JPH0637322A - 絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよび製造方法 - Google Patents
絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよび製造方法Info
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- JPH0637322A JPH0637322A JP4210972A JP21097292A JPH0637322A JP H0637322 A JPH0637322 A JP H0637322A JP 4210972 A JP4210972 A JP 4210972A JP 21097292 A JP21097292 A JP 21097292A JP H0637322 A JPH0637322 A JP H0637322A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ゲ−ト電極をマスクとしてチャネル領域、及
びソ−ス領域を二重拡散セルフアライメント法により形
成するとき、ゲ−ト電極のコ−ナ−近傍のチャネル長
が、辺部に比して、極端に短くなることを改善し、チャ
ネル長の寸法制御が容易で、電気的特性の優れた構造、
及び製造方法を得ることを目的とする。 【構成】 ゲ−ト電極７の各コ−ナ−に凹部Ｄを設け、
凹部を含む窓周辺Ｅからゲ−ト電極の下方側に向かう横
方向拡散によりチャネル領域３を形成し、凹部でのチャ
ネル長を、辺部でのチャネル長と同一又は長くした構
造、及びソ−ス領域５の形成時に凹部を被うようにする
製造方法。
びソ−ス領域を二重拡散セルフアライメント法により形
成するとき、ゲ−ト電極のコ−ナ−近傍のチャネル長
が、辺部に比して、極端に短くなることを改善し、チャ
ネル長の寸法制御が容易で、電気的特性の優れた構造、
及び製造方法を得ることを目的とする。 【構成】 ゲ−ト電極７の各コ−ナ−に凹部Ｄを設け、
凹部を含む窓周辺Ｅからゲ−ト電極の下方側に向かう横
方向拡散によりチャネル領域３を形成し、凹部でのチャ
ネル長を、辺部でのチャネル長と同一又は長くした構
造、及びソ−ス領域５の形成時に凹部を被うようにする
製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ゲ−ト型電界効果
トランジスタの構造及び製造方法に関するものである。
トランジスタの構造及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、絶縁ゲ−ト型電界効果トラン
ジスタとして、電力用の縦型ＭＯＳＦＥＴや、ＩＧＢＴ
と呼ばれる半導体装置が知られている。それらの構造例
としてはポリシリコンをゲ−ト電極とし、そのポリシリ
コンゲ−ト電極をマスクとしてチャネル領域、ソ−ス領
域を二重拡散セルフアライメント法により形成するもの
がある。（２）
ジスタとして、電力用の縦型ＭＯＳＦＥＴや、ＩＧＢＴ
と呼ばれる半導体装置が知られている。それらの構造例
としてはポリシリコンをゲ−ト電極とし、そのポリシリ
コンゲ−ト電極をマスクとしてチャネル領域、ソ−ス領
域を二重拡散セルフアライメント法により形成するもの
がある。（２）
【０００３】図１は、従来構造の例であって、（ａ）は
単位セルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図、
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。図中１は一導
電型（例えば、ｎ型）高濃度ドレイン領域、２はエピタ
キシャル法等により形成されるｎ−型のドレイン領域、
３はドレイン領域２の主表面から逆導電型（例えば、Ｐ
型）不純物、例えばボロンイオンをイオン注入し、アニ
−ルならびに拡散処理を行ったチャネル領域、５はチャ
ネル領域３の内側にドレイン領域１と同一の導電型によ
るｎ型の不純物、例えばヒ素イオンをイオン注入し、ア
ニ−ルならびに拡散処理を行ったソ−ス領域、７はゲ−
ト絶縁膜６を介して、チャネル領域３上にドレイン領域
２とソ−ス領域５にまたがるように設けたゲ−ト電極で
あり、例えばポリシリコンにより形成される。チャネル
領域３に注入したｐ型不純物はゲ−ト電極７の四角形の
窓の周辺から７の下方側に拡散し、図１（ａ）に示され
る（１）の線まで横方向拡散距離がのびる。又、図示し
ないレジストマスクとポリシリコンゲ−ト電極マスクに
より注入したｎ型不純物によるソ−ス領域５は図１
（ａ）に示される（２）の線まで横方向拡散距離がのび
る。
単位セルの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図、
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。図中１は一導
電型（例えば、ｎ型）高濃度ドレイン領域、２はエピタ
キシャル法等により形成されるｎ−型のドレイン領域、
３はドレイン領域２の主表面から逆導電型（例えば、Ｐ
型）不純物、例えばボロンイオンをイオン注入し、アニ
−ルならびに拡散処理を行ったチャネル領域、５はチャ
ネル領域３の内側にドレイン領域１と同一の導電型によ
るｎ型の不純物、例えばヒ素イオンをイオン注入し、ア
ニ−ルならびに拡散処理を行ったソ−ス領域、７はゲ−
ト絶縁膜６を介して、チャネル領域３上にドレイン領域
２とソ−ス領域５にまたがるように設けたゲ−ト電極で
あり、例えばポリシリコンにより形成される。チャネル
領域３に注入したｐ型不純物はゲ−ト電極７の四角形の
窓の周辺から７の下方側に拡散し、図１（ａ）に示され
る（１）の線まで横方向拡散距離がのびる。又、図示し
ないレジストマスクとポリシリコンゲ−ト電極マスクに
より注入したｎ型不純物によるソ−ス領域５は図１
（ａ）に示される（２）の線まで横方向拡散距離がのび
る。
【０００４】しかして、ソ−ス領域５はアルミニウムな
どのソ−ス電極９とオ−ム接触するため、ｎ型不純物濃
度を高くする必要があり、一方、チャネル領域３の内、チ
ャネル長さを決定する部分は優れた電気特性を得るため
に、比較的低い不純物濃度で、特に、オン抵抗および入
力容量を小にするためにチャネル領域３を浅くする必要
がある。従って、図１（ａ）の（２）の線と（１）の線
の間の距離で決定されるチャネル長は設計値より短くな
りがちである。特に、ポリシリコンゲ−ト電極７の窓の
コ−ナ−Ｃ近傍ではチャネル領域３の不純物の横方向拡
散が少なくなるためチャネル長は辺部のＬ1（図１
（ｂ））よりＬ2（図１（ｃ））のごとく、極端に短く
なる（Ｌ1＞Ｌ2）。その結果、しきい値電圧の低下、耐
圧の低下、更にはドレ−ン遮断電流の増大などの不具合
を生じる。極端な場合には、ショ−ト状態に近い不良が
発生する。（３）
どのソ−ス電極９とオ−ム接触するため、ｎ型不純物濃
度を高くする必要があり、一方、チャネル領域３の内、チ
ャネル長さを決定する部分は優れた電気特性を得るため
に、比較的低い不純物濃度で、特に、オン抵抗および入
力容量を小にするためにチャネル領域３を浅くする必要
がある。従って、図１（ａ）の（２）の線と（１）の線
の間の距離で決定されるチャネル長は設計値より短くな
りがちである。特に、ポリシリコンゲ−ト電極７の窓の
コ−ナ−Ｃ近傍ではチャネル領域３の不純物の横方向拡
散が少なくなるためチャネル長は辺部のＬ1（図１
（ｂ））よりＬ2（図１（ｃ））のごとく、極端に短く
なる（Ｌ1＞Ｌ2）。その結果、しきい値電圧の低下、耐
圧の低下、更にはドレ−ン遮断電流の増大などの不具合
を生じる。極端な場合には、ショ−ト状態に近い不良が
発生する。（３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ゲ−ト電極をマスクと
してチャネル領域及びソ−ス領域を二重拡散セルフアラ
イメント法により形成するとき、ゲ−ト電極下方に形成
されるチャネル長は、多角形窓のコ−ナ−近傍の方が、
辺部より極端に短くなり、特性の低下や故障の原因とな
る。
してチャネル領域及びソ−ス領域を二重拡散セルフアラ
イメント法により形成するとき、ゲ−ト電極下方に形成
されるチャネル長は、多角形窓のコ−ナ−近傍の方が、
辺部より極端に短くなり、特性の低下や故障の原因とな
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ゲ−ト電極の多角形の各
コ−ナ−に凹部を設け、凹部を含む窓周辺からゲ−ト電
極の下方側に向かう横方向拡散によりチャネル領域を形
成し、凹部でのチャネル長を、辺部でのチャネル長と同
一又はそれより長くしたことを特徴とする構造、及び、
多角形のゲ−ト電極の各コ−ナ−に設けた凹部を被うよ
うに、ゲ−ト電極上にレジストパタ−ンによるマスクを
設けて、ソ−ス領域を形成するようにして前記構造を得
る製造方法である。これにより、比較的、簡単な構造及び
製造方法で、チャネル長の寸法の制御が容易で、電気的
特性の優れた絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタを実現
する。
コ−ナ−に凹部を設け、凹部を含む窓周辺からゲ−ト電
極の下方側に向かう横方向拡散によりチャネル領域を形
成し、凹部でのチャネル長を、辺部でのチャネル長と同
一又はそれより長くしたことを特徴とする構造、及び、
多角形のゲ−ト電極の各コ−ナ−に設けた凹部を被うよ
うに、ゲ−ト電極上にレジストパタ−ンによるマスクを
設けて、ソ−ス領域を形成するようにして前記構造を得
る製造方法である。これにより、比較的、簡単な構造及び
製造方法で、チャネル長の寸法の制御が容易で、電気的
特性の優れた絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタを実現
する。
【０００７】
【実施例】図２は、本発明の実施例を示す単位セルの構
造図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断
面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。図中、
１は一導電型（例えば、ｎ型）高濃度ドレイン領域、２
は一導電型低濃度ドレイン領域、３は逆導電型（例え
ば、Ｐ型）低濃度チャネル領域、４は逆導電型高濃度チ
ャネル領域、５は一導電型ソ−ス領域、６はゲ−ト絶縁
膜、７はゲ−ト電極、８は層間絶縁膜、９はソ−ス電極
である。
造図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断
面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。図中、
１は一導電型（例えば、ｎ型）高濃度ドレイン領域、２
は一導電型低濃度ドレイン領域、３は逆導電型（例え
ば、Ｐ型）低濃度チャネル領域、４は逆導電型高濃度チ
ャネル領域、５は一導電型ソ−ス領域、６はゲ−ト絶縁
膜、７はゲ−ト電極、８は層間絶縁膜、９はソ−ス電極
である。
【０００８】本発明構造の要部は、ゲ−ト電極７の各コ
−ナ−に凹部Ｄを設けることであり、この凹部Ｄ及び７
の辺部Ｅから成る窓周辺からゲ−ト電極７の下方側に向
かう横方向拡散によりチャネル領域３を形成し、凹部Ｄ
での主表面上のソ（４）−ス領域５とドレイン領域２の
距離Ｌ3を、辺部Ｅでのチャネル長Ｌ1と同一又はＬ1よ
り長くした構造である。即ち、凹部Ｄの先端からチャネ
ル領域３の端部Ｆまで横方向拡散距離が延びるようにな
る。結果として、コ−ナ−部分のチャネル長の短縮をき
たさない。
−ナ−に凹部Ｄを設けることであり、この凹部Ｄ及び７
の辺部Ｅから成る窓周辺からゲ−ト電極７の下方側に向
かう横方向拡散によりチャネル領域３を形成し、凹部Ｄ
での主表面上のソ（４）−ス領域５とドレイン領域２の
距離Ｌ3を、辺部Ｅでのチャネル長Ｌ1と同一又はＬ1よ
り長くした構造である。即ち、凹部Ｄの先端からチャネ
ル領域３の端部Ｆまで横方向拡散距離が延びるようにな
る。結果として、コ−ナ−部分のチャネル長の短縮をき
たさない。
【０００９】次いで、本発明の製造方法の実施例を図３
の製造工程図に示す。ただし、要部の製造工程のみを示
し、図２と同一符号は同一部分をあらわし、１０はレジ
ストパタ−ンによるマスクである。
の製造工程図に示す。ただし、要部の製造工程のみを示
し、図２と同一符号は同一部分をあらわし、１０はレジ
ストパタ−ンによるマスクである。
【００１０】図３について、前後の工程を含めて説明す
る。イ．高濃度ドレイン領域１となる高濃度ｎ型基体に
低高濃度ドレイン領域２となるｎ型領域をエピタキシャ
ル成長させたＳｉ基体を用い、ゲ−ト絶縁膜６例えば熱
酸化によるシリコン酸化膜を形成し、次にゲ−ト電極７
となるポリシリコンを形成し、さらにオキシ塩化リンの
デポジション等によりポリシリコンの低抵抗化を行う。
ロ．次に、レジストマスクを用い、異方性ドライエッチ
ング等によりポリシリコンゲ−ト電極のパタ−ニングを
おこなう。このパタ−ニングにより、ゲ−ト電極のコ−
ナ−部に、窓が拡大する方向の凹部（ゲ−ト電極側から
みて）を設ける。さらに、ポリシリコンゲ−ト電極７の
窓からチャネル領域３形成のための不純物例えばボロン
イオンをイオン注入法によりド−ピングし、熱拡散す
る。ハ．次に、レジストマスクにより高濃度チャネル領
域４（バックゲ−トコンタクト）のため、チャネル領域
３と同一導電型の不純物例えばボロンイオンをイオン注
入法により高濃度にド−ピングし、熱拡散する。ニ．次
に、図３のように、ゲ−ト電極７のコ−ナ−に設けた凹
部Ｄを被うように、レジストパタ−ンによるマスク１０
を設け、ソ−ス領域５となる不純物例えばヒ素イオンを
イオン注入し、アニ−ル処理を行う。ホ．次に層間絶縁
膜をＣＶＤ法により形成し、さらに、コンタクトホ−ル
を形成し、Ａｌ電極を設ける。（図３では、層間絶縁膜
とＡｌ電極を示していない。）（５）
る。イ．高濃度ドレイン領域１となる高濃度ｎ型基体に
低高濃度ドレイン領域２となるｎ型領域をエピタキシャ
ル成長させたＳｉ基体を用い、ゲ−ト絶縁膜６例えば熱
酸化によるシリコン酸化膜を形成し、次にゲ−ト電極７
となるポリシリコンを形成し、さらにオキシ塩化リンの
デポジション等によりポリシリコンの低抵抗化を行う。
ロ．次に、レジストマスクを用い、異方性ドライエッチ
ング等によりポリシリコンゲ−ト電極のパタ−ニングを
おこなう。このパタ−ニングにより、ゲ−ト電極のコ−
ナ−部に、窓が拡大する方向の凹部（ゲ−ト電極側から
みて）を設ける。さらに、ポリシリコンゲ−ト電極７の
窓からチャネル領域３形成のための不純物例えばボロン
イオンをイオン注入法によりド−ピングし、熱拡散す
る。ハ．次に、レジストマスクにより高濃度チャネル領
域４（バックゲ−トコンタクト）のため、チャネル領域
３と同一導電型の不純物例えばボロンイオンをイオン注
入法により高濃度にド−ピングし、熱拡散する。ニ．次
に、図３のように、ゲ−ト電極７のコ−ナ−に設けた凹
部Ｄを被うように、レジストパタ−ンによるマスク１０
を設け、ソ−ス領域５となる不純物例えばヒ素イオンを
イオン注入し、アニ−ル処理を行う。ホ．次に層間絶縁
膜をＣＶＤ法により形成し、さらに、コンタクトホ−ル
を形成し、Ａｌ電極を設ける。（図３では、層間絶縁膜
とＡｌ電極を示していない。）（５）
【００１１】以上の工程により製造された電力用縦型Ｍ
ＯＳＦＥＴは、図４のＶｄｓｓ（ドレイン・ソ−ス電
圧）−Ｉｄｓｓ（ドレイン遮断電流）特性図に示すよう
に従来型の１に対し、２のごとく、電圧値の上昇に伴
う、ドレイン遮断電流の増加を著しく改善した。
ＯＳＦＥＴは、図４のＶｄｓｓ（ドレイン・ソ−ス電
圧）−Ｉｄｓｓ（ドレイン遮断電流）特性図に示すよう
に従来型の１に対し、２のごとく、電圧値の上昇に伴
う、ドレイン遮断電流の増加を著しく改善した。
【００１２】前記の実施例ではポリシリコンゲ−ト電極
７の窓は四角形で形成しているが、 六角形等、必要
に応じて、他の多角形を選択できる。又、窓のコ−ナ−
は若 干、円弧状に角がとれた形状が一般的である
が、その場合も本発明を実施し 得るのは当然であ
る。又、基体面に更にＰ型領域をもった電導度変調型の
電 界効果トランジスタに適用できることはもちろ
ん、導電型の等価的変換、部 分的変形、あるいはそ
の他の付加についても本発明の要旨の範囲でなし得る
ものである。
７の窓は四角形で形成しているが、 六角形等、必要
に応じて、他の多角形を選択できる。又、窓のコ−ナ−
は若 干、円弧状に角がとれた形状が一般的である
が、その場合も本発明を実施し 得るのは当然であ
る。又、基体面に更にＰ型領域をもった電導度変調型の
電 界効果トランジスタに適用できることはもちろ
ん、導電型の等価的変換、部 分的変形、あるいはそ
の他の付加についても本発明の要旨の範囲でなし得る
ものである。
【００１３】
【発明の効果】この発明によれば、電界効果トランジス
タの単位セルについて、ゲ−ト電極の窓の周辺から外側
へのチャネル領域の横方向拡散距離をセルコ−ナ−近辺
でも短くならないようにし、さらに、ソ−ス領域形成の
ための不純物導入窓をゲ−ト電極の窓のコ−ナ−の凹部
にかからないようにしているため、チャネル長の制御、
特にコ−ナ−部が改善され、電気的特性の優れた絶縁ゲ
−ト型電界効果トランジスタを得ることができ、その産
業上の効果、極めて大なるものである。
タの単位セルについて、ゲ−ト電極の窓の周辺から外側
へのチャネル領域の横方向拡散距離をセルコ−ナ−近辺
でも短くならないようにし、さらに、ソ−ス領域形成の
ための不純物導入窓をゲ−ト電極の窓のコ−ナ−の凹部
にかからないようにしているため、チャネル長の制御、
特にコ−ナ−部が改善され、電気的特性の優れた絶縁ゲ
−ト型電界効果トランジスタを得ることができ、その産
業上の効果、極めて大なるものである。
【図１】従来例の構造図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は
Ａ−Ａ′断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ′断面図である。
Ａ−Ａ′断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ′断面図である。
【図２】本発明の実施例の構造図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（６）（ｃ）はＢ−Ｂ’断面
図である。
（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（６）（ｃ）はＢ−Ｂ’断面
図である。
【図３】本発明の実施例の要部製造工程図で、（ａ）は
平面図、（ｂ）はＡ−Ａ′断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ′断
面図である。
平面図、（ｂ）はＡ−Ａ′断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ′断
面図である。
【図４】Ｖｄｓｓ−Ｉｄｓｓ特性である。
１ 一導電型高濃度ドレイン領域 ２ 一導電型低濃度ドレイン領域 ３ 逆導電型低濃度チャネル領域 ４ 逆導電型高濃度チャネル領域（バックゲ−ト） ５ 一導電型ソ−ス領域 ６ ゲ−ト絶縁膜 ７ ゲ−ト電極 ８ 層間絶縁膜 ９ ソ−ス電極 １０ レジストパタ−ンのマスク Ｄ ７の凹部 Ｅ ７の辺部
Claims (2)
- 【請求項１】 ドレイン領域となる一導電型の半導体基
体に形成した逆導電型のチャネル領域、チャネル領域に
形成した一導電型のソ−ス領域、及びチャネル領域上に
ゲ−ト絶縁膜を介して、ドレイン領域とソ−ス領域にま
たがるように設けたゲ−ト電極から成り、ゲ−ト電極の
多角形の窓内にソ−ス電極をコンタクトさせるようにし
た絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタにおいて、ゲ−ト
電極の多角形の各コ−ナ−に凹部を設け、凹部を含む窓
周辺からゲ−ト電極の下方側に向かう横方向拡散により
チャネル領域を形成し、凹部でのチャネル長を、辺部で
のチャネル長と同一又はそれより長くしたことを特徴と
する絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタ。 - 【請求項２】 チャネル領域の形成後、多角形のゲ−ト
電極の各コ−ナ−に設けた凹部を被うように、ゲ−ト電
極上にレジストパタ−ンによるマスクを設けて、ソ−ス
領域を形成するようにしたことを特徴とする請求項１の
絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210972A JPH0637322A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよび製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210972A JPH0637322A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよび製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0637322A true JPH0637322A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16598182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4210972A Pending JPH0637322A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタおよび製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637322A (ja) |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4210972A patent/JPH0637322A/ja active Pending
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