JPH07297379A - 電界効果型半導体装置 - Google Patents

電界効果型半導体装置

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JPH07297379A
JPH07297379A JP11034494A JP11034494A JPH07297379A JP H07297379 A JPH07297379 A JP H07297379A JP 11034494 A JP11034494 A JP 11034494A JP 11034494 A JP11034494 A JP 11034494A JP H07297379 A JPH07297379 A JP H07297379A
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JP
Japan
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diffusion layer
drain diffusion
conductive film
film
semiconductor device
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JP11034494A
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Kouichi Maari
浩一 真有
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高電圧での駆動を可能にし且つ微細化も容易
にする。 【構成】 ドレイン拡散層16と素子分離領域における
SiO2 膜12との境界部を電極14bが覆っている。
ソース拡散層15及びドレイン拡散層16はゲート電極
14a及び電極14bをマスクにして形成してあるの
で、チャネルストッパである拡散層21とドレイン拡散
層16とが離間している。また、電極14bはドレイン
拡散層16と等電位になっている。このため、ドレイン
拡散層16と拡散層21との間の電界が緩和されてい
る。しかも、電極14bはSiO2 膜12上に広がって
いてもよいので、パターニングが容易である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願の発明は、高電圧で駆動させ
るための電界効果型半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常耐圧の電界効果型半導体装置で使用
される電源電圧は2.7〜5.5V程度であり、その耐
圧は10V程度しかない。これに対して、例えばフラッ
シュEEPROMで使用される書き込み消去電圧は8〜
25V程度であるので、通常耐圧の電界効果型半導体装
置と同じ構造のフラッシュEEPROMでは、正常に駆
動させることができない。
【0003】図13は、高電圧駆動用のMOSトランジ
スタの一従来例を示している。この一従来例では、Si
基板11の表面に素子分離用のSiO2 膜12が選択的
に形成されている。SiO2 膜12に囲まれている素子
活性領域の表面にゲート酸化膜としてのSiO2 膜13
が形成されており、SiO2 膜13、12上にはゲート
電極としての多結晶Si膜14が形成されている。
【0004】多結晶Si膜14の一方側の素子活性領域
にはソース拡散層15が全面に形成されているが、他方
側の素子活性領域には多結晶Si膜14及びSiO2
12から離間している部分にドレイン拡散層16が形成
されている。多結晶Si膜14及びSiO2 膜12とド
レイン拡散層16との間には、ドレイン拡散層16より
も低濃度の拡散層17が形成されている。
【0005】ソース拡散層15側におけるSiO2 膜1
2下と、ドレイン拡散層16側におけるSiO2 膜12
下のうちで拡散層17から離間している部分とには、チ
ャネルストッパとしての拡散層21が形成されている。
また、拡散層17と拡散層21との間には拡散層21よ
りも低濃度のチャネルストッパとしての拡散層22が形
成されている。
【0006】この様な一従来例では、拡散層17、22
において空乏層が伸び易く、ドレイン拡散層16と拡散
層21との間における電界の集中が拡散層17、22に
よって緩和されている。従って、この一従来例では、高
電圧での駆動が可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図13に示し
た一従来例では、ドレイン拡散層16と拡散層17とを
作り分け、また拡散層21と拡散層22とを作り分ける
ために、追加のフォトレジストによるマスキング工程が
必要であるので、通常耐圧のMOSトランジスタに比べ
てコストが高い。
【0008】もし、拡散層21と拡散層22とを作り分
けずに、SiO2 膜12下の全面に拡散層21を形成す
れば、追加のフォトレジストによるマスキング工程も少
なくなって、その分だけコストが低下する。しかし、そ
の場合は、図14に等電位線23を示す様に、特に、拡
散層17と拡散層21との重畳領域で電界が集中する。
この結果、アバランシェ降伏が生じて接合が破壊される
ので、耐圧が低い。
【0009】また、低濃度のチャネルストッパとしての
拡散層22が素子分離領域のうちでドレイン拡散層16
との境界部近傍にのみ形成されているが、この様な狭い
領域にのみ拡散層22を形成することは容易でなく、図
13に示した一従来例ではMOSトランジスタの微細化
も容易ではない。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の電界効果型半
導体装置は、ドレイン拡散層16と素子分離領域12と
の境界部を導電膜14bが覆っていることを特徴として
いる。
【0011】請求項2の電界効果型半導体装置は、請求
項1の電界効果型半導体装置において、前記導電膜14
bが前記ドレイン拡散層16と等電位であることを特徴
としている。
【0012】請求項3の電界効果型半導体装置は、請求
項1の電界効果型半導体装置において、前記導電膜14
bがゲート電極14aと同一の層14から形成されてい
ることを特徴としている。
【0013】請求項4の電界効果型半導体装置は、請求
項1の電界効果型半導体装置において、前記ドレイン拡
散層16よりも不純物濃度の低い拡散層17が前記導電
膜14b下の半導体基板11に設けられていることを特
徴としている。
【0014】請求項5の電界効果型半導体装置は、請求
項4の電界効果型半導体装置において、前記導電膜14
bが前記半導体基板11に接していることを特徴として
いる。
【0015】
【作用】請求項1の電界効果型半導体装置では、ドレイ
ン拡散層16と素子分離領域12との境界部を導電膜1
4bが覆っているので、この導電膜14bをドレイン拡
散層16と等電位にしたり、この導電膜14bをマスク
の一部にしてドレイン拡散層16を形成して素子分離領
域12のチャネルストッパ21とドレイン拡散層16と
を離間させたりすることによって、ドレイン拡散層16
とチャネルストッパ21との間の電界集中を緩和するこ
とができる。
【0016】しかも、導電膜14bはドレイン拡散層1
6と素子分離領域12との境界部を覆っていさえすれば
素子分離領域12上に広がっていてもよいので、素子分
離領域12のうちでドレイン拡散層16との境界部近傍
にのみ形成する低濃度のチャネルストッパ22に比べ
て、導電膜14bのパターニングが容易である。
【0017】請求項2の電界効果型半導体装置では、ド
レイン拡散層16と素子分離領域12との境界部を覆っ
ている導電膜14bがドレイン拡散層16と等電位であ
るので、導電膜14bからの垂直電界によって、ドレイ
ン拡散層16とチャネルストッパ21との間の電界集中
を緩和することができる。
【0018】請求項3の電界効果型半導体装置では、ド
レイン拡散層16と素子分離領域12との境界部を覆っ
ている導電膜14bがゲート電極14aと同一の層14
から形成されているので、ゲート電極14aを形成する
際のマスクのパターンを変更するだけで、工程を追加す
ることなく導電膜14bを形成することができる。
【0019】請求項4の電界効果型半導体装置では、ド
レイン拡散層16と素子分離領域12との境界部を覆っ
ている導電膜14b下の半導体基板11に、ドレイン拡
散層16よりも不純物濃度の低い拡散層17が設けられ
ているので、ドレイン拡散層16とチャネルストッパ2
1との間の電界集中を緩和することができる。
【0020】請求項5の電界効果型半導体装置では、ド
レイン拡散層16と素子分離領域12との境界部を覆っ
ている導電膜14bが半導体基板11に接しているの
で、導電膜14bからの不純物の拡散によって、ドレイ
ン拡散層16とチャネルストッパ21との間に、ドレイ
ン拡散層16よりも不純物濃度の低い拡散層17を形成
することができ、工程を追加することなくこの拡散層1
7を形成することができる。
【0021】
【実施例】以下、MOSトランジスタに適用した本願の
発明の第1〜第5実施例を、図1〜12を参照しながら
説明する。なお、図13、14に示した一従来例と対応
する構成部分には、同一の符号を付してある。
【0022】図1が、第1実施例を示しており、図2、
3が、その製造工程を示している。この第1実施例を製
造するためには、図2(b)に示す様に、Si基板11
の素子分離領域にチャネルストッパとしての拡散層21
を形成し、この素子分離領域の表面に膜厚が500nm
のSiO2 膜12をLOCOS法で形成する。
【0023】その後、SiO2 膜12に囲まれている素
子活性領域の表面に、膜厚が30nmのSiO2 膜13
をゲート酸化膜として形成する。そして、膜厚が200
nmの多結晶Si膜14をSiO2 膜13、12上に堆
積させ、この多結晶Si膜14中にPhos+ をドーピ
ングする。
【0024】その後、図2(a)(b)に示す様に、ゲ
ート電極のパターンと、ドレイン拡散層を形成するため
の素子活性領域とSiO2 膜12との境界部を覆うと共
にゲート電極とは反対側のSiO2 膜12上からゲート
電極へ向かって突出するパターンとに、多結晶Si膜1
4上でフォトレジスト24を加工する。
【0025】次に、フォトレジスト24をマスクにして
多結晶Si膜14をエッチングして、図3(a)(b)
に示す様に、ゲート電極14aと電極14bとを形成す
る。そして、ゲート電極14a及び電極14bとSiO
2 膜12とをマスクにしてSi基板11に不純物をイオ
ン注入して、ソース拡散層15及びドレイン拡散層16
を形成する。
【0026】次に、図1(a)(b)に示す様に、層間
絶縁膜25を全面に形成し、電極14b及びドレイン拡
散層16に達するコンタクト孔26を層間絶縁膜25及
びSiO2 膜13に開孔する。そして、コンタクト孔2
6を介して電極14b及びドレイン拡散層16にコンタ
クトする配線27を形成する。その後、従来公知の工程
を実行して、この第1実施例を完成させる。
【0027】以上の様にして製造した第1実施例では、
ドレイン拡散層16と等電位である電極14bが、チャ
ネルストッパである拡散層21とドレイン拡散層16と
の境界部を覆っているので、電極14bからの垂直電界
によって、ドレイン拡散層16と拡散層21との間の電
界集中が緩和される。しかも、ドレイン拡散層16と拡
散層21とが互いに接していない。従って、この第1実
施例では、ドレイン拡散層16と拡散層21との間の耐
圧が高い。
【0028】また、図1(b)と図13との比較からも
明らかな様に、拡散層22よりも電極14bの方がパタ
ーンが大きいので、拡散層22よりも電極14bの方が
パターニングが容易である。従って、図13に示した一
従来例よりもこの第1実施例の方が微細化が容易であ
る。
【0029】図4が、第2実施例を示しており、図5、
6が、その製造工程を示している。この第2実施例の製
造に際しても、ゲート酸化膜としてのSiO2 膜13を
形成するまでは、図1に示した第1実施例を製造する場
合と実質的に同様の工程を実行する。
【0030】しかし、この第2実施例を製造するために
は、図5(b)に示す様に、その後、SiO2 膜13の
うちで後に形成する電極14bの下に位置する部分を、
フォトリソグラフィ及びエッチングによって除去する。
その後は、図5(a)(b)、図6(a)(b)及び図
4(a)(b)に示す様に、再び、図1に示した第1実
施例を製造する場合と実質的に同様の工程を実行して、
この第2実施例を完成させる。
【0031】以上の様にして製造した第2実施例では、
電極14bがSi基板11に直接に接している。このた
め、多結晶Si膜14中にPhos+ をドーピングする
際の熱処理やその後の工程における熱処理によって、こ
のPhos+ がSi基板11中に拡散して、チャネルス
トッパである拡散層21とドレイン拡散層16との間
に、ドレイン拡散層16よりも低濃度の拡散層17が形
成されている。
【0032】従って、この第2実施例では、拡散層17
のために、ドレイン拡散層16と拡散層21とが互いに
直接には接していないので、ドレイン拡散層16と拡散
層21との間の耐圧が高い。しかも、拡散層17のため
に、ドレイン拡散層16の電界が緩和されるので、この
ドレイン拡散層16自体の耐圧も高い。
【0033】図7が、第3実施例を示しており、図8、
9が、その製造工程を示している。この第3実施例の製
造に際しても、ゲート酸化膜としてのSiO2 膜13を
形成するまでは、図1に示した第1実施例を製造する場
合と実質的に同様の工程を実行する。
【0034】しかし、この第3実施例を製造するために
は、図8(b)に示す様に、その後、素子活性領域のう
ちで後に形成する電極14bの下に位置する部分に、不
純物をイオン注入して拡散層17を形成する。その後
は、図8(a)(b)、図9(a)(b)及び図7
(a)(b)に示す様に、再び、図1に示した第1実施
例を製造する場合と実質的に同様の工程を実行して、こ
の第3実施例を完成させる。
【0035】以上の様にして製造した第3実施例では、
図4に示した第2実施例に比べて、拡散層17の不純物
濃度や導電型を自由に且つ精度よく設定することができ
るので、耐圧の精度を高めることができる。
【0036】図10が、第4実施例を示している。この
第4実施例は、ドレイン拡散層16側の素子活性領域の
うちで電極14bの下に位置する部分のみならずゲート
電極14aに沿う部分にも拡散層17が設けられている
ことを除いて、図7に示した第3実施例と実質的に同様
の構成を有している。この様な第4実施例では、ドレイ
ン拡散層16と拡散層21との間の耐圧のみならず、ゲ
ート電極14a側におけるドレイン拡散層16の耐圧も
高い。
【0037】図11が、第5実施例を示している。この
第5実施例は、ドレイン拡散層16と拡散層21との間
には拡散層17が設けられておらず、ドレイン拡散層1
6が拡散層21に直接に接していることを除いて、図1
0に示した第4実施例と実質的に同様の構成を有してい
る。この様な第5実施例でも、電極14bが設けられて
いない構造に比べて、ドレイン拡散層16と拡散層21
との間の耐圧が高い。
【0038】図12は、第2〜第4実施例の拡散層17
と拡散層21との重畳領域近傍における等電位線23を
示している。図12と図14との比較からも明らかな様
に、第2〜第4実施例では、この重畳領域における電界
の集中が緩和されている。従って、より低濃度のSi基
板11側へ空乏層が伸びてドレイン拡散層16側には比
較的弱い電界しか印加されない拡散層17のうちで深い
部分においてアバランシェ降伏が生じるので、耐圧が高
い。
【0039】なお、以上の第1〜第5実施例の何れにお
いても、電極14bがコンタクト孔26内で配線27を
介してドレイン拡散層16に電気的に接続しているが、
電極14bがドレイン拡散層16と等電位であればよ
く、必ずしも第1〜第5実施例の様に接続されている必
要はない。
【0040】また、以上の第1〜第5実施例の何れにお
いても、膜厚が200nmの多結晶Si膜14からゲー
ト電極14a及び電極14bを形成しているが、多結晶
Si膜14の膜厚が200nm以外であってもよく、多
結晶Si膜14以外の導電膜を用いてもよい。
【0041】また、以上の第1〜第4実施例の何れにお
いても、電極14bがドレイン拡散層16と等電位にな
っているが、電極14bが浮遊状態であってもよい。こ
の様な構造でも、電極14bによってドレイン拡散層1
6が拡散層21と直接には接しないので、直接に接して
いる構造に比べると耐圧が高い。
【0042】
【発明の効果】請求項1、2、4の電界効果型半導体装
置では、ドレイン拡散層とチャネルストッパとの間の電
界集中を緩和することができるので、高電圧での駆動を
可能にすることができ、しかも、導電膜のパターニング
が容易であるので、微細化も容易である。
【0043】請求項3の電界効果型半導体装置では、ド
レイン拡散層と素子分離領域との境界部を覆っている導
電膜を、工程を追加することなく形成することができる
ので、コストを増大させることなく高電圧での駆動を可
能にすることができる。
【0044】請求項5の電界効果型半導体装置では、ド
レイン拡散層とチャネルストッパとの間に、ドレイン拡
散層よりも不純物濃度の低い拡散層を、工程を追加する
ことなく形成することができるので、コストを増大させ
ることなく高電圧での駆動を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の第1実施例を示しており、(a)
は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置におけ
る側断面図である。
【図2】第1実施例の製造工程の前半を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置
における側断面図である。
【図3】第1実施例の製造工程の後半を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置
における側断面図である。
【図4】本願の発明の第2実施例を示しており、(a)
は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置におけ
る側断面図である。
【図5】第2実施例の製造工程の前半を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置
における側断面図である。
【図6】第2実施例の製造工程の後半を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置
における側断面図である。
【図7】本願の発明の第3実施例を示しており、(a)
は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置におけ
る側断面図である。
【図8】第3実施例の製造工程の前半を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置
における側断面図である。
【図9】第3実施例の製造工程の後半を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置
における側断面図である。
【図10】本願の発明の第4実施例を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置
における側断面図である。
【図11】本願の発明の第5実施例を示しており、
(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う位置
における側断面図である。
【図12】第2〜第4実施例の要部における等電位線を
示す側断面図である。
【図13】本願の発明の一従来例を示す側断面図であ
る。
【図14】別の従来例の要部における等電位線を示す側
断面図である。
【符号の説明】
11 Si基板 12 SiO2 膜 14 多結晶Si膜 14a ゲート電極 14b 電極 16 ドレイン拡散層 17 拡散層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドレイン拡散層と素子分離領域との境界
    部を導電膜が覆っていることを特徴とする電界効果型半
    導体装置。
  2. 【請求項2】 前記導電膜が前記ドレイン拡散層と等電
    位であることを特徴とする請求項1記載の電界効果型半
    導体装置。
  3. 【請求項3】 前記導電膜がゲート電極と同一の層から
    形成されていることを特徴とする請求項1記載の電界効
    果型半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記ドレイン拡散層よりも不純物濃度の
    低い拡散層が前記導電膜下の半導体基板に設けられてい
    ることを特徴とする請求項1記載の電界効果型半導体装
    置。
  5. 【請求項5】 前記導電膜が前記半導体基板に接してい
    ることを特徴とする請求項4記載の電界効果型半導体装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100274341B1 (ko) * 1997-06-27 2001-01-15 김영환 반도체소자의제조방법

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