JP2988067B2 - Manufacturing method of insulated field effect transistor - Google Patents

Manufacturing method of insulated field effect transistor

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JP2988067B2 JP3276295A JP27629591A JP2988067B2 JP 2988067 B2 JP2988067 B2 JP 2988067B2 JP 3276295 A JP3276295 A JP 3276295A JP 27629591 A JP27629591 A JP 27629591A JP 2988067 B2 JP2988067 B2 JP 2988067B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ゲート・ソース間にツ
ェナーダイオードを有するPチャネル絶縁型電界効果ト
ランジスタの製造方法に関し、特に、ツェナーダイオー
ドの高濃度層が十分活性化される上記絶縁型電界効果ト
ランジスタの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a P-channel insulated field-effect transistor having a Zener diode between a gate and a source, and more particularly to a method of manufacturing a P-channel insulated field-effect transistor in which a high concentration layer of a Zener diode is sufficiently activated. The present invention relates to a method for manufacturing an effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種Pチャネル絶縁型電界効果
トランジスタの製造方法を図3に基づいて説明する。図
3は、その従来法を製造工程順に示した断面図であっ
て、この方法は、P型エピ1上に酸化膜3を形成し、こ
の酸化膜3をエッチングしてN型ウエル2を形成させた
後(工程A)、ゲート酸化膜3、ゲートポリシリコン4
の形成を行い、ゲートポリシリコン4をマスクとしてN
型ベース5領域を形成する。このとき、ツェナーの低濃
度N型ポリシリコン6も同時に形成する(工程B)。
2. Description of the Related Art A method of manufacturing a conventional P-channel insulated field effect transistor of this type will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the conventional method in the order of manufacturing steps. In this method, an oxide film 3 is formed on a P-type epi 1 and the oxide film 3 is etched to form an N-type well 2. (Step A), the gate oxide film 3, the gate polysilicon 4
Is formed, and N is formed using the gate polysilicon 4 as a mask.
Form a mold base 5 region. At this time, the zener low-concentration N-type polysilicon 6 is also formed at the same time (step B).

【0003】次に、バックゲート7を形成した後(工程
C)、ソース9の形成と同時にツェナーの高濃度P型ポ
リシリコン10層の形成を行い(工程D)、ゲート・ソ
ース間にツェナーダイオードを有するPチャネル絶縁型
電界効果トランジスタを得ている(工程E)。なお、図
3において、8はレジスト、10は高濃度P型ポリシリ
コン、11はP型ゲートポリシリコン、12はゲート電
極、13は層間絶縁膜、14はソース電極である。
Next, after the back gate 7 is formed (step C), a high-concentration P-type polysilicon 10 layer of zener is formed simultaneously with the formation of the source 9 (step D), and a zener diode is formed between the gate and the source. Is obtained (step E). In FIG. 3, reference numeral 8 denotes a resist, 10 denotes a high-concentration P-type polysilicon, 11 denotes a P-type gate polysilicon, 12 denotes a gate electrode, 13 denotes an interlayer insulating film, and 14 denotes a source electrode.

【0004】即ち、従来法では、N型ウエル2を形成
後、ゲート酸化膜3、ゲートポリシリコン4の形成を行
い、ゲートポリシリコン4をマスクとしてN型ベース5
の形成、ソース9の形成を行っている。また、ソース形
成後の熱処理を低温化するため、バックゲート7の形成
をソース9の形成前に行っている。そして、ツェナーダ
イオードの形成については、N型ベース5の形成を行う
際、同時に低濃度N型ポリシリコン6を形成し、その
後、ソース9の形成と同時に高濃度P型ポリシリコン1
0の形成を行っている。
That is, in the conventional method, after the N-type well 2 is formed, the gate oxide film 3 and the gate polysilicon 4 are formed, and the N-type base 5 is formed using the gate polysilicon 4 as a mask.
And the source 9 are formed. Further, in order to lower the temperature of the heat treatment after the formation of the source, the back gate 7 is formed before the formation of the source 9. As for the formation of the Zener diode, when the N-type base 5 is formed, the low-concentration N-type polysilicon 6 is formed at the same time, and then the high-concentration P-type polysilicon 1 is formed simultaneously with the formation of the source 9.
0 is formed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来法で
は、前記したとおり、ソース9の形成と同時にツェナー
の高濃度層の形成を行っているが、ゲートポリシリコン
4をP型とした場合、例えばP型不純物としてボロンを
使用したとき、このボロンの突き抜けを防止するため、
850℃程度の熱処理でソース9の形成を行う必要があ
る。このため、従来法では、ツェナーダイオードの高濃
度が十分に活性化されない欠点を有し、ゲート漏れ電流
が増大するという問題点を有している。
By the way, in the conventional method, as described above, the high concentration layer of the zener is formed at the same time as the formation of the source 9, but when the gate polysilicon 4 is of a P type, for example, When boron is used as a P-type impurity, in order to prevent the penetration of boron,
The source 9 needs to be formed by heat treatment at about 850 ° C. For this reason, the conventional method has a disadvantage that the high concentration of the Zener diode is not sufficiently activated, and has a problem that the gate leakage current increases.

【0006】そこで、本発明は、上記欠点、問題点を解
消する絶縁型電界効果トランジスタの製造方法を提供す
ることを目的とし、詳細には、ツェナーダイオードの高
濃度層が十分に活性化され、ゲート漏れ電流を防止し、
安定したツェナーダイオードを有するPチャネル絶縁型
電界効果トランジスタの製造方法を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an insulated field effect transistor which solves the above-mentioned drawbacks and problems. More specifically, a high-concentration layer of a Zener diode is sufficiently activated. Prevent gate leakage current,
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a P-channel insulated field-effect transistor having a stable Zener diode.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そして、本発明は、ツェ
ナーダイオードの高濃度層が十分に活性化されるように
するため、この活性化をバックゲートの熱処理と同時に
行うことを特徴とするものである。即ち、本発明は、 (1) P型半導体層表面に第1及び第2のN型ウエル領域を
選択的に形成する工程と、 (2) 酸化膜を介してポリシリコンを形成する工程と、 (3) 前記第1のN型ウエル領域上の前記酸化膜及び前記
ポリシリコンを除去する工程と、 (4) N型ベース領域を形成すると共に、前記ポリシリコ
ンを低濃度のN型ポリシリコンとする工程と、 (5) 前記N型ベース領域中にN型バックゲート領域を形
成する工程と、 (6) 前記N型ポリシリコン中にツェナーダイオードの一
方を構成する高濃度のP型ポリシリコン領域を選択的に
形成する工程と、 (7) 900〜1000℃で熱処理を行って前記N型バッ
クゲート領域と前記P型ポリシリコン領域とを同時に活
性化する工程と、 (8) 該活性化する工程の後に、前記N型ベース領域内に
前記N型バックゲート領域と接するソース領域と前記N
型ポリシリコンとへのP型不純物のイオン注入、及び前
記活性化する工程での熱処理温度より低温での熱処理、
を行うことにより、P型ソース領域及びP型ゲート領域
を形成し、該P型ゲート領域の下の前記酸化膜の下でか
つ該P型ソース領域と前記P型半導体層の間がチャネル
となるようにする工程と、(9) 前記P型ソース領域と前記P型ポリシリコン領域と
を電極配線で接続する工程と、 を有することを特徴とす
る絶縁型電界効果トランジスタの製造方法である。そし
て、上記するように、本発明では特に、バックゲート形
成(上記“(5)の工程”)をソース形成(上記“(8)の工
程”)の前に行い、ゲート・ソース間にツェナーダイオ
ードを有するPチャネル絶縁型電界効果トランジスタの
製造方法において、ツェナーダイオードの高濃度層の活
性化(上記“(7)の工程”におけるP型ポリシリコン領
域の熱処理)を前記バックゲートの熱処理と同時に行う
ことを特徴とする。
According to the present invention, the activation is performed simultaneously with the heat treatment of the back gate in order to sufficiently activate the high-concentration layer of the Zener diode. It is. That is, the present invention provides: (1) a step of selectively forming first and second N-type well regions on the surface of a P-type semiconductor layer; and (2) a step of forming polysilicon via an oxide film. (3) removing the oxide film and the polysilicon on the first N-type well region; and (4) forming an N-type base region and forming the polysilicon with a low-concentration N-type polysilicon. (5) forming an N-type back gate region in the N-type base region; and (6) forming a zener diode in the N-type polysilicon.
(7) selectively forming a high-concentration P-type polysilicon region constituting the N-type back- gate region and the P-type polysilicon region by performing a heat treatment at 900 to 1000 ° C. And (8) after the step of activating, the source region in contact with the N-type back gate region and the N-type region in the N-type base region.
Implantation of P-type impurities into p-type polysilicon and before
Heat treatment at a temperature lower than the heat treatment temperature in the activation step,
Is performed to obtain a P-type source region and a P-type gate region.
Is formed under the oxide film under the P-type gate region.
Between the P-type source region and the P-type semiconductor layer.
A step to make a, and (9) the P-type source region and the P-type polysilicon region
And a step of connecting the electrodes by electrode wiring . As described above, in the present invention, in particular, the back gate formation ("(5) step") is performed before the source formation ("(8) step"), and a Zener diode is formed between the gate and the source. In the method for manufacturing a P-channel insulating field effect transistor having the above, the activation of the high-concentration layer of the Zener diode (the heat treatment of the P-type polysilicon region in the above “Step (7)”) is performed simultaneously with the heat treatment of the back gate. It is characterized by the following.

【0008】本発明は、前記(1)〜(9)の工程順に行うも
のであって、これを詳細に説明すると、ゲートポリシリ
コンがP型でソース形成時にゲートポリシリコンヘのP
型不純物の導入を同時に行い、かつ、バックゲート形成
をソース形成の前に行う方法であって、バックゲート部
にN型不純物のイオン注入を行い、更に、ツェナーの一
部にP型不純物のイオン注入を行い、そして、バックゲ
ート部と同時に高温での熱処理を行うことにより高濃度
P型ポリシリコン層の活性化を行う。次に、ソース部、
ゲートポリシリ部へのP型不純物のイオン注入及び低温
での熱処理を行い、ソース及びP型ポリシリゲートの形
成を行うものである。本発明の上記した方法によれば、
高濃度P型ポリシリコンにおける熱処理を従来法よりも
高温度で行うことができ、このため、ツェナーダイオー
ドの高濃度層が十分に活性化される作用が生ずる。
The present invention is carried out in the order of the steps (1) to ( 9 ). The gate polysilicon is P-type and the P-type polysilicon is applied to the gate polysilicon at the time of source formation.
This is a method of simultaneously introducing a type impurity and forming a back gate before forming a source, in which an ion of an N type impurity is implanted into a back gate portion, and ions of a P type impurity are implanted into a part of the Zener. The high-concentration P-type polysilicon layer is activated by performing an implantation and performing a heat treatment at a high temperature simultaneously with the back gate portion. Next, the source part,
P-type impurity ions are implanted into the gate polysilicon portion and heat treatment is performed at a low temperature to form a source and a P-type polysilicon gate. According to the above method of the present invention,
The heat treatment in the high-concentration P-type polysilicon can be performed at a higher temperature than in the conventional method, so that the high-concentration layer of the Zener diode is sufficiently activated.

【0009】[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、本発明の一実施例を示す製造工程
順の断面図であって、まず、P型エピ1上に酸化膜3を
形成し、ホトリソグラフィ技術により酸化膜3をエッチ
ングしてN型ウエル2を形成し(工程A)、次に、全体
を酸化膜3で覆い、更に、ポリシリコン4を成長させる
(工程B)。そして、この酸化膜3とポリシリコン4と
をホトリソグラフィによってエッチングした後、N型ベ
ース5領域を形成する。このとき、ツェナーの低濃度N
型ポリシリコン6も同時に形成する(工程C)。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps. First, an oxide film 3 is formed on a P-type epi 1 and the oxide film 3 is formed by photolithography. Etching is performed to form an N-type well 2 (step A), and then the whole is covered with an oxide film 3 and polysilicon 4 is grown (step B). Then, after the oxide film 3 and the polysilicon 4 are etched by photolithography, an N-type base 5 region is formed. At this time, the low concentration N of the Zener
A mold polysilicon 6 is also formed at the same time (step C).

【0010】次に、バックゲート7にN型不純物のイオ
ン注入を行い、更に、ツェナーの一部にP型不純物のイ
オン注入を行い、900〜1000℃で熱処理を行ってバック
ゲート7及び高濃度P型ポリシリコン10を形成する
(工程D)。その後、ホトレジスト技術を用いてソース
9及びP型ゲートポリシリコン11を形成し(工程
E)、次に、層間絶縁膜13、ゲート電極12及びソー
ス電極14を形成する(工程F)。なお、工程D及び工
程Eにおいて、8はレジストである。
Next, N-type impurities are ion-implanted into the back gate 7, P-type impurities are ion-implanted into a part of the Zener, and heat treatment is performed at 900 to 1000 ° C. A P-type polysilicon 10 is formed (Step D). Thereafter, the source 9 and the P-type gate polysilicon 11 are formed by using a photoresist technique (Step E), and then the interlayer insulating film 13, the gate electrode 12, and the source electrode 14 are formed (Step F). In steps D and E, reference numeral 8 denotes a resist.

【0011】(実施例2)図2は、本発明の他の実施例
を示す製造工程順の断面図であって、この実施例2で
は、上記実施例1のうち、バックゲート形成をイオン注
入から熱ガス拡散としているものである点で相違する。
このため、図2の工程Aに示すように、N型ベース5の
形成後、まず、選択的に低濃度ポリシリコン6中にP型
不純物のイオン注入を行い、その後、図2の工程Bに示
すように、ホトレジスト技術によりバックゲート7部を
開け、熱ガス拡散によりバックゲート7の形成と高濃度
P型ポリシリコン10の活性化とを同時に行うものであ
る。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps. In this embodiment 2, of the first embodiment, the back gate is formed by ion implantation. In that it is a hot gas diffusion.
For this reason, as shown in step A of FIG. 2, after the formation of the N-type base 5, first, ion implantation of a P-type impurity is selectively performed in the low-concentration polysilicon 6, and then, in step B of FIG. As shown, the back gate 7 is opened by the photoresist technique, and the formation of the back gate 7 and the activation of the high-concentration P-type polysilicon 10 are simultaneously performed by diffusion of hot gas.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、ツェナ
ーダイオードの高濃度層の活性化をバックゲートの熱処
理と同時に行うことを特徴とするものであり、これによ
って、ツェナーダイオードの高濃度層が十分に活性化さ
れ、ゲート漏れ電流を防止し、安定したツェナーダイオ
ードが得られる効果が生ずる。
As described in detail above, the present invention is characterized in that the activation of the high-concentration layer of the Zener diode is performed simultaneously with the heat treatment of the back gate. Are sufficiently activated to prevent a gate leakage current, thereby obtaining a stable Zener diode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す製造工程順断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す製造工程順断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図3】従来法を示す製造工程順断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional method in the order of manufacturing steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型エピ 2 N型ウエル 3 酸化膜 4 ポリシリコン 5 N型ベース 6 低濃度N型ポリシリコン 7 バックゲート 8 レジスト 9 ソース 10 高濃度P型ポリシリコン 11 P型ゲートポリシリコン 12 ゲート電極 13 層間絶縁膜 14 ソース電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 P-type epi 2 N-type well 3 Oxide film 4 Polysilicon 5 N-type base 6 Low concentration N-type polysilicon 7 Back gate 8 Resist 9 Source 10 High-concentration P-type polysilicon 11 P-type gate polysilicon 12 Gate electrode 13 Interlayer Insulating film 14 Source electrode

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (1) P型半導体層表面に第1及び第2の
ウエル領域を選択的に形成する工程と、 (2) 酸化膜を介してポリシリコンを形成する工程と、 (3) 前記第1のN型ウエル領域上の前記酸化膜及び前記
ポリシリコンを除去する工程と、 (4) N型ベース領域を形成すると共に、前記ポリシリコ
ンを低濃度のN型ポリシリコンとする工程と、 (5) 前記N型ベース領域中にN型バックゲート領域を形
成する工程と、 (6) 前記N型ポリシリコン中にツェナーダイオードの一
方を構成する高濃度のP型ポリシリコン領域を選択的に
形成する工程と、 (7) 900〜1000℃で熱処理を行って前記N型バッ
クゲート領域と前記P型ポリシリコン領域とを同時に活
性化する工程と、 (8) 該活性化する工程の後に、前記N型ベース領域内に
前記N型バックゲート領域と接するソース領域と前記N
型ポリシリコンとへのP型不純物のイオン注入、及び前
記活性化する工程での熱処理温度より低温での熱処理、
を行うことにより、P型ソース領域及びP型ゲート領域
を形成し、該P型ゲート領域の下の前記酸化膜の下でか
つ該P型ソース領域と前記P型半導体層の間がチャネル
となるようにする工程と、(9) 前記P型ソース領域と前記P型ポリシリコン領域と
を電極配線で接続する工程と、 を有することを特徴とする絶縁型電界効果トランジスタ
の製造方法。
(1) First and second N layers are formed on the surface of a P-type semiconductor layer.
Selectively forming a type well region, (2) removing forming a polysilicon through the oxide film, and (3) the oxide film and the polysilicon on the first N-type well region a step of, while forming a (4) N-type base region, forming a step of the polysilicon and low-concentration N-type polysilicon, the N-type back gate region in (5) the N-type base region And (6) placing a zener diode in the N-type polysilicon.
(7) selectively forming a high-concentration P-type polysilicon region constituting the N-type back- gate region and the P-type polysilicon region by performing a heat treatment at 900 to 1000 ° C. And (8) after the step of activating, the source region in contact with the N-type back gate region and the N-type region in the N-type base region.
Implantation of P-type impurities into p-type polysilicon and before
Heat treatment at a temperature lower than the heat treatment temperature in the activation step,
Is performed to obtain a P-type source region and a P-type gate region.
Is formed under the oxide film under the P-type gate region.
Between the P-type source region and the P-type semiconductor layer.
A step to make a, and (9) the P-type source region and the P-type polysilicon region
Connecting the electrodes with an electrode wiring .
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