JP2808945B2 - 縦型ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents
縦型ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法Info
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- JP2808945B2 JP2808945B2 JP27611291A JP27611291A JP2808945B2 JP 2808945 B2 JP2808945 B2 JP 2808945B2 JP 27611291 A JP27611291 A JP 27611291A JP 27611291 A JP27611291 A JP 27611291A JP 2808945 B2 JP2808945 B2 JP 2808945B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ツエナーダイオードを
有する縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの製造方法に関
し、特に、ツエナーダイオードの形成方法に特徴を有す
る上記縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの製造方法に関
する。
有する縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの製造方法に関
し、特に、ツエナーダイオードの形成方法に特徴を有す
る上記縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種縦型ＭＯＳ電界効果トラン
ジスタの構造及びその製造法を図４に基づいて説明す
る。図４は、その従来例を製造工程順に示した断面図で
あって、従来の縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの基本
的な構造は、図４の工程Ｆに示すように、シリコン基板
１とこれと反対導電型のベース領域５、シリコン基板１
と同導電型のソース領域７、ポリシリコン４で形成した
ツエナーダイオードを備えた構造からなっている。そし
て、縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタは、通常、静電気
に対して弱く、この対策として、ゲート・ソース間にツ
エナーダイオードを挿入する方法が一般的である。
ジスタの構造及びその製造法を図４に基づいて説明す
る。図４は、その従来例を製造工程順に示した断面図で
あって、従来の縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの基本
的な構造は、図４の工程Ｆに示すように、シリコン基板
１とこれと反対導電型のベース領域５、シリコン基板１
と同導電型のソース領域７、ポリシリコン４で形成した
ツエナーダイオードを備えた構造からなっている。そし
て、縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタは、通常、静電気
に対して弱く、この対策として、ゲート・ソース間にツ
エナーダイオードを挿入する方法が一般的である。
【０００３】以下、図４に基づいて従来のツエナーダイ
オードの形成法を説明すると、シリコン基板１上にフィ
ールド酸化膜３’を形成し、リソグラフィー技術を用い
てエッチングしてウエル領域２を形成する（工程Ａ）。
次に、ゲート酸化膜３を形成し（工程Ｂ）、更に、ポリ
シリコン４を成長した後（工程Ｃ）、工程Ｄに示すよう
に、ベース領域５を形成する際、ツエナーダイオードの
低濃度部（Ｎ型）４ｂを形成する。その後、工程Ｅ、工
程Ｆに示すように、ポリシリコンで形成されたゲートを
マスクとし、セルフアラインを用い、イオン注入でソー
ス領域７を形成する際、同時にツエナーダイオード部の
一部４ａ（高濃度部に相当する部分）にもイオン注入
し、次に、この注入原子の活性化を目的として、通常10
00℃程度の熱処理を行い、ＰＳＧ等の層間膜を形成し、
コンタクトを開孔してアルミ８を被着する。なお、図４
において、６はレジスト、９は絶縁膜である。
オードの形成法を説明すると、シリコン基板１上にフィ
ールド酸化膜３’を形成し、リソグラフィー技術を用い
てエッチングしてウエル領域２を形成する（工程Ａ）。
次に、ゲート酸化膜３を形成し（工程Ｂ）、更に、ポリ
シリコン４を成長した後（工程Ｃ）、工程Ｄに示すよう
に、ベース領域５を形成する際、ツエナーダイオードの
低濃度部（Ｎ型）４ｂを形成する。その後、工程Ｅ、工
程Ｆに示すように、ポリシリコンで形成されたゲートを
マスクとし、セルフアラインを用い、イオン注入でソー
ス領域７を形成する際、同時にツエナーダイオード部の
一部４ａ（高濃度部に相当する部分）にもイオン注入
し、次に、この注入原子の活性化を目的として、通常10
00℃程度の熱処理を行い、ＰＳＧ等の層間膜を形成し、
コンタクトを開孔してアルミ８を被着する。なお、図４
において、６はレジスト、９は絶縁膜である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来法では、上記した
とおり、ポリシリコンで形成されたゲートをマスクに
し、イオン注入でソース領域７を形成する際、同時にツ
エナーダイオードの高濃度部４ａを形成している。とこ
ろで、上記高濃度部４ａを形成した後、この注入原子を
活性化させるために、ある程度の熱処理が必要であり、
従来法では、1000℃程度の熱処理を行っているが、特
に、ゲート電極がＰ型である場合、この熱処理によって
は、注入不純物であるボロン原子がゲート酸化膜を突き
抜け、しきい値電圧の不安定性やゲート酸化膜質の低下
等を招くことになる。このため、注入原子であるボロン
の突き抜けを生じさせないために、850℃程度の低温の
熱処理を行う必要があるが、一方、この850℃程度の熱
処理では、ツエナーダイオード部の注入原子が十分活性
化されず、ゲート漏れ電流（ＩＧＳＳ）が増大するとい
う問題点があった。
とおり、ポリシリコンで形成されたゲートをマスクに
し、イオン注入でソース領域７を形成する際、同時にツ
エナーダイオードの高濃度部４ａを形成している。とこ
ろで、上記高濃度部４ａを形成した後、この注入原子を
活性化させるために、ある程度の熱処理が必要であり、
従来法では、1000℃程度の熱処理を行っているが、特
に、ゲート電極がＰ型である場合、この熱処理によって
は、注入不純物であるボロン原子がゲート酸化膜を突き
抜け、しきい値電圧の不安定性やゲート酸化膜質の低下
等を招くことになる。このため、注入原子であるボロン
の突き抜けを生じさせないために、850℃程度の低温の
熱処理を行う必要があるが、一方、この850℃程度の熱
処理では、ツエナーダイオード部の注入原子が十分活性
化されず、ゲート漏れ電流（ＩＧＳＳ）が増大するとい
う問題点があった。
【０００５】そこで、本発明は、上記問題点を解消する
ツエナーダイオードを有する縦型ＭＯＳ電界効果トラン
ジスタを提供することを目的とし、特に、ツエナーダイ
オードの高濃度層が十分に活性化することができ、しか
も、ゲート漏れ電流が小さく、ソース形成の注入原子の
ゲート酸化膜突き抜けを防止することができ、しきい値
電圧の不安定性が防止でき、更に、ゲート酸化膜の膜質
低下を防止しることができる上記縦型ＭＯＳ電界効果ト
ランジスタを提供することを目的とする。
ツエナーダイオードを有する縦型ＭＯＳ電界効果トラン
ジスタを提供することを目的とし、特に、ツエナーダイ
オードの高濃度層が十分に活性化することができ、しか
も、ゲート漏れ電流が小さく、ソース形成の注入原子の
ゲート酸化膜突き抜けを防止することができ、しきい値
電圧の不安定性が防止でき、更に、ゲート酸化膜の膜質
低下を防止しることができる上記縦型ＭＯＳ電界効果ト
ランジスタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、上記
目的を達成するため、ソースを形成する前に、ツエナー
ダイオードの一部にイオン注入を行い、その後、比較的
高温（900〜1000℃）での熱処理を行ってツエナーダイ
オードを形成した後、イオン注入でソースを形成し、比
較的低温熱処理によって注入不純物の活性化を行う点を
特徴とし、これによって、上記目的を達成したものであ
る。
目的を達成するため、ソースを形成する前に、ツエナー
ダイオードの一部にイオン注入を行い、その後、比較的
高温（900〜1000℃）での熱処理を行ってツエナーダイ
オードを形成した後、イオン注入でソースを形成し、比
較的低温熱処理によって注入不純物の活性化を行う点を
特徴とし、これによって、上記目的を達成したものであ
る。
【０００７】即ち、本発明は、 (1)第１導電型の半導体基板に互いに離れて設けられた
第２導電型のベース領域、 (2)前記ベース領域内に設けられた第１導電型のソース
領域、 (3)互いに離れて設けられた前記ベース領域内の前記ソ
ース領域にオーバーラップするゲート酸化膜を介して形
成されたゲート電極、 (4)前記ゲート電極を覆う絶縁膜、 (5)前記絶縁膜上に被着した金属膜からなるソース電
極、 (6)前記半導体基板の下部表面に被着した金属膜からな
るドレイン電極、を有する縦型電界効果トランジスタで
あって、 (7)ゲート電極と同一の材料である多結晶シリコンで形
成したダイオード部を有し、 (8)前記ダイオードの一端はソース領域、他端はゲート
電極と接続されている、Ｐｃｈ縦型ＭＯＳ電界効果トラ
ンジスタの製造方法において、 (ａ)前記ベース領域を形成するイオン注入、押込の工程
にて、ダイオード部に第２導電型の低濃度層を同時に形
成し、 (ｂ)前記ソース領域形成以前に前記ダイオード部に第１
導電型の高濃度層を不純物導入及び温度900〜1000℃の
高温熱処理にて形成し、 (ｃ)この時、前記ゲート電極の一部又は全部及びソース
領域に不純物を導入せず、この工程にて、ダイオードの
基本的な特性を得、 (ｄ)前記高温熱処理後、独立に不純物注入及び温度800
〜880℃の熱処理にて前記ソース領域を形成すると共に
前記ゲート電極の一部又は全部の多結晶シリコンをＰ型
に形成する、 ことを特徴とする縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの製
造方法である。
第２導電型のベース領域、 (2)前記ベース領域内に設けられた第１導電型のソース
領域、 (3)互いに離れて設けられた前記ベース領域内の前記ソ
ース領域にオーバーラップするゲート酸化膜を介して形
成されたゲート電極、 (4)前記ゲート電極を覆う絶縁膜、 (5)前記絶縁膜上に被着した金属膜からなるソース電
極、 (6)前記半導体基板の下部表面に被着した金属膜からな
るドレイン電極、を有する縦型電界効果トランジスタで
あって、 (7)ゲート電極と同一の材料である多結晶シリコンで形
成したダイオード部を有し、 (8)前記ダイオードの一端はソース領域、他端はゲート
電極と接続されている、Ｐｃｈ縦型ＭＯＳ電界効果トラ
ンジスタの製造方法において、 (ａ)前記ベース領域を形成するイオン注入、押込の工程
にて、ダイオード部に第２導電型の低濃度層を同時に形
成し、 (ｂ)前記ソース領域形成以前に前記ダイオード部に第１
導電型の高濃度層を不純物導入及び温度900〜1000℃の
高温熱処理にて形成し、 (ｃ)この時、前記ゲート電極の一部又は全部及びソース
領域に不純物を導入せず、この工程にて、ダイオードの
基本的な特性を得、 (ｄ)前記高温熱処理後、独立に不純物注入及び温度800
〜880℃の熱処理にて前記ソース領域を形成すると共に
前記ゲート電極の一部又は全部の多結晶シリコンをＰ型
に形成する、 ことを特徴とする縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの製
造方法である。
【０００８】以下、本発明を詳細に説明すると、前記し
たとおり、縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタにおいて、
ツエナーダイオードを形成する場合、特にゲートがＰ型
である場合、注入原子であるボロンの突き抜けを生じさ
せないために、比較的低温の熱処理を行う必要がある
が、一方、この程度の熱処理では、ツエナーダイオード
のゲート漏れ電流が増大する。そこで、本発明では、ツ
エナーダイオードを形成した後に、ソースを形成するも
のであり、これによって、ソース形成後の熱処理が比較
的低温で行うことができる。その結果、ゲート漏れ電流
が小さくなり、かつ、注入原子のゲート酸化膜突き抜け
を防止でき、しきい値電圧の不安定性やゲート酸化膜の
膜質低下を防止できる作用を奏するものである。
たとおり、縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタにおいて、
ツエナーダイオードを形成する場合、特にゲートがＰ型
である場合、注入原子であるボロンの突き抜けを生じさ
せないために、比較的低温の熱処理を行う必要がある
が、一方、この程度の熱処理では、ツエナーダイオード
のゲート漏れ電流が増大する。そこで、本発明では、ツ
エナーダイオードを形成した後に、ソースを形成するも
のであり、これによって、ソース形成後の熱処理が比較
的低温で行うことができる。その結果、ゲート漏れ電流
が小さくなり、かつ、注入原子のゲート酸化膜突き抜け
を防止でき、しきい値電圧の不安定性やゲート酸化膜の
膜質低下を防止できる作用を奏するものである。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例を図１及び図２に基づ
いて詳細に説明する。 （実施例１）図１は、本発明の一実施例である縦型ＭＯ
Ｓ電界効果トランジスタの製造法を工程順に示した断面
図であって、まず、シリコン基板１上に厚さ500〜1000
オングストローム程度のフィールド酸化膜３’を形成
し、素子を形成する部分のフィ−ルド酸化膜３’をリソ
グラフィー技術を用いエッチングしてウエル領域２を形
成する（工程Ａ）。
いて詳細に説明する。 （実施例１）図１は、本発明の一実施例である縦型ＭＯ
Ｓ電界効果トランジスタの製造法を工程順に示した断面
図であって、まず、シリコン基板１上に厚さ500〜1000
オングストローム程度のフィールド酸化膜３’を形成
し、素子を形成する部分のフィ−ルド酸化膜３’をリソ
グラフィー技術を用いエッチングしてウエル領域２を形
成する（工程Ａ）。
【００１０】次に、厚さ300〜1000オングストロームの
ゲート酸化膜３を形成し（工程Ｂ）、更に、ポリシリコ
ン４を約5000オングストローム成長した後（工程Ｃ）、
工程Ｄに示すように、ベース領域５を形成するため、不
必要な部分のポリシリコン４及びゲート酸化膜３をエッ
チングし、このベース領域５に対してリン原子を用い、
１×１０13〜１×１０14ｃｍ2のＤＯＳＥ量でイオン注
入し、その後、拡散深さが２〜４μｍとなるよう高温で
熱処理を行う。この時、ツエナー部のポリシリコンもす
べてＮ型ポリシリコンとなり、ツエナーダイオードの低
濃度部４ｂが同時に形成される。
ゲート酸化膜３を形成し（工程Ｂ）、更に、ポリシリコ
ン４を約5000オングストローム成長した後（工程Ｃ）、
工程Ｄに示すように、ベース領域５を形成するため、不
必要な部分のポリシリコン４及びゲート酸化膜３をエッ
チングし、このベース領域５に対してリン原子を用い、
１×１０13〜１×１０14ｃｍ2のＤＯＳＥ量でイオン注
入し、その後、拡散深さが２〜４μｍとなるよう高温で
熱処理を行う。この時、ツエナー部のポリシリコンもす
べてＮ型ポリシリコンとなり、ツエナーダイオードの低
濃度部４ｂが同時に形成される。
【００１１】次に、工程Ｅに示すように、素子部にレジ
スト６でマスクし、ツエナー部の必要な部分にボロン原
子を用い１×１０15〜１×１０16ｃｍ2のＤＯＳＥ量で
イオン注入し、このイオンを活性化するため、900〜100
0℃の熱処理を行い、ツエナーダイオードの高濃度Ｐ+型
ポリシリコン層である高濃度部４ａを形成する。その
後、ツエナー部をマスクして、ボロンイオンを用い１×
１０15〜１×１０16ｃｍ2のＤＯＳＥ量でイオン注入を
することによってソース領域７を形成し、注入原子であ
るボロンがゲート酸化膜３を突き抜けないように、850
℃程度の比較的低温での熱処理を行う（工程Ｆ）。最後
に、レジスト６を剥ぎ、絶縁膜９を付け、コンタクトを
開口し、アルミ８を付着して、工程Ｇに示すツエナーダ
イオードを有する縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタを得
る（工程Ｇ）。
スト６でマスクし、ツエナー部の必要な部分にボロン原
子を用い１×１０15〜１×１０16ｃｍ2のＤＯＳＥ量で
イオン注入し、このイオンを活性化するため、900〜100
0℃の熱処理を行い、ツエナーダイオードの高濃度Ｐ+型
ポリシリコン層である高濃度部４ａを形成する。その
後、ツエナー部をマスクして、ボロンイオンを用い１×
１０15〜１×１０16ｃｍ2のＤＯＳＥ量でイオン注入を
することによってソース領域７を形成し、注入原子であ
るボロンがゲート酸化膜３を突き抜けないように、850
℃程度の比較的低温での熱処理を行う（工程Ｆ）。最後
に、レジスト６を剥ぎ、絶縁膜９を付け、コンタクトを
開口し、アルミ８を付着して、工程Ｇに示すツエナーダ
イオードを有する縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタを得
る（工程Ｇ）。
【００１２】（実施例２） 図３は、本発明の他の実施例を示す縦型ＭＯＳ電界効果
トランジスタの製造法を工程順に示した断面図であっ
て、これは、工程Ａに示すように、素子部をレジスト６
でマスクしてツエナーダイオードの高濃度部４ａを形成
し、その後、工程Ｂに示すように、ゲート酸化膜３をマ
スクとしてセルフアラインを用い、イオン注入してソー
ス領域７を形成すると同時に、再び、ツエナーダイオー
ドの高濃度部４ａであって、なおかつ、コンタクトをと
る部分にイオン注入する方法である。
トランジスタの製造法を工程順に示した断面図であっ
て、これは、工程Ａに示すように、素子部をレジスト６
でマスクしてツエナーダイオードの高濃度部４ａを形成
し、その後、工程Ｂに示すように、ゲート酸化膜３をマ
スクとしてセルフアラインを用い、イオン注入してソー
ス領域７を形成すると同時に、再び、ツエナーダイオー
ドの高濃度部４ａであって、なおかつ、コンタクトをと
る部分にイオン注入する方法である。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、ソース
領域を形成する以前にツエナーダイオードを形成してい
るので、ソース形成のイオン注入後の熱処理が比較的低
温で行うことができるものである。この結果、ゲート漏
れ電流が小さくなり、ソース形成の注入原子のゲート酸
化膜突き抜けを防止でき、しきい値電圧の不安定性、か
つ、ゲート酸化膜の膜質低下を防止できるという効果を
有する。
領域を形成する以前にツエナーダイオードを形成してい
るので、ソース形成のイオン注入後の熱処理が比較的低
温で行うことができるものである。この結果、ゲート漏
れ電流が小さくなり、ソース形成の注入原子のゲート酸
化膜突き抜けを防止でき、しきい値電圧の不安定性、か
つ、ゲート酸化膜の膜質低下を防止できるという効果を
有する。
【図１】本発明の一実施例を示す製造工程順の断面図で
ある。
ある。
【図２】図１に続く製造工程順の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す製造工程順の断面図
である。
である。
【図４】従来法を示す製造工程順の断面図である。
１ シリコン基板 ２ ウエル領域 ３ ゲート酸化膜 ３’フィールド酸化膜 ４ ポリシリコン ４ａ 高濃度部 ４ｂ 低濃度部 ５ ベース領域 ６ レジスト ７ ソース領域 ８ アルミ ９ 絶縁膜
Claims (1)
- 【請求項１】 (1)第１導電型の半導体基板に互いに離
れて設けられた第２導電型のベース領域、 (2)前記ベース領域内に設けられた第１導電型のソース
領域、 (3)互いに離れて設けられた前記ベース領域内の前記ソ
ース領域にオーバーラップするゲート酸化膜を介して形
成されたゲート電極、 (4)前記ゲート電極を覆う絶縁膜、 (5)前記絶縁膜上に被着した金属膜からなるソース電
極、 (6)前記半導体基板の下部表面に被着した金属膜からな
るドレイン電極、を有する縦型電界効果トランジスタで
あって、 (7)ゲート電極と同一の材料である多結晶シリコンで形
成したダイオード部を有し、 (8)前記ダイオードの一端はソース領域、他端はゲート
電極と接続されている、Ｐｃｈ縦型ＭＯＳ電界効果トラ
ンジスタの製造方法において、 (ａ)前記ベース領域を形成するイオン注入、押込の工程
にて、ダイオード部に第２導電型の低濃度層を同時に形
成し、 (ｂ)前記ソース領域形成以前に前記ダイオード部に第１
導電型の高濃度層を不純物導入及び温度900〜1000℃の
高温熱処理にて形成し、 (ｃ)この時、前記ゲート電極の一部又は全部及びソース
領域に不純物を導入せず、この工程にて、ダイオードの
基本的な特性を得、 (ｄ)前記高温熱処理後、独立に不純物注入及び温度800
〜880℃の熱処理にて前記ソース領域を形成すると共に
前記ゲート電極の一部又は全部の多結晶シリコンをＰ型
に形成する、 ことを特徴とする縦型ＭＯＳ電界効果トランジスタの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27611291A JP2808945B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 縦型ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27611291A JP2808945B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 縦型ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590594A JPH0590594A (ja) | 1993-04-09 |
| JP2808945B2 true JP2808945B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=17564965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27611291A Expired - Fee Related JP2808945B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 縦型ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808945B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3123435B2 (ja) * | 1996-07-29 | 2001-01-09 | 株式会社村田製作所 | 圧電型電気音響変換器 |
| JP5961865B2 (ja) * | 2010-09-15 | 2016-08-02 | ローム株式会社 | 半導体素子 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP27611291A patent/JP2808945B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0590594A (ja) | 1993-04-09 |
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