JPH03175643A - 縦型電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents

縦型電界効果トランジスタの製造方法

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JPH03175643A
JPH03175643A JP1315776A JP31577689A JPH03175643A JP H03175643 A JPH03175643 A JP H03175643A JP 1315776 A JP1315776 A JP 1315776A JP 31577689 A JP31577689 A JP 31577689A JP H03175643 A JPH03175643 A JP H03175643A
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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〕 本発明は縦型電界効果トランジスタの製造方法に関する
〔従来の技術〕
従来の縦型電界効果トランジスタを第3図の断面図を用
いて説明する。
比抵抗が0.01Ω−cm程度のN+半導体基板1上に
0.1〜10Ω−cm程度でその厚さが5〜50μmの
N−伝導層2を有し、この表面部に形成された深さ3〜
6μ■1のPベース領域3とこの頭域内の一部に形成さ
れた深さ約1μmのN+型のソース領域4と、このソー
ス領域4内に囲まれて形成されたP+をで深さ約1μm
のバックゲート領域5を有し、前記ソース領域4の間の
半導体基板上に300〜200OA程度の厚さのゲート
酸化膜6を介して設けられた厚さ約5000人程度のポ
リシリコンによるゲート電極7を有し、このゲート電@
17と他の電極とショートしないよう半導体基板上をP
SG等の絶縁膜8でおおい、この上からソース領域4お
よびバックゲート領域5にアルミ等の金属を被着し、こ
れをソース電極つとし、また半導体基板下部にAuSb
等の金属を被着しこれをトレイン電極10とした椙造と
なっている。
この従来の縦型電界効果トランジスタのソース領域及び
バックゲート領域形成には、以下のような製造方法が用
いられている。
まず第4図(a>に示すように、N+半導体基板]上に
エピタキシャル法によりN−伝導層2を形成し、次でイ
オン注入法によりPベース領域3を形成する。次にゲー
ト酸化膜6を介してポリシリコンからなるゲート電極7
を形成した後、厚さ500Å程度の酸化膜11を形成す
る。次でフォトレジスト膜3を塗布法で形成しリソグラ
フィーによりバックゲート領域にフォトレジスト膜11
を残し、これをイオン注入のマスクとして使用しソース
領域4へのイオン注入を行なう。イオン注入はP+イオ
ンを用いドーズ量は1〜10×1015CIll−2で
ある。
次に第4図(b)に示すように、ソース領域形成後フォ
トレジスト膜13を除去し、次で1000℃程度のアニ
ールを行ない注入原子であるF)原子の活性化を行なう
次に第4図(c)に示すように、フォトレジスト11!
13Aを塗布しリソグラフィーによりバックケート領域
5のみフォトレジストILKI 3Aを除去し、バラフ
ケ−1・領域5へのイオン注入を行なう。このイオン注
入はB+イオンを用い、ドーズ量は、ソース領域4と同
様]・〜10 X 1015cm−2程度である。
次に第4図(d)に示すように、イオン注入後フォトレ
ジスト膜13Aを除去し、1000 ’C程度のアニー
ルを行ない注入原子であるB原子の活性化を行なう。
このようにしてソース領域4及びバックゲート領域5を
形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の縦型電界効果トランジスタの製造方法で
は、ソース領域4とバックゲート領域5を形成する工程
で、それぞれ独立したリソグラフィーを行うため、マス
ク合せ時にずれが生じ、その結果ソース領域4とバック
ゲート領域5の位置がずれるという問題点があった。
ソース・ドレイン間耐圧が100V以下の縦型電界効果
トランジスタでは、単位面積当りのチャネル幅を大きく
することによりオン状態でのソース・トレイン間の抵抗
を小さくできる。このためにはセルを縮小化することが
重要である。しかし上記のような問題点があり、マスク
合せ時のずれの量を考慮に入れマージンをとって設計す
る必要があるため、セルの縮小化が困難である。
またこれらのマージンが不十分であると、マスク合せ時
のずれによりバラフケ−1・領域5とソース電極9のコ
ンタクトが十分にとれず、F)ベース領域3が電気的に
浮いてしまいオープンベースのトランジスタとなる。こ
の場合ソース・ドレイン間耐圧は、トランジスタで言え
ば、コレクタ・エミッタ間電圧〈ベース開放LVCEO
)で決定されることになる。このLVCEOは通常バッ
クゲート領J!1li5とソース電極9とのコンタクト
が十分にとれている場合のソース・トレイン間耐圧、ト
ランジスタで言えばコレクタ エミッタ間電圧(べ一ス
短絡BVCES)と比較して小さくなり、設計通りのソ
ース・トレイン間耐圧が得られないという欠点がある。
次に縦型電界効果トランジスタをスイッチング電源等に
使用するJ’w 汗、内蔵ダイオード〈Nチャネルの場
合トレインをカッ−)へ、ソースをアノードとしたダイ
オード)を積極的に使用する場合がある。ソース領域4
とバックゲート領域5の位置かずれてソース電極つとバ
ックゲート領域5のコンタク1〜が不十分であると、コ
ンタクト抵抗の増大によりこの内蔵ダイオードの特性が
劣化する可能性がある。
さらには請電性負荷を駆動す場合、負荷のインダクタン
スLの逆起電力により、縦型電界効果トランジスタが破
壊する場合がある。この破壊耐量を上げるためにはバッ
クゲート領域5の不純物濃度を高くし、寄生バイポーラ
トランジスタの電流増幅率を下げ、十分にソース電極9
とのコンタクトをとることが重要である。これらの重要
な特性はソース領域4とバックゲート領域5の形成時の
マスク合せ時のずれ量に影響され、ロット間及びウェー
ハ間のばらつきは常に生じると考えてよい。
〔課題を解決するための手段〕
第1の発明の縦型電界効果トランジスタの製造方法は、
一導電型半導体基板に逆導電型ベース領域を形成する工
程と、前記ベース領域の外周部のベース領域と一部重な
る領域にゲート酸(ヒ膜を介してゲート電極を形成する
工程と、前記グー1〜′、電極を含む全面に酸化膜と窒
化膜とフォ)ヘレジスト膜とを順次形成する工程と、前
記ベース領域内のバックゲート形成領域上の前記フォI
・レジスト膜と窒化膜を除去したのち残った窒化膜とフ
ォトレジスト膜をマスクとして不純物を尋人し通導を型
バックゲート領域を形成する工程と、マスクとした前記
フォトレジスト膜を除去したのち全面を熟成化し、前記
バックゲート領域の表面に厚い酸化膜を形成する工程と
、前記窒化膜を除去したのち前記厚い酸化膜をマスクと
して不純物を導入し、前記バックゲート領域に接する一
導電型ソース0j1域を形成する工程とを含んで構成さ
れる。
また第2の本発明の縦型電界効果トランジスタの製造方
法は、一導電型半導体基板に逆導電型ベース領域を形成
する工程と、前記ベース領域の外周部のベース領域と一
部重なる領域にゲート酸化1漢を介してゲート電極を形
成する工程と、前記ゲート電極を含む全面に酸化膜と窒
化膜とを順次形成する工程と、前記窒化1模をパターニ
ングし前記ベース領域内のバックゲート形成領域上にの
み残す工程と、全面に不純物をイオン注入し残された前
記窒化膜の下部に逆くダミ2Wバツクゲートを形成する
工程と、残された前記窒化膜をマスクとして不純物を導
入し、前記バックゲートに接する一導電型ソース領域を
形成する工程とを含んで構成される。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(e)は本発明の第1の実施例を説明す
るための半導体チップの断面図である。
まず第1図<a)に示すように、従来と同様にしてSi
からなるN+半導体基板1上にエピタキシャル法により
厚さ3〜50μmのN−(i導層2を形成し、次でこの
N−伝導層2にイオン注入法等により深さ2〜6μmの
Pベース領域3を形成する。次にこのPベース領域3の
外周部のこのPベース領域と一部重なる領域に、ゲート
酸(ヒ膜6を介してポリシリコンからなるゲート電極7
を形成する。次にこのゲート電極7を含む全面に/’X
さ約30OAの酸化膜(Si02膜)11と厚さ100
0人程度のシリコン窒化膜(SiN膜〉12を堆積し、
更にフォトレジスト膜13を塗布する。
次に第1図(b)に示すように、リソグラフィーにより
Pベース領域3上の1 、5〜3 、 O)t m四方
のバックゲート形成領域のみこのフォトレジスト膜13
を除去する。次でこのフォトレジスト膜13をマスクと
してホウ素(B+〉のイオン注入を行なう。B1のドー
ズ量は1〜l0XIO”Cl0−2程度である。次でマ
スクとしてのフォトレジスト膜13を除去後、注入原子
のBを活性化するため、1000℃前後のアニールを行
ないバックゲ−1・領域5を形成する。
次に第1図(C)に示すように、熱酸化を行なう。この
時、バックターl−領域5の上部以外には、SiN膜1
膜内2り、これが酸化のマスクとなるため、バックゲー
ト領域5の表面にのみ厚い酸化膜11Aが成長する。こ
の厚い酸化膜11Aの厚さは3000〜5000人とす
る。
次に第1図(d)に示すように、SiN膜1膜内2去後
この厚い酸化膜11Aをマスクとしてリン(P)のイオ
ン注入を行なう9Pのドーズ量は1〜l Ox 101
5cm−2程度である。バックゲート領域5上には厚い
酸化膜]、LAがあるためこの部分にはPイオンは注入
されない。次で注入原子のPを活性化するため1000
℃程度のアニールを行いバックゲート領域5に接するソ
ース領域4を形成する。
以下第1図(e)に示すように、S i 02膜11及
び厚い酸化膜11Aを除去したのち、ソース領域4及び
バックゲート領域5上にソース電極9を、そしてN+半
導体基板1の下部にドレイン電fl!1iloを形成し
て縦型電界効果トランジスタを完成させる。
このようにしてバックグー1〜領域5とソース頭載4形
成を厚い酸化膜11Aを用いセルファライン化すること
により、従来のようにマスク合せ時のずれの不安定要因
を除去でき、十分にバックゲート領域5とソース電極9
のコンタクトがとれて、前述した従来の問題点を解説す
ることができる。また、ロッI・間及びウェーハ間にお
いてもマスク合せ時のずれを考慮しないでよいことから
、常に安定した特性を示す素子が得られる。さらに、プ
ロセス条件の最適化によりセルを縮小化することができ
、単位面積当りのチャネル幅を大きくし、特性を向上さ
せることが可能となる。
第2図(a)、(b)は本発明の第2の実施例を説明す
るための半導体チップの断面図である。
まず第2図(a)に示すように、第1の実施例と同様に
N+半導体基板1上にN−伝導層2とPベース領域3を
形成し、次でこのPベース領域3の外周部にゲート酸化
膜6を介してゲート電極7を形成する。次で全面に厚さ
300人程度のS i 02 J摸11と、厚さ100
0人程度のSiN膜1膜内2積し、リソグラフィーによ
りバックデー1−形成領域上のみにSiN膜1膜内2す
。その後B+イオンを用い100keV以上の加速電圧
によってI X 10 ”cm−2程度のドーズ量でイ
オン注入を行なう。この時B+イオンはSiN膜1膜内
2きぬけバックゲート形成領域にまで達する。
次で1100℃程度のアニールを行ない注入原子を活性
化させ、SiN膜1膜内2部にバックグー1−領域5A
を形成する。
次に第2図(1))に示すように、ソース領域を形成す
るためAs+イオを用い、加速電圧は50keV以下で
5〜10×1015CII+−2程度のドーズ量でイオ
ン注入を行なう。この時As+イオンはソース形成領域
には注入されるが、バックゲート領域5Aには5iNI
IQ12がマスクとなるため、入らない0次で】000
℃程度のアニールを行ないAs原子を活性化し、バック
ゲ−1・領域5Aに接するソース領域4Aを形成する。
この第2の実施例においてもバックゲート領域5Aとソ
ース領域4Aがセルファラインで形成されるため、従来
のマスク合せ時のずれを防止し不安定要因を排除できる
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、バックゲート領域とソー
ス領域とをセルファライン技術を用いて形成することに
より、バックゲ−1・領域とソース電極とのコンタクト
が十分にとれるため、ばらつきの少ない安定した特性を
有し、さらにセルの縮小化が可能な縦型電界効果トラン
ジスタが得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の第1及び第2の実施例を説
明するための半導体チップの断面図、第3図及び第4図
は従来の例を説明するための半導体チップの断面図であ
る。 1・・・N+半導体基板、2・・・N−伝導層、3・・
・Pベース領域、4・・・ソース領域、5,5A・・・
バックゲート領域、6・・・ゲート酸化膜、7・・・ゲ
ート電極、8・・・絶縁膜、9・・・ソース電極、10
・・・ドレイン電極、11・・・5i02膜、IIA・
・・厚い酸化膜、12・・・SiN膜、13.13A・
・・フォトレジスト膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一導電型半導体基板に逆導電型ベース領域を形成す
    る工程と、前記ベース領域の外周部のベース領域と一部
    重なる領域にゲート酸化膜を介してゲート電極を形成す
    る工程と、前記ゲート電極を含む全面に酸化膜と窒化膜
    とフォトレジスト膜とを順次形成する工程と、前記ベー
    ス領域内のバックゲート形成領域上の前記フォトレジス
    ト膜と窒化膜を除去したのち残った窒化膜とフォトレジ
    スト膜をマスクとして不純物を導入し逆導電型バックゲ
    ート領域を形成する工程と、マスクとした前記フォトレ
    ジスト膜を除去したのち全面を熱酸化し、前記バックゲ
    ート領域の表面に厚い酸化膜を形成する工程と、前記窒
    化膜を除去したのち前記厚い酸化膜をマスクとして不純
    物を導入し、前記バックゲート領域に接する一導電型ソ
    ース領域を形成する工程とを含むことを特徴とする縦型
    電界効果トランジスタの製造方法。 2、一導電型半導体基板に逆導電型ベース領域を形成す
    る工程と、前記ベース領域の外周部のベース領域と一部
    重なる領域にゲート酸化膜を介してゲート電極を形成す
    る工程と、前記ゲート電極を含む全面に酸化膜と窒化膜
    とを順次形成する工程と、前記窒化膜をパターニングし
    前記ベース領城内のバックゲート形成領域上にのみ残す
    工程と、全面に不純物をイオン注入し残された前記窒化
    膜の下部に逆導電型バックゲートを形成する工程と、残
    された前記窒化膜をマスクとして不純物を導入し、前記
    バックゲートに接する一導電型ソース領域を形成する工
    程とを含むことを特徴とする縦型電界効果トランジスタ
    の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0769811A1 (en) * 1995-10-19 1997-04-23 Consorzio per la Ricerca sulla Microelettronica nel Mezzogiorno - CoRiMMe Method of fabricating self aligned DMOS devices
US5811335A (en) * 1995-06-16 1998-09-22 Consorzio Per La Ricera Sulla Micro-Elettronica Nel Mezzogiorno Semiconductor electronic device with autoaligned polysilicon and silicide control terminal
WO2011013380A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor apparatus and semiconductor apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5811335A (en) * 1995-06-16 1998-09-22 Consorzio Per La Ricera Sulla Micro-Elettronica Nel Mezzogiorno Semiconductor electronic device with autoaligned polysilicon and silicide control terminal
US6159805A (en) * 1995-06-16 2000-12-12 Stmicroelectronics S.R.L. Semiconductor electronic device with autoaligned polysilicon and silicide control terminal
EP0769811A1 (en) * 1995-10-19 1997-04-23 Consorzio per la Ricerca sulla Microelettronica nel Mezzogiorno - CoRiMMe Method of fabricating self aligned DMOS devices
WO2011013380A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor apparatus and semiconductor apparatus
JP2012527114A (ja) * 2009-07-31 2012-11-01 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法および半導体装置
US9136352B2 (en) 2009-07-31 2015-09-15 Fuji Electric Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor apparatus and semiconductor apparatus
US9312379B2 (en) 2009-07-31 2016-04-12 Fuji Electric Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor apparatus and semiconductor apparatus
US9496370B2 (en) 2009-07-31 2016-11-15 Fuji Electric Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor apparatus and semiconductor apparatus

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