JP5973824B2 - Field effect transistor and semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、電界効果トランジスタ及び半導体装置に関し、特に、ドレイン耐圧を高く維持しつつ、オン抵抗を低減できるようにした電界効果トランジスタ及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a field effect transistor and a semiconductor device, and more particularly to a field effect transistor and a semiconductor device that can reduce on-resistance while maintaining a high drain breakdown voltage.

従来から、ドレイン近傍の不純物層が横方向に拡散した構造のLDMOS(Laterally Diffused MOS)トランジスタが知られており、LDMOSトランジスタの高耐圧化及び低オン抵抗化を図る研究がなされている。
例えば、非特許文献1には、ドレインエクステンションの両側にSTI層が配置され、このSTI層上にゲートフィンガーが配置された構造が開示されている。ドレインエクステンションは、ドレインからゲート電極下(即ち、チャネル)に向かって形成されたドリフト層である。また、ゲートフィンガーは、ゲート電極の一部であり、チャネルからドレインに向かって延設された電極部である。この構造によれば、ゲートフィンガーと、その斜め下方のドレインエクステンションとの間に寄生容量が生じる。寄生容量には電荷が蓄積されるため、ドレインエクステンションに空乏層が形成される。これにより、ドレインエクステンションの表面電界を緩和して(即ち、Reduced Surface Field:RESURF効果を得て)、ドレイン耐圧を高めることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, LDMOS (Laterally Diffused MOS) transistors having a structure in which an impurity layer in the vicinity of a drain is diffused in a lateral direction are known, and researches are being made to increase the breakdown voltage and lower the on-resistance of LDMOS transistors.
For example, Non-Patent Document 1 discloses a structure in which STI layers are arranged on both sides of a drain extension, and gate fingers are arranged on the STI layer. The drain extension is a drift layer formed from the drain toward the bottom of the gate electrode (that is, the channel). The gate finger is a part of the gate electrode and is an electrode portion extending from the channel toward the drain. According to this structure, a parasitic capacitance is generated between the gate finger and the drain extension obliquely below the gate finger. Since charges are accumulated in the parasitic capacitance, a depletion layer is formed in the drain extension. Thereby, the surface electric field of the drain extension can be relaxed (that is, a reduced surface field: RESURF effect is obtained), and the drain breakdown voltage can be increased.

A. Heringaet al., “Innovative lateral field plates by gate fingers on STI regions in deep submicron CMOS,” Proceedings of the 20th International Symposium on Power Semiconductor Devices & IC’s, pp.271-274, May 18-22, 2008.A. Heringaet al., “Innovative lateral field plates by gate fingers on STI regions in deep submicron CMOS,” Proceedings of the 20th International Symposium on Power Semiconductor Devices & IC ’s, pp.271-274, May 18-22, 2008.

ところで、LDMOSトランジスタにおいて、ドレイン耐圧とオン抵抗はトレードオフの関係にある。即ち、ドレインエクステンションを高濃度化するとLDMOSトランジスタのオン抵抗を低減することができるが、その場合は、ドレインエクステンションで空乏層が伸び難くなるため、ドレイン耐圧が低下する。非特許文献1に開示された構造では、確かにRESURF効果は得られるが、その効果の度合いは十分でなく、ドレイン耐圧を高く維持しつつオン抵抗を低減することは困難であった。
そこで、この発明はこのような事情に鑑みてされたものであって、ドレイン耐圧を高く維持しつつ、オン抵抗を低減できるようにした電界効果トランジスタ及び半導体装置を提供することを目的とする。
Incidentally, in the LDMOS transistor, the drain breakdown voltage and the on-resistance are in a trade-off relationship. That is, when the concentration of the drain extension is increased, the on-resistance of the LDMOS transistor can be reduced, but in this case, the depletion layer is difficult to extend due to the drain extension, so that the drain breakdown voltage is lowered. In the structure disclosed in Non-Patent Document 1, the RESURF effect is surely obtained, but the degree of the effect is not sufficient, and it is difficult to reduce the on-resistance while maintaining a high drain breakdown voltage.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a field effect transistor and a semiconductor device that can reduce on-resistance while maintaining a high drain breakdown voltage.

(請求項相当)
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る電界効果トランジスタは、半導体基板に形成された電界効果トランジスタであって、前記半導体基板のうちのチャネルとなる領域と第1導電型のドレインとの間に配置された第1導電型のドリフト領域と、前記ドリフト領域上に配置されたフィールド酸化膜と、前記フィールド酸化膜上に配置された第1電極部と、前記半導体基板のうちの前記ドリフト領域下に配置された第2導電型の第1不純物拡散層と、を備え、前記ドリフト領域は、第1ドリフト領域と、前記第1ドリフト領域よりも第1導電型の不純物濃度が高く、且つ前記フィールド酸化膜下から露出した第2ドリフト領域と、を有し、当該電界効果トランジスタの積層方向からみて、前記第1不純物拡散層の少なくとも一部が前記第1ドリフト領域を介して前記第2ドリフト領域と重なることを特徴とする。
(Claim equivalent)
In order to solve the above problems, a field effect transistor according to one embodiment of the present invention is a field effect transistor formed over a semiconductor substrate, the region serving as a channel and the drain of the first conductivity type in the semiconductor substrate. A drift region of a first conductivity type disposed between, a field oxide film disposed on the drift region, a first electrode portion disposed on the field oxide film, and the semiconductor substrate A second conductivity type first impurity diffusion layer disposed below the drift region, wherein the drift region has a first conductivity type impurity concentration higher than that of the first drift region and the first drift region. And a second drift region exposed from under the field oxide film, and at least a part of the first impurity diffusion layer is a front side when viewed from the stacking direction of the field effect transistor. Through the first drift region and wherein the overlapping with the second drift region.

また、上記の電界効果トランジスタにおいて、前記第1不純物拡散層は前記第1ドリフト領域を介して前記第2ドリフト領域の真下に位置することを特徴としてもよい。
また、上記の電界効果トランジスタにおいて、前記半導体基板のうちの前記ドリフト領域下に配置された第2導電型の第2不純物拡散層、をさらに備え、前記第2不純物拡散層は、前記第1不純物拡散層よりも第2導電型の不純物濃度が低く、且つ前記第1ドリフト領域を介して前記フィールド酸化膜の真下に位置することを特徴としてもよい。
In the field effect transistor, the first impurity diffusion layer may be located directly below the second drift region via the first drift region.
The field effect transistor may further include a second impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed under the drift region of the semiconductor substrate, and the second impurity diffusion layer includes the first impurity. The impurity concentration of the second conductivity type is lower than that of the diffusion layer, and the impurity concentration may be located directly below the field oxide film via the first drift region.

また、上記の電界効果トランジスタにおいて、前記半導体基板上に配置されて前記第1電極部を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置された第2電極部と、をさらに備え、前記第2電極部の少なくとも一部は前記絶縁膜を介して前記第2ドリフト領域と重なることを特徴としてもよい。
また、上記の電界効果トランジスタにおいて、前記第2電極部は前記絶縁膜を介して前記第2ドリフト領域の真上に位置することを特徴としてもよい。
また、上記の電界効果トランジスタにおいて、前記第2ドリフト領域の両側の前記フィールド酸化膜上にそれぞれ前記第1電極部が配置されていることを特徴としてもよい。
The field effect transistor may further include an insulating film disposed on the semiconductor substrate and covering the first electrode portion, and a second electrode portion disposed on the insulating film, wherein the second electrode At least a part of the portion may overlap the second drift region with the insulating film interposed therebetween.
In the above-described field effect transistor, the second electrode portion may be located immediately above the second drift region with the insulating film interposed therebetween.
In the field effect transistor, the first electrode portion may be disposed on the field oxide film on both sides of the second drift region.

本発明の別の態様に係る電界効果トランジスタは、半導体基板に形成されたMOSトランジスタであって、前記半導体基板のうちのチャネルとなる領域と第1導電型のドレインとの間に配置された第1導電型のドリフト領域と、前記ドリフト領域上に配置されたフィールド酸化膜と、前記フィールド酸化膜上に配置された第1電極部と、前記半導体基板上に配置されて前記第1電極部を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜上に配置された第2電極部と、を備え、前記ドリフト領域は、第1ドリフト領域と、前記第1ドリフト領域よりも第1導電型の不純物濃度が高く、且つ前記フィールド酸化膜下から露出した第2ドリフト領域と、を有し、当該電界効果トランジスタの積層方向からみて、前記第2電極部の少なくとも一部が前記絶縁膜を介して前記第2ドリフト領域と重なることを特徴とする。   A field effect transistor according to another aspect of the present invention is a MOS transistor formed on a semiconductor substrate, and is a first transistor disposed between a region serving as a channel of the semiconductor substrate and a drain of a first conductivity type. A drift region of one conductivity type; a field oxide film disposed on the drift region; a first electrode portion disposed on the field oxide film; and the first electrode portion disposed on the semiconductor substrate. An insulating film for covering, and a second electrode portion disposed on the insulating film, wherein the drift region has a first drift region and an impurity concentration of the first conductivity type higher than that of the first drift region, And a second drift region exposed from under the field oxide film, and when viewed from the stacking direction of the field effect transistor, at least a part of the second electrode portion is interposed through the insulating film. And wherein the overlapping with the second drift region.

また、上記の電界効果トランジスタにおいて、前記第2電極部は前記絶縁膜を介して前記第2ドリフト領域の真上に位置することを特徴としてもよい。
本発明のさらに別の態様に係る半導体装置は、上記の電界効果トランジスタの何れか一を具備することを特徴とする。
In the above-described field effect transistor, the second electrode portion may be located immediately above the second drift region with the insulating film interposed therebetween.
A semiconductor device according to still another aspect of the present invention includes any one of the above-described field effect transistors.

本発明の一態様によれば、オフ状態の電界効果トランジスタにおいて、ドリフト領域を効率良く空乏化することができ、ソースと半導体基板を接続した状態でソース−ドレイン間に逆バイアスが印加された場合に、逆バイアスが小さい段階でドリフト領域を完全空乏化することが容易となる。このため、ドリフト領域の表面電界を十分に緩和する(即ち、RESURF効果を十分に得る)ことができる。また、RESURF効果を十分に得ることができるため、第2ドリフト領域のように、ドリフト領域の表面近傍の不純物濃度を高めることができる。これにより、ドレイン耐圧を高く維持しつつ、オン抵抗を低減することができる。   According to one embodiment of the present invention, in a field-effect transistor in an off state, the drift region can be efficiently depleted, and a reverse bias is applied between the source and the drain while the source and the semiconductor substrate are connected. In addition, it becomes easy to completely deplete the drift region when the reverse bias is small. For this reason, the surface electric field of the drift region can be sufficiently relaxed (that is, the RESURF effect can be sufficiently obtained). Further, since the RESURF effect can be sufficiently obtained, the impurity concentration in the vicinity of the surface of the drift region can be increased like the second drift region. As a result, the on-resistance can be reduced while maintaining a high drain breakdown voltage.

第1実施形態に係るLDMOSトランジスタ100の構成例を示す断面図。1 is a cross-sectional view showing a configuration example of an LDMOS transistor 100 according to a first embodiment. LDMOSトランジスタ100の構成例を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of an LDMOS transistor 100. LDMOSトランジスタ100の製造方法を工程順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the LDMOS transistor 100 in order of a process. LDMOSトランジスタ100の製造方法を工程順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the LDMOS transistor 100 in order of a process. ドレイン耐圧とオン抵抗のトレードオフ特性の改善を示す図。The figure which shows the improvement of the trade-off characteristic of drain breakdown voltage and on-resistance. 第2実施形態に係るLDMOSトランジスタ200の構成例を示す断面図。Sectional drawing which shows the structural example of the LDMOS transistor 200 which concerns on 2nd Embodiment. LDMOSトランジスタ200の構成例を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of an LDMOS transistor 200. LDMOSトランジスタ200の製造方法を工程順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the LDMOS transistor 200 in order of a process. 第3実施形態に係るLDMOSトランジスタ300の構成例を示す断面図。Sectional drawing which shows the structural example of the LDMOS transistor 300 which concerns on 3rd Embodiment. LDMOSトランジスタ300の構成例を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of an LDMOS transistor 300. LDMOSトランジスタ300の製造方法を工程順に示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the LDMOS transistor 300 in order of a process.

以下、本発明による実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
<第1実施形態>
(構造)
図1は、本発明の第1実施形態に係るLDMOSトランジスタ100の構成例を示す断面図である。また、図2は、LDMOSトランジスタ100の構成例を示す平面図である。なお、図2をY1−Y´1線で切断した断面図が図1である。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in each drawing described below, parts having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
<First Embodiment>
(Construction)
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration example of an LDMOS transistor 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of the LDMOS transistor 100. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line Y1-Y′1 in FIG.

図1及び図2に示すように、このLDMOSトランジスタ100は、例えば、P型のシリコン基板1(P−sub)に形成されたNチャネル型のトランジスタであり、シリコン基板1上にゲート絶縁膜(図示せず)を介して形成されたゲート電極10と、ゲート電極10の両側下のシリコン基板1に形成されたN型のソース20及びドレイン30と、シリコン基板1のうちのチャネルとなる領域(以下、チャネル領域)40とドレイン30との間に配置されたN型のドリフト領域50と、ドリフト領域50上に配置されたフィールド酸化膜60と、を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the LDMOS transistor 100 is an N-channel transistor formed on, for example, a P-type silicon substrate 1 (P-sub), and a gate insulating film (on the silicon substrate 1). The gate electrode 10 formed through the gate electrode 10, the N-type source 20 and drain 30 formed on the silicon substrate 1 below both sides of the gate electrode 10, and a region (as a channel) of the silicon substrate 1 ( Hereinafter, an N type drift region 50 disposed between the channel region 40 and the drain 30 and a field oxide film 60 disposed on the drift region 50 are provided.

N型のドリフト領域50は、チャネル長方向(即ち、X軸方向)において、一端がドレイン30に接続し、他端がチャネル領域40に接続しているN型の不純物拡散層である。このドリフト領域50は、N型の不純物を含むN−ドリフト層(以下、N−層)51と、N−層51よりもN型不純物を高濃度に含む第1ドレインエクステンション(以下、N層)52と、N層52よりもN型不純物を高濃度に含む第2ドレインエクステンション(以下、N+層)53と、を有する。   The N-type drift region 50 is an N-type impurity diffusion layer having one end connected to the drain 30 and the other end connected to the channel region 40 in the channel length direction (that is, the X-axis direction). The drift region 50 includes an N-drift layer (hereinafter referred to as an N-layer) 51 containing N-type impurities and a first drain extension (hereinafter referred to as an N layer) containing N-type impurities at a higher concentration than the N-layer 51. 52 and a second drain extension (hereinafter referred to as an N + layer) 53 containing an N-type impurity at a higher concentration than the N layer 52.

図1に示すように、N−層51とフィールド酸化膜60との間にはN層52が介在する。また、N+層53はN層52の上に配置されており、フィールド酸化膜60下から露出し、N+層53と第2のP型埋め込み層80との間にはN層52が介在する。図2に示すように、N+層53とチャネル領域40との間にもN層52が介在する。即ち、チャネル長方向において、N+層53の一端はN層52に接続している。また、チャネル長方向において、N+層53の他端はドレイン30に接続している。フィールド酸化膜60は、例えば、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)膜である。   As shown in FIG. 1, N layer 52 is interposed between N − layer 51 and field oxide film 60. The N + layer 53 is disposed on the N layer 52 and is exposed from under the field oxide film 60, and the N layer 52 is interposed between the N + layer 53 and the second P-type buried layer 80. As shown in FIG. 2, the N layer 52 is also interposed between the N + layer 53 and the channel region 40. That is, one end of the N + layer 53 is connected to the N layer 52 in the channel length direction. Further, the other end of the N + layer 53 is connected to the drain 30 in the channel length direction. The field oxide film 60 is, for example, a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) film.

ゲート電極10は、そのドレイン側の端部からドレイン30に向けて延設された複数のフィールドプレート電極10aを有する。複数のフィールドプレート電極10aの各々は、N層52上のフィールド酸化膜60上に配置されている。ゲート電極10とフィールドプレート電極10aは、導電膜をパターニングすることにより形成されたものであり、互いに電気的に接続している。ゲート電極10及びフィールドプレート電極10aを構成する導電膜は、例えば、N型不純物又はP型不純物を含むポリシリコン膜である。   The gate electrode 10 has a plurality of field plate electrodes 10 a extending from the drain side end toward the drain 30. Each of the plurality of field plate electrodes 10 a is arranged on field oxide film 60 on N layer 52. The gate electrode 10 and the field plate electrode 10a are formed by patterning a conductive film and are electrically connected to each other. The conductive film forming the gate electrode 10 and the field plate electrode 10a is, for example, a polysilicon film containing N-type impurities or P-type impurities.

また、このLDMOSトランジスタ100は、ドリフト領域50下に配置された第1のP型埋め込み層(第1PBL;以下、P層)70と、P層70よりもP型不純物を高濃度に含む第2のP型埋め込み層(第2PBL;以下、P+層)80と、を備える。P+層80はN+層53の真下(即ち、直下)に位置し、P層70はフィールド酸化膜60の真下に位置する。   The LDMOS transistor 100 includes a first P-type buried layer (first PBL; hereinafter referred to as P layer) 70 disposed under the drift region 50, and a second P-type impurity that is higher in concentration than the P layer 70. P-type buried layer (second PBL; hereinafter referred to as P + layer) 80. P + layer 80 is located immediately below (ie, directly below) N + layer 53, and P layer 70 is located directly below field oxide film 60.

図2に示すように、N型のソース20及びドレイン30は、N+層53よりもN型不純物を高濃度に含むN++層からなる。また、ソース20の内側には、シリコン基板1と電気的に接続する高濃度のP型不純物拡散層(P++層)35が配置されている。ソース20上のコンタクトホール37は、P++層35上にも配置されている。これにより、コンタクトホール37を埋め込む導電膜(図示せず)を介して、シリコン基板1とソース20とが同電位を維持できるようになっている。また、ドレイン30上には、コンタクトホール47が配置されている。   As shown in FIG. 2, the N-type source 20 and the drain 30 are composed of an N ++ layer containing N-type impurities at a higher concentration than the N + layer 53. A high-concentration P-type impurity diffusion layer (P ++ layer) 35 that is electrically connected to the silicon substrate 1 is disposed inside the source 20. A contact hole 37 on the source 20 is also disposed on the P ++ layer 35. Thus, the silicon substrate 1 and the source 20 can maintain the same potential via a conductive film (not shown) that fills the contact hole 37. A contact hole 47 is disposed on the drain 30.

(製造方法)
図3及び図4は、LDMOSトランジスタ100の製造方法を工程順に示す断面図である。図3(a)に示すように、まず、P型のシリコン基板1を用意する。次に、シリコン基板1上に例えばレジストパターン91を形成し、このレジストパターン91をマスクに用いて、リン又はヒ素等のN型不純物をシリコン基板1にイオン注入して、N−層51を形成する。
(Production method)
3 and 4 are cross-sectional views showing the method of manufacturing the LDMOS transistor 100 in the order of steps. As shown in FIG. 3A, first, a P-type silicon substrate 1 is prepared. Next, for example, a resist pattern 91 is formed on the silicon substrate 1, and N-type impurities such as phosphorus or arsenic are ion-implanted into the silicon substrate 1 using the resist pattern 91 as a mask to form an N-layer 51. To do.

続いて、例えばレジストパターン91をマスクに用いて、シリコン基板1にボロン等のP型不純物をイオン注入して、図3(b)に示すように、P層70を形成する。そして、例えばレジストパターン91をマスクに用いて、シリコン基板1にリン又はヒ素等のN型不純物をイオン注入してN層52を形成する。N層52を形成した後、レジストパターン91を除去する。そして、シリコン基板1に熱処理を施して、N−層51と、P層70及びN層52をそれぞれ活性化させる。   Subsequently, for example, a P-type impurity such as boron is ion-implanted into the silicon substrate 1 using the resist pattern 91 as a mask to form a P layer 70 as shown in FIG. Then, for example, using the resist pattern 91 as a mask, N-type impurities such as phosphorus or arsenic are ion-implanted into the silicon substrate 1 to form the N layer 52. After forming the N layer 52, the resist pattern 91 is removed. Then, the silicon substrate 1 is subjected to heat treatment to activate the N− layer 51, the P layer 70, and the N layer 52, respectively.

なお、本発明の第1実施形態及び、後述の第2、第3実施形態(以下、各実施形態)において、N−層51と、P層70及びN層52の形成順は上記に限定されるものではなく、任意の順で各層を形成してよい。また、本発明の各実施形態において、N−層51、P層70及びN層52を形成するためのレジストパターンは上記のように同一パターンであってもよいし、別々のパターンであってもよい。例えば、N−層51を形成するための第1のレジストパターン、P層70を形成するための第2のレジストパターン、N層52を形成するための第3のレジストパターンというように、各層に対応してレジストパターンを形成してもよい。   In the first embodiment of the present invention and the second and third embodiments (hereinafter, each embodiment) described later, the order of forming the N-layer 51, the P layer 70, and the N layer 52 is limited to the above. Each layer may be formed in any order. In each embodiment of the present invention, the resist pattern for forming the N-layer 51, the P layer 70, and the N layer 52 may be the same pattern as described above, or may be separate patterns. Good. For example, a first resist pattern for forming the N− layer 51, a second resist pattern for forming the P layer 70, a third resist pattern for forming the N layer 52, and so on. Correspondingly, a resist pattern may be formed.

次に、図3(c)に示すように、シリコン基板1にフィールド酸化膜60を局所的に形成する。フィールド酸化膜60の形成方法は例えばLOCOS法である。なお、本発明の各実施形態において、フィールド酸化膜60の形成方法はLOCOS法に限定されるものではない。フィールド酸化膜60の形成方法は、例えば、シリコン基板1にトレンチを形成して絶縁膜等を埋め込むSTI(Shallow Trench Isolation)法であってもよい。
次に、シリコン基板1のうちのフィールド酸化膜60が形成されていない領域(即ち、アクティブ領域)の表面に図示しないゲート絶縁膜を形成する。そして、ゲート絶縁膜上に例えばポリシリコン膜を堆積し、これをパターニングする。これにより、図4(a)に示すように、ゲート電極10(フィールドプレート電極10aを含む)を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, a field oxide film 60 is locally formed on the silicon substrate 1. A method of forming the field oxide film 60 is, for example, a LOCOS method. In each embodiment of the present invention, the method for forming the field oxide film 60 is not limited to the LOCOS method. The formation method of the field oxide film 60 may be, for example, an STI (Shallow Trench Isolation) method in which a trench is formed in the silicon substrate 1 and an insulating film or the like is embedded.
Next, a gate insulating film (not shown) is formed on the surface of the region of the silicon substrate 1 where the field oxide film 60 is not formed (that is, the active region). Then, for example, a polysilicon film is deposited on the gate insulating film and patterned. Thereby, as shown in FIG. 4A, the gate electrode 10 (including the field plate electrode 10a) is formed.

次に、図4(b)に示すように、ゲート電極10が形成されたシリコン基板1上に、例えば、ドリフト領域の上方及びゲート電極10の上方を開口し、それ以外の領域の上方を覆う形状のレジストパターン92を形成する。次に、このレジストパターン92をマスクに用いて、リン又はヒ素等のN型不純物をシリコン基板1にイオン注入する。これにより、N層52上にN+層53を形成する。また、ゲート電極10にもN型不純物が導入される。N+層53を形成した後、レジストパターン92を除去する。   Next, as shown in FIG. 4B, on the silicon substrate 1 on which the gate electrode 10 is formed, for example, the drift region and the gate electrode 10 are opened and the other regions are covered. A resist pattern 92 having a shape is formed. Next, N-type impurities such as phosphorus or arsenic are ion-implanted into the silicon substrate 1 using the resist pattern 92 as a mask. As a result, an N + layer 53 is formed on the N layer 52. An N-type impurity is also introduced into the gate electrode 10. After the N + layer 53 is formed, the resist pattern 92 is removed.

次に、図4(c)に示すように、N+層53が形成されたシリコン基板1上に、例えば、N+層53の上方を開口し、それ以外の領域を覆う形状のレジストパターン93を形成する。次に、このレジストパターン93をマスクに用いて、ボロン等のP型不純物をシリコン基板1にイオン注入する。これにより、P+層80(図1参照。)を形成する。P+層80を形成した後、レジストパターン93を除去する。   Next, as shown in FIG. 4C, on the silicon substrate 1 on which the N + layer 53 is formed, for example, a resist pattern 93 having a shape that opens above the N + layer 53 and covers other regions is formed. To do. Next, P-type impurities such as boron are ion-implanted into the silicon substrate 1 using the resist pattern 93 as a mask. Thereby, a P + layer 80 (see FIG. 1) is formed. After forming the P + layer 80, the resist pattern 93 is removed.

その後、N+層53及びP+層80が形成されたシリコン基板1上に、例えば、ドリフト領域の上方を覆い、それ以外の領域を覆う形状のレジストパターン(図示せず)を形成する。次に、このレジストパターンをマスクに用いて、リン又はヒ素等のN型不純物をシリコン基板1にイオン注入して、N型のソース20、ドレイン30を形成する。N型のソース20、ドレイン30を形成した後、レジストパターンを除去する。以上の工程を経て、図1及び図2に示したNチャネル型のLDMOSトランジスタ100が完成する。   Thereafter, on the silicon substrate 1 on which the N + layer 53 and the P + layer 80 are formed, for example, a resist pattern (not shown) having a shape covering the drift region and covering the other region is formed. Next, using this resist pattern as a mask, an N-type impurity such as phosphorus or arsenic is ion-implanted into the silicon substrate 1 to form an N-type source 20 and drain 30. After the N-type source 20 and drain 30 are formed, the resist pattern is removed. Through the above steps, the N-channel type LDMOS transistor 100 shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

第1実施形態では、シリコン基板1が本発明の「半導体基板」に対応し、フィールドプレート電極10aが本発明の「第1電極部」に対応している。また、第2PBL(P+層)80が本発明の「第1不純物拡散層」に対応し、第1PBL(P層)70が本発明の「第2不純物拡散層」に対応している。さらに、N−層51及びN層52が本発明の「第1ドリフト領域」に対応し、N層53が本発明の「第2ドリフト領域」に対応している。また、LDMOSトランジスタ100が本発明の「電界効果トランジスタ」に対応している。さらに、N型が本発明の「第1導電型」に対応し、P型が本発明の「第2導電型」に対応している。   In the first embodiment, the silicon substrate 1 corresponds to the “semiconductor substrate” of the present invention, and the field plate electrode 10a corresponds to the “first electrode portion” of the present invention. The second PBL (P + layer) 80 corresponds to the “first impurity diffusion layer” of the present invention, and the first PBL (P layer) 70 corresponds to the “second impurity diffusion layer” of the present invention. Further, the N− layer 51 and the N layer 52 correspond to the “first drift region” of the present invention, and the N layer 53 corresponds to the “second drift region” of the present invention. The LDMOS transistor 100 corresponds to the “field effect transistor” of the present invention. Further, the N type corresponds to the “first conductivity type” of the present invention, and the P type corresponds to the “second conductivity type” of the present invention.

(第1実施形態の効果)
本発明の第1実施形態は、以下の効果を奏する。
(1)フィールド酸化膜60上に配置されたフィールドプレート電極10aと、シリコン基板1に配置されたN+層53との間に寄生容量が生じる。寄生容量には電荷が蓄積され、N+層53のフィールドプレート電極10a側の表面近傍には空乏層が形成される。従って、LDMOSトランジスタ100のオフ時に、N+層53を斜め上方側から空乏化することができる。
(Effect of 1st Embodiment)
The first embodiment of the present invention has the following effects.
(1) A parasitic capacitance is generated between the field plate electrode 10 a disposed on the field oxide film 60 and the N + layer 53 disposed on the silicon substrate 1. Charges are accumulated in the parasitic capacitance, and a depletion layer is formed near the surface of the N + layer 53 on the field plate electrode 10a side. Therefore, when the LDMOS transistor 100 is turned off, the N + layer 53 can be depleted from obliquely above.

(2)また、フィールドプレート電極10aは、平面視でN+層53の一方の側だけでなく、両側に配置されている。このため、N+層53の両側の表面近傍に空乏層がそれぞれ形成される。これにより、LDMOSトランジスタ100のオフ時に、N+層53を左右の斜め上方側からそれぞれ空乏化することができる。
(3)N+層53の真下にはP+層80が配置されており、N+層53、N層52及びN−層51と、P+層80との間にはPN接合により空乏層が形成される。これにより、LDMOSトランジスタ100のオフ時に、N+層53、N層52及びN−層51を下方のP+層80の側から空乏化することができる。
(2) The field plate electrodes 10a are arranged not only on one side of the N + layer 53 but also on both sides in plan view. For this reason, depletion layers are formed in the vicinity of the surfaces on both sides of the N + layer 53, respectively. Thereby, when the LDMOS transistor 100 is turned off, the N + layer 53 can be depleted from the left and right diagonally upper sides.
(3) A P + layer 80 is arranged directly under the N + layer 53, and a depletion layer is formed by a PN junction between the N + layer 53, the N layer 52, the N− layer 51, and the P + layer 80. . Thereby, when the LDMOS transistor 100 is turned off, the N + layer 53, the N layer 52, and the N− layer 51 can be depleted from the lower P + layer 80 side.

(4)フィールド酸化膜60の真下にはP層70が配置されており、N層52及びN−層51と、P層70との間にはPN接合により空乏層が形成される。これにより、LDMOSトランジスタ100のオフ時に、N層52及びN−層51を下方のN−層51の側から空乏化することができる。
(5)上記(1)〜(4)の効果から、オフ状態のLDMOSトランジスタ100において、ドリフト領域50を左右の斜め上方及び下方の3方向からそれぞれ空乏化することができる。これにより、ソース20と半導体基板1を接続した状態でソース20−ドレイン30間に逆バイアスが印加された場合に、ドリフト領域50を完全空乏化することが容易となる。従って、ドリフト領域50の表面電界を十分に緩和する(即ち、RESURF効果を十分に得る)ことができる。
(4) A P layer 70 is disposed directly under the field oxide film 60, and a depletion layer is formed between the N layer 52 and the N− layer 51 and the P layer 70 by a PN junction. Thus, when the LDMOS transistor 100 is turned off, the N layer 52 and the N− layer 51 can be depleted from the lower N− layer 51 side.
(5) Due to the effects (1) to (4), in the LDMOS transistor 100 in the off state, the drift region 50 can be depleted from three directions, diagonally upward and downward on the left and right. This facilitates complete depletion of the drift region 50 when a reverse bias is applied between the source 20 and the drain 30 in a state where the source 20 and the semiconductor substrate 1 are connected. Therefore, the surface electric field of the drift region 50 can be sufficiently relaxed (that is, the RESURF effect can be sufficiently obtained).

(6)RESURF効果を十分に得ることができるため、N+層53のように、p+層80の真上(即ち、直上)に位置するドリフト領域50の表面近傍のN型不純物濃度を高めることができる。これにより、LDMOSトランジスタ100のドレイン耐圧を高く維持しつつ、オン抵抗を低減することができる。例えば図5の矢印で示すように、ドレイン耐圧とオン抵抗のトレードオフ特性を改善することができる。 (6) Since the RESURF effect can be sufficiently obtained, the N-type impurity concentration in the vicinity of the surface of the drift region 50 located immediately above (that is, directly above) the p + layer 80 as in the N + layer 53 can be increased. it can. As a result, the on-resistance can be reduced while maintaining the drain breakdown voltage of the LDMOS transistor 100 high. For example, as shown by the arrows in FIG. 5, the trade-off characteristics between the drain breakdown voltage and the on-resistance can be improved.

なお、図5において、横軸のBVdssとは、半導体基板1、ゲート電極10及びソース20とを電気的に接続した状態(即ち、オフ状態)で、ドレイン30に逆バイアスを印加したときに、アバランシェ降伏によりドレイン30からソース20及び半導体基板1へ電流が流れ始めるときの電圧値である。また、縦軸のRon・sqは、LDMOSトランジスタ100がオンしている時のソース20−ドレイン30間の抵抗値であって、該抵抗値を素子の単位面積当たりで示した値である。   In FIG. 5, BVdss on the horizontal axis is the state where the semiconductor substrate 1, the gate electrode 10 and the source 20 are electrically connected (that is, in the off state), and a reverse bias is applied to the drain 30. This is a voltage value when current starts to flow from the drain 30 to the source 20 and the semiconductor substrate 1 due to avalanche breakdown. Ron · sq on the vertical axis is a resistance value between the source 20 and the drain 30 when the LDMOS transistor 100 is on, and is a value indicating the resistance value per unit area of the element.

(変形例)
(1)なお、上記の第1実施形態では、N+層53とP+層80の位置関係について、P+層80は(N−層51及びN層52を介して)N+層53の真下に位置する場合について説明した。しかしながら、第1実施形態において、N+層53とP+層80の位置関係はこれに限定されるものではなく、P+層80はN+層53の真下から多少ずれた位置に配置されていてもよい。LDMOSトランジスタ100の積層方向からみて、P+層80の少なくとも一部が(N−層51及びN層52を介して)N+層53と重なる位置に配置されていれば、LDMOSトランジスタ100のオフ時に、N+層53を下方のP+層80の側から空乏化することができる。
(Modification)
(1) In the first embodiment described above, regarding the positional relationship between the N + layer 53 and the P + layer 80, the P + layer 80 is located immediately below the N + layer 53 (via the N− layer 51 and the N layer 52). Explained the case. However, in the first embodiment, the positional relationship between the N + layer 53 and the P + layer 80 is not limited to this, and the P + layer 80 may be arranged at a position slightly shifted from directly below the N + layer 53. If at least a part of the P + layer 80 is disposed at a position overlapping the N + layer 53 (via the N− layer 51 and the N layer 52) when viewed from the stacking direction of the LDMOS transistor 100, when the LDMOS transistor 100 is turned off, The N + layer 53 can be depleted from the lower P + layer 80 side.

(2)また、上記の第1実施形態では、LDMOSトランジスタ100と他の素子(以下、pMOSトランジスタ)とを同一のシリコン基板1に混載して、半導体装置を構成してもよい。このような場合であっても、上記の第1実施形態と同様の効果を奏する。
(3)さらに、上記の第1実施形態では、LDMOSトランジスタ100がNチャネル型の場合を示したが、LDMOSトランジスタ100はPチャネル型であってもよい。即ち、第1実施形態において、N型をP型に、P型をN型にそれぞれ入れ替えてもよい。このような場合であっても、Pチャネル型のLDMOSトランジスタ100において、ドレイン耐圧とオン抵抗のトレードオフ特性を改善することができる。
(2) In the first embodiment, the LDMOS transistor 100 and other elements (hereinafter referred to as pMOS transistors) may be mixedly mounted on the same silicon substrate 1 to constitute a semiconductor device. Even in such a case, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
(3) Further, in the first embodiment, the LDMOS transistor 100 is an N-channel type, but the LDMOS transistor 100 may be a P-channel type. That is, in the first embodiment, the N type may be replaced with the P type, and the P type may be replaced with the N type. Even in such a case, in the P-channel type LDMOS transistor 100, the trade-off characteristics between the drain breakdown voltage and the on-resistance can be improved.

<第2実施形態>
上記の第1実施形態では、RESURF効果を高めるために、N+層53の真下にP+層80を配置する場合について説明した。しかしながら、本発明の実施形態では、N+層53の真下ではなく、N+層53の真上にゲート電極10を配置することによって、RESURF効果を高めるようにしてもよい。第2実施形態では、このような態様について説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment, the case where the P + layer 80 is disposed directly below the N + layer 53 in order to enhance the RESURF effect has been described. However, in the embodiment of the present invention, the RESURF effect may be enhanced by disposing the gate electrode 10 not directly under the N + layer 53 but directly above the N + layer 53. In the second embodiment, such an aspect will be described.

(構造)
図6は、本発明の第2実施形態に係るLDMOSトランジスタ200の構成例を示す断面図である。また、図7は、LDMOSトランジスタ200の構成例を示す平面図である。なお、図7をY6−Y´6線で切断した断面図が図6である。また、図7では、図面の複雑化を回避するために層間絶縁膜110の図示を省略している。
(Construction)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration example of the LDMOS transistor 200 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of the LDMOS transistor 200. FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. 7 cut along line Y6-Y′6. In FIG. 7, the interlayer insulating film 110 is not shown in order to avoid complication of the drawing.

図6及び図7に示すように、このLDMOSトランジスタ200において、第1実施形態で説明したLDMOSトランジスタ100との構造上の違いは、P+層80の代わりに、第2ゲート電極10を有する点である。即ち、LDMOSトランジスタ200は、シリコン基板1上に形成されてゲート電極(以下、第1ゲート電極)10を覆う層間絶縁膜110と、層間絶縁膜110上に形成された第2ゲート電極120と、を備える。   As shown in FIGS. 6 and 7, the LDMOS transistor 200 is different in structure from the LDMOS transistor 100 described in the first embodiment in that the second gate electrode 10 is provided instead of the P + layer 80. is there. That is, the LDMOS transistor 200 includes an interlayer insulating film 110 formed on the silicon substrate 1 and covering a gate electrode (hereinafter referred to as a first gate electrode) 10, a second gate electrode 120 formed on the interlayer insulating film 110, Is provided.

層間絶縁膜110は例えばシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜、或いはこれらを積層した膜である。また、第2ゲート電極120は、層間絶縁膜110を介して、N+層53の真上に位置する。第2ゲート電極120は、第1ゲート電極10とコンタクトホール117を通して電気的に接続している。第2ゲート電極120は、例えばN型又はP型不純物を含むポリシリコンからなる。   The interlayer insulating film 110 is, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film, or a film in which these are stacked. The second gate electrode 120 is located immediately above the N + layer 53 with the interlayer insulating film 110 interposed therebetween. The second gate electrode 120 is electrically connected to the first gate electrode 10 through the contact hole 117. The second gate electrode 120 is made of polysilicon containing N-type or P-type impurities, for example.

(製造方法)
図8は、LDMOSトランジスタ200の製造方法を工程順に示す断面図である。図8(a)に示すように、LDMOSトランジスタ200の製造方法において、N+層53を形成する工程までは、第1実施形態と同じである。この第2実施形態では、N+層53を形成した後で、P+層80の形成工程をスキップして、N型のソース20とドレイン30を第1実施形態と同じように形成する。その後、図8(b)に示すように、例えばCVD法でシリコン基板1上に層間絶縁膜110を堆積する。次に、層間絶縁膜110をパターニングして、第1ゲート電極10を底面とするコンタクトホール117を形成する。そして、コンタクトホール117を埋め込むように層間絶縁膜110上に例えばポリシリコン膜を堆積する。さらに、堆積したポリシリコン膜をパターニングして第2ゲート電極120を形成する。以上の工程を経て、図6及び図7に示したNチャネル型のLDMOSトランジスタ200が完成する。
(Production method)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the LDMOS transistor 200 in the order of steps. As shown in FIG. 8A, in the manufacturing method of the LDMOS transistor 200, the process up to the step of forming the N + layer 53 is the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, after forming the N + layer 53, the step of forming the P + layer 80 is skipped, and the N-type source 20 and drain 30 are formed in the same manner as in the first embodiment. Thereafter, as shown in FIG. 8B, an interlayer insulating film 110 is deposited on the silicon substrate 1 by, eg, CVD. Next, the interlayer insulating film 110 is patterned to form a contact hole 117 having the first gate electrode 10 as a bottom surface. Then, for example, a polysilicon film is deposited on the interlayer insulating film 110 so as to fill the contact hole 117. Further, the deposited polysilicon film is patterned to form the second gate electrode 120. Through the above steps, the N-channel LDMOS transistor 200 shown in FIGS. 6 and 7 is completed.

第2実施形態では、層間絶縁膜110が本発明の「絶縁膜」に対応し、第2ゲート電極120が本発明の「第2電極部」に対応している。また、LDMOSトランジスタ200が本発明の「電界効果トランジスタ」に対応している。その他の対応関係は、第1実施形態と同じである。   In the second embodiment, the interlayer insulating film 110 corresponds to the “insulating film” of the present invention, and the second gate electrode 120 corresponds to the “second electrode portion” of the present invention. The LDMOS transistor 200 corresponds to the “field effect transistor” of the present invention. Other correspondences are the same as in the first embodiment.

(第2実施形態の効果)
本発明の第2実施形態は、第1実施形態の効果(1)(2)(4)の効果に加え、以下の効果を奏する。
(1)第2ゲート電極120は、層間絶縁膜110を介してN+層53の真上に配置されている。このため、第2ゲート電極120と、N+層53との間に寄生容量が生じる。この寄生容量にも電荷が蓄積され、N+層53の表面近傍にはさらに空乏層が形成される。これにより、電界効果トランジスタのオフ時に、ドリフト領域50を上方側からさらに空乏化することができ、RESURF効果を十分に得ることができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
The second embodiment of the present invention has the following effects in addition to the effects (1), (2), and (4) of the first embodiment.
(1) The second gate electrode 120 is disposed immediately above the N + layer 53 with the interlayer insulating film 110 interposed therebetween. For this reason, a parasitic capacitance is generated between the second gate electrode 120 and the N + layer 53. Charges are also accumulated in this parasitic capacitance, and a depletion layer is further formed near the surface of the N + layer 53. Thereby, when the field effect transistor is turned off, the drift region 50 can be further depleted from the upper side, and the RESURF effect can be sufficiently obtained.

(2)第1実施形態の効果(1)(2)(4)に加え、第2実施形態の効果(1)を奏することにより、オフ状態のLDMOSトランジスタ200において、ドリフト領域50を左右の斜め上方及び真上(即ち、上方全体)から空乏化することができる。これにより、ソース20と半導体基板1を接続した状態でソース20−ドレイン30間に逆バイアスが印加された場合に、ドリフト領域50を完全空乏化することが容易となる。従って、ドリフト領域50の表面電界を十分に緩和する(即ち、RESURF効果を十分に得る)ことができる。
(3)RESURF効果を十分に得ることができるため、第1実施形態の効果(6)と同様の効果を奏する。
(2) In addition to the effects (1), (2), and (4) of the first embodiment, the drift region 50 is tilted left and right in the LDMOS transistor 200 in the off state by exhibiting the effect (1) of the second embodiment. It can be depleted from above and directly above (ie, the entire top). This facilitates complete depletion of the drift region 50 when a reverse bias is applied between the source 20 and the drain 30 in a state where the source 20 and the semiconductor substrate 1 are connected. Therefore, the surface electric field of the drift region 50 can be sufficiently relaxed (that is, the RESURF effect can be sufficiently obtained).
(3) Since the RESURF effect can be sufficiently obtained, the same effect as the effect (6) of the first embodiment is achieved.

(変形例)
(1)なお、上記の第2実施形態では、N+層53と第2ゲート電極120の位置関係について、第2ゲート電極120は層間絶縁膜110を介してN+層53の真上に位置する場合について説明した。しかしながら、第2実施形態において、N+層53と第2ゲート電極120の位置関係はこれに限定されるものではなく、第2ゲート電極120はN+層53の真上から多少ずれた位置に配置されていてもよい。LDMOSトランジスタ100の積層方向からみて、第2ゲート電極120の少なくとも一部が(層間絶縁膜110を介して)N+層53と重なる位置に配置されていれば、LDMOSトランジスタ100のオフ時に、N+層53を上方の第2ゲート電極120の側から空乏化することができる。
(2)また、第1実施形態で説明した変形例(2)(3)を第2実施形態に適用してもよい。
(Modification)
(1) In the second embodiment, the positional relationship between the N + layer 53 and the second gate electrode 120 is such that the second gate electrode 120 is located directly above the N + layer 53 with the interlayer insulating film 110 interposed therebetween. Explained. However, in the second embodiment, the positional relationship between the N + layer 53 and the second gate electrode 120 is not limited to this, and the second gate electrode 120 is disposed at a position slightly shifted from directly above the N + layer 53. It may be. As long as at least a part of the second gate electrode 120 is disposed at a position overlapping the N + layer 53 (via the interlayer insulating film 110) when viewed from the stacking direction of the LDMOS transistor 100, the N + layer is turned off when the LDMOS transistor 100 is turned off. 53 can be depleted from the upper side of the second gate electrode 120.
(2) The modifications (2) and (3) described in the first embodiment may be applied to the second embodiment.

<第3実施形態>
本発明の実施形態では、上記の第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせてもよい。第3実施形態では、このような態様について説明する。
(構造)
図9は、本発明の第3実施形態に係るLDMOSトランジスタ300の構成例を示す断面図である。また、図10は、LDMOSトランジスタ300の構成例を示す平面図である。なお、図10をY9−Y´9線で切断した断面が図9に相当する。また、図10では、図面の複雑化を回避するために層間絶縁膜110の図示を省略している。
<Third Embodiment>
In the embodiment of the present invention, the first embodiment and the second embodiment may be combined. In the third embodiment, such an aspect will be described.
(Construction)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration example of an LDMOS transistor 300 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a plan view showing a configuration example of the LDMOS transistor 300. Note that a cross section taken along line Y9-Y'9 in FIG. 10 corresponds to FIG. Further, in FIG. 10, the illustration of the interlayer insulating film 110 is omitted in order to avoid complication of the drawing.

図9及び図10に示すように、このLDMOSトランジスタ300は、シリコン基板1のN+層53下に配置されたP+層80と、シリコン基板1上に配置されて第1ゲート電極10(フィールドプレート電極10aを含む)を覆う層間絶縁膜110と、層間絶縁膜110上に配置された第2ゲート電極120とを有する。   As shown in FIGS. 9 and 10, the LDMOS transistor 300 includes a P + layer 80 disposed under the N + layer 53 of the silicon substrate 1 and a first gate electrode 10 (field plate electrode) disposed on the silicon substrate 1. And the second gate electrode 120 disposed on the interlayer insulating film 110.

(製造方法)
図11は、LDMOSトランジスタ300の製造方法を工程順に示す断面図である。図11(a)に示すように、P+層80を形成後、N型のソース20とドレイン30を形成する工程までは、第1実施形態と同じである。N型のソース20とドレイン30を形成後のレジストパターンを除去した後に、図11(b)に示すように、シリコン基板1上に層間絶縁膜110を堆積する。これ以降の工程は、第2実施形態と同じである。以上の工程を経て、図9及び図10に示したNチャネル型のLDMOSトランジスタ300が完成する。
第3実施形態では、LDMOSトランジスタ300が本発明の「電界効果トランジスタ」に対応している。その他の対応関係は、第1、第2実施形態と同じである。
(Production method)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the LDMOS transistor 300 in the order of steps. As shown in FIG. 11A, the process from the formation of the P + layer 80 to the step of forming the N-type source 20 and drain 30 is the same as in the first embodiment. After removing the resist pattern after the N-type source 20 and drain 30 are formed, an interlayer insulating film 110 is deposited on the silicon substrate 1 as shown in FIG. The subsequent steps are the same as in the second embodiment. Through the above steps, the N-channel LDMOS transistor 300 shown in FIGS. 9 and 10 is completed.
In the third embodiment, the LDMOS transistor 300 corresponds to the “field effect transistor” of the present invention. Other correspondences are the same as those in the first and second embodiments.

(第3実施形態の効果)
(1)本発明の第3実施形態は、第1実施形態の効果(1)〜(4)と、第2実施形態の効果(1)を奏する。これにより、オフ状態のLDMOSトランジスタ300において、ドリフト領域50を左右の斜め上方、真上及び下方の4方向から空乏化することができる。このため、ソース20と半導体基板1を接続した状態でソース20−ドレイン30間に逆バイアスが印加された場合に、ドリフト領域50を完全空乏化することがさらに容易となる。従って、ドリフト領域50の表面電界をより十分に緩和する(即ち、RESURF効果をより十分に得る)ことができる。
(2)RESURF効果をより十分に得ることができることから、N+層53におけるN型不純物濃度をさらに高めることができる。これにより、LDMOSトランジスタ300のドレイン耐圧を高く維持しつつ、オン抵抗をさらに低減することができる。
(Effect of the third embodiment)
(1) The third embodiment of the present invention has the effects (1) to (4) of the first embodiment and the effect (1) of the second embodiment. As a result, in the LDMOS transistor 300 in the off state, the drift region 50 can be depleted from four directions, diagonally upward, right above, and below. For this reason, when a reverse bias is applied between the source 20 and the drain 30 in a state where the source 20 and the semiconductor substrate 1 are connected, it is further easy to completely deplete the drift region 50. Therefore, the surface electric field of the drift region 50 can be more sufficiently relaxed (that is, the RESURF effect can be more sufficiently obtained).
(2) Since the RESURF effect can be obtained more sufficiently, the N-type impurity concentration in the N + layer 53 can be further increased. As a result, the on-resistance can be further reduced while maintaining the drain breakdown voltage of the LDMOS transistor 300 high.

(変形例)
第1実施形態で説明した変形例(1)〜(3)、第2実施形態で説明した変形例(1)を第3実施形態に適用してもよい。
<その他>
本発明は、以上に記載した各実施形態に限定されるものではない。当業者の知識に基づいて各実施形態に設計の変更等を加えてもよく、そのような変更が加えられた態様も本発明の範囲に含まれる。
(Modification)
Modifications (1) to (3) described in the first embodiment and modification (1) described in the second embodiment may be applied to the third embodiment.
<Others>
The present invention is not limited to the embodiments described above. A design change or the like may be added to each embodiment based on the knowledge of a person skilled in the art, and an aspect in which such a change is added is also included in the scope of the present invention.

1 シリコン基板
10 (第1)ゲート電極
10a フィールドプレート電極
20 ソース
30 ドレイン
35 P++層
37、47 コンタクトホール
40 チャネル領域
50 ドリフト領域
51 N−層(N−ドリフト層)
52 N層(第1ドレインエクステンション)
53 N+層(第2ドレインエクステンション)
60 フィールド酸化膜
70 P層(第1PBL)
80 P+層(第2PBL)
91、92、93 レジストパターン
100、200、300 LDMOSトランジスタ
110 層間絶縁膜
117 コンタクトホール
120 第2ゲート電極
1 silicon substrate 10 (first) gate electrode 10a field plate electrode 20 source 30 drain 35 P ++ layer 37, 47 contact hole 40 channel region 50 drift region 51 N− layer (N− drift layer)
52 N layer (first drain extension)
53 N + layer (second drain extension)
60 Field oxide film 70 P layer (first PBL)
80 P + layer (2nd PBL)
91, 92, 93 Resist pattern 100, 200, 300 LDMOS transistor 110 Interlayer insulating film 117 Contact hole 120 Second gate electrode

Claims (9)

半導体基板に形成された電界効果トランジスタであって、
前記半導体基板のうちのチャネルとなる領域と第1導電型のドレインとの間に配置された第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に配置されたフィールド酸化膜と、
前記フィールド酸化膜上に配置された第1電極部と、
前記半導体基板のうちの前記ドリフト領域下に配置された第2導電型の第1不純物拡散層と、を備え、
前記ドリフト領域は、第1ドリフト領域と、前記第1ドリフト領域よりも第1導電型の不純物濃度が高く、且つ前記フィールド酸化膜から露出した第2ドリフト領域と、を有し、フィールド酸化膜は、当該電界効果トランジスタの積層方向からみて、第2ドリフト領域のチャネル幅方向における両側に配置されており、
当該電界効果トランジスタの積層方向からみて、前記第1不純物拡散層の少なくとも一部が前記第1ドリフト領域を介して前記第2ドリフト領域と重なることを特徴とする電界効果トランジスタ。
A field effect transistor formed on a semiconductor substrate,
A drift region of a first conductivity type disposed between a region of a channel of the semiconductor substrate and a drain of a first conductivity type;
A field oxide film disposed on the drift region;
A first electrode portion disposed on the field oxide film;
A first impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed under the drift region of the semiconductor substrate,
The drift region has a first drift region, said first high impurity concentration of the first conductivity type than the drift region, and a second drift region exposed the field oxide film or al, a field oxide film Are disposed on both sides in the channel width direction of the second drift region, as viewed from the stacking direction of the field effect transistor,
A field effect transistor, wherein at least a part of the first impurity diffusion layer overlaps with the second drift region through the first drift region when viewed from the stacking direction of the field effect transistor.
前記第1不純物拡散層は前記第1ドリフト領域を介して前記第2ドリフト領域の真下に位置することを特徴とする請求項1に記載の電界効果トランジスタ。   2. The field effect transistor according to claim 1, wherein the first impurity diffusion layer is located directly below the second drift region via the first drift region. 前記半導体基板のうちの前記ドリフト領域下に配置された第2導電型の第2不純物拡散層、をさらに備え、
前記第2不純物拡散層は、前記第1不純物拡散層よりも第2導電型の不純物濃度が低く、且つ前記第1ドリフト領域を介して前記フィールド酸化膜の真下に位置することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電界効果トランジスタ。
A second impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed under the drift region of the semiconductor substrate;
The second impurity diffusion layer has an impurity concentration of a second conductivity type lower than that of the first impurity diffusion layer, and is located immediately below the field oxide film through the first drift region. Item 3. The field effect transistor according to item 1 or 2.
前記半導体基板上に配置されて前記第1電極部を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された第2電極部と、をさらに備え、
前記第2電極部の少なくとも一部は前記絶縁膜を介して前記第2ドリフト領域と重なることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の電界効果トランジスタ。
An insulating film disposed on the semiconductor substrate and covering the first electrode portion;
A second electrode portion disposed on the insulating film,
4. The field effect transistor according to claim 1, wherein at least part of the second electrode portion overlaps the second drift region with the insulating film interposed therebetween. 5.
前記第2電極部は前記絶縁膜を介して前記第2ドリフト領域の真上に位置することを特徴とする請求項4に記載の電界効果トランジスタ。   5. The field effect transistor according to claim 4, wherein the second electrode portion is positioned immediately above the second drift region with the insulating film interposed therebetween. 前記第2ドリフト領域の両側の前記フィールド酸化膜上にそれぞれ前記第1電極部が配置されていることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載の電界効果トランジスタ。   6. The field effect transistor according to claim 1, wherein the first electrode portion is disposed on the field oxide film on both sides of the second drift region. 7. 半導体基板に形成された電界効果トランジスタであって、
前記半導体基板のうちのチャネルとなる領域と第1導電型のドレインとの間に配置された第1導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に配置されたフィールド酸化膜と、
前記フィールド酸化膜上に配置された第1電極部と、
前記半導体基板上に配置されて前記第1電極部を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜上に配置された第2電極部と、を備え、
前記ドリフト領域は、第1ドリフト領域と、前記第1ドリフト領域よりも第1導電型の不純物濃度が高く、且つ前記フィールド酸化膜から露出した第2ドリフト領域と、を有し、フィールド酸化膜は、当該電界効果トランジスタの積層方向からみて、第2ドリフト領域のチャネル幅方向における両側に配置されており、
当該電界効果トランジスタの積層方向からみて、前記第2電極部の少なくとも一部が前記絶縁膜を介して前記第2ドリフト領域と重なることを特徴とする電界効果トランジスタ。
A field effect transistor formed on a semiconductor substrate,
A drift region of a first conductivity type disposed between a region of a channel of the semiconductor substrate and a drain of a first conductivity type;
A field oxide film disposed on the drift region;
A first electrode portion disposed on the field oxide film;
An insulating film disposed on the semiconductor substrate and covering the first electrode portion;
A second electrode portion disposed on the insulating film,
The drift region has a first drift region, said first high impurity concentration of the first conductivity type than the drift region, and a second drift region exposed the field oxide film or al, a field oxide film Are disposed on both sides in the channel width direction of the second drift region, as viewed from the stacking direction of the field effect transistor,
A field effect transistor, wherein at least a part of the second electrode portion overlaps the second drift region through the insulating film when viewed from the stacking direction of the field effect transistor.
前記第2電極部は前記絶縁膜を介して前記第2ドリフト領域の真上に位置することを特徴とする請求項7に記載の電界効果トランジスタ。   The field effect transistor according to claim 7, wherein the second electrode portion is located immediately above the second drift region with the insulating film interposed therebetween. 請求項1から請求項8の何れか一項に記載の電界効果トランジスタを具備することを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device comprising the field effect transistor according to claim 1.
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