JP2006032682A - Horizontal short channel dmos - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力用MOSFETとして好適に用いられる横型短チャネルDMOSに関する。 The present invention relates to a lateral short-channel DMOS suitably used as a power MOSFET.
図9は従来の横型短チャネルDMOSの断面図である。この横型短チャネルDMOS90は、図9に示すように、P−型半導体基体908の表面近傍に形成されたN−型エピタキシャル層910と、N−型エピタキシャル層910の表面近傍に形成されたチャネル形成領域Cを含むP型ウェルと914と、P型ウェル914の表面近傍に形成されたN+型ソース領域916と、N−型エピタキシャル層910の表面近傍に形成されたN+型ドレイン領域918と、チャネル形成領域Cの上部にゲート絶縁膜920を介して形成されたポリシリコンゲート電極922とを備えている。(例えば特許文献1および非特許文献1参照)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional lateral short-channel DMOS. As shown in FIG. 9, the lateral
そして、横型短チャネルDMOS90においては、N+型ソース領域916はソース電極926を介して図示しないソース端子に接続され、N+型ドレイン領域918はドレイン電極928を介して図示しないドレイン端子に接続され、ポリシリコンゲート電極922は図示しないゲート端子に接続されている。また、P−型半導体基体908は0Vに固定されたグランド932に接続されている。しかしながら、この横型短チャネルDMOS90においては、ポリシリコンゲート電極922の抵抗が高いため、高速スイッチングが容易ではないという問題点があった。
In the lateral short-
図10は従来の他の横型短チャネルDMOSの断面図である。この横型短チャネルDMOS92は、図10に示すように、層間絶縁膜924上に形成されたゲート抵抗低減用金属層930が、ポリシリコンゲート電極922と接続された構造を有している。このため、この横型短チャネルDMOS92によれば、ゲート抵抗低減用金属層930がポリシリコンゲート電極922に接続されているため、全体としてゲート電極層の抵抗が低くなり、高速スイッチングが可能となっている。
FIG. 10 is a sectional view of another conventional lateral short-channel DMOS. As shown in FIG. 10, the lateral
しかしながら、この横型短チャネルDMOS92においては、ポリシリコンゲート電極922とゲート抵抗低減用金属層930とを接続するために設けられる層間絶縁膜924のコンタクトホール(A)、ならびにゲート抵抗低減用金属層930とソース電極926およびドレイン電極928とを電気的に分離するための分離領域(B)が必要であるため、ポリシリコンゲート電極922のゲート長が長くなり、結果的にオン抵抗が大きくなってしまうという問題点があった。
そこで、本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、ゲート抵抗およびオン抵抗が低く、高速スイッチング特性および電流駆動特性に優れた横型短チャネルDMOSを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a lateral short-channel DMOS having a low gate resistance and low on-resistance, and excellent in high-speed switching characteristics and current drive characteristics. To do.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、第1導電型の半導体基体の表面近傍に形成された第2導電型のエピタキシャル層と、該エピタキシャル層の表面近傍に形成されるチャネル形成領域を含む第1導電型の第1のウェルと、該第1のウェルの表面近傍に形成された第2導電型の高濃度のソース領域と、前記エピタキシャル層の表面近傍に、前記第1のウェルと接しないように形成されたオン抵抗低減用の第2導電型の第2のウェルと、該第2のウェルの表面近傍に形成された第2導電型の高濃度のドレイン領域と、前記ソース領域から前記ドレイン領域に至る領域のうち、少なくとも前記チャネル形成領域の上部にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記半導体基体と前記エピタキシャル層との境界の、上面から見て少なくとも前記第1のウェルと重なり合う部分に形成され、前記エピタキシャル層よりも高濃度の第2導電型の不純物を含み、前記第2のウェルと接触しないように形成された第1の埋め込み層と、該第1の埋め込み層の少なくとも一部と前記エピタキシャル層とが接するように、前記第1の埋め込み層の上面を覆うように形成された第1導電型の第2の埋め込み層とを備えたことを特徴とする横型短チャネルDMOSである。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The invention according to claim 1 is directed to a second conductivity type epitaxial layer formed near the surface of a first conductivity type semiconductor substrate, and the epitaxial layer. A first well of a first conductivity type including a channel formation region formed in the vicinity of the surface of the layer; a high concentration source region of a second conductivity type formed in the vicinity of the surface of the first well; and the epitaxial layer A second well of a second conductivity type for reducing on-resistance formed near the surface of the layer so as not to contact the first well, and a second conductivity formed near the surface of the second well. A high-concentration drain region of the mold, a gate electrode formed at least above the channel formation region of the region extending from the source region to the drain region via a gate insulating film, the semiconductor substrate, and the epitaxy Formed at least in a portion overlapping the first well when viewed from above, and includes a second conductivity type impurity at a higher concentration than the epitaxial layer so as not to contact the second well. A first conductivity type formed so as to cover an upper surface of the first buried layer so that at least a part of the first buried layer is in contact with the epitaxial layer. A lateral short-channel DMOS comprising the second buried layer.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の横型短チャネルDMOSにおいて、前記第1の埋め込み層は、上面から見て前記第2のウェルと重なり合わないように形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the lateral short-channel DMOS according to the first aspect, the first buried layer is formed so as not to overlap the second well when viewed from above. Features.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の横型短チャネルDMOSにおいて、記第1のウェルと前記ドレイン領域との間に、前記第1のウェルと接しないように第1導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the lateral short-channel DMOS according to the first or second aspect, the first well and the drain region are not in contact with each other between the first well and the drain region. A diffusion layer of one conductivity type is formed.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の横型短チャネルDMOSにおいて、前記拡散層は、前記第2のウェルに接しないように形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the lateral short-channel DMOS according to the third aspect, the diffusion layer is formed so as not to contact the second well.
請求項5に記載の発明は、請求項3または請求項4に記載の横型短チャネルDMOSにおいて、前記拡散層から前記ドレイン領域に至る領域において、前記ゲート電極は、フィールド酸化膜を介して前記エピタキシャル層と対峙していることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the lateral short-channel DMOS according to the third or fourth aspect, in the region from the diffusion layer to the drain region, the gate electrode is connected to the epitaxial layer via a field oxide film. It is characterized by facing the layer.
本発明によれば、ゲート抵抗およびオン抵抗が低く、高速スイッチング特性および電流駆動特性に優れた横型短チャネルDMOSを提供するという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to provide a lateral short-channel DMOS that has low gate resistance and low on-resistance and is excellent in high-speed switching characteristics and current drive characteristics.
以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による横型短チャネルDMOSの断面図である。本実施形態による横型短チャネルDMOS1Aにおいては、P型のシリコンからなるP型半導体基体106の表面にN−型エピタキシャル層110が形成されている。このN−型エピタキシャル層110の表面近傍には、チャネル形成領域Cを含むP型ウェル114(第1のウェル)が形成され、このP型ウェル114の表面近傍にはN+型ソース領域116が形成されている。一方、N−型エピタキシャル層110の表面近傍には、P型ウェル114と接しないようにオン抵抗低減用N型ウェル134(第2のウェル)が形成され、このオン抵抗低減用N型ウェル134の表面近傍にはN+型ドレイン領域118が形成されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a lateral short-channel DMOS according to a first embodiment of the present invention. In the lateral
P型半導体基体106とN−型エピタキシャル層110との境界の、上面から見て少なくともP型ウェル114と重なり合う部分には、N−型エピタキシャル層110よりも高濃度のN型不純物を含むN型埋め込み層108(第1の埋め込み層)が形成され、このN型埋め込み層108の上下を覆うように、P型埋め込み層107および109(第2の埋め込み層)が形成されている。N型埋め込み層108は、素子分離領域140に接触しないように形成されている。P型埋め込み層109は、N型埋め込み層108の上面を全て覆うのではなく、N型埋め込み層108の上面の少なくとも一部がN−型エピタキシャル層110と接するように形成されている。N型埋め込み層108およびP型埋め込み層107を設けたことによる効果については後述する。
At least a portion of the boundary between the P-
N+型ソース領域116からN+型ドレイン領域118に至る領域のうち、少なくともチャネル形成領域Cの上部には、ゲート絶縁膜120を介してゲート電極としてのポリシリコンゲート電極122が形成されている。このポリシリコンゲート電極122はゲート抵抗低減用金属層130に接続されている。このゲート抵抗低減用金属層130は、ソース電極126を構成する金属層およびドレイン電極128を構成する金属層と同一層として構成されている。
A
ソース電極126およびドレイン電極128とポリシリコンゲート電極122との間には層間絶縁膜124が形成されている。N+型ドレイン領域118、オン抵抗低減用N型ウェル134、およびN−型エピタキシャル層110上にはフィールド酸化膜136が設けられている。また、N+型ドレイン領域118の右側方には素子分離領域140が設けられている。素子分離領域140の下方には、P型埋め込み領域141が設けられている。このP型埋め込み領域141はP型埋め込み領域107および109と同時に形成される。また、P型半導体基体106は0Vに固定されたグランド132に接続されている。
An
この横型短チャネルDMOS1Aによれば、N−型エピタキシャル層110の表面近傍にオン抵抗低減用N型ウェル134がP型ウェル114と接しないように形成され、このオン抵抗低減用N型ウェル134の表面近傍にN+型ドレイン領域118が形成されているため、オン時におけるN+型ドレイン領域118からN+型ソース領域116への電流径路の大部分は抵抗の低いオン抵抗低減用N型ウェル134となり、ゲート抵抗を低減させるためにゲート長が長くなっても、全体として十分オン抵抗を低減することができる。したがって、本実施形態による横型短チャネルDMOS1Aは、ゲート抵抗およびオン抵抗が低く、高速スイッチング特性および電流駆動特性に優れた横型短チャネルDMOSとなる。
According to the lateral
また、本実施形態による横型短チャネルDMOS1Aによれば、N−型エピタキシャル層110よりも高濃度のN型不純物を含むオン抵抗低減用N型ウェル134を別途設けることとしたので、N−型エピタキシャル層110の不純物濃度自体を高くしなくてもオン時における抵抗を低減させることができ、横型短チャネルDMOSの耐圧性能を低下させることもない。
Further, according to the lateral short-channel DMOS1A according to the present embodiment, N - than -type
本実施形態による横型短チャネルDMOS1Aにおいては、P型ウェル114の深さは例えば1.5μmであり、N+型ソース領域116の深さは例えば0.3μmであり、N+型ドレイン領域118の深さも例えば0.3μmであり、オン抵抗低減用N型ウェル134の深さは例えば2μmである。また、N−型エピタキシャル層110の厚さは例えば10μmである。また、オン抵抗低減用N型ウェル134の不純物濃度は例えば1×1019個/cm3であり、N−型エピタキシャル層110の不純物濃度は、例えば1×1016個/cm3である。
In the lateral short-
次に、N型埋め込み層108を設けた効果について説明する。本実施形態による横型短チャネルDMOS1Aにおいては、オフ時にはドレイン電極128の電圧が上昇するため、P型半導体基体106とN−型エピタキシャル層110とのPN接合が逆バイアスになり、空乏層がこのPN接合からN−型エピタキシャル層110に伸びてくる。また、このとき、ソース電極126の電位もドレイン電極128の電位よりも低く設定されているため、P型ウェル114とN−型エピタキシャル層110とのPN接合も逆バイアスになり、このPN接合からN−型エピタキシャル層110に空乏層が伸びてくる。このとき、これらの空乏層が接触すると、より緩やかな条件でもブレークダウンが起こりやすくなるため、耐圧性能が低下することになる。
Next, the effect of providing the N-type buried
しかし、本実施形態の横型短チャネルDMOS1Aによれば、P型半導体基体106とN−型エピタキシャル層110との境界の、上面から見て少なくともP型ウェル114と重なり合う部分には、N−型エピタキシャル層110よりも高濃度のN型不純物を含むN型埋め込み層108が形成されているため、オフ時に上述した空乏層同士が接触することが効果的に抑制されるようになる。このため、これらの空乏層が接触することによる耐圧性能の低下を抑制することができるようになる。
However, according to the lateral short-
また、このことにより、P型半導体基体106とN−型エピタキシャル層110とのPN接合と、P型ウェル114とN−型エピタキシャル層110とのPN接合との距離を短くすることができ、ひいてはN−型エピタキシャル層110の厚さを薄くすることができるようになる。このため、N−型エピタキシャル層110を成長させるための時間や横型短チャネルDMOS1Aを取り囲む位置に形成される素子分離領域140を形成するための時間を短縮することができるようになるため、製造時間の短縮化およびコストの低減化を図ることができる。
This also makes it possible to shorten the distance between the PN junction between the P-
本実施形態による横型短チャネルDMOS1Aにおいては、上述した空乏層同士が接触するのをより効果的に抑制するためには、P型半導体基体106とN型埋め込み層108とのPN接合からN型埋め込み層108側(N−型エピタキシャル層110側)に延びてくる空乏層を短い距離にすることが好ましい。このため、N型埋め込み層108の不純物濃度をある程度高くすることが必要である。その一方において、P型半導体基体106とN型埋め込み層108とのPN接合における耐圧の低下を低減する観点からは、N型埋め込み層108の不純物濃度をむやみに高くしないことが好ましい。このため、第1の実施形態による横型短チャネルDMOS1Aにおいては、N型埋め込み層108の不純物濃度は5×1017個/cm3〜5×1019個/cm3であることが好ましく、1×1018個/cm3〜5×1018個/cm3の範囲にあることがより好ましい。
In the lateral short-
本実施形態による横型短チャネルDMOS1Aにおいては、N型埋め込み層108は、上面から見て、オン抵抗低減用N型ウェル134と重なり合わないように形成されている。このため、N型埋め込み層108とオン抵抗低減用N型ウェル134との接触を考慮する必要がなくなるため、N−型エピタキシャル層110の厚さを極力薄くすることができるようになる。なお、この場合、オン抵抗低減用N型ウェル134は、その周辺部では深さが浅くなっていて、N型埋め込み層108と接触しにくくなっているため、N型埋め込み層108は、上面から見て、オン抵抗低減用N型ウェル134を形成する際に用いるイオン打ち込み用マスクの開口部と重なり合わないように形成されていてもよく、その場合でも所定の効果が得られる。
In the lateral short-
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図2は、本実施形態による横型短チャネルDMOSの断面図である。図2に示される横型短チャネルDMOS1Bにおいては、N−型エピタキシャル層110の表面近傍の、P型ウェル114とN+型ドレイン領域118との間に、P型ウェル114と接しないように、フローティング状態のP型拡散層138が形成されている。この横型短チャネルDMOS1Bによれば、P型拡散層138が形成された領域近傍における逆バイアス時の電界強度が緩和され、さらなる耐圧の安定化を図ることができる。P型拡散層138はオン抵抗低減用N型ウェル134に接しないように形成されている。これにより、耐圧の低下やリーク電流の増加を極力抑制することができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the lateral short-channel DMOS according to the present embodiment. In the lateral short-
また、本実施形態による横型短チャネルDMOS1BのP型拡散層138からN+型ドレイン領域118に至る領域において、ポリシリコンゲート電極122がフィールド酸化膜136を介してN−型エピタキシャル層110と対峙している。このため、ゲート・ソース間およびゲート・ドレイン間の容量を小さくすることができ、高速スイッチング特性をさらに向上させることができる。これは、P型拡散層138が形成された領域近傍における逆バイアス時の電界強度が緩和されるため、P型拡散層138からN+型ドレイン領域118に至る領域においては、厚いフィールド酸化膜136を介してポリシリコンゲート電極122をN−型エピタキシャル層110と対峙させるように構成することができるからである。
In the region from the P-
なお、オン時におけるN+型ドレイン領域118からN+型ソース領域116への電流は、このP型拡散層138を避けてこのP型拡散層138より深い部分(N−型エピタキシャル層110)を流れるため、P型拡散層138を設けることによってオン抵抗を増加させることもない。本実施形態によるP型拡散層138の不純物濃度は、例えば3×1017個/cm3である。
Note that the current from the N + -
次に、上述した第1および第2の実施形態において、P型埋め込み層109を設けたことによる効果について説明する。図3は、第2の実施形態による横型短チャネルDMOS1Bにおいて、逆バイアス電圧を高くした場合の空乏層の様子を示している。図3においては、N−型エピタキシャル層110およびP型ウェル114の境界から伸びた空乏層がフローティングのP型埋め込み層109に届いている。P型埋め込み層109はその濃度と拡散層の広さに応じた電圧を受け止め、ウェハ表面にあるゲート酸化膜120とフィールド酸化膜136との段差部分の表面電界強度緩和用のフローティングのP型拡散層138のガードリング効果とほぼ同じ効果を持つことになる。これにより、電界強度の緩和がより増し、耐圧の向上を図ることができる。ただし、空乏層同士を接触させないようにする必要があるため、上記のP型埋め込み層109の濃度および拡散層の広さや、N型埋め込み層108の上下拡散量や濃度、上面から見てP型埋め込み層109と重ならない部分の横方向距離等を適切に設定する必要がある。
Next, an effect obtained by providing the P-type buried
P型埋め込み層109を設けない場合、ソース電極126とドレイン電極128との間に逆バイアスをかけると最終的にブレークダウンするが、そのブレークダウンする箇所は、チャネル形成領域CまたはフローティングのP型拡散層138の曲線部分である(図4参照)。このとき、ドレイン電極128がソース電極126と同じ表面にあることや、ブレークダウンが表面に近い部分で発生することから、ブレークダウン電流は横方向に流れやすく、N+型ソース領域116の下のP型ウェル114の抵抗値が高い部分やシリコン表面を通りやすい。
In the case where the P-type buried
この部分に電流が流れると電気的特性や信頼性の劣化が発生しやすくなるため、改善方法として従来は一般的に二段ベースの方法が用いられていた。これは、図5のようにP型ウェル114よりも濃度を濃く、深さを深くしたP+型拡散層113を入れることにより、このP+型拡散層113下部分の電界強度を高くし、最終的なブレークダウン箇所をP+型拡散層113よりも下にさせるというものである。ブレークダウン電流はN+型ソース領域116の下のP型ウェル114の抵抗値が高い部分やシリコン表面を通らなくなるので、上述した電気的特性や信頼性の劣化が発生しにくくなる。
If current flows through this portion, electrical characteristics and reliability are likely to deteriorate, so that a two-stage base method has been generally used as an improvement method. This is because, as shown in FIG. 5, by inserting a P + -
ただし、新規でP+型拡散を追加する必要があることから、製造工程が増加してしまうことや、P+型拡散層113を拡散する場合にP型ウェル114よりも深く拡散しなければならないことから、ソース電極126部分のシリコン表面での写真マージンがさらに必要となり、ソース電極126のサイズを大きくせざるを得ない等の問題点があるため、このようなP+型拡散を導入しなくても、シリコン内部でブレークダウンさせる方法が必要となる。
However, since it is necessary to add a new P + type diffusion, the manufacturing process increases, and when the P +
これに対し、本実施形態による横型短チャネルDMOS1Bにおいては、逆バイアス時に、N−型エピタキシャル層110内に空乏層が飽和に近い状態で充填されていること、および比較的濃度が高く、ドレインバイアスのN型埋め込み層108と、ソースバイアスに近いバイアスがかかっているフローティングのP型埋め込み層109とが隣接していることにより、最終的にブレークダウンする箇所はN型埋め込み層108とP型埋め込み層109との接合部分となる(図6参照)。上述したように、P型埋め込み層109と設けることにより、耐圧の向上を図ると共に、電気特性および信頼性の劣化の発生を防止することができる。
On the other hand, in the lateral short-
なお、第1および第2の実施形態による横型短チャネルDMOS1Aおよび1Bにおいて、P型埋め込み領域141を設けることにより、素子分離領域140の拡散深さを浅くすることによる拡散熱処理の時間短縮を図ることができ、また、素子分離領域140の拡散深さを浅くすると横方向拡散距離が減ることによる素子面積の縮小を図ることができる。
In the lateral short-
第1および第2の実施形態において、N−型エピタキシャル層110の中に、Nチャネルの横型短チャネルDMOSの耐圧を調整するために、N−型エピタキシャル層110とオン抵抗低減用N型ウェル134との中間の濃度のN型ウェルを入れてもよい。このN型ウェルの深さについては、素子の耐圧を満足させる範囲であるならば、N型埋め込み層108上のP型埋め込み層109と接触していても問題ない。このN型ウェルによって横型短チャネルDMOSの耐圧を確保することができると、IC等における横型短チャネルDMOS以外のIC構成素子の特性に影響を及ぼしにくくなる。
In the first and second embodiments, N - type in the
第1および第2の実施形態において、P型半導体基体106としては、シリコンを好ましく用いることができる。また、ゲート電極の材料としては、ポリシリコンの他、タングステンシリサイド、モリブデンシリサイド、タングステン、モリブデン、銅、アルミニウム等を好ましく用いることができる。また、ゲート抵抗低減用メタルとしては、タングステン、銅、アルミニウム等を好ましく用いることができる。
In the first and second embodiments, silicon can be preferably used as the P-
次に、上述した実施形態におけるN型埋め込み層108およびP型埋め込み層109を形成する方法について説明する。図7および図8は、これらの埋め込み層の製造工程を示す工程図である。まず、P型半導体基体106上に厚い酸化膜144を形成し、N型埋め込み層108を形成する場所の写真工程を経て、酸化膜144をエッチングする(図7(a))。続いて、アンチモンやリン等のN型不純物の気体ソース雰囲気で拡散を行ったり、砒素イオン等をイオン注入したりすることにより、N型埋め込み層108を形成する(図7(b))。
Next, a method for forming the N-type buried
続いて、酸素雰囲気内で拡散を行う。この拡散と同時にN型埋め込み層108の表面にも酸化膜144が形成される(図7(c))。続いて、P型半導体基体106上に形成された酸化膜144における、P型埋め込み層109を形成する場所の写真工程を経て、酸化膜144をエッチングする(図7(d))。
Subsequently, diffusion is performed in an oxygen atmosphere. Simultaneously with this diffusion, an
続いて、ボロン等のP型不純物の気体ソース雰囲気で拡散を行ったり、イオン注入を行ったりすることにより、P型埋め込み層109aを形成する(図8(a))。続いて、酸素雰囲気内で拡散を行うとP型埋め込み層107が形成される。この拡散と同時にP型埋め込み層107の表面にも酸化膜144が形成される(図8(b))。P型埋め込み層107の不純物として用いられているボロンはN型埋め込み層108の不純物であるアンチモンや砒素より拡散係数が大きいので、同じ拡散条件で拡散を行っても、深く拡散することができる。また、図8(b)の場合、N型埋め込み層108の表面濃度の方がP型埋め込み層107の濃度よりも高いので、P型埋め込み層107の表面は、N型埋め込み層108の不純物濃度が勝っているのでN型になっている。
Subsequently, diffusion or ion implantation is performed in a gas source atmosphere of a P-type impurity such as boron to form a P-type buried
続いて、拡散時に形成された酸化膜144を全面除去し、N−型エピタキシャル層110を形成する。N−型エピタキシャル層110を積層する際の熱処理により、P型およびN型の埋め込み層はN−型エピタキシャル層110の方向にも拡散し、P型埋め込み層109およびN型埋め込み層108が形成される(図8(c))。なお、上述した製造工程において、不純物の拡散係数の関係から、N型埋め込み層108を先に形成し、その後にP型埋め込み層109を形成するようにしているが、逆の順であってもよい。
Subsequently, the
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. It is.
1A,1B,90,92・・・横型短チャネルDMOS、106・・・P型半導体基体、107,109・・・P型埋め込み層、108・・・N型埋め込み層、110,910・・・N−型エピタキシャル層、113・・・P+型拡散層、114,914・・・P型ウェル、116,916・・・N+型ソース領域、118,918・・・N+型ドレイン領域、120,920・・・ゲート絶縁膜、122,922・・・ポリシリコンゲート電極、124,924・・・層間絶縁膜、126,926・・・ソース電極、128,928・・・ドレイン電極、130,930・・・ゲート抵抗低減用金属層、132,932・・・グランド、134・・・オン抵抗低減用N型ウェル、136・・・フィールド酸化膜、138・・・P型拡散層、140・・・素子分離領域、141・・・P型埋め込み領域、144・・・酸化膜、908・・・P−型半導体基体。
1A, 1B, 90, 92 ... lateral short channel DMOS, 106 ... P-type semiconductor substrate, 107, 109 ... P-type buried layer, 108 ... N-type buried layer, 110, 910 ... N - type epitaxial layer, 113 · · · P + -type diffusion layer, 114,914 ··· P-type well, 116,916 ··· N + -type source region, 118,918 ··· N + -type drain region, 120, 920... Gate insulating film, 122, 922... Polysilicon gate electrode, 124, 924 .. interlayer insulating film, 126, 926... Source electrode, 128, 928. , 930... Gate resistance reducing metal layer, 132, 932... Ground, 134... On-resistance reducing N-type well, 136. 140 ... element isolation region, 141 ... P-type buried region, 144 ... oxide film, 908 ... P - type semiconductor substrate.
Claims (5)
該エピタキシャル層の表面近傍に形成されるチャネル形成領域を含む第1導電型の第1のウェルと、
該第1のウェルの表面近傍に形成された第2導電型の高濃度のソース領域と、
前記エピタキシャル層の表面近傍に、前記第1のウェルと接しないように形成されたオン抵抗低減用の第2導電型の第2のウェルと、
該第2のウェルの表面近傍に形成された第2導電型の高濃度のドレイン領域と、
前記ソース領域から前記ドレイン領域に至る領域のうち、少なくとも前記チャネル形成領域の上部にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記半導体基体と前記エピタキシャル層との境界の、上面から見て少なくとも前記第1のウェルと重なり合う部分に形成され、前記エピタキシャル層よりも高濃度の第2導電型の不純物を含み、前記第2のウェルと接触しないように形成された第1の埋め込み層と、
該第1の埋め込み層の少なくとも一部と前記エピタキシャル層とが接するように、前記第1の埋め込み層の上面を覆うように形成された第1導電型の第2の埋め込み層と、
を備えたことを特徴とする横型短チャネルDMOS。 A second conductivity type epitaxial layer formed near the surface of the first conductivity type semiconductor substrate;
A first well of a first conductivity type including a channel formation region formed in the vicinity of the surface of the epitaxial layer;
A high-concentration source region of the second conductivity type formed in the vicinity of the surface of the first well;
A second well of a second conductivity type for reducing on-resistance formed near the surface of the epitaxial layer so as not to contact the first well;
A high-concentration drain region of the second conductivity type formed near the surface of the second well;
A gate electrode formed through a gate insulating film at least above the channel formation region of the region from the source region to the drain region;
The boundary between the semiconductor substrate and the epitaxial layer is formed at least in a portion overlapping with the first well when viewed from above, and includes a second conductivity type impurity having a concentration higher than that of the epitaxial layer, A first buried layer formed so as not to contact the well;
A first conductivity type second buried layer formed so as to cover an upper surface of the first buried layer so that at least a part of the first buried layer and the epitaxial layer are in contact with each other;
A lateral short-channel DMOS comprising:
5. The lateral short-channel DMOS according to claim 3, wherein in the region from the diffusion layer to the drain region, the gate electrode is opposed to the epitaxial layer through a field oxide film. .
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