JP5695948B2 - Field effect transistor, method of manufacturing the same, and semiconductor device - Google Patents

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本発明は、電界効果トランジスタ(FET:Field−Effect Transistor)を含む半導体装置及びその製造技術に関し、特に、横型二重拡散(Lateral Double−diffused)構造を有する電界効果トランジスタを含む半導体装置及びその製造技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a field-effect transistor (FET) and a manufacturing technique thereof, and more particularly to a semiconductor device including a field-effect transistor having a lateral double-diffused structure and a manufacturing method thereof. Regarding technology.

近年の電子部品の小型化や高性能化の進展に伴い、電子部品に搭載されるICチップ内のバイポーラ素子やDMOS(Double−diffused MOS)などのパワー素子の高集積化が要求されている。DMOSには、VDMOS(Vertical DMOS)とLDMOS(Lateral DMOS)という2種類の構造が知られている。VDMOSは、半導体基板のおもて面側に形成されたソース領域と、裏面側に形成されたドレイン領域とを有するので、キャリアが半導体基板の厚み方向(垂直方向)に流れる構造を有する。一方、LDMOSは、ソース領域とドレイン領域とが共におもて面側に形成された構造を有するので、キャリアは半導体基板の主面に沿って横方向に流れる。このようなDMOS構造は、たとえば、特開2007−103672号公報(特許文献1)及び特開2007−287798号公報(特許文献2)に開示されている。   With the recent progress of miniaturization and high performance of electronic components, there is a demand for higher integration of power elements such as bipolar elements and DMOS (Double-diffused MOS) in an IC chip mounted on the electronic parts. There are two known DMOS structures, VDMOS (Vertical DMOS) and LDMOS (Lateral DMOS). Since the VDMOS has a source region formed on the front surface side of the semiconductor substrate and a drain region formed on the back surface side, the VDMOS has a structure in which carriers flow in the thickness direction (vertical direction) of the semiconductor substrate. On the other hand, since the LDMOS has a structure in which both the source region and the drain region are formed on the front side, carriers flow laterally along the main surface of the semiconductor substrate. Such a DMOS structure is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-103672 (Patent Document 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-287798 (Patent Document 2).

特開2007−103672号公報(図4など)JP 2007-103672 A (FIG. 4 etc.) 特開2007−287798号公報(図5,図6など)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-287798 (FIGS. 5 and 6 etc.)

前述の通り、従来のLDMOSでは、ソース領域とドレイン領域とが共におもて面側に形成されているので、VDMOS構造と比べると、横方向寸法が大きく、高集積化に限界があった。たとえば、PチャネルLDMOSとNチャネルLDMOSとを並べてCMOS回路を形成する場合、このCMOS回路全体の横方向寸法が大きくなり、ICチップに占めるCMOS回路の素子面積が大きくなるという問題がある。   As described above, in the conventional LDMOS, since both the source region and the drain region are formed on the front surface side, the lateral dimension is large compared to the VDMOS structure, and there is a limit to high integration. For example, when a CMOS circuit is formed by arranging a P-channel LDMOS and an N-channel LDMOS, there is a problem that the lateral dimension of the entire CMOS circuit is increased and the element area of the CMOS circuit in the IC chip is increased.

上記に鑑みて本発明の目的は、LDMOSなどの横型二重拡散構造を有する電界効果トランジスタの高集積化を可能とする電界効果トランジスタ及びその製造方法並びに半導体装置を提供することである。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a field effect transistor, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device that enable high integration of a field effect transistor having a lateral double diffusion structure such as an LDMOS.

本発明の第1の態様による電界効果トランジスタは、半導体基板と、前記半導体基板の主面上で該主面に平行な所定方向に延在し、前記所定方向とは交差する方向に幅を有するゲート電極と、前記半導体基板と前記ゲート電極との間に介在するゲート絶縁膜とを備え、前記半導体基板は、前記ゲート電極の幅方向両側のうちの一方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するP型ボディ領域と、前記ゲート電極の幅方向両側のうちの他方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するN型ボディ領域と、前記一方の側で前記主面近傍に形成され、前記P型ボディ領域と接合する第1のP型不純物拡散領域と、前記他方の側で前記主面近傍において前記第1のP型不純物拡散領域と対向する位置に形成され、前記N型ボディ領域と接合する第1のN型不純物拡散領域と、前記一方の側で前記主面近傍に形成され、前記P型ボディ領域と接合する第2のN型不純物拡散領域と、前記他方の側で前記主面近傍において前記第2のN型不純物拡散領域と対向する位置に形成され、前記N型ボディ領域と接合する第2のP型不純物拡散領域とを含み、前記第1のP型不純物拡散領域と前記第2のN型不純物拡散領域とは、前記所定方向に互いに離間し且つ隣り合う位置に形成されており、前記第1のN型不純物拡散領域と前記第2のP型不純物拡散領域とは、前記所定方向に互いに離間し且つ隣り合う位置に形成されていることを特徴とする。
また、本発明の第2の態様による電界効果トランジスタは、半導体基板と、前記半導体基板の主面上で該主面に平行な所定方向に延在し、前記所定方向とは交差する方向に幅を有するゲート電極と、前記半導体基板と前記ゲート電極との間に介在するゲート絶縁膜とを備え、前記半導体基板は、前記ゲート電極の幅方向両側のうちの一方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するP型ボディ領域と、前記ゲート電極の幅方向両側のうちの他方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するN型ボディ領域と、前記一方の側で前記主面近傍に形成され、前記P型ボディ領域と接合する第1のP型不純物拡散領域と、前記他方の側で前記主面近傍において前記第1のP型不純物拡散領域と対向する位置に形成され、前記N型ボディ領域と接合する第1のN型不純物拡散領域と、前記一方の側で前記主面近傍に形成され、前記P型ボディ領域と接合する第2のN型不純物拡散領域と、前記他方の側で前記主面近傍において前記第2のN型不純物拡散領域と対向する位置に形成され、前記N型ボディ領域と接合する第2のP型不純物拡散領域とを含み、請求項1から6のうちのいずれか1項に記載の電界効果トランジスタであって、前記N型ボディ領域と前記P型ボディ領域とは、前記ゲート電極の中心線に関して前記幅方向において互いに対称な形状を有し、前記第1のN型不純物拡散領域と前記第1のP型不純物拡散領域とは、前記ゲート電極の中心線に関して前記幅方向において互いに対称な形状を有し、前記第2のP型不純物拡散領域と前記第2のN型不純物拡散領域とは、前記ゲート電極の中心線に関して前記幅方向において互いに対称な形状を有することを特徴とする。
The field effect transistor according to the first aspect of the present invention has a semiconductor substrate and a main surface of the semiconductor substrate that extends in a predetermined direction parallel to the main surface and has a width in a direction crossing the predetermined direction. A gate insulating film interposed between the semiconductor substrate and the gate electrode, the semiconductor substrate extending along the predetermined direction on one side of both sides of the gate electrode in the width direction. A P-type body region having an end in a region immediately below the gate electrode, and extending along the predetermined direction on the other side of both sides in the width direction of the gate electrode, and immediately below the gate electrode An N-type body region having an end in the region, a first P-type impurity diffusion region formed in the vicinity of the main surface on the one side and joined to the P-type body region, and the first side on the other side The first P-type impurity in the vicinity of the main surface A first N-type impurity diffusion region formed at a position facing the diffusion region and joined to the N-type body region; and a first N-type impurity diffusion region formed near the main surface on the one side and joined to the P-type body region. Two N-type impurity diffusion regions and a second P-type impurity formed on the other side in the vicinity of the main surface at a position facing the second N-type impurity diffusion region and joined to the N-type body region a diffusion region seen including, wherein the first P-type impurity diffusion region and the second N-type impurity diffusion regions, wherein are formed spaced apart and a position adjacent to each other in a predetermined direction, said first The N-type impurity diffusion region and the second P-type impurity diffusion region are formed at positions adjacent to each other in the predetermined direction .
The field effect transistor according to the second aspect of the present invention includes a semiconductor substrate and a width extending in a direction parallel to the main surface on the main surface of the semiconductor substrate and intersecting the predetermined direction. And a gate insulating film interposed between the semiconductor substrate and the gate electrode, the semiconductor substrate along the predetermined direction on one side of both sides in the width direction of the gate electrode A P-type body region having an end in a region immediately below the gate electrode, and extending along the predetermined direction on the other side of both sides in the width direction of the gate electrode, An N-type body region having an end in a region immediately below the first side, a first P-type impurity diffusion region formed in the vicinity of the main surface on the one side and joined to the P-type body region, and the other side In the vicinity of the main surface, the first P-type A first N-type impurity diffusion region formed at a position facing the pure material diffusion region and bonded to the N-type body region; and formed in the vicinity of the main surface on the one side, and bonded to the P-type body region A second N-type impurity diffusion region that is formed on the other side in the vicinity of the main surface at a position facing the second N-type impurity diffusion region and joined to the N-type body region The field effect transistor according to claim 1, wherein the N-type body region and the P-type body region include a center line of the gate electrode. The first N-type impurity diffusion region and the first P-type impurity diffusion region are symmetrical to each other in the width direction with respect to the center line of the gate electrode. Before and And the second P-type impurity diffusion region and the second N-type impurity diffusion region, and having a symmetrical shape each other in the widthwise direction with respect to the center line of the gate electrode.

本発明の第の態様による半導体装置は、半導体基板上に形成されたゲート電極を共有する第1及び第2の電界効果トランジスタを備え、前記第1の電界効果トランジスタは上記第1の態様による電界効果トランジスタまたは上記第2の態様による電界効果トランジスタと同じ構造を有し、前記第2の電界効果トランジスタも、上記第1の態様による電界効果トランジスタまたは上記第2の態様による電界効果トランジスタと同じ構造を有することを特徴とする。 A semiconductor device according to a third aspect of the present invention includes first and second field effect transistors sharing a gate electrode formed on a semiconductor substrate, and the first field effect transistor according to the first aspect. The field effect transistor or the field effect transistor according to the second aspect has the same structure, and the second field effect transistor is the same as the field effect transistor according to the first aspect or the field effect transistor according to the second aspect. It has a structure.

本発明の第の態様による電界効果トランジスタの製造方法は、半導体基板の主面上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板の当該主面上に、該主面に平行な所定方向に延在し且つ前記所定方向とは交差する方向に幅を有するゲート電極を形成する工程と、前記半導体基板の内部にN型不純物及びP型不純物をそれぞれ選択的に導入して、前記ゲート電極の幅方向両側のうち一方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するP型ボディ領域を形成するとともに、前記ゲート電極の幅方向両側のうち他方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するN型ボディ領域を形成する工程と、前記半導体基板内の前記主面近傍にP型不純物を選択的に導入して、前記一方の側に前記P型ボディ領域と接合する第1のP型不純物拡散領域を形成するとともに、前記他方の側で前記N型ボディ領域と接合する第2のP型不純物拡散領域を形成する工程と、前記半導体基板内の前記主面近傍にN型不純物を選択的に導入して、前記他方の側で前記第1のP型不純物拡散領域と対向する位置に前記N型ボディ領域と接合する第1のN型不純物拡散領域を形成するとともに、前記一方の側で前記第2のP型不純物拡散領域と対向する位置に前記P型ボディ領域と接合する第2のN型不純物拡散領域を形成する工程とを備え、前記第1のP型不純物拡散領域と前記第2のN型不純物拡散領域とは、前記所定方向に互いに離間し且つ隣り合う位置に形成され、前記第1のN型不純物拡散領域と前記第2のP型不純物拡散領域とは、前記所定方向に互いに離間し且つ隣り合う位置に形成されることを特徴とする。
A field effect transistor manufacturing method according to a fourth aspect of the present invention includes a step of forming a gate insulating film on a main surface of a semiconductor substrate, and the main surface of the semiconductor substrate via the gate insulating film, Forming a gate electrode extending in a predetermined direction parallel to the main surface and having a width in a direction crossing the predetermined direction; and selectively applying N-type impurities and P-type impurities in the semiconductor substrate, respectively. And introducing a P-type body region extending along the predetermined direction on one side of both sides of the gate electrode in the width direction and having an end portion in a region immediately below the gate electrode; Forming an N-type body region extending along the predetermined direction on the other side of both sides in the width direction of the electrode and having an end portion in a region directly below the gate electrode; and the main body in the semiconductor substrate P-type impurities near the surface A first P-type impurity diffusion region bonded to the P-type body region is formed on the one side, and the second P is bonded to the N-type body region on the other side. Forming a n-type impurity diffusion region, selectively introducing an n-type impurity in the vicinity of the main surface in the semiconductor substrate, and at a position facing the first p-type impurity diffusion region on the other side Forming a first N-type impurity diffusion region to be joined to the N-type body region, and joining the P-type body region to a position facing the second P-type impurity diffusion region on the one side; Forming the N-type impurity diffusion region, and the first P-type impurity diffusion region and the second N-type impurity diffusion region are formed at positions adjacent to each other in the predetermined direction. , Before the first N-type impurity diffusion region And the second P-type impurity diffusion region, characterized in that it is formed at a position adjacent the predetermined direction spaced apart from each other and.

本発明によれば、ICチップ内の電界効果トランジスタの占有面積の比率が低くなるので、高集積化が可能となる。   According to the present invention, since the ratio of the area occupied by the field effect transistor in the IC chip is reduced, high integration is possible.

本発明に係る実施の形態1の一例である半導体装置の構成を概略的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device which is an example of a first embodiment according to the present invention. 図1の半導体装置のII−II線に沿った概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of the semiconductor device of FIG. 1. 図1の半導体装置のIII−III線に沿った概略断面図であり、図3は、図1の半導体装置1NのIII−III線に沿った概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of the semiconductor device 1N of FIG. Nチャネル電界効果トランジスタを示す図である。It is a figure which shows an N channel field effect transistor. 実施の形態1の半導体装置の第1の製造工程を概略的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross sectional view schematically showing a first manufacturing step for the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の第2の製造工程を概略的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross sectional view schematically showing a second manufacturing step of the semiconductor device of First Embodiment. 実施の形態1の半導体装置の第3の製造工程を概略的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross sectional view schematically showing a third manufacturing step of the semiconductor device of First Embodiment. 実施の形態1の半導体装置の第4の製造工程を概略的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross sectional view schematically showing a fourth manufacturing step of the semiconductor device of First Embodiment. 実施の形態1の半導体装置の第5の製造工程を概略的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross sectional view schematically showing a fifth manufacturing step for the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の第6の製造工程を概略的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross sectional view schematically showing a sixth manufacturing step of the semiconductor device of First Embodiment. 実施の形態1の半導体装置の第7の製造工程を概略的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross sectional view schematically showing a seventh manufacturing step for the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の他の例である半導体装置の構成を概略的に示す平面図である。FIG. 10 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device which is another example of the first embodiment. 図12の半導体装置のXIII−XIII線に沿った概略断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device of FIG. 12 taken along line XIII-XIII. 図12の半導体装置のXIV−XIV線に沿った概略断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device of FIG. 12 taken along line XIV-XIV. Pチャネル電界効果トランジスタを示す図である。It is a figure which shows a P-channel field effect transistor. 比較例のLDMOS構造を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the LDMOS structure of a comparative example. 本発明に係る実施の形態2のCMOS構造を有する半導体装置の構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the structure of the semiconductor device which has the CMOS structure of Embodiment 2 which concerns on this invention. 図17の半導体装置のXVIII−XVIII線に沿った概略断面図である。FIG. 18 is a schematic sectional view taken along line XVIII-XVIII of the semiconductor device of FIG. 17. 実施の形態2の半導体装置の等価回路を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of the semiconductor device of the second embodiment.

以下、本発明に係る種々の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明に係る実施の形態1の一例である半導体装置1Nの構成を概略的に示す平面図である。また、図2は、図1の半導体装置1NのII−II線に沿った概略断面図であり、図3は、図1の半導体装置1NのIII−III線に沿った概略断面図である。なお、説明の便宜上、図2及び図3の層間絶縁膜60は、図1に示されていない。以下に説明されるように、本実施の形態では、図2の断面構造と図3の断面構造との組で横型二重拡散構造を有するNチャネル電界効果トランジスタ素子が一つ構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device 1N which is an example of the first embodiment according to the present invention. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II of the semiconductor device 1N of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III of the semiconductor device 1N of FIG. For convenience of explanation, the interlayer insulating film 60 of FIGS. 2 and 3 is not shown in FIG. As will be described below, in this embodiment, one N-channel field effect transistor element having a lateral double diffusion structure is configured by the combination of the cross-sectional structure of FIG. 2 and the cross-sectional structure of FIG.

図2及び図3の断面図に示されるように、本実施の形態の半導体装置1Nのトランジスタ構造は、単結晶シリコン材料からなるP型支持基板10上に形成される。P型支持基板10の上面にはN型埋め込み層(NBL:N−type buried layer)11が形成されている。このN型埋め込み層11の上にはN型エピタキシャル層12が形成されている。このN型エピタキシャル層12の内部には、当該N型エピタキシャル層12の上面からP型支持基板10まで垂直方向に延在するP型素子分離層15A,15Bが形成されている。これらP型素子分離層15A,15Bは、pn接合による素子分離機能を有する。なお、これらP型素子分離層15A,15Bに代えて、STI(Shallow Trench Isolation)構造などのトレンチ分離構造を形成してもよい。なお、P型支持基板10とN型埋め込み層11とN型エピタキシャル層12とで本発明の半導体基板を構成することができる。 2 and 3, the transistor structure of the semiconductor device 1N according to the present embodiment is formed on a P-type support substrate 10 made of a single crystal silicon material. An N + type buried layer (NBL: N + -type buried layer) 11 is formed on the upper surface of the P type support substrate 10. An N type epitaxial layer 12 is formed on the N + type buried layer 11. Inside the N-type epitaxial layer 12, P-type element isolation layers 15A and 15B extending in the vertical direction from the upper surface of the N-type epitaxial layer 12 to the P-type support substrate 10 are formed. These P-type element isolation layers 15A and 15B have an element isolation function by a pn junction. Instead of the P-type element isolation layers 15A and 15B, a trench isolation structure such as an STI (Shallow Trench Isolation) structure may be formed. The P-type support substrate 10, the N + type buried layer 11, and the N-type epitaxial layer 12 can constitute the semiconductor substrate of the present invention.

N型エピタキシャル層12の上層部には、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)法によりフィールド酸化膜13A,13Bが形成されている。また、N型エピタキシャル層12上には、ゲート絶縁膜16とゲート電極17とからなるゲート構造がP型支持基板10の上面に沿って図1のY軸方向に延在している。ゲート絶縁膜16は、たとえばシリコン酸化物などの高誘電率材料からなる薄膜であり、ゲート電極17は、たとえばボロンやリンなどの不純物を高濃度にドープされた多結晶シリコン材料を用いて構成することができる。   Field oxide films 13A and 13B are formed on the upper layer portion of the N-type epitaxial layer 12 by a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method. On the N-type epitaxial layer 12, a gate structure including a gate insulating film 16 and a gate electrode 17 extends along the upper surface of the P-type support substrate 10 in the Y-axis direction of FIG. The gate insulating film 16 is a thin film made of a high dielectric constant material such as silicon oxide, and the gate electrode 17 is formed using a polycrystalline silicon material doped with an impurity such as boron or phosphorus at a high concentration. be able to.

ゲート電極17のX軸方向両側壁には、それぞれ、絶縁材料からなるサイドウォールスペーサ18A,18Bが形成されている。なお、X軸方向は、P型支持基板10の上面と平行であり且つY軸方向と直交する方向である。これらサイドウォールスペーサ18A,18Bは、図1に示されるようにゲート電極17とともにY軸方向に延在している。   Side wall spacers 18A and 18B made of an insulating material are formed on both side walls in the X-axis direction of the gate electrode 17, respectively. The X-axis direction is a direction parallel to the upper surface of the P-type support substrate 10 and orthogonal to the Y-axis direction. These sidewall spacers 18A and 18B extend in the Y-axis direction together with the gate electrode 17 as shown in FIG.

ゲート電極17は、図1の素子領域全体に亘ってY軸方向に延在し、Y軸方向と交差するX軸方向に一定の幅を持つ細長い矩形状を有している。このゲート電極17のX軸方向(幅方向)両側では、それぞれ、N型エピタキシャル層12の比較的浅い領域にN型ボディ領域(N型ウエル)20NとP型ボディ領域(P型ウエル)20Pとが形成されている。図2及び図3に示されるように、これらP型ボディ領域20Pの端部とN型ボディ領域20Nの端部とはX軸方向に互いに対向し、且つ、ゲート電極17の直下で互いに接合している。また、図1に示されるように、P型ボディ領域20Pは、ゲート電極17の両側のうち一方の側(右側)でY軸方向に沿って延在し、N型ボディ領域20Nは、ゲート電極17の両側のうちの他方の側(左側)でY軸方向に沿って延在している。このようなP型ボディ領域20Pの分布とN型ボディ領域20Nの分布とは、たとえば、N型エピタキシャル層12内の上面付近にN型不純物原子とP型不純物原子とをそれぞれ個別のレジストパターンを用いてイオン注入し、その後、ドライブイン処理(比較的長時間の熱処理)により、イオン注入されたN型不純物原子とP型不純物原子とを拡散させ活性化させることにより実現することができる。   The gate electrode 17 extends in the Y-axis direction over the entire element region of FIG. 1 and has an elongated rectangular shape having a certain width in the X-axis direction intersecting the Y-axis direction. On both sides of the X-axis direction (width direction) of the gate electrode 17, an N-type body region (N-type well) 20N and a P-type body region (P-type well) 20P are formed in relatively shallow regions of the N-type epitaxial layer 12, respectively. Is formed. As shown in FIGS. 2 and 3, the end of the P-type body region 20P and the end of the N-type body region 20N face each other in the X-axis direction and are joined to each other immediately below the gate electrode 17. ing. Also, as shown in FIG. 1, the P-type body region 20P extends along the Y-axis direction on one side (right side) of both sides of the gate electrode 17, and the N-type body region 20N 17 extends along the Y-axis direction on the other side (left side) of both sides. The distribution of the P-type body region 20P and the distribution of the N-type body region 20N is, for example, that an N-type impurity atom and a P-type impurity atom are separately provided in the vicinity of the upper surface in the N-type epitaxial layer 12, respectively. This can be realized by diffusing and activating the ion-implanted N-type impurity atoms and P-type impurity atoms by drive-in treatment (heat treatment for a relatively long time).

図1に示されるように、ゲート電極17の左側の領域においては、N型エピタキシャル層12の上面付近でN型ボディ領域20Nに囲まれ且つ接合するように、不純物拡散層30N,31P,32N,33P,34N,35P,36Nが形成されている。これら不純物拡散層30N,31P,32N,33P,34N,35P,36Nは、互いに離間し、Y軸方向に沿って一定間隔で並んでいる。また、これら不純物拡散層のうち、不純物拡散層30N,32N,34N,36Nは、N型不純物の拡散領域であり、不純物拡散層31P,33P,35Pは、P型不純物の拡散領域である。よって、ゲート電極17の左側には、Y軸方向に沿ってN型不純物拡散領域とP型不純物拡散領域とが交互に配列されている。   As shown in FIG. 1, in the region on the left side of the gate electrode 17, the impurity diffusion layers 30N, 31P, 32N, and so on are surrounded and joined by the N-type body region 20N near the upper surface of the N-type epitaxial layer 12. 33P, 34N, 35P, and 36N are formed. These impurity diffusion layers 30N, 31P, 32N, 33P, 34N, 35P, and 36N are spaced apart from each other and are arranged at regular intervals along the Y-axis direction. Of these impurity diffusion layers, the impurity diffusion layers 30N, 32N, 34N, and 36N are N-type impurity diffusion regions, and the impurity diffusion layers 31P, 33P, and 35P are P-type impurity diffusion regions. Therefore, N-type impurity diffusion regions and P-type impurity diffusion regions are alternately arranged on the left side of the gate electrode 17 along the Y-axis direction.

ゲート電極17の右側の領域においても、N型エピタキシャル層12の上面付近でP型ボディ領域20Pに囲まれ且つ接合するように、不純物拡散層30P,31N,32P,33N,34P,35N,36Pが形成されている。これら不純物拡散層30P,31N,32P,33N,34P,35N,36Pは、互いに離間し、Y軸方向に沿って一定間隔で並んでいる。また、これら不純物拡散層のうち、不純物拡散層31N,33N,35Nは、N型不純物の拡散領域であり、不純物拡散層30P,32P,34P,36Pは、P型不純物の拡散領域である。よって、ゲート電極17の右側にも、Y軸方向に沿ってN型不純物拡散領域とP型不純物拡散領域とが交互に配列されている。   The impurity diffusion layers 30P, 31N, 32P, 33N, 34P, 35N, and 36P are also formed in the region on the right side of the gate electrode 17 so as to be surrounded and joined by the P-type body region 20P near the upper surface of the N-type epitaxial layer 12. Is formed. The impurity diffusion layers 30P, 31N, 32P, 33N, 34P, 35N, and 36P are spaced apart from each other and are arranged at regular intervals along the Y-axis direction. Of these impurity diffusion layers, the impurity diffusion layers 31N, 33N, and 35N are N-type impurity diffusion regions, and the impurity diffusion layers 30P, 32P, 34P, and 36P are P-type impurity diffusion regions. Therefore, N-type impurity diffusion regions and P-type impurity diffusion regions are alternately arranged along the Y-axis direction also on the right side of the gate electrode 17.

さらに、ゲート電極17を境に対向する一対の不純物拡散層30N,30Pは、互いに異なる導電型を有する。同様に、一対の不純物拡散層31P,31Nと、一対の不純物拡散層32N,32Pと、一対の不純物拡散層33P,33Nと、一対の不純物拡散層34N,34Pと、一対の不純物拡散層35P,35Nと、一対の不純物拡散層36N,36Pとは、それぞれ互いに異なる導電型を有している。   Further, the pair of impurity diffusion layers 30N and 30P facing the gate electrode 17 have different conductivity types. Similarly, a pair of impurity diffusion layers 31P and 31N, a pair of impurity diffusion layers 32N and 32P, a pair of impurity diffusion layers 33P and 33N, a pair of impurity diffusion layers 34N and 34P, and a pair of impurity diffusion layers 35P, 35N and the pair of impurity diffusion layers 36N and 36P have different conductivity types.

本実施の形態の半導体装置1Nでは、P型ボディ領域20PとN型ボディ領域20Nとは、ゲート電極17の中心線に関してほぼ対称な形状を有している。同様に、左側の不純物拡散層30N,31P,32N,33P,34N,35P,36Nの形状と、右側の不純物拡散層30P,31N,32P,33N,34P,35N,36Pの形状とは、ゲート電極17の中心線に関してほぼ対称である。   In the semiconductor device 1N of the present embodiment, the P-type body region 20P and the N-type body region 20N have substantially symmetric shapes with respect to the center line of the gate electrode 17. Similarly, the shape of the left impurity diffusion layers 30N, 31P, 32N, 33P, 34N, 35P, and 36N and the shape of the right impurity diffusion layers 30P, 31N, 32P, 33N, 34P, 35N, and 36P are the gate electrode. It is almost symmetrical with respect to the 17 center line.

また、N型エピタキシャル層12上には、左側の不純物拡散層30N,32N,34N,36Nとそれぞれ電気的に接続されるコンタクトプラグ(引き出し電極)50,52,54,56が形成され、右側の不純物拡散層30P,31N,32P,33N,34P,35N,36Pとそれぞれ電気的に接続されるコンタクトプラグ(引き出し電極)40,41,42,43,44,45,46が形成されている。左側の不純物拡散領域31P,33P,35Pについてはコンタクトプラグが形成されていない。左側のコンタクトプラグ50,52,54,56の上端部は、銅やアルミニウムなどの上層配線71と接続され、右側のコンタクトプラグ40〜46の上端部は、銅やアルミニウムなどの上層配線70と接続されている。   On the N-type epitaxial layer 12, contact plugs (leading electrodes) 50, 52, 54, and 56 that are electrically connected to the impurity diffusion layers 30N, 32N, 34N, and 36N on the left side are formed. Contact plugs (leading electrodes) 40, 41, 42, 43, 44, 45, and 46, which are electrically connected to the impurity diffusion layers 30P, 31N, 32P, 33N, 34P, 35N, and 36P, are formed. Contact plugs are not formed in the left impurity diffusion regions 31P, 33P, and 35P. The upper end portions of the left contact plugs 50, 52, 54, and 56 are connected to an upper layer wiring 71 such as copper and aluminum, and the upper end portions of the right contact plugs 40 to 46 are connected to an upper layer wiring 70 such as copper and aluminum. Has been.

上記コンタクトプラグのうち、コンタクトプラグ50,52,54,56をドレイン電極とし、コンタクトプラグ41,43,45をソース電極とし、コンタクトプラグ40,42,44,46をバックゲート電極として利用することにより、図4に示されるようなNチャネル電界効果トランジスタ2Nを構成することができる。このNチャネル電界効果トランジスタ2Nは、ゲート2g、ソース2s、ドレイン2d及びバックゲート2gを有する。   Of the contact plugs, contact plugs 50, 52, 54, and 56 are used as drain electrodes, contact plugs 41, 43, and 45 are used as source electrodes, and contact plugs 40, 42, 44, and 46 are used as back gate electrodes. An N-channel field effect transistor 2N as shown in FIG. 4 can be configured. The N-channel field effect transistor 2N has a gate 2g, a source 2s, a drain 2d, and a back gate 2g.

図2の断面構造と図3の断面構造との組で構成されるNチャネル電界効果トランジスタ素子の場合、図2のボディ領域20P内には図1のII−II線に沿ってチャネル領域が形成され、ボディ領域20N内にはドリフト領域(電界緩和領域)が形成される。この電界効果トランジスタ素子の耐圧性能は、ドリフト領域の長さに依存するが、ドリフト領域は、ゲート電極17の幅方向(X軸方向)ではなく、図1のII−II線に沿った斜め方向に形成されるので、比較的長い電界緩和領域を確保することができる。   In the case of an N-channel field effect transistor element configured by a combination of the cross-sectional structure of FIG. 2 and the cross-sectional structure of FIG. 3, a channel region is formed in the body region 20P of FIG. Thus, a drift region (electric field relaxation region) is formed in body region 20N. The breakdown voltage performance of this field effect transistor element depends on the length of the drift region, but the drift region is not in the width direction (X-axis direction) of the gate electrode 17 but in an oblique direction along the line II-II in FIG. Therefore, a relatively long electric field relaxation region can be secured.

次に、図5〜図11を参照しつつ、上記半導体装置1Nの製造方法について説明する。図5〜図11は、半導体装置1Nの製造工程の例を概略的に示す断面図であり、図1のIII−III線に沿った断面構造(図3)に対応するものである。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device 1N will be described with reference to FIGS. 5 to 11 are cross-sectional views schematically showing an example of the manufacturing process of the semiconductor device 1N, and correspond to the cross-sectional structure (FIG. 3) along the line III-III in FIG.

まず、支持基板としてシリコン基板を用意し、このシリコン基板の表面を熱酸化して膜厚が数十nm程度の熱酸化膜19(図5)を形成し、さらに、この熱酸化膜19を介してシリコン基板内にヒ素やボロンなどのP型不純物を選択的にイオン注入する。この結果、図5に示されるように、表面付近にP型不純物層11dを含むP型支持基板10を得ることができる。P型不純物層11dは、熱処理により活性化されるとN型埋め込み層11となる。より具体的には、用意されたシリコン基板の表面にレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとしてヒ素を単結晶シリコン基板の上面付近の領域(比較的浅い領域)に打ち込むことでP型不純物層11dが形成される。その後、レジストパターンを除去し、シリコン基板全体にボロンをイオン注入する。導入されたボロンを熱処理で活性化するとP型支持基板10が得られる。 First, a silicon substrate is prepared as a support substrate, and the surface of the silicon substrate is thermally oxidized to form a thermal oxide film 19 (FIG. 5) having a film thickness of about several tens of nanometers. Then, a P-type impurity such as arsenic or boron is selectively ion-implanted into the silicon substrate. As a result, as shown in FIG. 5, a P-type support substrate 10 including a P-type impurity layer 11d near the surface can be obtained. The P-type impurity layer 11d becomes the N + -type buried layer 11 when activated by heat treatment. More specifically, a resist pattern (not shown) is formed on the surface of the prepared silicon substrate, and arsenic is implanted into a region (relatively shallow region) near the upper surface of the single crystal silicon substrate using this resist pattern as a mask. Thus, the P-type impurity layer 11d is formed. Thereafter, the resist pattern is removed, and boron ions are implanted into the entire silicon substrate. When the introduced boron is activated by heat treatment, a P-type support substrate 10 is obtained.

その後、熱酸化膜19を除去し、P型支持基板10上に1μm〜数十μm程度の厚みのN型エピタキシャル層12を成長させる。この結果、図6に示される半導体基板10Bを得ることができる。   Thereafter, the thermal oxide film 19 is removed, and an N-type epitaxial layer 12 having a thickness of about 1 μm to several tens of μm is grown on the P-type support substrate 10. As a result, the semiconductor substrate 10B shown in FIG. 6 can be obtained.

次に、公知のLOCOS法を用いて、図7に示されるように、N型エピタキシャル層12上にフィールド酸化膜13A,13Bを形成する。たとえば、開口部を持つシリコン窒化膜(図示せず)をN型エピタキシャル層12上に形成し、このシリコン窒化膜をマスクとしてN型エピタキシャル層12の露出面を熱酸化することで、フィールド酸化膜13A,13Bを形成することができる。   Next, field oxide films 13A and 13B are formed on the N-type epitaxial layer 12 using a known LOCOS method, as shown in FIG. For example, a field oxide film is formed by forming a silicon nitride film (not shown) having an opening on the N-type epitaxial layer 12 and thermally oxidizing the exposed surface of the N-type epitaxial layer 12 using the silicon nitride film as a mask. 13A and 13B can be formed.

さらに、N型エピタキシャル層12上に、P型素子分離層15A,15Bを形成するためのレジストパターン(図示せず)を形成し、これをマスクとしてN型エピタキシャル層12にリンなどのP型不純物をイオン注入する。イオン注入されたP型不純物を熱処理で活性化することで、図7のP型素子分離層15A,15Bが形成される。   Further, a resist pattern (not shown) for forming P-type element isolation layers 15A and 15B is formed on N-type epitaxial layer 12, and P-type impurities such as phosphorus are formed on N-type epitaxial layer 12 using this as a mask. Ion implantation. The P-type element isolation layers 15A and 15B in FIG. 7 are formed by activating the ion-implanted P-type impurities by heat treatment.

次に、図7のN型エピタキシャル層12上にシリコン酸化膜などの絶縁膜を形成する。その後、たとえばCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、この絶縁膜上に、リンなどのP型不純物が高濃度でドープされた多結晶シリコン膜を堆積させる。そして、半導体リソグラフィ(フォトリソグラフィや極端紫外線リソグラフィなど)と異方性エッチングとによりこれら絶縁膜と多結晶シリコン膜とをパターニングすることで、図8のゲート構造(ゲート絶縁膜16及びゲート電極17)を形成することができる。   Next, an insulating film such as a silicon oxide film is formed on the N-type epitaxial layer 12 of FIG. Thereafter, a polycrystalline silicon film doped with a high concentration of P-type impurities such as phosphorus is deposited on the insulating film by using, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Then, the insulating film and the polycrystalline silicon film are patterned by semiconductor lithography (such as photolithography and extreme ultraviolet lithography) and anisotropic etching, so that the gate structure (gate insulating film 16 and gate electrode 17) of FIG. Can be formed.

次に、N型ボディ領域20Nを形成するために、半導体リソグラフィにより、このN型ボディ領域20Nの形成予定領域を露出させ且つP型ボディ領域20Pの形成予定領域を被覆するレジストパターン(図示せず)を図8のN型エピタキシャル層12上に形成する。次に、このレジストパターンと図8のゲート構造とをマスクとして、ボロンなどのP型不純物をN型エピタキシャル層12内にイオン注入する。このとき、たとえば、加速電圧20keV、不純物濃度が約5×1013atoms/cmの条件でボロンをイオン注入すればよい。その後、レジストパターンは除去される。さらに、P型ボディ領域20Pを形成するために、半導体リソグラフィにより、P型ボディ領域20Pの形成予定領域を露出させ且つN型ボディ領域20Nの形成予定領域を被覆するレジストパターン(図示せず)をN型エピタキシャル層12上に形成する。このレジストパターンと図8のゲート構造とをマスクとして、リンなどのN型不純物をN型エピタキシャル層12内にイオン注入する。このとき、たとえば、加速電圧80keV、不純物濃度が約1.5×1013atoms/cmといった条件でリンをイオン注入すればよい。その後、レジストパターンは除去される。そして、N型エピタキシャル層12に導入されたN型不純物とP型不純物とをドライブイン処理により拡散させ、活性化させる。この結果、図9に示されるように、ゲート電極17の両側にP型ボディ領域20PとN型ボディ領域20Nとが形成される。 Next, in order to form the N-type body region 20N, a resist pattern (not shown) that exposes the formation region of the N-type body region 20N and covers the formation region of the P-type body region 20P by semiconductor lithography. ) Is formed on the N-type epitaxial layer 12 of FIG. Next, using this resist pattern and the gate structure of FIG. 8 as a mask, P-type impurities such as boron are ion-implanted into the N-type epitaxial layer 12. At this time, for example, boron may be ion-implanted under the conditions of an acceleration voltage of 20 keV and an impurity concentration of about 5 × 10 13 atoms / cm 2 . Thereafter, the resist pattern is removed. Further, in order to form the P-type body region 20P, a resist pattern (not shown) that exposes the formation region of the P-type body region 20P and covers the formation region of the N-type body region 20N is formed by semiconductor lithography. It is formed on the N type epitaxial layer 12. Using this resist pattern and the gate structure of FIG. 8 as a mask, N-type impurities such as phosphorus are ion-implanted into the N-type epitaxial layer 12. At this time, phosphorus may be ion-implanted under the conditions of an acceleration voltage of 80 keV and an impurity concentration of about 1.5 × 10 13 atoms / cm 2 , for example. Thereafter, the resist pattern is removed. Then, the N-type impurity and the P-type impurity introduced into the N-type epitaxial layer 12 are diffused and activated by a drive-in process. As a result, as shown in FIG. 9, a P-type body region 20P and an N-type body region 20N are formed on both sides of the gate electrode 17.

その後、たとえばCVD法により、図9の構造上に、シリコン酸化物などの絶縁材料からなる絶縁膜を堆積させ、この絶縁膜を異方性エッチングによりエッチバックする。この結果、ゲート電極17の両側壁に図10のサイドウォールスペーサ18A,18Bが形成される。   Thereafter, an insulating film made of an insulating material such as silicon oxide is deposited on the structure of FIG. 9 by, for example, CVD, and this insulating film is etched back by anisotropic etching. As a result, the side wall spacers 18A and 18B shown in FIG.

さらに、図1のN型不純物拡散領域30N〜36Nを形成するために、半導体リソグラフィにより、これらN型不純物拡散領域30N〜36Nの形成予定領域を露出させ且つP型不純物拡散領域30P〜36Pの形成予定領域を被覆するレジストパターン(図示せず)を形成する。そして、このレジストパターンとゲート電極17とサイドウォールスペーサ18A,18Bとをマスクとして、ヒ素などのN型不純物をN型エピタキシャル層12内にイオン注入する。このとき、たとえば、加速電圧が40keV、不純物濃度が約5×1015atoms/cmの条件でヒ素をイオン注入することができる。その後、レジストパターンは除去される。さらに、P型不純物拡散領域30P〜36Pを形成するために、半導体リソグラフィにより、これらP型不純物拡散領域30P〜36Pの形成予定領域を露出させ且つN型不純物拡散領域30N〜36Nの形成予定領域を被覆するレジストパターン(図示せず)を形成する。そして、このレジストパターンとゲート電極17とサイドウォールスペーサ18A,18Bとをマスクとして、ボロンやフッ化ボロン(BF)などのP型不純物をN型エピタキシャル層12内にイオン注入する。このとき、たとえば、加速電圧が40keV、不純物濃度が約5×1015atoms/cmの条件でフッ化ボロンをイオン注入することができる。その後、レジストパターンは除去される。このようにして個別にイオン注入されたN型不純物とP型不純物とは、熱処理により活性化される。この結果、図10の構造が形成される。 Further, in order to form the N-type impurity diffusion regions 30N to 36N of FIG. 1, the regions where the N-type impurity diffusion regions 30N to 36N are to be formed are exposed and the P-type impurity diffusion regions 30P to 36P are formed by semiconductor lithography. A resist pattern (not shown) for covering the predetermined area is formed. Then, N-type impurities such as arsenic are ion-implanted into the N-type epitaxial layer 12 using the resist pattern, the gate electrode 17 and the side wall spacers 18A and 18B as a mask. At this time, for example, arsenic can be ion-implanted under conditions of an acceleration voltage of 40 keV and an impurity concentration of about 5 × 10 15 atoms / cm 2 . Thereafter, the resist pattern is removed. Further, in order to form the P-type impurity diffusion regions 30P to 36P, the formation regions of the P-type impurity diffusion regions 30P to 36P are exposed and the formation regions of the N-type impurity diffusion regions 30N to 36N are formed by semiconductor lithography. A resist pattern (not shown) to be coated is formed. Then, P-type impurities such as boron and boron fluoride (BF 2 ) are ion-implanted into the N-type epitaxial layer 12 using the resist pattern, the gate electrode 17 and the side wall spacers 18A and 18B as a mask. At this time, for example, boron fluoride can be ion-implanted under the conditions of an acceleration voltage of 40 keV and an impurity concentration of about 5 × 10 15 atoms / cm 2 . Thereafter, the resist pattern is removed. The N-type impurity and the P-type impurity individually ion-implanted in this way are activated by heat treatment. As a result, the structure of FIG. 10 is formed.

次に、図10の構造上に全面に亘って層間絶縁膜60を堆積させる。次いで、半導体リソグラフィとエッチングとにより、図11に示されるように、この層間絶縁膜60にコンタクトホール61,62,63を形成する。これらコンタクトホール61,62,63にタングステンなどの導電性材料を埋め込むことで本実施の形態の半導体装置1Nが完成する。   Next, an interlayer insulating film 60 is deposited over the entire surface of the structure of FIG. Next, contact holes 61, 62, and 63 are formed in the interlayer insulating film 60 by semiconductor lithography and etching, as shown in FIG. By embedding a conductive material such as tungsten in these contact holes 61, 62, 63, the semiconductor device 1N of the present embodiment is completed.

図12は、本実施の形態1の他の例である半導体装置1Pの構成を概略的に示す平面図である。また、図13は、図12の半導体装置1PのXIII−XIII線に沿った概略断面図であり、図14は、図12の半導体装置1PのXIV−XIV線に沿った概略断面図である。なお、説明の便宜上、図13及び図14の層間絶縁膜60は、図12に示されていない。   FIG. 12 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor device 1P which is another example of the first embodiment. 13 is a schematic cross-sectional view taken along line XIII-XIII of the semiconductor device 1P of FIG. 12, and FIG. 14 is a schematic cross-sectional view taken along line XIV-XIV of the semiconductor device 1P of FIG. For convenience of explanation, the interlayer insulating film 60 of FIGS. 13 and 14 is not shown in FIG.

この半導体装置1Pは、コンタクトプラグ90〜96,80,82,84,86の配線形態を除いて、上記半導体装置1Nと同じ構造を有するので、上記半導体装置1Nとほぼ同じ製造工程により半導体装置1Pを作製することができる。図12に示されるように、半導体装置1Pは、左側の不純物拡散層30N,31P,32N,33P,34N,35P,36Nとそれぞれ電気的に接続されたコンタクトプラグ(引き出し電極)90,91,92,93,94,95,96を有し、右側の不純物拡散層30P,32P,34P,36Pとそれぞれ電気的に接続されたコンタクトプラグ(引き出し電極)80,82,84,86を有する。不純物拡散領域31N,33N,35Nについては、コンタクトプラグは形成されていない。コンタクトプラグ80,82,84,86の上端部は上層配線73と接続され、コンタクトプラグ90〜96の上端部は上層配線74と接続されている。   Since the semiconductor device 1P has the same structure as the semiconductor device 1N except for the wiring form of the contact plugs 90 to 96, 80, 82, 84, 86, the semiconductor device 1P is manufactured by almost the same manufacturing process as the semiconductor device 1N. Can be produced. As shown in FIG. 12, the semiconductor device 1P includes contact plugs (lead electrodes) 90, 91, 92 electrically connected to the left impurity diffusion layers 30N, 31P, 32N, 33P, 34N, 35P, 36N, respectively. , 93, 94, 95, 96, and contact plugs (lead electrodes) 80, 82, 84, 86 electrically connected to the right impurity diffusion layers 30P, 32P, 34P, 36P, respectively. Contact plugs are not formed in the impurity diffusion regions 31N, 33N, and 35N. The upper ends of the contact plugs 80, 82, 84, 86 are connected to the upper layer wiring 73, and the upper ends of the contact plugs 90 to 96 are connected to the upper layer wiring 74.

上記コンタクトプラグのうち、コンタクトプラグ80,82,84,86をドレイン電極とし、コンタクトプラグ91,93,95をソース電極とし、コンタクトプラグ90,92,94,96をバックゲート電極として利用することにより、図15に示されるような、ゲート3gとソース3sとドレイン3dとバックゲート3gとを有するPチャネル電界効果トランジスタ3Pを構成することができる。   Of the contact plugs, contact plugs 80, 82, 84, 86 are used as drain electrodes, contact plugs 91, 93, 95 are used as source electrodes, and contact plugs 90, 92, 94, 96 are used as back gate electrodes. As shown in FIG. 15, a P-channel field effect transistor 3P having a gate 3g, a source 3s, a drain 3d, and a back gate 3g can be formed.

図13の断面構造と図14の断面構造との組で構成されるPチャネル電界効果トランジスタ素子の場合、その動作時に、図13のボディ領域20N内には図12のXIII−XIII線に沿ってチャネル領域が形成され、ボディ領域20P内にはドリフト領域(電界緩和領域)が形成される。この電界効果トランジスタ素子の耐圧性能は、ドリフト領域の長さに依存するが、ドリフト領域は、ゲート電極17の幅方向(X軸方向)ではなく、図12のXIII−XIII線に沿った斜め方向に形成されるので、比較的長い電界緩和領域を確保することができる。   In the case of a P-channel field effect transistor element constituted by a set of the cross-sectional structure of FIG. 13 and the cross-sectional structure of FIG. 14, during its operation, the body region 20N of FIG. 13 is along the line XIII-XIII of FIG. A channel region is formed, and a drift region (electric field relaxation region) is formed in body region 20P. Although the breakdown voltage performance of the field effect transistor element depends on the length of the drift region, the drift region is not in the width direction (X-axis direction) of the gate electrode 17 but in the oblique direction along the line XIII-XIII in FIG. Therefore, a relatively long electric field relaxation region can be secured.

上記したように実施の形態1の半導体装置1P,1Nは、コンタクトプラグの配線形態を除いて互いに同一の構造を有し、コンタクトプラグの配線形態を変えるだけで、Nチャネル電界効果トランジスタ(半導体装置1N)と、Pチャネル電界効果トランジスタ(半導体装置1P)とのいずれかを選択的に形成することができる。したがって、Nチャネル電界効果トランジスタとPチャネル電界効果トランジスタとを基板上に集積する場合に、その製造プロセスを簡略化することができる。   As described above, the semiconductor devices 1P and 1N according to the first embodiment have the same structure except for the contact plug wiring form, and only by changing the contact plug wiring form, the N-channel field effect transistor (semiconductor device). 1N) and a P-channel field effect transistor (semiconductor device 1P) can be selectively formed. Therefore, when the N-channel field effect transistor and the P-channel field effect transistor are integrated on the substrate, the manufacturing process can be simplified.

また、図1に示したように、Nチャネル電界効果トランジスタを構成するドレイン電極52とソース電極41とバックゲート電極42とは一列に並ぶことなく形成されるので、電界効果トランジスタの高集積化を容易に実現することができる。この点を図16を参照しつつ以下に説明する。図16は、比較例のNチャネルLDMOS構造200Nを概略的に示す断面図である。図16のLDMOS構造200Nでは、P型基板210上に、N型埋め込み層211、N型エピタキシャル層212、層間絶縁膜26及びコンタクトプラグ(引き出し電極)270,271,272が形成されている。また、N型エピタキシャル層212の上面付近には、N型ドレイン領域231Dと、P型ボディ領域220Pと、N型ソース領域231Sと、P型バックゲート領域231Bとが形成されている。これらN型ドレイン領域231D、P型ボディ領域220P、N型ソース領域231S及びP型バックゲート領域231Bは、横方向に分布する不純物拡散領域である。また、N型エピタキシャル層212の上には、ゲート酸化膜216を介してゲート電極217が形成されている。そして、コンタクトプラグ(引き出し電極)272は、N型ソース領域231SとP型バックゲート領域231Bとに接続されている。さらに、コンタクトプラグ271はゲート電極217に接続され、コンタクトプラグ270はN型ドレイン領域231Dに接続されている。 In addition, as shown in FIG. 1, the drain electrode 52, the source electrode 41, and the back gate electrode 42 constituting the N-channel field effect transistor are formed without being arranged in a line, so that the field effect transistor can be highly integrated. It can be easily realized. This point will be described below with reference to FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing an N-channel LDMOS structure 200N of a comparative example. In the LDMOS structure 200N of FIG. 16, an N + type buried layer 211, an N type epitaxial layer 212, an interlayer insulating film 26, and contact plugs (lead electrodes) 270, 271, and 272 are formed on a P type substrate 210. Near the upper surface of the N-type epitaxial layer 212, an N + -type drain region 231D, a P-type body region 220P, an N + -type source region 231S, and a P + -type back gate region 231B are formed. These N + -type drain region 231D, P-type body region 220P, N + -type source region 231S, and P + -type back gate region 231B are impurity diffusion regions distributed in the lateral direction. A gate electrode 217 is formed on the N-type epitaxial layer 212 via a gate oxide film 216. The contact plug (lead electrode) 272 is connected to the N + type source region 231S and the P + type back gate region 231B. Further, the contact plug 271 is connected to the gate electrode 217, and the contact plug 270 is connected to the N + type drain region 231D.

このようなNチャネルLDMOS構造200Nでは、N型ドレイン領域231DとN型ソース領域231SとP型バックゲート領域231Bとが横方向に一列に配列されているので、横方向寸法が大きくなるという欠点がある。これに対し、本実施の形態の半導体装置1Nでは、ソース電極41とドレイン電極52とバックゲート電極42とにそれぞれ接続される不純物拡散領域31N,32N,32Pが一列に並ぶことがないので、図16のLDMOS構造と比べると、横方向の寸法を小さくすることができる。 In such an N-channel LDMOS structure 200N, the N + type drain region 231D, the N + type source region 231S, and the P + type back gate region 231B are arranged in a row in the horizontal direction, so that the horizontal dimension is increased. There is a drawback. On the other hand, in the semiconductor device 1N of the present embodiment, the impurity diffusion regions 31N, 32N, and 32P connected to the source electrode 41, the drain electrode 52, and the back gate electrode 42 are not aligned in a line. Compared with 16 LDMOS structures, the lateral dimension can be reduced.

さらに、キャリアは、ゲート電極17の幅方向(X軸方向)に流れるのではなく、X軸方向とY軸方向とに対して斜め方向(図1のII−II線または図12のXIII−XIII線に沿った方向)に流れるので、横方向に比較的長い電界緩和層(ドリフト層)を設けることができる。それ故、耐圧性能を低下させることなく、電界効果トランジスタの高集積化を行うことができる。   Further, the carriers do not flow in the width direction (X-axis direction) of the gate electrode 17 but are oblique to the X-axis direction and the Y-axis direction (II-II line in FIG. 1 or XIII-XIII in FIG. 12). Therefore, a relatively long electric field relaxation layer (drift layer) can be provided in the lateral direction. Therefore, the field effect transistors can be highly integrated without degrading the withstand voltage performance.

実施の形態2.
次に、本発明に係る実施の形態2について説明する。図17は、実施の形態2の半導体装置1Cの構成を概略的に示す平面図である。また、図18は、図17の半導体装置1CのXVIII−XVIII線に沿った概略断面図である。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 17 is a plan view schematically showing the configuration of the semiconductor device 1C of the second embodiment. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII of the semiconductor device 1C of FIG.

図17及び図18に示されるように、本実施の形態の半導体装置1Cは、2つの素子領域を電気的に絶縁分離するトレンチ分離構造14を有している。図17の上方の一方の素子領域は、ゲート電極17のX軸方向両側にN型ボディ領域20NaとP型ボディ領域20Paとを有し、図17の下方の他方の素子領域は、ゲート電極17のX軸方向両側にN型ボディ領域20NbとP型ボディ領域20Pbとを有する。また、これらP型ボディ領域20Pa,20NbとN型ボディ領域20Na,20Pbとは、図18のP型素子分離層15C,15Dで挟まれた領域に形成されている。   As shown in FIGS. 17 and 18, the semiconductor device 1 </ b> C of the present embodiment has a trench isolation structure 14 that electrically isolates and isolates two element regions. One upper element region in FIG. 17 has an N-type body region 20Na and a P-type body region 20Pa on both sides in the X-axis direction of the gate electrode 17, and the other lower element region in FIG. N-type body region 20Nb and P-type body region 20Pb are provided on both sides in the X-axis direction. The P-type body regions 20Pa and 20Nb and the N-type body regions 20Na and 20Pb are formed in a region sandwiched between the P-type element isolation layers 15C and 15D in FIG.

トレンチ分離構造14は、図6の半導体基板10Bを用いてこれに形成される。具体的には、半導体リソグラフィと異方性エッチングとにより、半導体基板10BのN型エピタキシャル層12の表面からP型支持基板10までの深さを持つトレンチを形成し、このトレンチにシリコン酸化物などの絶縁材料を埋め込むことでトレンチ分離構造14を形成することができる。たとえば、公知のSTI(Shallow Trench Isolation)技術を用いてトレンチ分離構造14を形成することが可能である。   The trench isolation structure 14 is formed in the semiconductor substrate 10B of FIG. Specifically, a trench having a depth from the surface of the N-type epitaxial layer 12 of the semiconductor substrate 10B to the P-type support substrate 10 is formed by semiconductor lithography and anisotropic etching, and silicon oxide or the like is formed in the trench. The trench isolation structure 14 can be formed by embedding the insulating material. For example, the trench isolation structure 14 can be formed using a known STI (Shallow Trench Isolation) technique.

この半導体装置1Cは、コンタクトプラグ90,92,94〜96,100〜103,104,106の配線形態とトレンチ分離構造14とを除いて、上記実施の形態1の半導体装置1Nと同じ構造を有するので、上記半導体装置1Nとほぼ同じ製造工程を用いて半導体装置1Cを作製することができる。図17に示されるように、図面上方の素子領域においては、半導体装置1Cは、左側の不純物拡散層30N,31P,32N,33Pとそれぞれ電気的に接続されるコンタクトプラグ100,101,102,103と、右側の不純物拡散層30P,32Pとそれぞれ電気的に接続されるコンタクトプラグ90,92とを有する。不純物拡散層31N,33Nについてはコンタクトプラグは形成されていない。また、左側のコンタクトプラグ100〜103の上端部は上層配線77と接続され、右側のコンタクトプラグ90,92の上端部は上層配線76と接続されている。   This semiconductor device 1C has the same structure as the semiconductor device 1N of the first embodiment except for the wiring form of the contact plugs 90, 92, 94 to 96, 100 to 103, 104, and the trench isolation structure 14. Therefore, the semiconductor device 1C can be manufactured using substantially the same manufacturing process as the semiconductor device 1N. As shown in FIG. 17, in the element region above the drawing, the semiconductor device 1C has contact plugs 100, 101, 102, 103 electrically connected to the left impurity diffusion layers 30N, 31P, 32N, 33P, respectively. And contact plugs 90 and 92 electrically connected to the right impurity diffusion layers 30P and 32P, respectively. Contact plugs are not formed for the impurity diffusion layers 31N and 33N. The upper end portions of the left contact plugs 100 to 103 are connected to the upper layer wiring 77, and the upper end portions of the right contact plugs 90 and 92 are connected to the upper layer wiring 76.

図面下方の素子領域においては、半導体装置1Cは、左側の不純物拡散層34N,36Nとそれぞれ電気的に接続されるコンタクトプラグ104,106と、右側の不純物拡散層34P,35N,36Pとそれぞれ電気的に接続されるコンタクトプラグ94,95,96とを有する。不純物拡散領域35Pについては、コンタクトプラグが形成されていない。また、左側のコンタクトプラグ104,106の上端部は上層配線79と接続され、右側のコンタクトプラグ94,95,96の上端部は上層配線78と接続されている。   In the element region below the drawing, the semiconductor device 1C is electrically connected to the contact plugs 104 and 106 electrically connected to the left impurity diffusion layers 34N and 36N, respectively, and to the right impurity diffusion layers 34P, 35N and 36P, respectively. Contact plugs 94, 95, and 96 connected to each other. No contact plug is formed for the impurity diffusion region 35P. The upper ends of the left contact plugs 104 and 106 are connected to the upper layer wiring 79, and the upper ends of the right contact plugs 94, 95, and 96 are connected to the upper layer wiring 78.

上記コンタクトプラグのうち、コンタクトプラグ90,92をドレイン電極とし、コンタクトプラグ101,103をソース電極とし、コンタクトプラグ100,102をバックゲート電極として利用することにより、Pチャネル電界効果トランジスタを構成することができる。一方、コンタクトプラグ104,106をドレイン電極とし、コンタクトプラグ95をソース電極とし、コンタクトプラグ94,96をバックゲート電極として利用することにより、Nチャネル電界効果トランジスタを構成することができる。さらに、上層配線77をVDD電源に接続し、上層配線78をVSS電源に接続し、上層配線76と上層配線79とを相互接続することで、図19に示されるようなインバータ回路6を構成することができる。   Among the contact plugs, a P-channel field effect transistor is configured by using the contact plugs 90 and 92 as drain electrodes, the contact plugs 101 and 103 as source electrodes, and the contact plugs 100 and 102 as back gate electrodes. Can do. On the other hand, by using the contact plugs 104 and 106 as drain electrodes, the contact plug 95 as a source electrode, and the contact plugs 94 and 96 as back gate electrodes, an N-channel field effect transistor can be configured. Further, the upper layer wiring 77 is connected to the VDD power source, the upper layer wiring 78 is connected to the VSS power source, and the upper layer wiring 76 and the upper layer wiring 79 are connected to each other, thereby forming the inverter circuit 6 as shown in FIG. be able to.

図19のインバータ回路6では、Nチャネル電界効果トランジスタ5NとPチャネル電界効果トランジスタ4Pとが直列接続されている。Pチャネル電界効果トランジスタ4Pは、電源電圧(VDD)が印加されたソース4sと、ゲート4gと、ドレイン4dと、バックゲート4bとを有している。バックゲート4bにも電源電圧(VDD)が印加されている。一方、Nチャネル電界効果トランジスタ5Nは、VSS電圧(接地電位)が印加されたソース5sと、ゲート5gと、ドレイン5dと、バックゲート5bとを有している。バックゲート5bにも接地電位が印加されている。このようなインバータ回路6は、ゲート4g,5gに入力電圧が供給されたとき、当該入力電圧の論理値を反転した論理値を有する電圧を端子110から出力する。   In the inverter circuit 6 of FIG. 19, an N-channel field effect transistor 5N and a P-channel field effect transistor 4P are connected in series. The P-channel field effect transistor 4P has a source 4s to which a power supply voltage (VDD) is applied, a gate 4g, a drain 4d, and a back gate 4b. A power supply voltage (VDD) is also applied to the back gate 4b. On the other hand, the N-channel field effect transistor 5N has a source 5s to which a VSS voltage (ground potential) is applied, a gate 5g, a drain 5d, and a back gate 5b. A ground potential is also applied to the back gate 5b. When the input voltage is supplied to the gates 4g and 5g, the inverter circuit 6 outputs a voltage having a logical value obtained by inverting the logical value of the input voltage from the terminal 110.

上記したように本実施の形態の半導体装置1Cでは、トレンチ分離構造14の両側に、ゲート電極17を共有し互いに導電型の異なるNチャネル電界効果トランジスタとPチャネル電界効果トランジスタとを形成することができる。このようにトレンチ分離構造14を形成することで電界効果トランジスタの集積度を向上させることができる。したがって、電界効果トランジスタのICチップに占める割合が減少し、結果的にICチップを小型化することができる。   As described above, in the semiconductor device 1C of the present embodiment, the N-channel field effect transistor and the P-channel field effect transistor having different conductivity types and sharing the gate electrode 17 are formed on both sides of the trench isolation structure 14. it can. By forming the trench isolation structure 14 in this way, the integration degree of the field effect transistor can be improved. Therefore, the ratio of the field effect transistor to the IC chip is reduced, and as a result, the IC chip can be reduced in size.

以上、図面を参照して本発明の種々の実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、上記実施の形態1,2の構成をスタンダードセル(standard cell)に適用し、半導体装置のレイアウト設計を簡略化することもできる。   Although various embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, these are examples of the present invention, and various forms other than those described above can also be adopted. For example, the layout design of the semiconductor device can be simplified by applying the configurations of the first and second embodiments to a standard cell.

1N,1P,1C 半導体装置、 6 インバータ回路、 10 P型支持基板、 11 N型埋め込み層(NBL)、 12 N型エピタキシャル層、 14 トレンチ分離構造、 15A〜15D P型素子分離層、 16 ゲート絶縁膜、 17 ゲート電極、 18A,18B サイドウォールスペーサ、 20P P型ボディ領域、 20N N型ボディ領域、 30P〜36P P型不純物拡散層、 30N〜36N N型不純物拡散層、 40〜46,50,52,54,56,80,82,84,86,90〜96 コンタクトプラグ(引き出し電極)、 60 層間絶縁膜、 70,71,73,74,76〜79 上層配線、 90,92,94〜96,100〜103,104,106 コンタクトプラグ(引き出し電極)。 1N, 1P, 1C semiconductor device, 6 inverter circuit, 10P type support substrate, 11N + type buried layer (NBL), 12N type epitaxial layer, 14 trench isolation structure, 15A-15D P type element isolation layer, 16 gate Insulating film, 17 gate electrode, 18A, 18B sidewall spacer, 20PP type body region, 20N N type body region, 30P-36PP type impurity diffusion layer, 30N-36N N type impurity diffusion layer, 40-46, 50, 52, 54, 56, 80, 82, 84, 86, 90 to 96 Contact plug (lead electrode), 60 Interlayer insulating film, 70, 71, 73, 74, 76 to 79 Upper layer wiring, 90, 92, 94 to 96 , 100 to 103, 104, 106 Contact plug (extraction electrode).

Claims (15)

半導体基板と、
前記半導体基板の主面上で該主面に平行な所定方向に延在し、前記所定方向とは交差する方向に幅を有するゲート電極と、
前記半導体基板と前記ゲート電極との間に介在するゲート絶縁膜と
を備え、
前記半導体基板は、
前記ゲート電極の幅方向両側のうちの一方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するP型ボディ領域と、
前記ゲート電極の幅方向両側のうちの他方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するN型ボディ領域と、
前記一方の側で前記主面近傍に形成され、前記P型ボディ領域と接合する第1のP型不純物拡散領域と、
前記他方の側で前記主面近傍において前記第1のP型不純物拡散領域と対向する位置に形成され、前記N型ボディ領域と接合する第1のN型不純物拡散領域と、
前記一方の側で前記主面近傍に形成され、前記P型ボディ領域と接合する第2のN型不純物拡散領域と、
前記他方の側で前記主面近傍において前記第2のN型不純物拡散領域と対向する位置に形成され、前記N型ボディ領域と接合する第2のP型不純物拡散領域と
を含み、
前記第1のP型不純物拡散領域と前記第2のN型不純物拡散領域とは、前記所定方向に互いに離間し且つ隣り合う位置に形成されており、
前記第1のN型不純物拡散領域と前記第2のP型不純物拡散領域とは、前記所定方向に互いに離間し且つ隣り合う位置に形成されている
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。
A semiconductor substrate;
A gate electrode extending in a predetermined direction parallel to the main surface on the main surface of the semiconductor substrate and having a width in a direction intersecting the predetermined direction;
A gate insulating film interposed between the semiconductor substrate and the gate electrode;
The semiconductor substrate is
A P-type body region extending along the predetermined direction on one side of both sides in the width direction of the gate electrode, and having an end in a region immediately below the gate electrode;
An N-type body region extending along the predetermined direction on the other side of both sides in the width direction of the gate electrode, and having an end in a region immediately below the gate electrode;
A first P-type impurity diffusion region formed in the vicinity of the main surface on the one side and joined to the P-type body region;
A first N-type impurity diffusion region formed in a position facing the first P-type impurity diffusion region in the vicinity of the main surface on the other side and joined to the N-type body region;
A second N-type impurity diffusion region formed in the vicinity of the main surface on the one side and joined to the P-type body region;
The formed at a position opposed to the second N-type impurity diffusion region in the main surface vicinity, saw including a second P-type impurity diffusion regions to be bonded to the N-type body region at the other side,
The first P-type impurity diffusion region and the second N-type impurity diffusion region are formed at positions separated from each other and adjacent to each other in the predetermined direction,
The field effect transistor, wherein the first N-type impurity diffusion region and the second P-type impurity diffusion region are formed at positions adjacent to each other in the predetermined direction. .
請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、
前記半導体基板の当該主面上に形成されて前記第2のN型不純物拡散領域と電気的に接続されているソース電極と、
前記半導体基板の当該主面上に形成されて前記第1のN型不純物拡散領域と電気的に接続されているドレイン電極と
をさらに備えることを特徴とする電界効果トランジスタ。
The field effect transistor according to claim 1,
A source electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the second N-type impurity diffusion region;
A field effect transistor, further comprising: a drain electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the first N-type impurity diffusion region.
請求項2に記載の電界効果トランジスタであって、前記半導体基板の当該主面上に形成されて前記第1のP型不純物拡散領域と電気的に接続されているバックゲート電極をさらに備えることを特徴とする電界効果トランジスタ。   3. The field effect transistor according to claim 2, further comprising a back gate electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the first P-type impurity diffusion region. A characteristic field effect transistor. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、
前記半導体基板の当該主面上に形成されて前記第2のP型不純物拡散領域と電気的に接続されているソース電極と、
前記半導体基板の当該主面上に形成されて前記第1のP型不純物拡散領域と電気的に接続されているドレイン電極と
をさらに備えることを特徴とする電界効果トランジスタ。
The field effect transistor according to claim 1,
A source electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the second P-type impurity diffusion region;
A field effect transistor, further comprising: a drain electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the first P-type impurity diffusion region.
請求項4に記載の電界効果トランジスタであって、前記半導体基板の当該主面上に形成されて前記第1のN型不純物拡散領域と電気的に接続されているバックゲート電極をさらに備えることを特徴とする電界効果トランジスタ。   5. The field effect transistor according to claim 4, further comprising a back gate electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the first N-type impurity diffusion region. A characteristic field effect transistor. 請求項1から5のうちのいずれか1項に記載の電界効果トランジスタであって、前記N型ボディ領域の当該端部と前記P型ボディ領域の当該端部とは、前記ゲート電極の直下で互いに対向していることを特徴とする電界効果トランジスタ。   6. The field effect transistor according to claim 1, wherein the end portion of the N-type body region and the end portion of the P-type body region are directly below the gate electrode. A field effect transistor characterized by facing each other. 半導体基板と、
前記半導体基板の主面上で該主面に平行な所定方向に延在し、前記所定方向とは交差する方向に幅を有するゲート電極と、
前記半導体基板と前記ゲート電極との間に介在するゲート絶縁膜と
を備え、
前記半導体基板は、
前記ゲート電極の幅方向両側のうちの一方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するP型ボディ領域と、
前記ゲート電極の幅方向両側のうちの他方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するN型ボディ領域と、
前記一方の側で前記主面近傍に形成され、前記P型ボディ領域と接合する第1のP型不純物拡散領域と、
前記他方の側で前記主面近傍において前記第1のP型不純物拡散領域と対向する位置に形成され、前記N型ボディ領域と接合する第1のN型不純物拡散領域と、
前記一方の側で前記主面近傍に形成され、前記P型ボディ領域と接合する第2のN型不純物拡散領域と、
前記他方の側で前記主面近傍において前記第2のN型不純物拡散領域と対向する位置に形成され、前記N型ボディ領域と接合する第2のP型不純物拡散領域と
を含み、
前記N型ボディ領域と前記P型ボディ領域とは、前記ゲート電極の中心線に関して前記幅方向において互いに対称な形状を有し、
前記第1のN型不純物拡散領域と前記第1のP型不純物拡散領域とは、前記ゲート電極の中心線に関して前記幅方向において互いに対称な形状を有し、
前記第2のP型不純物拡散領域と前記第2のN型不純物拡散領域とは、前記ゲート電極の中心線に関して前記幅方向において互いに対称な形状を有する
ことを特徴とする電界効果トランジスタ。
A semiconductor substrate;
A gate electrode extending in a predetermined direction parallel to the main surface on the main surface of the semiconductor substrate and having a width in a direction intersecting the predetermined direction;
A gate insulating film interposed between the semiconductor substrate and the gate electrode;
With
The semiconductor substrate is
A P-type body region extending along the predetermined direction on one side of both sides in the width direction of the gate electrode, and having an end in a region immediately below the gate electrode;
An N-type body region extending along the predetermined direction on the other side of both sides in the width direction of the gate electrode, and having an end in a region immediately below the gate electrode;
A first P-type impurity diffusion region formed in the vicinity of the main surface on the one side and joined to the P-type body region;
A first N-type impurity diffusion region formed in a position facing the first P-type impurity diffusion region in the vicinity of the main surface on the other side and joined to the N-type body region;
A second N-type impurity diffusion region formed in the vicinity of the main surface on the one side and joined to the P-type body region;
A second P-type impurity diffusion region formed at a position facing the second N-type impurity diffusion region in the vicinity of the main surface on the other side and joined to the N-type body region;
Including
The N-type body region and the P-type body region have shapes symmetrical to each other in the width direction with respect to a center line of the gate electrode,
The first N-type impurity diffusion region and the first P-type impurity diffusion region have shapes symmetrical to each other in the width direction with respect to a center line of the gate electrode,
The field effect transistor, wherein the second P-type impurity diffusion region and the second N-type impurity diffusion region have shapes symmetrical to each other in the width direction with respect to a center line of the gate electrode.
半導体基板上に形成されたゲート電極を共有する第1及び第2の電界効果トランジスタを備え、
前記第1の電界効果トランジスタは、請求項1からのうちのいずれか1項に記載の電界効果トランジスタと同じ構造を有し、
前記第2の電界効果トランジスタは、請求項1からのうちのいずれか1項に記載の電界効果トランジスタと同じ構造を有する、
ことを特徴とする半導体装置。
Comprising first and second field effect transistors sharing a gate electrode formed on a semiconductor substrate;
The first field effect transistor has the same structure as the field effect transistor according to any one of claims 1 to 7 ,
The second field effect transistor has the same structure as the field effect transistor according to any one of claims 1 to 7 ,
A semiconductor device.
請求項に記載の半導体装置であって、前記半導体基板は、前記第1の電界効果トランジスタと前記第2の電界効果トランジスタとを互いに電気的に絶縁分離する素子分離構造を有することを特徴とする半導体装置。 9. The semiconductor device according to claim 8 , wherein the semiconductor substrate has an element isolation structure for electrically insulating and isolating the first field effect transistor and the second field effect transistor from each other. Semiconductor device. 請求項に記載の半導体装置であって、
前記素子分離構造は、
前記第1の電界効果トランジスタの形成領域と前記第2の電界効果トランジスタの形成領域との間で前記半導体基板に形成されたトレンチと、
前記トレンチに埋設された絶縁膜と
を含むことを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 9 ,
The element isolation structure is
A trench formed in the semiconductor substrate between a formation region of the first field effect transistor and a formation region of the second field effect transistor;
A semiconductor device comprising: an insulating film embedded in the trench.
半導体基板の主面上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板の当該主面上に、該主面に平行な所定方向に延在し且つ前記所定方向とは交差する方向に幅を有するゲート電極を形成する工程と、
前記半導体基板の内部にN型不純物及びP型不純物をそれぞれ選択的に導入して、前記ゲート電極の幅方向両側のうち一方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するP型ボディ領域を形成するとともに、前記ゲート電極の幅方向両側のうち他方の側で前記所定方向に沿って延在し、前記ゲート電極の直下の領域に端部を有するN型ボディ領域を形成する工程と、
前記半導体基板内の前記主面近傍にP型不純物を選択的に導入して、前記一方の側に前記P型ボディ領域と接合する第1のP型不純物拡散領域を形成するとともに、前記他方の側で前記N型ボディ領域と接合する第2のP型不純物拡散領域を形成する工程と、
前記半導体基板内の前記主面近傍にN型不純物を選択的に導入して、前記他方の側で前記第1のP型不純物拡散領域と対向する位置に前記N型ボディ領域と接合する第1のN型不純物拡散領域を形成するとともに、前記一方の側で前記第2のP型不純物拡散領域と対向する位置に前記P型ボディ領域と接合する第2のN型不純物拡散領域を形成する工程と
を備え
前記第1のP型不純物拡散領域と前記第2のN型不純物拡散領域とは、前記所定方向に互いに離間し且つ隣り合う位置に形成され、
前記第1のN型不純物拡散領域と前記第2のP型不純物拡散領域とは、前記所定方向に互いに離間し且つ隣り合う位置に形成される
ことを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。
Forming a gate insulating film on the main surface of the semiconductor substrate;
Forming on the main surface of the semiconductor substrate via the gate insulating film a gate electrode extending in a predetermined direction parallel to the main surface and having a width in a direction intersecting the predetermined direction;
N-type impurities and P-type impurities are selectively introduced into the semiconductor substrate, and extend along the predetermined direction on one side of both sides in the width direction of the gate electrode, and directly below the gate electrode. Forming a P-type body region having an end in the region, extending along the predetermined direction on the other side of both sides in the width direction of the gate electrode, and forming an end in the region directly under the gate electrode Forming an N-type body region having:
A P-type impurity is selectively introduced in the vicinity of the main surface in the semiconductor substrate to form a first P-type impurity diffusion region joined to the P-type body region on the one side, and the other side Forming a second P-type impurity diffusion region joined to the N-type body region on the side;
A first N-type impurity is selectively introduced in the vicinity of the main surface in the semiconductor substrate, and joined to the N-type body region at a position facing the first P-type impurity diffusion region on the other side. Forming a second N-type impurity diffusion region to be joined to the P-type body region at a position opposite to the second P-type impurity diffusion region on the one side. It equipped with a door,
The first P-type impurity diffusion region and the second N-type impurity diffusion region are formed at positions separated from each other and adjacent to each other in the predetermined direction,
The field effect transistor according to claim 1, wherein the first N-type impurity diffusion region and the second P-type impurity diffusion region are formed at positions adjacent to each other in the predetermined direction . Production method.
請求項11に記載の電界効果トランジスタの製造方法であって、前記半導体基板の当該主面上に、前記第2のN型不純物拡散領域と電気的に接続されるソース電極と、前記第1のN型不純物拡散領域と電気的に接続されるドレイン電極とを形成する工程をさらに備えることを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 12. The method for manufacturing a field effect transistor according to claim 11 , wherein a source electrode electrically connected to the second N-type impurity diffusion region is formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the first A method for manufacturing a field effect transistor, further comprising forming a drain electrode electrically connected to the N-type impurity diffusion region. 請求項12に記載の電界効果トランジスタの製造方法であって、前記半導体基板の当該主面上に前記第1のP型不純物拡散領域と電気的に接続されるバックゲート電極を形成する工程をさらに備えることを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 13. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 12 , further comprising: forming a back gate electrode electrically connected to the first P-type impurity diffusion region on the main surface of the semiconductor substrate. A method of manufacturing a field effect transistor comprising: 請求項11に記載の電界効果トランジスタの製造方法であって、前記半導体基板の当該主面上に、前記第2のP型不純物拡散領域に電気的に接続されるソース電極と、前記第1のP型不純物拡散領域と電気的に接続されるドレイン電極とを形成する工程をさらに備えることを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 12. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 11 , wherein a source electrode electrically connected to the second P-type impurity diffusion region is formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the first A method of manufacturing a field effect transistor, further comprising the step of forming a drain electrode electrically connected to the P-type impurity diffusion region. 請求項14に記載の電界効果トランジスタの製造方法であって、前記半導体基板の当該主面上に前記第1のN型不純物拡散領域と電気的に接続されるバックゲート電極を形成する工程をさらに備えることを特徴とする電界効果トランジスタの製造方法。 15. The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 14 , further comprising: forming a back gate electrode electrically connected to the first N-type impurity diffusion region on the main surface of the semiconductor substrate. A method of manufacturing a field effect transistor comprising:
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JPH05326946A (en) * 1992-05-20 1993-12-10 Matsushita Electron Corp Horizontal mos field effect transistor
JPH06334136A (en) * 1993-05-20 1994-12-02 Sharp Corp Semiconductor device and its manufacture
JP3142057B2 (en) * 1997-11-13 2001-03-07 日本電気株式会社 Semiconductor device, manufacturing method thereof, and driving device
JP2007129089A (en) * 2005-11-04 2007-05-24 Toshiba Corp Semiconductor device
JP4630207B2 (en) * 2006-03-15 2011-02-09 シャープ株式会社 Semiconductor device
US7781834B2 (en) * 2007-07-03 2010-08-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Robust ESD LDMOS device

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