドプレート32およびゲート電極24を接続する配線層34が形成されている。
The
これにより、ゲート電極24の近傍の電界を効率よく緩和することが可能となるとともに、ドレイン層28の近傍の垂直方向の電界を弱くすることができ、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン層27、28間の耐圧を向上させることが可能となる。
図5は本発明の第3実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
図5において、BOX層41上には半導体層42が形成されている。そして、半導体層42上には、ゲート絶縁膜43を介してゲート電極44が形成され、ゲート電極44の側壁には、サイドウォール46a、46bがそれぞれ形成されている。そして、ゲート電極44に対して一方の側には、ソース層47が形成されている。また、ゲート電極44に対して他方の側には、オフセットドレイン層45が形成されるとともに、ゲート電極44から所定間隔だけ隔たるようにしてドレイン層48が形成されている。
Thereby, the electric field in the vicinity of the
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 5, a
そして、ゲート電極44およびドレイン層48からそれらの中間に向かってフィールドプレート52とオフセットドレイン45との間隔が徐々に大きくなるように、フィールドプレート42が屈曲して層間絶縁膜49に埋め込まれている。なお、フィールドプレート52下には、エッチストップ膜50を配置することができる。そして、層間絶縁膜49上には、フィールドプレート52およびゲート電極44を接続する配線層54が形成されている。
The
これにより、ゲート電極24およびドレイン層28の近傍の電界を効率よく緩和することが可能となるとともに、ゲート電極24とドレイン層28との間の垂直方向の電界を弱くすることができる。このため、電界の緩和が必要な領域にかかる垂直方向の電界を強くすることが可能となるとともに、電界の緩和が必要のない領域にかかる垂直方向の電界を弱くすることができ、オン抵抗の増大を抑制しつつ、ソース/ドレイン層、48、48間の耐圧を向上させることが可能となる。
Thereby, the electric field in the vicinity of the
なお、上述した実施形態では、SOI基板上に形成された電界効果型トランジスタを例にとって説明したが、SOI基板上に形成された電界効果型トランジスタ以外にも、例えば、バルク半導体上に形成された電界効果型トランジスタに適用してもよいし、TFT(Thin Film Transistor)などに適用してもよい。 In the above-described embodiment, the field effect transistor formed on the SOI substrate has been described as an example. However, other than the field effect transistor formed on the SOI substrate, for example, the field effect transistor is formed on a bulk semiconductor. The present invention may be applied to a field effect transistor or a TFT (Thin Film Transistor).
1、21、41 BOX層、2、22、42 半導体層、3、23、43 ゲート絶縁膜、4、24、44 ゲート電極、5、25、45 オフセットドレイン層、6a、6b、26a、26b、46a、46b サイドウォール、7、27、47 ソース層、8、28、48 ドレイン層、9、11、13、29、49 層間絶縁膜、9a、9b、9c 段差、10、30、50 エッチストップ膜、12、32、52 フィールドプレート、14、34、54 配線層、R1、R2、R3 レジストパターン、H1、H2、H3、11a 開口部 1, 21, 41 BOX layer, 2, 22, 42 Semiconductor layer, 3, 23, 43 Gate insulating film, 4, 24, 44 Gate electrode, 5, 25, 45 Offset drain layer, 6a, 6b, 26a, 26b, 46a, 46b Side wall, 7, 27, 47 Source layer, 8, 28, 48 Drain layer, 9, 11, 13, 29, 49 Interlayer insulating film, 9a, 9b, 9c Step, 10, 30, 50 Etch stop film , 12, 32, 52 Field plate, 14, 34, 54 Wiring layer, R1, R2, R3 Resist pattern, H1, H2, H3, 11a Opening
Claims (9)
前記オフセットドレイン上にフィールドプレートが傾斜するように配置されていることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device in which a field effect transistor having an offset drain is formed,
A semiconductor device, wherein a field plate is disposed on the offset drain so as to be inclined.
前記半導体に設けられ、前記ゲート電極の一方の側に配置されたソース層と、
前記半導体に設けられ、前記ゲート電極の他方の側に配置されたオフセットドレイン層と、
前記ゲート電極から所定間隔だけ隔てて前記オフセットドレイン層に接続されたドレイン層と、
前記オフセットドレイン層上に配置された傾斜面を有する層間絶縁膜と、
前記傾斜面上に形成されたフィールドプレートと、
前記フィールドプレートと前記ゲート電極とを接続する配線層とを備えることを特徴とする半導体装置。 A gate electrode formed on the semiconductor;
A source layer provided on the semiconductor and disposed on one side of the gate electrode;
An offset drain layer provided on the semiconductor and disposed on the other side of the gate electrode;
A drain layer connected to the offset drain layer at a predetermined interval from the gate electrode;
An interlayer insulating film having an inclined surface disposed on the offset drain layer;
A field plate formed on the inclined surface;
A semiconductor device comprising: a wiring layer connecting the field plate and the gate electrode.
前記半導体層に選択的にイオン注入することにより、前記半導体層にオフセットドレイン層を形成する工程と、
前記半導体層に選択的にイオン注入することにより、前記半導体層にソース/ドレイン層を形成する工程と、
前記ソース/ドレイン層が形成された半導体層上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜のエッチング加工を行うことにより、前記オフセットドレイン層上に配置された傾斜面を前記層間絶縁膜に形成する工程と、
前記層間絶縁膜の傾斜面上に配置されたフィールドプレートを形成する工程と、
前記フィールドプレートと前記ゲート電極とを接続する配線層を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a gate electrode on the semiconductor layer;
Forming an offset drain layer in the semiconductor layer by selectively implanting ions into the semiconductor layer;
Forming a source / drain layer in the semiconductor layer by selectively implanting ions into the semiconductor layer;
Forming an interlayer insulating film on the semiconductor layer on which the source / drain layers are formed;
Forming an inclined surface disposed on the offset drain layer in the interlayer insulating film by etching the interlayer insulating film;
Forming a field plate disposed on the inclined surface of the interlayer insulating film;
Forming a wiring layer connecting the field plate and the gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記層間絶縁膜を覆うレジストパターンの開口部の幅を小さくしながら、前記層間絶縁膜のハーフエッチングを繰り返すことを特徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。 Forming an inclined surface disposed on the offset drain layer in the interlayer insulating film,
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein half-etching of the interlayer insulating film is repeated while reducing the width of the opening of the resist pattern covering the interlayer insulating film.
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JP2014511032A (en) * | 2011-03-04 | 2014-05-01 | トランスフォーム インコーポレーテッド | Electrode structure of semiconductor devices |
JP2015135950A (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-27 | 株式会社デンソー | semiconductor device |
CN113314405A (en) * | 2021-05-26 | 2021-08-27 | 四川上特科技有限公司 | Method for manufacturing semiconductor power device slope field plate |
-
2004
- 2004-03-23 JP JP2004084652A patent/JP2005276914A/en not_active Withdrawn
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