JPH05315612A - Double diffusion type mosfet device and manufacture thereof - Google Patents

Double diffusion type mosfet device and manufacture thereof

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JPH05315612A
JPH05315612A JP11465292A JP11465292A JPH05315612A JP H05315612 A JPH05315612 A JP H05315612A JP 11465292 A JP11465292 A JP 11465292A JP 11465292 A JP11465292 A JP 11465292A JP H05315612 A JPH05315612 A JP H05315612A
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JP
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type
film
forming
opening
layer
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JP11465292A
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Tsuyoshi Asao
強 朝生
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize an excellent double diffusion type MOSFET device which does not require mask alignment by forming a nitride film and then performing each succeeding formation process with the structure used as a mask. CONSTITUTION:An N-type epitaxial layer 2 is formed on an N-type semiconductor substrate 1 on which a gate oxide film 3, a gate polysilicon film 4 and a nitride film 5 are successively formed, and then the nitride film 5 is partly removed to make an opening and the selective oxidation is performed with the remaining nitride film 5a used as a mask to form a selective oxide film 6 in contact with the gate oxide film 3. The N-type semiconductor substrate 1 makes a drain region, the polysilicon film 4 making a gate electrode, an N<+> diffused layer 15 making a source, the substrate 1 making a drain, and a wiring metal 19 makes a source electrode. Therefore, after an opening is provided in the nitride film 5, all diffused layers and contact holes are formed with the structure used as a mask by a self-alignment technique, so that the miniaturization of a device may be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の中でも
特に二重拡散型MOSFET(Metal−Oxide
−Semiconductor Field−effe
ctive−transistor)装置の形成に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a double diffusion type MOSFET (Metal-Oxide) among semiconductor devices.
-Semiconductor Field-effe
It relates to the formation of a ctive-transistor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置はその用途に応じた適正な特
性が要求され、例えばプラズマディスプレイやエレクト
ロルミネッセンスディスプレー用のドライバーIC等で
あれば耐圧に優れるトランジスタが必要となる。このよ
うな高耐圧トランジスタの一つとして二重拡散型MOS
FETが知られている。そして、この二重拡散型MOS
FET装置の従来の製造方法としては、例えば以下に説
明するような方法があった。
2. Description of the Related Art A semiconductor device is required to have appropriate characteristics according to its application, and for example, a driver IC for a plasma display or an electroluminescence display requires a transistor having a high breakdown voltage. A double diffusion type MOS is one of such high breakdown voltage transistors.
FETs are known. And this double diffusion type MOS
As a conventional method of manufacturing an FET device, there has been a method described below, for example.

【0003】図3(A)〜(F)は、例えば文献(ソリ
ッドステートテクノロジ(日本版)(1986.1)
p.44)に開示されている二重拡散型MOSFET装
置の従来の製造方法の工程図であり、主な工程における
装置の1セル部分の様子を断面図を以って示した工程図
である。また、図3(F)はこの装置の完成断面図を示
している。
3A to 3F show, for example, a document (Solid State Technology (Japan Version) (1986.1).
p. FIG. 44 is a process drawing of the conventional method for manufacturing the double-diffused MOSFET device disclosed in No. 44), which is a process drawing showing a cross section of one cell portion of the device in the main process. Further, FIG. 3F shows a completed sectional view of this device.

【0004】この従来の製造方法によれば、先ず、比抵
抗0.004Ω・cm程度のN型半導体基板31上にL
PE法等の好適な結晶成長技術により比抵抗1〜3Ω・
cm程度のN型エピタキシャル層32を形成する。次い
で、公知のホトリソグラフィ法及びイオン注入法により
N型エピタキシャル層32の所定領域に表面不純物濃度
が1019ions/cm3 で拡散層深さが1μm程度の
+ 拡散層33を形成する(図3(A))。
According to this conventional manufacturing method, first, L is formed on the N-type semiconductor substrate 31 having a specific resistance of about 0.004 Ω · cm.
Specific resistance 1-3Ω by suitable crystal growth technology such as PE method.
An N-type epitaxial layer 32 of about cm is formed. Then, a P + diffusion layer 33 having a surface impurity concentration of 10 19 ions / cm 3 and a diffusion layer depth of about 1 μm is formed in a predetermined region of the N-type epitaxial layer 32 by a known photolithography method and ion implantation method (FIG. 3 (A)).

【0005】次に、P+ 拡散層33を有するN型エピタ
キシャル層32上に膜厚が500Å程度のゲート酸化膜
を熱処理により、さらに、膜厚が3000Å程度のN型
ポリシリコン膜をCVD(化学気相成長)法によりこの
順にそれぞれ形成する(図示せず)。次いで、これらポ
リシリコン膜及びゲート酸化膜を公知のホトリソグラフ
ィ技術及びエッチング技術により加工し、ゲートポリシ
リコンパタン34及びゲート酸化膜パタン35をそれぞ
れ形成する(図3(B))。
Next, a gate oxide film having a film thickness of about 500 Å is heat-treated on the N type epitaxial layer 32 having the P + diffusion layer 33, and further an N type polysilicon film having a film thickness of about 3000 Å is formed by CVD (chemical treatment). They are formed in this order by a vapor phase growth method (not shown). Then, the polysilicon film and the gate oxide film are processed by known photolithography technique and etching technique to form a gate polysilicon pattern 34 and a gate oxide film pattern 35, respectively (FIG. 3B).

【0006】次に、ゲートポリシリコンパタン34をマ
スクとしてボロン等のP型不純物をN型エピタキシャル
層32に注入し、このN型エピタキシャル層32中に表
面不純物濃度が1017ions/cm3 で拡散深さが2
μm程度のP型拡散層36を形成する。またこのP型拡
散層36が形成されるときにP+ 拡散層33の不純物が
このN型エピタキシャル層32中に拡散され拡散深さが
3μm程度のP+ 型拡散層33aが形成される(図3
(C))。
Next, a P-type impurity such as boron is injected into the N-type epitaxial layer 32 by using the gate polysilicon pattern 34 as a mask and diffused into the N-type epitaxial layer 32 at a surface impurity concentration of 10 17 ions / cm 3 . Depth is 2
A P-type diffusion layer 36 of about μm is formed. Further, when the P type diffusion layer 36 is formed, the impurities of the P + diffusion layer 33 are diffused into the N type epitaxial layer 32 to form the P + type diffusion layer 33a having a diffusion depth of about 3 μm (FIG. Three
(C)).

【0007】次に、公知のホトリソグラフィ技術によ
り、P型拡散層36上の所定部分にレジストパタン37
を形成し、その後、ゲートポリシリコンパタン34及び
レジストパタン37をマスクとしてP型拡散層36に対
し砒素等のN型不純物をイオン打込み等の公知の方法に
より打込み、表面不純物濃度が1019ions/cm3
で拡散層深さが0.5μm程度のN+ 型拡散層38(ソ
ース領域)を形成する(図3(D))。
Next, a resist pattern 37 is formed on a predetermined portion of the P type diffusion layer 36 by a known photolithography technique.
Then, using the gate polysilicon pattern 34 and the resist pattern 37 as a mask, an N type impurity such as arsenic is implanted into the P type diffusion layer 36 by a known method such as ion implantation to obtain a surface impurity concentration of 10 19 ions / cm 3
Then, an N + type diffusion layer 38 (source region) having a diffusion layer depth of about 0.5 μm is formed (FIG. 3D).

【0008】次にレジストパタン37を除去し、その
後、試料上にCVD法により厚さが6000Å程度の酸
化膜39を堆積し、次いで、公知のホトリソグラフィ技
術及びエッチング技術によりこの酸化膜39にコンタク
トホール40を形成する(図3(E))。
Next, the resist pattern 37 is removed, and then an oxide film 39 having a thickness of about 6000 Å is deposited on the sample by the CVD method, and then the oxide film 39 is contacted by the known photolithography technique and etching technique. A hole 40 is formed (FIG. 3 (E)).

【0009】次に、厚さが1μm程度のAl等の配線金
属41を試料上に被着し、この配線金属41がコンタク
トホール40を通してP+ 型拡散層33a及びN+ 型拡
散層38にそれぞれ接続される(図3(F))。
Next, a wiring metal 41 such as Al having a thickness of about 1 μm is deposited on the sample, and the wiring metal 41 passes through the contact holes 40 to form the P + type diffusion layer 33a and the N + type diffusion layer 38, respectively. It is connected (FIG. 3 (F)).

【0010】以上の工程により二重拡散型MOSFET
装置が形成される。この装置においては、N型半導体基
板31がドレイン領域になり、電流は図3(F)に矢印
で示す経路をほぼ流れる。
Through the above steps, the double diffusion type MOSFET
The device is formed. In this device, the N-type semiconductor substrate 31 serves as the drain region, and the current almost flows through the path indicated by the arrow in FIG.

【0011】即ちポリシリコン膜34がゲート電極、N
+ 拡散層38がソース、N型基板31がドレインとなる
MOS型電界効果型トランジスタ(MOSFET)構成
であり、配線金属41がソース電極となる。この構成は
後述の本発明の実施例でも同様であり、このような構成
を二重拡散型MOSFETと称している。
That is, the polysilicon film 34 is a gate electrode and N
The + diffusion layer 38 has a MOS type field effect transistor (MOSFET) structure in which the source is the N type substrate 31 and the drain is the N type substrate 31, and the wiring metal 41 is the source electrode. This structure is the same in the embodiments of the present invention described later, and such a structure is called a double diffusion type MOSFET.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法では、図3(D)を用いて説明したN+ 型拡散
層38を形成するときと、図3(E)を用いて説明した
コンタクトホール40を形成するときに、新たにレジス
トパタンを形成する必要があった。従って、これらレジ
ストパタン形成のためにゲートポリシリコンパタン34
に対しそれぞれマスク合わせが必要になり、このため、
ゲートポリシリコンパタン34のN型エピタキシャル層
32を露出する幅W(図3(B)参照)はマスク合わせ
余裕を見込んだ寸法にしなければならず、装置の小型化
の大きな妨げになるという問題点があった。例えば一回
のマスク合わせに必要な合わせ余裕を2μmとすると、
ゲートポリシリコンパタン34においては、1つの開口
部(図3(B)にWで示した領域)毎に4μm以上の合
わせ余裕が必要になる。そして、例えば50×50〜1
00×100個程度の開口部を有するゲートポリシリコ
ンパタンを用いている二重拡散型MOSFET装置を考
えた場合、合わせ余裕のために40000〜16000
0μm2 の面積の増大を招いてしまう。また、このよう
な従来の装置では、ソース領域の微細化に伴ない、ソー
ス電極とソース領域のコンタクト抵抗が上昇し、オン抵
抗が上昇するという問題点があった。
However, in the conventional manufacturing method, when the N + type diffusion layer 38 described with reference to FIG. 3D is formed, and when the contact described with reference to FIG. 3E is used. It was necessary to newly form a resist pattern when forming the hole 40. Therefore, in order to form these resist patterns, the gate polysilicon pattern 34 is formed.
For each, it is necessary to match the mask, and for this reason,
The width W (see FIG. 3B) exposing the N-type epitaxial layer 32 of the gate polysilicon pattern 34 must be set to allow for a mask alignment margin, which is a great obstacle to downsizing of the device. was there. For example, if the alignment margin required for one mask alignment is 2 μm,
In the gate polysilicon pattern 34, an alignment margin of 4 μm or more is required for each opening (region indicated by W in FIG. 3B). And, for example, 50 × 50 to 1
Considering a double-diffused MOSFET device using a gate polysilicon pattern having about 00 × 100 openings, it is 40,000 to 16,000 due to the alignment margin.
This leads to an increase in the area of 0 μm 2 . In addition, such a conventional device has a problem that the contact resistance between the source electrode and the source region increases and the on-resistance increases with the miniaturization of the source region.

【0013】この発明は、以上述べた、N+ 型拡散層3
8とコンタクトホール40を形成するときに、ゲートポ
リシリコンに対してそれぞれマスク合わせが必要であ
り、マスク合わせ余裕を見込むため、装置の小型化の妨
げになるという問題点と、ソース領域の微細化に伴い、
その部分のコンタクト抵抗が上昇する問題点とを除去す
るために、ソース電極とソース領域をpolySi(ポ
リシリコン)を介して接続し、ソース電極とpolyS
iの接続面積をソース領域とpolySiの接続面積よ
りも大きくするようにし、かつ、前記それぞれのマスク
合わせを必要としない優れた二重拡散型MOSFET装
置とその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention is based on the above-mentioned N + type diffusion layer 3
8 and the contact hole 40 are required to be mask-aligned with the gate polysilicon respectively, and a mask alignment margin is expected, which hinders downsizing of the device and miniaturization of the source region. Along with,
In order to eliminate the problem that the contact resistance in that portion increases, the source electrode and the source region are connected via polySi (polysilicon), and the source electrode and the polyS are connected.
It is an object of the present invention to provide an excellent double diffusion type MOSFET device in which a connection area of i is made larger than a connection area of a source region and polySi and which does not require mask alignment for each of them, and a manufacturing method thereof. ..

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的のため本発明
は、半導体基板(N型)上にゲート酸化膜およびゲート
ポリシリコン膜を形成した上に窒化膜を形成し、その窒
化膜にソースとなる領域部分に開口部を設け、それをマ
スクにして前記開口部を酸化膜とし、その開口部の酸化
膜を除去して前記窒化膜を前記開口部の上に庇状に残す
ようにし、その構造をマスクにしてその後の各層、各領
域の形成を行ない、前記庇とソース領域との間にポリシ
リコン膜(実施例ではN型)を形成して、前記開口部を
含めた基板上に配線層(ソース電極)を形成するように
したものである。即ち、ソース電極とソース領域との間
にポリシリコン膜(実施例ではN型)を介在させるよう
にしたものである。
To achieve the above object, the present invention provides a gate oxide film and a gate polysilicon film formed on a semiconductor substrate (N type), and a nitride film formed on the gate oxide film and the gate polysilicon film. An opening is provided in a region to be formed, and the opening is used as an oxide film by using the mask as a mask, and the oxide film in the opening is removed to leave the nitride film as an eaves-like shape on the opening. Using the structure as a mask, subsequent layers and regions are formed, a polysilicon film (N type in the embodiment) is formed between the eaves and the source region, and wiring is performed on the substrate including the opening. The layer (source electrode) is formed. That is, a polysilicon film (N type in the embodiment) is interposed between the source electrode and the source region.

【0015】[0015]

【作用】前述のように本発明は、前記窒化膜を形成した
後は、その構造をマスクにしてその後の各形成を行なう
ようにしたので、マスク合わせが不要となり、マスク合
わせ余裕を考慮する必要がなくなり、微細化が図れる。
As described above, according to the present invention, after the nitride film is formed, the structure is used as a mask for each subsequent formation. Therefore, mask alignment becomes unnecessary, and it is necessary to consider the mask alignment margin. Is eliminated and miniaturization can be achieved.

【0016】また、ソース電極とソース領域との間にポ
リシリコン膜を介在させるようにしたので、ソース電極
との接触面積が増えコンタクト抵抗を低減できる。
Since the polysilicon film is interposed between the source electrode and the source region, the contact area with the source electrode is increased and the contact resistance can be reduced.

【0017】[0017]

【実施例】図1に本発明の第1の実施例の製造工程を示
し、以下同図(A)〜(H)の順に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a manufacturing process of a first embodiment of the present invention, which will be described below in the order of FIGS.

【0018】図1(A) 先ず、比抵抗0.004Ω・
cm程度のN型半導体基板1上にLPE(液相エピタキ
シャル)法等の結晶成長技術により、比抵抗1〜3Ω・
cm程度のN型エピタキシャル層2を形成する。次い
で、N型エピタキシャル層2の上に膜厚が500Å程度
のゲート酸化膜3を熱酸化により、さらに膜厚が300
0Å程度のゲートポリシリコン膜4をCVD法により、
さらに膜厚が1500Å程度の窒化膜5をCVD法によ
り、この順にそれぞれ形成する。
FIG. 1 (A) First, the specific resistance is 0.004Ω.
The specific resistance is 1 to 3 Ω by the crystal growth technique such as LPE (liquid phase epitaxial) method on the N-type semiconductor substrate 1 of about cm.
The N-type epitaxial layer 2 having a size of about cm is formed. Then, a gate oxide film 3 having a film thickness of about 500 Å is thermally oxidized on the N-type epitaxial layer 2 to further reduce the film thickness to 300.
The gate polysilicon film 4 of about 0Å is formed by the CVD method.
Further, a nitride film 5 having a film thickness of about 1500 Å is formed in this order by the CVD method.

【0019】図1(B) 次に、前述の窒化膜5の一部
を3μm径で開口し、残存部の窒化膜5aをマスクとし
た選択酸化により、ゲート酸化膜3と接するように、約
1μmの選択酸化膜6を形成する。この時、窒化膜5a
は、バーズビーク現象により、その一部が選択酸化膜6
上にもち上げられた形状となる。
Next, a part of the above-mentioned nitride film 5 is opened to have a diameter of 3 μm, and selective oxidation is performed using the remaining nitride film 5a as a mask so that the gate oxide film 3 is contacted. A selective oxide film 6 of 1 μm is formed. At this time, the nitride film 5a
Is part of the selective oxide film 6 due to the bird's beak phenomenon.
The shape is lifted up.

【0020】図1(C) 次に、前述の窒化膜5aをマ
スクとして公知の等方性エッチングにより、前述の開口
部の選択酸化膜6及び、ゲート酸化膜3を除去し、N型
エピタキシャル層2を露出8させる。この時、図1
(B)で選択酸化膜6上に持ち上げられた窒化膜5aの
一部は、選択酸化膜6が除去されたことにより、庇状に
突き出した形状となる。この庇状に突き出した窒化膜5
aの一部を今後庇7と呼ぶことにする。また、このN型
エピタキシャル層の露出面8は前述の窒化膜5の開口部
と同じくほぼ3μm径となる。
FIG. 1 (C) Next, the selective oxide film 6 and the gate oxide film 3 in the opening are removed by a known isotropic etching using the nitride film 5a as a mask, and the N-type epitaxial layer is formed. 2 is exposed 8. At this time,
A part of the nitride film 5a lifted above the selective oxide film 6 in (B) has a shape protruding like an eaves due to the removal of the selective oxide film 6. This nitride film 5 protruding like an eaves
A part of a will be called eaves 7 hereinafter. The exposed surface 8 of the N-type epitaxial layer has a diameter of approximately 3 μm, like the opening of the nitride film 5 described above.

【0021】次いで、このN型エピタキシャル層の露出
面8により、公知のイオン注入法とその後の熱処理によ
り、表面不純物濃度が1017ions/cm3 で拡散深
さが1μm程度のP型拡散層9を形成する。
Next, the exposed surface 8 of the N-type epitaxial layer is subjected to a well-known ion implantation method and subsequent heat treatment, so that a P-type diffusion layer 9 having a surface impurity concentration of 10 17 ions / cm 3 and a diffusion depth of about 1 μm is formed. To form.

【0022】図1(D) 次に、熱酸化により、ゲート
ポリシリコン膜4の開口部の側面及びN型エピタキシャ
ル層の露出面8にそれぞれ酸化膜10及び酸化膜11を
それぞれ3000Å形成する。
Next, by thermal oxidation, an oxide film 10 and an oxide film 11 of 3000 Å are formed on the side surface of the opening of the gate polysilicon film 4 and the exposed surface 8 of the N-type epitaxial layer, respectively.

【0023】図1(E) 次に異方性ドライエッチング
により、前述のN型エピタキシャル層の露出面8上に形
成された酸化膜11を除去し、新たにN型エピタキシャ
ル層の露出面8aを形成する。その後、庇7の下部と、
N型エピタキシャル層の露出面8aを含む全面に厚みが
8000Åで、PなどのN型不純物を1×1019ion
s/cm3 ドープしたN型ポリシリコン膜12を形成す
る。この膜はN型アモルファスシリコンでもよい。
Next, by anisotropic dry etching, the oxide film 11 formed on the exposed surface 8 of the N-type epitaxial layer is removed to newly expose the exposed surface 8a of the N-type epitaxial layer. Form. After that, at the bottom of the eaves 7,
The entire surface of the N-type epitaxial layer including the exposed surface 8a has a thickness of 8000Å, and N-type impurities such as P are 1 × 10 19 ion.
An s / cm 3 doped N-type polysilicon film 12 is formed. This film may be N-type amorphous silicon.

【0024】図1(F) その後異方性エッチングによ
りN型ポリシリコン膜12をエッチバックして、庇7を
支持し、かつ、N型エピタキシャル層2と接したN型ポ
リシリコン膜13を形成する。それにより約1.4μm
径の、N型エピタキシャル層の露出面14が形成され
る。その後熱処理により、N型ポリシリコン層13より
拡散深さが0.5μmで表面濃度が1×1019ions
/cm3 程度のN+ 拡散層15を形成する。これがソー
スとなる。従ってN+ 拡散層15はN型ポリシリコン1
3と接続されて、その下側に形成される。
After that, the N-type polysilicon film 12 is etched back by anisotropic etching to form an N-type polysilicon film 13 that supports the eaves 7 and is in contact with the N-type epitaxial layer 2. To do. Thereby about 1.4 μm
The exposed surface 14 of the N-type epitaxial layer having a diameter is formed. Then, by heat treatment, the diffusion depth from the N-type polysilicon layer 13 is 0.5 μm and the surface concentration is 1 × 10 19 ions.
The N + diffusion layer 15 of about / cm 3 is formed. This is the source. Therefore, the N + diffusion layer 15 is the N type polysilicon 1
3 and is formed on the lower side thereof.

【0025】図1(G) 次に、N型ポリシリコン層1
3及びN型エピタキシャル層の露出面14を酸化し、そ
の後異方性エッチングによりN型エピタキシャル層の露
出面14の表面に形成された前記酸化膜を除去し、前記
N型ポリシリコン層13の上のみ酸化膜16を残す。新
たに露出された約0.4μm径N型エピタキシャル層の
露出面14aに公知のイオン注入法とその後の熱処理に
より、表面不純物濃度が1019ions/cm3 拡散深
さが0.5μm程度のP+ 層18を形成する。
FIG. 1 (G) Next, the N-type polysilicon layer 1
3 and the exposed surface 14 of the N-type epitaxial layer is oxidized, and then the oxide film formed on the surface of the exposed surface 14 of the N-type epitaxial layer is removed by anisotropic etching. Only the oxide film 16 is left. The exposed surface 14a of the newly exposed N-type epitaxial layer having a diameter of about 0.4 μm is subjected to a known ion implantation method and the subsequent heat treatment to form a P having a surface impurity concentration of 10 19 ions / cm 3 and a diffusion depth of about 0.5 μm. The + layer 18 is formed.

【0026】図1(H) 次に、酸化膜16を公知のエ
ッチングにより除去する。最後に1μm程度のAl等の
配線金属19を、例えば蒸着法により形成し、N型ポリ
シリコン層13、P+ 層18と接続することで二重拡散
型MOSFET装置が完成する。この装置においては、
N型半導体基板1がドレイン領域になり、電流はほぼ図
1(H)の矢印のように流れる。従来同様、4のポリシ
リコン膜がゲート電極、15のN+ 拡散層がソース、基
板1がドレイン、配線金属19がソース電極となる構成
であるが、本実施例では、ソース電極19とソース15
との間にN型ポリシリコン層13が介在しており、コン
タクト面積を広くしている。
Next, the oxide film 16 is removed by known etching. Finally, a wiring metal 19 such as Al having a thickness of about 1 μm is formed by, for example, a vapor deposition method and is connected to the N-type polysilicon layer 13 and the P + layer 18 to complete the double diffusion MOSFET device. In this device,
The N-type semiconductor substrate 1 becomes the drain region, and the current flows almost as shown by the arrow in FIG. Similarly to the conventional structure, the polysilicon film 4 is the gate electrode, the N + diffusion layer 15 is the source, the substrate 1 is the drain, and the wiring metal 19 is the source electrode. In this embodiment, the source electrode 19 and the source 15 are used.
The N-type polysilicon layer 13 is interposed between the contact point and the contact point to widen the contact area.

【0027】本発明の第2の実施例の製造工程は、第1
の実施例と、図1(D)まで同一であり、その後の製造
方法を図2(A)〜(F)に示し、以下順に説明する。
但し、第2の実施例では、窒化膜5の開口径、N型エピ
タキシャル層の露出面をそれぞれ3.5μm径とする。
The manufacturing process of the second embodiment of the present invention is the first
1D is the same as that of the first embodiment, and the subsequent manufacturing method is shown in FIGS. 2A to 2F, which will be described below in order.
However, in the second embodiment, the opening diameter of the nitride film 5 and the exposed surface of the N-type epitaxial layer are each 3.5 μm.

【0028】図2(A) 庇(図1の7)の下部と酸化
膜(図1の11)を含む全面に15000ÅのCVD酸
化膜21を形成する。
2A, a CVD oxide film 21 of 15000 Å is formed on the entire surface including the lower portion of the eaves (7 in FIG. 1) and the oxide film (11 in FIG. 1).

【0029】図2(B) 次に、異方性エッチングによ
りCVD酸化膜21をエッチバックすることにより、N
型エピタキシャル層(図1の2)を露出させ0.5μm
径のN型エピタキシャル層の露出面23を形成し、同時
に庇7を支持する支持酸化膜22を形成する。このと
き、支持酸化膜22のエッチング側面はテーパーを持っ
た形状となる。その後、N型エピタキシャル層の露出面
23から公知のイオン注入法とその後の熱処理をおこな
うことで、深さ1.2μm、表面不純物濃度1×1019
ions/cm3 のP+ 層24を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the CVD oxide film 21 is etched back by anisotropic etching to obtain N.
-Type epitaxial layer (2 in FIG. 1) is exposed to 0.5 μm
The exposed surface 23 of the N-type epitaxial layer having a diameter is formed, and at the same time, the supporting oxide film 22 that supports the eaves 7 is formed. At this time, the etched side surface of the supporting oxide film 22 has a tapered shape. After that, a known ion implantation method and subsequent heat treatment are performed from the exposed surface 23 of the N-type epitaxial layer to obtain a depth of 1.2 μm and a surface impurity concentration of 1 × 10 19.
A P + layer 24 of ions / cm 3 is formed.

【0030】図2(C) 次に、さらに異方性エッチン
グをおこない、支持酸化膜22の一部を除去することに
より、エッチング側面が垂直な支持酸化膜22aを形成
する。
Next, anisotropic etching is further performed to remove a part of the supporting oxide film 22 to form a supporting oxide film 22a whose etching side surface is vertical.

【0031】図2(D) 次に、全面に厚みが3000
Åで、PなどのN型不純物を1×1019ions/cm
3 ドープしたN型ポリシリコン膜25を形成する。
FIG. 2 (D) Next, the entire surface has a thickness of 3000.
Å, N type impurities such as P are 1 × 10 19 ions / cm
A 3- doped N-type polysilicon film 25 is formed.

【0032】図2(E) 次に、異方性ドライエッチン
グによりエッチバックをおこない、支持酸化膜22aの
側面にN型ポリシリコン層26を形成する。その後熱処
理により、N型ポリシリコン層26より、N型不純物を
N型エピタキシャル層2へ拡散し、表面不純物濃度が1
19ions/cm3 、拡散深さが0.5μm程度のN
+ 拡散層27を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (E), anisotropic dry etching is performed to form an N-type polysilicon layer 26 on the side surface of the supporting oxide film 22a. Then, by heat treatment, N-type impurities are diffused from the N-type polysilicon layer 26 into the N-type epitaxial layer 2, and the surface impurity concentration is 1
0 19 ions / cm 3, the diffusion depth of about 0.5 [mu] m N
+ A diffusion layer 27 is formed.

【0033】図2(F) 最後に、1μm程度のAl等
の配線金属28を、例えば蒸着法により形成、N型ポリ
シリコン26、P+ 層24と接続することで、二重拡散
型MOSFET装置が完成する。この装置による電流径
路は図2(F)の矢印の通りである。構成は、庇7の下
の部分にCVD酸化膜21がある以外、第1の実施例と
同様である。
FIG. 2F. Finally, a wiring metal 28 of Al or the like having a thickness of about 1 μm is formed by, for example, a vapor deposition method and is connected to the N-type polysilicon 26 and the P + layer 24 to form a double diffusion MOSFET device. Is completed. The current path by this device is as shown by the arrow in FIG. The configuration is the same as that of the first embodiment except that the CVD oxide film 21 is provided below the eaves 7.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この発明
の二重拡散型MOSFETの製造方法によれば、ゲート
ポリシリコン膜上の窒化膜に開口部を設けた後は、その
構造をマスクとして、セルフアライン技術によって、す
べての拡散層及び、コンタクトホールを形成するように
したため、マスク合わせが不用になり、装置設計におい
てマスク合わせ余裕を考慮する必要がなくなるので、そ
の分だけ装置の小型化が図れる。
As described above in detail, according to the method for manufacturing a double diffusion type MOSFET of the present invention, after the opening is formed in the nitride film on the gate polysilicon film, the structure is masked. As all the diffusion layers and contact holes are formed by the self-alignment technology, mask alignment becomes unnecessary, and there is no need to consider the mask alignment margin in device design. Can be achieved.

【0035】また、第1の実施例では、P+ 層の形成
を、N型ポリシリコン上に形成した酸化膜をマスクとし
たイオン打込法により、N+ 拡散層の形成をN型ポリシ
リコンからの拡散により形成したため、P+ 層とN+
散層の間の余裕がとれず、しかも、P+ 層の形成のため
の熱処理がN+ 拡散層の形成のための熱処理と同時かそ
れ以降となってしまうため、ラッチアップ耐量を向上さ
せる目的でP+ 層を深くすることは困難であるという問
題がある。これを解消するのが第2の実施例であり、P
+ 層の形成を支持酸化膜をマスクとしたイオン打込法に
より、N+ 拡散層の形成をN型ポリシリコンからの拡散
により形成するようにしたため、CVD酸化膜とN型ポ
リシリコン膜の膜厚を変えることでP+ 層とN+ 拡散層
の間隔に余裕をもたせることが可能で、しかも、P+
形成のための熱処理を、N+ 拡散層形成のための熱処理
よりも前におこなうことができるため、P+ 層を深くす
ることが可能でラッチアップ耐量を向上させることが出
来る。
Further, in the first embodiment, the P + layer is formed by an ion implantation method using the oxide film formed on the N type polysilicon as a mask, and the N + diffusion layer is formed by the ion implantation method. Since it is formed by diffusion from above, there is no room between the P + layer and the N + diffusion layer, and the heat treatment for forming the P + layer is the same as or after the heat treatment for forming the N + diffusion layer. Therefore, there is a problem that it is difficult to deepen the P + layer for the purpose of improving the latch-up resistance. The second embodiment solves this problem by using P
Since the + layer is formed by ion implantation using the supporting oxide film as a mask, the N + diffusion layer is formed by diffusion from the N-type polysilicon. Therefore, the CVD oxide film and the N-type polysilicon film are formed. By changing the thickness, it is possible to allow a gap between the P + layer and the N + diffusion layer, and the heat treatment for forming the P + layer is performed before the heat treatment for forming the N + diffusion layer. Therefore, the P + layer can be deepened and the latch-up withstand capability can be improved.

【0036】従って、第1と、第2の実施例は、その目
的によって使い分けられるべきものであり、ラッチアッ
プ耐量がそれほど求られておらず、オン抵抗が小さく、
コストの安いものが必要とされる場合は第1の実施例が
適当であり、ラッチアップ耐量が大きいものが必要な場
合には第2の実施例が適当である。
Therefore, the first and second embodiments should be properly used according to the purpose, the latch-up withstand amount is not so required, and the on-resistance is small.
The first embodiment is suitable when a low-cost one is required, and the second embodiment is suitable when a large latch-up tolerance is required.

【0037】また、本発明の構造は、N+ 型拡散層と配
線金属(ソース電極)とをN型ポリシリコンを介して接
続するようにしたため、N型ポリシリコンと配線金属の
接続面積をN+ 拡散層の面積よりも大きくとれるので、
その分N+ 型拡散層と配線金属のコンタクト抵抗を低減
できる。その結果、二重拡散型MOSFETのオン抵抗
の低減が可能である。
Further, in the structure of the present invention, since the N + type diffusion layer and the wiring metal (source electrode) are connected through the N type polysilicon, the connection area between the N type polysilicon and the wiring metal is N. + Because it can be larger than the area of the diffusion layer,
The contact resistance between the N + type diffusion layer and the wiring metal can be reduced accordingly. As a result, it is possible to reduce the on-resistance of the double diffusion type MOSFET.

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

【図1】本発明の第1の実施例。FIG. 1 is a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例。FIG. 2 is a second embodiment of the present invention.

【図3】従来例。FIG. 3 is a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N型半導体基板 2 N型エピタキシャル層 3 ゲート酸化膜 4 ゲートポリシリコン膜 5 窒化膜 6 選択酸化膜 7 庇 9 P型拡散層 10,11,16 酸化膜 13 N型ポリシリコン層 15 N+ 拡散層 18 P+ 層 19 配線金属1 N-type semiconductor substrate 2 N-type epitaxial layer 3 Gate oxide film 4 Gate polysilicon film 5 Nitride film 6 Selective oxide film 7 Eaves 9 P-type diffusion layer 10, 11, 16 Oxide film 13 N-type polysilicon layer 15 N + diffusion Layer 18 P + Layer 19 Wiring metal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の一主面側に、第1導電型の
拡散層が形成されており、該第1導電型の拡散層内にM
OSFETのソース領域である第2導電型の拡散層を有
し、前記第1および第2導電型拡散層ともにソース電極
と接続されている二重拡散型MOSFET装置におい
て、 前記第1導電型の拡散層は直接前記ソース電極と接続さ
れており、前記第2導電型の拡散層は少なくとも導電膜
を介して前記ソース電極と接続されていることを特徴と
する二重拡散型MOSFET装置。
1. A diffusion layer of a first conductivity type is formed on one main surface side of a semiconductor substrate, and M is formed in the diffusion layer of the first conductivity type.
A double-diffusion MOSFET device having a second-conductivity-type diffusion layer, which is a source region of an OSFET, and both the first and second-conductivity-type diffusion layers being connected to a source electrode, wherein the first-conductivity-type diffusion A double diffusion MOSFET device, wherein the layer is directly connected to the source electrode, and the second conductivity type diffusion layer is connected to the source electrode through at least a conductive film.
【請求項2】 (a)半導体基板上に、MOSFETの
ゲート電極となる層を形成し、その上に第1の絶縁膜を
形成する工程、 (b)前記第1の絶縁膜の一部を開口し、その開口され
た前記第1の絶縁膜をマスクにして該開口部の前記ゲー
ト電極となる層を絶縁膜にする工程、 (c)前記開口部の絶縁膜を除去し、その開口部の前記
基板表面を露出させるとともに、前記第1の絶縁膜を前
記開口部上部に庇状に残す工程、 (d)前記開口部に露出された前記基板に第1導電型の
拡散層を形成する工程、 (e)前記開口部の側壁に絶縁膜を形成し、その開口部
を含めて全面に第2導電型の膜を形成し、該第2導電型
の膜を前記庇の下のみに残すようその他の部分を除去し
コンタクトホールを形成する工程、 (f)前記庇の下の第2導電型の膜の下の基板に、第2
導電型の拡散層を形成する工程、 (g)前記庇下の第2導電型の膜をマスクにして、前記
コンタクトホール下部の基板に第1導電型の高濃度拡散
層を形成する工程、 (h)前記までの構造の上に配線金属を形成する工程、 以上の工程を含むことを特徴とする二重拡散型MOSF
ET装置の製造方法。
2. A step of: (a) forming a layer serving as a gate electrode of a MOSFET on a semiconductor substrate and forming a first insulating film on the layer; (b) partially forming the first insulating film. Opening, and using the opened first insulating film as a mask, a layer of the opening to be the gate electrode is made into an insulating film, (c) the insulating film in the opening is removed, and the opening is formed. Exposing the surface of the substrate and leaving the first insulating film in an eaves-like shape above the opening, (d) forming a diffusion layer of the first conductivity type on the substrate exposed in the opening. Step (e) An insulating film is formed on the side wall of the opening, a second conductivity type film is formed on the entire surface including the opening, and the second conductivity type film is left only under the eaves. And other portions are removed to form a contact hole, (f) a second conductivity type film under the eaves To the underlying substrate, the second
A step of forming a conductive type diffusion layer, (g) a step of forming a first conductive type high concentration diffusion layer on the substrate below the contact hole using the second conductive type film under the eaves as a mask, h) A step of forming a wiring metal on the above structure, and a double diffusion type MOSF including the above steps
ET device manufacturing method.
【請求項3】 (a)請求項2記載の(d)項までの形
成方法と同一の工程、 (b)前記庇の下の前記開口部側壁に、前記開口部に露
出した基板表面に接しない形状の絶縁膜を形成する工
程、 (c)前記開口部側壁の絶縁膜の側壁に第2導電型の膜
を基板表面に接するよう形成する工程、 (d)前記第2導電型の膜の下の基板に、第2導電型の
拡散層を形成する工程、 (e)前記までの構造の上に配線金属を形成する工程、 以上の工程を含むことを特徴とする二重拡散型MOSF
ET装置の製造方法。
3. (a) The same step as the forming method up to (d) in claim 2, (b) the side wall of the opening below the eaves is in contact with the substrate surface exposed in the opening. Forming a non-shaped insulating film, (c) forming a second conductivity type film on the side wall of the insulating film on the side wall of the opening so as to be in contact with the substrate surface, (d) forming a second conductivity type film A double-diffused MOSF including the steps of forming a diffusion layer of the second conductivity type on the lower substrate, (e) the step of forming a wiring metal on the structure described above, and the above steps.
ET device manufacturing method.
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