JP2009059949A - Semiconductor device and manufacturing method for the semiconductor device - 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関し、特にLDMOSトランジスタ(Laterally Diffused MOS Transistor;ラテラル二重拡散MOSトランジスタ)、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 an LDMOS transistor (Laterally Diffused MOS Transistor) and a manufacturing method thereof.
LDMOSトランジスタは、スイッチング速度が速い、また電圧駆動系のため使いやすいなどの特徴を活かして、スイッチングレギュレータや各種ドライバ、DC−DCコンバータ等に用いられ、パワー・高耐圧分野のキーデバイスとなっている。 LDMOS transistors are used in switching regulators, various drivers, DC-DC converters, etc., taking advantage of their fast switching speed and ease of use because of their voltage drive system, and are key devices in the power and high voltage fields. Yes.
一般的にLDMOSトランジスタの性能は、そのオフ時の耐圧(降伏耐圧)とオン抵抗とで示される。しかし、これらは通常、トレードオフの関係にあり、高い耐圧と低いオン抵抗を両立させることは難しい。そのため、この両立をいかにして実現するかという点において、長年開発が行われている。 In general, the performance of an LDMOS transistor is indicated by its breakdown voltage (breakdown breakdown voltage) and on-resistance when it is off. However, these are usually in a trade-off relationship, and it is difficult to achieve both high breakdown voltage and low on-resistance. For this reason, development has been conducted for many years in terms of how to achieve this balance.
以下、図4を参照しながら、特許文献1に記載の従来のLDMOSトランジスタについて説明する。図4は、P型半導体基板上に形成されたNチャネルLDMOSトランジスタを示す断面図である。
Hereinafter, a conventional LDMOS transistor described in
図4に示すように、上記従来のNチャネルLDMOSトランジスタ101は、P型半導体基板113と、P型半導体基板113上に設けられたP型エピタキシャル層102と、P型半導体基板113とP型エピタキシャル層102の界面に形成された第1のP型拡散領域104を備えている。
As shown in FIG. 4, the conventional N-
前記P型エピタキシャル層102内には、P型ボディー領域106と、P型ボディー領域106と第1のP型拡散領域104の間を電気的に良好に接続するために形成された第2のP型拡散領域104aを備え、P型ボディー領域106とは平面的に離間した位置に形成されたN型ドリフト領域107を備えている。
In the P-type
また、P型ボディー領域106内には、N型ソース領域108とP型ボディーコンタクト領域109が形成され、N型ドリフト領域107内には、N型ドレイン領域110が形成される。
An N-
また、P型ボディー領域106の上に、ゲート絶縁膜を介して、ゲート電極111が形成される。
A
また、N型ソース領域108とP型ボディーコンタクト領域109上にはソース電極108aが形成され、ソース電極108aによって、N型ソース領域108とP型ボディー領域106は、電気的に同電位に接続される。
A
また、N型ドレイン領域110上にはドレイン電極110aが形成され、ソース電極108aとドレイン電極110aの間にゲートプレート112を備える。
A
一般的に、NチャネルLDMOSトランジスタにおいて、オフ時の耐圧を測定するためには、ソース電極108a及びゲート電極111をGND電位に設定し、これと共に、ドレイン電極110aにはプラス電位を印加する。このようにして、ドレイン−ソース間に逆バイアス電圧が印加されると、ある電圧において空乏層内の電界が臨界電界に達し、なだれ降伏が生じて急激にドレイン−ソース間に電流が流れ始める。このときの印加電圧がトランジスタの耐圧値である。
In general, in an N-channel LDMOS transistor, in order to measure the withstand voltage when off, the
一般的にLDMOSトランジスタにおいては、ドレイン−ソース間に逆バイアスが印加されると、ドレイン側のゲートエッジ(図中A’)に電界が集中し、耐圧が低下する要因となる。 In general, in a LDMOS transistor, when a reverse bias is applied between a drain and a source, an electric field concentrates on the gate edge (A ′ in the drawing) on the drain side, which causes a decrease in breakdown voltage.
従って、耐圧を上げるためには、このゲートエッジの電界を緩和させることが重要となる。また、ゲートエッジ付近の電界集中は、多少の電荷をゲート絶縁膜に残すことによる信頼性上の問題を引き起こすことがあるため、ゲートエッジの電界を緩和させることは、トランジスタの信頼性を向上させる点でも重要である。 Therefore, in order to increase the breakdown voltage, it is important to relax the electric field at the gate edge. In addition, since electric field concentration near the gate edge may cause a reliability problem due to leaving some charge in the gate insulating film, reducing the electric field at the gate edge improves the reliability of the transistor. This is also important.
図5に、特許文献1に記載の従来のLDMOSトランジスタにおいて、ソース電極108a及びゲート電極111をGND電位に設定し、これと共に、ドレイン電極110aにプラス電位を印加した場合のポテンシャルの等電位線の一部(点線)を示す。
FIG. 5 shows an equipotential line of the potential when the
図5に示すように、ドレイン−ソース間に逆バイアスを印加した時、P型ボディー領域106から空乏層が伸びるが、第1のP型拡散領域104とゲートプレート112の存在により、空乏層がドレイン側に移行しやすくなり、表面電界を緩和することができる。
As shown in FIG. 5, when a reverse bias is applied between the drain and source, a depletion layer extends from the P-
これにより、ドレイン側のゲートエッジ(図中A’)が緩和され、耐圧が増大できる点と、トランジスタの信頼性を向上させる点で有効な技術である。 This is an effective technique in that the gate edge (A ′ in the figure) on the drain side is relaxed, the breakdown voltage can be increased, and the reliability of the transistor is improved.
しかしながら、特許文献1に記載の従来のLDMOSトランジスタ101においては、P型ボディー領域106は、第2のP型拡散領域104aと第1のP型拡散領域104によりP型半導体基板113と電気的に良好に接続されている。通常、P型半導体基板113はGND電位に固定されるため、P型ボディー領域106、及びN型ソース領域108はGND電位に固定されることになる。
However, in the
このため、回路上、Nチャネルトランジスタを、例えば電源とGND間に複数段、直列に配置する場合、電源側に配置されるNチャネルトランジスタは、オン時にソース領域の電位が、ほぼ電源電圧に固定されることになり、ソース領域にはP型半導体基板(通常GND電位)に対して、電源電圧相当の耐圧が要求される。 For this reason, when N-channel transistors are arranged in series in a plurality of stages, for example, between the power supply and GND on the circuit, the potential of the source region of the N-channel transistor arranged on the power supply side is substantially fixed to the power supply voltage when turned on. Therefore, the source region is required to have a withstand voltage equivalent to the power supply voltage with respect to the P-type semiconductor substrate (usually GND potential).
このように、ソース領域に、P型半導体基板(通常GND電位)に対して電源電圧相当の耐圧が要求される場合において、特許文献1に記載の従来のLDMOSトランジスタは、ソース領域とP型半導体基板(通常GND電位)が電気的に接続されており、ソース領域がGND電位に固定されているため使用できない。
Thus, when the source region requires a withstand voltage equivalent to the power supply voltage with respect to the P-type semiconductor substrate (usually GND potential), the conventional LDMOS transistor described in
これに対し、特許文献2には、ソース領域に電源電圧相当の耐圧を要求される場合においても使用可能な従来の別のLDMOSトランジスタが開示されている。
On the other hand,
以下では、図6を参照しながら、特許文献2に記載の従来の別のLDMOSトランジスタについて説明する。図6は、P型半導体基板上に形成されたNチャネルLDMOSトランジスタを示す断面図である。
Hereinafter, another conventional LDMOS transistor described in
図6に示すように、上記特許文献2に記載の従来のLDMOSトランジスタ201は、P型半導体基板213と、P型半導体基板213上に設けられたN型エピタキシャル層202と、P型半導体基板213とN型エピタキシャル層202の界面に形成されたN型埋込み層203を備える。
As shown in FIG. 6, the
前記N型エピタキシャル層202には、第1のP型拡散領域204と、第1のP型拡散領域204と隣接して形成された第2のN型拡散領域205と、第1のP型拡散領域204と接するように形成されたP型ボディー領域206と、P型ボディー領域206と隣接して形成されたN型ドリフト領域207を備える。
The N-type
また、P型ボディー領域206内には、N型ソース領域208とP型ボディーコンタクト領域209が形成され、N型ドリフト領域207内には、N型ドレイン領域210が形成される。
An N-
また、Pボディー領域206の上に、ゲート絶縁膜を介して、ゲート電極211が形成される。
A
また、N型ドレイン領域210上にドレイン電極210aが形成され、N型ソース領域208とP型ボディーコンタクト領域209上にはソース電極208aが形成される。尚、ソース電極208aによって、N型ソース領域208とP型ボディー領域206は、電気的に同電位に接続される。
A
上述したとおり、特許文献1に記載のLDMOSトランジスタはでは、P型ボディー領域106は、P型半導体基板113と電気的に良好に接続されており、通常、P型半導体基板113はGND電位に固定されるため、P型ボディー領域106、及びN型ソース領域108はGND電位に固定されることになる。
As described above, in the LDMOS transistor described in
これに対して、特許文献2に記載の従来のLDMOSトランジスタは、P型半導体基板213とN型エピタキシャル層202の界面に形成されるN型埋込み層203により、P型ボディー領域206とP型半導体基板201とは電気的に良好に分離されており、この点において、特許文献1に記載の従来のLDMOSトランジスタと大きく異なる。
On the other hand, the conventional LDMOS transistor described in
したがって、特許文献2に記載の従来のLDMOSトランジスタにおいては、ソース領域がP型半導体基板(GND電位)に対して電気的に良好に分離されており、特許文献1に記載のLDMOSトランジスタと異なって、ソース領域がGND電位に固定されない。これにより、特許文献2に記載の従来のLDMOSトランジスタは、電源電圧相当の耐圧を要求される場合においても使用することができる。そのため、特許文献1に記載の従来のLDMOSトランジスタと比較して、回路上の利用範囲が広い点で有効である。
Therefore, in the conventional LDMOS transistor described in
図7に、特許文献2に記載の従来のLDMOSトランジスタにおいて、ソース電極208a及びゲート電極211をGNDに設定し、これと共に、ドレイン電極210aにはプラス電位を印加した場合のポテンシャルの等電位線の一部(点線)を示す。図7に示すように、空乏層は、P型ボディー領域206とN型ドリフト領域207との接合界面から伸びるが、第1のP型拡散領域204により空乏層がドレイン側に移行しやすくなり、ドレイン側のゲートエッジ(図中A’’)の電界を十分に緩和することができる。ドレイン電極210aに印加するプラス電位をさらに上昇させると、横方向のポテンシャルの等電位線は、ドレイン電極210aの方向にさらに移行する。一方、縦方向のポテンシャルの等電位線は、第1のP型拡散領域204とP型半導体基板213との間に分布するが、高濃度のN型埋込み層203の存在により、ある一定電圧で空乏層がN型埋込み層203にあたると、それ以上の電圧で空乏層は広がらず、第1のP型拡散領域204とN型埋込み層203の間(図中B’)に、電界が集中することになる。
In FIG. 7, in the conventional LDMOS transistor described in
従って、特許文献2記載のLDMOSトランジスタにおいて、さらなる高耐圧化を実現するためには、図中B’の電界を緩和することが必要となるため、N型エピタキシャル層202の濃度を低くする、あるいは、第1のP型拡散領域204とN型埋込み層203の間のN型エピタキシャル層の幅(図中C)を大きくする必要がある。
Therefore, in the LDMOS transistor described in
なお、特許文献2に記載のLDMOSトランジスタでは、パンチスルーによるボディー領域から基板への電流を防止するため、埋め込みのN+層がP型基板上に設けられているが、この構成の場合、N+層の上にエピタキシャル層を形成することになるため、製造コストが高くなるという問題も有している。
In the LDMOS transistor described in
また、他にも、特許文献3において、高耐圧を確保しつつ、ON抵抗を低減するためのパワーMOSトランジスタが開示されている。特許文献3に記載のパワーMOSトランジスタは、延長ドレイン領域内において複数の埋め込み層同士が互い違いに離間して配置されていることを特徴としている。しかしながら、特許文献3に記載のパワーMOSトランジスタもまた、特許文献1に記載の構成と同様、ボディー領域とP型基板とは電気的に分離されていないため、ソース領域およびボディー領域がP型基板と同電位になっている構成であり、回路上の汎用性に乏しい。
上述したとおり、特許文献2記載のLDMOSトランジスタにおいて、さらなる高耐圧化を実現するためには、N型エピタキシャル層202の濃度を低くする、あるいは、第1のP型拡散領域204とN型埋込み層203の間のN型エピタキシャル層の幅を大きくする必要がある。
As described above, in the LDMOS transistor described in
しかしながら、N型エピタキシャル層202の濃度を低くすると、LDMOSトランジスタのオン抵抗が増大するという問題が生じる。また、通常、多種類のデバイスを集積する半導体プロセスにおいては、N型エピタキシャル層202は、LDMOSトランジスタ以外のデバイスでも共用するため、N型エピタキシャル層202の濃度を低くすると、その他のデバイスへ悪影響を及ぼす可能性が生じるという問題もある。
However, when the concentration of the N-
また、第1のP型拡散領域204とN型埋込み層203の間のN型エピタキシャル層の幅を大きくする場合、N型エピタキシャル層202を厚く形成することが必要となるため、コスト的にデメリットが生じる。さらに、前述のN型エピタキシャル層202の濃度を低くする場合と同様、LDMOSトランジスタ以外の他のデバイスへ悪影響を及ぼす可能性が生じるという問題もある。
Further, when the width of the N-type epitaxial layer between the first P-
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、オン抵抗を増大させることなく、また、その他のデバイスに影響を与えることなく、高耐圧化を実現させることが可能な半導体装置、及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to realize a high breakdown voltage without increasing the on-resistance and without affecting other devices. An object of the present invention is to provide a possible semiconductor device and a manufacturing method thereof.
本発明に係る半導体装置は、第1導電型の半導体基板上に形成された第2導電型の第1半導体領域と、上記第1半導体領域の表層に形成された第1導電型のボディー領域と、上記ボディー領域に形成された第2導電型のソース領域と、上記ソース領域と離間して上記第1半導体領域の表層に形成された第2導電型のドレイン領域と、上記第1半導体領域上の、上記ソース領域とドレイン領域との間の位置に、ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、上記第1半導体領域内において、上記ボディー領域の下方に、該ボディー領域と離間して形成された第1導電型の第2半導体領域とを備えていることを特徴としている。 A semiconductor device according to the present invention includes a first conductivity type first semiconductor region formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a first conductivity type body region formed on a surface layer of the first semiconductor region. A source region of a second conductivity type formed in the body region, a drain region of a second conductivity type formed in a surface layer of the first semiconductor region spaced apart from the source region, and on the first semiconductor region And a gate electrode formed through a gate insulating film at a position between the source region and the drain region, and in the first semiconductor region, below the body region and spaced apart from the body region. And a second semiconductor region of the first conductivity type formed.
上記の構成によれば、第1導電型の半導体基板上に第2導電型の第1半導体領域が形成されている。また、第1半導体領域の表層には第1導電型のボディー領域が形成されており、ボディー領域内には第2導電型のソース領域が形成されている。また、第1半導体領域の表層には、ソース領域と離間して、第2導電型のドレイン領域が形成されている。また、第1半導体領域上には、ソース領域とドレイン領域との間の位置にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されている。 According to the above configuration, the first conductive type first semiconductor region is formed on the first conductive type semiconductor substrate. A first conductivity type body region is formed on the surface layer of the first semiconductor region, and a second conductivity type source region is formed in the body region. In addition, a drain region of the second conductivity type is formed on the surface layer of the first semiconductor region so as to be separated from the source region. A gate electrode is formed on the first semiconductor region at a position between the source region and the drain region via a gate insulating film.
そして、本発明に係る半導体装置では、第1導電型の第2半導体領域が、第2導電型の第1半導体領域内において、上記ボディー領域の下方に、ボディー領域と離間して形成される。 In the semiconductor device according to the present invention, the first conductive type second semiconductor region is formed in the second conductive type first semiconductor region below the body region and separated from the body region.
本発明に係る半導体装置では、第2導電型の第1半導体領域内に、第1導電型の第2半導体領域が形成されており、ドレイン側のゲートエッジでの電界集中を回避し、表面電界を緩和することができる。この場合、半導体装置の耐圧は、第1導電型の半導体基板と第1導電型の第2半導体領域との間の領域における電界の集中によって決定されることになる。 In the semiconductor device according to the present invention, the second semiconductor region of the first conductivity type is formed in the first semiconductor region of the second conductivity type, avoiding the electric field concentration at the gate edge on the drain side, and the surface electric field Can be relaxed. In this case, the breakdown voltage of the semiconductor device is determined by the concentration of the electric field in the region between the first conductive type semiconductor substrate and the first conductive type second semiconductor region.
そして、本発明に係る半導体装置によれば、上述のとおり、第1導電型の第2半導体領域は、ボディー領域の下方に、ボディー領域と離間して設けられており、第2導電型の第1半導体領域が第1導電型のボディー領域と第2半導体領域との間に挟まれるため、PN接合が形成されている。 According to the semiconductor device of the present invention, as described above, the second conductivity type second semiconductor region is provided below the body region and separated from the body region. Since one semiconductor region is sandwiched between the first conductivity type body region and the second semiconductor region, a PN junction is formed.
これにより、ソース電極及びゲート電極をGND電位に設定し、これと共に、ドレイン電極に印加するプラス電圧を増加させた場合、ボディー領域と第1半導体領域とのPN接合界面から空乏層が伸びて、ある一定電圧において第2半導体領域に達する。この空乏層は容量(空乏層容量)を構成し、その両端にかかる電圧は、ドレイン電極の電圧を増加させても変化しない。このため、本発明に係る半導体装置によれば、第2半導体領域とボディー領域とを接するように形成した場合と比較して、第2半導体領域における電界は、空乏層容量にかかる電圧の分だけ緩和されることになり、半導体装置の耐圧を向上させることが可能となる。 Thereby, when the source electrode and the gate electrode are set to the GND potential, and when the plus voltage applied to the drain electrode is increased, the depletion layer extends from the PN junction interface between the body region and the first semiconductor region, The second semiconductor region is reached at a certain voltage. This depletion layer constitutes a capacitance (depletion layer capacitance), and the voltage applied to both ends thereof does not change even if the voltage of the drain electrode is increased. For this reason, according to the semiconductor device of the present invention, the electric field in the second semiconductor region is equivalent to the voltage applied to the depletion layer capacitance as compared with the case where the second semiconductor region and the body region are formed in contact with each other. As a result, the breakdown voltage of the semiconductor device can be improved.
しかも、第1半導体領域の濃度を低くする必要がないためオン抵抗が増大することがなく、また、第2半導体領域と半導体基板との間の距離を大きくする必要がないため、他のデバイスに影響を与えることもない。 In addition, since it is not necessary to reduce the concentration of the first semiconductor region, the on-resistance does not increase, and it is not necessary to increase the distance between the second semiconductor region and the semiconductor substrate. There is no impact.
なお、第1半導体領域は、例えば高エネルギー注入による拡散層として形成されてもよいし、エピタキシャル層として形成されてもよく、特に限定はされない。 The first semiconductor region may be formed as a diffusion layer by high energy injection, for example, or may be formed as an epitaxial layer, and is not particularly limited.
また、本発明に係る半導体装置は、第1導電型をP型、第2導電型をN型とする構成であってもよいし、第1導電型をN型、第2導電型をP型とする構成であってもよく、特に限定はされない。 The semiconductor device according to the present invention may be configured such that the first conductivity type is P-type and the second conductivity type is N-type, or the first conductivity type is N-type and the second conductivity type is P-type. The structure may be as follows, and is not particularly limited.
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、第1導電型の半導体基板上に第2導電型の第1半導体領域を形成する工程と、上記第1半導体領域の表層に第1導電型のボディー領域を形成する工程と、上記ボディー領域に第2導電型のソース領域を形成する工程と、上記ソース領域と離間して上記第1半導体領域の表層に第2導電型のドレイン領域を形成する工程と、上記第1半導体領域上の、上記ソース領域とドレイン領域との間の位置に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、上記第1半導体領域内において、上記ボディー領域の下方に、該ボディ領域と離間して第1導電型の第2半導体領域を形成する工程とを含んでいることを特徴としている。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the step of forming the first semiconductor region of the second conductivity type on the semiconductor substrate of the first conductivity type, and the first conductivity type on the surface layer of the first semiconductor region. Forming a body region; forming a second conductivity type source region in the body region; and forming a second conductivity type drain region in a surface layer of the first semiconductor region apart from the source region. A step of forming a gate electrode through a gate insulating film at a position between the source region and the drain region on the first semiconductor region; and in the first semiconductor region, in the body region And a step of forming a second semiconductor region of the first conductivity type spaced apart from the body region.
上記の構成によれば、本発明に係る半導体製造装置と同様の作用効果を奏する。 According to said structure, there exists an effect similar to the semiconductor manufacturing apparatus concerning this invention.
本発明に係る半導体装置は、上記第1半導体領域は、第2導電型の拡散層であることが好ましい。 In the semiconductor device according to the present invention, the first semiconductor region is preferably a second conductivity type diffusion layer.
上記の構成によれば、上記第1半導体領域をエピタキシャル層として形成する場合と比較して、製造コストを低減できる。 According to said structure, compared with the case where the said 1st semiconductor region is formed as an epitaxial layer, manufacturing cost can be reduced.
本発明に係る半導体装置では、上記第2半導体領域は、上記ボディー領域の下方から、上記第1半導体領域の表層と略平行な方向に、上記ボディー領域と上記ドレイン領域との間の位置にまで延在していることが好ましい。 In the semiconductor device according to the present invention, the second semiconductor region extends from below the body region to a position between the body region and the drain region in a direction substantially parallel to the surface layer of the first semiconductor region. It is preferable that it extends.
上記の構成によれば、等電位線が横方向に分布するドレイン側のゲートエッジ周辺における電界の集中を回避し、表面電界を緩和することができる。 According to said structure, concentration of the electric field around the gate edge on the drain side where equipotential lines are distributed in the lateral direction can be avoided, and the surface electric field can be relaxed.
本発明に係る半導体装置は、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に、上記ドレイン領域に接して形成された第2導電型のドリフト領域をさらに備えていることが好ましい。 The semiconductor device according to the present invention preferably further includes a second conductivity type drift region formed in contact with the drain region between the source region and the drain region.
上記の構成によれば、ドリフト領域において、半導体装置の動作時におけるオン抵抗を低減することができる。 According to the above configuration, the on-resistance during operation of the semiconductor device can be reduced in the drift region.
本発明に係る半導体装置は、上記ボディー領域に形成された第1導電型のボディーコンタクト領域をさらに備えていることが好ましい。 The semiconductor device according to the present invention preferably further includes a first conductivity type body contact region formed in the body region.
上記の構成によれば、ボディーコンタクト領域において、ボディー領域に電圧を印加するためのボディー端子とボディー領域との接触を良好にすることができる。 According to the above configuration, in the body contact region, the contact between the body terminal and the body region for applying a voltage to the body region can be improved.
本発明に係る半導体装置の製造方法では、上記第1半導体領域が、注入によって形成されることが好ましい。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the first semiconductor region is preferably formed by implantation.
上記の構成によれば、上記第1半導体領域をエピタキシャル層として形成する場合と比較して、製造コストを低減できる。 According to said structure, compared with the case where the said 1st semiconductor region is formed as an epitaxial layer, manufacturing cost can be reduced.
本発明に係る半導体装置の製造方法では、上記注入は、1MeV以上の高エネルギー注入であることが好ましい。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the implantation is preferably high energy implantation of 1 MeV or more.
上記の構成によれば、第1半導体領域を、例えば電源電圧など、約50V以上の耐圧を確保することができる深さに形成することができる。 According to said structure, the 1st semiconductor region can be formed in the depth which can ensure the proof pressure of about 50V or more, such as a power supply voltage, for example.
本発明に係る半導体装置の製造方法では、上記第2半導体領域を形成する工程において、上記第2半導体領域を、上記ボディー領域の下方から、上記第1半導体領域の表層と略平行な方向に、上記ボディー領域と上記ドレイン領域との間の位置にまで延在させて形成することが好ましい。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, in the step of forming the second semiconductor region, the second semiconductor region is moved from below the body region in a direction substantially parallel to the surface layer of the first semiconductor region. Preferably, it is formed to extend to a position between the body region and the drain region.
上記の構成によれば、等電位線が横方向に分布するドレイン側のゲートエッジ周辺における電界の集中を回避し、表面電界を緩和することができる。 According to said structure, concentration of the electric field around the gate edge on the drain side where equipotential lines are distributed in the lateral direction can be avoided, and the surface electric field can be relaxed.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に、上記ドレイン領域に接する第2導電型のドリフト領域を形成する工程をさらに含んでいることが好ましい。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention preferably further includes a step of forming a drift region of a second conductivity type in contact with the drain region between the source region and the drain region.
上記の構成によれば、ドリフト領域において、半導体装置の動作時におけるオン抵抗を低減することができる。 According to the above configuration, the on-resistance during operation of the semiconductor device can be reduced in the drift region.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記ボディー領域に第1導電型のボディーコンタクト領域を形成する工程をさらに含んでいることが好ましい。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention preferably further includes a step of forming a body contact region of the first conductivity type in the body region.
上記の構成によれば、ボディーコンタクト領域において、ボディー領域に電圧を印加するためのボディー端子とボディー領域との接触を良好にすることができる。 According to the above configuration, in the body contact region, the contact between the body terminal and the body region for applying a voltage to the body region can be improved.
本発明に係る半導体装置は、第1導電型の半導体基板上に形成された第2導電型の第1半導体領域と、上記第1半導体領域の表層に形成された第1導電型のボディー領域と、上記ボディー領域に形成された第2導電型のソース領域と、上記ソース領域と離間して上記第1半導体領域の表層に形成された第2導電型のドレイン領域と、上記第1半導体領域上の上記ソース領域とドレイン領域との間の位置にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、上記第1半導体領域内において、上記ボディー領域の下方に、該ボディー領域と離間して形成された第1導電型の第2半導体領域とを備えていることを特徴としている。 A semiconductor device according to the present invention includes a first conductivity type first semiconductor region formed on a first conductivity type semiconductor substrate, and a first conductivity type body region formed on a surface layer of the first semiconductor region. A source region of a second conductivity type formed in the body region, a drain region of a second conductivity type formed in a surface layer of the first semiconductor region spaced apart from the source region, and on the first semiconductor region And a gate electrode formed through a gate insulating film at a position between the source region and the drain region, and in the first semiconductor region, below the body region and spaced apart from the body region. And a second semiconductor region of the first conductivity type.
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、第1導電型の半導体基板上に第2導電型の第1半導体領域を形成する工程と、上記第1半導体領域の表層に第1導電型のボディー領域を形成する工程と、上記ボディー領域に第2導電型のソース領域を形成する工程と、上記ソース領域と離間して上記第1半導体領域の表層に第2導電型のドレイン領域を形成する工程と、上記第1半導体領域上の上記ソース領域とドレイン領域との間の位置にゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、上記第1半導体領域内において、上記ボディー領域の下方に、該ボディ領域と離間して第1導電型の第2半導体領域を形成する工程とを含んでいることを特徴としている。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the step of forming the first semiconductor region of the second conductivity type on the semiconductor substrate of the first conductivity type, and the first conductivity type on the surface layer of the first semiconductor region. Forming a body region; forming a second conductivity type source region in the body region; and forming a second conductivity type drain region in a surface layer of the first semiconductor region apart from the source region. Forming a gate electrode through a gate insulating film at a position between the source region and the drain region on the first semiconductor region; and below the body region in the first semiconductor region. And a step of forming a second semiconductor region of the first conductivity type apart from the body region.
これにより、第2半導体領域とボディー領域とを接するように形成した場合と比較して、第2半導体領域における電界は、ボディー領域と第1半導体領域とのPN接合界面から伸びる空乏層により構成される容量によって緩和されるため、半導体装置の耐圧を向上させることが可能となる。 As a result, the electric field in the second semiconductor region is constituted by a depletion layer extending from the PN junction interface between the body region and the first semiconductor region, compared to the case where the second semiconductor region and the body region are formed so as to contact each other. Therefore, the withstand voltage of the semiconductor device can be improved.
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置について、図1〜図3を参照しながら説明する。 A semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施の形態においては、本発明をNチャンネルLDMOSトランジスタに適用した場合について説明する。すなわち、以下の説明におけるNチャンネルLDMOSトランジスタでは、第1導電型がP型、第2導電型がN型である。しかしながら、本発明は、NチャンネルのLDMOSトランジスタに限られず、PチャンネルのLDMOSトランジスタ(第1導電型がN型、第2導電型がP型)に適用した構成であってもよく、特に限定はされない。 In this embodiment, the case where the present invention is applied to an N-channel LDMOS transistor will be described. That is, in the N-channel LDMOS transistor described below, the first conductivity type is P-type and the second conductivity type is N-type. However, the present invention is not limited to an N-channel LDMOS transistor, and may be applied to a P-channel LDMOS transistor (the first conductivity type is N-type and the second conductivity type is P-type). Not.
(LDMOSトランジスタ1)
本発明に係るLDMOSトランジスタ(Laterally Diffused MOS Transistor;ラテラル二重拡散MOSトランジスタ)1の構成について、図1に基づいて説明する。図1は、第1の実施形態に係るNチャネルLDMOSトランジスタ1の断面を示す図である。
(LDMOS transistor 1)
The configuration of an LDMOS transistor (Laterally Diffused MOS Transistor) 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a cross section of an N-
図1に示すとおり、LDMOSトランジスタ(半導体装置)1は、P型半導体基板13上に形成されたN型拡散領域(第1半導体領域)2と、N型拡散領域2の表層に形成されたP型ボディ領域6と、P型ボディ領域6に形成されたN型ソース領域8と、N型ソース領域8と離間してN型拡散領域2の表層に形成されたN型ドレイン領域10と、N型拡散領域2上のN型ソース領域8とN型ドレイン領域10との間の位置にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極11と、N型拡散領域2内において、P型ボディ領域6の下方に、P型ボディ領域6と離間して形成されたP型拡散領域(第2半導体領域)4とを備えている。
As shown in FIG. 1, an LDMOS transistor (semiconductor device) 1 includes an N-type diffusion region (first semiconductor region) 2 formed on a P-
図1〜図3において、P型不純物を含む層には「P」を、N型不純物を含む層には「N」を表示している。また、「P」を表示した層よりも高濃度のP型不純物を含む層には「P+」を表示している。 1 to 3, “P” is displayed for a layer containing a P-type impurity, and “N” is displayed for a layer containing an N-type impurity. In addition, “P +” is displayed in a layer containing a P-type impurity at a higher concentration than the layer displaying “P”.
本実施形態に係るLDMOSトランジスタ1の構成について、より具体的に説明すれば以下のとおりである。
The configuration of the
本実施形態のNチャネルLDMOSトランジスタ1は、P型半導体基板13上に形成される半導体装置であって、前記P型半導体基板13上に高エネルギー注入によって形成されるN型拡散領域2を備えている。
The N-
また、LDMOSトランジスタ1は、前記N型拡散領域2内に、P型ボディー領域6と、P型ボディ領域6の下方に位置するP型拡散領域4と、ボディー領域6とは平面的に離間した位置に形成されたN型ドリフト領域7とを備えており、P型拡散領域4は、N型拡散領域2とPN接合を有するように、P型ボディー領域6から離間して形成される。
In the
また、P型ボディー領域6内には、N型ソース領域8とP型ボディーコンタクト領域9が形成され、N型ドリフト領域7内には、N型ドレイン領域10が形成されている。
An N-
また、P型ボディー領域6上から、P型ボディー領域6と接するN型拡散領域2上を覆う位置に、ゲート絶縁膜(図示せず)を介して、ゲート電極11が形成されている。
A
また、N型ドレイン領域10上にドレイン電極10aが形成され、N型ソース領域8とP型ボディーコンタクト領域9上にはソース電極8aが形成されている。
A
なお、本実施の形態では、N型ソース領域8とP型ボディー領域6とは、ソース電極8aによって、電気的に同電位に接続されている。
In the present embodiment, the N-
また、本実施の形態では、N型拡散領域2上に、N型ドリフト領域7を覆うようにLOCOS酸化膜が形成されており、ゲート電極11の一部はLOCOS酸化膜上に形成されている。
In the present embodiment, a LOCOS oxide film is formed on the N-
LDMOSトランジスタ1では、ゲート電極11に正電位を印加することによって、N型ソース領域8とN型拡散領域2との間に挟まれたP型ボディー領域6にチャンネルが形成される。この結果、ソース電極8aからドレイン電極10aに向かう経路において電子が移動し、ソース電極8aとドレイン電極10aとの間に電流が流れる。
In the
本発明に係るLDMOSトランジスタ1では、P型拡散領域4をP型ボディー領域6と離間して形成した構成に特徴を有しており、この構成によって、耐圧を向上させることが可能となる。図2を参照して、本発明に係るLDMOSトランジスタ1の特徴について説明する。
The
図2は、図1に示すNチャネルLDMOSトランジスタ1において、ソース電極8aおよびゲート電極11をGND電位に設定し、ドレイン電極10aにプラス電位を印加した状態におけるポテンシャル分布を示す図である。図2では、等電位線の一部を点線によって示している。
FIG. 2 is a diagram showing a potential distribution in the state where the
本発明に係るLDMOSトランジスタ1は、P型拡散領域4を備えているため、図2に示すとおり、ポテンシャルの等電位線が横方向に分布するドレイン側のゲートエッジ周辺の領域Aにおいては、電界の集中は回避され、表面電界が緩和されている。この場合、NチャンネルLDMOSトランジスタ1の耐圧は、ポテンシャルの等電位線が縦方向に分布しているP型拡散領域4とP型半導体基板13との間の領域Bにおける電界の集中によって決定する。
Since the
そして、本発明に係るNチャネルLDMOSトランジスタ1では、上述した特徴的構成、すなわち、表面電界を緩和するために設けられたP型拡散領域4を、P型ボディー領域6の下に、P型ボディー領域との間にPN接合を有するように離間した位置に形成する構成によって、領域Bにおける電界を効果的に緩和することができる。以下に、この理由を詳細に説明する。
In the N-
本実施形態では、ソース電極8a及びゲート電極11をGND電位に設定し、これと共に、ドレイン電極10aにはプラス電位を印加した場合、空乏層が、P型ボディー領域6と第1のN型拡散領域2とのPN接合界面から伸びる。そして、空乏層は、ある一定電圧で前記第1のP型拡散領域4に達する。その時の空乏層容量を図中に示すように容量1とする。容量1の両端にかかる電圧をΔV[V]とすると、以降、ドレイン電極の電圧を増加させても、前記容量1の両端にかかる電圧ΔV[V]は変化しないため、前記第1のP型拡散領域4の電界は、P型ボディー領域6とP型拡散領域4が接するように形成されている場合と比較して、ΔV[V]分だけ緩和されることになる。
In the present embodiment, when the
したがって、P型ボディー領域6を、表面電界を緩和するために設けられたP型拡散領域4とPN接合を有するように離間して形成するだけで、効果的にP型拡散領域4の電界を緩和することができる。つまり、本発明の構成によれば、N型拡散層の濃度を低くする必要がないため、LDMOSトランジスタ1のオン抵抗を増大させることがない。また、N型拡散層2におけるP型拡散領域4とP型半導体基板13との間の距離を大きくする必要がないため、その他のデバイスに影響を与えることなく、耐圧を向上させることができる。
Therefore, the electric field of the P-
また、図2に示すLDMOSトランジスタ1では、P型拡散領域4が横方向(N型拡散領域2の表層に略平行な方向、すなわち、P型半導体基板13の上面に対して水平方向)において、P型ボディー領域6とN型ドレイン領域10との間の位置まで延在している。この場合、P型拡散領域4の横方向の配置を、P型ボディー領域6とN型ドレイン領域10との間の位置まで延在させることにより、ゲートエッジの領域Aにおける電位分布は広がる。つまり、図2に示すP型拡散領域4の配置とすることによって、領域Aにおける電界の集中は緩和され、耐圧を大幅に改善(約10V向上)することができる。しかしながら、P型拡散領域4の配置は、縦方向において、P型ボディー領域6と離間している位置に存在している限りにおいては、本発明の効果が得られ、特に横方向の位置は限定されるものではない。
In the
また、上述のN型ドリフト領域7は、オン抵抗を低減するために設けられた領域であり、ドリフト領域の幅が長く、不純物濃度が高いほどオン抵抗を低減できる。また、P型ボディーコンタクト領域9は、ボディー領域6の電圧を制御するためのボディー端子(本実施形態ではソース電極)とボディー領域との接触を良好にするために設けられた領域である。
The N-
したがって、本実施形態におけるボディーコンタクト領域およびドリフト領域のパターン配置は一例に過ぎず、本発明に係るLDMOSトランジスタ1には、他のボディーコンタクト領域およびドリフト領域のパターン配置が適用されてもよく、特に限定はされない。また、N型ドリフト領域7およびP型ボディコンタクト領域を備えていない構成であっても、上述した本発明の効果が得られるのは自明である。
Therefore, the pattern arrangement of the body contact region and the drift region in this embodiment is merely an example, and other body contact region and drift region pattern arrangements may be applied to the
本発明に係るLDMOSトランジスタ1では、P型半導体基板13上にN型拡散領域2が形成されており、N型ソース領域8は、N型拡散領域2の表層に形成されたP型ボディー領域6に設けられている。これにより、N型ソース領域8とP型半導体基板13とは、電気的に良好に分離されている。このため、P型半導体基板13の電位がGND電位に固定され、N型ソース領域8が電源電圧に固定される場合においても、LDMOSトランジスタ1は使用可能である。
In the
また、本実施の形態に係るLDMOSトランジスタ1では、上述したとおり、N型拡散領域2は、高エネルギー注入によってディープウェル層として形成されているが、N型拡散領域2は、エピタキシャル層として形成されてもよく、特に限定はされない。
In the
また、通常、ボディー領域が電位的に上がるような回路条件においては、P型半導体基板とドレインのN型領域の境界から空乏層が上側に伸びるが、空乏層がボディー部に達するとパンチスルーして、ボディー領域からP型半導体基板に向けて電流が流れてしまう。 In general, under circuit conditions in which the body region rises in potential, the depletion layer extends upward from the boundary between the P-type semiconductor substrate and the drain N-type region, but punch-through occurs when the depletion layer reaches the body portion. As a result, a current flows from the body region toward the P-type semiconductor substrate.
そこで、本実施の形態では、N型拡散領域2を十分深く形成することによって、パンチスルーが発生しない構成としている。なお、パンチスルーを防ぐために、P型半導体基板13の上に高濃度のN+層を設ける構成であってもよい。つまり、第1半導体領域としてのN型半導体領域は、上記N+層とドレインのN型領域とを含んで構成されてもよい。通常、埋め込みの上記N+層を形成する場合には、P型半導体基板13上にN+層を形成した後、N型のエピタキシャル層を形成する。この場合、N型拡散層を高エネルギー注入によって形成する場合に比較して、製造コストが増加する。換言すれば、第1半導体領域を、高エネルギー注入によってN型拡散層2として形成すれば製造コストを低減することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, the N-
(LDMOSトランジスタ1の製造方法)
次に、図3を参照して、第1の実施形態に係るNチャネルLDMOSトランジスタ1の製造方法について説明する。
(Manufacturing method of LDMOS transistor 1)
Next, with reference to FIG. 3, a manufacturing method of the N-
図3(a)〜(c)は、本発明のNチャネルLDMOSトランジスタ1について、製造工程を説明するための図である。
3A to 3C are diagrams for explaining a manufacturing process for the N-
図3(a)は、NチャネルLDMOSトランジスタ1の第1の製造工程を示す図である。図3(a)に示すように、このNチャネルLDMOSトランジスタ1は、P型半導体基板13上に形成される。このP型半導体基板13に対し、N型不純物を注入し、高温ドライブインによる熱拡散によって、N型拡散領域2が所望の深さに形成される。
FIG. 3A is a diagram showing a first manufacturing process of the N-
N型不純物としては、例えばリンを使用し、注入エネルギーは例えば1MeV以上、ドーズ量は、1.0×1013cm−2以下とする。注入エネルギーを1MeVとすることによって、N型拡散領域2を、例えば電源電圧など、約50V以上の耐圧を確保することができる深さに形成することができる。なお、注入エネルギーは、要求される耐圧に応じて決定されるN型拡散領域2の深さに応じて選択されればよく、1MeVに限定されるものではない。
For example, phosphorus is used as the N-type impurity, the implantation energy is, for example, 1 MeV or more, and the dose amount is 1.0 × 10 13 cm −2 or less. By setting the implantation energy to 1 MeV, the N-
また、不純物注入を行う領域は、例えば、高エネルギー注入に対応した厚膜のレジストを用い、フォトエッチング技術等によって注入を行う領域を開口するようにパターンニングすることによって規定する。さらに、N型拡散領域2の表面の一部にLOCOS酸化膜を形成する。
Further, the region where the impurity is implanted is defined by, for example, using a thick resist corresponding to high energy implantation and patterning the region where the implantation is performed by a photoetching technique or the like. Further, a LOCOS oxide film is formed on a part of the surface of the N-
図3(b)は、NチャネルLDMOSトランジスタ1の第2の製造工程を示す図である。図3(b)に示すように、P型不純物、例えばボロンの注入により、P型ボディー領域6を形成する。さらに、P型不純物の注入によって、P型拡散領域4をP型ボディー領域6と離間して形成する。ここで、P型ボディー領域6とP型拡散領域4とが、後工程の熱拡散後でも離間した状態が保たれるように、P型拡散領域4のP型不純物(例えばボロン)の注入には、1MeV以上の高エネルギー注入が適用される。
FIG. 3B is a diagram showing a second manufacturing process of the N-
次に、P型ボディー領域6と離間した位置に、N型不純物、例えばリンの注入を、例えば300KeV以上の注入エネルギーにて行い、N型ドリフト領域7を形成する。このN型ドリフト領域7は、LDMOSトランジスタ1の耐圧を下げることなく、オン抵抗を低減させるために形成される。
Next, an N-type impurity, for example, phosphorus is implanted at a position separated from the P-
図3(c)は、NチャネルLDMOSトランジスタ1の第3の製造工程を示す図である。図3(c)に示すように、N型拡散領域2の表面にゲート絶縁膜を形成し、さらにP型ボディー領域6の一部から、LOCOS酸化膜の一部に跨るようにゲート電極11が形成される。
FIG. 3C is a diagram showing a third manufacturing process of the N-
これは、例えば、リンがドープされたポリシリコン膜をCVD法により形成し、その上にフォトエッチング技術によってレジストをパターンニングした後、ドライエッチング技術等によって前記のポリシリコン膜を加工することにより形成される。 For example, a polysilicon film doped with phosphorus is formed by a CVD method, a resist is patterned thereon by a photoetching technique, and then the polysilicon film is processed by a dry etching technique or the like. Is done.
次に、例えばリン又は砒素の注入によってN型ソース領域8、及びN型ドレイン領域10を形成すると共に、例えばボロン等の注入によってP型ボディーコンタクト領域9を形成する。
Next, an N-
次に、図には示していないが、表面に例えば常圧CVD法によって酸化膜を形成し、リフローして表面段差を軽減する。この後、ゲート電極11、N型ドレイン領域10、N型ソース領域8及びP型ボディーコンタクト領域9の上において、それぞれ前記の酸化膜にコンタクトエッチを行い、開口を形成する。さらに、例えば、スパッタによってアルミニウム膜を成長させた後、該アルミニウム膜をフォトエッチング及びドライエッチングによってパターンニングし、金属電極を形成する。
Next, although not shown in the drawing, an oxide film is formed on the surface by, for example, an atmospheric pressure CVD method, and reflowed to reduce the surface step. Thereafter, contact etching is performed on each of the oxide films on the
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
(他の構成)
なお本発明を、以下のように表現することも可能である。
(Other configurations)
The present invention can also be expressed as follows.
(第1の構成)
第1導電型の半導体基板上に形成された半導体装置であって、前記半導体基板上に形成された第2導電型の第1拡散領域と、前記第1拡散領域内に形成された第1導電型のボディー領域と、前記ボディー領域内に形成された第2導電型のソース領域、及び第1導電型のボディーコンタクト領域と、前記第1拡散領域内で前記ボディー領域と離間した位置に形成された第2導電型のドレイン領域と、前記ボディー領域上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極を備えると共に、前記第1拡散領域内において、前記ボディー領域の下に形成された第1導電型の第2拡散領域を更に備え、前記第2拡散領域が、前記ボディー領域と離間した位置に存在することを特徴とする半導体装置。
(First configuration)
A semiconductor device formed on a first conductivity type semiconductor substrate, wherein the second conductivity type first diffusion region formed on the semiconductor substrate, and the first conductivity formed in the first diffusion region. A body region of a mold, a source region of a second conductivity type formed in the body region, a body contact region of a first conductivity type, and a position spaced apart from the body region in the first diffusion region. A drain region of the second conductivity type, a gate insulating film formed on the body region, and a gate electrode formed on the gate insulating film, and in the first diffusion region, 2. A semiconductor device according to
(第2の構成)
前記第1導電型の第2拡散領域が、横方向において、前記ボディー領域と前記ドレイン領域の間の領域まで延在することを特徴とする第2の構成に記載の半導体装置。
(Second configuration)
The semiconductor device according to the second configuration, wherein the second diffusion region of the first conductivity type extends to a region between the body region and the drain region in the lateral direction.
(第3の構成)
前記ボディー領域とは離間した位置において、前記ゲート電極と前記ドレイン領域の間に、第2導電型のドリフト領域を備えることを特徴とする第2の構成に記載の半導体装置。
(Third configuration)
The semiconductor device according to the second configuration, wherein a drift region of a second conductivity type is provided between the gate electrode and the drain region at a position separated from the body region.
(第4の構成)
第1導電型の半導体基板上に形成された半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板上に第2導電型の第1拡散領域を形成する工程と、前記第1拡散領域内に第1導電型のボディー領域を形成する工程と、前記ボディー領域内に第2導電型のソース領域を形成する工程と第1導電型のボディーコンタクト領域を形成する工程と、前記第1拡散領域内で前記ボディー領域と離間した位置に第2導電型のドレイン領域を形成する工程と、前記ボディー領域上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程とを備えると共に、前記第1拡散領域内において、前記ボディー領域の下に第1導電型の第2拡散領域を形成する工程を更に備え、前記第2拡散領域を、前記ボディー領域と離間した位置に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Fourth configuration)
A method of manufacturing a semiconductor device formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type, the step of forming a first diffusion region of a second conductivity type on the semiconductor substrate, and a first in the first diffusion region Forming a conductive type body region; forming a second conductive type source region in the body region; forming a first conductive type body contact region; and A step of forming a drain region of a second conductivity type at a position separated from the body region, a step of forming a gate insulating film on the body region, and a step of forming a gate electrode on the gate insulating film And a step of forming a second diffusion region of the first conductivity type under the body region in the first diffusion region, and forming the second diffusion region at a position spaced apart from the body region. A method of manufacturing a semiconductor device.
(第5の構成)
前記第2導電型の第1拡散領域が1MeV以上の高エネルギー注入により形成されることを特徴とする第4の構成に記載の半導体装置の製造方法。
(Fifth configuration)
The method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth configuration, wherein the first diffusion region of the second conductivity type is formed by high energy injection of 1 MeV or more.
(第6の構成)
前記第1導電型の第2拡散領域が、横方向において、前記ゲート電極とドレイン領域の間の領域まで延在するように形成する工程を備えた第5の構成に記載の半導体装置の製造方法。
(Sixth configuration)
The method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth configuration, comprising a step of forming the second conductivity type second diffusion region so as to extend in a lateral direction to a region between the gate electrode and the drain region. .
(第7の構成)
前記ゲート電極と前記ドレイン領域の間に、前記ボディー領域とは離間した位置に、第2導電型のドリフト領域を形成する工程を備えた第6の構成に記載の半導体装置の製造方法。
(Seventh configuration)
The method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth configuration, comprising a step of forming a drift region of a second conductivity type between the gate electrode and the drain region at a position separated from the body region.
本発明は、横型のMOSトランジスタなどに適用可能であり、特に、高耐圧の性能を要求されるLDMOSトランジスタに好適である。 The present invention can be applied to a lateral MOS transistor or the like, and is particularly suitable for an LDMOS transistor that requires high breakdown voltage performance.
1 P型半導体基板
2 N型拡散領域(第1半導体領域)
4 P型拡散領域(第2半導体領域)
6 P型ボディー領域
7 N型ドリフト領域
8 N型ソース領域
8a ソース電極
9 P型ボディーコンタクト領域
10 N型ドレイン領域
10a ドレイン電極
11 ゲート電極
1 P-type semiconductor substrate 2 N-type diffusion region (first semiconductor region)
4 P-type diffusion region (second semiconductor region)
6 P-type body region 7 N-type drift region 8 N-
Claims (11)
上記第1半導体領域の表層に形成された第1導電型のボディー領域と、
上記ボディー領域に形成された第2導電型のソース領域と、
上記ソース領域と離間して上記第1半導体領域の表層に形成された第2導電型のドレイン領域と、
上記第1半導体領域上の、上記ソース領域とドレイン領域との間の位置に、ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
上記第1半導体領域内において、上記ボディー領域の下方に、該ボディ領域と離間して形成された第1導電型の第2半導体領域とを備えていることを特徴とする半導体装置。 A second conductivity type first semiconductor region formed on the first conductivity type semiconductor substrate;
A first conductivity type body region formed in a surface layer of the first semiconductor region;
A second conductivity type source region formed in the body region;
A drain region of a second conductivity type formed in a surface layer of the first semiconductor region apart from the source region;
A gate electrode formed on the first semiconductor region between the source region and the drain region via a gate insulating film;
In the first semiconductor region, a semiconductor device comprising a second semiconductor region of a first conductivity type formed below the body region and spaced apart from the body region.
上記ボディー領域の下方から、上記第1半導体領域の表層と略平行な方向に、上記ボディー領域と上記ドレイン領域との間の位置にまで延在していることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。 The second semiconductor region is
3. The device according to claim 1, wherein the body region extends from below the body region to a position between the body region and the drain region in a direction substantially parallel to the surface layer of the first semiconductor region. A semiconductor device according to 1.
上記第1半導体領域の表層に第1導電型のボディー領域を形成する工程と、
上記ボディー領域に第2導電型のソース領域を形成する工程と、
上記ソース領域と離間して上記第1半導体領域の表層に第2導電型のドレイン領域を形成する工程と、
上記第1半導体領域上の、上記ソース領域とドレイン領域との間の位置に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極を形成する工程と、
上記第1半導体領域内において、上記ボディー領域の下方に、該ボディ領域と離間して第1導電型の第2半導体領域を形成する工程とを含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a second conductive type first semiconductor region on a first conductive type semiconductor substrate;
Forming a first conductivity type body region on a surface layer of the first semiconductor region;
Forming a second conductivity type source region in the body region;
Forming a drain region of a second conductivity type in a surface layer of the first semiconductor region apart from the source region;
Forming a gate electrode through a gate insulating film at a position between the source region and the drain region on the first semiconductor region;
Forming a first conductive type second semiconductor region in the first semiconductor region, below the body region and spaced apart from the body region. .
上記第2半導体領域を、上記ボディー領域の下方から、上記第1半導体領域の表層と略平行な方向に、上記ボディー領域と上記ドレイン領域との間の位置にまで延在させて形成することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of forming the second semiconductor region,
The second semiconductor region is formed to extend from below the body region to a position between the body region and the drain region in a direction substantially parallel to the surface layer of the first semiconductor region. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the method is a semiconductor device manufacturing method.
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