JP2007324225A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置及びその製造方法に係り、特に、MOS構造のトランジスタから構成される半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device including a MOS structure transistor and a manufacturing method thereof.
電源装置などの制御用トランジスタとしてMOSFETなどの半導体装置が用いられている。このような半導体装置には、高耐圧化が求められている。 Semiconductor devices such as MOSFETs are used as control transistors for power supply devices and the like. Such a semiconductor device is required to have a high breakdown voltage.
MOSFETのドレインソース間耐圧は、ドレインの低濃度不純物層とバックゲートの不純物層との濃度に影響される。このため、MOSFETにおいて所望の耐圧を得るためにはドレイン層及びバックゲート層の不純物濃度を変更することにより行っていた(特許文献1参照)。
しかるに、従来の半導体装置で所望の耐圧を得るためにはドレイン層及びバックゲート層の不純物濃度を変更することにより行っていた。このため、製造プロセスの条件を変更する必要があるため、製造工程が増加し、あるいは、製造装置を調整する作業が必要となり、製造効率が悪かった。 However, in order to obtain a desired breakdown voltage in the conventional semiconductor device, the impurity concentration of the drain layer and the back gate layer is changed. For this reason, since it is necessary to change the conditions of a manufacturing process, the manufacturing process increased or the operation | work which adjusts a manufacturing apparatus was needed and manufacturing efficiency was bad.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、デザインルールの変更により耐圧を所望の耐圧に制御できる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of controlling a breakdown voltage to a desired breakdown voltage by changing a design rule, and a method for manufacturing the same.
本発明は、MOS構造を有する半導体装置において、チャネルドープ層と、チャネルドープ層に隣接して配置され、ドレイン又はソース領域を形成する不純物層とを有し、不純物層とチャネルドープ層との重なり又は距離を制御することにより所定の耐圧に設定されていることを特徴とする。 In a semiconductor device having a MOS structure, the present invention includes a channel dope layer and an impurity layer that is disposed adjacent to the channel dope layer and forms a drain or source region, and the impurity layer and the channel dope layer overlap. Alternatively, a predetermined breakdown voltage is set by controlling the distance.
不純物層とチャネルドープ層との重なり又は距離は、不純物層の形状により制御したことを特徴とする。 The overlap or distance between the impurity layer and the channel dope layer is controlled by the shape of the impurity layer.
不純物層の形状は、不純物層のデザインルールに基づいて制御することを特徴とする。 The shape of the impurity layer is controlled based on the design rule of the impurity layer.
チャネルドープ層と、チャネルドープ層に隣接して配置され、ドレインを形成する拡散層とを有するMOS構造を有する半導体装置の製造方法において、デザインルールを耐圧に応じて変更することにより、不純物層とチャネルドープ層との重なりを制御し、耐圧を所定の耐圧に設定することを特徴とする。 In a method of manufacturing a semiconductor device having a MOS structure having a channel dope layer and a diffusion layer disposed adjacent to the channel dope layer and forming a drain, the impurity layer and the impurity layer The overlap with the channel dope layer is controlled, and the withstand voltage is set to a predetermined withstand voltage.
拡散層とチャネルドープ層との重なりは、不純物層の形状を制御することにより設定されることを特徴とする。 The overlap between the diffusion layer and the channel dope layer is set by controlling the shape of the impurity layer.
本発明によれば、耐圧に応じてデザインルールを変更し、チャネルドープ層に近接して形成される不純物層とチャネルドープ層との重なり又は距離を制御することにより所定の耐圧を所望の耐圧に設定することにより、プロセスを変更することなく、耐圧を所望の耐圧に設定することが可能となる。 According to the present invention, a predetermined breakdown voltage is changed to a desired breakdown voltage by changing the design rule according to the breakdown voltage and controlling the overlap or distance between the impurity layer formed close to the channel dope layer and the channel dope layer. By setting, it is possible to set the breakdown voltage to a desired breakdown voltage without changing the process.
図1は本発明の一実施例の構成図を示す。図1(A)は平面図、図1(B)は断面図を示す。 FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view.
本実施例の半導体装置100は、p型半導体基板111に形成された低濃度p型ウェル層112上に搭載されるnチャネルMOS電界効果トランジスタであり、低濃度n型不純物層113、チャネルドープ層114、高濃度n型不純物層115、ゲート酸化膜116、LOCOS(local oxidation of silicon)酸化膜117、ゲート電極118を含む構成とされている。
The
低濃度n型不純物層113は、ドレイン及びソース領域を構成する不純物拡散層であり、チャネル領域A1を挟んで、チャンネル領域A1の両側に形成されている。
The low-concentration n-
チャネルドープ層114は、チャネル領域A1のゲート酸化膜116の直下に形成された薄い低濃度n型不純物層であり、トランジスタの特性を安定化させている。
The
高濃度n型不純物層115は、低濃度n型不純物層113のドレイン及びソースの開口部121の形成されており、電極とドレイン及びソース領域との接続を安定化させる。
The high-concentration n-
ゲート酸化膜116は、チャネル領域A1の上部に形成されている。
The
LOCOS酸化膜117は、SiO2から構成されており、素子を分離、保護し、素子の特性を安定化している。ゲート電極118は、ポリシリコンなどから構成されており、ゲート酸化膜116上に配線され、ゲート電位を制御している。
The LOCOS
本実施例は、低濃度n型不純物層113の横方向、矢印X1,X2方向の広がりを制御して、低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層114との距離を制御し、これによって、耐圧を所望の耐圧に制御している。
This embodiment controls the distance between the low-concentration n-
このとき、低濃度n型不純物層113の横方向、矢印X1、X2方向の広がりは、例えば、低濃度n型不純物層113の形成時に使用するレジスト201の開口部211の形状によって制御している。
At this time, the lateral direction of the low-concentration n-
このため、低濃度n型不純物層113の形成時に使用するレジスト201の開口部211のデザインルールを任意に設定することにより、低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層114との距離を制御できる。低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層114との距離を制御することにより耐圧が変化する。
Therefore, the distance between the low-concentration n-
図2はドレイン、ソース領域を構成する不純物層113とチャネルドープ層114との距離に対する耐圧BVの特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of the withstand voltage BV with respect to the distance between the
図2に示すように不純物層113とチャネルドープ層114との距離Lが大きくなると、ホットキャリアの発生を抑制できるため、耐圧BVを高くすることができる。
As shown in FIG. 2, when the distance L between the
次に半導体装置100の製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the
図3、図4は半導体装置100の製造工程を説明するための図を示す。
3 and 4 are views for explaining a manufacturing process of the
まず、図3(A)に示すようにp型半導体基板111に低濃度p型ウェル層112を形成し、開口部121を有するLOCOS酸化膜117を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a low concentration p-
次に、図3(B)に示すように開口部211を有するレジスト201を形成し、不純物をイオン注入することによって、低濃度n型拡散層113を形成する。このとき、低濃度n型不純物層113のチャネル領域A1方向側の端部の位置はレジスト201の開口部211の形状を変更することにより、変更できる。これによって、低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層114との重なり、あるは、距離を変更可能となる。低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層114との重なり、あるは、距離を変更することによって、耐圧を所望の耐圧に設定することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 3B, a
次に、図4(A)に示すようにチャネル領域A1にゲート酸化膜116及びチャネルドープ層114が形成される。
Next, as shown in FIG. 4A, a
次に図4(B)に示すようにチャネル領域A1の上部にゲート電極118が形成される。
Next, as shown in FIG. 4B, a
さらに、図4(C)に示すように開口部121の領域に高濃度n型不純物層115が形成される。
Further, as shown in FIG. 4C, a high concentration n-
以上のようにして、半導体装置100が製造される。
The
本実施例によれば、耐圧に応じてデザインルールを変更し、チャネルドープ層に近接して形成される不純物層とチャネルドープ層との重なりを制御することにより所定の耐圧を所望の耐圧に設定することにより、プロセスを変更することなく、耐圧を所望の耐圧に設定することが可能となる。 According to the present embodiment, the predetermined breakdown voltage is set to a desired breakdown voltage by changing the design rule according to the breakdown voltage and controlling the overlap between the impurity layer formed adjacent to the channel dope layer and the channel dope layer. By doing so, it is possible to set the withstand voltage to a desired withstand voltage without changing the process.
なお、本実施例では、低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層114との距離を制御することにより耐圧を設定する例について説明したが、低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層114との重なりを制御することにより耐圧を設定するようにしてもよい。
In this embodiment, the example in which the breakdown voltage is set by controlling the distance between the low-concentration n-
なお、ここで、例えば、深さ2μm程度の低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層114とが略0.4μm程度重ね合っている半導体装置では耐圧BVが32〔V〕であったものが、低濃度n型不純物層113とチャネルドープ層116とを距離L=略0.4μm程度離間させることにより略42〔V〕に上昇させることが可能となる。
Here, for example, in a semiconductor device in which a low-concentration n-
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形例が考えられる。 In addition, this invention is not limited to the said Example, A various modification can be considered in the range which does not deviate from the summary of this invention.
100 半導体装置
111 P型半導体基板、112 低濃度p型ウェル層、113 低濃度n型不純物層
114 チャネルドープ層、115 高濃度n型不純物層、116 ゲート酸化膜
117 LOCOS酸化膜、118 ゲート電極、201 レジスト
211開口部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
チャネルドープ層と、
前記チャネルドープ層に隣接して配置され、ドレイン又はソース領域を形成する不純物層とを有し、
前記不純物層と前記チャネルドープ層との重なり又は距離を制御することにより所定の耐圧に設定されていることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a MOS structure,
A channel doped layer;
An impurity layer disposed adjacent to the channel doped layer and forming a drain or source region;
A semiconductor device, wherein a predetermined breakdown voltage is set by controlling an overlap or distance between the impurity layer and the channel dope layer.
デザインルールを耐圧に応じて変更することにより、前記不純物層と前記チャネルドープ層との重なり又は距離を制御し、耐圧を所定の耐圧に設定することを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method of manufacturing a semiconductor device having a MOS structure having a channel dope layer and an impurity layer disposed adjacent to the channel dope layer and forming a drain or source region,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a design rule is changed according to a breakdown voltage to control an overlap or distance between the impurity layer and the channel dope layer and set a breakdown voltage to a predetermined breakdown voltage.
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