JPH08236542A - 絶縁ゲート形サイリスタの製造方法 - Google Patents

絶縁ゲート形サイリスタの製造方法

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JPH08236542A
JPH08236542A JP3484595A JP3484595A JPH08236542A JP H08236542 A JPH08236542 A JP H08236542A JP 3484595 A JP3484595 A JP 3484595A JP 3484595 A JP3484595 A JP 3484595A JP H08236542 A JPH08236542 A JP H08236542A
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JP
Japan
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film
insulating film
conductivity type
type region
forming
Prior art date
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Pending
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JP3484595A
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English (en)
Inventor
Yasuyuki Hoshi
保幸 星
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】PSG膜をnソース領域形成用の拡散源とする
ことで該領域の微細化を図り、マスクなしにPSG膜を
除去することでリソグラフィ回数を低減、低コスト化で
きる絶縁ゲート型サイリスタの製造方法を提供する。 【構成】n層1の表面にゲート酸化膜4、ゲートポリシ
リコン膜5、酸化膜13を積層後、選択開口した開口部
からp型不純物をイオン注入しp領域2を形成し、その
表面層に第2p+ 領域7を形成する。次に高濃度リンを
含むPSG膜を堆積させ、該膜をゲートポリSi膜5上
の酸化膜13が露出するまでエッチング除去し、このエ
ッチングで前記ゲート酸化膜、ゲートポリSi膜及び酸
化膜の側面にPSG膜62が残存する。このPSG膜を
拡散源としてnソース領域3を形成後、プラズマCVD
で酸化膜14を選択形成した上に抵抗用ポリSi膜8被
覆する。該膜8を選択除去後酸化膜9を選択形成し、そ
の上にAl−Si膜でエミッタ電極10を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、MOS構造のゲート
を有し、電圧駆動のスイッチング素子として用いらる絶
縁ゲート形サイリスタに関する。
【0002】
【従来の技術】IGBTの特性限界に伴いサイリスタ構
造を有する絶縁ゲート形サイリスタ(以下IGBTと略
す)の要求が強い。図6にIGTHの断面図を示す。n
層1の一主面にp領域2が選択的に形成され、p領域2
の表面層に第2p+ 領域7とnソース領域3が選択的に
形成され、nソース領域3とn層1に挟まれるp領域上
にゲート酸化膜4が形成され、ゲート酸化膜4上にゲー
トポリシリコン膜5が形成され、ゲートポリシリコン膜
5上にPSG膜6が被覆され、PSG膜6上および第2
+ 領域7上にホウ素またはリンをドープした抵抗用ポ
リシリコン膜8を被覆し、窓開けされた酸化膜9が抵抗
用ポリシリコン8上に形成され、その上にエミッタ電極
10が形成され、n層1の他面側はp+ 層11が拡散で
形成され、その表面にコレクタ電極12が形成される。
【0003】図3ないし図5は図6のIGTHを製造す
るための工程図を順に示す。図3(a)はn層1の表面
にゲート酸化膜4、ゲートポリシリコン膜5を成膜した
後、選択的に開口し、ゲートポリシリコン膜5の開口部
からp形の不純物をイオン注入し、ドライブすることで
p領域2が形成される工程図を示す。図3(b)はドラ
イブした時の酸化膜(図示されていない)を選択的に開
口し、第2p+ 領域7を形成する。その後に選択的にレ
ジストを成膜してnソース領域3を形成する工程図を示
す。図4(a)はPSG膜6を成膜した後にPSG膜6
を選択的に除去し、その上に抵抗用ポリシリコン膜8を
成膜する工程図を示す。図4(b)は抵抗用ポリシリコ
ン膜8を選択的に除去して酸化膜9を形成する工程図を
示す。図5は酸化膜9を選択的に除去した後エミッタ電
極10をAl(またはAl−Si)で形成した工程図を
示す。工程図では省略されているが、n層1の他面に拡
散でp+ 層が拡散で形成され、その表面にコレクタ電極
が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造方法では、
nソース領域の微細化には限界があり、チップの一層の
小型化、性能向上が困難であり、またフォトリソグラフ
ィーの回数が多くコスト高であった。この発明は、前記
課題を解決するために、PSG膜をnソース領域形成の
ための拡散源とすることで、nソース領域の微細化を図
り、PSG膜をマスクなしで除去する工程にすることで
フォトリソグラフィーの回数を低減し、低コスト化を実
現できる絶縁ゲート形サイリスタの製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、第一導電形層および第二導電形層の二層からなる半
導体基板の第一導電形層の表面に第一絶縁膜を形成する
工程と、第一絶縁膜上に第一ポリシリコン膜と第二絶縁
膜を形成し、積層された第一絶縁膜、第一ポリシリコン
膜、第二絶縁膜を選択的に除去する工程と、、積層され
た第一絶縁膜、第一ポリシリコン膜、第二絶縁膜をマス
クとして第一導電形基板の表面層に第二導電形領域を形
成する工程と、第二導電形領域の表面層に選択的に高濃
度第二導電形領域を形成する工程と、第一導電形不純物
を含む第三絶縁膜を第二絶縁膜上、第二導電形領域上、
高濃度第二導電形領域上に形成し、第二絶縁膜が部分的
に露出するように第三絶縁膜を除去し、第一絶縁膜側
面、第一ポリシリコン膜側面、第二絶縁膜側面に第三絶
縁膜を残す工程と、側面の第三絶縁膜を拡散源として第
二導電形領域と高濃度第二導電形領域を含む第二導電形
領域とに第一導電形不純物を拡散させ、高濃度第一導電
形領域を形成する工程と、第二絶縁膜上、第三絶縁膜
上、高濃度第一導電形領域上、第二導電形領域上、高濃
度第二導電形領域上に選択的に第四絶縁膜を形成する工
程と、第二ポリシリコン膜を少なくと第二絶縁膜上、第
三絶縁膜上、第四絶縁膜上に形成する工程と、第二ポリ
シリコン膜を選択的に除去し、第四絶縁膜上、第二ポリ
シリコン膜上に第二ポリシリコン膜が露出する開口部を
設けた第五絶縁膜を選択的に形成する工程と、露出した
第五絶縁膜上、第二ポリシリコン膜上、第四絶縁膜上、
第三絶縁膜上、第二絶縁膜上、高濃度第一導電形領域
上、高濃度第二導電形領域上に選択的に第一金属膜を形
成する工程と、半導体基板の第二導電形層の表面に第二
金属膜を形成する工程と、を含むことである。
【0006】また第三絶縁膜を1018cm-3以上のリン
原子を含むリンガラスで形成すると効果的である。前記
の第二導電形領域をイオン注入(ドープ)と熱処理(ド
ライブ)で形成するとよい。また第二ポリシリコン膜形
成時にホウ素原子もしくはリン原子をイオン注入し、そ
の後熱処理(アニール)し、抵抗用ポリイミド膜とす
る。
【0007】前記の二層の半導体基板の一方の層をエピ
タキシャル成長もしくは拡散により形成することができ
る。
【0008】
【作用】nソース領域を拡散で形成するときの拡散源を
エッチングで残存した第三絶縁膜のリンガラスとするこ
とで、nソース領域の幅を従来の1/4程度に縮小でき
る。これは、従来のマスクの開口部からの拡散幅4〜5
μmと比べ、残存したリンガラスの幅を1μm程度と小
さくできるためである。また、従来必要とされたnソー
ス領域形成のためのマスクが不要となり、フォトリソグ
ラフィーが一回低減できる。
【0009】
【実施例】図1、図2はこの発明の実施例で、製造工程
順に表した工程図を示す。図1(a)はn層1の表面に
1000Å程度の厚さのゲート酸化膜4、0.5μm程
度の厚さで、30Ω/□程度のゲートポリシリコン膜5
(ドーズ量が1016cm2程度のリン原子をイオン注入
とその後のアニールで形成)、0.3μmの酸化膜13
を積層するように成膜した後、フォトリソグラフィーで
選択的に開口し、開口部からp形不純物であるホウ素を
ドーズ量が2×1015cm2 程度で、加速電圧45ke
Vの条件でイオン注入し、1100℃でドライブするこ
とで、p領域2が形成される工程図を示す。図1(b)
はドライブした時の酸化膜(図示されていない)をフォ
トリソグラフィーで選択的に開口し、ホウ素をドーズ量
が1×1013cm2 程度で加速電圧100keVの条件
でイオン注入し、アニールして第2p+ 領域7を形成す
る。その後に1018cm3 以上のリン原子が導入された
PSG膜61を0.5μmの厚さに堆積させ、1000
℃でアニールして成膜する工程図を示す。図2(a)は
図1(b)に引き続く工程図を示し、成膜したPSG膜
61をエッチングによりゲートポリシリコン膜5上の酸
化膜13が露出するまで除去する。このエッチングでゲ
ート酸化膜4、ゲートポリシリコン膜5、酸化膜13の
側面にPSG膜62が残存し、このPSG膜62がシリ
コン表面と接触する部分は1μm程度の幅となり、この
PSG膜62を拡散源として、1μm程度のnソース領
域3を形成し、その後プラズマCVDにより、300℃
の低温で厚さ1μm程度の酸化膜14を選択的に形成
し、その上に0.5μmの厚さでゲートポリシリコン膜
5よりドーズ量の少ないリン原子(ホウ素原子でもよ
い)をイオン注入し、その後アニールしてシート抵抗が
ゲートポリシリコン膜5より高い抵抗用ポリシリコン膜
8で被覆する工程図を示す。図2(b)は抵抗用ポリシ
リコン膜8をフォトリソグラフィーでパターンニング
し、選択的に除去して、その後プラズマCVDで300
℃程度の温度で1μm程度の厚さの酸化膜9を選択的に
形成し、抵抗用ポリシリコン膜8が露出するようにこの
酸化膜9に窓開けし、その上を、1μm程度の厚さのA
l−Si膜(またはAl膜)で被覆し、エミッタ電極1
0を形成する工程図を示す。工程図では省略されている
が、n層1の他面にp+ 層が拡散で形成され、その表面
にコレクタ電極が形成される。
【0010】この実施例ではn形半導体にp+ 層を拡散
して2層とし、それを半導体基板として用いているが、
高濃度p形半導体にn層をエピタキシャルで成長させた
ものを2層の半導体基板としてもよい。
【0011】
【発明の効果】nソース領域を拡散で形成するときの拡
散源をエッチングで残存した第三絶縁膜のリンガラスと
することで、nソース領域の幅を従来の1/4程度に縮
小でき、チップの小型化を図ることができる。またチッ
プサイズが同一の場合は活性領域の拡大により性能向上
が図れる。また、従来必要とされたnソース領域形成の
ためのマスクが不要となり、フォトリソグラフィーが一
回削減できる。チップサイズの小型化と製造工程の短縮
によりコストを大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の製造工程を順に(a)およ
び(b)に示す図
【図2】この発明の実施例で、図1の製造工程に続く工
程を順に(a)および(b)に示す図
【図3】従来の製造工程を順に(a)および(b)に示
す図
【図4】従来の製造工程で、図3に続く工程を順に
(a)および(b)に示す図
【図5】従来の製造工程で、図4に続く工程を示す図
【図6】絶縁ゲート形サイリスタの要部断面図
【符号の説明】
1 n層 2 p領域 3 nソース領域 4 ゲート酸化膜 5 ゲートポリシリコン膜 6 PSG膜 61 PSG膜(りん原子を高濃度含んでいる) 62 PSG膜(リン原子の拡散源) 7 第2p+ 領域 8 抵抗用ポリシリコン膜 9 酸化膜 10 エミッタ電極 11 p+ 層 12 コレクタ電極 13 酸化膜 14 酸化膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁ゲート形サイリスタの製造方法におい
    て、第一導電形層および第二導電形層の二層からなる半
    導体基板の第一導電形層の表面に第一絶縁膜を形成する
    工程と、第一絶縁膜上に第一ポリシリコン膜と第二絶縁
    膜を形成し、積層された第一絶縁膜、第一ポリシリコン
    膜、第二絶縁膜を選択的に除去する工程と、、積層され
    た第一絶縁膜、第一ポリシリコン膜、第二絶縁膜をマス
    クとして第一導電形基板の表面層に第二導電形領域を形
    成する工程と、第二導電形領域の表面層に選択的に高濃
    度第二導電形領域を形成する工程と、第一導電形不純物
    を含む第三絶縁膜を第二絶縁膜上、第二導電形領域上、
    高濃度第二導電形領域上に形成し、第二絶縁膜が部分的
    に露出するように第三絶縁膜を除去し、第一絶縁膜側
    面、第一ポリシリコン膜側面、第二絶縁膜側面に第三絶
    縁膜を残す工程と、側面の第三絶縁膜を拡散源として第
    二導電形領域と高濃度第二導電形領域を含む第二導電形
    領域とに第一導電形不純物を拡散させ、高濃度第一導電
    形領域を形成する工程と、第二絶縁膜上、第三絶縁膜
    上、高濃度第一導電形領域上、第二導電形領域上、高濃
    度第二導電形領域上に選択的に第四絶縁膜を形成する工
    程と、第二ポリシリコン膜を少なくと第二絶縁膜上、第
    三絶縁膜上、第四絶縁膜上に形成する工程と、第二ポリ
    シリコン膜を選択的に除去し、第四絶縁膜上、第二ポリ
    シリコン膜上に第二ポリシリコン膜が露出する開口部を
    設けた第五絶縁膜を選択的に形成する工程と、露出した
    第五絶縁膜上、第二ポリシリコン膜上、第四絶縁膜上、
    第三絶縁膜上、第二絶縁膜上、高濃度第一導電形領域
    上、高濃度第二導電形領域上に選択的に第一金属膜を形
    成する工程と、半導体基板の第二導電形層の表面に第二
    金属膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする絶縁
    ゲート形サイリスタの製造方法。
  2. 【請求項2】第三絶縁膜を1018cm-3以上のリン原子
    を含むリンガラス膜(PSG膜)で形成することを特徴
    とする請求項1記載の絶縁ゲート形サイリスタの製造方
    法。
  3. 【請求項3】第二導電形領域をイオン注入(ドープ)と
    熱処理(ドライブ)で形成することを特徴とする請求項
    1記載の絶縁ゲート形サイリスタの製造方法。
  4. 【請求項4】第二ポリシリコン膜形成時にホウ素原子も
    しくはリン原子をイオン注入し、その後熱処理(アニー
    ル)し、抵抗用ポリイミド膜とすることを特徴とする請
    求項1記載の絶縁ゲート形サイリスタの製造方法。
  5. 【請求項5】二層の半導体基板の一方の層をエピタキシ
    ャル成長もしくは拡散により形成することを特徴とする
    請求項1記載の絶縁ゲート形サイリスタの製造方法。
JP3484595A 1995-02-23 1995-02-23 絶縁ゲート形サイリスタの製造方法 Pending JPH08236542A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103151268A (zh) * 2013-03-21 2013-06-12 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种垂直双扩散场效应管及其制造工艺

Cited By (1)

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