JPH06350091A - Structure and manufacture of dmos provided with large durability against latch-up - Google Patents

Structure and manufacture of dmos provided with large durability against latch-up

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JPH06350091A
JPH06350091A JP6098368A JP9836894A JPH06350091A JP H06350091 A JPH06350091 A JP H06350091A JP 6098368 A JP6098368 A JP 6098368A JP 9836894 A JP9836894 A JP 9836894A JP H06350091 A JPH06350091 A JP H06350091A
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JP
Japan
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region
transistor
substrate
regions
conductivity type
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JP6098368A
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Japanese (ja)
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Muhammed Ayman Shibib
アイマン シビブ ムハメッド
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AT&T Corp
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American Telephone and Telegraph Co Inc
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Publication date
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    • H01L29/0692Surface layout
    • H01L29/0696Surface layout of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs

Abstract

PURPOSE: To provide a doubly-diffused MOS(DMOS) device, having resistance against a drain dV/dt, higher than that endured by conventional DMOS devices, until the occurrence of latch up. CONSTITUTION: A plurality of source regions (e.g. 12) in a DMOS device are interconnected with P-conductive type regions (e.g. 15) at the corners. By this arrangement, parasitic bipolar transistor operation which causes latch up in a high dV/dt condition can be suppressed, and higher resistance against avalanche energy can be attained.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般的には金属−酸化膜
−半導体デバイス、より詳細には、二重拡散金属−酸化
膜−半導体デバイスに関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates generally to metal-oxide-semiconductor devices, and more particularly to double-diffused metal-oxide-semiconductor devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の二重拡散金属−酸化膜−半導体
(doubly-diffused metal-oxide-semiconductor 、DM
OS)デバイスはDMOSデバイスを降伏(break dow
n)及び破壊する寄生双極トランジスタ(parasitic bip
olar transistor)からの悪影響を受ける。典型的に
は、寄生双極トランジスタは、通電状態にされた場合、
この寄生双極トランジスタがオフされたときのDMOS
デバイスが耐えることができるよりも低い降伏電圧を持
つ。
2. Description of the Related Art Conventional double-diffused metal-oxide-semiconductor (DM)
OS) device breaks down DMOS device (break dow
n) and destroys the parasitic bipolar transistor
Olar transistor) is adversely affected. Typically, parasitic bipolar transistors, when energized,
DMOS when this parasitic bipolar transistor is turned off
Has a lower breakdown voltage than the device can withstand.

【0003】例えば、図1には、N−チャネルDMOS
トランジスタの一部分の略断面図が示される。このDM
OSトランジスタはソース、ドレイン及びゲートを持
ち、このトランジスタに対するチャネルがN+タイプ領
域とNタイプドレインとの間にPタイプ層の表面がゲー
ト上の適当な電圧によって反転されたとき形成されるよ
うに示される。寄生NPN双極トランジスタが簡略的
に、それぞれ、DMOSトランジスタのソース及びドレ
インを共通としたエミッタ及びコレクタを持つように示
される。この双極トランジスタのベースはP層によって
形成される。このデバイスのバルク(Nタイプドレイン
領域)内の過剰キャリアがN+とPタイプ層の接合(寄
生双極トランジスタのエミッタ−コレクタ領域)内に押
し流されると、この寄生双極トランジスタは順方向にバ
イアスされる。これは典型的には、DMOSデバイスの
ドレイン電圧があまりにも急速に変化したときに起こ
る。例えば、高度に誘導性の負荷をスイッチングした場
合、ドレイン電圧はマイクロ秒当り数百ボルトの速度に
て変化するが、これは、この寄生双極トランジスタを導
通状態にさせ、注意措置が施されない場合は、DMOS
トランジスタを破壊する。これは、キャリアがN−タイ
プ領域/P−タイプ層接合のアバランシェ降伏によって
生成された場合にも起こる。このことは他のMOS制御
トランジスタ、例えば、絶縁ゲート双極トランジスタ
(insulated gate bipolar transistor 、IGBT)に
ついても言える。
For example, FIG. 1 shows an N-channel DMOS.
A schematic cross-section of a portion of a transistor is shown. This DM
The OS transistor has a source, a drain and a gate, and a channel for this transistor is shown to be formed between the N + type region and the N type drain when the surface of the P type layer is inverted by an appropriate voltage on the gate. Be done. Parasitic NPN bipolar transistors are shown for simplicity with respective emitters and collectors of the source and drain of the DMOS transistor. The base of this bipolar transistor is formed by the P layer. When excess carriers in the bulk of the device (N-type drain region) are swept into the junction of the N + and P-type layers (emitter-collector region of the parasitic bipolar transistor), the parasitic bipolar transistor is forward biased. This typically occurs when the drain voltage of a DMOS device changes too quickly. For example, when switching a highly inductive load, the drain voltage changes at a rate of hundreds of volts per microsecond, which makes this parasitic bipolar transistor conductive and, if no precaution is taken. , DMOS
Destroy the transistor. This also occurs when carriers are generated by avalanche breakdown of N-type region / P-type layer junctions. This also applies to other MOS control transistors, for example insulated gate bipolar transistors (IGBTs).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従って、高速のドレイ
ン(コレクタ)電圧遷移及びアバランシェ降伏からの損
傷に対して耐久性の高いDMOS(或はIGBT)デバ
イスを提供することが要求される。さらに、ある与えら
れたドレイン(コレクタ)電圧降伏或は遷移電流に対し
てより高いアバランシェエネルギ耐久を持つDMOS
(或はIGBT)デバイスを提供することが要求され
る。
Accordingly, there is a need to provide a DMOS (or IGBT) device that is highly resistant to damage from fast drain (collector) voltage transitions and avalanche breakdown. Furthermore, a DMOS having a higher avalanche energy endurance for a given drain (collector) voltage breakdown or transition current.
(Or IGBT) devices are required to be provided.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明のこれら及びその
他の課題が請求項1及び請求項7に従って達成される。
本発明の前述の特徴、並びに本発明自体は、図面の以下
の詳細な説明から一層完全に理解できるものである。
These and other objects of the invention are achieved in accordance with claims 1 and 7.
The foregoing features of the invention, as well as the invention itself, can be more fully understood from the following detailed description of the drawings.

【0006】[0006]

【実施例】本発明は、図2から概要を理解できるが、こ
こで、MOS制御トランジスタ10は、主(トップ)表
面を持つ第一の導電性タイプの基板11、基板11の主
表面から第一の深さまで伸びる第二の導電性タイプの複
数の横方向に離して置かれた(laterally displaced )
本体(第一の)領域12、基板11の主表面から第一の
深さよりも浅い深さまで伸びる本体(第一の)領域12
の各々の中の第一の導電性タイプの第二の領域13、及
びこれら本体(第一の)領域12間の基板12の主表面
上に横たわる導電性ゲート層14を含む。さらに、トラ
ンジスタ10は基板11内に配置された本体(第一の)
領域12を相互接続する第二の導電性タイプの第三の領
域15を含む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT The present invention can be generally understood from FIG. 2, in which a MOS control transistor 10 is a substrate 11 of a first conductivity type having a main (top) surface, and a main surface of the substrate 11 Laterally displaced of a second conductivity type extending to a depth
Main body (first) region 12, main body (first) region 12 extending from the main surface of substrate 11 to a depth shallower than the first depth
A second region 13 of the first conductivity type in each of the above, and a conductive gate layer 14 overlying the major surface of the substrate 12 between these body (first) regions 12. Further, the transistor 10 is a body (first) disposed in the substrate 11.
It includes a third region 15 of a second conductivity type that interconnects regions 12.

【0007】より詳細には、トランジスタ10は、ここ
では基板11内にシリコン材料17のポケットをバルク
基板11から誘電的に隔離するために酸化膜層16を使
用して具現される。トランジスタ10が必ずしも誘電隔
離を利用する必要はないが、但し、誘電隔離は、ここに
示されるトランジスタ10を使用する集積回路製造に対
しては効果的である。材料17のポケットは広い抵抗率
範囲を持ち、低抵抗率の埋込み層18は材料17の残り
の部分に対する低抵抗コンタクトの形成を助ける。層1
7の埋込み層18の上の部分はここでは共通ドレイン層
19と呼ばれるが、この目的については後に述べられ
る。
More specifically, transistor 10 is embodied herein using oxide layer 16 to dielectrically isolate pockets of silicon material 17 in substrate 11 from bulk substrate 11. Transistor 10 need not necessarily utilize dielectric isolation, although dielectric isolation is effective for integrated circuit fabrication using transistor 10 shown herein. The pockets of material 17 have a wide resistivity range, and the low resistivity buried layer 18 helps form a low resistance contact to the rest of the material 17. Layer 1
The portion above the buried layer 18 of No. 7 is referred to herein as the common drain layer 19, the purpose of which will be described later.

【0008】層19の主表面(トップ)内には、ここで
は、本体領域12と呼ばれる層19のそれとは反対の導
電性タイプを持つ複数の領域12が形成される。本体領
域12内には、これより小さな領域13が形成される。
領域13は層19のそれと同一の導電性タイプである。
本体領域の概の中心の所には本体領域12のそれと同一
の導電性タイプを持つより深い部分24が存在する。こ
の深い部分24の抵抗率は本体領域12の抵抗率よりも
小さく、領域13の抵抗率はこれらの両方よりも小さ
い。本体領域12の層19の表面以下の深さは、領域1
3の深さよりも深くされ、好ましくは、この概の中心の
所の本体領域12の深さは周辺の所よりも深くされる。
領域12と13の組合わせが、後に説明されるように、
トランジスタ10に対する“ソース”或は“エミッタ”
を形成する。
Formed in the main surface (top) of layer 19 are a plurality of regions 12, here referred to as body regions 12, of opposite conductivity type to that of layer 19. A smaller area 13 is formed in the body area 12.
Region 13 is of the same conductivity type as that of layer 19.
At the approximate center of the body region is a deeper portion 24 having the same conductivity type as that of body region 12. The resistivity of this deep portion 24 is lower than that of the body region 12, and the resistivity of region 13 is lower than both of them. The depth below the surface of layer 19 in body region 12 is in region 1
The depth of the body region 12 at the approximate center is deeper than at the periphery.
The combination of regions 12 and 13, as will be explained later,
"Source" or "emitter" for transistor 10
To form.

【0009】本体領域12を相互接続する本体領域12
と同一の導電性タイプを持つ領域15が存在するが、こ
の目的に関しては、後に詳細に説明される。この結果と
して、本体領域12間のその表面の所に層19の“オー
プン”領域を持つ本体領域12の相互接続された格子が
形成される。好ましくは、領域15は、本体領域12の
形成と同時に形成される。
Body region 12 interconnecting body regions 12
There is a region 15 with the same conductivity type as, but for this purpose it will be explained in detail later. As a result of this, an interconnected grid of body regions 12 is formed with "open" regions of layer 19 at its surface between body regions 12. Preferably, region 15 is formed at the same time that body region 12 is formed.

【0010】また、本体領域12の中心の所に、領域1
2及び15の表面に沿って伸びるように低抵抗層25が
存在する。層25は(後に説明の)金属層21と本体領
域12との間の低抵抗コンタクトを作り、複数の本体領
域12の間の領域15に沿っての抵抗を低下させること
を助ける。層25の抵抗率は、好ましくは、領域12及
び15のバルク抵抗より低くされ、本体領域12及び1
5と同一の導電性タイプを持つ。層25は、絶対に必要
なものではなく、領域12及び/或は領域15から除去
することもできることに注意する。
At the center of the body region 12, the region 1
There is a low resistance layer 25 extending along the surface of 2 and 15. Layer 25 makes a low resistance contact between metal layer 21 (discussed below) and body region 12 and helps reduce the resistance along region 15 between the plurality of body regions 12. The resistivity of layer 25 is preferably lower than the bulk resistance of regions 12 and 15 and body regions 12 and 1
It has the same conductivity type as 5. Note that layer 25 is not absolutely necessary and can be removed from region 12 and / or region 15.

【0011】層19の表面を覆うようにトランジスタ1
0のゲートを形成する格子状の相互接続されたポリシリ
コンラナー14が存在する。ラナー14の各々は、絶縁
体のゲート酸化膜層20及び第二の後に形成された絶縁
層20’内に包まれる。絶縁体20、20’はラナー1
4をこれを包囲する導電性材料から隔離する機能を持
つ。ラナー14及び酸化膜層20、20’は、層19の
表面上に、後に説明されるように、後のコンタクトのた
めに領域12及び13が“露出”されるように配置され
る。好ましくは、ラナー14は、領域12及び13を露
出するための開口を中に持つ低抵抗率(高濃度にドープ
された)ポリシリコンの一つの層から形成される。
Transistor 1 covering the surface of layer 19
There is a grid of interconnected polysilicon runners 14 forming a zero gate. Each of the runners 14 is encapsulated within a gate oxide layer 20 of insulator and a second later formed insulating layer 20 '. Insulators 20 and 20 'are runners 1
4 has the function of isolating it from the conductive material surrounding it. The runner 14 and oxide layers 20, 20 'are disposed on the surface of layer 19 such that regions 12 and 13 are "exposed" for later contact, as will be described later. Preferably, runner 14 is formed from a layer of low resistivity (highly doped) polysilicon having openings therein to expose regions 12 and 13.

【0012】ポリシリコンラナー14が相互接続される
ためには、ポリシリコンラナー14が互いに結合される
場所が必要であることに注意する。結合は、典型的に
は、コーナの所で行なわれ、図2に示されるように、領
域12のコーナの所に存在しないような領域15によっ
ては下地領域15が形成されない。この理由は後に説明
の一例としての製造プロセスのステップについての議論
との関連で一層明白となる。
Note that in order for the polysilicon runners 14 to be interconnected, there must be a location where the polysilicon runners 14 are bonded together. The bonding is typically performed at the corners and, as shown in FIG. 2, the underlying region 15 is not formed by regions 15 that are not present at the corners of region 12. The reason for this will become more apparent later in connection with the discussion of the steps of the manufacturing process as an example of the description.

【0013】金属層21がトランジスタ10を横断して
領域12と13をコンタクトさせるためにポリシリコン
ラナー14を覆う。金属層21はトランジスタ10に対
する“ソース”或は“エミッタ”コンタクトとして機能
する。領域12と13の両方は金属層21によって互い
に接続(短絡)されることに注意する。金属ラナー23
はコンタクト層22を介して埋込み層18とコンタクト
を作り、トランジスタ10に対する“ドレイン”或は
“コレクタ”を形成する。埋込み層18の導電性タイプ
が層19のそれと同一である場合は、トランジスタ10
はDMOSトランジスタである。但し、埋込み層18の
導電性タイプが層19の導電性タイプと反対である場合
は、トランジスタ10は絶縁ゲート双極トランジスタ
(insulated gate bipolar transistor 、IGGT)で
ある。いずれのケースにおいても、トランジスタ10
は、MOS制御トランジスタである。上に述べた寄生双
極効果を低減するために、領域15は本体領域12を相
互接続して寄生双極トランジスタの利得を低減するが、
これは、本体領域12を互いに短絡させ、層19からの
さもなければトランジスタ10内の寄生トランジスタを
順バイアスさせる原因となる過剰なキャリアを集めるこ
とを助けることによって達成される。
A metal layer 21 covers polysilicon runner 14 for contacting regions 12 and 13 across transistor 10. Metal layer 21 functions as a "source" or "emitter" contact for transistor 10. Note that both regions 12 and 13 are connected (shorted) to each other by the metal layer 21. Metal runner 23
Makes contact with the buried layer 18 through the contact layer 22 and forms a "drain" or "collector" for the transistor 10. If the conductivity type of buried layer 18 is the same as that of layer 19, then transistor 10
Is a DMOS transistor. However, if the conductivity type of buried layer 18 is the opposite of the conductivity type of layer 19, then transistor 10 is an insulated gate bipolar transistor (IGGT). In either case, the transistor 10
Is a MOS control transistor. To reduce the parasitic bipolar effect described above, region 15 interconnects body regions 12 to reduce the gain of the parasitic bipolar transistor,
This is accomplished by shorting body regions 12 together and helping to collect excess carriers from layer 19 that would otherwise cause forward biasing of the parasitic transistors in transistor 10.

【0014】本発明のもう一つの実現が図3に示され
る。トランジスタ30は、ベース領域12、領域13、
低抵抗率層25及び深い領域24の構造を除いて図2に
示されるトランジスタ10に類似する。より詳細には、
深い領域24は、実質的に接続領域15を作り、本体領
域12を互いに結合する。ここでは、層というよりは領
域に近い層25は、本体領域12の表面の概の中心に制
限され、領域12及び15の表面に沿って伸びる必要は
ない。反対の導電性タイプ13が対応する領域(層)2
5を包囲し、完全に本体領域12内に配置される。こう
して、上に説明のトランジスタ30に対するチャネル
が、領域13と共通層19との間で本体領域12の表面
を横断して形成される。深い領域24の深さは本体領域
12の深さより深いかこれに等しく、上に説明のよう
に、深い領域24の抵抗率は、本体領域12のそれより
も小さく、領域13の抵抗率はこれらの両者よりも低い
ことに注意する。
Another implementation of the invention is shown in FIG. The transistor 30 includes a base region 12, a region 13,
It is similar to the transistor 10 shown in FIG. 2 except for the structure of the low resistivity layer 25 and the deep region 24. More specifically,
The deep region 24 substantially creates the connection region 15 and joins the body regions 12 together. Here, layer 25, which is closer to the region than the layer, is confined to the approximate center of the surface of body region 12 and need not extend along the surface of regions 12 and 15. Region (layer) 2 corresponding to opposite conductivity type 13
Surrounding 5 and located entirely within the body region 12. Thus, a channel for the transistor 30 described above is formed across the surface of the body region 12 between the region 13 and the common layer 19. The depth of deep region 24 is deeper than or equal to the depth of body region 12, the resistivity of deep region 24 is less than that of body region 12, and the resistivity of region 13 is Note that it is lower than both.

【0015】一例としての製造ステップ より詳細には、図2のトランジスタ10は、以下の一例
としてのプロセスによって製造される。埋込み層18を
持つ第一の導電性タイプのシリコン(例えば、Nタイ
プ)の層17を持つ基板11から開始して、層17の表
面上にパターン化されたホトレジスト(図示なし)が堆
積され、埋込み層18に接続されたコンタクト領域22
が最初に、例えば、埋込み領域18内のそれと同一の導
電性タイプを持つドーパントを移植することによって形
成される。埋込み層22及びコンタクト層22は、例え
ば、DMOSトランジスタ10に対してはNタイプ、I
GBTに対してはPタイプとされる。
[0015] In more detail fabrication step as an example, the transistor 10 in FIG. 2 is manufactured by the following process as an example. Starting with a substrate 11 having a layer 17 of a first conductivity type silicon (eg N type) having a buried layer 18, a patterned photoresist (not shown) is deposited on the surface of the layer 17, Contact region 22 connected to the buried layer 18
Are first formed, for example, by implanting a dopant having the same conductivity type as that in the buried region 18. The buried layer 22 and the contact layer 22 are, for example, N type and I type for the DMOS transistor 10.
It is of P type for GBT.

【0016】ホトレジストが除去され、別のホトレジス
トが堆積され、その中に深い領域24がPタイプドーパ
ントを移植することによって形成される開口を作るため
にパターン化される。ホトレジストが除去され、薄い酸
化膜層20が層17上に成長されるが、この厚さはトラ
ンジスタ10の望まれるゲート酸化膜の厚さとされる。
次に、ポリシリコンの層が酸化膜層20上に堆積され、
低抵抗を持つようにドープされる。ポリシリコンがその
中に表面層19を露出するための開口を持つ格子状のゲ
ート構造14を作るためにパターン化される。上に述べ
たように、ゲート層14の格子は、“完全な(complet
e)”或は“連続した(continuous)”格子ではない。
つまり、格子内の相互接続が様々な箇所において、以下
に述べられるように、領域15が形成されるように除去
される。
The photoresist is removed, another photoresist is deposited, and deep regions 24 therein are patterned to create openings formed by implanting P-type dopants. The photoresist is removed and a thin oxide layer 20 is grown on layer 17, this thickness being the desired gate oxide thickness of transistor 10.
Next, a layer of polysilicon is deposited on the oxide layer 20,
Doped to have low resistance. Polysilicon is patterned to create a grid-like gate structure 14 having openings therein to expose the surface layer 19. As mentioned above, the lattice of the gate layer 14 is "complete.
e) "or" continuous "lattice.
That is, interconnects in the lattice are removed at various locations to form regions 15, as described below.

【0017】ポリシリコンをマスクとして使用して、本
体領域12が層19内にPドーパントを移植することに
よって形成される。十分な打込み(例えば、1200
Cにて200分間)を行なうと、本体領域12の典型的
な深さは、層19の表面から一例として約4ミクロン伸
びる。深い領域24に対しては、典型的な深さは、一例
として最高約6ミクロンまで伸びる。次に、ホトレジス
トが堆積され、基板11の表面が露出されるようにパタ
ーン化されるが、後にここに浅い低抵抗率の層25がP
タイプのドーパントの高濃度の移植によって形成され
る。次に、ホトレジストが除去され、もう一つのホトレ
ジストが堆積され、Nタイプのドーパントを高濃度に移
植することによって領域13を形成するために本体領域
12内の層19の表面が露出されるようにパターン化さ
れる。ホトレジスト内のこれら開口は、形成された領域
13が上に述べたように本体領域12のチャネル部分を
大きく侵害しないように配列される。ホトレジストが次
に除去される。
Body region 12 is formed by implanting P dopants in layer 19 using polysilicon as a mask. Sufficient implantation (eg 1200
(C for 200 minutes), the typical depth of body region 12 extends from the surface of layer 19 by approximately 4 microns, for example. For deep regions 24, typical depths extend up to about 6 microns by way of example. Next, a photoresist is deposited and patterned to expose the surface of the substrate 11, where a shallow low resistivity layer 25 is formed later.
It is formed by implanting a high concentration of a type of dopant. The photoresist is then removed and another photoresist is deposited so that the surface of layer 19 in body region 12 is exposed to form region 13 by heavily implanting N-type dopants. Patterned. These openings in the photoresist are arranged so that the formed region 13 does not significantly impinge on the channel portion of the body region 12 as described above. The photoresist is then removed.

【0018】次に、二酸化シリコン、P−ガラス或ホウ
素リンケイ酸ガラス(boro-phosphosilicate glass、B
PG)の受動化(パシベーション)層20’が堆積さ
れ、ポリシリコン14上の層を残すようにパターン化さ
れる。次に、本体領域12上の酸化膜層20が除去さ
れ、金属層21が堆積される。
Next, silicon dioxide, P-glass or boro-phosphosilicate glass, B
A PG) passivation layer 20 ′ is deposited and patterned to leave a layer above the polysilicon 14. The oxide layer 20 on the body region 12 is then removed and a metal layer 21 is deposited.

【0019】図3のトランジスタ30に対しては、上に
説明のプロセスは、実質的に同時的に遂行される。プロ
セスの差異としては、本体領域12、深い領域24及び
浅い低抵抗率の領域25を形成する移植がある。トラン
ジスタ30に対しては、本体領域の移植は領域12の形
成に制限され、深い領域の移植は領域12を超えて継続
され、領域15を形成する。領域25を形成する移植
は、ここでは金属21と本体領域12との間の低抵抗コ
ンタクトに対する領域12の概の中央に制限される。図
3から明かのように、これは要件ではないが、領域13
は領域25を包囲する。
For transistor 30 of FIG. 3, the processes described above are performed substantially simultaneously. Process differences include implant forming body region 12, deep region 24 and shallow low resistivity region 25. For transistor 30, the body region implant is limited to forming region 12 and the deep region implant continues beyond region 12 to form region 15. The implant forming region 25 is now restricted to the approximate center of region 12 for the low resistance contact between metal 21 and body region 12. As is clear from FIG. 3, this is not a requirement, but region 13
Surrounds region 25.

【0020】一例としての結果 DMOSトランジスタ10が基板11内に以下のドーピ
ング濃度及びサイズを使用して形成された。 本体領域12 Pタイプ、480 ohm/square 領域13 Nタイプ、20 ohm/square 層19 Nタイプ、4−5 ohm-cm 深い領域24 Pタイプ、80 ohm/square 浅い領域25 Pタイプ、80 ohm/square
An exemplary result DMOS transistor 10 was formed in substrate 11 using the following doping concentrations and sizes. Body area 12 P type, 480 ohm / square area 13 N type, 20 ohm / square layer 19 N type, 4-5 ohm-cm deep area 24 P type, 80 ohm / square shallow area 25 P type, 80 ohm / square

【0021】一方は領域15を持ち、他方はこれを持た
ない実質的に同一のDMOSトランジスタ10を使用し
て、各々誘導負荷(inductive load)をドライブした場
合、領域15を持つデバイスの方が領域15を持たない
等価のデバイスよりもかなり頑丈である。誘導負荷をス
イッチングしたときテストトランジスタ内で散逸される
エネルギ(アバランシェエネルギ)の量が産業界で標準
的な測定方法を使用して測定された。アバランシェエネ
ルギは、デバイスの降伏電圧とデバイスに加えられた総
電荷(total charge)の積として表現される。ここでの
目的に対しては、総電荷は降伏(アバランシェ)時に、
デバイス内に注入された電流と電流が電流のほぼ“方形
(square)”パルスに対して加えられた時間との積とし
て定義される。測定の結果、領域15を持つDMOSト
ランジスタは、領域15を持たないトランジスタと比較
して、トランジスタが破壊する前に約10倍のアバラン
シェエネルギを要求した。IGBTに対するラッチング
電流(latching current)も従来のIGBT構造に領域
15が加えられたとき同様に増加することも発見され
た。
If one has an area 15 and the other uses substantially the same DMOS transistor 10 without it, each driving an inductive load, the device with the area 15 will have the area Much more robust than the equivalent device without the 15. The amount of energy (avalanche energy) dissipated in the test transistor when switching the inductive load was measured using industry standard measurement methods. Avalanche energy is expressed as the product of the breakdown voltage of the device and the total charge applied to the device. For the purposes here, the total charge is at the time of avalanche,
It is defined as the product of the current injected into the device and the time that the current is applied to a near "square" pulse of current. As a result of the measurement, the DMOS transistor having the region 15 required about 10 times as much avalanche energy before the transistor was destroyed as compared with the transistor having no region 15. It has also been discovered that the latching current for the IGBT increases as well when the region 15 is added to the conventional IGBT structure.

【0022】本発明の好ましい実現について説明された
が、当業者においては、本発明の概念を導入する他の実
現を使用することも可能であることを理解できるもので
ある。従って、本発明は、開示された実現に制約される
ものではなく、請求項の精神及び範囲によってのみ制約
されるものである。
While the preferred implementation of the invention has been described, it will be appreciated by those skilled in the art that other implementations incorporating the inventive concept may be used. Therefore, the present invention is not limited to the disclosed implementations, but only by the spirit and scope of the appended claims.

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

【図1】寄生双極トランジスタを示す一例としてのDM
OSトランジスタの略断面図である。
FIG. 1 DM as an example showing a parasitic bipolar transistor.
It is a schematic sectional drawing of an OS transistor.

【図2】本発明の第1の実施例の略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例の略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 MOS制御トランジスタ 11 基板 12 第1の領域 13 第2の領域 14 導電性ゲート層 10 MOS Control Transistor 11 Substrate 12 First Region 13 Second Region 14 Conductive Gate Layer

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MOS制御トランジスタ(例えば、1
0)であって、このトランジスタが:主表面を持つ第一
の導電性タイプの基板(例えば、17);前記の基板の
主表面から第一の深さまで伸びる第二の導電性タイプの
複数の横方向に離して置かれた第一の領域(例えば、1
2);及び前記の第一の各領域内に存在し、前記の基板
の主表面から前記の第一の深さよりも浅い深さまで伸び
る第一の導電性タイプの第二の領域(例えば、13)を
含み;このトランジスタがさらに:第一の領域を相互接
続するための基板内に配置された第二の導電性タイプの
第三の領域(例えば、15)を含むことを特徴とするト
ランジスタ。
1. A MOS control transistor (eg, 1
0) wherein the transistor is: a substrate of a first conductivity type having a major surface (eg 17); a plurality of second conductivity types extending from the major surface of said substrate to a first depth. A first region laterally spaced (eg, 1
2); and a second region of the first conductivity type (eg, 13 present in each of the first regions and extending from the major surface of the substrate to a depth less than the first depth). ); And the transistor further comprises: a third region (eg, 15) of a second conductivity type disposed in the substrate for interconnecting the first region.
【請求項2】 前記の第一の領域がロウ及びカラムにて
配列され、前記の第三の領域が任意の与えられた第一の
領域をそれと直隣りの第一の領域に相互接続することを
特徴とする請求項1のトランジスタ。
2. The first region is arranged in rows and columns, and the third region interconnects any given first region to a first region immediately adjacent thereto. The transistor according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記の複数の第一の領域を相互接続して
トランジスタの端子を形成するために前記の第一の領域
とコンタクトを作るための金属導体(例えば、21)が
さらに含まれ;この金属導体が前記の第一の各領域内で
その中の第二の領域とコンタクトすることを特徴とする
請求項2のトランジスタ。
3. A metal conductor (eg, 21) for interconnecting the plurality of first regions to make contact with the first regions to form terminals of a transistor is further included; The transistor of claim 2 wherein said metal conductor contacts within each of said first regions a second region therein.
【請求項4】 前記の第三の領域の抵抗率が前記の基板
の抵抗率よりも小さいことを特徴とする請求項3のトラ
ンジスタ。
4. The transistor according to claim 3, wherein the resistivity of the third region is smaller than the resistivity of the substrate.
【請求項5】 前記の基板内に配置され、前記の第一の
領域から離して置かれたトランジスタの端子を形成する
第一の導電性タイプの第四の領域(例えば、18、2
2)がさらに含まれることを特徴とする請求項4のトラ
ンジスタ。
5. A fourth region of the first conductivity type (eg, 18, 2) disposed in the substrate and forming a terminal of a transistor spaced apart from the first region.
The transistor of claim 4, further comprising 2).
【請求項6】 前記の基板内に配置され、前記の第一の
離して置かれたトランジスタの端子を形成する第四の領
域(例えば、18、22)がさらに含まれることを特徴
とする請求項4のトランジスタ。
6. A fourth region (eg, 18, 22) disposed within said substrate and forming a terminal of said first spaced apart transistor is further included. Item 4 transistor.
【請求項7】 主表面を持つ第一の導電性タイプの基板
(例えば、17)を持つMOS制御トランジスタ(例え
ば、10)を製造する方法であって、この方法が:前記
の基板の主表面から第一の深さまで伸びる第二の導電性
タイプの複数の横方向に離して置かれた第一の領域(例
えば、12)を形成するステップ;及び前記の第一の各
領域内に前記の基板の主表面から前記の第一の深さより
浅い深さまで伸びる第一の導電性タイプの領域(例え
ば、13)を形成するステップを含み;この方法がさら
に:前記の基板内に前記の第一の領域と接触して前記の
第一の領域を相互接続するための第二の導電性タイプの
第三の領域(例えば、15)を形成するステップを含む
ことを特徴とするトランジスタを製造するための方法。
7. A method of manufacturing a MOS control transistor (eg 10) having a substrate of a first conductivity type (eg 17) having a major surface, the method comprising: the major surface of said substrate. Forming a plurality of laterally spaced first regions (eg, 12) of a second conductivity type extending from the first to the first depth; and within each of the first regions described above. Forming a region (eg, 13) of a first conductivity type extending from the major surface of the substrate to a depth less than said first depth; the method further comprises: Forming a third region (eg, 15) of a second conductivity type for contacting the first region and interconnecting the first region. the method of.
【請求項8】 前記の第一と前記の第二の領域をコンタ
クスするための金属導体(例えば、21)を堆積するス
テップがさらに含まれ;これら導体が前記の第一及び第
二の領域を相互接続してトランジスタの第一の端子を形
成することを特徴とする請求項7のトランジスタを製造
するための方法。
8. The method further comprises depositing a metal conductor (eg, 21) for contacting said first and said second regions; said conductors defining said first and second regions. The method for manufacturing a transistor of claim 7, wherein the method comprises interconnecting to form a first terminal of the transistor.
【請求項9】 前記の第三の領域が前記の基板の抵抗率
よりも小さな抵抗率を持ち;前記の第一の領域が前記の
第三の領域がある与えられた第一の領域をそれと直隣り
の第一の領域と相互接続するようにロウ及びカラムに配
列されることを特徴とする請求項8のトランジスタを製
造するための方法。
9. The third region has a resistivity less than that of the substrate; and the first region is a given first region in which the third region is. 9. The method for manufacturing a transistor of claim 8 arranged in rows and columns to interconnect with the immediately adjacent first region.
【請求項10】 前記の基板内に配置され、前記の第一
の領域から離して位置されたトランジスタの第二の端子
を形成する第一の導電性タイプの第四の領域(例えば、
18、22)を形成するステップがさらに含まれること
を特徴とする請求項9のトランジスタを製造するための
方法。
10. A fourth region of a first conductivity type disposed in the substrate and forming a second terminal of a transistor located away from the first region (eg,
18. The method for manufacturing a transistor of claim 9, further comprising the step of forming 18, 22).
【請求項11】 前記の基板内に配置され、前記の第一
の領域から離れて位置されたトランジスタの第二の端子
を形成する第二の導電性タイプの第四の領域(例えば、
18、22)を形成するステップがさらに含まれること
を特徴とする請求項9のトランジスタを製造するための
方法。
11. A fourth region of a second conductivity type (eg, a second region) disposed in the substrate and forming a second terminal of a transistor located away from the first region.
18. The method for manufacturing a transistor of claim 9, further comprising the step of forming 18, 22).
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