JP2008153685A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 トレンチ溝2の周囲にオフセットドレイン領域3を形成するにあたり、トレンチ内面にドープドポリシリコン膜24を形成し、ドライブおこないトレンチ溝の側面および底面に拡散する。その後、ドープドポリシリコン膜24を熱酸化する。その後トレンチ溝内を酸化膜で埋めるにあたり、熱酸化によりトレンチ溝2内を酸化物4で埋めるか、熱酸化によりトレンチ溝内に酸化膜を生成して溝を狭めた後、残った溝を酸化物の堆積により埋める。あるいは、複数のトレンチ溝を形成し、それらの中を酸化物で埋めると共に、トレンチ間の基板部分を熱酸化して酸化膜に変える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、トレンチ溝の周囲にオフセットドレイン領域を有する横型高耐圧トレンチMOSFETを得るために、トレンチ溝の周囲に最適な濃度の不純物イオンを拡散する方法、および幅の広いトレンチ溝内を酸化膜で埋める方法を含む半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
この発明によれば、トレンチの底面および側面に制御性よく拡散層を形成することができる。また、トレンチ内に堆積する導電膜の濃度,厚さ,ドライブ時間などを制御することにより、オフセットドレイン領域の濃度を最適に制御できる。
また、上記目的を達成するため、本発明にかかる半導体装置の製造方法は、トレンチ溝内を酸化膜で埋めるにあたって、トレンチ溝を形成した後、そのトレンチ溝の幅が、半導体基板の熱酸化により生成される酸化膜によって埋めることができる程度である場合には、その熱酸化膜でトレンチ溝内を埋める。一方、トレンチ溝の幅が、半導体基板の熱酸化により生成される酸化膜だけでは埋めきれない程度である場合には、まず熱酸化膜によりトレンチ溝の幅を狭め、残った溝に酸化物を堆積させて溝を埋める。また、複数のトレンチ溝を、半導体基板の熱酸化により生成される酸化膜の厚さに相当する距離だけ離して形成し、各トレンチ内を熱酸化膜や酸化物の堆積により埋めるとともに、熱酸化によって各トレンチ間の半導体部分を酸化膜に変える。
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる半導体装置の製造方法により製造される半導体装置の一例を示す縦断面図である。この半導体装置は、P型の半導体基板1、トレンチ2、N-オフセットドレイン領域3、トレンチ2内を埋める酸化物4、Pウェル領域5、Pベース領域6、N+ソース領域7、N+ドレイン領域8、ゲート酸化膜9、ゲート電極10、層間絶縁膜11、ソース電極12、ドレイン電極13およびパッシベーション膜14を備えており、横型トレンチMOSFETを構成する。
トレンチ2は、半導体基板1の表面部分において、その表面から形成されており、酸化物4で埋められている。N-オフセットドレイン領域3はトレンチ2の周囲、すなわち側面および底面を囲むように形成されている。Pウェル領域5は、半導体基板1の、トレンチ2に対してソース側の表面部分において、N-オフセットドレイン領域3の外側に隣接して形成されている。Pベース領域6はPウェル領域5の表面部分に形成されている。N+ソース領域7は、Pベース領域6の表面部分において、N-オフセットドレイン領域3から離れて形成されている。
つぎに、図1に示す構成の半導体装置の製造プロセスについて説明する。図2〜図13は、その製造プロセスを説明するための図であり、半導体装置の製造途中の段階における構造を順に示す縦断面図である。まず、P型の半導体基板1を酸化してその表面にたとえば300オングストロームの厚さの酸化膜21を形成する。つづいて、その酸化膜21の上に窒化膜22をたとえば1000オングストロームの厚さで堆積させる(図2参照)。さらに、窒化膜22の上にレジスト23を塗布し(図3参照)、露光、現像をおこなってレジスト23の、トレンチ2の形成領域上の部分を除去する(図4参照)。残留したレジスト23をマスクにしてエッチングをおこない、窒化膜22および酸化膜21の、トレンチ2の形成領域上の部分を除去して、基板表面の、トレンチ2の形成領域を露出させる(図5参照)。その後、レジスト灰化によりレジスト23を除去する(図6参照)。
ここで、斜めイオン注入において、イオン注入方向と基板表面の法線方向とのなす角度は、トレンチ溝2の幅および深さをそれぞれWおよびLとすると、tan-1(W/L)で決まる。この角度でイオン打ち込みをおこなうことによって、半導体基板1の、トレンチ溝2の側面に沿う部分にのみリンイオンが注入される。これは、イオンの打ち込み方向から見て、トレンチ溝2の底面はトレンチ溝2の周囲の基板部分により影になり、リンイオンが到達しないが、トレンチ溝2の側面は影にならないからである。したがって、トレンチ溝2の幅および深さが変わると、それに対応して斜めイオン注入の注入角度も変わることになる。
ついで、酸化・ドライブをおこない、拡散深さxjがたとえば6μm程度となるようにドライブさせる。これによって、N-オフセットドレイン領域3ができあがる。また、このとき同時に、トレンチ溝2の側面および底面には熱酸化膜が生成する。この熱酸化膜の厚さはたとえば4μm程度である。したがって、トレンチ溝2内はこの熱酸化膜よりなる酸化物4によって埋められる(図11参照)。なお、図11において、酸化物4内の深さ方向に延びる点線は、トレンチ溝2の両側面および底面から成長した熱酸化膜が出会って一体化したときの境界を仮想的に示している。
上述した実施の形態1によれば、N-オフセットドレイン領域3の、トレンチ溝2の側面に沿う部分と、底面に沿う部分とに別々にイオン注入をおこなうので、それぞれの部分の不純物濃度を最適に制御することができる。また、トレンチ溝2内を酸化物4で埋めることができる。したがって、たとえば耐圧が数百ボルト程度の横型高耐圧トレンチMOSFETが得られる。また、耐圧と単位面積当たりのオン抵抗のトレードオフを改善することができる。
なお、N-オフセットドレイン領域3の、トレンチ溝2の側面に沿う部分には、N-オフセットドレイン領域3と逆の導電型で、かつ半導体基板1よりも不純物濃度が高いPウェル領域5およびPベース領域6が形成されているため、N-オフセットドレイン領域3の、トレンチ溝2の側面に沿う部分の不純物濃度を、底面に沿う部分の不純物濃度よりも高くすることができる。また、トレンチ溝2内にフィールドプレートを形成する場合にも、トレンチ溝2の側面に沿う部分の不純物濃度を、底面に沿う部分の不純物濃度よりも高くすることができる。このようにすれば、デバイスの耐圧と単位面積当たりのオン抵抗のトレードオフを改善することができる。
図14〜図16は、図1と同様の構成の半導体装置を製造するプロセスの他の例を説明するための図であり、半導体装置の製造途中の段階における構造を順に示す縦断面図である。半導体基板1にトレンチ溝2を形成するまで(図2〜図7参照)とトレンチ内に酸化膜を埋めた後(図12〜図13)は実施の形態1と同じである。
トレンチ形成後、減圧CVDにより、シランおよびリンドープ用にホスフィンを用いて、リン(P31)濃度1×1020cm-3程度のドープドポリシリコン膜24を300オングストローム堆積し(図14)、その後1150℃で120分間ドライブをおこなう。すると、ドープドポリシリコン膜24中のリンがトレンチ側面および底面に拡散し(固相拡散)、深さ3μm,ピーク濃度1×1016cm-3のN型不純物拡散層3が形成される(図15)。その後基板を加熱して、ドープドポリシリコン膜24を熱酸化膜とする。さらに酸化を継続してトレンチ内部を熱酸化膜で埋める(図16)。その後半導体基板1の表面のドープドポリシリコン膜24が酸化された膜、窒化膜22および酸化膜21を除去すると図12のようになる。
上述した実施の形態2によれば、トレンチの側面および底面の制御性よく拡散領域を形成することができる。
図17〜図20は、図1と同様の構成の半導体装置を製造するプロセスの他の例を説明するための図であり、半導体装置の製造途中の段階における構造を順に示す縦断面図である。半導体基板1にトレンチ溝2を形成し、斜めイオン注入および0°イオン注入をおこなうまで(図2〜図10参照)、または、半導体基板1にトレンチ溝2を形成し、ドープドポリシリコン層24を形成し、ドライブをおこなうまでは、実施の形態1または実施の形態2と同じである。ただし、ここではトレンチ溝2の幅および深さをそれぞれたとえば7μmおよび20μmとする。このときの斜めイオン注入におけるイオン注入方向と基板表面の法線方向とのなす角はおおよそ19°である。なお、実施の形態1、2と同じ構成については実施の形態1、2と同一の符号を付す。
実施の形態1の場合は、イオン注入後、トレンチ溝2の側面および底面に厚さ2μmの熱酸化膜が生成するように、酸化・ドライブをおこなう。これによって、N-オフセットドレイン領域3ができるとともに、トレンチ溝2の側面および底面に厚さ2μmの熱酸化膜31が生成する。このとき、トレンチ溝2は熱酸化膜31によっては完全に埋まらず、トレンチ溝2の中央には、幅が4μm程度の溝32が残る。つまり、トレンチ溝2の幅が狭まったことになる(図17参照)。実施の形態2の場合は、熱酸化によりドープドポリシリコン膜24を酸化し、窒化膜22の上および側面に形成されている該ドープドポリシリコン膜24を酸化した酸化膜を除去する(図17参照)。
上述した実施の形態3によれば、実施の形態1,2と同様に、たとえば耐圧が数百ボルト程度の横型高耐圧トレンチMOSFETが得られるという効果に加えて、実施の形態1,2よりも幅が広いトレンチ溝2に酸化膜31および酸化物33を埋め込むことができるという効果が得られる。
実施の形態4.
図21〜図23は、図1と同様の構成の半導体装置を製造するプロセスのさらに他の例を説明するための図であり、半導体装置の製造途中の段階における構造を順に示す縦断面図である。半導体基板1にトレンチ溝2を形成し、斜めイオン注入および0°イオン注入をおこなうまで(図2〜図9、図21参照)は実施の形態1と同じである。ただし、ここでは複数、たとえば2個のトレンチ溝41,42を、幅が2μmの半導体基板部分43を挟んで形成する。トレンチ溝41,42は、実施の形態1のトレンチ溝2と同じである。すなわち、トレンチ溝41,42の幅はたとえば5μmであり、深さはたとえば20μmである。なお、実施の形態1と同じ構成については実施の形態1と同一の符号を付す。
ついで、基板表面の窒化膜22および酸化膜21を除去し(図23参照)、その後に図示省略するが、Pウェル領域5、Pベース領域6、N+ソース領域7、N+ドレイン領域8、ゲート酸化膜9、ゲート電極10、層間絶縁膜11、ソース電極12、ドレイン電極13およびパッシベーション膜14を形成して、図1と同様の構成の横型トレンチMOSFETができあがる。
図24〜図26は、図1と同様の構成の半導体装置を製造するプロセスのさらに他の例を説明するための図であり、半導体装置の製造途中の段階における構造を順に示す縦断面図である。半導体基板1に2個のトレンチ溝41,42を、幅が2μmの半導体基板部分43を挟んで形成し、ドープドポリシリコン膜24の形成をおこなうまでは実施の形態2および4と同じである。トレンチ溝41,42は、実施の形態2のトレンチ溝2と同じである。すなわち、トレンチ溝41,42の幅はたとえば5μmであり、深さはたとえば20μmである。なお、実施の形態2と同じ構成については実施の形態2と同一の符号を付す(図24参照)。
ドープドポリシリコン膜24形成後、1150℃で120分間ドライブをおこなう。すると、ドープドポリシリコン膜24中のリンがトレンチ側面および底面に拡散し(固相拡散)、深さ3μm,ピーク濃度1×1016cm-3のN型不純物拡散層3が形成される(図25参照)。その後基板を加熱して、ドープドポリシリコン膜24を熱酸化膜とする。さらに酸化を継続してトレンチ44内部を酸化膜45で埋める(図26参照)。その後半導体基板1の表面のドープドポリシリコン膜24が酸化された膜、窒化膜22および酸化膜21を除去すると図12のようになる。これによって、実施の形態4と同様に、トレンチ溝41,42内は熱酸化膜45で完全に埋められる(図26参照)。なお、図26において、酸化物45内の深さ方向に延びる2本の点線は、トレンチ溝41,42の両側面および底面から成長した熱酸化膜が出会って一体化したときの境界を仮想的に示している。
実施の形態6.
図27〜図29は、実施の形態5の変形例であり、半導体装置の製造途中の段階における構造を順に示す斜視図である。実施の形態5と異なる点は、トレンチ溝の平面形状が格子状に形成されている点である。製造工程は、実施の形態5と同様であり、トレンチ溝46,47,48を平面が格子形状となるようにエッチングし(図27参照)、その後、ドープドポリシリコン膜24を形成し、ドライブをおこない不純物拡散層3を形成する(図28参照)。その後基板を加熱して、ドープドポリシリコン膜24を熱酸化膜とする。さらに酸化を継続してトレンチ内部を酸化膜で埋める(図29参照)。実施の形態5の場合、トレンチ溝41,42の間の半導体基板部分43は薄いため、トレンチ溝の長手方向の長さが長いと、トレンチ溝形成後ドープドポリシリコン膜を形成する前までの工程で、半導体基板部分43が倒れてしまうおそれがある。
また、この実施の形態6では、不純物拡散層3の形成を、ドープドポリシリコン膜24を形成し、ドープドポリシリコン膜24からの拡散により形成する場合を示したが、実施の形態1,4のようにイオン注入により形成する場合も適用できる。トレンチ溝の平面形状がストライプ状であり長手方向に長いと、トレンチ溝の側面へのイオン注入の際に、基板を回転しながらおこなう場合、トレンチ溝の長手方向のトレンチ側面にイオン注入する方向が対向した場合、トレンチ溝の側面とともに側面近傍の底面にイオン注入されることがある。しかしながら、トレンチ溝を格子状に形成する場合、所望のトレンチ溝の寸法が大きくても、トレンチ溝の平面形状を正方形またはそれに近い形状で形成することができるので、イオン注入方向を決めた後、基板を回転させながらイオン注入をおこなっても制御性よく側面にイオン注入することができる。
図30〜図33は、実施の形態5,6で示したトレンチ溝内にドープドポリシリコン膜を堆積し固相拡散をおこなうものについて、シミュレーションをおこなった結果を示すものであり、トレンチ底面から半導体基板の深さ方向の不純物濃度を示すグラフである。
図31では、トレンチ溝46,67,48内に形成するドープドポリシリコン膜の不純物濃度を1×1019cm-3とし、ドライブ処理を1150℃で240分おこない、膜厚を種々変えた場合を示す。
図32は、ドープドポリシリコン膜24の不純物濃度を1×1020cm-3に変更した以外は図31と同様にドープドポリシリコン膜24の膜厚を変えた場合を示す。両図に示したように、堆積する膜厚を変えることにより、形成する不純物拡散層3の不純物濃度を制御できることが分かる。
図33では、トレンチ溝46,47,48内に形成されるドープドポリシリコン膜24の不純物濃度を1×1020cm-3、膜厚を300オングストロームとし、ドライブの温度を1150℃とし、ドライブの時間を種々変更した場合を示す。図33に示すように、ドライブの時間を変えることによって不純物拡散層3の不純物濃度を制御できることが分かる。
以上において本発明は、P型基板に限らずN型基板を用いる場合にも適用できる。また、本発明は、横型高耐圧トレンチMOSFETに限らず、トレンチ構造を有する半導体装置においてトレンチを形成する際に広く適用することができる。また、上述した各実施の形態における厚さ等の数値は一例であり、本発明はその数値に限定されるものではない。
2,41,42,44,46,47,48 トレンチ(溝)
4,31,33,45 (熱)酸化膜または酸化物
32 溝
43,49,50 (隣り合うトレンチ間の)半導体基板部分
Claims (7)
- 半導体基板の表面部分にその表面からトレンチ溝を形成する工程と、
前記トレンチ溝の内面に導電膜を堆積する工程と、
熱処理により前記導電膜より不純物イオンを前記半導体基板に拡散する工程と、
前記半導体基板を加熱して前記導電膜を酸化する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板の表面部分にその表面からトレンチ溝を形成する工程と、
前記トレンチ溝の内面に導電膜を堆積する工程と、
熱処理により前記導電膜より不純物イオンを前記半導体基板に拡散する工程と、
前記半導体基板を加熱して前記導電膜を酸化する工程と、
前記半導体基板を加熱して前記トレンチ溝内を酸化膜で満たす工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板の表面部分にその表面からトレンチ溝を形成する工程と、
前記トレンチ溝の内面に導電膜を堆積する工程と、
熱処理により前記導電膜より不純物イオンを前記半導体基板に拡散する工程と、前記半導体基板を加熱して前記導電膜を酸化する工程と、
前記半導体基板を加熱して前記トレンチ溝の中央部分に溝を残した状態で前記トレンチ溝の側面および底面に沿って酸化膜を形成する工程と、
前記トレンチ溝の中央部分に残った前記溝内に酸化物を堆積させて前記溝を酸化物で埋める工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板の表面部分にその表面から複数のトレンチ溝を形成する工程と、
前記トレンチ溝の内面に導電膜を堆積する工程と、
熱処理により前記導電膜より不純物イオンを前記半導体基板に拡散する工程と、前記半導体基板を加熱して前記導電膜を酸化する工程と、
前記半導体基板を加熱して前記トレンチ溝の中央部分に溝を残した状態で前記トレンチ溝の側面および底面に沿って酸化膜を形成する工程と、前記半導体基板を加熱して各トレンチ溝内を酸化膜で満たすとともに、隣り合うトレンチ間の半導体部分を酸化させる工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板の表面部分にその表面から複数のトレンチ溝を形成する工程と、
前記トレンチ溝の内面に導電膜を堆積する工程と、
熱処理により前記導電膜より不純物イオンを前記半導体基板に拡散する工程と、前記半導体基板を加熱して前記導電膜を酸化する工程と、
前記半導体基板を加熱して各トレンチ溝の中央部分に溝を残した状態で各トレンチ溝の側面および底面に沿って酸化膜を形成するとともに、隣り合うトレンチ間の半導体部分を酸化させる工程と、
各トレンチ溝の中央部分に残った前記溝内に酸化物を堆積させて前記溝を酸化物で埋める工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記複数のトレンチ溝の平面形状が格子状であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記導電膜がドープドポリシリコン膜であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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DE10258443A1 (de) * | 2001-12-18 | 2003-07-03 | Fuji Electric Co Ltd | Halbleiterbauelement |
US6949445B2 (en) * | 2003-03-12 | 2005-09-27 | Micron Technology, Inc. | Method of forming angled implant for trench isolation |
US6876035B2 (en) * | 2003-05-06 | 2005-04-05 | International Business Machines Corporation | High voltage N-LDMOS transistors having shallow trench isolation region |
JP4780905B2 (ja) * | 2003-06-23 | 2011-09-28 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US7081397B2 (en) | 2004-08-30 | 2006-07-25 | International Business Machines Corporation | Trench sidewall passivation for lateral RIE in a selective silicon-on-insulator process flow |
JP4874736B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2012-02-15 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US8174071B2 (en) * | 2008-05-02 | 2012-05-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | High voltage LDMOS transistor |
WO2010065428A2 (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Maxpower Semiconductor Inc. | Mos-gated power devices, methods, and integrated circuits |
US8298908B2 (en) * | 2010-02-11 | 2012-10-30 | International Business Machines Corporation | Structure and method for forming isolation and buried plate for trench capacitor |
JP5492610B2 (ja) * | 2010-03-11 | 2014-05-14 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012064642A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
CN102760662B (zh) * | 2011-04-29 | 2014-12-31 | 茂达电子股份有限公司 | 半导体功率装置的制作方法 |
TWI441261B (zh) * | 2011-05-13 | 2014-06-11 | Anpec Electronics Corp | 半導體功率元件的製作方法 |
US10522549B2 (en) * | 2018-02-17 | 2019-12-31 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Uniform gate dielectric for DRAM device |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5694646A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Fujitsu Ltd | Forming method for oxidized film |
JPS5830142A (ja) * | 1981-08-17 | 1983-02-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS59214238A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 分離領域の形成方法 |
JPS6222453A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | 素子分離領域の形成方法 |
JPS63177052U (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-16 | ||
JPH05121535A (ja) * | 1991-10-30 | 1993-05-18 | Fuji Electric Co Ltd | 不純物拡散方法およびウエハの誘電体分離方法 |
JPH05190663A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-30 | Iwatsu Electric Co Ltd | 半導体集積回路の製造方法 |
JPH0897411A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-12 | Fuji Electric Co Ltd | 横型高耐圧トレンチmosfetおよびその製造方法 |
JPH0964165A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-07 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH0997790A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 酸化膜の形成方法及びその酸化膜を用いた半導体装置 |
JPH11238791A (ja) * | 1998-02-24 | 1999-08-31 | Rohm Co Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US197782A (en) * | 1877-12-04 | Improvement in steam-traps | ||
US1202A (en) * | 1839-06-27 | priestley peters | ||
JPS61260676A (ja) | 1985-05-15 | 1986-11-18 | Nec Corp | 絶縁ゲ−ト型半導体装置の製造方法 |
JPS6451662A (en) | 1987-08-24 | 1989-02-27 | Seiko Epson Corp | Semiconductor device and its manufacture |
JPS6451662U (ja) | 1987-09-21 | 1989-03-30 | ||
JPH02180074A (ja) | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Fujitsu Ltd | オフセット型電界効果トランジスタ及び絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ |
US4954854A (en) | 1989-05-22 | 1990-09-04 | International Business Machines Corporation | Cross-point lightly-doped drain-source trench transistor and fabrication process therefor |
JPH0344076A (ja) | 1989-07-12 | 1991-02-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH05299648A (ja) | 1991-06-22 | 1993-11-12 | Takehide Shirato | Mis電界効果トランジスタ |
JPH05110072A (ja) | 1991-10-16 | 1993-04-30 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH05296458A (ja) | 1992-04-20 | 1993-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 食品検出装置およびそれを有する加熱調理器 |
US5640034A (en) | 1992-05-18 | 1997-06-17 | Texas Instruments Incorporated | Top-drain trench based resurf DMOS transistor structure |
US5539238A (en) | 1992-09-02 | 1996-07-23 | Texas Instruments Incorporated | Area efficient high voltage Mosfets with vertical resurf drift regions |
JP2850852B2 (ja) | 1996-05-30 | 1999-01-27 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
DE19843959B4 (de) * | 1998-09-24 | 2004-02-12 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements mit einem sperrenden pn-Übergang |
JP2000150877A (ja) | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Nec Corp | 縦型mosfetの製造方法 |
JP2001036071A (ja) | 1999-07-16 | 2001-02-09 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
IT1320016B1 (it) * | 2000-04-04 | 2003-11-12 | St Microelectronics Srl | Procedimento per la fabbricazione di strutture di giunzione a saccheprofonde. |
JP2001319968A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
US6410384B1 (en) * | 2000-09-18 | 2002-06-25 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method of making an electric conductive strip |
US6624016B2 (en) * | 2001-02-22 | 2003-09-23 | Silicon-Based Technology Corporation | Method of fabricating trench isolation structures with extended buffer spacers |
JP4972842B2 (ja) * | 2001-05-11 | 2012-07-11 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
DE10221808B4 (de) | 2001-05-18 | 2010-01-07 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki | Verfahren zur Herstellung eines lateralen MOSFETs |
DE10258443A1 (de) * | 2001-12-18 | 2003-07-03 | Fuji Electric Co Ltd | Halbleiterbauelement |
-
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-
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5694646A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-31 | Fujitsu Ltd | Forming method for oxidized film |
JPS5830142A (ja) * | 1981-08-17 | 1983-02-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS59214238A (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 分離領域の形成方法 |
JPS6222453A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-30 | Oki Electric Ind Co Ltd | 素子分離領域の形成方法 |
JPS63177052U (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-16 | ||
JPH05121535A (ja) * | 1991-10-30 | 1993-05-18 | Fuji Electric Co Ltd | 不純物拡散方法およびウエハの誘電体分離方法 |
JPH05190663A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-30 | Iwatsu Electric Co Ltd | 半導体集積回路の製造方法 |
JPH0897411A (ja) * | 1994-09-21 | 1996-04-12 | Fuji Electric Co Ltd | 横型高耐圧トレンチmosfetおよびその製造方法 |
JPH0964165A (ja) * | 1995-08-30 | 1997-03-07 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH0997790A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 酸化膜の形成方法及びその酸化膜を用いた半導体装置 |
JPH11238791A (ja) * | 1998-02-24 | 1999-08-31 | Rohm Co Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
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