JP2007048888A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.
従来、高耐圧化が図られたトランジスタとしては、例えば特開平6−45597号公報に開示されているようなオフセットゲート構造を有するものがある。この公報には、ドレイン領域の下に低濃度拡散層を設け、ドレイン領域付近の電界を緩和させることによって、耐圧を向上させる技術が開示されている。
本発明の目的は、所望の耐圧を有し、大きな駆動電流を流すことが可能な半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a desired withstand voltage and capable of flowing a large driving current.
本発明に係る半導体装置は、
半導体層と、
前記半導体層の上に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層の上に形成されたゲート電極と、
前記半導体層に形成されたドレインである高濃度不純物層と、
前記高濃度不純物層と前記ゲート絶縁層下のチャネル領域との間に形成されたオフセット不純物層と、
前記高濃度不純物層のうちの少なくとも一部と重なっており、該高濃度不純物層よりも深く形成された低濃度不純物層と、を含み、
前記オフセット不純物層の不純物濃度は、前記低濃度不純物層の不純物濃度よりも濃く、
前記低濃度不純物層のチャネル長方向における端のうちの少なくとも一方は、オフセット不純物層形成領域の内側に位置している。
A semiconductor device according to the present invention includes:
A semiconductor layer;
A gate insulating layer formed on the semiconductor layer;
A gate electrode formed on the gate insulating layer;
A high concentration impurity layer which is a drain formed in the semiconductor layer;
An offset impurity layer formed between the high-concentration impurity layer and a channel region under the gate insulating layer;
A low-concentration impurity layer that overlaps at least a part of the high-concentration impurity layer and is formed deeper than the high-concentration impurity layer,
The impurity concentration of the offset impurity layer is higher than the impurity concentration of the low-concentration impurity layer,
At least one of the ends in the channel length direction of the low-concentration impurity layer is located inside the offset impurity layer formation region.
この半導体装置では、前記ドレイン領域と前記ゲート絶縁層下のチャネル領域との間に前記オフセット不純物層が形成されている。そして、前記オフセット不純物層の不純物濃度は、前記低濃度不純物層の不純物濃度よりも濃い。これにより、半導体装置の駆動時に、前記オフセット不純物層がドリフト領域となることができる。その結果、大きな駆動電流を流すことができる。さらに、この半導体装置では、前記低濃度不純物層は、前記高濃度不純物層のうちの少なくとも一部と重なっており、該高濃度不純物層よりも深く形成されている。これにより、前記高濃度不純物層付近の電界を緩和させることによって、耐圧を向上させることができる。従って、この半導体装置が前記オフセット不純物層および前記低濃度不純物層を有することにより、所望の耐圧を有し、大きな駆動電流を流すことが可能な半導体装置を提供することができる。 In this semiconductor device, the offset impurity layer is formed between the drain region and the channel region under the gate insulating layer. The impurity concentration of the offset impurity layer is higher than the impurity concentration of the low-concentration impurity layer. As a result, the offset impurity layer can be a drift region when the semiconductor device is driven. As a result, a large drive current can flow. Furthermore, in this semiconductor device, the low concentration impurity layer overlaps at least a part of the high concentration impurity layer and is formed deeper than the high concentration impurity layer. Thereby, the withstand voltage can be improved by relaxing the electric field in the vicinity of the high concentration impurity layer. Therefore, since the semiconductor device includes the offset impurity layer and the low-concentration impurity layer, it is possible to provide a semiconductor device having a desired breakdown voltage and capable of flowing a large driving current.
本発明に係る半導体装置において、
前記低濃度不純物層のチャネル長方向における端は、前記オフセット不純物層形成領域の中央に位置していることができる。
In the semiconductor device according to the present invention,
An end of the low-concentration impurity layer in the channel length direction may be located at the center of the offset impurity layer formation region.
本発明に係る半導体装置において、
前記オフセット不純物層の上に形成されたオフセット絶縁層を有することができる。
In the semiconductor device according to the present invention,
An offset insulating layer may be formed on the offset impurity layer.
本発明に係る半導体装置において、
前記低濃度不純物層と隣接する他の低濃度不純物層を有し、
前記他の低濃度不純物層は、前記低濃度不純物層とは異なる導電型を有することができる。
In the semiconductor device according to the present invention,
Having another low concentration impurity layer adjacent to the low concentration impurity layer;
The other low concentration impurity layer may have a conductivity type different from that of the low concentration impurity layer.
本発明に係る半導体装置において、
前記他の低濃度不純物層は、チャネル長方向において、前記低濃度不純物層と重なっており、該低濃度不純物層よりも深く形成されていることができる。
In the semiconductor device according to the present invention,
The other low-concentration impurity layer overlaps with the low-concentration impurity layer in the channel length direction and can be formed deeper than the low-concentration impurity layer.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1. まず、本実施形態に係る半導体装置について説明する。図1は、本実施形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。 1. First, the semiconductor device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor device according to the present embodiment.
本実施形態に係る半導体装置は、半導体層10を有する。半導体層10は、例えばp型のシリコンなどからなることができる。半導体装置には、高耐圧トランジスタ形成領域100と、低耐圧トランジスタ形成領域200とが設けられている。高耐圧トランジスタ形成領域100は、n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nを有する。低耐圧トランジスタ形成領域200は、n型低耐圧トランジスタ形成領域200Nと、p型低耐圧トランジスタ形成領域200Pと、を含む。n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nには、n型高耐圧トランジスタ100nが形成されている。n型低耐圧トランジスタ形成領域200Nには、n型低耐圧トランジスタ200nが形成され、p型低耐圧トランジスタ形成領域200Pには、p型低耐圧トランジスタ200pが形成されている。
The semiconductor device according to this embodiment includes a
即ち、同一基板(同一チップ)上に、n型高耐圧トランジスタ100nと、n型低耐圧トランジスタ200nと、p型低耐圧トランジスタ200pと、が混載されている。なお、図1には3つのトランジスタしか記載されていないが、これは便宜的なものであって、各トランジスタの個数は特に限定されない。また、図1の高耐圧トランジスタ形成領域100には、n型高耐圧トランジスタ100nしか記載されていないが、これも便宜的なものであって、高耐圧トランジスタ形成領域100にp型高耐圧トランジスタが設けられることもできる。
That is, the n-type high
以下、高耐圧トランジスタ形成領域100および低耐圧トランジスタ形成領域200について、具体的に説明する。
Hereinafter, the high breakdown voltage
1.1. まず、高耐圧トランジスタ形成領域100について説明する。
1.1. First, the high breakdown voltage
高耐圧トランジスタ形成領域100には、n型高耐圧トランジスタ100nが形成されている。高耐圧トランジスタ形成領域100は、素子分離領域20に囲まれている。素子分離領域20により、高耐圧トランジスタ形成領域100と、低耐圧トランジスタ形成領域200とが分離される。
In the high breakdown voltage
n型高耐圧トランジスタ100nは、ゲート絶縁層30と、ゲート電極32と、n型ソースである高濃度不純物層(以下「ソース領域」ともいう)34と、n型ドレインである高濃度不純物層(以下「ドレイン領域」ともいう)36と、オフセット絶縁層38と、n型オフセット不純物層40と、n型低濃度不純物層42と、p型低濃度不純物層44と、を含む。
The n-type high
高耐圧トランジスタ形成領域100では、図1に示すように、ドレイン領域36を中心として、その両外側にオフセット絶縁層38が形成されており、さらにその両外側にゲート絶縁層30が形成されており、さらにその両外側にソース領域34が形成されている。平面視において、ドレイン領域36は、オフセット絶縁層38に囲まれており、オフセット絶縁層38は、ゲート絶縁層30に囲まれており、ゲート絶縁層30は、ソース領域34に囲まれている。
In the high breakdown voltage
ドレイン領域36は、半導体層10内の上部に形成されている。n型ドレイン領域36では、n型オフセット不純物層40に比べ、不純物濃度を濃くすることができる。オフセット絶縁層38は、半導体層10の表面に形成されている。オフセット絶縁層38は、ドレイン領域36とゲート絶縁層30下のチャネル領域との間に形成されている。オフセット絶縁層38の下には、オフセット不純物層40が形成されている。オフセット不純物層40は、オフセット不純物層形成領域41に形成されている。n型オフセット不純物層40の不純物濃度は、n型低濃度不純物層42の不純物濃度よりも濃い。
The
n型低濃度不純物層42は、半導体層10内の上部に形成されている。n型低濃度不純物層42は、ドレイン領域36の全てと重なっており、ドレイン領域36よりも深く形成されている。即ち、n型低濃度不純物層42は、ドレイン領域36を内包している。n型低濃度不純物層42のチャネル長方向(X方向)における端43は、オフセット不純物層形成領域41の内側に位置している。例えば、図示の例では、n型低濃度不純物層42のチャネル長方向における端43は、オフセット不純物層形成領域41の中央に位置している。オフセット不純物層形成領域41のチャネル長方向の幅は、例えば1.0μm〜4.0μm程度である。
The n-type low
n型低濃度不純物層42の両外側には、p型低濃度不純物層44が形成されている。即ち、p型低濃度不純物層44は、n型低濃度不純物層42と隣接している。p型低濃度不純物層44は、領域44aにおいてn型低濃度不純物層42と重なっており、n型低濃度不純物層42よりも深く形成されていることができる。p型低濃度不純物層44は、チャネル長方向(X方向)において、n型低濃度不純物層42と連続している。p型低濃度不純物層44は、n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nの端まで形成されている。ゲート絶縁層30は、半導体層10の上であって、p型低濃度不純物層44内のチャネル領域の上に設けられている。ゲート絶縁層30は、オフセット絶縁層38とソース領域34との間に形成されている。ゲート絶縁層30の上には、ゲート電極32が形成されている。ゲート電極32の一部は、オフセット絶縁層38の上に乗り上げている。ソース領域34は、半導体層10内の上部に形成されている。ソース領域34は、ゲート絶縁層30と素子分離領域20との間に形成されている。n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nにおける素子分離領域20の下には、p型のチャネルストッパ領域25が形成されている。
A p-type low
ゲート電極32、ソース領域34、およびドレイン領域36には、配線層90が電気的に接続されている。配線層90は、半導体層10の上面側の全面に形成された層間絶縁層92を貫通するコンタクトホールを埋め込むように形成されている。
A
1.2. 次に、低耐圧トランジスタ形成領域200について説明する。
1.2. Next, the low breakdown voltage
低耐圧トランジスタ形成領域200には、n型低耐圧トランジスタ200nと、p型低耐圧トランジスタ200pとが設けられている。n型低耐圧トランジスタ200nおよびp型低耐圧トランジスタ200pを用いて、半導体装置におけるロジック部を構成することができる。低耐圧トランジスタ形成領域200は、素子分離領域20に囲まれている。また、素子分離領域20は、隣り合うn型低耐圧トランジスタ200nとp型低耐圧トランジスタ200pとの間にも設けられている。
In the low breakdown voltage
n型低耐圧トランジスタ200nは、ゲート絶縁層50と、ゲート電極52と、n型ソース領域54と、n型ドレイン領域56と、p型ウェル60と、を含む。
N-type low
ゲート絶縁層50は、p型ウェル60内のチャネル領域の上に設けられている。ゲート電極52は、ゲート絶縁層50の上に形成されている。ソース領域54およびドレイン領域56は、p型ウェル60内の上部に形成されている。ソース領域54は、ゲート電極52の両外側のうちの一方に形成されており、ドレイン領域56は、ゲート電極52の両外側のうちの他方に形成されている。n型低耐圧トランジスタ形成領域200Nにおける素子分離領域20の下には、p型のチャネルストッパ領域25が形成されている。p型ウェル60は、隣り合うn型高耐圧トランジスタ100nのp型低濃度不純物層44と連続している。
The
p型低耐圧トランジスタ200pは、ゲート絶縁層70と、ゲート電極72と、p型ソース領域74と、p型ドレイン領域76と、n型ウェル80と、を含む。
The p-type low
ゲート絶縁層70は、n型ウェル80内のチャネル領域の上に設けられている。ゲート電極72は、ゲート絶縁層70の上に形成されている。ソース領域74およびドレイン領域76は、n型ウェル80内の上部に形成されている。ソース領域74は、ゲート電極72の両外側のうちの一方に形成されており、ドレイン領域76は、ゲート電極72の両外側のうちの他方に形成されている。n型ウェル80は、チャネル長方向(X方向)において、隣り合うp型ウェル60と重なっている。
The
ゲート電極52,72、ソース領域54,74、およびドレイン領域56,76には、配線層90が電気的に接続されている。
A
2. 次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図2〜図5は、本実施形態に係る半導体装置の一製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図2〜図5は、それぞれ図1に示す断面図に対応している。 2. Next, a method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described. 2 to 5 are cross-sectional views schematically showing one manufacturing process of the semiconductor device according to this embodiment. 2 to 5 correspond to the cross-sectional view shown in FIG.
(1)まず、半導体層10の上の全面に、パッド層95を形成する。パッド層95としては、例えば酸化シリコンなどを用いることができる。パッド層95は、例えば、熱酸化法またはCVD法などにより形成することができる。
(1) First, a
次に、パッド層95の上の全面に、第1マスク層97を形成する。第1マスク層97としては、例えば窒化シリコンなどを用いることができる。第1マスク層97は、例えばCVD法などにより形成することができる。
Next, a
次に、図2に示すように、第1マスク層97の上に、所定のパターンのレジスト層R1を形成する。レジスト層R1は、高耐圧トランジスタ形成領域100においては、n型低濃度不純物層42が形成される領域の上方に開口部を有するように形成される。また、レジスト層R1は、低耐圧トランジスタ形成領域200においては、n型ウェル80が形成される領域の上方に開口部を有するように形成される。
Next, as shown in FIG. 2, a resist layer R <b> 1 having a predetermined pattern is formed on the
次に、図2に示すように、レジスト層R1をマスクとして、第1マスク層97およびパッド層95をエッチングする。次に、レジスト層R1をマスクとして、リン(P)などのn型の不純物イオンを半導体層10に注入する。これにより、高耐圧トランジスタ形成領域100におけるn型低濃度不純物層42の不純物および低耐圧トランジスタ形成領域200におけるn型ウェル80の不純物が同時に注入される。
Next, as shown in FIG. 2, the
(2)次に、レジスト層R1を除去する。次に、図3に示すように、上述した工程により選択的に形成された第1マスク層97をマスクとして、第1マスク層97の開口部から露出している半導体層10の表面を熱酸化することにより、酸化シリコン膜94を形成する。酸化シリコン膜94は、高耐圧トランジスタ形成領域100におけるn型低濃度不純物層42および低耐圧トランジスタ形成領域200におけるn型ウェル80の表面に形成される。
(2) Next, the resist layer R1 is removed. Next, as shown in FIG. 3, the surface of the
次に、第1マスク層97およびパッド層95を除去する。次に、上述した工程により選択的に形成された酸化シリコン膜94をマスクとして、ホウ素(B)などのp型の不純物イオンを半導体層10に注入する。これにより、高耐圧トランジスタ形成領域100におけるp型低濃度不純物層44の不純物および低耐圧トランジスタ形成領域200におけるp型ウェル60の不純物が同時に注入される。
Next, the
次に、ドライブインを行うことにより、図3に示すように、高耐圧トランジスタ形成領域100におけるn型低濃度不純物層42およびp型低濃度不純物層44、並びに、低耐圧トランジスタ形成領域200におけるn型ウェル80およびp型ウェル60を、それぞれ所望の拡散深さにすることができる。また、このドライブインにより、半導体層10の表面に酸化シリコン膜(図示せず)が形成される。次に、この酸化シリコン膜を、例えば希釈フッ酸などを用いて、ウェットエッチングして除去する。
Next, by performing drive-in, as shown in FIG. 3, the n-type low-
(3)次に、図4に示すように、半導体層10の上に犠牲酸化物層96および第2マスク層98を選択的に形成する。犠牲酸化物層96および第2マスク層98は、高耐圧トランジスタ形成領域100においては、素子分離領域20およびオフセット絶縁層38が形成される領域の上方に開口部を有するように形成される。また、犠牲酸化物層96および第2マスク層98は、低耐圧トランジスタ形成領域200においては、素子分離領域20が形成される領域の上方に開口部を有するように形成される。犠牲酸化物層96は、例えば熱酸化法などにより形成することができる。第2マスク層98としては、例えば窒化シリコンなどを用いることができる。第2マスク層98は、例えばCVD法などにより形成することができる。
(3) Next, as shown in FIG. 4, a
次に、半導体層10および第2マスク層98の上に、所定のパターンのレジスト層(図示せず)を形成する。このレジスト層は、p型のチャネルストッパ領域25が形成される領域の上方に開口部を有するように形成される。次に、このレジスト層をマスクとして、p型の不純物イオンを半導体層10に注入する。これにより、チャネルストッパ領域25が形成される。その後、このレジスト層を除去する。
Next, a resist layer (not shown) having a predetermined pattern is formed on the
次に、図4に示すように、半導体層10および第2マスク層98の上に、所定のパターンのレジスト層R2を形成する。レジスト層R2は、高耐圧トランジスタ形成領域100において、オフセット不純物層40が形成される領域の上方に開口部を有するように形成される。次に、レジスト層R2をマスクとして、n型の不純物イオンを半導体層10に注入する。これにより、オフセット不純物層40が形成される。
Next, as shown in FIG. 4, a resist layer R <b> 2 having a predetermined pattern is formed on the
(4)次に、レジスト層R2を除去する。次に、図5に示すように、例えばLOCOS法などにより、オフセット絶縁層38および素子分離領域20を形成する。次に、第2マスク層98および犠牲酸化物層96を除去する。次に、n型高耐圧トランジスタ100nのゲート絶縁層30、n型低耐圧トランジスタ200nのゲート絶縁層50、およびp型低耐圧トランジスタ200pのゲート絶縁層70を半導体層10の上に形成する。ゲート絶縁層30,50,70は、例えば熱酸化法などにより形成される。ゲート絶縁層30,50,70の膜厚は、各トランジスタの電圧仕様により適宜設定されるが、例えば10nm〜300nmである。
(4) Next, the resist layer R2 is removed. Next, as shown in FIG. 5, the offset insulating
次に、n型高耐圧トランジスタ100nのゲート絶縁層30の上にゲート電極32を形成し、n型低耐圧トランジスタ200nのゲート絶縁層50の上にゲート電極52を形成し、p型低耐圧トランジスタ200pのゲート絶縁層70の上にゲート電極72を形成する。ゲート電極32,52,72は、例えばCVD法などにより形成される。ゲート電極32,52,72としては、例えばポリシリコンなどを用いることができる。ゲート絶縁層30,50,70およびゲート電極32,52,72は、公知のリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングされる。
Next, a
(5)次に、例えば、所定のパターンを有するレジスト層(図示せず)を形成し、このレジスト層をマスクとして、n型の不純物イオンをn型高耐圧トランジスタ形成領域100Nおよびn型低耐圧トランジスタ形成領域200Nにおける半導体層10の所定の領域に注入する。これにより、図1に示すように、ソース領域34,54およびドレイン領域36,56が形成される。同様にして、p型低耐圧トランジスタ形成領域200Pにおける半導体層10の所定の領域に、ソース領域74およびドレイン領域76を形成する。次に、半導体層10に熱処理を施すことにより、不純物を活性化させて、熱拡散させる。
(5) Next, for example, a resist layer (not shown) having a predetermined pattern is formed, and using this resist layer as a mask, n-type impurity ions are introduced into the n-type high breakdown voltage
次に、層間絶縁層92を半導体層10の上面側の全面に形成する。次に、層間絶縁層92にコンタクトホールを形成し、図1に示すように、コンタクトホールを埋め込むように配線層90を形成する。配線層90は、公知の方法によりパターニングされる。
Next, the
以上の工程によって、本実施形態に係る半導体装置を製造することができる。 The semiconductor device according to this embodiment can be manufactured through the above steps.
3. 本実施形態に係る半導体装置では、n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nにおいて、ドレイン領域36とゲート絶縁層30下のチャネル領域との間にn型オフセット不純物層40が形成されている。そして、n型オフセット不純物層40の不純物濃度は、n型低濃度不純物層42の不純物濃度よりも濃い。これにより、n型高耐圧トランジスタ100nの駆動時に、オフセット不純物層40がドリフト領域となることができる。その結果、n型高耐圧トランジスタ100nに大きな駆動電流を流すことができる。さらに、本実施形態に係る半導体装置では、n型低濃度不純物層42は、ドレイン領域36を内包している。これにより、ドレイン領域36付近の電界を緩和させることによって、耐圧を向上させることができる。従って、本実施形態によれば、n型高耐圧トランジスタ100nがn型オフセット不純物層40およびn型低濃度不純物層42を有することにより、所望の耐圧を有し、大きな駆動電流を流すことが可能なn型高耐圧トランジスタ100nを提供することができる。特に、本実施形態に係るn型高耐圧トランジスタ100nは、高い耐圧と大きな駆動電流が要求されるトランジスタ(例えば、液晶表示体やプリンタドライバーなどに用いられるドライバートランジスタなど)に適用されることが好ましい。
3. In the semiconductor device according to the present embodiment, the n-type offset
また、本実施形態に係る半導体装置では、n型低濃度不純物層42のチャネル長方向(X方向)における端43は、オフセット不純物層形成領域41の内側に位置している。例えば、n型低濃度不純物層42の端43が、オフセット不純物層形成領域41のゲート側の外側に位置している場合には、ゲート絶縁層30の直下にpn接合が形成され、ゲート絶縁層30近傍で電界集中が生じ、ゲート絶縁層30が破壊される場合がある。また、例えば、n型低濃度不純物層42の端43が、オフセット不純物層形成領域41のドレイン側の外側に位置している場合には、ドレイン領域36がn型低濃度不純物層42に包まれずに、ドレイン領域36の一部が露出するため、耐圧が低下する場合がある。これらに対し、本実施形態に係る半導体装置によれば、n型低濃度不純物層42の端43は、オフセット不純物層形成領域41の内側に位置しているので、所望の耐圧を確保しつつ、ゲート絶縁層30の破壊を防ぐことができる。特に、n型低濃度不純物層42の端43が、オフセット不純物層形成領域41の中央に位置している場合には、電界集中する位置をゲート絶縁層30とドレイン領域36の双方から均等に離すことができる。これにより、ゲート絶縁層30の保護および耐圧の向上を図るうえで、双方のバランスを良くすることができる。また、n型低濃度不純物層42の端43を、オフセット不純物層形成領域41の中央に位置するように形成することで、n型低濃度不純物層42の端43の位置ずれの許容範囲を広くすることができ、歩留りを向上させることができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the
また、上述したように、本実施形態に係る半導体装置によれば、電界集中する位置をゲート絶縁層30から離すことができるので、ゲート絶縁層30を薄くしてもゲート絶縁層30の破壊を防ぐことができる。ゲート絶縁層30を薄くできることにより、n型高耐圧トランジスタ100nの性能を向上させることができる。
Further, as described above, according to the semiconductor device of this embodiment, the position where the electric field concentrates can be separated from the
また、本実施形態に係る半導体装置では、n型高耐圧トランジスタ形成領域100Nにおいて、n型低濃度不純物層42に隣接してp型低濃度不純物層44が形成されている。これにより、n型低濃度不純物層42と、その周囲の領域(p型低濃度不純物層44およびp型半導体層10)とから構成される接合容量を、p型低濃度不純物層44が形成されていない場合に比べ、大きくすることができる。このため、n型低濃度不純物層42が、p型低耐圧トランジスタ200pのn型ウェル80と同じ深さ(例えば3〜8μm)でも、十分な静電気耐性を確保することができる。即ち、n型低濃度不純物層42を深く形成する必要がなく、n型低濃度不純物層42の熱拡散を長時間行う必要がない。従って、熱拡散工程の時間を短縮することができる。特に、本実施形態に係る半導体装置によれば、オープンドレイン構造などを有する高耐圧トランジスタのように、パッドが直接ドレイン領域36に接続されるような場合であっても、十分な静電気耐性を確保しつつ、熱拡散工程の時間を短縮することが可能である。なお、オープンドレイン構造では、例えば、ゲートにはロジック部と同程度の低電圧が印加され、ドレインにのみ高電圧が印加されることができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the p-type low
また、本実施形態に係る半導体装置では、p型低濃度不純物層44は、領域44aにおいてn型低濃度不純物層42と重なっており、n型低濃度不純物層42よりも深く形成されている。これにより、例えば、n型低濃度不純物層42の端部、特にその底部の一部分をp型低濃度不純物層44で包むことができるため、安定した耐圧を得ることができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the p-type low
また、本実施形態に係る半導体装置では、ゲート絶縁層30とドレイン領域36との間にオフセット絶縁層38が形成されている。これにより、ゲート−ドレイン間に生じる電界を緩和することができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the offset insulating
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、n型高耐圧トランジスタ100nのn型低濃度不純物層42とp型低耐圧トランジスタ100pのn型ウェル80とを同じ工程で形成することができる。さらに、n型高耐圧トランジスタ100nのp型低濃度不純物層44とn型低耐圧トランジスタ100nのp型ウェル60とを同じ工程で形成することができる。従って、本実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、特に工程数を増加させることなく、n型高耐圧トランジスタ100nのn型低濃度不純物層42およびp型低濃度不純物層44を形成することができる。その結果、製造コストの増加を避けることができる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the n-type low
4. 次に、本実施形態に係る変形例について説明する。図6〜図8は、変形例に係る半導体装置を模式的に示す断面図であり、それぞれ図1に示す断面図に対応している。なお、以下に説明する変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。 4). Next, a modification according to this embodiment will be described. 6 to 8 are cross-sectional views schematically showing a semiconductor device according to a modification, and each correspond to the cross-sectional view shown in FIG. Note that the modifications described below are merely examples, and are not limited thereto.
上述した例では、n型高耐圧トランジスタ100nがオフセット絶縁層38を有する場合について説明したが、例えば、n型高耐圧トランジスタ100nは、図6に示すように、オフセット絶縁層38を有しないことができる。
In the example described above, the case where the n-type high
また、上述した例では、平面視において、n型高耐圧トランジスタ100nのドレイン領域36が、オフセット絶縁層38に囲まれており、オフセット絶縁層38が、ゲート絶縁層30に囲まれており、ゲート絶縁層30が、ソース領域34に囲まれている場合について説明した。しかしながら、例えば、図7に示すように、n型高耐圧トランジスタ100nのドレイン領域36は、平面視においてオフセット絶縁層38に囲まれることなく、オフセット絶縁層38と隣接することができる。そして、オフセット絶縁層38は、平面視においてゲート絶縁層30に囲まれることなく、ゲート絶縁層30と隣接することができる。そして、ゲート絶縁層30は、平面視においてソース領域34に囲まれることなく、ソース領域34と隣接することができる。
In the above-described example, the
また、上述した例では、n型低濃度不純物層42が、ドレイン領域36の全てと重なっている場合について説明したが、例えば、図8に示すように、n型低濃度不純物層42は、領域36aにおいて、ドレイン領域36の一部と重なっていることができる。この場合には、n型低濃度不純物層42は、平面視において、ドレイン領域36を囲むことができる。
In the above-described example, the case where the n-type low-
また、上述した例では、各トランジスタが、シングルドレイン構造を有する場合について説明したが、例えば、各トランジスタは、DDD(Double Diffused Drain)構造やLDD(Lightly Doped Drain)構造を有することができる。 In the example described above, each transistor has a single drain structure. However, for example, each transistor can have a DDD (Double Diffused Drain) structure or an LDD (Lightly Doped Drain) structure.
また、上述した例では、n型高耐圧トランジスタ100nのゲート絶縁層30の片側にオフセット絶縁層38およびオフセット不純物層40を形成する場合について説明したが、例えば、ゲート絶縁層30の両側にオフセット絶縁層38およびオフセット不純物層40を形成することができる。
In the example described above, the case where the offset insulating
また、上述した例では、n型低濃度不純物層42の端43をオフセット不純物層形成領域41の中央に位置するように形成することで、n型低濃度不純物層42の端43の位置ずれの許容範囲を広くすることができ、歩留りを向上させることができる場合について説明した。しかしながら、より駆動電流に重きを置く場合には、n型低濃度不純物層42の端43の位置を、オフセット不純物層形成領域41の中央から、オフセット不純物層形成領域41を外れない範囲で、ゲート絶縁層30下のチャネル領域側へと移すことができる。これにより、オフセット抵抗を小さくすることができるので、駆動電流を大きくすることができる。また、このことは、n型低濃度不純物層42の端43の位置を移した分だけオフセット寸法を小さくできるので、n型高耐圧トランジスタ100nのサイズを小さくすることができることにも繋がる。
In the above-described example, the
5. 上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。 5. As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, those skilled in the art can easily understand that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. . Accordingly, all such modifications are included in the scope of the present invention.
10 半導体層、20 素子分離領域、25 チャネルストッパ領域、30 ゲート絶縁層、32 ゲート電極、34 ソース領域、36 ドレイン領域(高濃度不純物層)、38 オフセット絶縁層、40 オフセット不純物層、41 オフセット不純物層形成領域、42 n型低濃度不純物層、43 端、44 p型低濃度不純物層、50 ゲート絶縁層、52 ゲート電極、54 ソース領域、56 ドレイン領域、60 p型ウェル、70 ゲート絶縁層、72 ゲート電極、74 ソース領域、76 ドレイン領域、80 n型ウェル、90 配線層、92 層間絶縁層、94 酸化シリコン膜、95 パッド層、96 犠牲酸化物層、97 第1マスク層、98 第2マスク層、100 高耐圧トランジスタ形成領域、100N n型高耐圧トランジスタ形成領域、100n n型高耐圧トランジスタ、200 低耐圧トランジスタ形成領域、200N n型低耐圧トランジスタ形成領域、200n n型低耐圧トランジスタ、200P p型低耐圧トランジスタ形成領域,200p p型低耐圧トランジスタ 10 semiconductor layer, 20 element isolation region, 25 channel stopper region, 30 gate insulating layer, 32 gate electrode, 34 source region, 36 drain region (high concentration impurity layer), 38 offset insulating layer, 40 offset impurity layer, 41 offset impurity Layer formation region, 42 n-type low-concentration impurity layer, 43 end, 44 p-type low-concentration impurity layer, 50 gate insulating layer, 52 gate electrode, 54 source region, 56 drain region, 60 p-type well, 70 gate insulating layer, 72 gate electrode, 74 source region, 76 drain region, 80 n-type well, 90 wiring layer, 92 interlayer insulating layer, 94 silicon oxide film, 95 pad layer, 96 sacrificial oxide layer, 97 first mask layer, 98 second Mask layer, 100 high breakdown voltage transistor formation region, 100N n-type high breakdown voltage transistor Formation region, 100n n-type high breakdown voltage transistor, 200 low breakdown voltage transistor formation region, 200N n-type low breakdown voltage transistor formation region, 200n n-type low breakdown voltage transistor, 200P p-type low breakdown voltage transistor formation region, 200p p-type low breakdown voltage transistor
Claims (5)
前記半導体層の上に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層の上に形成されたゲート電極と、
前記半導体層に形成されたドレインである高濃度不純物層と、
前記高濃度不純物層と前記ゲート絶縁層下のチャネル領域との間に形成されたオフセット不純物層と、
前記高濃度不純物層のうちの少なくとも一部と重なっており、該高濃度不純物層よりも深く形成された低濃度不純物層と、を含み、
前記オフセット不純物層の不純物濃度は、前記低濃度不純物層の不純物濃度よりも濃く、
前記低濃度不純物層のチャネル長方向における端のうちの少なくとも一方は、オフセット不純物層形成領域の内側に位置している、半導体装置。 A semiconductor layer;
A gate insulating layer formed on the semiconductor layer;
A gate electrode formed on the gate insulating layer;
A high concentration impurity layer which is a drain formed in the semiconductor layer;
An offset impurity layer formed between the high-concentration impurity layer and a channel region under the gate insulating layer;
A low-concentration impurity layer that overlaps at least a part of the high-concentration impurity layer and is formed deeper than the high-concentration impurity layer,
The impurity concentration of the offset impurity layer is higher than the impurity concentration of the low-concentration impurity layer,
A semiconductor device, wherein at least one of the ends of the low-concentration impurity layer in the channel length direction is located inside the offset impurity layer formation region.
前記低濃度不純物層のチャネル長方向における端は、前記オフセット不純物層形成領域の中央に位置している、半導体装置。 In claim 1,
An end of the low-concentration impurity layer in the channel length direction is located in the center of the offset impurity layer formation region.
前記オフセット不純物層の上に形成されたオフセット絶縁層を有する、半導体装置。 In claim 1 or 2,
A semiconductor device having an offset insulating layer formed on the offset impurity layer.
前記低濃度不純物層と隣接する他の低濃度不純物層を有し、
前記他の低濃度不純物層は、前記低濃度不純物層とは異なる導電型を有する、半導体装置。 In any one of Claims 1-3,
Having another low concentration impurity layer adjacent to the low concentration impurity layer;
The other low-concentration impurity layer has a conductivity type different from that of the low-concentration impurity layer.
前記他の低濃度不純物層は、チャネル長方向において、前記低濃度不純物層と重なっており、該低濃度不純物層よりも深く形成されている、半導体装置。 In claim 4,
The other low-concentration impurity layer overlaps with the low-concentration impurity layer in the channel length direction, and is formed deeper than the low-concentration impurity layer.
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