JPH02244640A - Insulated-gate field-effect transistor and manufacture thereof - Google Patents

Insulated-gate field-effect transistor and manufacture thereof

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JPH02244640A
JPH02244640A JP6411589A JP6411589A JPH02244640A JP H02244640 A JPH02244640 A JP H02244640A JP 6411589 A JP6411589 A JP 6411589A JP 6411589 A JP6411589 A JP 6411589A JP H02244640 A JPH02244640 A JP H02244640A
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JP
Japan
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region
drain
conductivity type
oxide film
diffusion region
Prior art date
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Pending
Application number
JP6411589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Fujishima
直人 藤島
Hiroshi Kamijo
上條 洋
Hisao Takeda
久雄 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP6411589A priority Critical patent/JPH02244640A/en
Publication of JPH02244640A publication Critical patent/JPH02244640A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To relax a field concentration at the end part of a drain contact region by a method wherein a drain region has a second conductivity type deeply diffused region under the drain contact region and a second conductivity type shallowly diffused region, which comes into contact with this deeply diffused region and is provided on the side of a source region. CONSTITUTION:A drain electrode is connected to the upper part of a P-type drain contact region 227 having an impurity diffused through the surface of an N-type silicon substrate 201 in a high concentration. A drain deep diffusion region 205 having comparatively low impurity concentration is provided under the region 227 and a drain shallow diffusion region 211 having a comparatively low impurity concentration is provided on the periphery of the region 205. In such a way, a field concentration at the end part of the region 227 can be relaxed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、絶縁ゲート型電界効果トランジスタおよびそ
の製造方法に関し、特にその高耐圧(100V程度以」
−)化を図るたy〕のものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an insulated gate field effect transistor and a method for manufacturing the same, and particularly to a high breakdown voltage (approximately 100 V or higher).
-).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種の電界効果トランジスタ(FET)としては、第
3図の縦断面図に示づ”ものが知られCいる。
As this type of field effect transistor (FET), the one shown in the vertical cross-sectional view of FIG. 3 is known.

この図において、305はI〕型ンリコン基板302の
表面から拡散された不純物高濃度の1)型ドレインコン
タクト領域で、その上のドレイン電極(図示せず)に接
続されている。304は比較的低濃度のp型ドレイン浅
い拡散領域、307は不純物高濃度のp型ソース」ンタ
クト領域、308は不純物高濃度のn型チャネルコンタ
クト領域、30:(はボリンリ:]ンゲート電極、31
1はゲート酸化膜であり、。
In this figure, reference numeral 305 denotes a 1) type drain contact region with high impurity concentration diffused from the surface of the I] type silicon substrate 302, and is connected to a drain electrode (not shown) thereon. 304 is a p-type drain shallow diffusion region with a relatively low concentration, 307 is a p-type source contact region with a high impurity concentration, 308 is an n-type channel contact region with a high impurity concentration, 30 is a gate electrode, 31
1 is a gate oxide film.

ソースコンタクト領域307 およびチャネルコンタク
ト領域308は、その−Lのソース電極(図示せず)に
接続されている。
Source contact region 307 and channel contact region 308 are connected to the -L source electrode (not shown).

以上の構成は線:301を中心として対称に設置Jられ
ており、上面から見た場合には、 ドレイン305を中
心として、それを囲んでゲート)03およびソース30
7等が環状ないし競技用トラック状に設けられている。
The above configuration is installed symmetrically around the line 301, and when viewed from the top, the drain 305 is the center and the gate 03 and the source 30 are surrounded by the drain 305.
The 7th class is arranged in a ring or competition track shape.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このFETにおいては、線3()6で小ず部分が空乏層
端となり、1ヒ較的低い不純物濃度の浅い拡散領域30
4を設けることでドレイン電界集中を緩和しているが、
それでもなおドレインコンタクト領域305の端部30
9に電界集中が生じる。これを緩和するた約には低濃度
ドレイン長310を大きくすればよいが、素子面積が増
大するので、好まし2くない。
In this FET, the small portion at line 3 ( ) 6 becomes the end of the depletion layer, and the shallow diffusion region 30 with a relatively low impurity concentration
4 alleviates drain electric field concentration,
Nevertheless, the end 30 of the drain contact region 305
Electric field concentration occurs at 9. In order to alleviate this problem, the low concentration drain length 310 may be increased, but this is not preferable because the device area increases.

また、電界集中はドレイン端部(チャネル・ドレイン境
界部)312でも生じ、高耐圧化の障害となっていた。
In addition, electric field concentration also occurs at the drain end (channel-drain boundary) 312, which is an obstacle to increasing the breakdown voltage.

本発明は、1−述の点に鑑み、ドレイン部の接合構造を
改良することにより、素子面積を増大させることなく、
ドレインコンタクト領域端部の電界集中を緩和すること
を第1の目的とし、ゲート電極1ゲート酸化膜およびチ
ャネル・ドレイン境界部の形状ないし相互位置の変更に
より、チャネル・ドレイン境界部での電界集中を緩和す
ることを第2の目的とする。
In view of the above points, the present invention improves the junction structure of the drain part, thereby achieving the following without increasing the element area.
The first purpose is to alleviate the electric field concentration at the edge of the drain contact region, and by changing the shape or mutual position of the gate electrode 1 gate oxide film and the channel/drain boundary, the electric field concentration at the channel/drain boundary is reduced. The second purpose is to alleviate the situation.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上述の第1の[]]的を達成するため、第1
導電型の半導体基板に設けられた第2導電ヤのソースお
よびドレイン領域と、該ソースお、よびドレイン領域m
】のチャネル領域と、該ソースおよびドレイン領域間に
絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを備えた絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタにおいて、前記ドレイン領
域は、ドレイン電極に接続されるドレインコンククト領
m ”)’ ノz2導電型の深い拡散領域と、この領域
に接してソース領域側に設けられた第2導電型の浅い拡
散領域とを有することを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned first objective, the present invention
A source and drain region of a second conductive layer provided on a conductive type semiconductor substrate, and the source and drain region m
] In an insulated gate field effect transistor comprising a channel region and a gate electrode provided between the source and drain regions with an insulating film interposed therebetween, the drain region has a drain contact region connected to the drain electrode. m'')' It is characterized by having a deep diffusion region of the z2 conductivity type and a shallow diffusion region of the second conductivity type provided in contact with this region on the source region side.

また、第1の目的および第2の目的を達成するため、上
述の手段に加え、前記絶縁膜は、ゲート酸化膜力よびこ
れより厚い酸化膜から成り、該厚い酸化膜は、前記深い
拡散領域上のドレイン電極に接続されるドレインコンタ
クト領域と前記チャネル領域との間に設けられることを
特徴としており、前記浅い拡散領域は、前記厚い酸化膜
よりもチャネル領域側に張り出し2ているのがよく、前
記ゲート電極の端部は前記厚い酸化m J=に設けられ
ているのがよい。
Further, in order to achieve the first and second objects, in addition to the above-mentioned means, the insulating film is made of a gate oxide film and an oxide film thicker than the gate oxide film, and the thick oxide film is formed in the deep diffusion region. The shallow diffusion region is preferably provided between the drain contact region connected to the upper drain electrode and the channel region, and the shallow diffusion region preferably extends 2 toward the channel region side beyond the thick oxide film. , an end of the gate electrode may be provided in the thick oxide m J=.

さらに、第1の目的ないし第2の目的の達成のためには
、」−述の手段に加え、ドレイン領域は中央に設けられ
、それを囲んでチャネル領域およびソース領域が設けら
れているのがよい。
Furthermore, in order to achieve the first and second objects, in addition to the above-mentioned means, the drain region is provided in the center, and the channel region and the source region are provided surrounding it. good.

そして、上述の第1の目的ないし第2の目的を達成する
本発明のトランジスタの製造方法は、第1導電型の半導
体基板表面に第2導電型の不純物を選択的に導入した後
拡散してドレイン用の深い拡散領域を形成する工程と、
該深い拡散領域の周囲に第2導電型の不純物を導入する
工程と、該不純物を拡散してドレイン用の浅い拡散領域
を形成すると共に、前記14導体基板表面に選択的に厚
い酸化膜を形成する工程と、ゲート電極を形成する工程
と、前記厚い酸化膜およびゲート電極をマスクとして第
1導電型の不純物を導入して高濃度チャネル領域を形成
する工程と、前記厚い酸化膜をマスクとしてドレインコ
ンタクト領域用の第2導電型の不純物を導入し、前記ゲ
ート電極およびレジストをマスクとしてソースコンタク
ト領域用の第2導電型の不純物を導入し、前記厚い酸化
膜およびレジストをマスクとしてチャネルコンタクト領
域用の第1g$電型の不純物を導入した後拡散する工程
とを備えることを特徴としている。
The method for manufacturing a transistor of the present invention that achieves the first and second objects described above includes selectively introducing impurities of a second conductivity type into the surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and then diffusing the impurities. forming a deep diffusion region for the drain;
Introducing a second conductivity type impurity around the deep diffusion region, diffusing the impurity to form a shallow drain region, and selectively forming a thick oxide film on the surface of the 14 conductor substrate. a step of forming a gate electrode; a step of introducing impurities of a first conductivity type using the thick oxide film and the gate electrode as a mask to form a highly concentrated channel region; and forming a drain region using the thick oxide film as a mask. A second conductivity type impurity is introduced for a contact region, a second conductivity type impurity is introduced for a source contact region using the gate electrode and resist as a mask, and a second conductivity type impurity is introduced for a channel contact region using the thick oxide film and resist as a mask. The method is characterized by comprising a step of introducing an impurity of the first g$ type and then diffusing it.

〔作用〕[Effect]

ドレイン領域を、浅い拡散領域に加え、ドレインコンタ
クト領域下の深い拡散領域により構成し7たので、接合
面の曲率が大きくなり、素子面積を増大させなくても、
ドレインコンタクト領域端部での電界集中が緩和される
Since the drain region is composed of a deep diffusion region under the drain contact region in addition to a shallow diffusion region, the curvature of the junction surface becomes large, and the device area can be improved without increasing the device area.
Electric field concentration at the end of the drain contact region is alleviated.

また、ドレイン浅い拡散領域表面に厚い酸化膜を設け、
ゲート74極とオーバーラツプし、厚い酸化膜端よりド
レイン浅い拡散領域を張り出し7たのので、チャネル・
ドレイン境界部での電界集中が緩和される。
In addition, a thick oxide film is provided on the surface of the shallow drain diffusion region.
Since the shallow drain diffusion region 7 overlaps with the gate pole and extends beyond the edge of the thick oxide film, the channel and
Electric field concentration at the drain boundary is alleviated.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(a)は、本発明の一実施例の電界効果トランジ
スタ(FET)の縦断[n1図で、227はn型シリコ
ン基板201の表面から拡tf&された不純物高濃度の
p型ドレインコンタクト領域で、その」−のドレイン電
極(図示せず)に接続されでいる。205はその下に設
けられる比較的低い不純物濃度のドレイン深い拡散領域
、211はその周囲に設けられる比較的低い不純物濃度
のドレイン深い拡散領域、210は厚い酸化膜、212
はゲート酸化膜、213はボリンリコンゲート電極、2
22は不純物高濃度のp型ソースコンタクト領域、22
3は不純物高濃度のn型チャネルコンタクト領域、21
7は比較的高い不純物濃度のn型高濃度チャネル領域で
あり、ソースコンタクト領域222 およびチャネルコ
ンタクト領域はその上のソース電極(図示せず)に接続
されている。
FIG. 1(a) is a longitudinal cross-sectional view of a field effect transistor (FET) according to an embodiment of the present invention [n1], and 227 is a p-type drain contact with a high impurity concentration expanded from the surface of an n-type silicon substrate 201. The region is connected to its drain electrode (not shown). 205 is a deep drain diffusion region with a relatively low impurity concentration provided thereunder, 211 is a deep drain diffusion region with a relatively low impurity concentration provided around it, 210 is a thick oxide film, 212
213 is a gate oxide film, 213 is a boron silicon gate electrode, 2
22 is a p-type source contact region with high impurity concentration;
3 is an n-type channel contact region with high impurity concentration; 21
7 is an n-type high concentration channel region with a relatively high impurity concentration, and the source contact region 222 and the channel contact region are connected to the source electrode (not shown) thereon.

以上の構成は線101を中心として対称に設けられてお
り、上面から見た場合、ドレインコンタクト領域227
を中心として、それを囲んでドレイン浅い拡散領域21
1.  ゲート213およびソース222等環状ないし
競技用トラック状に設けられている。
The above configuration is provided symmetrically about the line 101, and when viewed from the top, the drain contact region 227
A shallow drain diffusion region 21 is formed around it.
1. A gate 213, a source 222, etc. are provided in a ring shape or a competition track shape.

ここで、ポリシリコンゲート電極213の電位をソース
電極(ソースコンタクト領域222およびチャネルコン
タクト領域223)の電位よりもVTII(Lきい値電
圧)だけ低くするとチャネル領域114がp型となり、
電流(この場合は正札)がソース−チャネル−ドレイン
と流れ導通状盤となる。
Here, when the potential of the polysilicon gate electrode 213 is lowered by VTII (L threshold voltage) than the potential of the source electrode (source contact region 222 and channel contact region 223), the channel region 114 becomes p-type,
Current (in this case, the correct card) flows through the source, channel, and drain, forming a conductive plate.

次に、第2図(a) 〜(j)は、第1図のFETの製
造工程を示す図である。
Next, FIGS. 2(a) to 2(j) are diagrams showing the manufacturing process of the FET shown in FIG. 1.

まず、酸化膜202(またはフォトレジスト)をマスク
にボロンのイオン注入203を行い、不純物204を選
択的にドープする(ドープ予I XIO”cm ”エネ
ルギ50KeV) (a、)。
First, boron ion implantation 203 is performed using the oxide film 202 (or photoresist) as a mask, and impurities 204 are selectively doped (pre-doping IXIO"cm" energy 50KeV) (a,).

この不純物を拡散し、深い拡散領域205を形成する。This impurity is diffused to form a deep diffusion region 205.

(拡散深さXj = 9μm1表面不純物a度C0= 
I X10160m−’) (b)。
(Diffusion depth Xj = 9 μm 1 Surface impurity a degree C0 =
I X10160m-') (b).

次に再びフォトレジストをマスクにボロンのイオン注入
207を行い不純物208を選択的に深い拡散領域20
5 の周囲にドープする( I XIO”Cm−’、 
50KeV)(c)、。
Next, boron ions 207 are implanted again using the photoresist as a mask, and the impurities 208 are selectively implanted into the deep diffusion region 20.
Dope around 5 (I XIO"Cm-',
50KeV) (c),.

さらに5IJ4膜209をマスクとして熱酸化により厚
い酸化11m3210(膜厚1,5μm)を深い拡散領
域205の周囲に形成すると同時に不純物208を拡散
し、浅い拡散領域211を深い拡散領域205の周囲に
形成する(Xj = 3 μm、 Co = l xl
O16〔:m−2)(d)。
Furthermore, using the 5IJ4 film 209 as a mask, a thick oxide layer 11m3210 (film thickness 1.5 μm) is formed around the deep diffusion region 205 by thermal oxidation, and at the same time, the impurity 208 is diffused to form a shallow diffusion region 211 around the deep diffusion region 205. (Xj = 3 μm, Co = l xl
O16[:m-2)(d).

S+3L膜209を除去した後ゲート酸化膜を熱酸化に
より形成しく膜厚tox=1000人)(C)、ポリシ
リコンゲート電極213をゲート酸化膜領域と厚い酸化
膜領域にまたがるように形成する(f)。
After removing the S+3L film 209, a gate oxide film is formed by thermal oxidation (thickness tox=1000) (C), and a polysilicon gate electrode 213 is formed so as to span the gate oxide film region and the thick oxide film region (f). ).

ここでドレイン活性領域(厚い酸化膜の存在しない部分
)に7オトレジスト214を形成し、ポリシリコンゲー
ト電極213.厚い酸化膜210およびフォトレジスト
214をマスクとしてリンのイオン注入を行う。この時
、ゲート酸化膜領域はイオンが貫通し、リンネ鈍物21
6を形成する( 3 XIO” C0I−290KeV
) (粉。
Here, a 7-layer photoresist 214 is formed in the drain active region (the part where the thick oxide film does not exist), and a polysilicon gate electrode 213. Phosphorus ions are implanted using the thick oxide film 210 and photoresist 214 as masks. At this time, ions penetrate through the gate oxide film region, and the Linnean blunt 21
6 ( 3 XIO” C0I-290KeV
) (powder.

これを拡散し、高濃度チャネル領域217を形成する(
hl (Xj = 3 μm、  Co = 2 XI
O”cm−3)。
This is diffused to form a high concentration channel region 217 (
hl (Xj = 3 μm, Co = 2 XI
O”cm-3).

つづいて、図では省略したが、(80(5)工程と同様
のマスク工程により、選択的にソースおよびドレインコ
ンタクトイオン注入(ボロン)218を行い、ボロン不
純物220を、またチャネルコンタクトイオン注入(リ
ン)219を行い、リンネ鈍物221を導入しくボロン
:3.5 XIO”cm−’  33KeV、リン:3
45x IQ ” cal−’ 、 90KeV) (
i)、拡散によりソースコンタクト領域222およびド
レインコンタクト領域227ならびにチャネルコンタク
ト領域223を形成しくいずれもXj=1.2μm、 
 Co= 2 X1口19CI11−3)、最後に層間
絶縁膜224.ソース電極225およびドレイン電極2
26を形成し、 さらに図では省略しであるが、全面に
パシベーション膜を形成して工程を綻了する(j)。
Next, although omitted in the figure, source and drain contact ion implantation (boron) 218 was selectively performed using a mask process similar to the step (80(5)), and boron impurity 220 and channel contact ion implantation (phosphorus) were performed. ) 219 and introduce the Linnean blunt 221. Boron: 3.5 XIO"cm-' 33KeV, phosphorus: 3
45x IQ "cal-', 90KeV) (
i) A source contact region 222, a drain contact region 227, and a channel contact region 223 are formed by diffusion, all of which have Xj=1.2 μm;
Co=2X1 port 19CI11-3), and finally the interlayer insulation film 224. Source electrode 225 and drain electrode 2
Although not shown in the figure, a passivation film is further formed on the entire surface to complete the process (j).

なお、チャネルソース部はポリシリコンゲート213エ
ツジをマスクとしたDSΔ(自己整合型2重拡散方式)
を用いてパンチスルーによる耐圧劣化を防止している。
In addition, the channel source part is DSΔ (self-aligned double diffusion method) using the edge of the polysilicon gate 213 as a mask.
is used to prevent breakdown voltage deterioration due to punch-through.

また、試作結果によると、第1図において、厚い酸化膜
領域の長さC3(おおよそチ十ネル領域ドレインコンタ
クト領域の距離と等しい)は本デバイスの逆阻止耐圧B
 VDSを決める重要なパラメータであり、(lr3=
12umでB VDS =200 V 、 20 am
で300v程度である。
Furthermore, according to the prototype results, in FIG. 1, the length C3 of the thick oxide film region (approximately equal to the distance of the channel region drain contact region) is the reverse blocking breakdown voltage B of this device.
It is an important parameter that determines VDS, (lr3=
B VDS = 200 V at 12 um, 20 am
It is about 300v.

そして、ポリシリコンゲート電極213下の厚い酸化膜
210端の位置とドレイン浅い拡散領域211端の関係
α4も重要で、C4が小さ過ぎるとn型チャネル部が厚
い酸化膜210の下にも形成されることになり、VTH
(L、きい値電圧)が高くなる。またC4が大き過ぎる
とFETの実効チャネル長が短くなりDSA構造にした
にもかかわらず、バンチスルーが発生し、耐圧が劣化す
る。したがってC4の値は2μm〜3ノ1mが最適であ
る。なお、この時厚い酸化#210端と ポリシリコン
ゲート電極213端の距離α1は8μmである。
The relationship α4 between the position of the end of the thick oxide film 210 under the polysilicon gate electrode 213 and the end of the shallow drain diffusion region 211 is also important; if C4 is too small, the n-type channel part will be formed under the thick oxide film 210 as well. Therefore, VTH
(L, threshold voltage) increases. Furthermore, if C4 is too large, the effective channel length of the FET becomes short, and despite the DSA structure, bunch-through occurs and the withstand voltage deteriorates. Therefore, the optimum value of C4 is 2 μm to 3 m. At this time, the distance α1 between the end of the thick oxide #210 and the end of the polysilicon gate electrode 213 is 8 μm.

さらに厚い酸化膜210と ポリシリコンゲート電極2
13のオーバーラツプ量α2にも最適値があり2μm程
度である。
Even thicker oxide film 210 and polysilicon gate electrode 2
The overlap amount α2 of No. 13 also has an optimum value, which is about 2 μm.

また、これも試作結果より確認したことだが、第1図(
a)に示すものは第3図に示すものに比べ20%程度耐
圧が向上している。例えば従来はB VDS270Vで
あったのがこの実施例B Vos =300 Vである
This was also confirmed from the prototype results, as shown in Figure 1 (
The one shown in a) has improved breakdown voltage by about 20% compared to the one shown in FIG. For example, the conventional B VDS was 270 V, but this embodiment B Vos =300 V.

この理由を以下に述べる。第3図の従来例において、 
ま4″ドレイン浅い拡散領域304を除いてドレイン−
」ンタクト領域305だけで ドレイン領域を形成17
・”場合 Xj=1.2μm程度の拡散深さであるため
、逆阻止状態においてはドレイン端部309において電
界集中し、そのB VDSは50V程度である。
The reason for this will be explained below. In the conventional example shown in Fig. 3,
4″Drain except for the shallow drain diffusion region 304
Forming the drain region only with the contact region 30517
- Case: Since the diffusion depth is approximately 1.2 μm, the electric field is concentrated at the drain end 309 in the reverse blocking state, and its BVDS is approximately 50V.

そこで従来技術においてはドレイン浅い拡散領域304
を入れ電界集中を緩和しようとした。
Therefore, in the conventional technology, the drain shallow diffusion region 304
in an attempt to alleviate electric field concentration.

ドレイン電圧を一定としてドレイン浅い拡散領域304
の不純物濃度を変えた時、 ドレイン浅い拡散領域30
4が低濃度の時は、 ドレインコンタクト領域端部30
9で電省集中し、 さらに高濃度にしでいくと電界は緩
和され、やがてチャネル・ドレイン境界部312で再び
電界集中をひき起こす。 したがって領域304の濃度
には最適値があることがわかる。ただし、境界部312
で電界集中を生じるモードでは逆阻止耐圧は大きく低下
し70・〜80V程度となる。 したがって端部309
で電界集中するモードの範囲内の比較的低い不純物濃度
が領域304には必要となる。ここで、ドレイン浅い拡
散領域304が存在しない時の逆阻止耐圧をVAとし、
領域304が存在する時の ドレイン接合構造の変化に
よる耐圧向上ファクターを αAとすると従来のものの
逆flfl止耐圧は次のようになる。
Drain shallow diffusion region 304 with constant drain voltage
When the impurity concentration of the drain shallow diffusion region 30 is changed,
When the concentration of 4 is low, the drain contact region end 30
The electric field is concentrated at 9, and as the concentration is increased further, the electric field is relaxed, and eventually the electric field is concentrated again at the channel/drain boundary 312. Therefore, it can be seen that the density of the region 304 has an optimum value. However, the boundary part 312
In the mode where electric field concentration occurs, the reverse blocking breakdown voltage is greatly reduced to about 70-80V. Therefore the end 309
Region 304 requires a relatively low impurity concentration within the range of the electric field concentration mode. Here, the reverse blocking breakdown voltage when the shallow drain diffusion region 304 does not exist is VA,
If the breakdown voltage improvement factor due to the change in the drain junction structure when the region 304 exists is αA, then the reverse flfl breakdown voltage of the conventional device is as follows.

B VDSA−α八 ・ VA          (
1)次に第1図において、まずドレイン浅い拡散領域2
11が存在しないとすれば、 ドレイン領域はドレイン
コンタクト領域227 およびドレイン深い拡散領域2
05より構成され、領域205はXj = 9μmであ
るため、逆阻止状態でドレイン端部112で電界集中し
、そのB VDSは150v程度である。
B VDSA-α8・VA (
1) Next, in FIG. 1, first the drain shallow diffusion region 2
11 does not exist, the drain region is drain contact region 227 and drain deep diffusion region 2.
Since the region 205 has Xj = 9 μm, an electric field is concentrated at the drain end 112 in a reverse blocking state, and its BVDS is about 150V.

ここで、ドレイン浅い拡散領域211を加え、 ドレイ
ン電圧一定のもとてドレイン浅い拡散領域211の不純
物濃度を変化させると、従来のものについて述べたと同
様の結果となる。ここでドレイン浅い拡散領域211が
存在しない時の逆阻止耐圧をVBとし、 ドレイン接合
構造の変化による耐圧向上ファクターをαBとすると逆
阻止耐圧は、B VDSB =αg −va     
    (2)となる。 したがってαA−αBと仮定
すればVAとVBの大きさにより逆阻止耐圧の大小が決
まる。
Here, if a shallow drain diffusion region 211 is added and the impurity concentration of the shallow drain diffusion region 211 is varied while keeping the drain voltage constant, the same result as described for the conventional method will be obtained. Here, if the reverse blocking voltage when the shallow drain diffusion region 211 does not exist is VB, and the breakdown voltage improvement factor due to the change in the drain junction structure is αB, then the reverse blocking voltage is B VDSB = αg −va
(2) becomes. Therefore, assuming that αA - αB, the magnitude of the reverse blocking breakdown voltage is determined by the magnitudes of VA and VB.

従来のものとこの実施例を比較した時必ずしもαA−α
Bとはならず、αA〉αBと考えられるが、VBがVA
より大きいため、耐圧は向上する。
When comparing the conventional one and this embodiment, αA−α is not always the same.
It is not B, and it is considered that αA>αB, but VB is VA
Since it is larger, the withstand voltage is improved.

また、ポリシリコンゲート電極213と厚い酸化膜21
0のオーバーラツプについて述べると、半導体基板表面
近傍の電界強度分布は第1図ら)のようになっており、
 チャネル領域114とドレイン浅い拡散領域211の
間のpn接合部にビーク115が存在し、 ポリシリコ
ンゲート電極213端部にもビーク116が存在する。
In addition, the polysilicon gate electrode 213 and the thick oxide film 21
Regarding the overlap of 0, the electric field strength distribution near the surface of the semiconductor substrate is as shown in Figure 1, etc.
A beak 115 exists at the pn junction between the channel region 114 and the shallow drain diffusion region 211, and a beak 116 also exists at the end of the polysilicon gate electrode 213.

ポリシリコンゲート電極213と厚い酸化膜210との
オーバーラツプ量すなわちα2の大きさにより電界分布
は変化し、例えばα2−0では2つのピークはほぼ重な
り電界強度は大きくなり好ましくない。またα2を大き
くしていくとビータ11.6はドレインコンタクト領域
227側へ移動するが、 ピークの幅が狭くなりそれと
ともに電界強度は局部的に大きくなり耐圧劣化をまねく
。したがってα2の値には最適値があり2μm〜12μ
m程度である。
The electric field distribution changes depending on the amount of overlap between the polysilicon gate electrode 213 and the thick oxide film 210, that is, the size of α2. For example, at α2-0, the two peaks almost overlap and the electric field strength increases, which is not preferable. Furthermore, as α2 is increased, the beater 11.6 moves toward the drain contact region 227, but the width of the peak becomes narrower and the electric field strength locally increases, leading to deterioration of the withstand voltage. Therefore, the value of α2 has an optimum value of 2 μm to 12 μm.
It is about m.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のような本発明によれば、ドレインの接合構造ない
しチャネル・ドレイン間のゲート構造を改善することに
より、各部で耐圧を決定していた電界集中を緩和したの
で、占有面積を増大することなく、逆阻止耐圧を向上す
ることができる。
According to the present invention as described above, by improving the drain junction structure or the gate structure between the channel and drain, the electric field concentration that determines the withstand voltage in each part is alleviated, so that the area occupied is not increased. , the reverse blocking withstand voltage can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)はこの発明の一実施例の縦断面図、第1図
(b)はその半導体基板表面近傍の電界強度分布を示す
図、第2図(a)〜(i)は第1図の実施例の製造工程
を示す図、第3図は従来例の縦断面図である。 106  空乏層端、114  チャネル領域、201
n型ンリコン基板、205  深い拡散領域、210厚
い酸化膜、211  浅い拡散領域、212  ゲート
酸化膜、213  ポリシリコンゲート電極、217高
濃度チャネル領域、222  ソースコンタクト領域、
223  チャネルコンタクト領域、224  層間絶
縁膜、225  ソース電極、226  ドレイン電極
、227  ドレインコンタクト領域、302n型シリ
コン基板、303  ポリシリコンゲート電極、304
ドレイン浅い拡散領域、305  ドレインコンタクト
領域、306  空乏層端、307  ソースコンタク
ト領域、308  チャネルコンタクト領域、311(
b) 第1図 第 図 第 図
FIG. 1(a) is a longitudinal cross-sectional view of one embodiment of the present invention, FIG. 1(b) is a diagram showing the electric field intensity distribution near the surface of the semiconductor substrate, and FIGS. FIG. 1 is a diagram showing the manufacturing process of the embodiment, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the conventional example. 106 Depletion layer edge, 114 Channel region, 201
n-type silicon substrate, 205 deep diffusion region, 210 thick oxide film, 211 shallow diffusion region, 212 gate oxide film, 213 polysilicon gate electrode, 217 high concentration channel region, 222 source contact region,
223 channel contact region, 224 interlayer insulating film, 225 source electrode, 226 drain electrode, 227 drain contact region, 302 n-type silicon substrate, 303 polysilicon gate electrode, 304
Drain shallow diffusion region, 305 Drain contact region, 306 Depletion layer end, 307 Source contact region, 308 Channel contact region, 311 (
b) Figure 1 Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)第1導電型の半導体基板に設けられた第2導電型の
ソースおよびドレイン領域と、該ソースおよびドレイン
領域間のチャネル領域と、該ソースおよびドレイン領域
間に絶縁膜を介して設けられたゲート電極とを備えた絶
縁ゲート型電界効果トランジスタにおいて、前記ドレイ
ン領域は、ドレイン電極に接続されるドレインコンタク
ト領域下の第2導電型の深い拡散領域と、この領域に接
してソース領域側に設けられた第2導電型の浅い拡散領
域とを有することを特徴とする絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ。 2)請求項第1項に記載のトランジスタにおいて、前記
絶縁膜は、ゲート酸化膜およびこれより厚い酸化膜から
成り、該厚い酸化膜は、前記深い拡散領域上のドレイン
電極に接続されるドレインコンタクト領域と前記チャネ
ル領域との間に設けられることを特徴とする絶縁ゲート
型電界効果トランジスタ。 3)請求項第2項に記載のトランジスタにおいて、前記
浅い拡散領域は、前記厚い酸化膜よりもチャネル領域側
に張り出していることを特徴とする絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ。 4)請求項第3項に記載のトランジスタにおいて、前記
ゲート電極の端部は前記厚い酸化膜上に設けられている
ことを特徴とする絶縁ゲート型電界効果トランジスタ。 5)請求項第1項ないし第4項のいずれかに記載のトラ
ンジスタにおいて、ドレイン領域は中央に設けられ、そ
れを囲んでチャネル領域およびソース領域が設けられて
いることを特徴すとる絶縁ゲート型電界効果トランジス
タ。 6)第1導電型の半導体基板表面に第2導電型の不純物
を選択的に導入した後拡散してドレイン用の深い拡散領
域を形成する工程と、該深い拡散領域の周囲に第2導電
型の不純物を導入する工程と、該不純物を拡散してドレ
イン用の浅い拡散領域を形成すると共に、前記半導体基
板表面に選択的に厚い酸化膜を形成する工程と、ゲート
電極を形成する工程と、前記厚い酸化膜およびゲート電
極をマスクとして第1導電型の不純物を導入して高濃度
チャネル領域を形成する工程と、前記厚い酸化膜をマス
クとしてドレインコンタクト領域用の第2導電型の不純
物を導入し、前記ゲート電極およびレジストをマスクと
してソースコンタクト領域用の第2導電型の不純物を導
入し、前記厚い酸化膜およびレジストをマスクとしてチ
ャネルコンタクト領域用の第1導電型の不純物を導入し
た後拡散する工程とを備えることを特徴とする絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタの製造方法。
[Claims] 1) A source and drain region of a second conductivity type provided on a semiconductor substrate of a first conductivity type, a channel region between the source and drain regions, and an insulating film between the source and drain regions. In the insulated gate field effect transistor, the drain region has a deep diffusion region of the second conductivity type under the drain contact region connected to the drain electrode, and a deep diffusion region of the second conductivity type that is in contact with this region. 1. An insulated gate field effect transistor comprising: a shallow diffusion region of a second conductivity type provided on a source region side; 2) In the transistor according to claim 1, the insulating film includes a gate oxide film and a thicker oxide film, and the thicker oxide film is a drain contact connected to the drain electrode on the deep diffusion region. An insulated gate field effect transistor, characterized in that it is provided between a region and the channel region. 3) An insulated gate field effect transistor according to claim 2, wherein the shallow diffusion region extends beyond the thick oxide film toward the channel region. 4) An insulated gate field effect transistor according to claim 3, wherein an end portion of the gate electrode is provided on the thick oxide film. 5) An insulated gate transistor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the drain region is provided in the center, and a channel region and a source region are provided surrounding it. field effect transistor. 6) A step of selectively introducing impurities of a second conductivity type into the surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type and then diffusing them to form a deep diffusion region for a drain, and forming an impurity of the second conductivity type around the deep diffusion region. a step of introducing an impurity; a step of diffusing the impurity to form a shallow diffusion region for a drain; and a step of selectively forming a thick oxide film on the surface of the semiconductor substrate; and a step of forming a gate electrode. A step of introducing impurities of a first conductivity type using the thick oxide film and the gate electrode as a mask to form a highly concentrated channel region, and introducing an impurity of a second conductivity type for a drain contact region using the thick oxide film as a mask. Then, using the gate electrode and resist as a mask, a second conductivity type impurity is introduced for the source contact region, and using the thick oxide film and resist as a mask, a first conductivity type impurity is introduced for the channel contact region, and then diffused. A method for manufacturing an insulated gate field effect transistor, comprising the steps of:
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5431790A (en) * 1977-08-12 1979-03-08 Masataka Murahara Rain sensor
JPS63275180A (en) * 1987-05-07 1988-11-11 Nec Corp Mos-type field effect transistor
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