JP2010165894A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device for controlling the degradation of pressure resistance and the change of a threshold voltage by gate pulse stress. <P>SOLUTION: A gate electrode GE is formed on a region in between a source region and a drift region DR via an insulation layer FO. A field plate FP extends over the gate electrode GE and the drift region DR and is electrically connected to the gate electrode GE. A dummy conductive layer DC is formed on the insulation layer FO between the field plate FP and the drift region DR and electrically connected to the source region. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に、横型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを備えた半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device provided with a lateral insulated gate field effect transistor.

たとえばプラズマディスプレイパネル(PDP)ドライバーや自動車に用いられる高耐圧横型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)には、高電圧を入力することができるように、分離酸化膜のような厚膜の酸化膜をゲート酸化膜として用いるものがある。このようなMOSFET部を有する素子は、たとえば以下の非特許文献1に開示されている。   For example, a high-voltage lateral MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) used in plasma display panel (PDP) drivers and automobiles has a thick oxide film such as an isolation oxide film so that a high voltage can be input. Is used as a gate oxide film. An element having such a MOSFET portion is disclosed, for example, in Non-Patent Document 1 below.

T. Nitta et al., "Wide Voltage Power Device Implementation in 0.25μm SOI BiC-DMOS", Proceedings of the 18th International Symposium on Power Semiconductor Devices & IC's JUNE 4-8, 2006 Naples, ItalyT. Nitta et al., "Wide Voltage Power Device Implementation in 0.25μm SOI BiC-DMOS", Proceedings of the 18th International Symposium on Power Semiconductor Devices & IC's JUNE 4-8, 2006 Naples, Italy

しかし、上記のようなMOSFETの構造では、ゲートパルスストレスによる耐圧劣化が大きいという問題がある。またしきい値電圧の変動を抑制することも重要である。   However, the MOSFET structure as described above has a problem that withstand voltage deterioration due to gate pulse stress is large. It is also important to suppress fluctuations in the threshold voltage.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高電圧を入力可能で、ゲートパルスストレスによる耐圧劣化およびしきい値電圧の変動を抑制できる半導体装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device which can input a high voltage and can suppress breakdown voltage deterioration and threshold voltage fluctuation due to gate pulse stress. is there.

本実施の形態の半導体装置は、半導体基板と、絶縁層と、横型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、フィールドプレートと、ダミー導電層とを備えている。半導体基板は、主表面を有している。絶縁層は、半導体基板の主表面に選択的に形成されている。横型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、半導体基板に形成されている。この絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、ソース領域およびドレイン領域と、ドリフト領域と、ゲート電極とを含んでいる。ソース領域およびドレイン領域は、絶縁層の両側のそれぞれにおいて前記半導体基板の主表面に形成されている。ドリフト領域は、ドレイン領域に接続されている。ゲート電極は、ソース領域およびドリフト領域に挟まれる領域上に絶縁層を介在して形成されている。フィールドプレートは、ゲート電極およびドリフト領域上を延在し、かつゲート電極に電気的に接続されている。ダミー導電層は、フィールドプレートとドリフト領域との間において絶縁層上に形成され、かつソース領域に電気的に接続された第1の導電体を含んでいる。   The semiconductor device of this embodiment includes a semiconductor substrate, an insulating layer, a lateral insulated gate field effect transistor, a field plate, and a dummy conductive layer. The semiconductor substrate has a main surface. The insulating layer is selectively formed on the main surface of the semiconductor substrate. The lateral insulated gate field effect transistor is formed on a semiconductor substrate. This insulated gate field effect transistor includes a source region and a drain region, a drift region, and a gate electrode. The source region and the drain region are formed on the main surface of the semiconductor substrate on each side of the insulating layer. The drift region is connected to the drain region. The gate electrode is formed on a region sandwiched between the source region and the drift region with an insulating layer interposed. The field plate extends over the gate electrode and the drift region and is electrically connected to the gate electrode. The dummy conductive layer includes a first conductor formed on the insulating layer between the field plate and the drift region and electrically connected to the source region.

本実施の形態の半導体装置によれば、ソース領域に電気的に接続された第1の導電体がフィールドプレートとドリフト領域との間に形成されているため、ゲートパルスストレスによる耐圧劣化およびしきい値電圧の変動を抑制することができる。   According to the semiconductor device of the present embodiment, the first conductor electrically connected to the source region is formed between the field plate and the drift region. The fluctuation of the value voltage can be suppressed.

本発明の実施の形態1における半導体装置の構成を概略的に示す断面図であり、図3のI−I線に沿う部分の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a portion along line II in FIG. 3. 本発明の実施の形態1における半導体装置の構成を概略的に示す平面図であって、ゲート電極と同じ層およびそれより下の層を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, showing the same layer as the gate electrode and a layer below it. 本発明の実施の形態1における半導体装置の構成を概略的に示す平面図であって、フィールドプレートと同じ層およびそれより下の層を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and is a plan view showing the same layer as the field plate and a layer below it. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第1工程を示す概略断面図であり、図3のI−I線に沿う部分の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention, and is sectional drawing of the part which follows the II line | wire of FIG. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第2工程を示す概略断面図であり、図3のI−I線に沿う部分の断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along a line II in FIG. 3. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第3工程を示す概略断面図であり、図3のI−I線に沿う部分の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 3rd process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention, and is sectional drawing of the part which follows the II line | wire of FIG. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第4工程を示す概略断面図であり、図3のI−I線に沿う部分の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 4th process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention, and is sectional drawing of the part which follows the II line | wire of FIG. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法の第5工程を示す概略断面図であり、図3のI−I線に沿う部分の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 5th process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention, and is sectional drawing of the part which follows the II line | wire of FIG. フィールドプレートがソース領域に電気的に接続され、かつダミー導電層を有しない横型の高耐圧絶縁ゲート型電界効果トランジスタの構成を概略的に示す断面図であり、図3のI−I線に沿う部分に対応する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a horizontal type high voltage insulated gate field effect transistor in which a field plate is electrically connected to a source region and does not have a dummy conductive layer, and is taken along line II in FIG. 3. It is sectional drawing corresponding to a part. フィールドプレートがゲート電極に電気的に接続され、かつダミー導電層を有しない横型の高耐圧絶縁ゲート型電界効果トランジスタの構成を概略的に示す断面図であり、図3のI−I線に沿う部分に対応する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a horizontal type high-voltage insulated gate field effect transistor in which a field plate is electrically connected to a gate electrode and does not have a dummy conductive layer, and is taken along line II in FIG. 3. It is sectional drawing corresponding to a part. フィールドプレートとダミー導電層とがソース領域に電気的に接続された横型の高耐圧絶縁ゲート型電界効果トランジスタの構成を概略的に示す断面図であり、図3のI−I線に沿う部分に対応する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a lateral high-breakdown-voltage insulated gate field effect transistor in which a field plate and a dummy conductive layer are electrically connected to a source region, in a portion along line II in FIG. 3. FIG. ゲートパルスストレスによる耐圧劣化の結果を示す図であって、パルスストレス印加回数と耐圧劣化量との関係を示す図である。It is a figure which shows the result of the pressure | voltage resistant deterioration by gate pulse stress, Comprising: It is a figure which shows the relationship between the frequency | count of pulse stress application, and a pressure | voltage resistant deterioration amount. ゲートパルスストレスによる耐圧劣化の予想メカニズムを説明するための第1の概略断面図であり、図3のI−I線に沿う部分に対応する断面図である。FIG. 4 is a first schematic cross-sectional view for explaining a prediction mechanism of breakdown voltage degradation due to gate pulse stress, and is a cross-sectional view corresponding to a portion along line II in FIG. 3. ゲートパルスストレスによる耐圧劣化の予想メカニズムを説明するための第2の概略断面図であり、図3のI−I線に沿う部分に対応する断面図である。FIG. 4 is a second schematic cross-sectional view for explaining a prediction mechanism of breakdown voltage degradation due to gate pulse stress, and is a cross-sectional view corresponding to a portion along line II in FIG. 3. ゲートパルスストレスによる耐圧劣化の予想メカニズムを説明するための第3の概略断面図であり、図3のI−I線に沿う部分に対応する断面図である。It is a 3rd schematic sectional drawing for demonstrating the prediction mechanism of the pressure | voltage resistant deterioration by gate pulse stress, and is sectional drawing corresponding to the part in alignment with the II line | wire of FIG. 図1の構成においてダミー導電層の長さpsを変化させた場合と、図10の構成でフィールドプレートの長さAGFPを変化させた場合とのそれぞれにおける、電流能力(ドレイン電流Ids)としきい値電圧の変化量(ΔVth)との関係を示す図である。The current capability (drain current Ids) and threshold value in the case where the length ps of the dummy conductive layer is changed in the configuration of FIG. 1 and in the case where the length AGFP of the field plate is changed in the configuration of FIG. It is a figure which shows the relationship with the variation | change_quantity ((DELTA) Vth) of a voltage. 本発明の実施の形態2における半導体装置の構成を概略的に示す断面図であって、ダミー導電層が複数の導電体を有する場合の構成を示す図であり、図3のI−I線に沿う部分に対応する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and is a diagram showing a configuration when a dummy conductive layer has a plurality of conductors; It is sectional drawing corresponding to the part which follows.

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
図1を参照して、本実施の形態の半導体装置は、半導体基板SUと、横型の高耐圧絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、フィールドプレートFPと、ダミー導電層DCとを主に有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
Referring to FIG. 1, the semiconductor device according to the present embodiment mainly includes a semiconductor substrate SU, a lateral high breakdown voltage insulated gate field effect transistor, a field plate FP, and a dummy conductive layer DC. .

半導体基板SUは、たとえばSOI(Silicon On Insulator)構造を有し、支持基板SSと、BOX(Buried Oxide)層BIと、半導体層SLとがこの順で積層された構成を有している。半導体層SLは、たとえばn型の導電型を有している。   The semiconductor substrate SU has, for example, an SOI (Silicon On Insulator) structure, and has a configuration in which a support substrate SS, a BOX (Buried Oxide) layer BI, and a semiconductor layer SL are stacked in this order. Semiconductor layer SL has, for example, an n-type conductivity type.

半導体基板SUの表面(半導体層SLの表面)には、絶縁層FOが選択的に形成されている。この絶縁層FOは、たとえばフィールド酸化膜などの素子分離用の絶縁層からなっていてもよい。このフィールド酸化膜とは、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法により形成された酸化膜である。また絶縁層FOは、フィールド酸化膜以外のたとえば400nm以上の厚みを有する厚膜の絶縁層であってもよく、またSTI(Shallow Trench Isolation)構造における溝内を充填する絶縁層であってもよい。   An insulating layer FO is selectively formed on the surface of the semiconductor substrate SU (the surface of the semiconductor layer SL). This insulating layer FO may be composed of an insulating layer for element isolation such as a field oxide film. The field oxide film is an oxide film formed by a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method. The insulating layer FO may be a thick insulating layer having a thickness of, for example, 400 nm or more other than the field oxide film, or may be an insulating layer filling the trench in the STI (Shallow Trench Isolation) structure. .

横型の高耐圧絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、半導体基板SU(半導体層SL)に形成されている。この高耐圧絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、ドレイン領域PW1、PR1と、ソース領域PW2、PR2と、ドリフト領域DRと、ゲート電極GEとを主に有している。   The lateral high-voltage insulated gate field effect transistor is formed on the semiconductor substrate SU (semiconductor layer SL). This high breakdown voltage insulated gate field effect transistor mainly has drain regions PW1 and PR1, source regions PW2 and PR2, a drift region DR, and a gate electrode GE.

ドレイン領域PW1、PR1とソース領域PW2、PR2とは、絶縁層FOの両側のそれぞれにおける半導体基板SUの表面に形成されている。つまり、絶縁層FOの一方端部(図中右側端部)の半導体基板SUの表面(半導体層SLの表面)にはドレイン領域PW1、PR1が形成されており、絶縁層FOの他方端部(図中左側端部)の半導体基板SUの表面にはソース領域PW2、PR2が形成されている。   The drain regions PW1 and PR1 and the source regions PW2 and PR2 are formed on the surface of the semiconductor substrate SU on both sides of the insulating layer FO. That is, drain regions PW1 and PR1 are formed on the surface of the semiconductor substrate SU (the surface of the semiconductor layer SL) at one end (right end in the drawing) of the insulating layer FO, and the other end ( Source regions PW2 and PR2 are formed on the surface of the semiconductor substrate SU at the left end in the drawing.

ドレイン領域は、p型ウエル領域PW1と、このp型ウエル領域PW1よりも高いp型不純物濃度を有するp+領域PR1とを有している。p+領域PR1は絶縁層FOが形成されていない半導体基板SUの表面に形成されている。p型ウエル領域PW1は、p+領域PR1に隣接し、かつp+領域PR1の周囲を取り囲むように形成されており、一部が絶縁層FOの下側に位置している。 The drain region has a p-type well region PW1 and a p + region PR1 having a p-type impurity concentration higher than that of the p-type well region PW1. The p + region PR1 is formed on the surface of the semiconductor substrate SU where the insulating layer FO is not formed. p-type well region PW1 is adjacent to the p + region PR1, and is formed to surround the p + region PR1, partially located on the lower side of the insulating layer FO.

ソース領域は、p型ウエル領域PW2と、このp型ウエル領域PW2よりも高いp型不純物濃度を有するp+領域PR2とを有している。p+領域PR2は絶縁層FOが形成されていない半導体基板SUの表面に形成されている。p型ウエル領域PW2は、p+領域PR2に隣接し、かつp+領域PR2の下側を取り囲むように形成されており、一部が絶縁層FOの下側に位置している。 The source region has a p-type well region PW2 and a p + region PR2 having a p-type impurity concentration higher than that of the p-type well region PW2. The p + region PR2 is formed on the surface of the semiconductor substrate SU where the insulating layer FO is not formed. p-type well region PW2 is adjacent to the p + region PR2, and is formed to surround the lower p + region PR2, partially located on the lower side of the insulating layer FO.

-ドリフト領域DRは、p型ウエル領域PW1よりも低いp型不純物濃度を有するp-領域よりなっている。p-ドリフト領域DRは、ドレイン領域のp型ウエル領域PW1に隣接し、かつドレイン領域の少なくともソース側に位置している。またp-ドリフト領域DRのドレイン領域よりもソース側に位置する部分は、絶縁層FOの真下に位置している。 The p drift region DR is a p region having a p type impurity concentration lower than that of the p type well region PW1. The p drift region DR is adjacent to the p-type well region PW1 in the drain region, and is located at least on the source side of the drain region. Further, the portion of the p drift region DR located on the source side with respect to the drain region is located directly below the insulating layer FO.

なお半導体層SLには、p型ウエル領域PW2の側部と隣接するようにn型ウエル領域NWが形成されている。また半導体層SLには、p+領域PR2の側部と隣接するように、かつn型ウエル領域NWの上部と隣接するようにn+領域NRが形成されている。またn型ウエル領域NWおよびp型ウエル領域PW2のそれぞれの底部に接するようにボトムn型領域BNが形成されている。 In the semiconductor layer SL, an n-type well region NW is formed so as to be adjacent to the side portion of the p-type well region PW2. In the semiconductor layer SL, an n + region NR is formed so as to be adjacent to the side portion of the p + region PR2 and to be adjacent to the upper portion of the n-type well region NW. A bottom n-type region BN is formed so as to be in contact with the bottoms of the n-type well region NW and the p-type well region PW2.

+領域PR1上にはシリサイド層SC1が形成されており、p+領域PR2上にはシリサイド層SC2が形成されており、かつn+領域NR上にはシリサイド層SC3が形成されている。これらのシリサイド層SC1、SC2、SC3のそれぞれは、たとえばコバルトシリサイド(CoSi2)よりなっている。 A silicide layer SC1 is formed on the p + region PR1, a silicide layer SC2 is formed on the p + region PR2, and a silicide layer SC3 is formed on the n + region NR. Each of these silicide layers SC1, SC2, SC3 is made of, for example, cobalt silicide (CoSi 2 ).

ゲート電極GEは、p型ウエル領域PW2とp-ドリフト領域DRとに挟まれる半導体層SLのn-領域上であって、絶縁層FOの上面に接するように形成されている。ゲート電極GEの全体が絶縁層FOの上面に接している。 Gate electrode GE is formed on the n region of semiconductor layer SL sandwiched between p type well region PW2 and p drift region DR and in contact with the upper surface of insulating layer FO. The entire gate electrode GE is in contact with the upper surface of the insulating layer FO.

ダミー導電層DCは、p-ドリフト領域DR上であって、絶縁層FOの上面に接するように形成されている。このダミー導電層DCは、ソース領域PW2、PR2に電気的に接続されている。 The dummy conductive layer DC is formed on the p drift region DR and in contact with the upper surface of the insulating layer FO. The dummy conductive layer DC is electrically connected to the source regions PW2 and PR2.

ゲート電極GEおよびダミー導電層DCのそれぞれは、たとえば不純物がドープされた多結晶シリコン層(以下、ドープドポリシリコン層と称する)と、たとえばタングステンシリサイド(WSi2)よりなるシリサイド層との積層構造を有している。 Each of the gate electrode GE and the dummy conductive layer DC has a stacked structure of, for example, a polycrystalline silicon layer doped with impurities (hereinafter referred to as a doped polysilicon layer) and a silicide layer made of, for example, tungsten silicide (WSi 2 ). have.

ゲート電極GEおよびダミー導電層DCのそれぞれの上面には絶縁層CIが形成されている。またゲート電極GEと絶縁層CIとの側壁およびダミー導電層DCと絶縁層CIとの側壁のそれぞれには側壁絶縁層SWが形成されている。これらの絶縁層CIおよび側壁絶縁層SWはたとえばTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)を原料としたシリコン酸化膜よりなっている。   An insulating layer CI is formed on the upper surfaces of the gate electrode GE and the dummy conductive layer DC. A sidewall insulating layer SW is formed on each of the sidewalls of the gate electrode GE and the insulating layer CI and the sidewalls of the dummy conductive layer DC and the insulating layer CI. These insulating layers CI and sidewall insulating layers SW are made of, for example, a silicon oxide film using TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a raw material.

上記の高耐圧絶縁ゲート型電界効果トランジスタ上を覆うように、半導体基板SU(半導体層SL)上に層間絶縁層IIが形成されている。この層間絶縁層IIはたとえばTEOSを原料としたシリコン酸化膜よりなっている。   An interlayer insulating layer II is formed on the semiconductor substrate SU (semiconductor layer SL) so as to cover the high breakdown voltage insulated gate field effect transistor. This interlayer insulating layer II is made of, for example, a silicon oxide film using TEOS as a raw material.

層間絶縁層IIの上面上にはドレイン配線DIと、ソース配線SIと、フィールドプレートFPとが形成されている。ドレイン配線DIは、コンタクトホールCH4内を充填するプラグ導電層PLを介在してドレイン領域PW1、PR1と電気的に接続されている。ソース配線SIは、コンタクトホールCH2内を充填するプラグ導電層PLを介在してソース領域PW2、PR2と電気的に接続されている。このソース配線SIは、コンタクトホールCH5内を充填するプラグ導電層PLを介在してn+領域NRおよびn型ウエル領域NWにも電気的に接続されている。 A drain wiring DI, a source wiring SI, and a field plate FP are formed on the upper surface of the interlayer insulating layer II. Drain wiring DI is electrically connected to drain regions PW1 and PR1 through plug conductive layer PL filling contact hole CH4. Source line SI is electrically connected to source regions PW2 and PR2 via plug conductive layer PL filling contact hole CH2. Source wiring SI is also electrically connected to n + region NR and n-type well region NW via plug conductive layer PL filling contact hole CH5.

フィールドプレートFPは、p-ドリフト領域DR上を延在するように、層間絶縁層IIの上面上に形成されている。フィールドプレートFPは、コンタクトホールCH3内を充填するプラグ導電層PLを介在してゲート電極GEと電気的に接続されている。フィールドプレートFPは、たとえばアルミニウムを含む材質の金属層よりなっている。 Field plate FP is formed on the upper surface of interlayer insulating layer II so as to extend on p drift region DR. Field plate FP is electrically connected to gate electrode GE via plug conductive layer PL filling contact hole CH3. The field plate FP is made of a metal layer made of a material containing aluminum, for example.

上記のダミー導電層DCは、このフィールドプレートFPとp-ドリフト領域DRとの間に位置している。またダミー導電層DCは、このフィールドプレートFPのドレイン側の端部FPEよりもソース側(図中左側)に位置している。 The dummy conductive layer DC is located between the field plate FP and the p drift region DR. The dummy conductive layer DC is located on the source side (left side in the figure) with respect to the drain side end FPE of the field plate FP.

なお絶縁層FOの厚みは、使用電圧に対して破壊しない膜厚以上であることが好ましい。たとえば使用電圧が100Vであれば絶縁層FOの厚みは100nm以上、使用電圧が200Vであれば絶縁層FOの厚みは200nm以上であることが好ましい。また絶縁層FOの厚みの上限は使用電圧に対して破壊しない膜厚の3倍程度の膜厚であることが好ましい。たとえば使用電圧が100Vであれば絶縁層FOの厚みの上限は300nm以下、使用電圧が200Vであれば絶縁層FOの厚みの上限は600nm以下であることが好ましい。   Note that the thickness of the insulating layer FO is preferably equal to or greater than the thickness at which the insulating layer FO does not break down against the operating voltage. For example, when the operating voltage is 100 V, the thickness of the insulating layer FO is preferably 100 nm or more, and when the operating voltage is 200 V, the thickness of the insulating layer FO is preferably 200 nm or more. In addition, the upper limit of the thickness of the insulating layer FO is preferably about three times the film thickness that does not break down with respect to the operating voltage. For example, when the operating voltage is 100V, the upper limit of the thickness of the insulating layer FO is preferably 300 nm or less, and when the operating voltage is 200V, the upper limit of the thickness of the insulating layer FO is preferably 600 nm or less.

図2を参照して、ソース領域を構成するp+領域PR2は、平面視においてn+領域NRの周囲を取り囲むように形成されている。またドレイン領域を構成するp+領域PR1は、平面視において絶縁層FOを介在してp+領域PR2の周囲を取り囲むように形成されている。 Referring to FIG. 2, p + region PR2 constituting the source region is formed so as to surround the periphery of n + region NR in plan view. The p + region PR1 constituting the drain region is formed so as to surround the p + region PR2 with the insulating layer FO interposed in plan view.

ゲート電極GEは、平面視においてp+領域PR2の周囲を取り囲むように形成されている。ダミー導電層DCは、平面視においてゲート電極GEの周囲を取り囲むように形成されている。 Gate electrode GE is formed so as to surround the periphery of p + region PR2 in plan view. The dummy conductive layer DC is formed so as to surround the gate electrode GE in plan view.

図3を参照して、ソース配線SIは、平面視においてn+領域NRおよびp+領域PR2上からダミー導電層DC上に延在するように延びている。このソース配線SIは、コンタクトホールCH5内を埋め込むプラグ導電層を介在してn+領域NRに電気的に接続され、コンタクトホールCH2内を埋め込むプラグ導電層を介在してp+領域PR2に電気的に接続され、かつコンタクトホールCH1内を埋め込むプラグ導電層を介在してダミー導電層DCに電気的に接続されている。これによりダミー導電層DCは、ソース配線SIを介在してソース領域PW2、PR2に電気的に接続されている。 Referring to FIG. 3, source line SI extends from n + region NR and p + region PR2 so as to extend onto dummy conductive layer DC in plan view. Source wiring SI is electrically connected to n + region NR via a plug conductive layer filling contact hole CH5, and electrically connected to p + region PR2 via a plug conductive layer filling contact hole CH2. And electrically connected to the dummy conductive layer DC through a plug conductive layer filling the contact hole CH1. Thereby, the dummy conductive layer DC is electrically connected to the source regions PW2 and PR2 via the source wiring SI.

ドレイン配線DIは、平面視においてp+領域PR1上に位置するとともに、ソース配線SIの周囲を取り囲むように形成されている。ドレイン配線DIは、コンタクトホールCH4内を埋め込むプラグ導電層を介在してp+領域PR1に電気的に接続されている。 The drain wiring DI is formed on the p + region PR1 in a plan view and surrounds the source wiring SI. Drain wiring DI is electrically connected to p + region PR1 through a plug conductive layer filling contact hole CH4.

フィールドプレートFPは、平面視においてソース配線SIの外周側であってドレイン配線DIの内周側に位置している。これにより、フィールドプレートFPは、平面視においてソース配線SIの周囲を取り囲むように形成されている。フィールドプレートFPは、コンタクトホールCH3内を充填するプラグ導電層を介在してゲート電極GEと電気的に接続されている。   The field plate FP is located on the outer peripheral side of the source wiring SI and on the inner peripheral side of the drain wiring DI in plan view. Thereby, the field plate FP is formed so as to surround the source wiring SI in a plan view. Field plate FP is electrically connected to gate electrode GE via a plug conductive layer filling contact hole CH3.

次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。
図4を参照して、たとえばSOI構造のウエハが半導体基板SUとして準備される。この半導体基板SUの表面(半導体層SLの表面)に、たとえばLOCOS法により絶縁層(フィールド酸化膜)FOが形成される。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described.
Referring to FIG. 4, a wafer having an SOI structure, for example, is prepared as a semiconductor substrate SU. An insulating layer (field oxide film) FO is formed on the surface of the semiconductor substrate SU (surface of the semiconductor layer SL) by, for example, the LOCOS method.

この後、イオン注入などが適宜施されて、p型ウエル領域PW1、PW2と、n型ウエル領域NWと、ボトムn型領域BNと、p-ドリフト領域DRとが半導体層SLに形成される。イオン注入は上記の絶縁層FOより前に施してもよい。 Thereafter, ion implantation or the like is appropriately performed to form p-type well regions PW1 and PW2, an n-type well region NW, a bottom n-type region BN, and a p drift region DR in the semiconductor layer SL. Ion implantation may be performed before the insulating layer FO.

この後、たとえば酸化により酸化膜INが半導体層SLの表面に形成される。さらにこの後、半導体層SLの表面全面に、導電層PSと絶縁層CIとが順に積層して形成される。   Thereafter, oxide film IN is formed on the surface of semiconductor layer SL, for example, by oxidation. Thereafter, a conductive layer PS and an insulating layer CI are sequentially stacked over the entire surface of the semiconductor layer SL.

導電層PSは、たとえばドープドポリシリコン層と、シリサイド層との積層構造となるように形成される。また絶縁層CIは、たとえばTEOSを原料としたシリコン酸化膜により形成される。   Conductive layer PS is formed, for example, to have a stacked structure of a doped polysilicon layer and a silicide layer. The insulating layer CI is formed of, for example, a silicon oxide film using TEOS as a raw material.

図5を参照して、写真製版技術およびエッチング技術により、導電層PSと絶縁層CIとがパターニングされる。これにより導電層PSから、ゲート電極GEとダミー導電層DCとが形成される。また酸化膜INが除去されて、半導体層SLの一部表面が露出する。   Referring to FIG. 5, conductive layer PS and insulating layer CI are patterned by photolithography and etching techniques. Thereby, the gate electrode GE and the dummy conductive layer DC are formed from the conductive layer PS. Further, the oxide film IN is removed, and a part of the surface of the semiconductor layer SL is exposed.

図6を参照して、イオン注入などによりn型ウエル領域NWの表面にn+領域NRが形成される。この後、たとえばTEOSを原料としたシリコン酸化膜よりなる絶縁層SWが半導体層SLの表面全面に成膜される。この後、少なくとも絶縁層CIの表面が露出するまで、絶縁層SWがエッチング除去される。これにより、絶縁層SWは、ゲート電極GEおよびダミー導電層DCのそれぞれの側壁を覆うように残存して、側壁絶縁層SWとなる。 Referring to FIG. 6, n + region NR is formed on the surface of n type well region NW by ion implantation or the like. Thereafter, an insulating layer SW made of, for example, a silicon oxide film using TEOS as a raw material is formed on the entire surface of the semiconductor layer SL. Thereafter, the insulating layer SW is removed by etching until at least the surface of the insulating layer CI is exposed. As a result, the insulating layer SW remains so as to cover the respective side walls of the gate electrode GE and the dummy conductive layer DC, and becomes the side wall insulating layer SW.

図7を参照して、イオン注入などによりp+領域PR1、PR2のそれぞれがp型ウエル領域PW1、PW2の表面に形成される。 Referring to FIG. 7, p + regions PR1 and PR2 are formed on the surfaces of p-type well regions PW1 and PW2 by ion implantation or the like.

図8を参照して、たとえば高融点金属を含む金属層が半導体層SLの表面全面に形成される。この後、たとえばRTA(Rapid Thermal Annealing)などの熱処理が施される。これにより、高融点金属が半導体層SLのシリコンと反応して、シリサイド層SC1、SC2、SC3が形成される。この後、未反応の金属層が除去される。   Referring to FIG. 8, for example, a metal layer containing a refractory metal is formed on the entire surface of semiconductor layer SL. Thereafter, heat treatment such as RTA (Rapid Thermal Annealing) is performed. Thereby, the refractory metal reacts with the silicon of the semiconductor layer SL to form silicide layers SC1, SC2, and SC3. Thereafter, the unreacted metal layer is removed.

図1を参照して、半導体層SLの表面全面に、たとえばTEOSを原料としたシリコン酸化膜よりなる層間絶縁層IIが形成される。この層間絶縁層IIに、写真製版技術およびエッチング技術によりコンタクトホールCH1〜CH5が形成される。これらのコンタクトホールCH1〜CH5の各々に、プラグ導電層PLが充填される。層間絶縁層IIの上に、たとえばタングステンを含む材質やアルミニウムを含む材質よりなる金属層が形成される。この金属層が写真製版技術およびエッチング技術によりパターニングされて、ドレイン配線DI、ソース配線SI、フィールドプレートFPなどが金属層から形成される。   Referring to FIG. 1, interlayer insulating layer II made of, for example, a silicon oxide film using TEOS as a raw material is formed on the entire surface of semiconductor layer SL. Contact holes CH1 to CH5 are formed in the interlayer insulating layer II by photolithography and etching techniques. Each of these contact holes CH1 to CH5 is filled with a plug conductive layer PL. A metal layer made of, for example, a material containing tungsten or a material containing aluminum is formed on interlayer insulating layer II. This metal layer is patterned by photolithography and etching techniques to form drain wiring DI, source wiring SI, field plate FP, and the like from the metal layer.

このようにして図1に示す本実施の形態の半導体装置が製造される。
次に、本実施の形態および比較例の半導体装置のゲートパルスストレスによる耐圧劣化量およびしきい値電圧の変動量について測定した方法および結果について説明する。
Thus, the semiconductor device of the present embodiment shown in FIG. 1 is manufactured.
Next, a description will be given of a method and results of measuring the breakdown voltage deterioration amount and the threshold voltage fluctuation amount due to gate pulse stress in the semiconductor devices of this embodiment and the comparative example.

まずゲートパルスストレスによる耐圧劣化量に関しては、図1に示す本実施の形態の構成と、図9〜図11に示す3種類の比較例の構成とについて調べた。   First, regarding the breakdown voltage degradation amount due to gate pulse stress, the configuration of the present embodiment shown in FIG. 1 and the configurations of three types of comparative examples shown in FIGS. 9 to 11 were examined.

図9の構成は、図1に示す本実施の形態の構成と比較して、フィールドプレートがソース配線SIと一体化してソース電位になっている点とダミー導電層が設けられていない点とにおいて異なっている。   The configuration of FIG. 9 is different from the configuration of the present embodiment shown in FIG. 1 in that the field plate is integrated with the source wiring SI to be at the source potential and the dummy conductive layer is not provided. Is different.

また図10の構成は、図1に示す本実施の形態の構成と比較して、ダミー導電層が設けられていない点において異なっている。   10 differs from the configuration of the present embodiment shown in FIG. 1 in that no dummy conductive layer is provided.

また図11の構成は、図1に示す本実施の形態の構成と比較して、フィールドプレートがソース配線SIと一体化してソース電位になっている点とダミー導電層がソース配線SIに接続されてソース電位になっている点とにおいて異なっている。   Further, the configuration of FIG. 11 is different from the configuration of the present embodiment shown in FIG. 1 in that the field plate is integrated with the source wiring SI to become the source potential and the dummy conductive layer is connected to the source wiring SI. And the source potential is different.

なお図9〜図11の上記以外の構成は、図1に示す実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を省略する。   9 to 11 are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, and therefore, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

上記の4つの構成(図1、図9〜図11に示す構成)についてのゲートパルスストレスによる耐圧劣化量の測定は、以下の方法により行なった。   With respect to the above four configurations (configurations shown in FIGS. 1 and 9 to 11), the breakdown voltage degradation due to gate pulse stress was measured by the following method.

(A1)オフ耐圧を測定した。
(A2)ゲートストレスをパルスで印加した。
(A1) The off breakdown voltage was measured.
(A2) Gate stress was applied in pulses.

(A3)オフ耐圧を測定した。
(A4)上記(A2)および(A3)を繰り返した。
(A3) The off breakdown voltage was measured.
(A4) The above (A2) and (A3) were repeated.

上記の方法により測定されたゲートパルスストレスによる耐圧劣化量の結果を図12に示す。図12の結果から、図9および図11の各構成ではゲートパルスストレスによって耐圧劣化が大きくなるが、図10および図1の各構成ではゲートパルスストレスによって耐圧がほとんど劣化しないことがわかった。   FIG. 12 shows the result of the breakdown voltage degradation amount due to the gate pulse stress measured by the above method. From the results of FIG. 12, it was found that the breakdown voltage degradation is increased by the gate pulse stress in each configuration of FIG. 9 and FIG. 11, but the breakdown voltage is hardly deteriorated by the gate pulse stress in each configuration of FIG.

この結果は以下の理由によるものと考えられる。
たとえば図9に示す構成では、フィールドプレートがソース配線SIと一体化してソース電位となっている。この構成のオフ状態においては、図13に示すようにソース電位Vsが0V、ドレイン電位Vdが−BV、ゲート電位Vgが0V、支持基板SSの電位VbackがVdとなる。この場合、ソース領域とドレイン領域との間の図中横方向に電界が生じる。そこで、ソース配線SIをフィールドプレートとして用い、かつ支持基板SSにVdの電位を印加することによって、この図中横方向の電界が均一になるように制御されている。
This result is considered to be due to the following reasons.
For example, in the configuration shown in FIG. 9, the field plate is integrated with the source wiring SI to become the source potential. In the off state of this configuration, as shown in FIG. 13, the source potential Vs is 0 V, the drain potential Vd is −BV, the gate potential Vg is 0 V, and the potential Vback of the support substrate SS is Vd. In this case, an electric field is generated in the horizontal direction in the figure between the source region and the drain region. In view of this, by using the source wiring SI as a field plate and applying a potential of Vd to the support substrate SS, the horizontal electric field in the figure is controlled to be uniform.

しかし、図14に示すようにゲート電極GEにパルスストレスが印加されると、ゲート電極GEとソース配線SIとの間にかかる電界によって層間絶縁層IIで分極が発生する。この分極によって、層間絶縁層IIのソース配線SI側(図中上側)は負の電荷が偏った部分となり、層間絶縁層IIのゲート電極GE側(図中下側)は正の電荷が偏った部分となる。   However, as shown in FIG. 14, when a pulse stress is applied to the gate electrode GE, polarization occurs in the interlayer insulating layer II due to an electric field applied between the gate electrode GE and the source wiring SI. Due to this polarization, the negative charge is biased on the source wiring SI side (upper side in the figure) of the interlayer insulating layer II, and the positive charge is biased on the gate electrode GE side (lower side in the figure) of the interlayer insulating layer II. Part.

図15に示すように、上記の分極によって層間絶縁層IIの図中下側に偏った正の電荷がドリフト領域DRに作用する。これにより、ソース領域とドレイン領域との間にかかる横方向の電界が不均一となる。上記により、耐圧が劣化したものと考えられる。また図11の構成についても同様の理由により耐圧が劣化したものと考えられる。   As shown in FIG. 15, positive charges biased downward in the drawing of the interlayer insulating layer II due to the above-described polarization act on the drift region DR. As a result, the horizontal electric field applied between the source region and the drain region becomes non-uniform. It is considered that the breakdown voltage has deteriorated due to the above. In addition, it is considered that the breakdown voltage of the configuration of FIG. 11 has deteriorated for the same reason.

一方、図10および図1に示す構成においては、フィールドプレートFPがゲート電位となる。これにより上記の分極が生じないために耐圧がほとんど劣化しなかったものと考えられる。   On the other hand, in the configuration shown in FIGS. 10 and 1, the field plate FP has a gate potential. As a result, the above-mentioned polarization does not occur, so it is considered that the breakdown voltage hardly deteriorated.

次に、上記の耐圧の劣化がほとんど生じなかった図1に示す本実施の形態の構成と、図10に示す比較例の構成とについて、しきい値電圧の変動量を調べた。   Next, the amount of variation in threshold voltage was examined for the configuration of the present embodiment shown in FIG. 1 in which the above breakdown voltage degradation hardly occurred and the configuration of the comparative example shown in FIG.

上記の2つの構成(図1、図10に示す構成)についてのしきい値電圧の変動量の測定は、以下の方法により行なった。   The amount of variation in the threshold voltage for the above two configurations (the configurations shown in FIGS. 1 and 10) was measured by the following method.

(B1)ドレイン電流Idsおよびしきい値電圧Vthを測定した。
(B2)Vg(ゲート電位)=Vd(ドレイン電位)のストレス電圧を一定時間印加した。
(B1) The drain current Ids and the threshold voltage Vth were measured.
(B2) A stress voltage of Vg (gate potential) = Vd (drain potential) was applied for a certain period of time.

(B3)ドレイン電流Idsおよびしきい値電圧Vthを測定した。
また上記の測定は、図1に示すダミー導電層DCの幅psを変化させて測定し、また図10のフィールドプレートFPのドレイン側端部からゲート電極GEの端部直上までの幅AGFPを変化させて測定した。
(B3) The drain current Ids and the threshold voltage Vth were measured.
Further, the above measurement is performed by changing the width ps of the dummy conductive layer DC shown in FIG. 1, and the width AGFP from the drain side end of the field plate FP in FIG. 10 to just above the end of the gate electrode GE is changed. And measured.

上記の方法により測定されたしきい値電圧の変動量の結果を図16に示す。図16の結果から、図10の構成ではフィールドプレートの幅AGFPを変化させることで電流能力の増加は抑えられるものの、しきい値電圧の変動量(ΔVth)はあまり抑えられないことがわかった。一方、図1の構成ではダミー導電層DCの幅psを長くすることで、電流能力の増加を抑えられるとともに、しきい値電圧の変動量(ΔVth)も抑えられることがわかった。   FIG. 16 shows the result of the fluctuation amount of the threshold voltage measured by the above method. From the results of FIG. 16, it was found that the variation in threshold voltage (ΔVth) could not be suppressed much, although the increase in current capability could be suppressed by changing the field plate width AGFP in the configuration of FIG. 10. On the other hand, in the configuration of FIG. 1, it was found that by increasing the width ps of the dummy conductive layer DC, it is possible to suppress an increase in current capability and to suppress a threshold voltage fluctuation amount (ΔVth).

これは、フィールドプレートFPとドリフト領域DRとの間にダミー導電層DCを設けたことで、フィールドプレートFPの電界をダミー導電層DCによって遮蔽できるためであると考えられる。   This is considered because the electric field of the field plate FP can be shielded by the dummy conductive layer DC by providing the dummy conductive layer DC between the field plate FP and the drift region DR.

以上より、図1に示す本実施の形態の構成によれば、ゲートパルスストレスによる耐圧劣化およびしきい値電圧の変動を抑制することができる。   As described above, according to the configuration of the present embodiment shown in FIG. 1, it is possible to suppress breakdown voltage deterioration and threshold voltage fluctuation due to gate pulse stress.

次に、本実施の形態の半導体装置の作用効果について説明する。
本実施の形態では、図1に示すようにゲート絶縁層に素子分離絶縁層のような厚膜の絶縁層FOが用いられているため、高電圧を入力することができる。またフィールドプレートFPを設けたことにより、ドリフト領域DRでの電界集中を緩和することができる。またフィールドプレートFPがゲート電位であるため、電流能力を向上することができる。
Next, functions and effects of the semiconductor device of this embodiment will be described.
In this embodiment mode, a thick insulating layer FO such as an element isolation insulating layer is used for the gate insulating layer as shown in FIG. 1, so that a high voltage can be input. Further, by providing the field plate FP, the electric field concentration in the drift region DR can be reduced. Further, since the field plate FP is at the gate potential, the current capability can be improved.

また電流能力を向上させると、通常はホットキャリアが発生しやすくなることで絶縁層FO中へのキャリアのトラップが増加して、しきい値電圧などの特性変動が大きくなる。しかし、本実施の形態では、フィールドプレートFPとドリフト領域DRとの間に配置したソース電位のダミー導電層DCによりフィールドプレートFPからの電界を遮蔽することができる。これにより、図16に示すように電流能力を向上させても、図10の構成よりもしきい値電圧の変動を少なくすることができる。   Further, when the current capability is improved, hot carriers are usually easily generated, so that the number of trapped carriers in the insulating layer FO increases, and the characteristic variation such as threshold voltage increases. However, in the present embodiment, the electric field from the field plate FP can be shielded by the dummy conductive layer DC having the source potential disposed between the field plate FP and the drift region DR. Thereby, even if the current capability is improved as shown in FIG. 16, the fluctuation of the threshold voltage can be reduced as compared with the configuration of FIG.

また本実施の形態では、ソース電位のダミー導電層DCによりフィールドプレートFPからの電界を遮蔽することができるため、図12に示すようにゲートパルスストレスによる耐圧劣化量を少なくすることができる。   Further, in this embodiment, since the electric field from the field plate FP can be shielded by the dummy conductive layer DC having the source potential, the amount of breakdown voltage degradation due to the gate pulse stress can be reduced as shown in FIG.

また本実施の形態では、ダミー導電層DCの幅psや配置位置を変更することにより、電流能力を調整することもできる。   In the present embodiment, the current capability can also be adjusted by changing the width ps and arrangement position of the dummy conductive layer DC.

また図1に示す本実施の形態の構成においてダミー導電層DCがフィールドプレートFPのドレイン側端部FPEよりもドレイン側に位置している場合には耐圧が下がる。しかし本実施の形態では、ダミー導電層DCはフィールドプレートFPのドレイン側端部FPEよりもソース側に位置しているため、このような耐圧の低下が生じることもない。   In the configuration of the present embodiment shown in FIG. 1, when the dummy conductive layer DC is located on the drain side with respect to the drain side end FPE of the field plate FP, the breakdown voltage is lowered. However, in this embodiment, since the dummy conductive layer DC is located on the source side with respect to the drain side end portion FPE of the field plate FP, such a decrease in breakdown voltage does not occur.

(実施の形態2)
図17を参照して、本実施の形態の半導体装置の構成は、図1に示す実施の形態1の構成と比較して、ダミー導電層DCが、導電体DC1と導電体DC2との2つの導電体を有する点において異なっている。導電体DC1と導電体DC2とは、共にソース領域に電気的に接続されている。導電体DC1と導電体DC2とのそれぞれの上面に絶縁層CIが形成されており、側面には側壁絶縁層SWが形成されている。
(Embodiment 2)
Referring to FIG. 17, the configuration of the semiconductor device of the present embodiment is different from that of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the dummy conductive layer DC includes two conductors DC1 and DC2. It differs in that it has a conductor. Both the conductor DC1 and the conductor DC2 are electrically connected to the source region. An insulating layer CI is formed on the upper surface of each of the conductor DC1 and the conductor DC2, and a sidewall insulating layer SW is formed on the side surface.

なお、これ以外の構成については実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を省略する。   Since the configuration other than this is almost the same as the configuration of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施の形態においては、ダミー導電層DCが導電体DC1と導電体DC2とを有しているため、実施の形態1よりも細かく電流能力の調整を行なうことができる。   In the present embodiment, since the dummy conductive layer DC includes the conductor DC1 and the conductor DC2, the current capability can be adjusted more finely than in the first embodiment.

(実施の形態3)
図17を参照して、本実施の形態の半導体装置の構成は、図1に示す実施の形態1の構成と比較して、ダミー導電層DCが、導電体DC1と導電体DC2との2つの導電体を有する点において異なっている。ゲート電極GEに近い側の導電体DC1がソース領域に電気的に接続されている。ゲート電極GEに遠い側の導電体DC2はフローティングな電位状態となっている。つまり、導電体DC1のドレイン領域側に配置された導電体DC2がフローティング電位を有している。導電体DC1と導電体DC2とのそれぞれの上面に絶縁層CIが形成されており、側面には側壁絶縁層SWが形成されている。
(Embodiment 3)
Referring to FIG. 17, the configuration of the semiconductor device of the present embodiment is different from that of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the dummy conductive layer DC includes two conductors DC1 and DC2. It differs in that it has a conductor. A conductor DC1 on the side close to the gate electrode GE is electrically connected to the source region. The conductor DC2 far from the gate electrode GE is in a floating potential state. That is, the conductor DC2 arranged on the drain region side of the conductor DC1 has a floating potential. An insulating layer CI is formed on the upper surface of each of the conductor DC1 and the conductor DC2, and a sidewall insulating layer SW is formed on the side surface.

なお、これ以外の構成については実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を省略する。   Since the configuration other than this is almost the same as the configuration of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施の形態においては、ダミー導電層DCが導電体DC1と導電体DC2とを有しているため、実施の形態1よりも細かく電流能力の調整を行なうことができる。   In the present embodiment, since the dummy conductive layer DC includes the conductor DC1 and the conductor DC2, the current capability can be adjusted more finely than in the first embodiment.

またフローティング電位の導電体DC2により、層間絶縁層IIの膜質または上層から侵入する水分に起因するトラップサイトの形成による劣化を抑制することができる。   In addition, the conductor DC2 having a floating potential can suppress deterioration due to formation of trap sites due to film quality of the interlayer insulating layer II or moisture entering from the upper layer.

(実施の形態4)
図17を参照して、本実施の形態の半導体装置の構成は、図1に示す実施の形態1の構成と比較して、ダミー導電層DCが、導電体DC1と導電体DC2との2つの導電体を有する点において異なっている。ゲート電極GEに近い側の導電体DC1がフローティングな電位状態となっている。ゲート電極GEに遠い側の導電体DC2はソース領域に電気的に接続されている。つまり、導電体DC2のゲート電極GE側に配置された導電体DC1がフローティング電位を有している。導電体DC1と導電体DC2とのそれぞれの上面に絶縁層CIが形成されており、側面には側壁絶縁層SWが形成されている。
(Embodiment 4)
Referring to FIG. 17, the configuration of the semiconductor device of the present embodiment is different from that of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the dummy conductive layer DC includes two conductors DC1 and DC2. It differs in that it has a conductor. The conductor DC1 on the side close to the gate electrode GE is in a floating potential state. The conductor DC2 on the side far from the gate electrode GE is electrically connected to the source region. That is, the conductor DC1 disposed on the gate electrode GE side of the conductor DC2 has a floating potential. An insulating layer CI is formed on the upper surface of each of the conductor DC1 and the conductor DC2, and a sidewall insulating layer SW is formed on the side surface.

なお、これ以外の構成については実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付しその説明を省略する。   Since the configuration other than this is almost the same as the configuration of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施の形態においては、ダミー導電層DCが導電体DC1と導電体DC2とを有しているため、実施の形態1よりも細かく電流能力の調整を行なうことができる。   In the present embodiment, since the dummy conductive layer DC includes the conductor DC1 and the conductor DC2, the current capability can be adjusted more finely than in the first embodiment.

またフローティング電位の導電体DC1により、層間絶縁層IIの膜質または上層から侵入する水分に起因するトラップサイトの形成による劣化を抑制することができる。   Further, the conductor DC1 having a floating potential can suppress deterioration due to formation of trap sites due to film quality of the interlayer insulating layer II or moisture entering from the upper layer.

(実施の形態5)
実施の形態2〜4においては、ダミー導電層DCが2つの導電体DC1、DC2を有する場合について説明したが、ダミー導電層DCは3つ以上の導電体を有していてもよい。この場合、3つ以上の導電体の少なくとも1つがソース電位であれば、他の導電体はソース電位であってもフローティング電位であってもよい。
(Embodiment 5)
In the second to fourth embodiments, the case where the dummy conductive layer DC includes the two conductors DC1 and DC2 has been described. However, the dummy conductive layer DC may include three or more conductors. In this case, if at least one of the three or more conductors has a source potential, the other conductors may have a source potential or a floating potential.

ダミー導電層DCが3つ以上の導電体を有することにより、実施の形態1よりも細かく電流能力の調整を行なうことができる。   Since dummy conductive layer DC has three or more conductors, the current capacity can be adjusted more finely than in the first embodiment.

またダミー導電層DCがフローティング電位の導電体を有することにより、層間絶縁層IIの膜質または上層から侵入する水分に起因するトラップサイトの形成による劣化を抑制することができる。   In addition, since the dummy conductive layer DC has a floating potential conductor, deterioration due to formation of trap sites due to film quality of the interlayer insulating layer II or moisture entering from the upper layer can be suppressed.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、横型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを備えた半導体装置に特に有利に適用され得る。   The present invention can be applied particularly advantageously to a semiconductor device including a lateral insulated gate field effect transistor.

BI BOX層、BN ボトムn型領域、CH1〜CH5 コンタクトホール、CI,FO 絶縁層、DC ダミー導電層、DC1,DC2 導電体、DI ドレイン配線、DR ドリフト領域、FP フィールドプレート、GE ゲート電極、II 層間絶縁層、IN 酸化膜、NR n+領域、NW n型ウエル領域、PL プラグ導電層、PR1,PR2 p+領域、PS 導電層、PW1,PW2 p型ウエル領域、SC1〜SC3 シリサイド層、SI ソース配線、SL 半導体層、SS 支持基板、SU 半導体基板、SW 側壁絶縁層。 BI BOX layer, BN bottom n-type region, CH1 to CH5 contact hole, CI, FO insulating layer, DC dummy conductive layer, DC1, DC2 conductor, DI drain wiring, DR drift region, FP field plate, GE gate electrode, II Interlayer insulating layer, IN oxide film, NR n + region, NW n-type well region, PL plug conductive layer, PR1, PR2 p + region, PS conductive layer, PW1, PW2 p-type well region, SC1 to SC3 silicide layer, SI Source wiring, SL semiconductor layer, SS support substrate, SU semiconductor substrate, SW side wall insulating layer.

Claims (4)

主表面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の主表面に選択的に形成された絶縁層と、
前記半導体基板に形成された横型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタとを備え、
前記絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、
前記絶縁層の両側のそれぞれにおいて前記半導体基板の主表面に形成されたソース領域およびドレイン領域と、
前記ドレイン領域に接続されたドリフト領域と、
前記ソース領域および前記ドリフト領域に挟まれる領域上に前記絶縁層を介在して形成されたゲート電極とを含み、さらに
前記ゲート電極および前記ドリフト領域上を延在し、かつ前記ゲート電極に電気的に接続されたフィールドプレートと、
前記フィールドプレートと前記ドリフト領域との間において前記絶縁層上に形成され、かつ前記ソース領域に電気的に接続された第1の導電体を含むダミー導電層とを備えた、半導体装置。
A semiconductor substrate having a main surface;
An insulating layer selectively formed on the main surface of the semiconductor substrate;
A lateral insulated gate field effect transistor formed on the semiconductor substrate;
The insulated gate field effect transistor is
A source region and a drain region formed on the main surface of the semiconductor substrate on each of both sides of the insulating layer;
A drift region connected to the drain region;
A gate electrode formed on the region sandwiched between the source region and the drift region with the insulating layer interposed therebetween, further extending on the gate electrode and the drift region, and electrically connected to the gate electrode A field plate connected to the
A semiconductor device comprising: a dummy conductive layer including a first conductor formed on the insulating layer between the field plate and the drift region and electrically connected to the source region.
前記ダミー導電層は、前記ソース領域に電気的に接続された第2の導電体をさらに含む、請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the dummy conductive layer further includes a second conductor electrically connected to the source region. 前記ダミー導電層は、前記第1の導電体の前記ゲート電極側に配置されたフローティング電位を有する第2の導電体をさらに含む、請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the dummy conductive layer further includes a second conductor having a floating potential arranged on the gate electrode side of the first conductor. 前記ダミー導電層は、前記第1の導電体の前記ドレイン領域側に配置されたフローティング電位を有する第2の導電体をさらに含む、請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the dummy conductive layer further includes a second conductor having a floating potential disposed on the drain region side of the first conductor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016058541A (en) * 2014-09-09 2016-04-21 株式会社豊田中央研究所 Lateral semiconductor device
JP2017199880A (en) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社豊田中央研究所 Semiconductor device
US10615079B2 (en) 2016-04-06 2020-04-07 Denso Corporation Semiconductor device and method for manufacturing the same

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