JPH11204803A - Manufacturing semiconductor device - Google Patents

Manufacturing semiconductor device

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JPH11204803A
JPH11204803A JP473298A JP473298A JPH11204803A JP H11204803 A JPH11204803 A JP H11204803A JP 473298 A JP473298 A JP 473298A JP 473298 A JP473298 A JP 473298A JP H11204803 A JPH11204803 A JP H11204803A
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JP
Japan
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layer
single crystal
film
active region
crystal layer
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Withdrawn
Application number
JP473298A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Yamanaka
英二 山中
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Publication of JPH11204803A publication Critical patent/JPH11204803A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device having a structure which can keep internal resistance low, if a high withstand voltage is provided. SOLUTION: A manufacturing material comprises step of selectively forming a first inorg. film (Si3 N4 film 6') on a control electrode leading layer (p<+> diffused layer 5) distant from an active region part connected to a control electrode layer (p<+> diffused layer 5), forming an n<-> type epitaxially grown single crystal layer 7 (first single crystal layer) on the active region part by the selective epitaxial growth and step of selectively forming a second inorg. film (Si3 N4 film 8) just above the single crystal layer 7 surface, and forming a single crystal layer (n<-> type epitaxially grown single crystal layer 9) on other part than the active region part. In this condition, the thickness t2 +t3 of a peripheral high- resistance Si layer concerning the withstand voltage is approximately twice the thickness t2 of the central active region part.

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、主として埋込みゲ
ート構造を有する静電誘導型トランジスタ(Stati
c Induction Transistor/以
下、SITと呼ぶ)に代表される制御電極が単結晶の内
部に埋込まれて成る半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a static induction transistor (Stati-type transistor) having a buried gate structure.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a control electrode typified by c Induction Transistor (hereinafter, referred to as SIT) is embedded in a single crystal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の半導体装置として、例え
ばSITを製造する場合にはその手順として図2(a)
〜(h)の側面断面図に示されるような各工程に従って
行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of manufacturing a semiconductor device of this kind, for example, an SIT, the procedure shown in FIG.
(H) are performed in accordance with the respective steps as shown in the side sectional views.

【0003】即ち、ここでは先ず図2(a)に示される
ように、第1導電型であるN+ ドレインオーミック層2
3上に第1導電型とは逆な第2導電型であるN- ドレイ
ンオーミック層24を積層して成る半導体基板に対し、
同図(b)に示されるように、N+ ドレインオーミック
層23側の表面上にSiO2 膜による熱酸化膜3´を形
成すると共に、反対側のN- ドレインオーミック層24
表面上にパターン化されたSiO2 膜14を形成する。
That is, first, as shown in FIG. 2A, the N + drain ohmic layer 2 of the first conductivity type is first used.
3, an N drain ohmic layer 24 having a second conductivity type opposite to the first conductivity type is stacked on the semiconductor substrate.
As shown in FIG. 3B, a thermal oxide film 3 ′ made of a SiO 2 film is formed on the surface on the N + drain ohmic layer 23 side, and the N drain ohmic layer 24 on the opposite side is formed.
A patterned SiO 2 film 14 is formed on the surface.

【0004】次に、図2(c)に示されるように、N-
ドレインオーミック層24表面上に通常のフォトリソグ
ラフィー手法によりストライプ又はメッシュ状の選択開
孔を施し、第1の導電型である不純物拡散を施すことに
より制御電極層としてのP+拡散層(埋込みゲート層)
15及びそれに連結した制御電極引き出し層としてのP
+ 拡散層(ゲート電極層)15´を形成する。
[0004] Next, as shown in FIG. 2 (c), N -
A stripe-shaped or mesh-shaped selective opening is formed on the surface of the drain ohmic layer 24 by a usual photolithography technique, and an impurity of the first conductivity type is diffused to form a P + diffusion layer (buried gate layer) as a control electrode layer. )
15 and P connected to it as a control electrode lead layer
+ A diffusion layer (gate electrode layer) 15 'is formed.

【0005】更に、図2(d)に示されるように、これ
らの制御電極上にN型の半導体単結晶をエピタキシャル
成長させてソース層となるN型エピタキシャル成長単結
晶層17を形成することによって埋込んだ後、同図
(e)に示されるように、SiO2 膜による熱酸化膜1
8を形成する。
Further, as shown in FIG. 2D, an N-type semiconductor single crystal is epitaxially grown on these control electrodes to form an N-type epitaxially grown single crystal layer 17 serving as a source layer, thereby embedding the control electrodes. it then, as shown in FIG. (e), the thermal oxide film 1 by the SiO 2 film
8 is formed.

【0006】引き続き、図2(f)に示されるように、
通常の熱酸化及びフォトリソグラフィー手法により熱酸
化膜18を除去して制御電極層の一部を開孔してからN
型エピタキシャル成長単結晶層17の厚みにほぼ等しい
深さで開孔部のみを選択的にエッチング除去して制御電
極部の局部(P+ 拡散層15´)を露呈させる。
[0006] Subsequently, as shown in FIG.
After removing the thermal oxide film 18 by ordinary thermal oxidation and photolithography to partially open the control electrode layer, N
Only the opening is selectively removed by etching at a depth substantially equal to the thickness of the type epitaxial growth single crystal layer 17 to expose a local portion (P + diffusion layer 15 ′) of the control electrode portion.

【0007】更に、図2(g)に示されるように、熱酸
化及びフォトリソグラフィー手法による選択開孔と不純
物拡散とによりN型エピタキシャル成長単結晶層17に
対してN+ ソースオーミック層19の形成を行い、この
後にゲート・ドレイン間PN接合構造の完成のためのメ
サエッチ溝V´を選択エッチングにより形成してSIT
の基本構造を得る。
Further, as shown in FIG. 2G, an N + source ohmic layer 19 is formed on the N-type epitaxially grown single crystal layer 17 by selective opening and impurity diffusion by thermal oxidation and photolithography. After that, a mesa etch groove V 'for forming a gate-drain PN junction structure is formed by selective etching,
Obtain the basic structure of

【0008】最後に、高純度アルミニウムを用いて真空
蒸着又はスパッタリングにより各部への電極金属膜の形
成及びフォトリソグラフィー手法による各電極金属膜の
分離を行うことにより、図2(h)に示されるように、
+ ドレインオーミック層23側にドレイン電極メタル
層21を有し、且つその反対側にメサエッチ溝V´周囲
のゲート電極メタル層22及びN+ ソースオーミック層
19上のソース電極メタル層20を有する構造としてS
ITを完成させる。尚、このSITでは、図2(h)に
示されるように、耐電圧に関与する半導体層の厚さとし
て、外周部A及び能動領域部Bの何れも同じ厚さt4と
なっている。
[0008] Finally, by forming an electrode metal film on each part by vacuum evaporation or sputtering using high-purity aluminum and separating each electrode metal film by photolithography, as shown in FIG. To
A structure having a drain electrode metal layer 21 on the N + drain ohmic layer 23 side, and a gate electrode metal layer 22 around the mesa etch groove V ′ and a source electrode metal layer 20 on the N + source ohmic layer 19 on the opposite side. As S
Complete IT. In this SIT, as shown in FIG. 2 (h), the outer peripheral portion A and the active region portion B have the same thickness t4 as the thickness of the semiconductor layer involved in the withstand voltage.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したSITの製造
方法の場合、耐電圧に関与する半導体層の厚さが外周部
及び能動領域部の何れも同じになっているが、一層の高
耐電圧化を望んで厚みを大きくすると、それに比例して
内部抵抗も大きくなってしまうという構造的な欠点があ
る。
In the above-mentioned SIT manufacturing method, the thickness of the semiconductor layer involved in the withstand voltage is the same in both the outer peripheral portion and the active region portion. Increasing the thickness in the hope of realization has a structural disadvantage that the internal resistance increases in proportion to the thickness.

【0010】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、高耐電圧化しても
内部抵抗を小さいまま維持できる構造の半導体装置の製
造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and a technical problem of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a structure capable of maintaining a low internal resistance even when a withstand voltage is increased. It is in.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、制御電
極層を単結晶内部に埋込んだ構造の半導体装置の製造方
法において、制御電極層と接続された能動領域部から離
れた所に位置される制御電極引き出し部に第1の無機膜
を選択的に形成した後にエピタキシャル成長を選択的に
行って該能動領域部に第1の単結晶層を形成する工程
と、第1の単結晶層表面の能動領域部の直上に第2の無
機膜を選択的に形成した後にエピタキシャル成長を施し
て該能動領域部以外の部分に第2の単結晶層を形成する
工程とを含む半導体装置の製造方法が得られる。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a structure in which a control electrode layer is embedded in a single crystal, wherein the control electrode layer is located at a position distant from an active region connected to the control electrode layer. Forming a first single crystal layer in the active region portion by selectively performing epitaxial growth after selectively forming a first inorganic film in the located control electrode lead portion; and forming a first single crystal layer in the active region portion. Selectively forming a second inorganic film immediately above the active region on the surface and then performing epitaxial growth to form a second single crystal layer in a portion other than the active region. Is obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置の製
造方法について、図面を参照して詳細に説明する。図1
(a)〜(i)は、本発明の一実施例に係る埋込みゲー
ト型Nチャンネル大電力SITを製造する場合の手順を
工程別に示した側面断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG.
4A to 4I are side sectional views showing a procedure for manufacturing a buried gate type N-channel high power SIT according to an embodiment of the present invention for each process.

【0013】ここでは先ず図1(a)に示されるよう
に、比抵抗ρが0.002Ωcm以下のリンガドープさ
れた面方位(111)で厚みが300μmの第1導電型
であるN+ シリコン基板(ソース電極層)1上に対し、
同図(b)に示されるように、成長原材料としてSiC
4 を用いると共に、キャリアガスにH2 を用いて温度
条件1200℃でエピタキシャル成長させて厚さt1の
N型エピタキシャル成長単結晶層(ソース層)2を形成
する。ここでのN型エピタキシャル成長単結晶層2は、
比抵抗が4Ωcmであり、厚さt1 が20μmに設定さ
れている。
First, as shown in FIG. 1A, an N + silicon substrate of a first conductivity type having a ringer-doped plane orientation (111) having a specific resistance ρ of 0.002 Ωcm or less and a thickness of 300 μm is used. Source electrode layer) 1
As shown in FIG. 3B, SiC is used as a growth raw material.
An n-type epitaxially grown single crystal layer (source layer) 2 having a thickness of t1 is formed by epitaxial growth at 1200 ° C. using H 2 as a carrier gas while using l 4 . The N-type epitaxially grown single crystal layer 2 here is
The specific resistance is 4 Ωcm, and the thickness t 1 is set to 20 μm.

【0014】次に、図1(c)に示されるように、同図
(b)の前工程での基板に対し、ウェットO2 雰囲気中
で温度条件1100℃として15分間熱酸化を施してN
型エピタキシャル成長単結晶層2上の全面にSiO2
による熱酸化膜3を形成した後、この熱酸化膜3上にネ
ガタイプフォトレジストを約1μmの厚みで回転塗布し
て予熱することにより、隙間が2μm,ピッチが10μ
mのストライプ状のレジストパターンとしてネガ型フォ
トレジスト層4を形成する。
Next, as shown in FIG. 1 (c), the substrate in the previous step of FIG. 1 (b) is subjected to thermal oxidation in a wet O 2 atmosphere at a temperature condition of 1100 ° C. for 15 minutes.
After forming a thermal oxide film 3 of a SiO 2 film on the entire surface of the monocrystalline epitaxial growth single crystal layer 2, a negative type photoresist is spin-coated with a thickness of about 1 μm on the thermal oxide film 3 and preheated to form a gap. 2μm, pitch 10μ
A negative photoresist layer 4 is formed as an m-stripe resist pattern.

【0015】更に、図1(d)に示されるように、同図
(c)の前工程での基板に対し、通常のSiO2 エッチ
ング液(6−4バーファードフッ酸;6−4BHF)で
熱酸化膜3を幅2μmで選択開孔し、幅2μmの開孔部
にBCl3 を拡散源としてP+ 型不純物拡散を施すこと
により、制御電極層としてのP+ 拡散層(埋込みゲート
層)5及びそれに連結した制御電極引出し層としてのP
+ 拡散層(ゲート電極層)5′を形成する。尚、ここで
の拡散温度は1100℃であり、拡散方法としては一般
的な開管ガス拡散源拡散を用いた。
Further, as shown in FIG. 1 (d), the substrate in the previous step of FIG. 1 (c) is etched with a normal SiO 2 etching solution (6-4 barfured hydrofluoric acid; 6-4BHF). The thermal oxide film 3 is selectively opened with a width of 2 μm, and P 2 -type impurity diffusion is performed on the opening with a width of 2 μm using BCl 3 as a diffusion source, thereby forming a P + diffusion layer (buried gate layer) as a control electrode layer. 5 and P connected to it as a control electrode lead-out layer
+ Diffusion layer (gate electrode layer) 5 'is formed. Here, the diffusion temperature was 1100 ° C., and a general open-tube gas diffusion source diffusion was used as the diffusion method.

【0016】引き続き、図1(e)に示されるように、
同図(d)の前工程での基板に対し、LP−CVD装置
で原料ガスとしてSiH2 Cl2 とNH3 を用いて温度
条件750℃でN型エピタキシャル成長単結晶層2側に
Si3 4 膜を全面形成した後、通常のフォトリソグラ
フィー手法によりゲート電極層5′上の外周部のみにS
3 4 膜6′が残されるようにする。尚、Si3 4
膜の選択エッチングに際しては、エッチングマスクとし
てLP−CVDによるSiO2 膜(原料ガスSiH4
温度条件350℃)を用い、エッチング液としてはH3
PO4 (熱リン酸)を用いて温度条件180℃で加工し
た。
Subsequently, as shown in FIG.
The substrate in the previous step of FIG. 4D is subjected to Si 3 N 4 on the N-type epitaxial growth single crystal layer 2 side at a temperature of 750 ° C. using SiH 2 Cl 2 and NH 3 as source gases by an LP-CVD apparatus. After the entire surface of the film is formed, only the outer peripheral portion on the gate electrode layer 5 'is formed by the usual photolithography technique.
The i 3 N 4 film 6 ′ is left. In addition, Si 3 N 4
At the time of selective etching of the film, an SiO 2 film (source gas SiH 4 ,
Temperature condition of 350 ° C.) and H 3 as an etching solution.
Processing was performed at a temperature of 180 ° C. using PO 4 (hot phosphoric acid).

【0017】又、図1(f)に示されるように、同図
(e)の前工程での基板に対し、SiCl4 を原料とし
てSi3 4 膜6′上を除くN型エピタキシャル成長単
結晶層2側の表面にエピタキシャル成長を施してN-
エピタキシャル成長単結晶層(ドレイン層)7を形成す
る。尚、ここでのN- 型エピタキシャル成長単結晶層7
は、比抵抗ρが70〜100[Ωcm]であり、厚さt
2 が50μmに設定されている。この工程での特徴は、
Si3 4 膜6′上にN- 型エピタキシャル成長単結晶
層7を成長させずにその他の能動領域部に成長させ、選
択的にエピタキシャル成長を行う点である。
As shown in FIG. 1 (f), an N-type epitaxially grown single crystal excluding the Si 3 N 4 film 6 'using SiCl 4 as a raw material is formed on the substrate in the previous step of FIG. 1 (e). The surface on the layer 2 side is epitaxially grown to form an N -type epitaxially grown single crystal layer (drain layer) 7. The N - type epitaxially grown single crystal layer 7
Has a specific resistance ρ of 70 to 100 [Ωcm] and a thickness t
2 is set to 50 μm. The feature of this process is
The point is that the N -type epitaxially grown single crystal layer 7 is not grown on the Si 3 N 4 film 6 ′, but is grown on the other active region, and selectively epitaxially grown.

【0018】即ち、ここまでの工程は、制御電極層(P
+ 拡散層5)と接続された能動領域部から離れた所に位
置される制御電極引き出し層(P+ 拡散層5´)に第1
の無機膜(Si3 4 膜6′)を選択的に形成した後、
エピタキシャル成長を選択的に行って能動領域部に第1
の単結晶層(N- 型エピタキシャル成長単結晶層7)を
形成するものとなっている。
That is, the steps up to this point are the control electrode layer (P
+ A control electrode lead layer (P + diffusion layer 5 ′) located at a position away from the active region connected to the diffusion layer 5);
After selectively forming the inorganic film (Si 3 N 4 film 6 ′)
Epitaxial growth is selectively performed to form a first region in the active region.
(N - type epitaxially grown single crystal layer 7).

【0019】更に、図1(g)に示されるように、同図
(f)の前工程での基板に対し、N- 型エピタキシャル
成長単結晶層7上の能動領域部直上に対応する部分に上
述した場合と同様な手法でSi3 4 膜8を形成する。
Furthermore, as shown in FIG. 1 (g), to the substrate of the previous step in FIG (f), N - -type epitaxial growth above the active area corresponding portions directly above on the single crystal layer 7 Then, a Si 3 N 4 film 8 is formed in the same manner as the above.

【0020】引き続き、図1(h)に示されるように、
同図(g)の前工程での基板に対し、N- 型エピタキシ
ャル成長単結晶層7上のSi3 4 膜8以外の部分に同
図(f)の場合と同様に、比抵抗ρが70〜100[Ω
cm],厚さt3 が50μmの設定でエピタキシャル成
長によりN- 型エピタキシャル成長単結晶層(ドレイン
層)9を選択成長させて形成する。
Subsequently, as shown in FIG.
With respect to the substrate in the previous step of FIG. 8G, the specific resistance ρ of the portion other than the Si 3 N 4 film 8 on the N -type epitaxially grown single crystal layer 7 is 70 as in the case of FIG. ~ 100 [Ω
cm] and a thickness t 3 of 50 μm, and an N -type epitaxially grown single crystal layer (drain layer) 9 is selectively grown by epitaxial growth.

【0021】即ち、ここまでの工程は、第1の単結晶層
(N- 型エピタキシャル成長単結晶層7)表面の能動領
域部の直上に第2の無機膜(Si3 4 膜8)を選択的
に形成した後にエピタキシャル成長を施して能動領域部
以外の部分に第2の単結晶層(N- 型エピタキシャル成
長単結晶層9)を形成するものとなっている。この状態
で耐電圧に関与する外周部の高抵抗シリコン層の厚みt
2 +t3 を中央部の能動領域部の厚みt2 に比べて約2
倍とする。
That is, in the steps so far, the second inorganic film (Si 3 N 4 film 8) is selected just above the active region on the surface of the first single crystal layer (N -type epitaxially grown single crystal layer 7). Then, the second single crystal layer (N -type epitaxially grown single crystal layer 9) is formed in a portion other than the active region by epitaxial growth. In this state, the thickness t of the high-resistance silicon layer at the outer peripheral portion which is involved in the withstand voltage.
2 + t 3 is about 2 times larger than the thickness t 2 of the central active region.
Double it.

【0022】又、図1(i)に示されるように、同図
(h)の前工程での基板に対し、全面熱リン酸に浸漬し
てSi3 4 膜6′及びSi3 4 膜8を除去した後、
上述した場合と同様の熱酸化によりSiO2 膜を形成し
た後、通常のフォトリソグラフィー手法でN+ オーミッ
ク拡散層(ドレインオーミック層)10を選択的に拡散
形成し、この後に最外周部にゲート・ドレイン間PN接
合を完成させるためのメサエッチ溝Vを選択エッチング
により形成してSITの基本構造を得る。尚、メサエッ
チ溝Vはフッ酸及び硝酸の混合液(HF:HNO3
1:5vol.%)を用いて底部を完全にN+ シリコン
基板1に到達させる必要がある。
Further, as shown in FIG. 1 (i), the substrate in the previous step of FIG. 1 (h) is immersed in hot phosphoric acid on the entire surface and the Si 3 N 4 film 6 ′ and the Si 3 N 4 After removing the membrane 8,
After forming a SiO 2 film by the same thermal oxidation as described above, an N + ohmic diffusion layer (drain ohmic layer) 10 is selectively formed by diffusion using a normal photolithography technique. A mesa etch groove V for completing the drain-to-drain PN junction is formed by selective etching to obtain a basic structure of SIT. The mesa-etch groove V is formed by a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid (HF: HNO 3 =
1: 5 vol. %) To completely reach the N + silicon substrate 1.

【0023】最後に、図1(j)に示されるように、同
図(i)の前工程での基板に対し、99.999%以上
の高純度アルミニウム又は1%シリコンを含有するアル
ミニウムを用いて真空蒸着又はスパッタリングにより厚
み2〜3μmで各部への電極金属膜の形成及びフォトリ
ソグラフィー手法による各電極金属膜の分離を行うこと
により、N+ シリコン層1側にソース電極メタル層11
を有し、且つその反対側にメサエッチ溝V周囲のゲート
電極メタル層13及びN+ オーミック拡散層10上のド
レイン電極メタル層12を有する構造としてSITを完
成させる。
Finally, as shown in FIG. 1 (j), high purity aluminum of 99.999% or more or aluminum containing 1% silicon is used for the substrate in the previous step of FIG. 1 (i). By forming an electrode metal film in each part with a thickness of 2 to 3 μm by vacuum evaporation or sputtering and separating each electrode metal film by a photolithography method, the source electrode metal layer 11 is formed on the N + silicon layer 1 side.
The SIT is completed as a structure having the gate electrode metal layer 13 around the mesa etch groove V and the drain electrode metal layer 12 on the N + ohmic diffusion layer 10 on the opposite side.

【0024】尚、メサエッチ溝Vを含む外周部Aのシリ
コン表面にはジャンクションコーティングレジンや鉛ガ
ラス等の有機又は無機のパッシベーション膜を形成する
ものとするが、これは一般的なパワー半導体装置を製造
するの場合と同様な実施事項である。
Incidentally, an organic or inorganic passivation film such as a junction coating resin or lead glass is formed on the silicon surface of the outer peripheral portion A including the mesa-etch groove V, which is used for manufacturing a general power semiconductor device. This is the same operation as in the case of

【0025】以上、SITの製造工程を説明したが、図
2(a)〜(h)で説明した従来方法と比較すれば、従
来方法で得られるSITの場合には図2(h)に示され
るように耐電圧に関与する周辺部Aも動作に関与する能
動領域部Bも厚さt4 で同一であったが、ここで得られ
るSITの場合には能動領域部Bの厚みが外周部Aに比
べて約1/2となっているので、この構造であれば耐電
圧を同じに設定した場合、内部抵抗Ronの値が約半分と
なって損失の少ない改善されたものとなる。
The SIT manufacturing process has been described above. Compared with the conventional method described with reference to FIGS. 2A to 2H, the SIT obtained by the conventional method is shown in FIG. As described above, the peripheral portion A involved in the withstand voltage and the active region portion B involved in the operation were the same in thickness t 4 , but in the case of the SIT obtained here, the thickness of the active region portion B was reduced to the outer peripheral portion. In this structure, when the withstand voltage is set to be the same, the value of the internal resistance R on is reduced to about a half and the loss is improved with this structure.

【0026】一実施例で得られる構造のSITの場合、
その特性の具体例としては、ゲート・ドレイン間耐電圧
GDが1700V、ゲート・ソース間耐電圧VGSが15
0V、ソース・ドレイン間阻止電圧VDSX が1700
V、内部抵抗Ronが0.6Ωである場合を例示できる
が、これに対して従来方法で得られる構造のSITの場
合、他の特性は同じであっても内部抵抗Ronの値が1.
0〜1.2[Ω]と高くなってしまう。
In the case of the SIT having the structure obtained in one embodiment,
Specific examples of the characteristics include a gate-drain withstand voltage V GD of 1700 V and a gate-source withstand voltage V GS of 15
0V, source-drain blocking voltage V DSX is 1700
V, the internal resistance R on is 0.6Ω. In contrast, in the case of the SIT having the structure obtained by the conventional method, the value of the internal resistance R on is 1 even if other characteristics are the same. .
It becomes as high as 0 to 1.2 [Ω].

【0027】尚、一実施例では埋込みゲート型Nチャン
ネル大電力SITを製造する場合について説明したが、
本発明はその他の半導体装置として例えば表面ゲート型
やPチャンネルのSIT、更にはSITのみならずバイ
ポーラトランジスタ(BJT)やMOS型FET、或い
はサイリスタ等のパワー半導体装置にも適用可能であ
る。但し、何れの半導体装置の場合にも、図1(j)に
示したように耐電圧に関与する外周部Aにおける半導体
層の厚さ(t2 +t3 )を厚くし、内部抵抗に関与する
能動領域部Bにおける厚さt2 を薄くする構造とすれば
良く、高耐電圧低抵抗の特性が得られる。
In the embodiment, the case of manufacturing a buried gate type N-channel high power SIT has been described.
The present invention can be applied to other semiconductor devices such as a surface gate type or P-channel SIT, and not only SIT but also a power semiconductor device such as a bipolar transistor (BJT), a MOS type FET, or a thyristor. However, in any of the semiconductor devices, as shown in FIG. 1 (j), the thickness (t 2 + t 3 ) of the semiconductor layer in the outer peripheral portion A involved in the withstand voltage is increased to affect the internal resistance. It may be structured to reduce the thickness t 2 in the active area B, for a high voltage resistance low resistance.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の半導体装置
の製造方法によれば、耐電圧に関与する外周部Aにおけ
る半導体層の厚さを厚くし、内部抵抗に関与する能動領
域部における厚さを薄くする構造としているので、高耐
電圧化しても内部抵抗を小さいまま維持できる構造が具
現されるようになる。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the thickness of the semiconductor layer in the outer peripheral portion A involved in the withstand voltage is increased, and the thickness of the active region involved in the internal resistance is increased. Since the thickness is reduced, a structure that can maintain a low internal resistance even when the withstand voltage is increased is realized.

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

【図1】(a)〜(j)は、本発明の一実施例に係る埋
込みゲート型Nチャンネル大電力SITを製造する場合
の手順を工程別に示した側面断面図である。
FIGS. 1A to 1J are side sectional views showing a procedure for manufacturing a buried-gate N-channel high-power SIT according to an embodiment of the present invention for each process.

【図2】(a)〜(h)は、従来のSITを製造する場
合の手順を工程別に示した側面断面図である。
FIGS. 2A to 2H are side sectional views showing a procedure for manufacturing a conventional SIT for each process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N+ シリコン基板 2,17 N型エピタキシャル成長単結晶層 3,18 熱酸化膜 4 ネガ型フォトレジスト膜 5,5′,15,15′ P+ 拡散層 6′,8 Si3 4 膜 7,9 N- 型エピタキシャル成長単結晶層 10 N+ 型オーミック拡散層 11,20 ソース電極メタル膜 12,21 ドレイン電極メタル膜 13,22 ゲート電極メタル膜 14 SiO2 膜 19 N+ ソースオーミック層 23 N+ ドレインオーミック層 24 N- ドレイン層 A 外周部 B 能動領域部 V,V′ メサエッチ溝1 N + silicon substrate 2, 17 N-type epitaxial single crystal layers 3, 18 thermal oxide film 4 negative photoresist film 5,5 ', 15,15' P + diffusion layer 6 ', 8 Si 3 N 4 film 7, 9 N -type epitaxially grown single crystal layer 10 N + -type ohmic diffusion layer 11, 20 Source electrode metal film 12, 21 Drain electrode metal film 13, 22 Gate electrode metal film 14 SiO 2 film 19 N + Source ohmic layer 23 N + Drain ohmic layer 24 N - drain layer A peripheral portion B active area V, V 'mesa etch grooves

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御電極層を単結晶内部に埋込んだ構造
の半導体装置の製造方法において、前記制御電極層と接
続された能動領域部から離れた所に位置される制御電極
引き出し層に第1の無機膜を選択的に形成した後にエピ
タキシャル成長を選択的に行って該能動領域部に第1の
単結晶層を形成する工程と、前記第1の単結晶層表面の
前記能動領域部の直上に第2の無機膜を選択的に形成し
た後にエピタキシャル成長を施して該能動領域部以外の
部分に第2の単結晶層を形成する工程とを含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a structure in which a control electrode layer is embedded in a single crystal, wherein a control electrode lead layer located away from an active region connected to the control electrode layer has A step of selectively performing epitaxial growth after selectively forming the first inorganic film to form a first single-crystal layer in the active region, and a step of immediately above the active region on the surface of the first single-crystal layer. Forming a second single-crystal layer in a portion other than the active region portion by selectively forming a second inorganic film and then performing epitaxial growth.
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US6992383B2 (en) 1999-11-24 2006-01-31 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
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