JPH08236757A - Ldmos device - Google Patents

Ldmos device

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JPH08236757A
JPH08236757A JP7321856A JP32185695A JPH08236757A JP H08236757 A JPH08236757 A JP H08236757A JP 7321856 A JP7321856 A JP 7321856A JP 32185695 A JP32185695 A JP 32185695A JP H08236757 A JPH08236757 A JP H08236757A
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well
region
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low voltage
regions
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JP7321856A
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Japanese (ja)
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Taylor R Efland
アール エフランド テイラー
Latham Larry
レイザム ラリー
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Texas Instruments Inc
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Texas Instruments Inc
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a p-channel LDMOS device which can be manufactured with an n-channel LDMOS device in an effective VLSI process forming complementary laterally doubly diffused metal oxide semiconductor(LDMOS) devices. SOLUTION: A p-channel LDMOS device 10 with an intermediate breakdown voltage and low Rsp is provided with a high voltage (n-) N well 38, a low voltage (n+) N well 44 forming the back gate of a transistor, a pair of low voltage (p+) P wells 42 forming the drain area of the transistor, a p+ window source region 62 formed in the well 44 and an n+ back gate contact 66 formed in the well 44 through the window region of the well 44. A channel region is formed between the edge part of the region 62 and the wells. 42. A gate 58 is extended onto the channel region.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、より詳細には、中電圧用のLDMOS(側方二重拡
散金属酸化物半導体)装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a medium voltage LDMOS (lateral double-diffused metal oxide semiconductor) device.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】LDMOS(側方二重
拡散MOS)装置は、その性能上の利点のため、情報処
理機能をもつ端末機などのパワーICにおける電力装置
として、急速にバイポーラ装置に取って代わっている。
パワーICについての益々多様化する用途の増大によ
り、広範な降伏電圧(BVdss )を有する素子が望まれ
ている。しかしながら、VLSIプロセスにおいて現在
使用されているLDMOS装置は、固有抵抗(Rsp)の
小さなLDMOS装置に適合する中電圧(40〜60
V)のVLSIが利用できないため、高降伏電圧(60
〜80V)に制限されている。
Due to its performance advantages, LDMOS (lateral double diffused MOS) devices are rapidly becoming bipolar devices as power devices in power ICs such as terminals having an information processing function. It is taking over.
With the ever-increasing variety of applications for power ICs, devices with a wide breakdown voltage (BVdss) are desired. However, the LDMOS device currently used in the VLSI process has a medium voltage (40 to 60) suitable for the LDMOS device having a small specific resistance (R sp ).
V) VLSI cannot be used, so high breakdown voltage (60
~ 80V).

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】したがって、中降伏電圧
および低Rspを有するLDMOS装置に対する要求があ
る。一般に、本発明の或る形態では、トランジスタが、
第1の導電率を有する半導体層と、該半導体層の面に形
成された、前記第1の導電率と逆の第2の導電率を有す
る高電圧ウェルと備え、該高電圧ウェルが、第1の不純
物濃度を有しており、前記高電圧ウェルの面に形成され
た、前記第2の導電率を有する低電圧ウェルを備え、該
低電圧ウェルが、前記第1の不純物濃度よりも高い第2
の不純物濃度を有しており、前記高電圧ウェルの面に形
成された、前記第1の導電率を有する一対の低電圧ウェ
ルを備え、該一対の低電圧ウェルの間に、前記第2の導
電率を有する低電圧ウェルが形成され、前記一対の低電
圧ウェルが、ドレイン領域を形成し、前記第2の導電率
を有する前記低電圧ウェルの面に形成された、前記第1
の導電率を有するソース領域を備え、該ソース領域と前
記第1の導電率を有する前記一対の低電圧ウェルとの間
に、チャンネル領域が構成され、該チャンネル領域の上
に延びたゲートと、前記第2の導電率を有する前記低電
圧ウェルの面に形成された、少なくとも1つのバックゲ
ートコンタクト領域と、前記第1の導電率を有する一対
のドレインコンタクト領域とを備え、該ドレインコンタ
クト領域が各々、前記第1の導電率を有する前記一対の
低電圧ウェルのうち関連した1つの面に形成されてい
る。
Accordingly, there is a need for LDMOS devices with medium breakdown voltage and low R sp . Generally, in one form of the invention, the transistor is
A semiconductor layer having a first conductivity and a high-voltage well formed on a surface of the semiconductor layer, the high-voltage well having a second conductivity opposite to the first conductivity; A low voltage well having an impurity concentration of 1 and formed on the surface of the high voltage well and having the second conductivity, the low voltage well being higher than the first impurity concentration. Second
A pair of low voltage wells having the first conductivity and formed on the surface of the high voltage well, and between the pair of low voltage wells. The first low-voltage well having conductivity is formed, and the pair of low-voltage wells forms a drain region and is formed on a surface of the low-voltage well having second conductivity.
A source region having a conductivity of, a channel region is formed between the source region and the pair of low voltage wells having the first conductivity, and a gate extending above the channel region, At least one back gate contact region formed on the surface of the low voltage well having the second conductivity, and a pair of drain contact regions having the first conductivity, the drain contact region Each is formed on an associated surface of the pair of low voltage wells having the first conductivity.

【0004】本発明の利点は、有効なVLSIプロセス
において付加的なプロセスコストなしに製造することが
できる中降伏電圧BVおよび低Rspを有するトランジス
タの提供にある。本発明の別の利点は、相補的なLDM
OS装置を形成する有効なVLSIプロセスにおいてn
−チャンネルLDMOS装置とともに製造できるp−チ
ャンネルLDMOS装置の提供にある。
An advantage of the present invention is that it provides a transistor with a medium breakdown voltage BV and low R sp that can be manufactured in an effective VLSI process without additional process cost. Another advantage of the present invention is the complementary LDM
In an effective VLSI process that forms an OS device, n
It is to provide a p-channel LDMOS device that can be manufactured with a -channel LDMOS device.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】図1は、本発明によるLDMOS
トランジスタ10の製造の際に使用されるフォトマスク
平面を示す配置平面図である。フォトマスク平面を、使
用される順に説明する。図1に示されるように、高電圧
(n−)Nウェルまたはタンクを形成するためn型注入
が行われるp型エピタキシャル層14の領域13を露出
させるため、高電圧Nウェルマスク12が使用される。
領域13の外側の領域は、注入の際、高電圧Nウェルマ
スク12によって保護される。低電圧(n+)Nウェル
またはタンクを形成するためn型注入が行われるNウェ
ル領域13の領域22を露出させるため、低電圧(n
+)Nウェルマスク20が使用される。領域22の外側
の領域は、注入の際、低電圧Nウェルマスク20によっ
て保護される。Pウェルマスク16が、低電圧Pウェル
マスクまたはタンクを形成するためp型注入が行われる
Nウェル領域13の領域18a、18bを露出させる。
マスク26が、酸化物の厚い領域と薄い領域を構成する
ため領域26a〜26c以外の領域を露出させフィール
ド酸化物を成長させる際、領域26a〜26cを保護す
る。ポリシリコンのゲートマスク28が、LDMOSト
ランジスタのゲートを構成するゲートエッチングの際、
領域30以外の領域においてポリシリコンを露出させつ
つ、領域30においてポリシリコンを保護する。n+バ
ックゲートコンタクトマスク36が、n+バックゲート
コンタクト領域を形成するために行われるn型注入の
際、装置の残部を保護したままで、領域34a〜34c
を露出させる。p+ソース/ドレインコンタクトマスク
32が、p+ソース/ドレインコンタクト領域を形成す
るために行われるp型注入の際、領域34a〜34cの
外側の領域を露出させつつ、領域34a〜34cを保護
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows an LDMOS according to the present invention.
FIG. 6 is an arrangement plan view showing a photomask plane used when manufacturing the transistor 10. The photomask planes will be described in the order in which they will be used. As shown in FIG. 1, a high voltage N-well mask 12 is used to expose regions 13 of p-type epitaxial layer 14 where an n-type implant is performed to form a high voltage (n-) N-well or tank. It
Regions outside region 13 are protected by high voltage N-well mask 12 during implantation. Low voltage (n +) to expose region 22 of N well region 13 where n-type implant is performed to form a N well or tank.
+) N-well mask 20 is used. Regions outside region 22 are protected by low voltage N-well mask 20 during implantation. P-well mask 16 exposes regions 18a, 18b of N-well region 13 where p-type implantation is performed to form a low voltage P-well mask or tank.
A mask 26 protects regions 26a-26c as the field oxide is grown by exposing regions other than regions 26a-26c to form thick and thin regions of oxide. When the polysilicon gate mask 28 forms the gate of the LDMOS transistor during gate etching,
The polysilicon is protected in the region 30 while exposing the polysilicon in the region other than the region 30. An n + back gate contact mask 36 protects the rest of the device during the n-type implant performed to form the n + back gate contact regions, leaving regions 34a-34c.
To expose. The p + source / drain contact mask 32 protects the regions 34a-34c while exposing the regions outside the regions 34a-34c during the p-type implant performed to form the p + source / drain contact regions.

【0006】図2〜図10は、図1の線9−9に沿った
横断面図であって、製造の際の連続した段階でのLDM
OSトランジスタ10を示したものである。LDMOS
トランジスタ10の製造は、米国特許第5,242,8
41号に記載されているVLSIプロセスに適合してお
り、したがって、米国特許第5,242,841号に記
載されている装置と同じチップ上にLDMOSトランジ
スタ10を製造することができる。米国特許第5,24
2,841号に記載されているプロセスのフローが、図
12に示されている。図2を参照すると、LDMOSト
ランジスタ10の製造は、まず、p+基板11上へのp
−エピタキシャル層14の形成(図12においてステッ
プ102)で開始される。次いで、p−エピタキシャル
層14の上に、酸化物層(図示せず)を形成する。酸化
物層の上に窒化物層(図示せず)を形成し、エピタキシ
ャル層14の表面にウィンドウ露出領域13(図1参
照)を設けるため、高電圧のNウェルマスク12(図1
参照)を使用してパターン形成しエッチングする。次い
で、高電圧Nウェル38を形成するため、燐のようなn
型の不純物を、約80KeVのエネルギーで約4.0E
12atoms/cm2 の量でウィンドウからp−エピタキシャ
ル層14の領域13に注入する(図12においてステッ
プ103)。次いで、たとえばプラズマエッチングによ
って、酸化物層と窒化物層を取り除く。次いで、高電圧
Nウェル38を拡散させるため、ドライブイン・ステッ
プを行い(図12においてステップ105)、図2の構
造となる。Nウェル38は、低濃度(n−)、高拡散の
ウェルである。
FIGS. 2-10 are cross-sectional views taken along line 9-9 of FIG. 1, which show the LDM at successive stages in manufacturing.
The OS transistor 10 is shown. LDMOS
The manufacture of transistor 10 is described in US Pat. No. 5,242,8.
It is compatible with the VLSI process described in U.S. Pat. No. 41, thus allowing the LDMOS transistor 10 to be fabricated on the same chip as the device described in US Pat. No. 5,242,841. US Patent No. 5,24
The flow of the process described in No. 2,841 is shown in FIG. Referring to FIG. 2, in manufacturing the LDMOS transistor 10, first, p + on the p + substrate 11 is performed.
-Starting with the formation of the epitaxial layer 14 (step 102 in figure 12). Then, an oxide layer (not shown) is formed on the p-epitaxial layer 14. A nitride layer (not shown) is formed on the oxide layer, and a window exposure region 13 (see FIG. 1) is formed on the surface of the epitaxial layer 14, so that a high voltage N well mask 12 (see FIG.
Patterning) and etching. Then, to form a high voltage N well 38, an n
Type impurities with an energy of about 80 KeV to about 4.0E
An amount of 12 atoms / cm 2 is implanted from the window into the region 13 of the p-epitaxial layer 14 (step 103 in FIG. 12). The oxide and nitride layers are then removed, for example by plasma etching. Then, a drive-in step is performed to diffuse the high voltage N well 38 (step 105 in FIG. 12), and the structure of FIG. 2 is obtained. The N well 38 is a well of low concentration (n-) and high diffusion.

【0007】次いで、エピタキシャル層14の表面に、
約300オングストローム厚の酸化物層40を蒸着させ
成長させる。酸化物層40の上に、フォトレジスト層2
0aを蒸着させ、低電圧Nウェルマスク20(図1参
照)を使用してパターン形成しエッチングしてNウェル
38の面に領域22を露出させる。次いで、低電圧Nウ
ェル44を形成するため、燐のようなn型の不純物を、
約80KeVのエネルギーで約8.0E12atoms/cm2
の量でNウェル38の領域18に注入し(図12におい
てステップ106)、図3の構造となる。次いで、たと
えばウェットエッチングによって、フォトレジスト層2
0aを取り除き、酸化物層40の上にフォトレジスト層
16aを蒸着させ、Pウェルマスク16を使用してパタ
ーン形成しエッチングしてNウェル38の面に領域18
a、18bを露出させる。次いで、低電圧Pウェル42
を形成するため、ホウ素のようなp型の不純物を、約4
0KeVのエネルギーで約2.5E12atoms/cm2の量
でNウェル38の領域18a、18bに注入し(図12
においてステップ108)、図4の構造となる。次い
で、たとえばウェットエッチングによって、フォトレジ
スト層16aを取り除く。たとえば1100°Cで80
分間、ドライブイン・ステップを行い、低電圧Nウェル
44と低電圧Pウェル42をNウェル38内により深く
拡散させる(図12においてステップ110)。次い
で、酸化物層40を取り除く。
Then, on the surface of the epitaxial layer 14,
An oxide layer 40 about 300 angstroms thick is deposited and grown. The photoresist layer 2 is formed on the oxide layer 40.
0a is deposited, patterned using a low voltage N-well mask 20 (see FIG. 1) and etched to expose region 22 on the surface of N-well 38. Then, an n-type impurity such as phosphorus is added to form the low voltage N well 44.
Approximately 8.0E12 atoms / cm 2 at an energy of approximately 80 KeV
Is injected into the region 18 of the N well 38 (step 106 in FIG. 12) to obtain the structure of FIG. The photoresist layer 2 is then formed, for example by wet etching.
0a is removed, a photoresist layer 16a is deposited on the oxide layer 40, patterned using the P-well mask 16 and etched to form a region 18 on the surface of the N-well 38.
Exposing a and 18b. Then, the low voltage P-well 42
To form a p-type impurity such as boron to about 4
It is implanted into the regions 18a and 18b of the N-well 38 at a dose of about 2.5E12 atoms / cm 2 with an energy of 0 KeV (FIG. 12).
In step 108), the structure shown in FIG. 4 is obtained. Then, the photoresist layer 16a is removed by, for example, wet etching. 80 at 1100 ° C
The drive-in step is performed for a minute to diffuse the low voltage N well 44 and the low voltage P well 42 deeper into the N well 38 (step 110 in FIG. 12). Then, the oxide layer 40 is removed.

【0008】p型ーエピタキシャル層14の表面および
Nウェル38の上に、約400オングストローム厚のパ
ッド酸化物層50を形成する。パッド酸化物層50の上
に、約1400オングストローム厚のLPCVD窒化物
層52を形成する。窒化物層52の上に、フォトレジス
ト層261 を蒸着させ、マスク26を使用してパターン
形成しエッチングする(図1参照)。次いで、領域26
a〜26cを被覆しNウェル38およびエピタキシャル
層14の表面の領域26d〜26gを露出させるマスク
としてフォトレジスト層261 を使用して窒化物層52
をパターン形成しエッチングし、図5の構造となる。領
域26e、26fを露出させる窒化物層52の開口の幅
cは、非常に幅狭になるように、好ましくはフォトリソ
グラフィが可能になる程に選定される。1.04ミクロ
ンのプロセスでは、幅cも又、1.04ミクロンである
のが好ましい。次いで、フォトレジスト層261 を取り
除き、フォトレジスト層27を蒸着させ、パターン形成
しエンチッグして、任意のp型チャンネルストップの注
入が行われる領域を露出させる。+記号で示したチャン
ネルストップ領域29を形成するため、ホウ素のような
p型の不純物を、約30KeVのエネルギーで約3.0
E13atoms/cm2 の量でp型エピタキシャル層14の領
域27aから注入し(図12においてステップ11
3)、図6の構造となる。
A pad oxide layer 50 is formed on the surface of the p-type epitaxial layer 14 and on the N-well 38 to a thickness of about 400 Å. An LPCVD nitride layer 52 of approximately 1400 Å thick is formed on the pad oxide layer 50. A photoresist layer 26 1 is deposited on the nitride layer 52, patterned using a mask 26 and etched (see FIG. 1). Then region 26
nitride layer 52 using photoresist layer 26 1 as a mask to cover a-26c and expose N-well 38 and regions 26d-26g on the surface of epitaxial layer 14.
Is patterned and etched to obtain the structure shown in FIG. The width c of the opening in the nitride layer 52 exposing the regions 26e, 26f is chosen to be very narrow, preferably such that photolithography is possible. For a 1.04 micron process, the width c is also preferably 1.04 micron. The photoresist layer 26 1 is then removed, and the photoresist layer 27 is evaporated, patterned and etched to expose areas where any p-type channel stop implants will be made. In order to form the channel stop region 29 indicated by the + sign, a p-type impurity such as boron is added at an energy of about 30 KeV to about 3.0.
An amount of E13 atoms / cm 2 is implanted from the region 27a of the p-type epitaxial layer 14 (step 11 in FIG.
3), the structure shown in FIG. 6 is obtained.

【0009】次いで、フォトレジスト層27を取り除
き、露出箇所26d〜26gにフィールド酸化物領域5
4a〜54dを熱成長させ(図12においてステップ1
12)、図7の構造となる。フィールド酸化物領域54
a、54dの厚さは、たとえば約7600オングストロ
ームである。図5の領域26e、26fを露出させる窒
化物層52の開口が、図5の領域26d、26gを露出
させる開口よりも幅狭であるため、フィールド酸化物領
域54b、54cは、フィールド酸化物領域54a、5
4dよりも薄い。次いで、たとえばプラズマエッチング
によって、パッド酸化物層50と窒化物層52を取り除
く。次いで、隣接するフィールド酸化物領域54a〜5
4d間のNウェル38の面の上に、ゲート酸化物層56
を約500オングストローム厚まで成長させる(図12
においてステップ116)。次いで、任意のブランケッ
トp型域値調整Vt の注入を行ってもよい(図12にお
いてステップ118)。次いで、ゲート酸化物層56お
よびフィールド酸化物領域54a〜54dの上に、約4
500オングストローム厚のポリシリコン層を蒸着さ
せ、燐のような不純物でドーピングして導電性にする。
ポリシリコン層の上にフォトレジスト層28aを蒸着さ
せ、ゲートマスク28を使用してパターン形成しエッチ
ングする(図1参照)。次いで、環状ゲート58を形成
するマスクとしてフォトレジスト層28aを使用してポ
リシリコン層をエッチングし(図12のステップ12
2)、図8の構造となる。ゲート58は、フィールド領
域54b、54cの上に延びている。
Then, the photoresist layer 27 is removed, and the field oxide regions 5 are formed on the exposed portions 26d to 26g.
4a to 54d are thermally grown (step 1 in FIG.
12), the structure shown in FIG. 7 is obtained. Field oxide region 54
The thickness of a and 54d is, for example, about 7600 angstroms. Since the opening of the nitride layer 52 exposing the regions 26e and 26f of FIG. 5 is narrower than the opening exposing the regions 26d and 26g of FIG. 5, the field oxide regions 54b and 54c are the field oxide regions. 54a, 5
It is thinner than 4d. The pad oxide layer 50 and nitride layer 52 are then removed, for example by plasma etching. Then, adjacent field oxide regions 54a-5
Gate oxide layer 56 on the surface of N-well 38 between 4d.
To a thickness of about 500 Å (Fig. 12
At 116). Then, an arbitrary blanket p-type threshold value adjustment V t may be injected (step 118 in FIG. 12). Then, over the gate oxide layer 56 and the field oxide regions 54a-54d, about 4
A 500 Å thick polysilicon layer is deposited and doped with impurities such as phosphorus to render it conductive.
A photoresist layer 28a is deposited on the polysilicon layer, patterned using the gate mask 28 and etched (see FIG. 1). The polysilicon layer is then etched using the photoresist layer 28a as a mask to form the annular gate 58 (step 12 of FIG. 12).
2), the structure shown in FIG. 8 is obtained. The gate 58 extends above the field regions 54b and 54c.

【0010】次いで、フォトレジスト層28aを取り除
く。装置の上にフォトレジスト層36aを形成し、装置
の残部を保護しつつ領域34a〜34cを露出させるた
め、n+ドレイン/ソースコンタクトマスク36を使用
してパターン形成しエッチングする(図1参照)。次い
で、ソース/ドレイン領域を形成するのに適した、燐の
ようなn型の不純物を約80KeVのエネルギーで約
4.0E14atoms/cm2、次いで砒素のようなn型の不
純物を約120KeVのエネルギーで約5.0E15at
oms/cm2 注入して、n+バックゲートコンタクト領域6
6を形成し(図12のステップ126)、図9の構造と
なる。次いで、フォトレジスト層36aを取り除き、n
+バックゲートコンタクト領域66のアニールを行う。
次いで、装置の上にフォトレジスト層32aを形成し、
領域34a〜34cを保護するp+バックゲートコンタ
クトマスク32を使用してパターン形成しエッチングす
る(図1参照)。次いで、ソース/ドレイン領域を形成
するのに適した、ホウ素のようなp型の不純物を約25
KeVのエネルギーで約2.0E15atoms/cm2 の量で
注入して、p+ソース領域62およびp+ドレインコン
タクト領域64を形成し(図12のステップ126)、
図10の構造となる。プロセスのこの時点において、図
1の線10−10に沿った横断面図である図11に示さ
れるように、p+ソース領域62は、n+バックゲート
コンタクト領域66の間の領域で連続している。p+ソ
ース領域62のウインドウを貫通する複数のn+バック
ゲートコンタクト領域66を備えたp+ソース領域62
の使用は、低電圧Nウェル44との効率的な接触を提供
し、領域を保護するゲート58間の距離を減少させる。
Next, the photoresist layer 28a is removed. A photoresist layer 36a is formed over the device and patterned and etched using an n + drain / source contact mask 36 to expose regions 34a-34c while protecting the rest of the device (see FIG. 1). Then, an n-type impurity such as phosphorous having an energy of about 80 KeV and about 4.0E14 atoms / cm 2 and an n-type impurity such as arsenic having an energy of about 120 KeV suitable for forming the source / drain regions are formed. About 5.0E15at
oms / cm 2 implantation, n + back gate contact region 6
6 is formed (step 126 in FIG. 12), and the structure shown in FIG. 9 is obtained. Then, the photoresist layer 36a is removed and n
+ Anneal the back gate contact region 66.
Then, a photoresist layer 32a is formed on the device,
Pattern and etch using p + back gate contact mask 32, which protects regions 34a-34c (see FIG. 1). Then, about 25 p-type impurities, such as boron, suitable for forming the source / drain regions are formed.
Implanting at a dose of about 2.0E15 atoms / cm 2 with KeV energy to form p + source region 62 and p + drain contact region 64 (step 126 in FIG. 12),
The structure is shown in FIG. At this point in the process, the p + source region 62 is continuous in the region between the n + back gate contact regions 66, as shown in FIG. 11, which is a cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG. . p + source region 62 with a plurality of n + back gate contact regions 66 extending through the window of p + source region 62
The use of a .. provides efficient contact with the low voltage N-well 44 and reduces the distance between the gates 58 that protects the area.

【0011】次いで、フォトレジスト層32aを取り除
き、ソース領域62およびドレインコンタクト領域64
のアニールを行う。p+ソース領域62、p+ドレイン
コンタクト領域64およびn+バックゲートコンタクト
領域66を接触させるため、普通の技術を使用して、コ
ンタクト開口をエッチングし、金属コンタクト(図示せ
ず)を形成する(図12のステップ128、130、1
32、134)。n+バックゲートコンタクト領域66
とp+ソース領域62は、典型的なパワーICの用途で
は、単一の金属コンタクト(図示せず)によって接続し
てもよい。トランジスタ10は、低電圧Pウェル42と
チャンネルストップ領域29とからなる、ドリフト領域
をもつ、RESURF(縮小表面フィールド)LDMO
S装置である。チャンネルストップ領域は、フィールド
酸化物領域54b、54cにセルフアラインメントさ
れ、かくして、装置のピッチ、従ってRsp(Rsp=R
dson*面積)を減少させる領域成分を減少させる。高電
圧Nウェル38は、トランジスタの本体/チャンネル領
域を形成し、ソース・ドレイン内部降伏電圧BVよりも
大きな降伏電圧を有している。バックゲートを形成する
ため、低電圧Nウェル44をトランジスタの本体領域
(高電圧Nウェル38)に加える。低電圧Nウェル44
によって提供されるチャンネルドーピングの増加は、ソ
ースが時期早尚に排出されるのを阻止しつつ、短いチャ
ンネル長を可能にする。低電圧Nウェル44は又、ソー
ス領域62、低電圧Nウェル44および低電圧Pウェル
42によって形成される渦流PNPトランジスタの影響
を減少させる逆バイアス電流のための低抵抗路を形成す
る。高電圧Nウェル38での低電圧Nウェル44の使用
は又、非常に有効であるガウスのチャンネルドーピング
プロフィルを提供し、より高い降伏電圧を提供する。
Next, the photoresist layer 32a is removed.
Source region 62 and drain contact region 64
Anneal. p + source region 62, p + drain
Contact region 64 and n + back gate contact
To contact the area 66, use conventional techniques to
Contact holes and metal contacts (not shown).
12) are formed (steps 128, 130, 1 in FIG. 12).
32, 134). n + back gate contact region 66
And p + source region 62 are typical of power IC applications.
Connect by a single metal contact (not shown)
May be. Transistor 10 includes low voltage P-well 42
Drift region consisting of channel stop region 29
With RESURF (reduced surface field) LDMO
S device. Channel stop area is in the field
Self-aligned with oxide regions 54b and 54c
And thus the pitch of the device, and thus Rsp(Rsp= R
dson* Area) is reduced. Area components are reduced. High voltage
The pressure N well 38 is the body / channel region of the transistor.
Area, and the source-drain internal breakdown voltage BV
It has a large breakdown voltage. Forming a back gate
Therefore, the low voltage N well 44 is formed in the body region of the transistor.
(High voltage N well 38). Low voltage N well 44
The increase in channel doping provided by
While preventing short-term emissions of
Enables tunnel length. The low voltage N-well 44 is also a saw
Region 62, low voltage N well 44 and low voltage P well
Of vortex PNP transistor formed by 42
Form a low resistance path for reverse bias current that reduces
It Use of low voltage N-well 44 in high voltage N-well 38
Is also very effective Gaussian channel doping
It provides a profile and a higher breakdown voltage.

【0012】最小形体の窒化物開口を使用して形成され
たフィールド酸化物領域54b、54cの使用は、トラ
ンジスタ10のピッチを微小にする。このことは、ドリ
フト領域の抵抗と、Rsp(Rsp=Rdson*面積)を減少
させる装置面積の両方を減少させる。図13は、Vgs
15Vにおいて幾つかのlpの値についてlcの関数として
BVを示したグラフである。ここでlcは、LOCOSフ
ィールド酸化物領域54b、54cの下に延びた低電圧
Nウェル42の距離であり、lpは、ソースモートに対す
る低電圧Pウェルの間隔である。図14は、Vgs=15
Vにおいて幾つかのlpの値についてlcの関数としてRsp
およびVt を示したグラフである。図14の曲線Sは、
域値下の傾斜を示している。図13および図14から分
かるように、本発明によって、低Rspを有する中電圧L
DMOSが提供される。本発明の利点は、VLSIプロ
セスに適合する、低Rspを有する中電圧LDMOSトラ
ンジスタの提供にある。以上、幾つかの好ましい実施例
について詳細に説明してきた。本発明の範囲は、請求の
範囲の範囲内にある上述の説明とは異なる実施例をも包
含するものであることを理解すべきである。
The use of field oxide regions 54b, 54c formed using the smallest feature nitride openings results in a fine pitch of transistor 10. This reduces both the resistance of the drift region and the device area which reduces R sp (R sp = R dson * area). In FIG. 13, V gs =
6 is a graph showing BV as a function of lc for several values of lp at 15V. Where lc is the distance of the low voltage N-well 42 extending under the LOCOS field oxide regions 54b, 54c and lp is the distance of the low voltage P-well to the source moat. In FIG. 14, V gs = 15
R sp as a function of lc for some values of lp at V
5 is a graph showing V t and V t . The curve S in FIG. 14 is
It shows the slope below the threshold. As can be seen from FIGS. 13 and 14, according to the present invention, the medium voltage L having a low R sp.
A DMOS is provided. An advantage of the present invention is that it provides a medium voltage LDMOS transistor with low R sp that is compatible with VLSI processes. The foregoing has described in detail some preferred embodiments. It should be understood that the scope of the present invention also includes embodiments different from the above description within the scope of the claims.

【0013】図示した実施例を参照して本発明について
説明してきたが、上述の説明は、限定的な意味で構成さ
れることを意図していない。図示した実施例の種々の修
正および変形ならびに本発明の他の実施例は、上述の説
明を参照することによって、当業者には明白であろう。
したがって、添付の請求の範囲は、このような変形や修
正を包含することを意図している。
Although the present invention has been described with reference to the illustrated embodiments, the above description is not meant to be construed in a limiting sense. Various modifications and variations of the illustrated embodiments, as well as other embodiments of the invention, will be apparent to those skilled in the art upon reference to the above description.
Therefore, the appended claims are intended to cover such variations and modifications.

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

【図1】本発明によるLDMOSトランジスタのマスク
平面を示した配置平面図である。
FIG. 1 is a layout plan view showing a mask plane of an LDMOS transistor according to the present invention.

【図2】図1の線9−9に沿った横断面図であって、製
造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のLD
MOSトランジスタを示したものである。
2 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1, showing the LD of the present invention at some of its successive stages in manufacturing.
It shows a MOS transistor.

【図3】図1の線9−9に沿った横断面図であって、製
造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のLD
MOSトランジスタを示したものである。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1, showing the LD of the invention at some of the successive stages in manufacturing.
It shows a MOS transistor.

【図4】図1の線9−9に沿った横断面図であって、製
造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のLD
MOSトランジスタを示したものである。
4 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1, showing the LD of the present invention at some of its successive stages in manufacturing.
It shows a MOS transistor.

【図5】図1の線9−9に沿った横断面図であって、製
造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のLD
MOSトランジスタを示したものである。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1, showing the LD of the invention at some of the successive stages in manufacturing.
It shows a MOS transistor.

【図6】図1の線9−9に沿った横断面図であって、製
造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のLD
MOSトランジスタを示したものである。
6 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1, showing the LD of the present invention at some of its successive stages in manufacturing.
It shows a MOS transistor.

【図7】図1の線9−9に沿った横断面図であって、製
造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のLD
MOSトランジスタを示したものである。
7 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1, showing the LD of the invention at some of the successive stages in manufacturing.
It shows a MOS transistor.

【図8】図1の線9−9に沿った横断面図であって、製
造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のLD
MOSトランジスタを示したものである。
8 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1, showing the LD of the invention at some of the successive stages in manufacturing.
It shows a MOS transistor.

【図9】図1の線9−9に沿った横断面図であって、製
造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のLD
MOSトランジスタを示したものである。
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG. 1, showing the LD of the invention at some of the successive stages in manufacturing.
It shows a MOS transistor.

【図10】図1の線9−9に沿った横断面図であって、
製造の際の連続した段階のうち或る段階での本発明のL
DMOSトランジスタを示したものである。
10 is a cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG.
The L of the present invention at some of the successive stages in manufacturing
3 shows a DMOS transistor.

【図11】図1の線10−10に沿った横断面図であっ
て、図10と同様な製造段階での本発明のLDMOSト
ランジスタを示したものである。
11 is a cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG. 1, showing an LDMOS transistor of the present invention at a manufacturing stage similar to that of FIG.

【図12】図2〜図11に示したLDMOSトランジス
タを製造するのに使用されるVLSIプロセスの流れ図
である。
12 is a flow diagram of a VLSI process used to fabricate the LDMOS transistor shown in FIGS.

【図13】本発明のLDMOSトランジスタについてB
Vをlcの関数として示したグラフである。
FIG. 13 B of the LDMOS transistor of the present invention
5 is a graph showing V as a function of lc.

【図14】本発明のLDMOSトランジスタについてR
spおよびVt をlcの関数として示したグラフである。
FIG. 14 shows R of the LDMOS transistor of the present invention.
3 is a graph showing sp and V t as a function of lc.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 LDMOS装置 38 高電圧Nウェル 38a チャンネル領域 42 低電圧Pウェル 44 低電圧Nウェル 58 ゲート 62 ソース領域 10 LDMOS Device 38 High Voltage N Well 38a Channel Region 42 Low Voltage P Well 44 Low Voltage N Well 58 Gate 62 Source Region

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の導電率を有する半導体層と、 該半導体層の面に形成された、前記第1の導電率と逆の
第2の導電率を有する高電圧ウェルと備え、該高電圧ウ
ェルが、第1の不純物濃度を有しており、 前記高電圧ウェルの面に形成された、前記第2の導電率
を有する低電圧ウェルを備え、該低電圧ウェルが、前記
第1の不純物濃度よりも高い第2の不純物濃度を有して
おり、 前記高電圧ウェルの面に形成された、前記第1の導電率
を有する一対の低電圧ウェルを備え、該一対の低電圧ウ
ェルの間に、前記第2の導電率を有する低電圧ウェルが
形成され、前記一対の低電圧ウェルが、ドレイン領域を
形成し、 前記第2の導電率を有する前記低電圧ウェルの面に形成
された、前記第1の導電率を有するソース領域を備え、
該ソース領域と前記第1の導電率を有する前記一対の低
電圧ウェルとの間に、チャンネル領域が構成され、 該チャンネル領域の上に延びたゲートと、 前記第2の導電率を有する前記低電圧ウェルの面に形成
された、少なくとも1つのバックゲートコンタクト領域
と、 前記第1の導電率を有する一対のドレインコンタクト領
域とを備え、該ドレインコンタクト領域が各々、前記第
1の導電率を有する前記一対の低電圧ウェルのうち関連
した1つの面に形成されている、トランジスタ。
1. A semiconductor layer having a first conductivity, and a high voltage well formed on a surface of the semiconductor layer and having a second conductivity opposite to the first conductivity. The voltage well has a first impurity concentration and comprises a low voltage well having a second conductivity formed on a surface of the high voltage well, the low voltage well having a first impurity concentration. A pair of low voltage wells having a second impurity concentration higher than the impurity concentration and having a first conductivity formed on the surface of the high voltage well; A low voltage well having the second conductivity is formed therebetween, and the pair of low voltage wells forms a drain region, and is formed on a surface of the low voltage well having the second conductivity. A source region having the first conductivity,
A channel region is formed between the source region and the pair of low-voltage wells having the first conductivity, the gate extending above the channel region, and the low conductivity layer having the second conductivity. At least one back gate contact region formed on the surface of the voltage well, and a pair of drain contact regions having the first conductivity, the drain contact regions each having the first conductivity. A transistor formed on an associated surface of the pair of low voltage wells.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003510796A (en) * 1998-09-02 2003-03-18 ウルトラアールエフ インコーポレイテッド Method of fabricating high power RF field effect transistor with reduced hot electron injection and structure resulting therefrom
KR100813390B1 (en) * 2006-02-24 2008-03-12 산요덴키가부시키가이샤 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100813391B1 (en) * 2006-02-24 2008-03-12 산요덴키가부시키가이샤 Semiconductor device and manufacturing method thereof
TWI387107B (en) * 2009-01-12 2013-02-21 Vanguard Int Semiconduct Corp Semiconductor device and method for fabricating the same and lateral diffused metal-oxide-semiconductor transistor and method for fabricating the same

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