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

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JPH01225164A
JPH01225164A JP63050513A JP5051388A JPH01225164A JP H01225164 A JPH01225164 A JP H01225164A JP 63050513 A JP63050513 A JP 63050513A JP 5051388 A JP5051388 A JP 5051388A JP H01225164 A JPH01225164 A JP H01225164A
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Yasukazu Seki
康和 関
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Fuji Electric Co Ltd
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    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/126Power 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。

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。
〔従来の技術〕
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。
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
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。
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。
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。
〔発明が解決しようとする課題〕
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。
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。
〔課題を解決するための手段〕
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。
(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。
(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。
(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。
〔作用〕
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。
′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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP63050513A 1987-03-03 1988-03-03 絶縁ゲートmosfetの製造方法 Pending JPH01225164A (ja)

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