JP6249571B2 - 適応電荷平衡mosfet技法 - Google Patents
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Description
概念
複数のフィールドプレート絶縁体領域、
複数のフィールドプレートが複数のフィールドプレート絶縁体の間に散在する、複数のフィールドプレート領域、及び
2つ以上のフィールドプレートのそれぞれがフィールドリングに結合されたフィールドリング領域
を含むフィールドプレート積層体と、
ゲート絶縁体領域によって取り囲まれたゲート領域を含むゲート構造体と、
ソース領域と、
ドリフト領域と、
ゲート構造体、ソース領域、ドリフト領域、及びフィールドリング領域の間に配置されたボディ領域と
を備える、装置。
ドリフト領域は、リン又は砒素で中濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備え、
複数のボディ領域は、ボロンで中濃度ドープされたシリコンを備え、
複数のソース領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたシリコンを備え、
複数のゲート領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
複数のフィールドプレート領域は、ボロンで高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
複数のフィールドリング領域は、ボロンで高濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備える、
概念1又は2による装置。
ドリフト領域は、ボロンで中濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備え、
複数のボディ領域は、リン又は砒素で中濃度ドープされたシリコンを備え、
複数のソース領域は、ボロンで高濃度ドープされたシリコンを備え、
複数のゲート領域は、ボロンで高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
複数のフィールドプレート領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
複数のフィールドリング領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備える、
概念1又は2による装置。
第1のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体層を、第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体層上に形成するステップと、
第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた半導体層内に、複数のフィールドプレート積層体トレンチを形成するステップと、
フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、第1のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体層内に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域を形成するステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内に、第1の誘電体層を形成するステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内の第1の誘電体層上に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層を形成するステップであって、第1の半導体層の一部分は、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域の第1の部分と接触する、ステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層上に、第2の誘電体層を形成するステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内の第2の誘電体層上に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第2の半導体層を形成するステップであって、第2の半導体層の一部分は、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域の第2の部分に接触する、ステップと、
第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた半導体層内に、複数のゲートトレンチを形成するステップと、
ゲートトレンチ内に誘電体層を形成するステップと、
ゲートトレンチ内の誘電体層上に、第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体層を形成するステップと、
第1のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体層内に、第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体層と反対側に、且つゲートトレンチ内の誘電体層と、フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域の間に、第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体領域を形成するステップと、
第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体領域内に、第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた半導体層と反対側に、ゲートトレンチ内の誘電体層に隣接するが、フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域からは第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体領域によって分離された、第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域を形成するステップと
を含む、方法。
フィールドプレート積層体トレンチ内に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第2の半導体層上に、第3の誘電体層を形成するステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内の第3の誘電体層上に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第3の半導体層を形成するステップであって、第3の半導体層の一部分は、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域の第3の部分に接触する、ステップと
をさらに含む、概念8の方法。
フィールドプレート積層体トレンチ内の、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第3の半導体層上に、第4の誘電体層を形成するステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内の、第4の誘電体層上に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第4の半導体層を形成するステップと
をさらに含む、概念9の方法。
フィールドプレート積層体トレンチ内に、第1の誘電体層を成長させるサブステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層の一部分を堆積するサブステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内の第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層の部分を、第1の所定の厚さまでエッチバックするサブステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内の第1の誘電体層を、フィールドプレート積層体トレンチ内の第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層の部分の第1の所定の厚さまで、エッチバックするサブステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層の他の部分を堆積するサブステップと、
フィールドプレート積層体トレンチ内の、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層の別の部分を、第2の所定の厚さまでエッチバックするサブステップであって、第2の所定の厚さの第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層の他の部分は、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域の第1の部分に接触する、サブステップと
を含む、概念8の方法。
フィールドプレート積層体トレンチにおいて、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層の部分に隣接するフィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた半導体層内に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体領域を形成するサブステップと、
フィールドプレート積層体トレンチにおいて、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第2の半導体層の部分に隣接するフィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体領域内に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第2の半導体領域を形成するサブステップと
をさらに含む、概念8の方法。
ドレイン領域と、
ドレイン領域上に配置されたドリフト領域と、
ドリフト領域上にドレイン領域と反対側に配置された複数のボディ領域と、
複数のボディ領域上に、ドリフト領域と反対側に配置された複数のソース領域であって、複数のソース領域、複数のボディ領域、及びドリフト領域は、複数のゲート構造体に隣接する、複数のソース領域と、
複数のゲート構造体であって、各ゲート構造体が、
複数のソース領域及び複数のボディ領域を貫いて延び、ドリフト領域内に部分的に延びる、複数の実質的に平行な細長いゲート領域、及び
複数のゲート領域と複数のソース領域、複数のボディ領域とドリフト領域のそれぞれの1つの間にそれぞれが配置された複数のゲート絶縁体領域、
を含む、複数のゲート構造体と、
複数のフィールドプレート構造体であって、各フィールドプレート構造体は、ボディ領域を貫いて、ドリフト領域に延びて配置され、各ゲート構造体は、1組のフィールドプレート構造体の間に配置され、各フィールドプレート構造体は、
複数のフィールドプレート絶縁体領域、
複数のフィールドプレート絶縁体領域の間に散在する、複数のフィールドプレート領域、及び
複数のフィールドプレート領域と隣接するドリフト領域との間に配置されたフィールドリング領域であって、1組のフィールドプレートがフィールドリング領域に結合された、フィールドリング領域
を含む、複数のフィールドプレート構造体と
を備える装置。
ドレイン領域は、高濃度nドープされた半導体を備え、
ドリフト領域は、中濃度nドープされた半導体を備え、
複数のボディ領域は、中濃度pドープされた半導体を備え、
複数のソース領域は、高濃度nドープされた半導体を備え、
複数のフィールドプレート領域は、高濃度pドープされた半導体を備え、
複数のフィールドリング領域は、高濃度pドープされた半導体を備える、
概念15による装置。
ドレイン領域は、高濃度pドープされた半導体を備え、
ドリフト領域は、中濃度pドープされた半導体を備え、
複数のボディ領域は、中濃度nドープされた半導体を備え、
複数のソース領域は、高濃度pドープされた半導体を備え、
複数のフィールドプレート領域は、高濃度nドープされた半導体を備え、
複数のフィールドリング領域は、高濃度nドープされた半導体を備える、
概念15による装置。
複数のフィールドプレート絶縁体領域、
複数のフィールドプレートが、複数のフィールドプレート絶縁体の間に散在する、複数のフィールドプレート領域、及び
2つ以上のフィールドプレートのそれぞれがフィールドリングに結合されたフィールドリング領域
を含むフィールドプレート積層体と、
ゲート絶縁体領域によって取り囲まれたゲート領域を含むゲート構造体と、
ソース領域と、
ドリフト領域と、
ゲート構造体、ソース領域、ドリフト領域、及びフィールドリング領域の間に配置されたボディ領域と
を備える金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ。
ドリフト領域は、リン又は砒素で中濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備え、
複数のボディ領域は、ボロンで中濃度ドープされたシリコンを備え、
複数のソース領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたシリコンを備え、
複数のゲート領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
複数のフィールドプレート領域は、ボロンで高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
複数のフィールドリング領域は、ボロンで高濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備える、
概念21又は22による金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ。
ドリフト領域は、ボロンで中濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備え、
複数のボディ領域は、リン又は砒素で中濃度ドープされたシリコンを備え、
複数のソース領域は、ボロンで高濃度ドープされたシリコンを備え、
複数のゲート領域は、ボロンで高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
複数のフィールドプレート領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
複数のフィールドリング領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備える、
概念21又は22による金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ。
Claims (13)
- 複数のフィールドプレート絶縁体領域、
前記複数のフィールドプレート絶縁体領域の間に散在する、複数のフィールドプレート領域、及び
前記複数のフィールドプレート領域が結合されたフィールドリング領域
を含むフィールドプレート積層体と、
ゲート絶縁体領域によって取り囲まれたゲート領域を含むゲート構造体と、
ソース領域と、
ドリフト領域と、
前記ゲート構造体、前記ソース領域、前記ドリフト領域、及び前記フィールドリング領域の間に配置されたボディ領域と
を備え、
前記複数のフィールドプレート絶縁体領域の少なくとも一つの厚さ、及び前記複数のフィールドプレート領域の少なくとも一つと前記フィールドリング領域の間のコンタクトエリアの厚さは、ドレイン電圧がピンチオフ電圧より大きいときに、各フィールドプレート領域が異なる電位にフロートするように選択されている、装置。 - 前記フィールドリング領域を介して、前記複数のフィールドプレート領域のそれぞれと、前記ボディ領域とが結合している、請求項1に記載の装置。
- 前記ドリフト領域は、リン又は砒素で中濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備え、
前記複数のボディ領域は、ボロンで中濃度ドープされたシリコンを備え、
前記複数のソース領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたシリコンを備え、
前記複数のゲート領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
前記複数のフィールドプレート領域は、ボロンで高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
前記複数のフィールドリング領域は、ボロンで高濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備える、
請求項1に記載の装置。 - 前記ドリフト領域は、ボロンで中濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備え、
前記複数のボディ領域は、リン又は砒素で中濃度ドープされたシリコンを備え、
前記複数のソース領域は、ボロンで高濃度ドープされたシリコンを備え、
前記複数のゲート領域は、ボロンで高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
前記複数のフィールドプレート領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたポリシリコンを備え、
前記複数のフィールドリング領域は、リン又は砒素で高濃度ドープされたエピタキシャルシリコンを備える、
請求項1に記載の装置。 - 前記フィールドプレート積層体の深さは、前記ゲート構造体の深さより大きい、請求項1に記載の装置。
- 第1のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体層を、前記第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体層上に形成するステップと、
前記第1のタイプのドーパントで中濃度ドープされた前記半導体層内に、複数のフィールドプレート積層体トレンチを形成するステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、前記第1のタイプのドーパントで中濃度ドープされた前記半導体層内に、第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域を形成するステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内に、第1の誘電体層を形成するステップであって、前記第1の誘電体層は、底部と2つの側部とを有する、ステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内の前記第1の誘電体層上に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体層を形成するステップであって、前記第1の半導体層の第1の部分は、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記半導体領域の第1の部分と接触し、前記第1の半導体層の第2の部分は、前記第1の誘電体層の前記底部及び前記2つの側部内に配置されている、ステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層上に、第2の誘電体層を形成するステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内の前記第2の誘電体層上に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第2の半導体層を形成するステップであって、前記第2の半導体層の一部分は、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記半導体領域の第2の部分に接触する、ステップと、
前記第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた前記半導体層内に、複数のゲートトレンチを形成するステップと、
前記ゲートトレンチ内に誘電体層を形成するステップと、
前記ゲートトレンチ内の前記誘電体層上に、前記第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体層を形成するステップと、
前記第1のタイプのドーパントで中濃度ドープされた前記半導体層内に、前記第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記半導体層と反対側に、且つ前記ゲートトレンチ内の前記誘電体層と、前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記半導体領域の間に、前記第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた半導体領域を形成するステップと、
前記第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた前記半導体領域内に、前記第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた前記半導体層と反対側に、前記ゲートトレンチ内の前記誘電体層に隣接するが、前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記半導体領域からは前記第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた前記半導体領域によって分離された、前記第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域を形成するステップと
を含み、
ソースとドレイン間のチャネルにおける電位降下プロファイルに応じて、前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層は、ソース領域及びドレイン領域に対するそれらの位置に応じて異なる電位にフロートされている、方法。 - 前記フィールドプレート積層体トレンチ内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第2の半導体層上に、第3の誘電体層を形成するステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内の前記第3の誘電体層上に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第3の半導体層を形成するステップであって、前記第3の半導体層の一部分は、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記半導体領域の第3の部分に接触する、ステップと
をさらに含み、
ソースとドレイン間のチャネルにおける電位降下プロファイルに応じて、前記第1の半導体層、前記第2の半導体層及び前記第3の半導体層は、ソース領域及びドレイン領域に対するそれらの位置に応じて異なる電位にフロートされている、請求項6に記載の方法。 - 前記フィールドプレート積層体トレンチ内の、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第3の半導体層上に、第4の誘電体層を形成するステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内の、前記第4の誘電体層上に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第4の半導体層を形成するステップと
をさらに含む、請求項7に記載の方法。 - 前記フィールドプレート積層体トレンチ内に、第1の誘電体層及び第1の半導体層を形成する前記ステップが、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内に、第1の誘電体層を成長させるサブステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層の一部分を堆積するサブステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内の、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層の前記部分を、第1の所定の厚さまでエッチバックするサブステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内の前記第1の誘電体層を、前記フィールドプレート積層体トレンチ内の前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層の前記部分の前記第1の所定の厚さまで、エッチバックするサブステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層の他の部分を堆積するサブステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチ内の、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層の前記他の部分を、第2の所定の厚さまでエッチバックするサブステップであって、前記第2の所定の厚さの前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層の前記他の部分は、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記半導体領域の前記第1の部分に接触する、サブステップと
を含む、請求項6に記載の方法。 - 前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、前記第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた前記半導体層内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域を形成する前記ステップが、前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、前記第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた前記半導体層内に、前記第2のタイプのドーパントを傾斜注入するサブステップを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、前記第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた前記半導体層内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた半導体領域を形成する前記ステップが、
前記フィールドプレート積層体トレンチにおいて、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層の前記部分に隣接する前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、前記第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた前記半導体層内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体領域を形成するサブステップと、
前記フィールドプレート積層体トレンチにおいて、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第2の半導体層の前記部分に隣接する前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、前記第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた前記半導体領域内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第2の半導体領域を形成するサブステップと
をさらに含む、請求項6に記載の方法。 - 前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、前記第1のタイプのドーパントで低濃度ドープされた前記半導体層内に、前記第1のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第1の半導体領域を形成する前記サブステップ、及び前記フィールドプレート積層体トレンチの側壁に沿って、前記第2のタイプのドーパントで中濃度ドープされた前記半導体領域内に、前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた第2の半導体領域を形成する前記サブステップが、前記フィールドプレート積層体トレンチ内の前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第1の半導体層、及び前記フィールドプレート積層体トレンチ内の前記第2のタイプのドーパントで高濃度ドープされた前記第2の半導体層から、前記第2のタイプのドーパントを外方拡散させることを含む、請求項11に記載の方法。
- 高濃度第1タイプドープ半導体を備えるドレイン領域と、
前記ドレイン領域上に配置されたドリフト領域であって、中濃度第1タイプドープ半導体を備えるドリフト領域と、
前記ドリフト領域上に、ドレイン領域と反対側に配置された複数のボディ領域であって、中濃度第2タイプドープ半導体を備える複数のボディ領域と、
前記複数のボディ領域上に、前記ドリフト領域と反対側に配置された複数のソース領域であって、前記複数のソース領域は、高濃度第1タイプドープ半導体を備え、前記複数のソース領域、前記複数のボディ領域、及び前記ドリフト領域は、複数のゲート構造体に隣接する、複数のソース領域と、
複数のゲート構造体であって、各ゲート構造体が、
前記複数のソース領域及び前記複数のボディ領域を貫いて延び、前記ドリフト領域内に部分的に延びる、複数の実質的に平行な細長いゲート領域、及び
前記複数のゲート領域と前記複数のソース領域、前記複数のボディ領域と前記ドリフト領域のそれぞれの1つの間にそれぞれが配置された複数のゲート絶縁体領域、
を含む、前記複数のゲート構造体と、
複数のフィールドプレート構造体であって、各フィールドプレート構造体は、前記ボディ領域を貫いて、前記ドリフト領域に延びて配置され、各ゲート構造体は、1組のフィールドプレート構造体の間に配置され、各フィールドプレート構造体は、
複数のフィールドプレート絶縁体領域、
高濃度第2タイプドープ半導体を備え、前記複数のフィールドプレート絶縁体領域の間に散在する、複数のフィールドプレート領域、及び
前記複数のフィールドプレート領域と前記隣接するドリフト領域との間に配置され、前記複数のフィールドプレート領域に結合された、フィールドリング領域
を含む、複数のフィールドプレート構造体と
を備え、
ソースとドレイン間のチャネルにおける電位降下プロファイルに応じて、前記隣接するフィールドプレート領域は、前記ソース領域及びドレイン領域に対するそれらの位置に応じて異なる電位にフロートされている、装置。
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