JPH04302434A - Ldd型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

Ldd型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH04302434A
JPH04302434A JP9167491A JP9167491A JPH04302434A JP H04302434 A JPH04302434 A JP H04302434A JP 9167491 A JP9167491 A JP 9167491A JP 9167491 A JP9167491 A JP 9167491A JP H04302434 A JPH04302434 A JP H04302434A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drain
source
concentration source
concentration
ldd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9167491A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Takada
修 高田
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9167491A priority Critical patent/JPH04302434A/ja
Publication of JPH04302434A publication Critical patent/JPH04302434A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7833Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's
    • H01L29/7836Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's with a significant overlap between the lightly doped extension and the gate electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はLDD型絶縁ゲ−ト型
電界効果トランジスタおよびその製造方法に係わり、特
に高耐圧型のものに関する。
【0002】
【従来の技術】図8(a)は、従来の高耐圧型LDD−
MOSFETの断面図、図8(b)および(c)はそれ
ぞれ、図8(a)の断面における電子ポテンシャル分布
図である。
【0003】まず、図8(a)の断面に示すように、基
板100上には、酸化膜102を介してゲ−ト電極10
4が形成されている。また基板100内には、ゲ−ト電
極104をマスクとして、ゲ−ト電極104に自己整合
的に形成された低不純物濃度拡散領域106(以下低濃
度ソ−スと称す)、108(低濃度ドレインと称す)が
それぞれ形成されている。また高不純物濃度拡散領域1
10(以下高濃度ソ−スと称す)、112(以下高濃度
ドレインと称す)がそれぞれ、低濃度ソ−ス/ドレイン
領域106、108に囲まれて基板100内に形成され
ている。
【0004】上記構成の高耐圧型LDD−MOSFET
は、通常、ソ−ス〜ドレイン間に約30V以上の高い電
圧をかけて駆動されている。
【0005】しかし、上記構成のLDD−MOSFET
を、高い電圧で駆動した場合、次のような欠点を有する
ことが判明した。
【0006】第1の欠点は、ドレイン電圧およびゲ−ト
電圧がともに高い場合、低濃度ソ−ス106とチャネル
(もしくはバックゲ−ト)114との間に高い電界が集
中的にかかってしまうことである。これは図8(b)の
電子ポテンシャル分布図からも、低濃度ソ−ス106と
チャネル114との間で、電子のポテンシャルが急激に
上がることより立証される。例えば同図中のI線は、低
濃度ソ−ス106のうち、特にチャネル114近傍にお
ける電子ポテンシャルの傾きを示しているが、その傾き
は急である。このように傾きが急な部分は、高い電界を
生じていることを示している。
【0007】電界が高い部分では、周知の如く、ホット
キャリアが発生する。発生したホットキャリアは、図9
(a)に示すように、主に、低濃度ソ−ス106上より
ゲ−ト酸化膜102にかけての酸化膜中にトラップされ
る。このようにトラップされたホットキャリアは、低濃
度ソ−ス106を空乏化するように作用する。このため
、ソ−ス抵抗が増大して、トランジスタの駆動能力が劣
化してしまう。
【0008】第2の欠点は、ドレイン電圧が高く、ゲ−
ト電圧が低い場合、今度は反対に、低濃度ドレイン10
8とチャネル114との間に高い電界が集中的にかかっ
てしまうことである。図8(c)に、その電子ポテンシ
ャル分布図を示す。同図中I線は、低濃度ドレイン10
8のうち、特にチャネル114近傍における電子ポテン
シャルの傾きを示している。
【0009】この要因は、次のような点にある。図10
(a)は図8(a)のゲ−ト電極近傍の拡大図、図10
(b)は図10(a)における断面の表面濃度分布図で
ある。ゲ−ト電極104に対して自己整合的に形成され
た低濃度ソ−ス/ドレイン106、108は、図10(
b)に示すような表面濃度分布を持つ。またゲ−ト電極
104とオ−バ−ラップした低濃度ソ−ス/ドレイン1
06、108の領域rでは、不純物イオンがゲ−ト電極
104でマスクされるため、イオンがほとんど注入され
ない。従って、領域rは拡散した不純物によってのみ形
成され、その領域rの表面濃度は、ゲ−ト電極104の
下に延びるに従い、徐々に薄くなる。即ち、ゲ−ト電極
104直下の低濃度ソ−ス/ドレイン106、108は
、さらに低濃度化している。
【0010】このように、さらに低濃度化した領域rに
は、高い電界がかかりやすいため、図9(b)に示すよ
うな基板電流ISUB が増大する。この基板電流IS
UB が増大すると、図9(c)に示す、一般にスナッ
プバック現象として知られるトランジスタの耐圧劣化現
象を引き起こす。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
高耐圧型LDD−MOSFETでは、ソ−ス〜チャネル
(もしくはバックゲ−ト)間の電界集中に起因する電流
駆動能力の劣化、およびドレイン〜チャネル(もしくは
バックゲ−ト)間の電界集中に起因する耐圧の劣化、と
いう問題があった。
【0012】この発明は上記のような点に鑑みてなされ
たもので、その目的は、ソ−ス〜チャネル(もしくはバ
ックゲ−ト)間、およびドレイン〜チャネル(もしくは
バックゲ−ト)間の電界集中をともに緩和でき、電流駆
動能力、耐圧の双方ともが劣化しにくいLDD型絶縁ゲ
−ト型電界効果トランジスタと、その製造方法を提供す
ることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明のLDD型絶縁
ゲ−ト型電界効果トランジスタは、上記目的を達成する
ために、次のような構成とした。
【0014】即ち、第1導電型の半導体基体内に、第2
導電型の高不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域と、この高
不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域を囲むように第2導電
型の低不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域とを設け、LD
D型の構造とする。そして、ゲ−ト電極を、前記低不純
物濃度ソ−ス/ドレイン領域上方に、マスクにより意図
的にオ−バ−ラップさせたことを特徴とする。
【0015】また、その製造方法は、第1導電型の半導
体基板内に、第2導電型の低不純物濃度ソ−ス/ドレイ
ン領域を形成し、前記低不純物濃度ソ−ス/ドレイン領
域にオ−バ−ラップするようにゲ−ト電極を、マスクを
用いて形成し、前記低不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域
内に、高不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域を形成するこ
とを特徴とする。
【0016】
【作用】上記のようなLDD型絶縁ゲ−ト型電界効果ト
ランジスタにあっては、ゲ−ト電極と低不純物濃度ソ−
ス/ドレイン領域とがそれぞれオ−バ−ラップされてい
る。これにより、ゲ−ト電極の下方に、イオン注入によ
り決定される低不純物濃度ソ−ス/ドレインと同一の濃
度となる領域が設けられる。この領域は、キャリア濃度
を高めるため、その近傍、すなわち、ソ−ス〜チャネル
(もしくはバックゲ−ト)間、およびドレイン〜チャネ
ル(もしくはバックゲ−ト)間の電界集中をともに緩和
する。よって、電流駆動能力とともに、耐圧も劣化しに
くいLDD型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタが得ら
れる。
【0017】また、そのようなトランジスタは、低濃度
ソ−ス/ドレイン領域を形成し、その後に、低濃度ソ−
ス/ドレイン領域上方にオ−バ−ラップするようなマス
クを用いて、ゲ−ト電極を形成することにより得られる
【0018】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明を一実施例
により説明する。
【0019】図1(a)は、この発明に係わる高耐圧型
LDD−MOSFETの断面図、図1(b)および(c
)はそれぞれ、図1(a)の断面における電子ポテンシ
ャル分布図である。図2(a)は、図1(a)のゲ−ト
電極近傍の拡大図で、図2(b)は、図2(a)の断面
における表面濃度分布を示す図である。
【0020】まず、図1(a)、図2(a)それぞれの
断面に示すように、P型シリコン基板あるいはP型ウェ
ル領域より成る基体10上には、例えばシリコン酸化膜
より成るゲ−ト絶縁膜12が形成されている。ゲ−ト絶
縁膜12上には、例えばポリシリコンより成るゲ−ト電
極14が形成されている。基体10内には、ゲ−ト電極
14にオ−バ−ラップした領域Rを含む低濃度ソ−ス/
ドレイン16、18がそれぞれ形成されている。
【0021】上記構成の高耐圧型LDD−MOSFET
によれば、低濃度ソ−ス/ドレイン16、18に、ゲ−
ト電極14とオ−バ−ラップする領域Rが設けられてい
る。この領域Rでは、ゲ−ト電極104に電圧が印加さ
れると、このゲ−ト電極104からの電界により、その
近傍、特にチャネル24近傍のキャリア濃度が高められ
る。これにより、ソ−ス〜チャネル(もしくはバックゲ
−ト)間の電界が緩和される。
【0022】この状態を表す電子ポテンシャル分布図を
図1(b)に示す。図1(b)は、ゲ−ト電圧およびド
レイン電圧がともに高い場合である。同図に示す電子ポ
テンシャルの傾きを示すI線は、領域Rによってその傾
きが従来よりも緩くなっており、ソ−ス〜チャネル間の
電界が緩和されたことを示している。
【0023】よって、ホットキャリアは発生しにくく、
ホットキャリアのトラップを抑制できる。この結果、ソ
−ス抵抗はほとんど増加しなくなり、電流駆動能力が劣
化することもない。
【0024】また、ゲ−ト電圧が低く、ドレイン電圧が
高い場合でも、図1(c)に示すように、電子ポテンシ
ャルの傾きを示すI線の傾きが、従来より緩くなってお
り、電界が緩和されたことを示している。これは、図2
(b)の表面濃度分布図に示すようにゲ−ト電極104
直下の領域Rの不純物濃度が、従来の拡散によって得ら
れた領域r(図10参照)よりも高いため、上記同様に
、キャリア濃度が高まり、その近傍の電界が緩和される
ためである。
【0025】よって、基板電流がほとんど増加しなくな
り、耐圧の劣化を抑制できる。
【0026】次に、上記高耐圧型LDD−MOSFET
の製造方法について説明する。
【0027】図3〜図7はそれぞれ、上記MOSFET
を製造工程順に示した断面図である。図3〜図7それぞ
れにおいて、(a)はパタ−ン平面図を示し、(b)は
(a)中のb−b線に沿う断面図を示している。
【0028】まず、図3(a)および(b)に示すよう
に、例えばN型シリコン基板8内に、P型ウェル領域1
0を形成する。次いで、LOCOS法を用いて、基板8
の表面に、素子領域を分離するためのフィ−ルド酸化膜
4を形成する。次いで、分離された素子領域の表面に、
ゲ−ト絶縁膜となる酸化膜12を形成する。次いで、ホ
トレジストでチャネルイオン注入用のマスク(図示せず
)を形成する。次いで、図示せぬホトレジストをマスク
に、MOSFETのしきい値を制御するためのイオン注
入を行う。注入された領域には、参照符号6を付す。
【0029】次いで、図4(a)および(b)に示すよ
うに、ホトレジストで、低濃度ソ−ス/ドレインを形成
するためのイオン注入用のマスク(図示せず)を形成す
る。次いで、図示せぬホトレジストをマスクに、N型の
不純物をイオン注入し、低濃度ソ−ス/ドレイン16、
18となる注入領域を得る。
【0030】次いで、図5(a)および(b)に示すよ
うに、全面に、例えばCVD法により、ポリシリコン膜
を形成する。次いで、ホトレジストでゲ−ト電極パタ−
ン(図示せず)を、低濃度N型ソ−ス/ドレイン16、
18にオ−バ−ラップするように形成する。次いで、図
示せぬレジストパタ−ンをマスクにポリシリコン膜をエ
ッチングして、ゲ−ト電極14を形成する。
【0031】次いで、図6(a)および(b)に示すよ
うに、ホトレジストで高濃度ソ−ス/ドレイン20、2
2を形成するためのイオン注入用のマスク(図示せず)
を形成する。次いで、図示せぬホトレジストをマスクに
、N型の不純物をイオン注入し、高濃度N型ソ−ス/ド
レイン20、22となる注入領域を得る。次いで、ホト
レジストでP型ガ−ドリング8を形成するためのイオン
注入用のマスク(図示せず)を形成する。次いで、図示
せぬホトレジストをマスクに、P型の不純物をイオン注
入し、P型ガ−ドリング8となる注入領域を得る。
【0032】なお、高濃度N型ソ−ス/ドレイン20、
22を、低濃度N型ソ−ス/ドレイン16、18で囲む
ように形成することにより、MOSFETの耐圧が向上
する。またP型ガ−ドリングを形成することにより、隣
接する図示せぬ素子に対して、寄生MOSFETの導通
が防止される。
【0033】次いで、図7(a)および(b)に示すよ
うに、全面に、CVD法により、例えばシリコン酸化膜
等よりなる層間絶縁膜30を形成する。この後、不純物
の注入領域の活性化、および層間絶縁膜30のリフロ−
を兼ねた熱処理を行う。次いで、コンタクト孔32を開
口し、その後、全面に、例えばスパッタ法により、アル
ミニウム膜を形成する。次いで、アルミニウム膜をパタ
−ニングして配線34を形成する。
【0034】以上のような製造方法により、この発明に
係わる高耐圧型LDD−MOSFETを形成できる。
【0035】なお、この発明は、上記一実施例に限られ
るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で様々な変
形が可能である。例えば、上記一実施例は、ゲ−ト電極
を、低濃度ソ−ス/ドレイン上方それぞれにオ−バ−ラ
ップしたものについて説明したが、低濃度ソ−ス上方の
み、あるいは低濃度ドレインのみ、とすることも可能で
ある。これらのように変形しても、MOSFETの駆動
能力の劣化、あるいは耐圧の劣化を防止する効果が得ら
れる。その他、種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【0036】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ソ−ス〜チャネル(もしくはバックゲ−ト)間、および
ドレイン〜チャネル(もしくはバックゲ−ト)間の電界
集中をともに緩和でき、電流駆動能力、耐圧の双方とも
が劣化しにくいLDD型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジ
スタと、その製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)はこの発明の一実施例に係わる高耐
圧型LDD−MOSFETの断面図、図1(b)および
(c)は図1(a)の断面における電子ポテンシャル分
布図。
【図2】図2(a)は図1(a)のゲ−ト電極近傍の拡
大図、図2(b)は図2(a)の断面における表面濃度
分布図。
【図3】この発明の一実施例に係わる高耐圧型LDD−
MOSFETを製造工程順に示す第1の図で図3(a)
はそのパタ−ン平面図、図3(b)は図3(a)中のb
−b線に沿う断面図。
【図4】この発明の一実施例に係わる高耐圧型LDD−
MOSFETを製造工程順に示す第2の図で図4(a)
はそのパタ−ン平面図、図4(b)は図4(a)中のb
−b線に沿う断面図。
【図5】この発明の一実施例に係わる高耐圧型LDD−
MOSFETを製造工程順に示す第3の図で図5(a)
はそのパタ−ン平面図、図5(b)は図5(a)中のb
−b線に沿う断面図。
【図6】この発明の一実施例に係わる高耐圧型LDD−
MOSFETを製造工程順に示す第4の図で図6(a)
はそのパタ−ン平面図、図6(b)は図6(a)中のb
−b線に沿う断面図。
【図7】この発明の一実施例に係わる高耐圧型LDD−
MOSFETを製造工程順に示す第5の図で図7(a)
はそのパタ−ン平面図、図7(b)は図7(a)中のb
−b線に沿う断面図。
【図8】図8(a)は従来の高耐圧型LDD−MOSF
ETの断面図、図8(b)および(c)は図8(a)の
断面における電子ポテンシャル分布図。
【図9】図9(a)はホットキャリアのトラップを説明
する図、図9(b)は基板電流を説明する図、図9(c
)はスナップバック現象を説明する図。
【図10】図10(a)は図8(a)のゲ−ト電極近傍
の拡大図、図10(b)は図10(a)の断面における
表面濃度分布図。
【符号の説明】
10…P型シリコン基板、12…ゲ−ト絶縁膜、14…
ゲ−ト電極、16…N低濃度ソ−ス、18…低濃度ドレ
イン、20…高濃度ソ−ス、22…高濃度ドレイン、2
4…チャネル(もしくはバックゲ−ト)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1導電型の半導体基体と、前記基体
    内に形成された第2導電型の高不純物濃度ソ−ス/ドレ
    イン領域と、前記高不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域を
    囲むように設けられた第2導電型の低不純物濃度ソ−ス
    /ドレイン領域と、前記低不純物濃度ソ−ス/ドレイン
    領域上方にマスクにより意図的にオ−バ−ラップされた
    ゲ−ト電極と、を具備することを特徴とするLDD型絶
    縁ゲ−ト型電界効果トランジスタ。
  2. 【請求項2】  第1導電型の半導体基板内に、第2導
    電型の低不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域を形成し、前
    記低不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域にオ−バ−ラップ
    するようにゲ−ト電極を、マスクを用いて形成し、前記
    低不純物濃度ソ−ス/ドレイン領域内に、高不純物濃度
    ソ−ス/ドレイン領域を形成することを特徴とするLD
    D型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法。
JP9167491A 1991-03-29 1991-03-29 Ldd型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよびその製造方法 Pending JPH04302434A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9167491A JPH04302434A (ja) 1991-03-29 1991-03-29 Ldd型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9167491A JPH04302434A (ja) 1991-03-29 1991-03-29 Ldd型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04302434A true JPH04302434A (ja) 1992-10-26

Family

ID=14033037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9167491A Pending JPH04302434A (ja) 1991-03-29 1991-03-29 Ldd型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04302434A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100771A (ja) * 2001-09-21 2003-04-04 Oki Electric Ind Co Ltd 高耐圧mosトランジタ
JP2007311498A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Denso Corp 半導体装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58170066A (ja) * 1982-03-31 1983-10-06 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58170066A (ja) * 1982-03-31 1983-10-06 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100771A (ja) * 2001-09-21 2003-04-04 Oki Electric Ind Co Ltd 高耐圧mosトランジタ
JP2007311498A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Denso Corp 半導体装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9099552B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7663186B2 (en) Semiconductor device
JP4797265B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP3221766B2 (ja) 電界効果トランジスタの製造方法
US7365402B2 (en) LDMOS transistor
US7968941B2 (en) Semiconductor device
US6566690B2 (en) Single feature size MOS technology power device
US20030057478A1 (en) Mos-gated power semiconductor device
US6448611B1 (en) High power semiconductor device and fabrication method thereof
JPH0897411A (ja) 横型高耐圧トレンチmosfetおよびその製造方法
US6888210B2 (en) Lateral DMOS transistor having reduced surface field
JPH07249765A (ja) 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
US6030870A (en) High density MOS technology power device
US6867476B2 (en) Vertical double diffused MOSFET and method of fabricating the same
US20220359750A1 (en) Transistor structure and manufacturing method of the same
US6762458B2 (en) High voltage transistor and method for fabricating the same
US7230300B2 (en) Semiconductor device with peripheral trench
JP2850852B2 (ja) 半導体装置
US5451536A (en) Power MOSFET transistor
US6710404B2 (en) High voltage device and method for fabricating the same
KR100847827B1 (ko) 고전압 트랜지스터의 제조 방법
US20020195654A1 (en) DMOS transistor and fabricating method thereof
JPS58175872A (ja) 絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタ
JP3448138B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04302434A (ja) Ldd型絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960213