JPH06169089A - 縦型mosfetの製造方法 - Google Patents

縦型mosfetの製造方法

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JPH06169089A
JPH06169089A JP4114396A JP11439692A JPH06169089A JP H06169089 A JPH06169089 A JP H06169089A JP 4114396 A JP4114396 A JP 4114396A JP 11439692 A JP11439692 A JP 11439692A JP H06169089 A JPH06169089 A JP H06169089A
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JP
Japan
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gate electrode
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sectional
epitaxial layer
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JP4114396A
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Kazuji Yamazaki
和次 山崎
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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    • H01L29/772Field effect transistors
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Abstract

(57)【要約】 【構成】N+ 型シリコン基板1の上にN- 型エピタキシ
ャル層2を成長したのち、ドレイン耐圧を高くするため
の深いPウェル3を形成する。つぎにゲート酸化膜4を
形成したのち、櫛形構造のゲート電極5を形成する。つ
ぎにレジストおよびゲート電極5をマスクとしてイオン
注入したのち高温で熱拡散して、ゲート電極5の引出し
部直下でつながったP+ 型ベース6aを形成する。つぎ
にP+ 型バックゲート7およびN+ 型ソース8を形成し
たのち、層間絶縁膜9を形成してからソース電極10を
形成する。 【効果】ゲート電極の引出し部直下のPウェルおよびP
型ベースがナトリウムなどの可動イオンによりN型に反
転して、ドレインリーク電流が生じるという問題を解決
することができた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、VHF・UHF放送機
用の縦型MOSFETの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の縦型MOSFETについて、図6
〜図9を参照して説明する。
【0003】はじめに図6(a),(b),(c)に示
すように、N+ 型シリコン基板1の上にN- 型エピタキ
シャル層を成長する。
【0004】つぎに図6(a)のC−D断面図である図
6(c)に示すように、N- 型エピタキシャル層2表面
のドレイン領域を残して深いPウェル3を形成する。こ
こでPウェル3を形成することによってドレイン耐圧を
高くすることができる。
【0005】つぎにゲート酸化膜4を形成したのち櫛形
構造のゲート電極5を形成する。つぎに図7(a),
(b),(c)に示すように、レジスト(図示せず)お
よびゲート電極5をマスクとしてイオン注入したのち熱
拡散して、チャネル領域となるP型ベース6を形成す
る。このP型ベース6の濃度および深さによって、VT
(しきい値電圧)およびgm (相互コンダクタンス)が
決まる。
【0006】つぎに図8(a),(b),(c)に示す
ようにP+ 型バックゲート7とN+型ソース8を形成す
る。
【0007】つぎに図9(a),(b),(c)に示す
ように、層間絶縁膜9を形成したのち、コンタクトを開
口してからソース電極10を形成して縦型MOSFET
の素子部が完成する。
【0008】この縦型MOSFETは、ゲート電極5に
正電圧を印加してチャネル領域を導通させて裏面のN+
型シリコン基板1のドレインから、ソース電極10に電
流が流れる。ソース・ドレイン間のバイアスが印加され
るP型ウェル3およびP型ベース6とN- 型エピタキシ
ャル層2とのPN接合ダイオードによってドレイン耐圧
が決まる。ゲート電極5にはドレイン電界が加わらない
ので、高い電源電圧で動作させることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この縦型MOSFET
において、ゲート電極6ストライプ部の片側からイオン
注入されている。そのため図9(b)に示すように、反
対側の引出し部直下にはPウェル3の中にP型ベース6
のない低濃度領域が存在する。
【0010】ゲート電極6直下のP型ウェル3およびP
型ベース6の表面がナトリウムなどの稼働イオンによっ
てN型に反転して、チャネル領域が導通してリーク電流
が生じるという問題があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の縦型MOSFE
Tの製造方法は、一導電型半導体基板の一主面に一導電
型エピタキシャル層を成長する工程と、全面にゲート酸
化膜を形成したのち、ポリシリコンからなるストライプ
部および引出し部を有するゲート電極を形成する工程
と、第1のレジストおよび前記ゲート電極をマスクとし
てイオン注入したのち、熱処理して前記一導電型エピタ
キシャル層の表面に逆導電型ウェルを形成する工程と、
第2のレジストおよび前記ゲート電極をマスクとしてイ
オン注入したのち、熱処理して前記一導電型エピタキシ
ャル層の表面に前記ゲート電極のストライプ部両側の引
出し部直下で連続した逆導電型ベースを形成する工程と
を含むものである。
【0012】
【実施例】本発明の第1の実施例について、図1〜4を
参照して説明する。
【0013】はじめに図1(a),(b),(c)に示
すように、N+ 型シリコン基板1の上にN- 型エピタキ
シャル層2を成長したのち、N- 型エピタキシャル層2
表面のドレイン領域を残して深いPウェル3を形成す
る。ここでPウェル3を形成することによってドレイン
耐圧を高くすることができる。つぎにゲート酸化膜4を
形成したのち、櫛形構造のゲート電極5を形成する。
【0014】つぎに図2(a),(b),(c)に示す
ように、レジスト(図示せず)およびゲート電極5をマ
スクとしてイオン注入したのち高温で熱拡散して、チャ
ネル領域となるP+ 型ベース6aを形成する。従来例よ
りもレジストの開口を拡げたので、P+ 型ベース6aの
面積が広がっている。高温で熱拡散したので、ゲート電
極5のストライプ部の両側から深く拡散されて、高濃度
のP+ 型ベース6aがつながっている。このP+ 型ベー
ス6aの濃度および深さによって、VT (しきい値電
圧)およびgm (相互コンダクタンス)が決まる。
【0015】つぎに図3(a),(b),(c)に示す
ように、P+ 型バックゲート7およひN+ 型ソース8を
形成する。
【0016】つぎに図4(a),(b),(c)に示す
ように、層間絶縁膜9を形成したのち、コンタクトを開
口してソース電極10を形成する。
【0017】本実施例において、ゲート電極5の引出し
部ではストライプの両側からイオン注入したのち、熱処
理によって押し込み拡散して引出し部でつながったP+
型ベース6aを形成する。その結果、ゲート電極5のス
トライプ部の引出し部側直下で高濃度のP+ 型ベース6
aが形成される。チャネル領域において、P型からN型
に反転し易い低濃度層がなくなってリーク電流を低減す
ることができた。
【0018】つぎに本発明の第2の実施例について、図
5(a),(b),(c)を参照して説明する。
【0019】本実施例においては、ゲート電極5のスト
ライプ部の引出し部側の一部に開口5bを設けた。その
結果、レジスト(図示せず)およびゲート電極5をマス
クとしてイオン注入したのち、熱処理して形成されたP
+ 型ベース6aの開口5b直下の濃度を局部的に高める
ことができる。第1の実施例よりもさらにリーク電流を
低減することができた。
【0020】以上、Nチャネル縦型MOSFETについ
て説明したが、本発明はPチャネル縦型MOSFETの
ほか、IGBT(insulated gate bi
polar transistor)などに適用して
も、同様の効果を得ることができる。
【0021】
【発明の効果】ポリシリコンからなるゲート電極直下の
ストライプ部の引出し部側でつながった高濃度のP+
ベースを形成した。その結果、ゲート電極直下のP型ウ
ェルおよびP型ベースの表面がナトリウムなどの稼働イ
オンによってN型に反転して、チャネル領域が導通して
リーク電流が生じるという問題を解消することができ
た。
【0022】図10に示すように、従来800μAもあ
ったIdss (ドレインリーク電流)の平均値を数μAに
低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例の第1の製造工
程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面図
である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図2】(a)は本発明の第1の実施例の第2の製造工
程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面図
である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図3】(a)は本発明の第1の実施例の第3の製造工
程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面図
である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図4】(a)は本発明の第1の実施例の第4の製造工
程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面図
である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図5】(a)は本発明の第2の実施例を示す平面図で
ある。(b)は(a)のA−B断面図である。(c)は
(a)のC−D断面図である。
【図6】(a)は従来の縦型MOSFETの第1の製造
工程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面
図である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図7】(a)は従来の縦型MOSFETの第2の製造
工程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面
図である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図8】(a)は従来の縦型MOSFETの第3の製造
工程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面
図である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図9】(a)は従来の縦型MOSFETの第4の製造
工程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面
図である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図10】ドレインリーク電流Idss の度数分布を示す
グラフである。
【符号の説明】
1 N+ 型シリコン基板 2 N- 型エピタキシャル層 3 Pウェル 4 ゲート酸化膜 5 ゲート電極 5a 開口 6 P型ベース 6a P+ 型ベース 7 P+ 型バックゲート 8 N+ 型ソース 9 層間絶縁膜 10 ソース電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年11月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施例の第1の製造工
程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面図
である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例の第2の製造工程を示す
平面図、そのA−B断面図およびC−D断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例の第3の製造工程を示す
平面図、そのA−B断面図およびC−D断面図である。
【図4】(a)は本発明の第1の実施例の第4の製造工
程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面図
である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図5】(a)は本発明の第2の実施例を示す平面図で
ある。(b)は(a)のA−B断面図である。(c)は
(a)のC−D断面図である。
【図6】(a)は従来の縦型MOSFETの第1の製造
工程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面
図である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図7】(a)は従来の縦型MOSFETの第2の製造
工程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面
図である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図8】(a)は従来の縦型MOSFETの第3の製造
工程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面
図である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図9】(a)は従来の縦型MOSFETの第4の製造
工程を示す平面図である。(b)は(a)のA−B断面
図である。(c)は(a)のC−D断面図である。
【図10】ドレインリーク電流Idss の度数分布を示す
グラフである。
【符号の説明】 1 N+ 型シリコン基板 2 N- 型エピタキシャル層 3 Pウェル 4 ゲート酸化膜 5 ゲート電極 5a 開口 6 P型ベース 6a P+ 型ベース 7 P+ 型バックゲート 8 N+ 型ソース 9 層間絶縁膜 10 ソース電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型半導体基板の一主面に一導電型
    エピタキシャル層を成長する工程と、全面にゲート酸化
    膜を形成したのち、ポリシリコンからなるストライプ部
    および引出し部を有するゲート電極を形成する工程と、
    第1のレジストおよび前記ゲート電極をマスクとしてイ
    オン注入したのち、熱処理して前記一導電型エピタキシ
    ャル層の表面に逆導電型ウェルを形成する工程と、第2
    のレジストおよび前記ゲート電極をマスクとしてイオン
    注入したのち、熱処理して前記一導電型エピタキシャル
    層の表面に前記ゲート電極のストライプ部両側の引出し
    部直下で連続した逆導電型ベースを形成する工程とを含
    む縦型MOSFETの製造方法。
  2. 【請求項2】 ゲート電極のストライプ部の引出し部側
    の一部に開口が形成されている請求項1記載の縦型MO
    SFETの製造方法。
JP4114396A 1992-05-07 1992-05-07 縦型mosfetの製造方法 Pending JPH06169089A (ja)

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JP4114396A JPH06169089A (ja) 1992-05-07 1992-05-07 縦型mosfetの製造方法
US08/420,715 US5733811A (en) 1992-05-07 1995-04-11 Method for fabricating vertical type mosfet

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