JPH09102506A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH09102506A
JPH09102506A JP7258424A JP25842495A JPH09102506A JP H09102506 A JPH09102506 A JP H09102506A JP 7258424 A JP7258424 A JP 7258424A JP 25842495 A JP25842495 A JP 25842495A JP H09102506 A JPH09102506 A JP H09102506A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the deterioration of a punch-through withstand voltage of MISFETQ and the deterioration of a junction withstand voltage at a pn junction part between a channel region and a drain region and to prevent a threshold voltage from fluctuating. SOLUTION: A process for forming a conductive film on the main surface of a semiconductor region 1B which is a drain region via a gate insulation film 2 and a process for forming a gate electrode 3A on a first region of the main surface of the semiconductor region 1B and for forming a gate opening 3B at the gate electrode 3A are provided. Further, a process for forming a semiconductor region 5A which is a channel formation region with an impurity 5 which is introduced in self-alignment manner for the gate electrode 3A into a second region on the main surface of the semiconductor region 1B and a process for forming a semiconductor region 6A which is a source region with an impurity 6 which is introduced in self-alignment manner for the gate electrode 3A on the main surface of the semiconductor region 5A are provided.

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、半導体装置の製造
技術に関し、特に、縦型構造のMISFET(etal
nsulator emiconductor ield ffect ransist
or)を有する半導体装置の製造技術に適用して有効な技
術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of semiconductor devices.
Regarding the technology, in particular, the vertical structure MISFET (Metal
InsulatorSemiconductorFieldEffectTransist
technology that is effective when applied to the manufacturing technology of semiconductor devices having
It is related to surgery.

【0002】[0002]

【従来の技術】縦型構造のMISFETを有するパワー
トランジスタ(半導体装置)として、チャネル形成領域の
側壁部に低抵抗領域が形成されたMISFETを有する
パワートランジスタが、例えば、特開平1−29146
8号公報に記載されている。低抵抗領域は、MISFE
Tのゲート電極にゲート開口を形成し、このゲート開口
を通して導入された不純物からなる半導体領域で構成さ
れる。以下、チャネル形成領域の側壁部に低抵抗領域が
形成されたMISFETを有するパワートランジスタの
製造方法について、図25乃至図31(要部断面図)を用
いて説明する。
2. Description of the Related Art As a power transistor (semiconductor device) having a vertical MISFET, a power transistor having a MISFET in which a low resistance region is formed on a sidewall of a channel forming region is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-29146.
No. 8 publication. The low resistance region is MISFE
A gate opening is formed in the gate electrode of T, and it is composed of a semiconductor region made of impurities introduced through the gate opening. Hereinafter, a method of manufacturing a power transistor having a MISFET in which a low resistance region is formed on a side wall of a channel forming region will be described with reference to FIGS.

【0003】まず、n+型半導体基板1Aの主面上にn-型
エピタキシャル層1Bが形成された半導体基体1を用意
する。次に、前記半導体基体1の主面上であるn-型エピ
タキシャル層1Bの主面上にゲート絶縁膜2を形成し、
その後、図25に示すように、前記n-型エピタキシャル
層1Bの主面上にゲート絶縁膜2を介在して導電膜3を
形成する。
First, a semiconductor substrate 1 in which an n-type epitaxial layer 1B is formed on the main surface of an n + type semiconductor substrate 1A is prepared. Next, a gate insulating film 2 is formed on the main surface of the n − type epitaxial layer 1B which is the main surface of the semiconductor substrate 1.
Then, as shown in FIG. 25, a conductive film 3 is formed on the main surface of the n − type epitaxial layer 1B with a gate insulating film 2 interposed.

【0004】次に、前記導電膜3にパターンニングを施
し、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領域上
にゲート電極3Aを形成する。このパターンニング工程
は、フォトレジストマスクをエッチングマスクとして使
用するエッチング技術で行なわれる。フォトレジストマ
スクはフォトリソグラフィ技術で形成される。
Next, the conductive film 3 is patterned to form a gate electrode 3A on the first region of the main surface of the n--type epitaxial layer 1B. This patterning process is performed by an etching technique using a photoresist mask as an etching mask. The photoresist mask is formed by the photolithography technique.

【0005】次に、前記ゲート電極3Aを不純物導入用
マスクとして使用し、図26に示すように、前記n-型エ
ピタキシャル層1Bの主面の第2領域にイオン打込み法
でp型不純物5を選択的に導入する。
Next, using the gate electrode 3A as a mask for introducing impurities, as shown in FIG. 26, p-type impurities 5 are ion-implanted into the second region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B. Introduce selectively.

【0006】次に、前記ゲート電極3Aの主面の一部の
領域を露出する開口を有し、かつ前記n-型エピタキシャ
ル層1Bの主面の第2領域上を覆うフォトレジストマス
ク50を形成する。その後、前記フォトレジストマスク
50をエッチングマスクとして使用し、ゲート電極3A
にエッチングを施して、ゲート電極3Aにゲート開口3
Bを形成する。
Next, a photoresist mask 50 having an opening exposing a part of the main surface of the gate electrode 3A and covering the second region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B is formed. To do. Then, using the photoresist mask 50 as an etching mask, the gate electrode 3A
To the gate electrode 3A by etching the gate opening 3
Form B.

【0007】次に、図27に示すように、前記n-型エピ
タキシャル層1Bの主面の第1領域に前記ゲート開口3
Bを通してイオン打込み法でn型不純物4を選択的に導
入する。その後、前記フォトレジストマスク50を除去
する。
Next, as shown in FIG. 27, the gate opening 3 is formed in the first region of the main surface of the n--type epitaxial layer 1B.
The n-type impurity 4 is selectively introduced through B by the ion implantation method. Then, the photoresist mask 50 is removed.

【0008】次に、熱拡散処理を施し、図28に示すよ
うに、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領域
に、前記n型不純物4で、低抵抗領域であるn型半導体
領域4Aを形成すると共に、前記n-型エピタキシャル層
1Bの主面の第2領域に、前記p型不純物5で、チャネ
ル形成領域であるp型半導体領域5Aを形成する。
Next, a thermal diffusion process is performed, and as shown in FIG. 28, an n-type semiconductor, which is a low resistance region with the n-type impurity 4, is formed in the first region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B. While forming the region 4A, the p-type impurity 5 is used to form a p-type semiconductor region 5A, which is a channel forming region, in the second region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B.

【0009】次に、前記ゲート開口3B上を覆い、かつ
前記p型半導体領域5Aの主面の一部の領域上を覆うフ
ォトレジストマスク51を形成し、その後、図29に示
すように、前記フォトレジストマス51及び前記ゲート
電極3Aを不純物導入用マスクとして使用し、前記p型
半導体領域5Aの主面の他部の領域にイオン打込み法で
n型不純物6を選択的に導入する。
Next, a photoresist mask 51 is formed so as to cover the gate opening 3B and a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A. Thereafter, as shown in FIG. 29, the photoresist mask 51 is formed. Using the photoresist mass 51 and the gate electrode 3A as an impurity introduction mask, the n-type impurity 6 is selectively introduced into another region of the main surface of the p-type semiconductor region 5A by an ion implantation method.

【0010】次に、前記フォトレジストマスク51を除
去し、その後、熱拡散処理を施し、図30に示すよう
に、前記p型半導体領域5Aの主面の一部の領域に、前
記n型不純物6で、ソース領域であるn+型半導体領域6
Aを形成する。この工程において、チャネル形成領域で
あるp型半導体領域5Aの側部部に低抵抗領域であるn
型半導体領域4Aが形成されたMISFETQが形成さ
れる。このMISFETQのチャネル長は、n型半導体
領域4Aとn+型半導体領域6Aとの間の距離で規定され
る。
Next, the photoresist mask 51 is removed, and then a thermal diffusion process is performed to, as shown in FIG. 30, the n-type impurity in a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A. 6, the n + type semiconductor region 6 which is the source region
Form A. In this step, a low resistance region n is formed on a side portion of the p-type semiconductor region 5A which is a channel formation region.
The MISFET Q in which the type semiconductor region 4A is formed is formed. The channel length of the MISFET Q is defined by the distance between the n-type semiconductor region 4A and the n + -type semiconductor region 6A.

【0011】次に、前記ゲート電極3A上及びゲート開
口3B上を含むn-型エピタキシャル層1Bの主面上の全
面に層間絶縁膜7を形成し、その後、前記層間絶縁膜7
に接続孔8を形成する。
Next, an interlayer insulating film 7 is formed on the entire main surface of the n--type epitaxial layer 1B including the gate electrode 3A and the gate opening 3B, and then the interlayer insulating film 7 is formed.
The connection hole 8 is formed in the.

【0012】次に、前記p型半導体領域5Aの主面にコ
ンタクト領域であるp+型半導体領域9を形成し、その
後、図31に示すように、ソース配線10Aを形成する
ことにより、MISFETQを有するパワートランジス
タがほぼ完成する。
Next, a p + type semiconductor region 9 which is a contact region is formed on the main surface of the p type semiconductor region 5A, and then, as shown in FIG. 31, a source wiring 10A is formed to have a MISFETQ. The power transistor is almost completed.

【0013】このように構成されるパワートランジスタ
は、ゲート開口3Bの占有面積に相当する分、MISF
ETQのゲート電極3Aに付加されるゲート入力容量
(帰還容量)を低減することができるので、動作速度の
高速化や低消費電力化を図ることができる。また、低抵
抗領域(n型半導体領域4A)によってドレイン抵抗を低
減することができるので、低オン抵抗化を図ることがで
きる。
The power transistor having such a structure has a MISF corresponding to the area occupied by the gate opening 3B.
Since the gate input capacitance (feedback capacitance) added to the gate electrode 3A of the ETQ can be reduced, the operating speed can be increased and the power consumption can be reduced. Further, since the drain resistance can be reduced by the low resistance region (n-type semiconductor region 4A), low on-resistance can be achieved.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、前述のMISFETQを有するパワートランジス
タについて検討した結果、以下の問題点を見出した。
However, as a result of examining the power transistor having the above-mentioned MISFETQ, the present inventor has found the following problems.

【0015】前記ゲート開口3Bはゲート電極3Aを形
成した後に形成されている。つまり、ゲート電極3A、
ゲート開口3Bの夫々は、夫々の形成工程に対して独立
の形成工程で形成されるので、ゲート電極3Aに対する
ゲート開口3Bの位置に位置ずれが生じ、更に、低抵抗
領域であるn型半導体領域4Aの位置に位置ずれが生じ
る。低抵抗領域であるn型半導体領域4Aの位置ずれ
は、図32(要部断面図)に示すように、低抵抗領域であ
るn型半導体領域4Aとチャネル形成領域であるp型半
導体領域5Aとが重なる重複領域14を発生させる。こ
の重複領域14は、実効的なp型不純物5の濃度が低く
なるので、MISFETQのパンチスルー耐圧が劣化す
る。また、MISFETQのしきい値電圧の変動の恐れ
もある。
The gate opening 3B is formed after forming the gate electrode 3A. That is, the gate electrode 3A,
Since each of the gate openings 3B is formed by a forming process independent of each forming process, the position of the gate opening 3B with respect to the gate electrode 3A is displaced, and further, the n-type semiconductor region which is a low resistance region is formed. Positional deviation occurs at the position of 4A. The misalignment of the n-type semiconductor region 4A, which is a low resistance region, is as shown in FIG. To produce an overlapping region 14. In this overlapping region 14, the effective concentration of the p-type impurity 5 becomes low, so that the punch-through breakdown voltage of the MISFET Q deteriorates. Further, there is a possibility that the threshold voltage of the MISFETQ may change.

【0016】また、ゲート開口3Bの位置ずれは、低抵
抗領域であるn型半導体領域4Aを形成しなかった場
合、図33(要部断面図)に示すように、チャネル形成領
域であるp型半導体領域5Aとゲート電極3Aとが重な
らない目空き領域15を発生させる。このため、p型半
導体領域5Aからn-型エピタキシャル層1Bに広がる空
乏領域の広がりが小さくなり、電界強度が強くなるの
で、MISFETQのチャネル形成領域(p型半導体領
域5A)とドレイン領域(n-型エピタキシャル層1B)と
の間のpn接合部での接合耐圧が劣化する。
Further, when the n-type semiconductor region 4A, which is a low resistance region, is not formed, the gate opening 3B is misaligned, as shown in FIG. An empty area 15 is generated in which the semiconductor area 5A and the gate electrode 3A do not overlap each other. For this reason, the depletion region spreading from the p-type semiconductor region 5A to the n − -type epitaxial layer 1B becomes smaller and the electric field strength becomes stronger, so that the channel forming region (p-type semiconductor region 5A) and drain region (n − The junction breakdown voltage at the pn junction with the epitaxial layer 1B) deteriorates.

【0017】また、ゲート電極3Aに電圧を印加して
も、目空き領域12においてチャネル層(反転層)が形成
されないので、MISFETQのしきい値電圧が変動す
る。
Further, even if a voltage is applied to the gate electrode 3A, since the channel layer (inversion layer) is not formed in the open area 12, the threshold voltage of the MISFET Q fluctuates.

【0018】本発明の目的は、パワートランジスタ(半
導体装置)に塔載されるMISFETのパンチスルー耐
圧の劣化を防止することが可能な技術を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing deterioration of punch through breakdown voltage of a MISFET mounted on a power transistor (semiconductor device).

【0019】本発明の他の目的は、パワートランジスタ
(半導体装置)に塔載されるMISFETのチャネル形
成領域とドレイン領域との間のpn接合部での接合耐圧
の劣化を防止することが可能な技術を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to prevent deterioration of the junction breakdown voltage at the pn junction between the channel formation region and the drain region of a MISFET mounted on a power transistor (semiconductor device). To provide the technology.

【0020】本発明の他の目的は、パワートランジスタ
(半導体装置)に塔載されるMISFETのしきい値電
圧の変動を防止することが可能な技術を提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of preventing the fluctuation of the threshold voltage of the MISFET mounted on the power transistor (semiconductor device).

【0021】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0023】(1)MISFETを有するパワートラン
ジスタ(半導体装置)の製造方法において、ドレイン領
域である第1導電型の半導体領域の主面にゲート絶縁膜
を介在して導電膜を形成する工程と、前記導電膜にパタ
ーンニングを施し、前記第1導電型の半導体領域の主面
の第1領域上にゲート電極を形成すると共に、このゲー
ト電極にゲート開口を形成する工程と、前記第1導電型
の半導体領域の主面の第2領域に前記ゲート電極に対し
て自己整合で導入された第2導電型の不純物で、チャネ
ル形成領域である第2導電型の半導体領域を形成する工
程と、前記第2導電型の半導体領域の主面に前記ゲート
電極に対して自己整合で導入された第1導電型の不純物
で、ソース領域である第1導電型の半導体領域を形成す
る工程とを備える。
(1) In a method of manufacturing a power transistor (semiconductor device) having a MISFET, a step of forming a conductive film with a gate insulating film interposed on the main surface of a semiconductor region of the first conductivity type which is a drain region, Patterning the conductive film to form a gate electrode on the first region of the main surface of the semiconductor region of the first conductivity type and forming a gate opening in the gate electrode; and the first conductivity type. Forming a second conductivity type semiconductor region, which is a channel formation region, with a second conductivity type impurity introduced in a second region of the main surface of the semiconductor region in self-alignment with the gate electrode; Forming a first-conductivity-type semiconductor region, which is a source region, on the main surface of the second-conductivity-type semiconductor region with a first-conductivity-type impurity introduced in self-alignment with the gate electrode.

【0024】(2)前記手段(1)に記載のパワートラ
ンジスタの製造方法において、前記ドレイン領域である
第1導電型の半導体領域の主面の第1領域に前記ゲート
開口を通して導入された第1導電型の不純物で、低抵抗
領域である第1導電型の半導体領域を形成する工程を備
える。
(2) In the method for manufacturing a power transistor according to the above-mentioned means (1), the first transistor introduced through the gate opening into the first region of the main surface of the first conductivity type semiconductor region which is the drain region. A step of forming a first conductive type semiconductor region, which is a low resistance region, with a conductive type impurity is provided.

【0025】前述した手段(1)によれば、ゲート電
極、ゲート開口の夫々を同一工程で形成するので、ゲー
ト電極に対するゲート開口の位置ずれを防止することが
できる。この結果、チャネル形成領域である第2導電型
の半導体領域とゲート電極とが重ならない目空き領域の
発生を抑制することができるので、MISFETのチャ
ネル形成領域(第2導電型の半導体領域)とドレイン領域
(第1導電型の半導体領域)との間のpn接合部での接合
耐圧の劣化を防止することができる。
According to the above-mentioned means (1), since the gate electrode and the gate opening are formed in the same step, it is possible to prevent the displacement of the gate opening with respect to the gate electrode. As a result, it is possible to suppress the formation of an empty area where the second conductivity type semiconductor region, which is the channel formation region, and the gate electrode do not overlap each other, so that the channel formation region (second conductivity type semiconductor region) of the MISFET is suppressed. Drain region
It is possible to prevent the junction breakdown voltage from deteriorating at the pn junction with the (first conductivity type semiconductor region).

【0026】また、チャネル層が確実に形成されるの
で、MISFETのしきい値電圧の変動を防止すること
ができる。
Further, since the channel layer is surely formed, it is possible to prevent the threshold voltage of the MISFET from changing.

【0027】前述した手段(2)によれば、ゲート電極
に対するゲート開口の位置ずれを防止することができる
ので、低抵抗領域である第1導電型の半導体領域の位置
ずれを防止するこができる。この結果、低抵抗領域であ
る第1導電型の半導体領域とチャネル形成領域である第
2導電型の半導体領域とが重なる重複領域の発生を抑制
することができるので、MISFETのパンチスルー耐
圧の劣化を防止することができる。
According to the above-mentioned means (2), the displacement of the gate opening with respect to the gate electrode can be prevented, so that the displacement of the first conductivity type semiconductor region, which is a low resistance region, can be prevented. . As a result, it is possible to suppress the formation of an overlapping region in which the first-conductivity-type semiconductor region that is a low-resistance region and the second-conductivity-type semiconductor region that is a channel formation region overlap with each other. Can be prevented.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0029】(実 施 形 態 1)図1は本発明の実施形
態1であるパワートランジスタ(半導体装置)のチップレ
イアウト図であり、図2は図1の要部平面図であり、図
3は図2に示すA−A線の位置で切った断面図である。
なお、図2において、図を見易くするため、後述するソ
ース配線10A、最終保護膜11等は図示を省略してい
る。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a chip layout diagram of a power transistor (semiconductor device) according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of essential parts of FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing cut | disconnected in the position of the AA line shown in FIG.
Note that, in FIG. 2, a source wiring 10A, a final protective film 11 and the like, which will be described later, are omitted in order to make the diagram easy to see.

【0030】本実施形態のパワートランジスタ(半導体
装置)は、図1に示すように、例えば平面が方形状に形
成された半導体チップ形成領域16内に構成される。こ
のパワートランジスタは、基本的に単層配線構造(単層
アルミニウム配線構造)で構成される。
As shown in FIG. 1, the power transistor (semiconductor device) of the present embodiment is formed, for example, in a semiconductor chip forming region 16 having a rectangular plane. This power transistor basically has a single-layer wiring structure (single-layer aluminum wiring structure).

【0031】前記半導体チップ形成領域16の中央領域
には、その大半の領域にソース配線10Aが構成され、
その一部の領域にゲート配線10Bが構成される。ソー
ス配線10Aは外部端子(ボンディングパッド)10A1
に電気的に接続され、ゲート配線10Bは外部端子(ボ
ンディングパッド)10B1 に電気的に接続される。こ
のソース配線10A、ゲート配線10B、外部端子10
1 、外部端子10B1の夫々は例えばアルミニウム膜
又はアルミニウム合金膜で形成される。
In the central region of the semiconductor chip forming region 16, the source wiring 10A is formed in most of the region,
Gate wiring 10B is formed in a part of the region. Source wiring 10A is an external terminal (bonding pad) 10A 1
The gate wiring 10B is electrically connected to the external terminal (bonding pad) 10B 1 . The source wiring 10A, the gate wiring 10B, and the external terminal 10
Each of A 1 and the external terminal 10B 1 is formed of, for example, an aluminum film or an aluminum alloy film.

【0032】前記半導体チップ形成領域16の中央領域
には、図2に示すように、複数のMISFETQが塔載
される。この複数のMISFETQの夫々は、電気的に
並列に接続され、三角配置で配置されている。
A plurality of MISFETs Q are mounted in the central region of the semiconductor chip forming region 16 as shown in FIG. Each of the plurality of MISFETs Q is electrically connected in parallel and arranged in a triangular arrangement.

【0033】前記パワートランジスタは、図3に示すよ
うに、例えば、単結晶珪素からなるn+型半導体基板(高
不純物濃度の半導体領域)1Aの主面上にn-型エピタキ
シャル層(低不純濃度の半導体領域)1Bが形成された半
導体基体1を主体に構成される。この半導体基体1の主
面には前述のMISFETQが形成され、その裏面には
ドレイン電極12が形成される。
As shown in FIG. 3, the power transistor includes, for example, an n-type epitaxial layer (having a low impurity concentration) on the main surface of an n + type semiconductor substrate (semiconductor region having a high impurity concentration) 1A made of single crystal silicon. The semiconductor substrate 1 is mainly composed of the semiconductor substrate 1 in which the semiconductor region 1B is formed. The above-mentioned MISFETQ is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1, and the drain electrode 12 is formed on the back surface thereof.

【0034】前記MISFETQは、主に、チャネル形
成領域、ゲート絶縁膜2、ゲート電極3A、ソース領域
及びドレイン領域で構成される。チャネル形成領域は、
n-型エピタキシャル層1Bの主面に形成されたp型半導
体領域5Aで構成される。ゲート絶縁膜2は、n-型エピ
タキシャル層1Bの主面上に形成された熱酸化絶縁膜で
形成される。ゲート電極3Aは、ゲート絶縁膜2の主面
上に形成された多結晶珪素膜で形成される。ソース領域
はp型半導体領域5Aの主面に形成されたn+型半導体領
域6Aで構成される。ドレイン領域は、n+型半導体基板
1A、n-型エピタキシャル層1B及びn型半導体領域
(低抵抗領域)4Aで構成される。つまり、本実施形態の
MISFETQは、半導体基体1をドレイン領域とする
縦型構造のnチャネル導電型で構成される。
The MISFET Q is mainly composed of a channel forming region, a gate insulating film 2, a gate electrode 3A, a source region and a drain region. The channel formation region is
The p-type semiconductor region 5A is formed on the main surface of the n-type epitaxial layer 1B. Gate insulating film 2 is formed of a thermal oxidation insulating film formed on the main surface of n − type epitaxial layer 1B. Gate electrode 3A is formed of a polycrystalline silicon film formed on the main surface of gate insulating film 2. The source region is composed of an n + type semiconductor region 6A formed on the main surface of the p type semiconductor region 5A. The drain region includes the n + type semiconductor substrate 1A, the n− type epitaxial layer 1B, and the n type semiconductor region.
(Low resistance region) 4A. That is, the MISFET Q of the present embodiment is constituted by a vertical structure n-channel conductivity type in which the semiconductor substrate 1 serves as a drain region.

【0035】前記MISFETQのゲート電極3Aに
は、図2及び図3に示すように、ゲート絶縁膜2の一部
の表面を露出するゲート開口3Bが形成されている。こ
のゲート開口3Bの平面形状は例えば三角形状で構成さ
れている。このように、ゲート電極3Aにゲート開口3
Bを形成することにより、ゲート開口3Bの占有面積に
相当する分、ゲート電極3Aに付加されるゲート入力容
量(帰還容量)を低減することができるので、パワートラ
ンジスタの動作速度の高速化や低消費電力化を図ること
ができる。
In the gate electrode 3A of the MISFET Q, as shown in FIGS. 2 and 3, a gate opening 3B exposing a part of the surface of the gate insulating film 2 is formed. The planar shape of the gate opening 3B is, for example, a triangular shape. Thus, the gate opening 3 is formed in the gate electrode 3A.
By forming B, the gate input capacitance (feedback capacitance) added to the gate electrode 3A can be reduced by an amount corresponding to the area occupied by the gate opening 3B, so that the operating speed of the power transistor can be increased or reduced. Power consumption can be reduced.

【0036】前記MISFETQのチャネル形成領域で
あるp型半導体領域5Aは、ゲート電極3Aに対して自
己整合で導入されたp型不純物で構成される。このp型
半導体領域5Aの平面形状は例えば円形状で形成され
る。前記MISFETQのソース領域であるn+型半導体
領域6Aは、ゲート電極3Aに対して自己整合で導入さ
れたn型不純物で構成される。このn+型半導体領域6A
は例えばリング形状で形成される。
The p-type semiconductor region 5A which is the channel forming region of the MISFET Q is composed of p-type impurities introduced in self-alignment with the gate electrode 3A. The plane shape of the p-type semiconductor region 5A is, for example, circular. The n + type semiconductor region 6A, which is the source region of the MISFET Q, is composed of an n type impurity introduced in self alignment with the gate electrode 3A. This n + type semiconductor region 6A
Is formed in a ring shape, for example.

【0037】前記MISFETQのドレイン領域である
n型半導体領域(低抵抗領域)4Aは、ゲート電極3A下
のn-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領域に形成さ
れ、チャネル形成領域であるp型半導体領域5Aの側壁
部に接触される。このn型半導体領域4Aは、ゲート開
口3Bを通して導入されたn型不純物で構成され、ドレ
イン領域であるn-型エピタキシャル層1Bに比べて高不
純物濃度に設定される。つまり、ドレイン領域のチャネ
ル形成領域側の領域は低抵抗化される。このように、M
ISFETQのチャネル形成領域(p型半導体領域5A)
の側壁部に低抵抗領域(n型半導体領域4A)を形成す
ることにより、MISFETQのドレイン抵抗を低減す
ることができるので、パワートランジスタの低オン抵抗
化を図ることができる。
The n-type semiconductor region (low resistance region) 4A which is the drain region of the MISFET Q is formed in the first region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B below the gate electrode 3A and is a channel forming region p. The sidewall of the type semiconductor region 5A is contacted. The n-type semiconductor region 4A is composed of an n-type impurity introduced through the gate opening 3B, and has a higher impurity concentration than that of the n-type epitaxial layer 1B which is the drain region. That is, the resistance of the region on the channel formation region side of the drain region is reduced. Thus, M
Channel formation region of ISFETQ (p-type semiconductor region 5A)
Since the drain resistance of the MISFET Q can be reduced by forming the low resistance region (n-type semiconductor region 4A) on the side wall of the power transistor, the on-resistance of the power transistor can be reduced.

【0038】前記チャネル形成領域であるp型半導体領
域5Aの主面には、コンタクト領域であるp+型半導体領
域9が形成される。このp+型半導体領域9はp型半導体
領域5Aに比べて高不純物濃度に設定される。
A p + type semiconductor region 9 which is a contact region is formed on the main surface of the p type semiconductor region 5A which is the channel forming region. The p + type semiconductor region 9 is set to have a higher impurity concentration than the p type semiconductor region 5A.

【0039】前記p+型半導体領域9、n+型半導体領域6
Aの夫々には、層間絶縁膜7に形成された接続孔8を通
してソース配線10Aが電気的に接続される。また、前
記ゲート電極3Aにはゲート配線(10B)が電気的に接
続される。層間絶縁膜7は、ゲート電極3Aとソース配
線10Aとの間に配置され、ゲート電極3Aとソース配
線10Aとを絶縁分離している。層間絶縁膜7は例えば
PSG(hospho ilicate lass)膜で形成される。
The p + type semiconductor region 9 and the n + type semiconductor region 6
A source wiring 10A is electrically connected to each of A through a connection hole 8 formed in the interlayer insulating film 7. Further, a gate wiring (10B) is electrically connected to the gate electrode 3A. The interlayer insulating film 7 is arranged between the gate electrode 3A and the source wiring 10A, and insulates and separates the gate electrode 3A and the source wiring 10A. Interlayer insulating film 7 is formed, for example, PSG (P hospho S ilicate G lass ) film.

【0040】前記ソース配線10A上及びゲート配線
(10B)上を含むn-型エピタキシャル層1Bの主面上の
全面には最終保護膜11が形成される。この最終保護膜
11は例えばポリイミド系樹脂膜で形成される。
Above the source wiring 10A and the gate wiring
A final protective film 11 is formed on the entire surface of the main surface of the n − type epitaxial layer 1B including (10B). The final protective film 11 is formed of, for example, a polyimide resin film.

【0041】次に、前記MISFETQを有するパワー
トランジスタの製造方法について、図4乃至図11(製
造方法を説明するための要部断面図)を用いて説明す
る。
Next, a method of manufacturing the power transistor having the MISFET Q will be described with reference to FIGS. 4 to 11 (main part sectional views for explaining the manufacturing method).

【0042】まず、単結晶珪素からなるn+型半導体基板
1Aの主面上にn-型エピタキシャル層(第1導電型の半
導体領域)1Bが形成された半導体基体1を用意する。
First, a semiconductor substrate 1 in which an n-type epitaxial layer (first conductivity type semiconductor region) 1B is formed on the main surface of an n + type semiconductor substrate 1A made of single crystal silicon is prepared.

【0043】次に、熱酸化処理を施し、前記n-型エピタ
キシャル層1Bの主面上に熱酸化珪素膜からなるゲート
絶縁膜2を形成する。
Next, a thermal oxidation process is performed to form a gate insulating film 2 made of a thermal silicon oxide film on the main surface of the n--type epitaxial layer 1B.

【0044】次に、前記n-型エピタキシャル層1Bの主
面上にゲート絶縁膜2を介在して導電膜3を形成する。
導電膜3は、例えばCVD法で堆積された多結晶珪素膜
で形成される。この多結晶珪素膜には抵抗値を低減する
不純物がその堆積中又は堆積後に導入される。
Next, a conductive film 3 is formed on the main surface of the n − type epitaxial layer 1B with the gate insulating film 2 interposed.
The conductive film 3 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film deposited by the CVD method. Impurities that reduce the resistance value are introduced into the polycrystalline silicon film during or after the deposition.

【0045】次に、図4に示すように、前記導電膜3の
主面上にゲート電極及びゲート開口を形成するためのマ
スク20を形成する。マスク20は、例えば、フォトリ
ソグラフィ技術で形成されたフォトレジスト膜で形成さ
れる。
Next, as shown in FIG. 4, a mask 20 for forming a gate electrode and a gate opening is formed on the main surface of the conductive film 3. The mask 20 is formed of, for example, a photoresist film formed by a photolithography technique.

【0046】次に、前記マスク20をエッチングマスク
として使用し、前記導電膜3にパターンニングを施し、
図5に示すように、n-型エピタキシャル層1Bの主面の
第1領域にゲート電極3Aを形成すると共に、このゲー
ト電極3Aにゲート絶縁膜2の一部の表面を露出するゲ
ート開口3Bを形成する。この工程において、ゲート電
極3A、ゲート開口3Bの夫々は同一工程で形成される
ので、ゲート電極3Aに対するゲート開口3Bの位置ず
れを防止することができる。
Next, the conductive film 3 is patterned by using the mask 20 as an etching mask,
As shown in FIG. 5, a gate electrode 3A is formed in the first region of the main surface of the n − -type epitaxial layer 1B, and a gate opening 3B exposing a part of the surface of the gate insulating film 2 is formed in the gate electrode 3A. Form. In this step, since the gate electrode 3A and the gate opening 3B are formed in the same step, the displacement of the gate opening 3B with respect to the gate electrode 3A can be prevented.

【0047】次に、前記マスク20を除去する。Next, the mask 20 is removed.

【0048】次に、前記n-型エピタキシャル層1Bの主
面の第1領域に前記ゲート開口3Bを通してn型不純物
4を選択的に導入する。このn型不純物4は、図6に示
すように、n-型エピタキシャル層1Bの主面の第2領域
上を覆うマスク21及び前記ゲート電極3Aを不純物導
入用マスクとして使用するイオン打込み法で導入され
る。n型不純物4は、例えば、最終的な導入量が1011
〜1012[atoms/cm2]程度に設定された条件下におい
て導入される。マスク21は、例えば、フォトリソグラ
フィ技術で形成されたフォトレジスト膜で形成される。
Next, the n-type impurity 4 is selectively introduced into the first region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B through the gate opening 3B. As shown in FIG. 6, the n-type impurity 4 is introduced by an ion implantation method using the mask 21 covering the second region of the main surface of the n − -type epitaxial layer 1B and the gate electrode 3A as an impurity introduction mask. To be done. The n-type impurity 4 has, for example, a final introduction amount of 10 11
It is introduced under the conditions set to about 10 12 [atoms / cm 2 ]. The mask 21 is formed of, for example, a photoresist film formed by a photolithography technique.

【0049】次に、前記n-型エピタキシャル層1Bの主
面の第2領域に前記ゲート電極3Aに対して自己整合で
p型不純物5を選択的に導入する。このp型不純物5
は、図7に示すように、前記ゲート開口3B上を覆うマ
スク22及び前記ゲート電極3Aを不純物導入用マスク
として使用するイオン打込み法で導入される。p型不純
物5は、例えば、最終的な導入量が1013〜1014[at
oms/cm2]程度に設定された条件下において導入され
る。マスク22は、例えば、フォトリソグラフィ技術で
形成されたフォトレジスト膜で形成される。
Next, the p-type impurity 5 is selectively introduced into the second region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B in self-alignment with the gate electrode 3A. This p-type impurity 5
Is introduced by an ion implantation method using the mask 22 covering the gate opening 3B and the gate electrode 3A as an impurity introducing mask as shown in FIG. The p-type impurity 5 has a final introduction amount of 10 13 to 10 14 [at
oms / cm 2 ]. The mask 22 is formed of, for example, a photoresist film formed by a photolithography technique.

【0050】次に、熱拡散処理を施し、図8に示すよう
に、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領域
に、前記n型不純物4で、低抵抗領域であるn型半導体
領域4Aを形成すると共に、前記n-型エピタキシャル層
1Bの主面の第2領域に、前記p型不純物5で、チャネ
ル形成領域であるp型半導体領域5Aを形成する。この
工程において、ゲート電極3Aに対するゲート開口3B
の位置ずれが防止されているので、ゲート開口3Bを通
して導入されたn型不純物4からなるn型半導体領域
(低抵抗領域)4Aの位置ずれを防止することができる。
Next, as shown in FIG. 8, a thermal diffusion process is applied to the first region of the main surface of the n--type epitaxial layer 1B with the n-type impurity 4 and the n-type semiconductor which is a low resistance region. While forming the region 4A, the p-type impurity 5 is used to form a p-type semiconductor region 5A, which is a channel forming region, in the second region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B. In this step, the gate opening 3B for the gate electrode 3A
Of the n-type semiconductor region made of the n-type impurity 4 introduced through the gate opening 3B, since the displacement of the
(Low resistance region) It is possible to prevent the displacement of 4A.

【0051】次に、前記p型半導体領域5Aの主面の一
部の領域に前記ゲート電極3Aに対して自己整合でn型
不純物6を選択的に導入する。このn型不純物6は、図
9に示すように、前記ゲート開口3B上を覆い、かつ前
記p型半導体領域5Aの主面の他部の領域上を覆うマス
ク23及び前記ゲート電極3Aを不純物導入用マスクと
して使用するイオン打込み法で導入される。n型不純物
6は、例えば、最終的な導入量が1015〜1016[atom
s/cm2]程度に設定された条件下において導入される。
マスク23は、例えば、フォトリソグラフィ技術で形成
されたフォトレジスト膜で形成される。
Next, the n-type impurity 6 is selectively introduced into a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A in self-alignment with the gate electrode 3A. As shown in FIG. 9, the n-type impurity 6 is introduced into the gate electrode 3A and the mask 23 that covers the gate opening 3B and covers the other region of the main surface of the p-type semiconductor region 5A. It is introduced by the ion implantation method used as a mask. The n-type impurity 6 has, for example, a final introduction amount of 10 15 to 10 16 [atom
s / cm 2 ].
The mask 23 is formed of, for example, a photoresist film formed by a photolithography technique.

【0052】次に、熱拡散処理を施し、図10に示すよ
うに、前記p型半導体領域5Aの主面の一部の領域に、
前記n型不純物6で、ソース領域であるn+型半導体領域
6Aを形成する。この工程により、n型半導体領域(低
抵抗領域)4Aとn+型半導体領域(チャネル形成領域)6
Aとの間の距離でチャネル長が規定されるMISFET
Qが形成される。
Next, a thermal diffusion process is performed, and as shown in FIG. 10, a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A is
The n-type impurity 6 forms the n + -type semiconductor region 6A which is the source region. Through this step, the n-type semiconductor region (low resistance region) 4A and the n + -type semiconductor region (channel formation region) 6
MISFET whose channel length is defined by the distance from A
Q is formed.

【0053】次に、前記ゲート電極3A上を含むn-型エ
ピタキシャル層1Bの主面上の全面にPSG膜からなる
層間絶縁膜7を形成し、その後、図11に示すように、
前記層間絶縁膜7に、前記p型半導体領域5Aの主面の
一部の領域及びn+型半導体領域6Aの主面の一部の領域
を露出する接続孔8を形成する。
Next, an interlayer insulating film 7 made of a PSG film is formed on the entire main surface of the n-type epitaxial layer 1B including the gate electrode 3A, and thereafter, as shown in FIG.
A connection hole 8 is formed in the interlayer insulating film 7 to expose a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A and a part of the main surface of the n + type semiconductor region 6A.

【0054】次に、前記p型半導体領域5Aの主面に接
続孔8を通してp型不純物をイオン打込み法で選択的に
導入し、p型半導体領域5Aの主面にコンタクト領域で
あるp+型半導体領域9を形成する。
Next, p-type impurities are selectively introduced into the main surface of the p-type semiconductor region 5A through the connection hole 8 by an ion implantation method, and a p + type semiconductor which is a contact region is formed on the main surface of the p-type semiconductor region 5A. Region 9 is formed.

【0055】次に、前記n+型半導体領域6A、p+型半導
体領域9の夫々に電気的に接続されるソース配線10A
を形成すると共に、前記ゲート電極3Aに電気的に接続
されるゲート配線(10B)を形成する。
Next, a source wiring 10A electrically connected to each of the n + type semiconductor region 6A and the p + type semiconductor region 9 is formed.
And a gate wiring (10B) electrically connected to the gate electrode 3A.

【0056】次に、前記ソース配線10A上及びゲート
配線(10B)上を含むn-型エピタキシャル層1Bの主面
上の全面にポリイミド樹脂膜からなる最終保護膜11を
形成する。この後、半導体基体1の裏面にドレイン電極
12を形成することにより、MISFETQを有するパ
ワートランジスタがほぼ完成する。
Next, a final protective film 11 made of a polyimide resin film is formed on the entire main surface of the n--type epitaxial layer 1B including the source wiring 10A and the gate wiring (10B). After that, the drain electrode 12 is formed on the back surface of the semiconductor substrate 1, whereby the power transistor having the MISFET Q is almost completed.

【0057】なお、前述の製造プロセスにおいて、n型
半導体領域4Aの工程は削除してもよい。
In the manufacturing process described above, the step of the n-type semiconductor region 4A may be omitted.

【0058】このように、本実施形態によれば以下の作
用効果が得られる。
As described above, according to this embodiment, the following operational effects can be obtained.

【0059】(1)MISFETQを有するパワートラ
ンジスタ(半導体装置)の製造方法において、ドレイン領
域であるn-型エピタキシャル層1の主面上にゲート絶縁
膜2を介在して導電膜3を形成する工程と、前記導電膜
3にパターンニングを施し、前記n-型エピタキシャル層
1Bの主面の第1領域上にゲート電極3Aを形成すると
共に、このゲート電極にゲート開口3Bを形成する工程
と、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第2領域に
前記ゲート電極3Aに対して自己整合で導入されたp型
不純物5で、チャネル形成領域であるp型半導体領域5
Aを形成する工程と、前記p型半導体領域5Aの主面に
前記ゲート電極3Aに対して自己整合で導入されたn型
不純物6で、ソース領域であるn+型半導体領域6A形成
する工程とを備える。
(1) In a method of manufacturing a power transistor (semiconductor device) having a MISFET Q, a step of forming a conductive film 3 on the main surface of an n − type epitaxial layer 1 which is a drain region with a gate insulating film 2 interposed. And patterning the conductive film 3 to form a gate electrode 3A on the first region of the main surface of the n − type epitaxial layer 1B, and forming a gate opening 3B in the gate electrode, With the p-type impurity 5 introduced in the second region of the main surface of the n − -type epitaxial layer 1B in self-alignment with the gate electrode 3A, the p-type semiconductor region 5 serving as a channel forming region is formed.
A step of forming A, and a step of forming an n + type semiconductor region 6A, which is a source region, with the n type impurity 6 introduced in the main surface of the p type semiconductor region 5A in self-alignment with the gate electrode 3A. Prepare

【0060】これにより、ゲート電極3A、ゲート開口
3Bの夫々を同一工程で形成するので、ゲート電極3A
に対するゲート開口3Bの位置ずれを防止することがで
きる。この結果、低抵抗領域であるn型半導体領域4A
を形成しない場合、チャネル形成領域であるp型半導体
領域5Aとゲート電極とが重ならない目空き領域(15)
の発生を抑制することができるので、MISFETQの
チャネル形成領域(p型半導体領域5A)とドレイン領
域(n-型エピタキシャル層1B)との間のpn接合部での
接合耐圧の劣化を防止することができる。
As a result, since the gate electrode 3A and the gate opening 3B are formed in the same process, the gate electrode 3A
It is possible to prevent the displacement of the gate opening 3B with respect to. As a result, the n-type semiconductor region 4A which is a low resistance region
In the case where the gate electrode is not formed, the p-type semiconductor region 5A which is the channel formation region and the gate electrode do not overlap with each other.
Of the MISFETQ, it is possible to prevent the deterioration of the junction breakdown voltage at the pn junction between the channel formation region (p-type semiconductor region 5A) and the drain region (n-type epitaxial layer 1B) of the MISFETQ. You can

【0061】また、チャネル層が確実に形成されるの
で、MISFETQのしきい値電圧の変動を防止するこ
とができる。
Further, since the channel layer is surely formed, it is possible to prevent the threshold voltage of the MISFET Q from changing.

【0062】また、チャネル層が確実に形成されるの
で、パワートランジスタに塔載される複数のMISFE
TQの夫々の電気特性を均一にすることができる。
Further, since the channel layer is surely formed, a plurality of MISFEs mounted on the power transistor are mounted.
The electrical characteristics of each TQ can be made uniform.

【0063】(2)前記(1)に記載のパワートランジ
スタ(半導体装置)の製造方法において、前記ドレイン
領域であるn-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領域
に前記ゲート開口3Bを通して導入されたn型不純物4
で、低抵抗領域であるn型半導体領域4Aを形成する工
程を備える。
(2) In the method of manufacturing a power transistor (semiconductor device) described in (1) above, the power transistor (semiconductor device) is introduced into the first region of the main surface of the n − type epitaxial layer 1B, which is the drain region, through the gate opening 3B. N-type impurities 4
Then, a step of forming the n-type semiconductor region 4A which is a low resistance region is provided.

【0064】これにより、ゲート電極3Aに対するゲー
ト開口3Bの位置ずれを防止することができるので、低
抵抗領域であるn型半導体領域4Aの位置ずれを防止す
るこができる。この結果、低抵抗領域であるn型半導体
領域4Aとチャネル形成領域であるp型半導体領域5A
とが重なる重複領域(15)の発生を抑制することができ
るので、MISFETQのパンチスルー耐圧の劣化を防
止することができる。
As a result, displacement of the gate opening 3B with respect to the gate electrode 3A can be prevented, and displacement of the n-type semiconductor region 4A, which is a low resistance region, can be prevented. As a result, the n-type semiconductor region 4A which is a low resistance region and the p-type semiconductor region 5A which is a channel forming region are formed.
Since it is possible to suppress the occurrence of the overlapping region (15) in which the and are overlapped with each other, it is possible to prevent the punch through breakdown voltage of the MISFET Q from being deteriorated.

【0065】なお、前記ゲート開口3Bの平面形状は、
図12(要部平面図)に示すように、円に近い多角形で形
成してもよい。
The planar shape of the gate opening 3B is
As shown in FIG. 12 (plan view of the main part), it may be formed in a polygonal shape close to a circle.

【0066】また、ゲート開口3Bは、図2及び図12
に示すように、パターン開口3Cの中央に配置する。こ
れは、チャネル形成領域であるp型半導体領域5Aがパ
ターン開口3Cを通して導入されたp型不純物5で構成
され、低抵抗領域であるn型半導体領域4Aがゲート開
口3Bを通して導入されたn型不純物4で構成されるの
で、ゲート開口3Bとパターン開口3Cとが幾何学的に
等距離であることが必須である。ゲート開口3Bの平面
積を大きくすると、ゲート容量とオン抵抗は小さくする
ことができるがゲート抵抗が増加してしまう。逆に、ゲ
ート開口3Bを小さくすると、ゲート容量とオン抵抗と
を小さくすることができなくなる。図2及び図12に示
すように、三角配置のMISFETQの場合、ゲート開
口3Bの平面形状を三角形又は円に近い多角形にする
と、前述した条件を満たせる。
Further, the gate opening 3B is formed in the structure shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, the pattern opening 3C is arranged at the center. This is because the p-type semiconductor region 5A which is the channel forming region is composed of the p-type impurity 5 introduced through the pattern opening 3C, and the n-type semiconductor region 4A which is the low resistance region is introduced through the gate opening 3B. It is essential that the gate opening 3B and the pattern opening 3C are geometrically equidistant. If the plane area of the gate opening 3B is increased, the gate capacitance and ON resistance can be reduced, but the gate resistance will increase. On the contrary, if the gate opening 3B is made smaller, the gate capacitance and the on-resistance cannot be made smaller. As shown in FIG. 2 and FIG. 12, in the case of the MISFET Q having the triangular arrangement, if the planar shape of the gate opening 3B is a triangle or a polygon close to a circle, the above condition can be satisfied.

【0067】(実 施 形 態 2)図13乃至図17は、
本発明の実施形態2であるパワートランジスタ(半導体
装置)の製造方法を説明するための断面図である。
(Embodiment 2) FIGS. 13 to 17 show
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the power transistor (semiconductor device) according to the second embodiment of the present invention.

【0068】まず、単結晶珪素からなるn+型半導体基板
1Aの主面上にn-型エピタキシャル層(第1導電型の半
導体領域)1Bが形成された半導体基体1を用意する。
First, a semiconductor substrate 1 in which an n-type epitaxial layer (first conductivity type semiconductor region) 1B is formed on the main surface of an n + type semiconductor substrate 1A made of single crystal silicon is prepared.

【0069】次に、熱酸化処理を施し、前記n-型エピタ
キシャル層1Bの主面上に熱酸化珪素膜からなるゲート
絶縁膜2を形成する。
Next, a thermal oxidation process is performed to form a gate insulating film 2 made of a thermal silicon oxide film on the main surface of the n − type epitaxial layer 1B.

【0070】次に、前述の実施形態1と同様に、前記n-
型エピタキシャル層1Bの主面上にゲート絶縁膜2を介
在して導電膜(3)を形成する。
Next, as in the first embodiment, the n-
A conductive film (3) is formed on the main surface of the type epitaxial layer 1B with the gate insulating film 2 interposed.

【0071】次に、前記導電膜(3)にパターンニング
を施し、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領
域上にゲート電極3Aを形成すると共に、このゲート電
極3Aにゲート絶縁膜3Aの主面の一部の領域を露出す
るゲート開口3Bを形成する。この工程において、ゲー
ト電極3A、ゲート開口3Bの夫々は同一工程で形成さ
れるので、ゲート電極3Aに対するゲート開口3Bの位
置ずれを防止することができる。なお、このパターンニ
ング工程は、前述の実施形態1と同様に、フォトレジス
ト膜からなるマスクをエッチングマスクとして使用する
エッチング技術で行なわれる。
Next, the conductive film (3) is patterned to form a gate electrode 3A on the first region of the main surface of the n--type epitaxial layer 1B, and the gate electrode 3A is covered with a gate insulating film. A gate opening 3B is formed to expose a part of the main surface of 3A. In this step, since the gate electrode 3A and the gate opening 3B are formed in the same step, the displacement of the gate opening 3B with respect to the gate electrode 3A can be prevented. Note that this patterning step is performed by an etching technique using a mask made of a photoresist film as an etching mask, as in the first embodiment described above.

【0072】次に、前記n-型エピタキシャル層1Bの主
面の第1領域に前記ゲート開口3Bを通してn型不純物
4を選択的に導入すると共に、前記n-型エピタキシャル
層1Bの主面の第2領域に前記ゲート電極3Aに対して
自己整合で前記n型不純物4を選択的に導入する。この
n型不純物4は、図13に示すように、ゲート電極3A
を不純物導入用マスクとして使用するイオン打込み法で
導入される。n型不純物4は、例えば、最終的な導入量
が1011〜1012[atoms/cm2]程度に設定された条件
下において導入される。
Next, the n-type impurity 4 is selectively introduced into the first region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B through the gate opening 3B, and the first surface of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B is removed. The n-type impurity 4 is selectively introduced into the two regions in self-alignment with the gate electrode 3A. This n-type impurity 4 is, as shown in FIG.
Is introduced by an ion implantation method using as a mask for introducing impurities. The n-type impurity 4 is introduced, for example, under the condition that the final introduction amount is set to about 10 11 to 10 12 [atoms / cm 2 ].

【0073】次に、前記n-型エピタキシャル層1Bの主
面の第2領域に前記ゲート電極3Aに対して自己整合で
前記n型不純物4の導入量に比べて導入量が高めに設定
されたp型不純物5を選択的に導入する。このp型不純
物5は、図14に示すように、前記ゲート開口3B上を
覆うマスク30及び前記ゲート電極3Aを不純物導入用
マスクとして使用するイオン打込み法で導入される。p
型不純物5は、例えば、最終的な導入量が1013〜10
14[atoms/cm2]程度に設定された条件下において導入
される。マスク30は、例えば、フォトリソグラフィ技
術で形成されたフォトレジスト膜で形成される。
Next, the introduction amount of the n-type impurity 4 was set higher than the introduction amount of the n-type impurity 4 in self-alignment with the gate electrode 3A in the second region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B. The p-type impurity 5 is selectively introduced. As shown in FIG. 14, the p-type impurity 5 is introduced by an ion implantation method using the mask 30 covering the gate opening 3B and the gate electrode 3A as an impurity introduction mask. p
The type impurity 5 has, for example, a final introduction amount of 10 13 to 10 10.
It is introduced under the conditions set to about 14 [atoms / cm 2 ]. The mask 30 is formed of, for example, a photoresist film formed by a photolithography technique.

【0074】次に、熱拡散処理を施し、図15に示すよ
うに、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領域
に、前記n型不純物4で、低抵抗領域であるn型半導体
領域4Aを形成すると共に、前記n-型エピタキャル層1
Bの主面の第2領域に前記p型不純物5で、p型半導体
領域5Aを形成する。この工程において、n-型エピタキ
シャル層1Bの主面の第2領域にはn型不純物4、p型
不純物5の夫々が導入されているが、p型不純物5の導
入量がn型不純物4の導入量に比べて一桁程度高いの
で、n-型エピタキシャル層1Bの主面の第2領域にはp
型半導体領域5Aが形成される。また、ゲート電極3A
に対するゲート開口3Bの位置ずれが防止されているの
で、ゲート開口3Bを通して導入されたn型不純物4か
らなるn型半導体領域(低抵抗領域)4Aの位置ずれを防
止することができる。
Next, as shown in FIG. 15, a thermal diffusion process is applied to the first region of the main surface of the n − type epitaxial layer 1B, and the n type impurity 4 is added to the n type semiconductor which is a low resistance region. The n-type epitaxy layer 1 is formed while forming the region 4A.
A p-type semiconductor region 5A is formed of the p-type impurity 5 in the second region of the main surface of B. In this step, the n-type impurity 4 and the p-type impurity 5 are respectively introduced into the second region of the main surface of the n − -type epitaxial layer 1B, but the p-type impurity 5 is introduced in the second region on the main surface. Since it is about one digit higher than the introduced amount, p is formed in the second region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B.
The type semiconductor region 5A is formed. In addition, the gate electrode 3A
Since the gate opening 3B is prevented from being displaced relative to the gate opening 3B, it is possible to prevent the displacement of the n-type semiconductor region (low resistance region) 4A made of the n-type impurity 4 introduced through the gate opening 3B.

【0075】次に、前記p型半導体領域5Aの主面の一
部の領域に前記ゲート電極3Aに対して自己整合でn型
不純物6を選択的に導入する。このn型不純物6は、図
16に示すように、前記ゲート開口3B上を覆い、かつ
前記p型半導体領域5Aの主面の他部の領域上を覆うマ
スク31及び前記ゲート電極3Aを不純物導入用マスク
として使用するイオン打込み法で導入される。n型不純
物6は、例えば、最終的な導入量が1015〜1016[at
oms/cm2]程度に設定された条件下において導入され
る。マスク31は、例えば、フォトリソグラフィ技術で
形成されたフォトレジスト膜で形成される。
Next, an n-type impurity 6 is selectively introduced into a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A in self-alignment with the gate electrode 3A. As shown in FIG. 16, the n-type impurity 6 is introduced into the gate electrode 3A and the mask 31 that covers the gate opening 3B and covers the other region of the main surface of the p-type semiconductor region 5A. It is introduced by the ion implantation method used as a mask. The final introduction amount of the n-type impurity 6 is, for example, 10 15 to 10 16 [at
oms / cm 2 ]. The mask 31 is formed of, for example, a photoresist film formed by a photolithography technique.

【0076】次に、熱拡散処理を施し、図17に示すよ
うに、前記p型半導体領域5Aの主面の一部の領域に、
前記n型不純物6で、ソース領域であるn+型半導体領域
6Aを形成する。この工程により、n型半導体領域(低
抵抗領域)4Aとn+型半導体領域(チャネル形成領域)6
Aとの間の距離でチャネル長が規定されるMISFET
Qが形成される。
Next, a thermal diffusion process is performed, and as shown in FIG. 17, a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A is
The n-type impurity 6 forms the n + -type semiconductor region 6A which is the source region. Through this step, the n-type semiconductor region (low resistance region) 4A and the n + -type semiconductor region (channel formation region) 6
MISFET whose channel length is defined by the distance from A
Q is formed.

【0077】次に、前述の実施形態1と同様に、層間絶
縁膜(7)、接続孔(8)、コンタクト領域であるp+型半導
体領域(9)、ソース配線(10A)、ゲート配線(10
B)、最終保護膜(11)、ドレイン電極(12)の夫々を
形成することにより、MISFETQを有するパワート
ランジスタがほぼ完成する。
Next, as in the first embodiment, the interlayer insulating film (7), the connection hole (8), the p + type semiconductor region (9) which is a contact region, the source wiring (10A), and the gate wiring (10).
By forming each of B), the final protective film 11 and the drain electrode 12, the power transistor having the MISFET Q is almost completed.

【0078】なお、前述の製造プロセスにおいて、n型
半導体領域4Aの工程は削除してもよい。
In the manufacturing process described above, the step of the n-type semiconductor region 4A may be omitted.

【0079】このように、本実施形態によれば、前述の
実施形態1と同様の効果が得られると共に、n-型エピタ
キャル層1Bの主面の第1領域にゲート開口3Bを通し
てn型不純物4を選択的に導入する時のマスクを廃止す
ることができるので、前述の実施形態1に比べてホトリ
ソグラフィ工程(塗布、ベーク処理、露光処理、現像処
理等)を1工程削除することができる。
As described above, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the n-type impurity 4 is formed through the gate opening 3B in the first region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B. Since the mask used for selectively introducing can be eliminated, one photolithography process (coating, baking process, exposure process, development process, etc.) can be eliminated as compared with the first embodiment.

【0080】(実 施 形 態 3)図18乃至図22は、
本発明の実施形態3であるパワートランジスタ(半導体
装置)の製造方法を説明するための断面図である。
(Embodiment 3) FIGS. 18 to 22 show
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the power transistor (semiconductor device) according to the third embodiment of the present invention.

【0081】まず、単結晶珪素からなるn+型半導体基板
1Aの主面上にn-型エピタキシャル層(第1導電型の半
導体領域)1Bが形成された半導体基体1を用意する。
First, a semiconductor substrate 1 in which an n--type epitaxial layer (first conductivity type semiconductor region) 1B is formed on the main surface of an n + type semiconductor substrate 1A made of single crystal silicon is prepared.

【0082】次に、熱酸化処理を施し、前記n-型エピタ
キシャル層1Bの主面上に熱酸化珪素膜からなるゲート
絶縁膜2を形成する。
Next, a thermal oxidation process is performed to form a gate insulating film 2 made of a thermal silicon oxide film on the main surface of the n--type epitaxial layer 1B.

【0083】次に、前述の実施形態1と同様に、前記n-
型エピタキシャル層1Bの主面上にゲート絶縁膜2を介
在して導電膜(3)を形成する。
Next, as in the first embodiment, the n-
A conductive film (3) is formed on the main surface of the type epitaxial layer 1B with the gate insulating film 2 interposed.

【0084】次に、前記導電膜(3)にパターンニング
を施し、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領
域上にゲート電極3Aを形成すると共に、このゲート電
極3Aにゲート絶縁膜3Aの主面の一部の領域を露出す
る開口3Bを形成する。この工程において、ゲート電極
3A、ゲート開口3Bの夫々は同一工程で形成されるの
で、ゲート電極3Aに対するゲート開口3Bの位置ずれ
を防止することができる。なお、このパターンニング工
程は、前述の実施形態1と同様に、フォトレジスト膜か
らなるマスクをエッチングマスクとして使用するエッチ
ング技術で行なわれる。
Next, the conductive film (3) is patterned to form a gate electrode 3A on the first region of the main surface of the n--type epitaxial layer 1B, and the gate electrode 3A is covered with a gate insulating film. An opening 3B is formed to expose a part of the main surface of 3A. In this step, since the gate electrode 3A and the gate opening 3B are formed in the same step, the displacement of the gate opening 3B with respect to the gate electrode 3A can be prevented. Note that this patterning step is performed by an etching technique using a mask made of a photoresist film as an etching mask, as in the first embodiment described above.

【0085】次に、前記n-型エピタキシャル層1Bの主
面の第2領域に前記ゲート電極3Aに対して自己整合で
p型不純物5を選択的に導入する。このp型不純物5
は、図18に示すように、ゲート開口3B上を覆うマス
ク40及び前記ゲート電極3Aを不純物導入用マスクと
して使用するイオン打込み法で導入される。p型不純物
5は、例えば、最終的な導入量が1013〜1014[atom
s/cm2]程度に設定された条件下において導入される。
マスク40は、例えば、フォトリソグラフィ技術で形成
されたフォトレジスト膜で形成される。
Next, the p-type impurity 5 is selectively introduced into the second region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B in self-alignment with the gate electrode 3A. This p-type impurity 5
18 is introduced by an ion implantation method using the mask 40 covering the gate opening 3B and the gate electrode 3A as an impurity introduction mask, as shown in FIG. The p-type impurity 5 has, for example, a final introduction amount of 10 13 to 10 14 [atom
s / cm 2 ].
The mask 40 is formed of, for example, a photoresist film formed by a photolithography technique.

【0086】次に、熱拡散処理を施し、図19に示すよ
うに、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第2領域
に、前記p型不純物5で、チャネル形成領域であるp型
半導体領域5Aを形成する。
Then, a thermal diffusion process is performed, and as shown in FIG. 19, the p-type impurity 5 is added to the second region of the main surface of the n − -type epitaxial layer 1B to form a p-type semiconductor which is a channel forming region. Region 5A is formed.

【0087】次に、前記p型半導体領域5Aの主面の一
部の領域に前記ゲート電極3Aに対して自己整合でn型
不純物6を選択的に導入する。このn型不純物6は、図
20に示すように、前記ゲート開口3B上を覆い、かつ
前記p型半導体領域5Aの主面の他部の領域上を覆うマ
スク41及び前記ゲート電極3Aを不純物導入用マスク
として使用するイオン打込み法で導入される。n型不純
物6は、例えば、最終的な導入量が1015〜1016[at
oms/cm2]程度に設定された条件下において導入され
る。マスク41は、例えば、フォトリソグラフィ技術で
形成されたフォトレジスト膜で形成される。
Then, the n-type impurity 6 is selectively introduced into a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A in self-alignment with the gate electrode 3A. As shown in FIG. 20, the n-type impurity 6 is introduced into the mask 41 and the gate electrode 3A that cover the gate opening 3B and cover the other region of the main surface of the p-type semiconductor region 5A. It is introduced by the ion implantation method used as a mask. The final introduction amount of the n-type impurity 6 is, for example, 10 15 to 10 16 [at
oms / cm 2 ]. The mask 41 is formed of, for example, a photoresist film formed by a photolithography technique.

【0088】次に、熱拡散処理を施し、前記p型半導体
領域5Aの主面の一部の領域に、前記n型不純物6で、
ソース領域であるn+型半導体領域6Aを形成する。
Next, a thermal diffusion process is performed, and the n-type impurity 6 is added to a part of the main surface of the p-type semiconductor region 5A.
An n + type semiconductor region 6A which is a source region is formed.

【0089】次に、熱酸化処理を施し、前記n+型半導体
領域6Aの主面上に増速酸化絶縁膜13を形成する。こ
の工程において、p型半導体領域5Aの主面の他部の領
域上及びn-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領域上
にも増速酸化絶縁膜が形成されるが、増速酸化絶縁膜は
不純物濃度によって成長速度が異なるので、不純物濃度
が高いn+型半導体領域6Aの主面上に形成される増速酸
化絶縁膜13の膜厚は、不純物濃度が低いp型半導体領
域5Aの主面の他部の領域上及びn-型エピタキシャル層
1Bの主面の第1領域上に形成される増速酸化絶縁膜の
膜厚に比べて厚くなる。なお、前工程のマスク41で被
覆されなかったゲート電極3Aの表面上にも増速酸化絶
縁膜13が形成される。
Next, a thermal oxidation process is performed to form the accelerated oxide insulating film 13 on the main surface of the n + type semiconductor region 6A. In this step, the accelerated oxidation insulating film is formed on the other region of the main surface of the p-type semiconductor region 5A and also on the first region of the main surface of the n − type epitaxial layer 1B. Since the growth rate of the film varies depending on the impurity concentration, the film thickness of the accelerated oxidation insulating film 13 formed on the main surface of the n + type semiconductor region 6A having a high impurity concentration is the same as that of the p type semiconductor region 5A having a low impurity concentration. It becomes thicker than the film thickness of the accelerated oxidation insulating film formed on the other region of the surface and on the first region of the main surface of the n − type epitaxial layer 1B. The accelerated oxide insulating film 13 is also formed on the surface of the gate electrode 3A that is not covered with the mask 41 in the previous step.

【0090】次に、前記n-型エピタキシャル層1Bの主
面の第1領域上に前記ゲート開口3Bを通してn型不純
物4を選択的に導入する。このn型不純物4は、図21
に示すように、前記増速酸化絶縁膜13及び前記ゲート
電極3Aを不純物導入用マスクとして使用するイオン打
込み法で導入される。n型不純物4は、例えば、最終的
な導入量が1011〜1012[atoms/cm2]程度に設定さ
れた条件下において導入される。この工程において、p
型半導体領域5Aの主面の他部の領域にもn型不純物4
が導入される。
Next, the n-type impurity 4 is selectively introduced into the first region of the main surface of the n-type epitaxial layer 1B through the gate opening 3B. This n-type impurity 4 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the ion implantation method is used in which the accelerated oxide insulating film 13 and the gate electrode 3A are used as a mask for introducing impurities. The n-type impurity 4 is introduced, for example, under the condition that the final introduction amount is set to about 10 11 to 10 12 [atoms / cm 2 ]. In this process, p
The n-type impurity 4 is formed in the other region of the main surface of the type semiconductor region 5A.
Is introduced.

【0091】次に、前述の実施形態1と同様に層間絶縁
膜7、接続孔8の夫々を形成する。
Next, the interlayer insulating film 7 and the connection hole 8 are formed similarly to the first embodiment.

【0092】次に、前記p型半導体領域5Aの主面に前
記接続孔8を通してp型不純物をイオン打込み法で選択
的に導入する。このp型不純物は、例えば、最終的な導
入量が1015〜1016[atoms/cm2]程度に設定された
条件下において導入される。
Next, a p-type impurity is selectively introduced into the main surface of the p-type semiconductor region 5A through the connection hole 8 by an ion implantation method. This p-type impurity is introduced, for example, under the condition that the final introduction amount is set to about 10 15 to 10 16 [atoms / cm 2 ].

【0093】次に、熱拡散処理を施し、図22に示すよ
うに、前記n-型エピタキシャル層1Bの主面の第1領域
に、前記n型不純物4で、低抵抗領域であるn型半導体
領域4Aを形成すると共に、前記p型半導体領域5Aの
主面に、前記p型不純物で、コンタクト領域であるp+型
半導体領域9を形成する。この工程において、p型半導
体領域5Aの主面にはn型不純物4、p型不純物の夫々
が導入されているが、p型不純物の導入量がn型不純物
4の導入量に比べて四桁程度高いので、p型半導体領域
5Aの主面にはp+型半導体領域9が形成される。また、
この工程において、ゲート電極3Aに対するゲート開口
3Bの位置ずれが防止されているので、ゲート開口3B
を通して導入されたn型不純物4からなるn型半導体領
域(低抵抗領域)4Aの位置ずれを防止することができ
る。この工程により、n型半導体領域(低抵抗領域)4A
とn+型半導体領域(チャネル形成領域)6Aとの間の距離
でチャネル長が規定されるMISFETQが形成され
る。
Next, as shown in FIG. 22, a thermal diffusion process is applied to the first region of the main surface of the n--type epitaxial layer 1B by the n-type impurity 4 and the n-type semiconductor which is a low resistance region. While forming the region 4A, a p + type semiconductor region 9 which is a contact region is formed of the p type impurity on the main surface of the p type semiconductor region 5A. In this step, the n-type impurity 4 and the p-type impurity are introduced into the main surface of the p-type semiconductor region 5A, respectively. Since it is slightly high, the p + type semiconductor region 9 is formed on the main surface of the p type semiconductor region 5A. Also,
In this step, since the displacement of the gate opening 3B with respect to the gate electrode 3A is prevented, the gate opening 3B is prevented.
It is possible to prevent the displacement of the n-type semiconductor region (low resistance region) 4 </ b> A made of the n-type impurity 4 introduced through. By this process, the n-type semiconductor region (low resistance region) 4A
A MISFET Q whose channel length is defined by the distance between the n + type semiconductor region (channel forming region) 6A and the n + type semiconductor region (channel forming region) 6A is formed.

【0094】次に、前述の実施形態1と同様に、ソース
配線(10A)、ゲート配線(10B)、最終保護膜(1
1)、ドレイン電極(12)の夫々を形成することによ
り、MISFETQを有するパワートランジスタがほぼ
完成する。
Then, similarly to the first embodiment, the source wiring (10A), the gate wiring (10B) and the final protective film (1
1) By forming the drain electrode 12 respectively, the power transistor having the MISFET Q is almost completed.

【0095】なお、前述の製造プロセスにおいて、n型
半導体領域4Aの工程は削除してもよい。
In the manufacturing process described above, the step of n-type semiconductor region 4A may be omitted.

【0096】このように、本実施形態によれば、前述の
実施形態1と同様の効果が得られると共に、n-型エピタ
キシャル層1Bの主面の第1領域にゲート開口3Bを通
してn型不純物4を選択的に導入する時のフォトレジス
トマスクを廃止することができるので、前述の実施形態
1に比べてホトリソグラフィ工程(塗布、ベーク処理、
露光処理、現像処理等)を1工程削除することができ
る。
As described above, according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the n-type impurity 4 is formed in the first region of the main surface of the n--type epitaxial layer 1B through the gate opening 3B. Since it is possible to eliminate the photoresist mask when selectively introducing the photolithography process, the photolithography process (coating, baking process,
Exposure process, development process, etc.) can be eliminated by one step.

【0097】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
The inventions made by the present inventors are as follows.
Although specifically described based on the embodiment, the present invention
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the invention.

【0098】例えば、本発明は、図23及び図24(ゲ
ート電極の要部平面図)に示すように、ストライプ形状
のゲート電極3Aにゲート開口3Bが形成されたMIS
FETを有するパワートランジスタに適用できる。
For example, according to the present invention, as shown in FIGS. 23 and 24 (planar views of the main part of the gate electrode), a MIS in which a gate opening 3B is formed in a stripe-shaped gate electrode 3A.
It can be applied to a power transistor having a FET.

【0099】また、本発明は、等価回路的に、pnp型
バイポーラトランジスタ、MISFETの夫々で構成さ
れるIGBT(nsulated ate ipolar ransisto
r)を有するパワートランジスタ(半導体装置)に適用でき
る。
[0099] Further, the present invention, equivalent circuit, pnp-type bipolar transistor, IGBT (I nsulated G constituted by respective MISFET ate B ipolar T ransisto
It can be applied to a power transistor (semiconductor device) having r).

【0100】[0100]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0101】パワートランジスタ(半導体装置)に塔載
されるMISFETのパンチスルー耐圧の劣化を防止す
ることができる。
It is possible to prevent the punch through breakdown voltage of the MISFET mounted on the power transistor (semiconductor device) from being deteriorated.

【0102】パワートランジスタ(半導体装置)に塔載
されるMISFETのチャネル形成領域とドレイン領域
との間のpn接合部での接合耐圧の劣化を防止すること
ができる。
It is possible to prevent deterioration of the junction breakdown voltage at the pn junction between the channel formation region and the drain region of the MISFET mounted on the power transistor (semiconductor device).

【0103】パワートランジスタに塔載されるMISF
ETのしきい値電圧の変動を防止することができる。
MISF mounted on power transistor
It is possible to prevent fluctuations in the threshold voltage of ET.

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

【図1】本発明の実施形態1であるパワートランジスタ
のチップレイアウト図である。
FIG. 1 is a chip layout diagram of a power transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記パワートランジスタの要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of an essential part of the power transistor.

【図3】図2に示すA−Aの位置で切った断面図であ
る。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.

【図4】前記パワートランジスタの製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part for explaining a method for manufacturing the power transistor.

【図5】前記パワートランジスタの製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 5 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図6】前記パワートランジスタの製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part for explaining a method for manufacturing the power transistor.

【図7】前記パワートランジスタの製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 7 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図8】前記パワートランジスタの製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 8 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図9】前記パワートランジスタの製造方法を説明する
ための要部断面図である。
FIG. 9 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図10】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 10 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図11】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 11 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図12】前記パワートランジスタに塔載されるMIS
FETのゲート電極の変形例を示す要部平面図である。
FIG. 12 is a MIS mounted on the power transistor.
It is a principal part top view which shows the modification of the gate electrode of FET.

【図13】本発明の実施形態2であるパワートランジス
タの製造方法を説明するための要部断面図である。
FIG. 13 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor according to the second embodiment of the present invention.

【図14】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 14 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図15】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 15 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図16】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 16 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図17】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 17 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図18】本発明の実施形態3であるパワートランジス
タの製造方法を説明するための要部断面図である。
FIG. 18 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor according to the third embodiment of the present invention.

【図19】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 19 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図20】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 20 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図21】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 21 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the power transistor.

【図22】前記パワートランジスタの製造方法を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 22 is a fragmentary cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the power transistor.

【図23】パワートランジスタに塔載されるMISFE
Tのゲート電極の変形例を示す要部平面図である。
FIG. 23: MISFE mounted on a power transistor
It is a principal part top view which shows the modification of the gate electrode of T.

【図24】パワートランジスタに塔載されるMISFE
Tのゲート電極の変形例を示す要部平面図である。
FIG. 24: MISFE mounted on a power transistor
It is a principal part top view which shows the modification of the gate electrode of T.

【図25】従来のパワートランジスタの製造方法を説明
するための要部断面図である。
FIG. 25 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the conventional method for manufacturing the power transistor.

【図26】従来のパワートランジスタの製造方法を説明
するための要部断面図である。
FIG. 26 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the conventional method for manufacturing a power transistor.

【図27】従来のパワートランジスタの製造方法を説明
するための要部断面図である。
FIG. 27 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the conventional method for manufacturing a power transistor.

【図28】従来のパワートランジスタの製造方法を説明
するための要部断面図である。
FIG. 28 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the conventional method for manufacturing the power transistor.

【図29】従来のパワートランジスタの製造方法を説明
するための要部断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view of a main part for explaining a conventional method for manufacturing a power transistor.

【図30】従来のパワートランジスタの製造方法を説明
するための要部断面図である。
FIG. 30 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the conventional method for manufacturing a power transistor.

【図31】従来のパワートランジスタの製造方法を説明
するための要部断面図である。
FIG. 31 is a main-portion cross-sectional view for illustrating the conventional method for manufacturing a power transistor.

【図32】従来のパワートランジスタの問題点を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 32 is a main-portion cross-sectional view for explaining the problem of the conventional power transistor.

【図33】従来のパワートランジスタの問題点を説明す
るための要部断面図である。
FIG. 33 is a main-portion cross-sectional view for explaining the problem of the conventional power transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基体、1A…n+型半導体基板、1B…n-型エ
ピタキシャル層、2…ゲート絶縁膜、3…導電膜、3A
…ゲート電極、3B…ゲート開口、3C…パターン開
口、4…n型不純物、4A…n型半導体領域(低抵抗領
域)、5…p型不純物、5A…p型半導体領域(チャネル
形成領域)、6…n型不純物、6A…n+型半導体領域(ソ
ース領域)、7…層間絶縁膜、8…接続孔、9…p+型半
導体領域、10A…ソース配線、10B…ゲート配線、
11…最終保護膜、12…ドレイン電極、13…増速酸
化絶縁膜、14…重複領域、15…目空領域、16…半
導体チップ形成領域。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 1A ... n + type semiconductor substrate, 1B ... n- type epitaxial layer, 2 ... Gate insulating film, 3 ... Conductive film, 3A
... gate electrode, 3B ... gate opening, 3C ... pattern opening, 4 ... n type impurity, 4A ... n type semiconductor region (low resistance region), 5 ... p type impurity, 5A ... p type semiconductor region (channel forming region), 6 ... n-type impurities, 6A ... n + type semiconductor region (source region), 7 ... interlayer insulating film, 8 ... connection hole, 9 ... p + type semiconductor region, 10A ... source wiring, 10B ... gate wiring,
11 ... Final protective film, 12 ... Drain electrode, 13 ... Accelerated oxide insulating film, 14 ... Overlap region, 15 ... Blind region, 16 ... Semiconductor chip forming region.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 MISFETを有する半導体装置の製造
方法において、以下の工程(イ)乃至(ニ)製造方法を
備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (イ)ドレイン領域である第1導電型の半導体領域の主
面にゲート絶縁膜を介在して導電膜を形成する工程、
(ロ)前記導電膜にパターンニングを施し、前記第1導
電型の半導体領域の主面の第1領域上にゲート電極を形
成すると共に、このゲート電極にゲート開口を形成する
工程、(ハ)前記第1導電型の半導体領域の主面の第2
領域に前記ゲート電極に対して自己整合で導入された第
2導電型の不純物で、チャネル形成領域である第2導電
型の半導体領域を形成する工程、(ニ)前記第2導電型
の半導体領域の主面に前記ゲート電極に対して自己整合
で導入された第1導電型の不純物で、ソース領域である
第1導電型の半導体領域を形成する工程。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a MISFET, comprising the following steps (a) to (d) manufacturing methods. (A) A step of forming a conductive film with a gate insulating film interposed on the main surface of the first-conductivity-type semiconductor region, which is the drain region,
(B) a step of patterning the conductive film to form a gate electrode on the first region of the main surface of the first-conductivity-type semiconductor region, and forming a gate opening in the gate electrode; The second main surface of the semiconductor region of the first conductivity type
Forming a second-conductivity-type semiconductor region, which is a channel forming region, with a second-conductivity-type impurity introduced into the region in a self-aligned manner with respect to the gate electrode; Forming a first-conductivity-type semiconductor region, which is a source region, on the main surface of the first-conductivity-type impurity introduced in self-alignment with the gate electrode.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置の製造方法
において、前記ドレイン領域である第1導電型の半導体
領域の主面の第1領域に前記ゲート開口を通して導入さ
れた第1導電型の不純物で、低抵抗領域である第1導電
型の半導体領域を形成する工程を備えたことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type semiconductor layer is introduced into the first region of the main surface of the first conductivity type semiconductor region, which is the drain region, through the gate opening. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a first conductivity type semiconductor region, which is a low resistance region, with impurities.
【請求項3】 MISFETを有する半導体装置の製造
方法において、下記の工程(イ)乃至(ヘ)を備えたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 (イ)ドレイン領域である第1導電型の第1半導体領域
の主面にゲート絶縁膜を介在して導電膜を形成する工
程、(ロ)前記導電膜にパターンニングを施し、前記第
1導電型の第1半導体領域の主面の第1領域上にゲート
電極を形成すると共に、このゲート電極にゲート開口を
形成する工程、(ハ)前記第1導電型の第1半導体領域
の主面の第1領域に前記ゲート開口を通して第1導電型
の第1不純物を選択的に導入する工程、(ニ)前記第1
導電型の第1半導体領域の主面の第2領域に前記ゲート
電極に対して自己整合で第2導電型の第2不純物を選択
的に導入する工程、(ホ)熱拡散処理を施し、前記第1
導電型の第1不純物で、低抵抗領域である第1導電型の
第2半導体領域を形成すると共に、前記第2導電型の第
2不純物で、チャネル形成領域である第2導電型の第3
半導体領域を形成する工程、(ヘ)前記第2導電型の第
3半導体領域の主面に前記ゲート電極に対して自己整合
で第1導電型の第3不純物を選択的に導入し、この第1
導電型の第3不純物で、ソース領域である第1導電型の
第4半導体領域を形成する工程。
3. A method of manufacturing a semiconductor device having a MISFET, comprising the following steps (a) to (f): (A) a step of forming a conductive film on the main surface of a first semiconductor region of the first conductivity type, which is a drain region, with a gate insulating film interposed; (b) patterning the conductive film to form the first conductive film; Forming a gate electrode on the first region of the main surface of the first semiconductor region of the first type, and forming a gate opening in the gate electrode, (C) the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type Selectively introducing a first impurity of a first conductivity type into a first region through the gate opening; (d) the first
A step of selectively introducing a second impurity of the second conductivity type into the second region of the main surface of the first semiconductor region of the conductivity type in a self-aligned manner with respect to the gate electrode; First
The first impurity of the conductivity type forms the second semiconductor region of the first conductivity type which is a low resistance region, and the second impurity of the second conductivity type forms the third semiconductor of the second conductivity type which is the channel formation region.
Forming a semiconductor region, (f) selectively introducing a third impurity of the first conductivity type into the main surface of the third semiconductor region of the second conductivity type by self-alignment with the gate electrode. 1
A step of forming a fourth semiconductor region of a first conductivity type, which is a source region, with a third impurity of a conductivity type.
【請求項4】 請求項3に記載の半導体装置の製造方法
において、前記第1導電型の第1不純物は、前記第1導
電型の第1半導体領域の主面の第2領域上を覆う第1マ
スク及び前記ゲート電極を不純物導入用マスクとして使
用するイオン打込み法で導入され、前記第2導電型の第
2不純物は、前記ゲート開口上を覆う第2マスク及び前
記ゲート電極を不純物導入用マスクとして使用するイオ
ン打込み法で導入され、前記第1導電型の第3不純物
は、前記ゲート開口上を覆う第3マスク及び前記ゲート
電極を不純物導入用マスクとして使用するイオン打込み
法で導入されることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the first impurity of the first conductivity type covers the second region of the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type. 1 mask and the second electrode of the second conductivity type, which is introduced by an ion implantation method using the gate electrode as an impurity introduction mask, the second mask that covers the gate opening and the gate electrode is an impurity introduction mask. And the third impurity of the first conductivity type is introduced by an ion implantation method using the third mask covering the gate opening and the gate electrode as an impurity introduction mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】 MISFETを有する半導体装置の製造
方法において、下記の工程(イ)乃至(ヘ)を備えたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 (イ)ドレイン領域である第1導電型の第1半導体領域
の主面にゲート絶縁膜を介在して導電膜を形成する工
程、(ロ)前記導電膜にパターンニングを施し、前記第
1導電型の第1半導体領域の主面の第1領域上にゲート
電極を形成すると共に、このゲート電極にゲート開口を
形成する工程、(ハ)前記第1導電型の第1半導体領域
の主面の第1領域に前記ゲート開口を通して第1導電型
の第1不純物を選択的に導入すると共に、前記第1導電
型の第1半導体領域の主面の第2領域に前記ゲート電極
に対して自己整合で前記第1導電型の第1不純物を選択
的に導入する工程、(ニ)前記第1導電型の第1半導体
領域の主面の第2領域に前記ゲート電極に対して自己整
合で前記第1導電型の第1不純物の導入量に比べて導入
量が高めに設定された第2導電型の第2不純物を選択的
に導入する工程、(ホ)熱拡散処理を施し、前記第1導
電型の第1不純物で、低抵抗領域である第1導電型の第
2半導体領域を形成すると共に、前記第2導電型の第2
不純物で、チャネル形成領域である第2導電型の第3半
導体領域を形成する工程、(ヘ)前記第2導電型の第3
半導体領域の主面に前記ゲート電極に対して自己整合で
第1導電型の第3不純物を選択的に導入し、この第1導
電型の第3不純物で、ソース領域である第1導電型の第
4半導体領域を形成する工程。
5. A method of manufacturing a semiconductor device having a MISFET, comprising the following steps (a) to (f): (A) a step of forming a conductive film on the main surface of a first semiconductor region of the first conductivity type, which is a drain region, with a gate insulating film interposed; (b) patterning the conductive film to form the first conductive film; Forming a gate electrode on the first region of the main surface of the first semiconductor region of the first type, and forming a gate opening in the gate electrode, (C) the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type A first impurity of the first conductivity type is selectively introduced into the first region through the gate opening, and self-aligned with the gate electrode in the second region of the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type. Selectively introducing the first impurity of the first conductivity type with (d) the second region of the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type is self-aligned with the gate electrode in the second region. The introduction amount is set higher than the introduction amount of the first conductivity type impurity. A step of selectively introducing a second impurity of the second conductivity type, and (e) a thermal diffusion treatment, and a second semiconductor region of the first conductivity type that is the first impurity of the first conductivity type and is a low resistance region. And forming a second conductive type second
Forming a second conductive type third semiconductor region, which is a channel forming region, with impurities; (f) the second conductive type third
A third impurity of the first conductivity type is selectively introduced into the main surface of the semiconductor region in self-alignment with the gate electrode, and the third impurity of the first conductivity type is used to remove the impurities of the first conductivity type of the source region. A step of forming a fourth semiconductor region.
【請求項6】 請求項5に記載の半導体装置の製造方法
において、前記第1導電型の第1不純物は、前記ゲート
電極を不純物導入用マスクとして使用するイオン打込み
法で導入され、前記第2導電型の第2不純物は、前記ゲ
ート開口上を覆う第1マスク及び前記ゲート電極を不純
物導入用マスクとして使用するイオン打込み法で導入さ
れ、前記第1導電型の第3不純物は、前記ゲート開口上
を覆う第2マスク及び前記ゲート電極を不純物導入用マ
スクとして使用するイオン打込み法で導入されることを
特徴とする半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the first impurity of the first conductivity type is introduced by an ion implantation method using the gate electrode as an impurity introduction mask, and the second impurity is added. The second impurity of the conductive type is introduced by an ion implantation method using the first mask covering the gate opening and the gate electrode as a mask for introducing impurities, and the third impurity of the first conductive type is added to the gate opening. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized by being introduced by an ion implantation method using the second mask covering the above and the gate electrode as a mask for introducing impurities.
【請求項7】 MISFETを有する半導体装置の製造
方法において、下記の工程(イ)乃至(チ)を備えたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 (イ)ドレイン領域である第1導電型の第1半導体領域
の主面にゲート絶縁膜を介在して導電膜を形成する工
程、(ロ)前記導電膜にパターンニングを施し、前記第
1導電型の第1半導体領域の主面の第1領域上にゲート
電極を形成すると共に、このゲート電極にゲート開口を
形成する工程、(ハ)前記第1導電型の第1半導体領域
の主面の第2領域に前記ゲート電極に対して自己整合で
第2導電型の第1不純物を選択的に導入する工程、
(ニ)熱拡散処理を施し、前記第2導電型の第1不純物
で、チャネル形成領域である第2導電型の第2半導体領
域を形成す工程、(ホ)前記第2導電型の第2半導体領
域の主面に前記ゲート電極に対して自己整合で第1導電
型の第2不純物を選択的に導入し、この第1導電型の第
2不純物で、ソース領域である第1導電型の第3半導体
領域を形成する工程、(ヘ)熱酸化処理を施し、前記第
1導電型の第2半導体領域上に増速酸化絶縁膜を形成す
る工程、(ト)前記第1導電型の第1半導体領域の主面
の第1領域に前記ゲート開口を通して第1導電型の第3
不純物を選択的に導入する工程、(チ)熱拡散処理を施
し、前記第1導電型の第3不純物で、低抵抗領域である
第1導電型の第4半導体領域を形成する工程。
7. A method of manufacturing a semiconductor device having a MISFET, comprising the following steps (a) to (h): (A) a step of forming a conductive film on the main surface of a first semiconductor region of the first conductivity type, which is a drain region, with a gate insulating film interposed; (b) patterning the conductive film to form the first conductive film; Forming a gate electrode on the first region of the main surface of the first semiconductor region of the first type, and forming a gate opening in the gate electrode, (C) the main surface of the first semiconductor region of the first conductivity type A step of selectively introducing a first impurity of a second conductivity type into the second region in self-alignment with the gate electrode;
(D) A step of performing a thermal diffusion process to form a second conductive type second semiconductor region which is a channel forming region with the second conductive type first impurity, and (e) a second conductive type second semiconductor region. A second impurity of the first conductivity type is selectively introduced into the main surface of the semiconductor region in a self-aligned manner with respect to the gate electrode, and the second impurity of the first conductivity type is used to remove the impurities of the first conductivity type of the source region. Forming a third semiconductor region; (f) performing a thermal oxidation process to form an accelerated oxide insulating film on the first conductive type second semiconductor region; (g) the first conductive type first A third region of the first conductivity type through the gate opening in the first region of the main surface of the first semiconductor region;
A step of selectively introducing impurities, and (h) a step of performing a thermal diffusion treatment to form a third semiconductor of the first conductivity type and a fourth semiconductor area of the first conductivity type which is a low resistance area.
【請求項8】 請求項7に記載の半導体装置の製造方法
において、前記第2導電型の第1不純物は、前記ゲート
開口上を覆う第1マスク及び前記ゲート電極を不純物導
入用マスクとして使用するイオン打込み法で導入され、
前記第1導電型の第2不純物は、前記ゲート開口上を覆
う第2マスク及び前記ゲート電極を不純物導入用マスク
として使用するイオン打込み法で導入され、前記第1導
電型の第3不純物は、前記増速酸化絶縁膜及び前記ゲー
ト電極を不純物導入用マスクとして使用するイオン打込
み法で導入されることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the first impurity of the second conductivity type uses the first mask covering the gate opening and the gate electrode as an impurity introduction mask. Introduced by the ion implantation method,
The second impurity of the first conductivity type is introduced by an ion implantation method using the second mask covering the gate opening and the gate electrode as a mask for introducing impurities, and the third impurity of the first conductivity type is A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the accelerated oxide insulating film and the gate electrode are introduced by an ion implantation method using the mask as an impurity introduction mask.
【請求項9】 請求項1乃至請求項8のうちいずれか1
項に記載の半導体装置の製造方法において、前記MIS
FETは三角配置で配置され、前記開口の平面形状は三
角形又は円に近い多角形で形成されることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
9. Any one of claims 1 to 8.
The method of manufacturing a semiconductor device according to the item 1, wherein:
The method of manufacturing a semiconductor device is characterized in that the FETs are arranged in a triangular arrangement, and the planar shape of the openings is formed in a triangular shape or a polygonal shape close to a circle.
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