JP7366934B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本開示の第1の実施形態の例示的半導体装置31を模式的に示す図である。半導体装置31は、p型の半導体層を有する半導体基板1を用いて形成されている。半導体基板1上にはゲート絶縁膜4を介してゲート電極5が設けられている。半導体基板1におけるゲート電極の一方には、半導体基板1よりも不純物の濃度が高いp型のボディ層3と、当該ボディ層3上に設けられたn型のソース層8とが形成されている。半導体基板1におけるゲート電極5の他方には、n型のオフセットドレイン層2と、当該オフセットドレイン層2上に設けられ、オフセットドレイン層2よりも不純物の濃度が高いn型のドレイン層7とが設けられている。
次に、本開示の第2の実施形態を説明する。図2は、本実施形態の例示的半導体装置32を模式的に示す図である。半導体装置32は、図1に示す第1の実施形態の半導体装置31と同様の構成を含む。そこで、そのような構成については、図2において図1と同じ符号を付している。以下では、主に相違点を説明する。
次に、本開示の第3の実施形態を説明する。図3は、本実施形態の例示的半導体装置33を模式的に示す図である。半導体装置33は、図1に示す第1の実施形態の半導体装置31と同様の構成を含む。そこで、そのような構成については、図3において図1と同じ符号を付している。以下では、主に相違点を説明する。
次に、本開示の第4の実施形態を説明する。図4は、本実施形態の例示的半導体装置34を模式的に示す図である。半導体装置34は、図2に示す第2の実施形態の半導体装置32と同様の構成を含む。そこで、そのような構成については、図4において図2と同じ符号を付している。以下では、主に相違点を説明する。
次に、図3に示す第3の実施形態の半導体装置33を例として、本開示の半導体装置の製造方法を説明する。
6b 材料膜
7 ドレイン層
8 ソース層
9 保護膜
10 ドレインコンタクトプラグ
11 ソースコンタクトプラグ
12 フィールドプラグ
12a フィールドホール
13 フィールドプレート
14 ドレイン電極
15 ソース電極
16 ゲートコンタクトプラグ
21 フォトレジスト
22 フォトレジスト
23 フォトレジスト
24 フォトレジスト
31 半導体装置
32 半導体装置
33 半導体装置
34 半導体装置
Claims (7)
- 半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記半導体基板における前記ゲート電極の一方に設けられたオフセットドレイン層及び前記オフセットドレイン層上に設けられたドレイン層と、
前記半導体基板における前記ゲート電極の他方に設けられたソース層と、
前記半導体基板上を覆う保護膜と、
前記保護膜上に設けられ、少なくとも前記オフセットドレイン層の上方に位置する部分を有するフィールドプレートと、
前記オフセットドレイン層上方において、前記フィールドプレートに接続され、且つ、前記オフセットドレイン層に達することを避けて前記保護膜中に設けられたフィールドプラグとを備え、
前記オフセットドレイン層及び前記ソース層を含む領域において前記半導体基板の上面は平坦であり、
前記フィールドプラグの下面は、前記ゲート絶縁膜よりも上方に位置することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1の半導体装置において、
前記フィールドプラグは、ソース層又はゲート電極と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1又は2の半導体装置において、
前記オフセットドレイン層の一部及び前記ゲート電極の前記ドレイン層側の側面を連続して覆うように設けられ、前記保護膜とは異なる材料からなる拡張サイドウォールを更に備え、
前記フィールドプラグは、前記保護膜の上面から前記拡張サイドウォールに達するように設けられていることを特徴とする半導体装置。 - 半導体基板上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極及び前記半導体基板における前記ゲート電極の一方に位置するオフセットドレイン層を形成する工程と、
前記半導体基板における前記ゲート電極の他方にソース層を形成すると共に、前記オフセットドレイン層上にドレイン層を形成する工程と、
前記ソース層及び前記ドレイン層上を含む前記半導体基板上を覆う保護膜を形成する工程と、
前記オフセットドレイン層の上方において、前記オフセットドレイン層に達することを避けて前記保護膜中にフィールドプラグを形成する工程と、
前記保護膜上に、前記フィールドプラグと接続されたフィールドプレートを形成する工程とを備え、
前記オフセットドレイン層及び前記ソース層を含む領域において前記半導体基板の上面は平坦であり、
前記フィールドプラグの下面は、前記ゲート絶縁膜よりも上方に位置させることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4の半導体装置の製造方法において、
前記保護膜中に、前記ソース層に達するソースコンタクトプラグを形成する工程と、
前記保護膜上に、前記ソースコンタクトプラグに接続されたソース電極を形成する工程を更に備え、
前記フィールドプレートは、前記ソース電極に接続されるように形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4の半導体装置の製造方法において、
前記保護膜中に、前記ゲート電極に達するゲートコンタクトプラグを形成する工程を更に備え、
前記フィールドプレートは、前記ゲートコンタクトプラグに接続されるように形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4~6のいずれか1つの半導体装置の製造方法において、
前記ソース層及び前記ドレイン層を形成する工程の前に、前記オフセットドレイン層の一部及び前記ゲート電極の前記オフセットドレイン層側の側面を連続して覆うように、前記保護膜とは異なる材料からなる拡張サイドウォールを形成する工程を更に備え、
前記フィールドプラグは、前記拡張サイドウォールに達するように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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US20060175670A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-10 | Nec Compound Semiconductor Device, Ltd. | Field effect transistor and method of manufacturing a field effect transistor |
US20130277741A1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-10-24 | Globalfoundries Singapore Pte Ltd | Ldmos device with field effect structure to control breakdown voltage, and methods of making such a device |
WO2014154120A1 (zh) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 复旦大学 | 一种采用先栅工艺的高电子迁移率器件及其制造方法 |
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
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JP2005093775A (ja) | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
US20160149007A1 (en) | 2014-11-25 | 2016-05-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Methodology and structure for field plate design |
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