JPH01225164A - 絶縁ゲートmosfetの製造方法 - Google Patents
絶縁ゲートmosfetの製造方法Info
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/126—Power FETs
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はたて型の絶縁ゲート電界効果トランジスタの製
造方法に関する。
造方法に関する。
絶縁ゲート電界効果トランジスタの伝導度変調型MO5
FET (以下これをI G B T (Insula
tedGate Bipolar Transisto
r)と略称する〕とパワーMOSFETとは細部の寸法
は異なるが、基本的な素子構造はほとんど同じであり、
ドレイン側にソースと逆導電型の領域を付加するか否か
でこれら両者を分けることができる。したがってここで
は主としてIGBTについて述べるがパワーMOSFE
Tに対しても同様のことが言える。
FET (以下これをI G B T (Insula
tedGate Bipolar Transisto
r)と略称する〕とパワーMOSFETとは細部の寸法
は異なるが、基本的な素子構造はほとんど同じであり、
ドレイン側にソースと逆導電型の領域を付加するか否か
でこれら両者を分けることができる。したがってここで
は主としてIGBTについて述べるがパワーMOSFE
Tに対しても同様のことが言える。
第3図はI GBTの素子構造を示す要部断面図である
。第3図はNチャネル素子の場合であり、主要な構成部
は符号順に高抵抗 N−層1. P3ウェル2.Pベー
ス層3.高不純物濃度P”層4゜N0ソ一ス層5.ゲー
ト酸化膜6.ポリシリコンゲート7、 P“層B、P
SG絶縁層9.ソース電極10.ゲート電極11.ドレ
イン電極12からなり記号Sはソース、Gはゲート、D
はドレインのそれぞれ端子を表わす、 20層8はI
GBTには存在するがパワーMOSFETには存在しな
いものである。
。第3図はNチャネル素子の場合であり、主要な構成部
は符号順に高抵抗 N−層1. P3ウェル2.Pベー
ス層3.高不純物濃度P”層4゜N0ソ一ス層5.ゲー
ト酸化膜6.ポリシリコンゲート7、 P“層B、P
SG絶縁層9.ソース電極10.ゲート電極11.ドレ
イン電極12からなり記号Sはソース、Gはゲート、D
はドレインのそれぞれ端子を表わす、 20層8はI
GBTには存在するがパワーMOSFETには存在しな
いものである。
第3図のようにIGBTやパワーMOSFETにおける
ソース電極直下の領域では N4ソ一ス層5と P″″
″ウエル2ョートさせる必要があり、このショート部分
を作製するプロセスにいろいろな方法が用いられている
。
ソース電極直下の領域では N4ソ一ス層5と P″″
″ウエル2ョートさせる必要があり、このショート部分
を作製するプロセスにいろいろな方法が用いられている
。
第4図はIGBTについてその主な手順の一例を示した
工程図であり、第3図と共通な部分を同一符号で表わし
である。第4図において、よく知られている初期工程は
図示を省略したが、まず21層8上に N−層1をエピ
タキシアル成長させた半導体板の表面を初期酸化し、所
定の個所をフォトエツチングにより窓明けしてボロンを
イオン注入した後熱拡散し、半導体板の N−層lに
P0ウェル2を埋め込む0次にゲート酸化膜6と、その
上にゲートとなるポリシリコン層7を形成して、このポ
リシリコン層7をフォトエツチングにより窓明けした直
後の状態が第4図(a)である0通常この後、ポリシリ
コン層7をマスクとして再びボロンのイオン注入を行な
い、高温ドライブしてチャネル層すなわちPベース層3
を形成し、レジストを塗布しフォトマスクを用いたフォ
トリソグラフ工程によってレジスト13を中央に残す、
レジスト13をマスクとして N9ソ一ス層を形成する
ためのイオン例えば砒素のイオン注入を行なう。
工程図であり、第3図と共通な部分を同一符号で表わし
である。第4図において、よく知られている初期工程は
図示を省略したが、まず21層8上に N−層1をエピ
タキシアル成長させた半導体板の表面を初期酸化し、所
定の個所をフォトエツチングにより窓明けしてボロンを
イオン注入した後熱拡散し、半導体板の N−層lに
P0ウェル2を埋め込む0次にゲート酸化膜6と、その
上にゲートとなるポリシリコン層7を形成して、このポ
リシリコン層7をフォトエツチングにより窓明けした直
後の状態が第4図(a)である0通常この後、ポリシリ
コン層7をマスクとして再びボロンのイオン注入を行な
い、高温ドライブしてチャネル層すなわちPベース層3
を形成し、レジストを塗布しフォトマスクを用いたフォ
トリソグラフ工程によってレジスト13を中央に残す、
レジスト13をマスクとして N9ソ一ス層を形成する
ためのイオン例えば砒素のイオン注入を行なう。
この状態を第4図(b)に示し、砒素のイオン注入を矢
印で、注入された砒素を14で表わす。次いで第4図(
c)ではレジスト13を除去し、適当な高温処理を施し
て N°ソース層5を形成し、その後PSG絶縁層9を
形成して中央部をフォトエツチングで窓明けし、導電性
金属を蒸着してソース電極lOを形成する。以後の工程
は説明を省略する。
印で、注入された砒素を14で表わす。次いで第4図(
c)ではレジスト13を除去し、適当な高温処理を施し
て N°ソース層5を形成し、その後PSG絶縁層9を
形成して中央部をフォトエツチングで窓明けし、導電性
金属を蒸着してソース電極lOを形成する。以後の工程
は説明を省略する。
以上のようにして従来I GBTやパワーMOSFET
ではN4ソ一ス層5と P0ウェル2とをシロートする
構造をとっている。なお第4図には2〜層4を形成する
過程は含まれていない。
ではN4ソ一ス層5と P0ウェル2とをシロートする
構造をとっている。なお第4図には2〜層4を形成する
過程は含まれていない。
しかしながら、このような構造をもつIGBTやパワー
MO5FETは製造プロセスの面から見ると、 N゛ソ
ース層5形成するのに、レジストマスクによりイオン注
入を行なうため、マスクの位置合わせのずれに起因する
形成位置の精度を悪くする恐れがあることと、工程上は
フォトマスクを1枚多く必要とすることかフォトエツチ
ングに、 伴なう工数の増加が避けられないという二
つの点を解決しなければならない。
MO5FETは製造プロセスの面から見ると、 N゛ソ
ース層5形成するのに、レジストマスクによりイオン注
入を行なうため、マスクの位置合わせのずれに起因する
形成位置の精度を悪くする恐れがあることと、工程上は
フォトマスクを1枚多く必要とすることかフォトエツチ
ングに、 伴なう工数の増加が避けられないという二
つの点を解決しなければならない。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は従来のレジストマスクを用いて N°ソース層を形
成する方法に代り、マスクを用いることなくセルファラ
インにより精度よく N+ソース層を形成し、この N
”ソース層とPウェルとのショート構造を有するたて型
の絶縁ゲートMOSFETの製造方法を提供することに
ある。
的は従来のレジストマスクを用いて N°ソース層を形
成する方法に代り、マスクを用いることなくセルファラ
インにより精度よく N+ソース層を形成し、この N
”ソース層とPウェルとのショート構造を有するたて型
の絶縁ゲートMOSFETの製造方法を提供することに
ある。
本発明の絶縁ゲー)MOSFETの製造方法は次の工程
を含むことによりソース層を形成するものである。
を含むことによりソース層を形成するものである。
(i)一導電型半導体板の所定位置に逆導電型ウェルを
埋め込んだ後の主表面にゲート酸化膜と多結晶半導体層
を形成する。
埋め込んだ後の主表面にゲート酸化膜と多結晶半導体層
を形成する。
(ii )中央部を残して選択エツチング除去した窓部
を有する前記多結晶半導体層をマスクとして不純物を導
入し、高温熱処理により逆導電型ベース層を拡散形成す
る。
を有する前記多結晶半導体層をマスクとして不純物を導
入し、高温熱処理により逆導電型ベース層を拡散形成す
る。
(i)再び前記窓部を有する多結晶半導体層をマスクと
して不純物を導入し、高温熱処理により一導電型ソース
層を拡散形成する。
して不純物を導入し、高温熱処理により一導電型ソース
層を拡散形成する。
前述のごと< IGBTやMOSFETではN◆ソース
層と P′″ウェルをショートする必要があり、その
N゛ソー8層レジストなどのマスクを使用して形成して
いたが、本発明は N゛ソース層形成に際して、このよ
うなマスクを用いることなく、Y−ρなるポリシリコン
層に中央部を残した選択エツチングによる窓明けを行な
い、この窓部をもフボリシリコン層をマスクとして不純
物をイオン、・1人してまずPベース層を形成した後、
再度この′に部から不純物をイオン注入し N゛ソース
層形IJミするという方法をとっているために、従来の
よ)に別途にレジストマスクを用いて位置合わせを゛(
るものではないから、得られる N゛ソース層一、スク
のずれなどに起因する位置ずれのないセル−・アライン
によって効率よく形成された高精度のJlのとなる。
層と P′″ウェルをショートする必要があり、その
N゛ソー8層レジストなどのマスクを使用して形成して
いたが、本発明は N゛ソース層形成に際して、このよ
うなマスクを用いることなく、Y−ρなるポリシリコン
層に中央部を残した選択エツチングによる窓明けを行な
い、この窓部をもフボリシリコン層をマスクとして不純
物をイオン、・1人してまずPベース層を形成した後、
再度この′に部から不純物をイオン注入し N゛ソース
層形IJミするという方法をとっているために、従来の
よ)に別途にレジストマスクを用いて位置合わせを゛(
るものではないから、得られる N゛ソース層一、スク
のずれなどに起因する位置ずれのないセル−・アライン
によって効率よく形成された高精度のJlのとなる。
′実施例〕
以下本発明を実施例に基づき説明する。
本実施例ではI GBTの製造過程を主体に述べ・その
手順を第1図、第2図の素子構造断面図により示したが
、第3図、第4図と共通部分には同一77号を用いであ
る。
手順を第1図、第2図の素子構造断面図により示したが
、第3図、第4図と共通部分には同一77号を用いであ
る。
まず従来と同様に裏面に P0層8を有する N−層1
からなる半導体板のN−層1例の主表面にP0ウェル2
を埋め込んだものを用いるが、本発明ではこれにゲート
酸化膜6とゲートとなるポリシリコン層7を順次堆積形
成した第1図(a)の状態から出発する。その後フォト
リソグラフ工程によりポリシリコン層7をエツチングす
るがその際第1図(b)に示したごとく、中央にポリシ
リコン層7aを残すのが従来と異なる所であり、本発明
ではこのようにフォトマスクを設計する。従来はこのポ
リシリコン層7aは存在しない0次にポリシリコン層7
,7aをマスクとして第3図に示したPベース層3を形
成するためのボロンをイオン注入して高温ドライブを行
なう、かくしてPベース層3が形成されたときの断面図
が第1図(c)である0次に第3図に示した N゛ソー
ス層5形成するために第1図(C)と同様に再びポリシ
リコン層7.73をマスクとして砒素のイオン注入を行
なう、その状態が第1図(d)であり、イオン注入を矢
印で示し、注入された砒素を15で表わしている。この
後I GBTではラッチアップ現象が生ずるのを防止す
る第3図に示したP−層4を形成するために、レジスト
16を塗布しこのレジスト16とポリシリコン層7aを
マスクとしてボロンのイオン注入を行なう、これが第2
図(e)であり、第1図(d)と同じくイオン注入を矢
印で示し、注入されたボロンを17で表わす0次いでレ
ジスト16を残したままポリシリコン層7aを除去する
。
からなる半導体板のN−層1例の主表面にP0ウェル2
を埋め込んだものを用いるが、本発明ではこれにゲート
酸化膜6とゲートとなるポリシリコン層7を順次堆積形
成した第1図(a)の状態から出発する。その後フォト
リソグラフ工程によりポリシリコン層7をエツチングす
るがその際第1図(b)に示したごとく、中央にポリシ
リコン層7aを残すのが従来と異なる所であり、本発明
ではこのようにフォトマスクを設計する。従来はこのポ
リシリコン層7aは存在しない0次にポリシリコン層7
,7aをマスクとして第3図に示したPベース層3を形
成するためのボロンをイオン注入して高温ドライブを行
なう、かくしてPベース層3が形成されたときの断面図
が第1図(c)である0次に第3図に示した N゛ソー
ス層5形成するために第1図(C)と同様に再びポリシ
リコン層7.73をマスクとして砒素のイオン注入を行
なう、その状態が第1図(d)であり、イオン注入を矢
印で示し、注入された砒素を15で表わしている。この
後I GBTではラッチアップ現象が生ずるのを防止す
る第3図に示したP−層4を形成するために、レジスト
16を塗布しこのレジスト16とポリシリコン層7aを
マスクとしてボロンのイオン注入を行なう、これが第2
図(e)であり、第1図(d)と同じくイオン注入を矢
印で示し、注入されたボロンを17で表わす0次いでレ
ジスト16を残したままポリシリコン層7aを除去する
。
この除去方法はいくつかあるが例えばドライエツチング
でポリシリコン層7aを除去した後、その下に残ったゲ
ート酸化膜6の一部を除去するかもしくは全部を弗酸系
のエツチング液に浸漬させて下地のゲート酸化膜6の部
分を除去しポリシリコン層7aを浮き上がらせてしまう
などの方法により、いずれにしてもポリシリコン層7a
とその部分の酸化膜を除去することができる。その後レ
ジスト 16を除去すると第2図(f)のようになる。
でポリシリコン層7aを除去した後、その下に残ったゲ
ート酸化膜6の一部を除去するかもしくは全部を弗酸系
のエツチング液に浸漬させて下地のゲート酸化膜6の部
分を除去しポリシリコン層7aを浮き上がらせてしまう
などの方法により、いずれにしてもポリシリコン層7a
とその部分の酸化膜を除去することができる。その後レ
ジスト 16を除去すると第2図(f)のようになる。
この後は表面を覆うPSG膜を形成しフォトエツチング
により窓明けし、熱処理を施すことによりPSG絶縁層
9を形成するが、この熱処理により先に注入された砒素
15とボロン17が拡散し、第3図に示した N0ソ一
ス層5と2〜層4とが同時に形成されるのであり、これ
を第2図(g)に示す。
により窓明けし、熱処理を施すことによりPSG絶縁層
9を形成するが、この熱処理により先に注入された砒素
15とボロン17が拡散し、第3図に示した N0ソ一
ス層5と2〜層4とが同時に形成されるのであり、これ
を第2図(g)に示す。
以上IGBTを例として本発明の製造プロセスを述べた
が、例えばパワーM OS F E Tではラッチアッ
プ防止のためのp 44層4を形成する必要はないから
、この場合は第1図(d)の過程を終了した後、高温処
理して N゛ソース層5形成すればよい。
が、例えばパワーM OS F E Tではラッチアッ
プ防止のためのp 44層4を形成する必要はないから
、この場合は第1図(d)の過程を終了した後、高温処
理して N゛ソース層5形成すればよい。
第2図(g)以後の各電極づけの工程については説明を
省略する。
省略する。
以上のように本発明の方法によればフォトマスクを用い
ることなく、セルファラインで N゛ソース層形成する
ことができ、製造工数を低減し、半導体層の形成位置精
度をあげるものである。
ることなく、セルファラインで N゛ソース層形成する
ことができ、製造工数を低減し、半導体層の形成位置精
度をあげるものである。
I GBTやパワーMOSFETではN4ソ一ス層と
P9ウェルとのシ舊−ト構造をとるためのN9ソ一ス層
の形成に、従来レジストマスクを用いていたが、本発明
の方法は実施例で述べたように別途フォトマスクを用い
ることなく、ゲートとなるポリシリコン層を形成した後
、これを窓明けして中央に残したポリシリコン層をマス
クとしてN9ソ一ス層を形成する不純物イオンを注入す
ることにより行なうために、従来に比べてフォトマスク
を1枚減らせることができるばかりでなく、形成される
N4ソ一ス層はポリシリコンゲートのエツジに対して
セルファラインとなり、マスクによる位置合わせのずれ
を生ずることもないから、加工精度が向上するのに加え
て製造効率を高めるという大きな効果を有する。
P9ウェルとのシ舊−ト構造をとるためのN9ソ一ス層
の形成に、従来レジストマスクを用いていたが、本発明
の方法は実施例で述べたように別途フォトマスクを用い
ることなく、ゲートとなるポリシリコン層を形成した後
、これを窓明けして中央に残したポリシリコン層をマス
クとしてN9ソ一ス層を形成する不純物イオンを注入す
ることにより行なうために、従来に比べてフォトマスク
を1枚減らせることができるばかりでなく、形成される
N4ソ一ス層はポリシリコンゲートのエツジに対して
セルファラインとなり、マスクによる位置合わせのずれ
を生ずることもないから、加工精度が向上するのに加え
て製造効率を高めるという大きな効果を有する。
第1図、第2図は本発明の方法を用いてIGBTを製造
するときの主な工程図、第3図はIGBTの要部構成断
面図、第4図はソース層を形成するための従来方法を示
した主な工程図である。 1・・・ N−N、2・・・ P+ウェル、3・・・P
ベース層、4・・・2〜層、5・・・ N゛ソース層6
・・・ゲート酸化膜、7.7a・・・ポリシリコン層、
8・・・ 23層、9・・・PSG絶縁層、10・・・
ソース電極、11・・・ゲート電極、12・・・ドレイ
ン電極、13.16・・・レジスト、14゜151 図 82 図
するときの主な工程図、第3図はIGBTの要部構成断
面図、第4図はソース層を形成するための従来方法を示
した主な工程図である。 1・・・ N−N、2・・・ P+ウェル、3・・・P
ベース層、4・・・2〜層、5・・・ N゛ソース層6
・・・ゲート酸化膜、7.7a・・・ポリシリコン層、
8・・・ 23層、9・・・PSG絶縁層、10・・・
ソース電極、11・・・ゲート電極、12・・・ドレイ
ン電極、13.16・・・レジスト、14゜151 図 82 図
Claims (1)
- 1)一導電型半導体板と、この半導体板の主表面に拡散
形成された逆導電型半導体ベース層と、前記半導体板内
の前記ベース層直下に埋め込まれた逆導電型ウェルと、
前記ベース層内に拡散形成された一導電型ソース層と、
このソース層と前記ベース層の横方向の不純物拡散距離
の相違により前記半導体板の表面に形成されるチャネル
領域上にゲート酸化膜を介して形成された多結晶半導体
ゲートとを有する絶縁ゲートMOSFETを製造する方
法であって、一導電形半導体板の所定位置に逆導電型ウ
ェルを埋め込んだ後の主表面にゲート酸化膜と多結晶半
導体層を順次堆積形成し、次いで中央部を残して選択エ
ッチング除去した窓部を有する前記多結晶半導体層をマ
スクとして不純物を導入して高温熱処理により逆導電型
ベース層を拡散形成した後、再び前記窓部を有する多結
晶半導体層をマスクとして不純物を導入して高温熱処理
により一導電型ソース層を拡散形成する工程を含むこと
を特徴とする絶縁ゲートMOSFETの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63050513A JPH01225164A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 絶縁ゲートmosfetの製造方法 |
US07/316,474 US4914047A (en) | 1987-03-03 | 1989-02-27 | Method of producing insulated gate MOSFET employing polysilicon mask |
KR1019890002651A KR930000605B1 (ko) | 1988-03-03 | 1989-03-03 | 절연 게이트 mosfet의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63050513A JPH01225164A (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 絶縁ゲートmosfetの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01225164A true JPH01225164A (ja) | 1989-09-08 |
Family
ID=12861053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63050513A Pending JPH01225164A (ja) | 1987-03-03 | 1988-03-03 | 絶縁ゲートmosfetの製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPH01225164A (ja) |
KR (1) | KR930000605B1 (ja) |
Cited By (1)
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KR100193102B1 (ko) * | 1994-08-25 | 1999-06-15 | 무명씨 | 반도체 장치 및 그 제조방법 |
US5585294A (en) * | 1994-10-14 | 1996-12-17 | Texas Instruments Incorporated | Method of fabricating lateral double diffused MOS (LDMOS) transistors |
JPH10125906A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-05-15 | Rohm Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US5911104A (en) * | 1998-02-20 | 1999-06-08 | Texas Instruments Incorporated | Integrated circuit combining high frequency bipolar and high power CMOS transistors |
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IT1204243B (it) * | 1986-03-06 | 1989-03-01 | Sgs Microelettronica Spa | Procedimento autoallineato per la fabbricazione di celle dmos di piccole dimensioni e dispositivi mos ottenuti mediante detto procedimento |
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-
1988
- 1988-03-03 JP JP63050513A patent/JPH01225164A/ja active Pending
-
1989
- 1989-02-27 US US07/316,474 patent/US4914047A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-03 KR KR1019890002651A patent/KR930000605B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR930000605B1 (ko) | 1993-01-25 |
KR890015363A (ko) | 1989-10-30 |
US4914047A (en) | 1990-04-03 |
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