JPH11289082A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH11289082A
JPH11289082A JP8900098A JP8900098A JPH11289082A JP H11289082 A JPH11289082 A JP H11289082A JP 8900098 A JP8900098 A JP 8900098A JP 8900098 A JP8900098 A JP 8900098A JP H11289082 A JPH11289082 A JP H11289082A
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JP
Japan
Prior art keywords
diffusion region
impurity diffusion
conductivity type
insulating film
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP8900098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Yaida
収 八井田
Masanori Ohito
正則 大仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a low source resistance and a high degree of integration. SOLUTION: In the surface layer of an N<+> -type epitaxial layer 2, N<+> -type impurity diffusion areas 8 are formed at the spots which become contact sections and, under the areas 8, first P-type impurity diffusion areas 7 are formed. In addition, second P<+> -type impurity diffusion areas 9 containing a P<+> -type impurity at a higher concentration than that in the areas 7 are formed in the areas 7. Side walls 10 prevent the side sections of gate electrodes 4 from coming into contact with wiring 12. In the partial central area of the surface of the n<-> -type epitaxial layer 2 at the spots which become contact sections, groove sections 11 are formed to the second P<+> -type impurity diffusion areas 9 through the N<+> -type impurity areas 8. The wiring 12 is connected to the first P<+> type impurity areas 8 and, at the same time, to the second P<+> type impurity areas 9 through the groove sections 11.

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、パワーMOSFE
Tや絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)
等に好適な構造の半導体装置及びその製造方法に関す
る。
The present invention relates to a power MOSFET.
T and insulated gate bipolar transistor (IGBT)
And a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、半導体装置における従来のN+
/P+ 共通コンタクト部分を形成する工程を概略的に示
した断面図である。まず、同図(a)に示すように、N
型エピタキシャル基板50上にゲート絶縁膜51及びゲ
ート電極52を形成してこれをパターニングし、同図
(b)に示すように、N型エピタキシャル基板50にボ
ロン(B)を注入してP- 型領域53を形成する。次
に、同図(c)に示すように、レジストパターン54を
形成し、これをマスクとして前記P- 型領域53の略中
央にP+ 型領域55を形成する。そして、上記レジスト
パターン54を除去し、同図(d)に示すように、前記
+ 型領域55上にレジストが存在するレジストパター
ン56を形成し、これをマスクとしてN型エピタキシャ
ル基板50の表層部にN+ 型領域(ソース領域)57を
形成する。次に、上記レジストパターン56を除去し、
前記ゲート電極52を覆う層間絶縁膜58を形成し、配
線59を形成する。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a conventional N + in a semiconductor device.
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a step of forming a / P + common contact portion. First, as shown in FIG.
-Type epitaxial substrate 50 to form the gate insulating film 51 and gate electrode 52 on the patterned this, as shown in FIG. (B), by implanting boron (B) to the N-type epitaxial substrate 50 P - -type An area 53 is formed. Next, as shown in FIG. 4C, a resist pattern 54 is formed, and a P + -type region 55 is formed substantially at the center of the P -- type region 53 using the resist pattern 54 as a mask. Then, the resist pattern 54 is removed to form a resist pattern 56 having a resist on the P + -type region 55, as shown in FIG. An N + type region (source region) 57 is formed in the portion. Next, the resist pattern 56 is removed,
An interlayer insulating film 58 covering the gate electrode 52 is formed, and a wiring 59 is formed.

【0003】また、パワーMOSFET等を製造する従
来方法として、特開平5−121745号公報に開示さ
れている方法がある。この方法は、ゲート絶縁膜、多結
晶シリコン膜及び酸化膜を半導体基板上に形成し、ホト
レジストパターンをマスクとしてゲート電極を形成す
る。そして、P- 型領域およびP+ 型領域(ボディ領
域)を形成し、その後に基板表層部にN+ 型領域(ソー
ス領域)を形成する。その後、リンガラスをリフロー
し、基板全面のエッチングを行うことで、ゲート電極の
側部にリンガラスを残すとともに、コンタクト領域とな
る箇所の基板表面を露出させる。次に、エッチングガス
を変更し、前記P+ 型領域に達するまで基板表面をエッ
チングした後、配線を施す。
As a conventional method of manufacturing a power MOSFET or the like, there is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-121745. In this method, a gate insulating film, a polycrystalline silicon film, and an oxide film are formed on a semiconductor substrate, and a gate electrode is formed using a photoresist pattern as a mask. Then, a P - type region and a P + type region (body region) are formed, and thereafter, an N + type region (source region) is formed in the surface layer portion of the substrate. After that, the phosphor glass is reflowed and the entire surface of the substrate is etched, so that the phosphor glass is left on the side of the gate electrode and the substrate surface at a portion to be a contact region is exposed. Next, the etching gas is changed and the substrate surface is etched until it reaches the P + -type region, and then wiring is provided.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図8に示した従来の方
法では、前記P+ 型領域55及びN+ 型領域57を形成
するために2回のレジストパターン形成工程が必要にな
る。また、N+ 型領域57を形成するためにP+ 型領域
55上に正確にレジストを残すことが容易でない上に、
当該レジストの剥離が生じ易いために製品の歩留りが低
いという欠点がある。更に、前記ゲート電極52を覆う
層間絶縁膜58において、ゲート電極52の上面と配線
59との間の部分の膜厚として略0.8μm必要であ
り、そのためにゲート電極52の側部に0.8μmの厚
みの層間絶縁膜58が存在することになる結果、ゲート
電極52・52間の間隔が大きくなり、半導体装置の集
積度を高めることができないという欠点がある。
In the conventional method shown in FIG. 8, two resist pattern forming steps are required to form the P + type region 55 and the N + type region 57. In addition, it is not easy to accurately leave the resist on the P + type region 55 to form the N + type region 57,
There is a disadvantage that the yield of the product is low because the resist is easily peeled. Further, in the interlayer insulating film 58 covering the gate electrode 52, the thickness between the upper surface of the gate electrode 52 and the wiring 59 needs to be approximately 0.8 μm, so that the thickness of 0. As a result of the existence of the interlayer insulating film 58 having a thickness of 8 μm, the interval between the gate electrodes 52 is increased, and there is a disadvantage that the integration degree of the semiconductor device cannot be increased.

【0005】また、特開平5−121745号公報に開
示された技術では、配線はN+ 型領域に対してその端部
の僅かな領域に接触するのみであるから、ソース抵抗が
高くなってVGSがかかり難くなるという欠点がある。
In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-121745, since the wiring only contacts a small area at the end with respect to the N + type area, the source resistance is increased and V There is a disadvantage that GS is difficult to apply.

【0006】この発明は、上記の事情に鑑み、ソース抵
抗を低くすることができ、また集積度を高くすることが
可能であり、更に、製造が比較的容易である半導体装置
及び半導体装置の製造方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention can reduce the source resistance, increase the degree of integration, and manufacture a semiconductor device and a semiconductor device which are relatively easy to manufacture. Provide a way.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置
は、上記の課題を解決するために、半導体基板と、この
半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜及びゲート電極
となる膜及びゲート上面絶縁膜から成る積層膜体と、前
記積層膜体が所定パターンで除去された箇所の半導体基
板の表層に形成された第1導電型の不純物拡散領域と、
この第1導電型の不純物拡散領域を覆うようにその下層
側に形成された第2導電型の第1の不純物拡散領域と、
前記第2導電型の第1の不純物拡散領域内でその濃度よ
りも濃い濃度で形成された第2導電型の第2の不純物拡
散領域と、前記ゲート電極の側部が配線に接触するのを
防止するサイド絶縁膜と、前記除去箇所であって前記サ
イド絶縁膜が形成されていない部分の半導体基板表面の
一部領域に形成され、前記第1導電型の不純物拡散領域
を貫通し第2導電型の第2の不純物拡散領域に至る溝部
と、前記除去箇所であって前記サイド絶縁膜が形成され
ていない部分に入り込み、前記第1導電型の不純物拡散
領域に接続されるとともに前記溝部を介して前記第2導
電型の第2の不純物拡散領域に接続された配線と、を備
えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor substrate, a gate insulating film and a film serving as a gate electrode formed on the semiconductor substrate, and a gate upper surface insulating film. A stacked film body made of a film, a first conductivity type impurity diffusion region formed in a surface layer of the semiconductor substrate at a location where the stacked film body is removed in a predetermined pattern,
A first impurity diffusion region of the second conductivity type formed on the lower layer side to cover the impurity diffusion region of the first conductivity type;
The second impurity diffusion region of the second conductivity type formed in the first impurity diffusion region of the second conductivity type at a higher concentration than the second impurity diffusion region and the side portion of the gate electrode contact the wiring. A side insulating film to be prevented, and a second conductive film formed in a part of the removed portion where the side insulating film is not formed on the surface of the semiconductor substrate, penetrating the impurity diffusion region of the first conductivity type. A trench that reaches the second impurity diffusion region of the mold, and a portion where the side insulating film is not formed in the removed portion, is connected to the impurity diffusion region of the first conductivity type, and passes through the trench. A wiring connected to the second impurity diffusion region of the second conductivity type.

【0008】上記の構成であれば、前記第1導電型の不
純物拡散領域を貫通する溝部は、前記除去箇所であって
前記サイド絶縁膜が形成されていない部分の半導体基板
表面の一部領域に形成される。従って、前記除去箇所で
あって前記サイド絶縁膜が形成されていない部分に入り
込む配線は、第1導電型の不純物拡散領域に対し、前記
溝部による当該第1導電型の不純物拡散領域の側部だけ
でなく、上面においても接触するから、ソース抵抗を低
くできる。また、図8(d)のような工程は不要である
から、正確にレジストを残すことが容易でないとか、レ
ジストの剥離が生じやすくて製品の歩留りが低いなどの
欠点は生じない。
In the above structure, the groove penetrating the first conductivity type impurity diffusion region is formed in a part of the semiconductor substrate surface at a portion where the side insulating film is not formed at the removed portion. It is formed. Therefore, the wiring which enters the portion where the side insulating film is not formed in the removed portion is only the side portion of the first conductivity type impurity diffusion region by the trench with respect to the first conductivity type impurity diffusion region. In addition, since the contact is made also on the upper surface, the source resistance can be reduced. Further, since the step shown in FIG. 8D is unnecessary, there are no drawbacks such as difficulty in accurately leaving the resist, and easy peeling of the resist resulting in low product yield.

【0009】前記サイド絶縁膜は、エッチバックにより
形成されたシリコン酸化膜から成るサイドウォールであ
ってもよい。サイドウォールは、写真製版工程の精度に
依存することなくゲートとソース間の絶縁を一定に保つ
ことができるから、ゲート電極間の間隔を狭くして集積
度を向上させることができる。
The side insulating film may be a side wall made of a silicon oxide film formed by etch back. The sidewalls can keep the insulation between the gate and the source constant without depending on the accuracy of the photolithography process, so that the distance between the gate electrodes can be narrowed and the degree of integration can be improved.

【0010】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、ゲート電極の側方のコンタクト部となる除去箇所
に、前記ゲート電極の側部が配線に接触するのを防止す
るサイド絶縁膜を形成する工程と、前記除去箇所の半導
体基板の表層部の不純物拡散領域を、当該除去箇所であ
って前記サイド絶縁膜が形成されていない部分のうちの
一部領域に溝部を形成する工程と、を含むことを特徴と
する。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a side insulating film for preventing a side portion of the gate electrode from contacting a wiring is formed at a removed portion serving as a contact portion on a side of the gate electrode. And a step of forming a groove in the impurity diffusion region of the surface layer of the semiconductor substrate at the removed portion in a part of the portion where the side insulating film is not formed at the removed portion. It is characterized by the following.

【0011】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、ゲート絶縁膜、ゲート電極となる膜及びゲート上面
絶縁膜を半導体基板上に形成する工程と、前記ゲート電
極となる膜及びゲート上面絶縁膜を所定パターンで除去
する工程と、除去された箇所の半導体基板の表層部に位
置する第1導電型の不純物拡散領域及びその下層側に位
置する第2導電型の第1の不純物拡散領域を形成する工
程と、前記ゲート電極の側部が配線に接触するのを防止
するサイド絶縁膜を形成する工程と、前記サイド絶縁膜
の側方の基板上のゲート絶縁膜を除去する工程と、基板
全面にレジストを塗布し、前記除去箇所であって前記サ
イド絶縁膜が形成されていない部分のうちの一部領域の
前記レジストを除去してレジストパターンを形成する工
程と、前記レジストパターンをマスクとして前記第1導
電型の不純物拡散領域を貫通し前記第2導電型の第1の
不純物拡散領域に至る溝部を形成する工程と、この溝を
介して前記第2導電型の第1の不純物拡散領域よりも濃
い濃度の第2導電型の第2の不純物拡散領域を形成する
工程と、前記第1導電型の不純物拡散領域に接続すると
ともに前記溝部を介して前記第2導電型の第2の不純物
拡散領域に接続する配線を形成する工程と、を含むこと
を特徴とする。
Further, according to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, there is provided a step of forming a gate insulating film, a film to be a gate electrode, and a gate upper surface insulating film on a semiconductor substrate; And forming a first conductivity type impurity diffusion region located on the surface layer portion of the semiconductor substrate at the removed portion and a second conductivity type first impurity diffusion region located thereunder. Performing a step of forming a side insulating film for preventing a side portion of the gate electrode from contacting a wiring; removing a gate insulating film on a substrate beside the side insulating film; Applying a resist to the resist, removing the resist in a partial region of the portion where the side insulating film is not formed in the removed portion to form a resist pattern; and Forming a groove through the impurity diffusion region of the first conductivity type to reach the first impurity diffusion region of the second conductivity type by using the turn as a mask; and forming a first groove of the second conductivity type through the groove. Forming a second conductivity type second impurity diffusion region having a concentration higher than that of the second conductivity type, and connecting the second conductivity type impurity diffusion region to the first conductivity type impurity diffusion region through the trench. Forming a wiring connected to the second impurity diffusion region.

【0012】また、この発明の半導体装置の製造方法
は、酸化シリコンから成るゲート絶縁膜、ゲート電極と
なる膜、酸化シリコンから成るゲート上面絶縁膜及び窒
化シリコン膜を半導体基板上に形成する工程と、前記ゲ
ート電極となる膜及びゲート上面絶縁膜及び窒化シリコ
ン膜を所定パターンで除去する工程と、除去された箇所
の半導体基板の表層部に位置する第1導電型の不純物拡
散領域及びその下層側に位置する第2導電型の第1の不
純物拡散領域を形成する工程と、酸化シリコン膜を堆積
しエッチバックを行うことによって前記ゲート電極の側
部が配線に接触するのを防止するサイドウォールを形成
するとともに当該サイドウォールの側方の基板上のゲー
ト絶縁膜を除去する工程と、基板全面にレジストを塗布
し、前記除去箇所であって前記サイドウォールが形成さ
れていない部分のうちの一部領域の前記レジストを除去
してレジストパターンを形成する工程と、前記レジスト
パターンをマスクとして前記第1導電型の不純物拡散領
域を貫通し前記第2導電型の第1の不純物拡散領域に至
る溝部を形成する工程と、この溝を介して前記第2導電
型の第1の不純物拡散領域よりも濃い濃度の第2導電型
の第2の不純物拡散領域を形成する工程と、前記第1導
電型の不純物拡散領域に接続するとともに前記溝部を介
して前記第2導電型の第2の不純物拡散領域に接続する
配線を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a gate insulating film made of silicon oxide, a film serving as a gate electrode, a gate upper insulating film made of silicon oxide, and a silicon nitride film on a semiconductor substrate. Removing a film serving as a gate electrode, a gate upper surface insulating film, and a silicon nitride film in a predetermined pattern; and removing a first conductivity type impurity diffusion region located in a surface layer portion of the semiconductor substrate at a removed portion and a lower layer side thereof. Forming a first impurity diffusion region of a second conductivity type located on the side of the substrate; and depositing a silicon oxide film and performing etch back to prevent a side wall of the gate electrode from contacting a wiring. Forming and removing the gate insulating film on the substrate on the side of the side wall; applying a resist over the entire surface of the substrate; Forming a resist pattern by removing the resist in a partial region of the portion where the sidewall is not formed, and penetrating the impurity diffusion region of the first conductivity type using the resist pattern as a mask. Forming a groove portion reaching the first impurity diffusion region of the second conductivity type, and forming a second portion of the second conductivity type having a higher concentration than the first impurity diffusion region of the second conductivity type through the groove. Forming an impurity diffusion region, and forming a wiring connected to the first conductivity type impurity diffusion region and connected to the second conductivity type second impurity diffusion region via the groove. It is characterized by including.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、この実施の形態のパワーMOSF
ET(半導体装置)を示した断面図である。N+ 型シリ
コン基板(例えば、比抵抗0.006Ω・cm)1上に
は、N- 型エピタキシャル層(例えば、比抵抗0.2〜
0.3Ω・cm)2が形成されている。N- 型エピタキ
シャル層2上には、酸化シリコン(SiO2 )から成る
ゲート絶縁膜3、ポリシリコンから成るゲート電極4、
酸化シリコン(SiO 2 )から成るゲート上面絶縁膜
5、窒化シリコン膜6がこの順に形成されている。以
下、ゲート絶縁膜3、ゲート電極4、ゲート上面絶縁膜
5及び窒化シリコン膜6の全体を指して積層膜体とい
う。
FIG. 1 shows a power MOSF of this embodiment.
It is sectional drawing which showed ET (semiconductor device). N+Type
On a substrate (for example, specific resistance 0.006Ω · cm) 1
Is N-Type epitaxial layer (for example, specific resistance 0.2 to
0.3 Ω · cm) 2. N-Epitaxy
Silicon oxide (SiO 2)TwoConsisting of
A gate insulating film 3, a gate electrode 4 made of polysilicon,
Silicon oxide (SiO Two) Gate top insulating film
5, a silicon nitride film 6 is formed in this order. Less than
Lower, gate insulating film 3, gate electrode 4, gate upper surface insulating film
5 and the whole of the silicon nitride film 6
U.

【0015】前記積層膜体は、所定パターンで除去され
てN- 型エピタキシャル層2の表層が露呈されている。
この除去箇所(露呈箇所)のN- 型エピタキシャル層2
の表層には、N+ 型の不純物拡散領域8が形成されてい
る。更に、このN+ 型の不純物拡散領域8を覆うように
その下層側には、P- 型の第1の不純物拡散領域7が形
成されているとともに、このP- 型の第1の不純物拡散
領域7内には、その濃度よりも濃い濃度のP+ 型の第2
の不純物拡散領域9が形成されている。
The laminated film body is removed in a predetermined pattern to expose the surface of the N type epitaxial layer 2.
N -type epitaxial layer 2 at this removed portion (exposed portion)
An N + -type impurity diffusion region 8 is formed in the surface layer. Moreover, its lower side so as to cover the impurity diffusion region 8 of the N + -type, P - with the first impurity diffusion region 7 of the mold is formed, the P - first impurity diffusion regions of the mold 7, the P + -type second concentration of a higher concentration
Impurity diffusion region 9 is formed.

【0016】前記除去箇所は、配線12の材料が充填さ
れてコンタクト部分をなす箇所であり、ゲート電極4の
側部が上記配線12に接触しないように、ゲート電極4
の側方には酸化シリコン(SiO2 )から成るサイドウ
ォール10が形成されている。そして、かかる除去箇所
であって前記サイドウォール10が形成されていない部
分のN- 型エピタキシャル層2の表面の中央の一部領域
には、前記N+ 型の不純物拡散領域8を貫通しP+ 型の
第2の不純物拡散領域9に至る溝(穴)部11が形成さ
れている。
The removed portion is a portion where the material of the wiring 12 is filled to form a contact portion, and the gate electrode 4 is removed so that the side of the gate electrode 4 does not contact the wiring 12.
A sidewall 10 made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the side. Then, a part of the removed portion where the sidewall 10 is not formed, in the central part of the surface of the N -type epitaxial layer 2, penetrates through the N + -type impurity diffusion region 8 and has P + A groove (hole) 11 reaching the second impurity diffusion region 9 of the mold is formed.

【0017】配線12は、前記除去箇所のサイドウォー
ル10が形成されていない部分に入り込み、N+ 型の不
純物拡散領域8に接続するとともに前記溝部11を介し
てP + 型の第2の不純物拡散領域9にも接続する。配線
12上には、パッシベーション膜13が形成されてい
る。
The wiring 12 has a side wall at the removed portion.
Into the part where the nozzle 10 is not formed, and N+Improper type
Connected to the pure substance diffusion region 8 and through the groove 11
P +It is also connected to the second impurity diffusion region 9 of the type. wiring
12, a passivation film 13 is formed.
You.

【0018】上記の構成であれば、N+ 型の不純物拡散
領域8を貫通する溝部11は、前記除去箇所であってサ
イドウォール10が形成されていない部分のN- 型エピ
タキシャル層2の表面の中央の一部領域に形成される。
従って、前記除去箇所であって前記サイドウォール10
が形成されていない部分に入り込む配線は、N+ 型の不
純物拡散領域8に対し、前記溝部11による当該N+
の不純物拡散領域8の側部だけでなく、上面においても
接触するから、ソース抵抗を低くできる。また、従来例
で示した図8(d)のような工程は不要であるから、正
確にレジストを残すことが容易でないとか、レジストの
剥離が生じやすくて製品の歩留りが低いなどの欠点は生
じない。
In the above configuration, the trench 11 penetrating the N + -type impurity diffusion region 8 is formed in the portion of the N -type epitaxial layer 2 where the side wall 10 is not formed at the removed portion. It is formed in a central partial area.
Accordingly, the side wall 10 is the same as the removed portion.
The wiring penetrating into the portion where no is formed contacts the N + -type impurity diffusion region 8 not only on the side surface of the N + -type impurity diffusion region 8 due to the trench 11 but also on the upper surface. Resistance can be reduced. Further, since the step shown in FIG. 8D shown in the conventional example is unnecessary, there are disadvantages such as difficulty in accurately leaving the resist, and easy peeling of the resist, resulting in low product yield. Absent.

【0019】また、ゲート電極4の側部に形成されたサ
イドウォール10は、写真製版工程の精度に依存するこ
となくゲートとソース間の絶縁を一定に保つことができ
るから、ゲート電極4,4間の間隔を狭くして集積度を
向上(例えば、約50%)させることができる。また、
ON抵抗の低減も図れる。
The sidewalls 10 formed on the sides of the gate electrode 4 can keep the insulation between the gate and the source constant without depending on the precision of the photolithography process. The distance between them can be reduced to improve the degree of integration (for example, about 50%). Also,
ON resistance can also be reduced.

【0020】次に、上記構造のパワーMOSFETの製
造方法の実施例を図2乃至図7に基づいて説明する。
Next, an embodiment of a method for manufacturing a power MOSFET having the above structure will be described with reference to FIGS.

【0021】まず、図2に示すように、N+ 型シリコン
基板1上に、N- 型エピタキシャル層2を成長させる。
そして、このN- 型エピタキシャル層2上に、図示しな
いフィールド酸化膜を5000Å〜10000Åの厚み
に堆積し、パターニングにより選択的に素子形成領域
(アクティブ領域)を形成する。そして、MOSトラン
ジスタのゲート絶縁膜3となる酸化シリコンを熱酸化法
等により形成する。次に、ゲート電極4となるポリシリ
コンをCVD法により5000Åの厚みで堆積し、図示
しないリン(P)をドーピングし、前記ポリシリコンを
導電化する処理を行う。
First, as shown in FIG. 2, an N -type epitaxial layer 2 is grown on an N + -type silicon substrate 1.
Then, a field oxide film (not shown) is deposited on the N -type epitaxial layer 2 so as to have a thickness of 5000Å10000Å, and an element formation region (active region) is selectively formed by patterning. Then, silicon oxide to be the gate insulating film 3 of the MOS transistor is formed by a thermal oxidation method or the like. Next, polysilicon to be the gate electrode 4 is deposited to a thickness of 5000 ° by a CVD method, and is doped with phosphorus (P) (not shown) to perform a process for making the polysilicon conductive.

【0022】次に、図3に示すように、ゲート電極4と
なるポリシリコン膜上にゲート上面絶縁膜5となる酸化
シリコンを高温酸化膜デポジション法により8000Å
の厚みに堆積し、その上面に窒化シリコン膜6をプラズ
マCVD法により200Åの厚みに堆積する。
Next, as shown in FIG. 3, a silicon oxide to be a gate upper surface insulating film 5 is formed on a polysilicon film to be a gate electrode 4 by 8000.degree.
And a silicon nitride film 6 is deposited on the upper surface thereof to a thickness of 200 ° by a plasma CVD method.

【0023】次に、図4に示すように、フォトリソグラ
フィ技術を用いて、MOSトランジスタのゲートパター
ニングを行う。即ち、窒化シリコン膜6、ゲート上面絶
縁膜5となる酸化シリコン、及びゲート電極4となるポ
リシリコンに対してエッチングを行ってこれらを除去す
る。なお、この時点ではゲート絶縁膜は除去しない。そ
して、前記除去箇所においてボロン(B)をドーズ量が
1E14/cm2 となる条件で注入し、1000℃の温
度条件下で4時間の熱処理を行い、P- 型の第1の不純
物拡散領域7を得る。そして、ゲート絶縁膜を除去後、
砒素(As)をドーズ量が5E15/cm2 となる条件
で注入し、1000℃の温度条件下で10分間の熱処理
を行い、N+ 型の不純物拡散領域8を得るとともに、9
50℃の温度条件下で20分間の酸化処理を行う。
Next, as shown in FIG. 4, the gate patterning of the MOS transistor is performed by using the photolithography technique. That is, the silicon nitride film 6, the silicon oxide that becomes the gate upper surface insulating film 5, and the polysilicon that becomes the gate electrode 4 are etched and removed. At this point, the gate insulating film is not removed. Then, boron (B) is implanted in the removed portion under the condition that the dose amount is 1E14 / cm 2, and heat treatment is performed for 4 hours at a temperature condition of 1000 ° C. to form a P -type first impurity diffusion region 7. Get. Then, after removing the gate insulating film,
Arsenic (As) is implanted under the condition that the dose amount becomes 5E15 / cm 2, and a heat treatment is performed at 1000 ° C. for 10 minutes to obtain an N + -type impurity diffusion region 8.
An oxidation treatment is performed at 50 ° C. for 20 minutes.

【0024】次に、図5に示すように、サイドウォール
10を0.2μm程度の厚みとなるように形成する。こ
のサイドウォール10は、基板全面に酸化シリコンを高
温酸化膜デポジション法により堆積し、エッチバック処
理を行うことで形成できる。なお、この時に、前記除去
箇所において前記As注入後の酸化時に形成された酸化
シリコンが除去され、N- エピタキシャル層2の表面が
露出される。
Next, as shown in FIG. 5, the side wall 10 is formed to have a thickness of about 0.2 μm. The sidewalls 10 can be formed by depositing silicon oxide on the entire surface of the substrate by a high-temperature oxide film deposition method and performing an etch-back process. At this time, the silicon oxide formed during the oxidation after the As implantation at the removal location is removed, and the surface of the N epitaxial layer 2 is exposed.

【0025】次に、図6に示すように、溝部11、P+
型の第2の不純物拡散領域9を形成する。溝部11は、
基板全面にレジストを塗布して溝部11となるべき箇所
を開口させたレジストパターンを形成し、溝部11とな
るべき箇所に対してエッチングを施すことで得られる。
溝部11は、N+ 型の不純物拡散領域8を貫通しP+
の第1の不純物拡散領域7に至る深さが要求される。P
+ 型の第2の不純物拡散領域9は、前記レジストパター
ンをマスクとして、ボロン(B)を2E15/cm2
条件で注入し、1000℃の温度条件下で20分間の熱
処理を行うことで得られる。その後、前記レジストパタ
ーンを取り除く。
Next, as shown in FIG. 6, the grooves 11, P +
A second impurity diffusion region 9 is formed. The groove 11 is
It is obtained by applying a resist on the entire surface of the substrate to form a resist pattern in which a portion to be the groove 11 is opened, and etching the portion to be the groove 11.
The trench 11 is required to have a depth penetrating the N + -type impurity diffusion region 8 and reaching the P + -type first impurity diffusion region 7. P
The + type second impurity diffusion region 9 is obtained by implanting boron (B) under the condition of 2E15 / cm 2 using the resist pattern as a mask and performing a heat treatment at 1000 ° C. for 20 minutes. Can be After that, the resist pattern is removed.

【0026】次に、図7に示すように、配線12及びパ
ッシベーション膜13を形成する。配線12は、アルミ
ニウム等の金属膜を3μmの厚みに堆積し、パターニン
グを行うことで得られる。
Next, as shown in FIG. 7, a wiring 12 and a passivation film 13 are formed. The wiring 12 is obtained by depositing a metal film such as aluminum to a thickness of 3 μm and performing patterning.

【0027】上述した製造方法は、例示であり、これ以
外の方法を用いることもできる。例えば、上記の例で
は、溝部11を介してP+ 型の第2の不純物拡散領域9
を形成することにより、この溝部11とP+ 型の第2の
不純物拡散領域9とを言わば自己整合的に形成すること
を実現したが、P+ 型の第2の不純物拡散領域9を予め
形成しておいて、この形成箇所に一致するように溝部1
1をフォトリソグラフィ技術により形成する方法を用い
ることも可能である。
The above-described manufacturing method is an example, and other methods can be used. For example, in the above example, the P + -type second impurity diffusion region 9 is formed via the trench 11.
Forming the trench 11 and the P + -type second impurity diffusion region 9 in a so-called self-alignment manner. However, the P + -type second impurity diffusion region 9 is formed in advance. The groove 1 should be
It is also possible to use a method of forming 1 by photolithography.

【0028】また、サイド絶縁膜として酸化シリコンか
ら成るサイドウォールを有するものを示したが、サイド
絶縁膜が例えば、特開平5−121745号公報にある
ように、リンガラスなどからなっていてもよいものであ
る。この場合、サイド絶縁膜となる部分以外のリンガラ
スを除去した後、前記図6に基づいて説明したように、
フォトリソグラフィ技術により溝部11を形成し、更に
+ 型の第2の不純物拡散領域9の形成を行えばよい。
また、シリコン窒化膜を残して配線を形成したが、シリ
コン窒化膜を除去して配線を形成するようにしてもよ
い。また、この発明の半導体装置は、上記のパワーMO
SFETに限らず、IGBT等としても好適であること
は言うまでもない。
Although the side insulating film has a side wall made of silicon oxide, the side insulating film may be made of, for example, phosphorus glass as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-121745. Things. In this case, after removing the phosphorus glass other than the portion serving as the side insulating film, as described with reference to FIG.
The trench 11 may be formed by photolithography, and the P + -type second impurity diffusion region 9 may be formed.
Further, although the wiring is formed leaving the silicon nitride film, the wiring may be formed by removing the silicon nitride film. Further, the semiconductor device of the present invention has the power MO
It is needless to say that the present invention is not limited to the SFET but is also suitable as an IGBT or the like.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、配線は、第1導電型の不純物拡散領域の上面におい
ても接触するから、ソース抵抗を低くできる。また、サ
イド絶縁膜をサイドウォールで構成する場合は、当該サ
イドウォールは、写真製版工程の精度に依存することな
くゲートとソース間の絶縁を一定に保つことができるか
ら、ゲート電極間の間隔を狭くして集積度を向上させる
ことができるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the wiring is in contact with the upper surface of the impurity diffusion region of the first conductivity type, so that the source resistance can be reduced. In the case where the side insulating film is formed of a sidewall, the sidewall can maintain a constant insulation between the gate and the source without depending on the accuracy of the photolithography process. There is an effect that the degree of integration can be improved by narrowing.

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

【図1】この発明の実施の形態の半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の半導体装置の製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 2 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor device of FIG. 1;

【図3】図2の次工程を示す工程図である。FIG. 3 is a process chart showing a step subsequent to FIG. 2;

【図4】図3の次工程を示す工程図である。FIG. 4 is a process chart showing a step subsequent to FIG. 3;

【図5】図4の次工程を示す工程図である。FIG. 5 is a process chart showing a step subsequent to FIG. 4;

【図6】図5の次工程を示す工程図である。FIG. 6 is a process chart showing a step subsequent to FIG. 5;

【図7】図6の次工程を示す工程図である。FIG. 7 is a process chart showing a step subsequent to FIG. 6;

【図8】従来の半導体装置の製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 8 is a process chart showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N+ 型シリコン基板 2 N- 型エピタキシャル層 3 ゲート絶縁膜 4 ゲート電極4 5 ゲート上面絶縁膜 6 窒化シリコン膜 7 P- 型の第1の不純物拡散領域 8 N+ 型の不純物拡散領域 9 P+ 型の第2の不純物拡散領域 10 サイドウォール 11 溝部 12 配線1 N + -type silicon substrate 2 N - -type epitaxial layer 3 gate insulating film 4 gate electrode 4 5 gate top insulating film 6 of silicon nitride film 7 P - -type first impurity diffusion region 8 N + -type impurity diffusion regions 9 P of + -Type second impurity diffusion region 10 sidewall 11 groove 12 wiring

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、この半導体基板上に形成
されたゲート絶縁膜及びゲート電極となる膜及びゲート
上面絶縁膜から成る積層膜体と、前記積層膜体が所定パ
ターンで除去された箇所の半導体基板の表層に形成され
た第1導電型の不純物拡散領域と、この第1導電型の不
純物拡散領域を覆うようにその下層側に形成された第2
導電型の第1の不純物拡散領域と、前記第2導電型の第
1の不純物拡散領域内でその濃度よりも濃い濃度で形成
された第2導電型の第2の不純物拡散領域と、前記ゲー
ト電極の側部が配線に接触するのを防止するサイド絶縁
膜と、前記除去箇所であって前記サイド絶縁膜が形成さ
れていない部分の半導体基板表面の一部領域に形成さ
れ、前記第1導電型の不純物拡散領域を貫通し第2導電
型の第2の不純物拡散領域に至る溝部と、前記除去箇所
であって前記サイド絶縁膜が形成されていない部分に入
り込み、前記第1導電型の不純物拡散領域に接続される
とともに前記溝部を介して前記第2導電型の第2の不純
物拡散領域に接続された配線と、を備えたことを特徴と
する半導体装置。
1. A semiconductor substrate, a laminated film body formed on a gate insulating film, a film to be a gate electrode, and a gate upper surface insulating film formed on the semiconductor substrate, and a place where the laminated film body is removed in a predetermined pattern. A first conductivity type impurity diffusion region formed in the surface layer of the semiconductor substrate; and a second conductivity type impurity diffusion region formed in a lower layer side to cover the first conductivity type impurity diffusion region.
A first impurity diffusion region of a conductivity type; a second impurity diffusion region of a second conductivity type formed in the first impurity diffusion region of the second conductivity type at a higher concentration than the first impurity diffusion region; A side insulating film for preventing a side portion of the electrode from contacting a wiring; and a first conductive film formed on a portion of the semiconductor substrate surface at the removed portion where the side insulating film is not formed; A trench portion penetrating through the impurity diffusion region of the second conductivity type and reaching the second impurity diffusion region of the second conductivity type; A wiring connected to the diffusion region and connected to the second impurity diffusion region of the second conductivity type via the trench.
【請求項2】 前記サイド絶縁膜は、エッチバックによ
り形成されたシリコン酸化膜から成るサイドウォールで
あることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said side insulating film is a side wall made of a silicon oxide film formed by etch back.
【請求項3】 ゲート電極の側方のコンタクト部となる
除去箇所に、前記ゲート電極の側部が配線に接触するの
を防止するサイド絶縁膜を形成する工程と、前記除去箇
所の半導体基板の表層部の不純物拡散領域を、当該除去
箇所であって前記サイド絶縁膜が形成されていない部分
のうちの一部領域に溝部を形成する工程と、を含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a side insulating film for preventing a side portion of the gate electrode from contacting a wiring at a removed portion serving as a contact portion on a side of the gate electrode; Forming a groove in the impurity diffusion region of the surface layer portion in a part of the portion where the side insulating film is not formed at the removed portion. .
【請求項4】 ゲート絶縁膜、ゲート電極となる膜及び
ゲート上面絶縁膜を半導体基板上に形成する工程と、前
記ゲート電極となる膜及びゲート上面絶縁膜を所定パタ
ーンで除去する工程と、除去された箇所の半導体基板の
表層部に位置する第1導電型の不純物拡散領域及びその
下層側に位置する第2導電型の第1の不純物拡散領域を
形成する工程と、前記ゲート電極の側部が配線に接触す
るのを防止するサイド絶縁膜を形成する工程と、前記サ
イド絶縁膜の側方の基板上のゲート絶縁膜を除去する工
程と、基板全面にレジストを塗布し、前記除去箇所であ
って前記サイド絶縁膜が形成されていない部分のうちの
一部領域の前記レジストを除去してレジストパターンを
形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして
前記第1導電型の不純物拡散領域を貫通し前記第2導電
型の第1の不純物拡散領域に至る溝部を形成する工程
と、この溝を介して前記第2導電型の第1の不純物拡散
領域よりも濃い濃度の第2導電型の第2の不純物拡散領
域を形成する工程と、前記第1導電型の不純物拡散領域
に接続するとともに前記溝部を介して前記第2導電型の
第2の不純物拡散領域に接続する配線を形成する工程
と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a gate insulating film, a film to be a gate electrode and a gate upper surface insulating film on a semiconductor substrate, a step of removing the film to be a gate electrode and the gate upper surface insulating film in a predetermined pattern, Forming a first conductivity type impurity diffusion region located in a surface layer portion of the semiconductor substrate at the specified location and a second conductivity type first impurity diffusion region located thereunder; and a side portion of the gate electrode. Forming a side insulating film that prevents contact with the wiring, removing the gate insulating film on the substrate beside the side insulating film, applying a resist over the entire substrate, Removing the resist in a part of the portion where the side insulating film is not formed to form a resist pattern; and using the resist pattern as a mask to remove the first conductivity type. Forming a groove extending through the pure diffusion region to reach the first impurity diffusion region of the second conductivity type, and forming a groove having a higher concentration than the first impurity diffusion region of the second conductivity type through the groove. Forming a second impurity diffusion region of the second conductivity type; connecting to the first impurity diffusion region of the first conductivity type; and connecting to the second impurity diffusion region of the second conductivity type via the groove. Forming a wiring. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】 酸化シリコンから成るゲート絶縁膜、ゲ
ート電極となる膜、酸化シリコンから成るゲート上面絶
縁膜及び窒化シリコン膜を半導体基板上に形成する工程
と、前記ゲート電極となる膜及びゲート上面絶縁膜及び
窒化シリコン膜を所定パターンで除去する工程と、除去
された箇所の半導体基板の表層部に位置する第1導電型
の不純物拡散領域及びその下層側に位置する第2導電型
の第1の不純物拡散領域を形成する工程と、酸化シリコ
ン膜を堆積しエッチバックを行うことによって前記ゲー
ト電極の側部が配線に接触するのを防止するサイドウォ
ールを形成するとともに当該サイドウォールの側方の基
板上のゲート絶縁膜を除去する工程と、基板全面にレジ
ストを塗布し、前記除去箇所であって前記サイドウォー
ルが形成されていない部分のうちの一部領域の前記レジ
ストを除去してレジストパターンを形成する工程と、前
記レジストパターンをマスクとして前記第1導電型の不
純物拡散領域を貫通し前記第2導電型の第1の不純物拡
散領域に至る溝部を形成する工程と、この溝を介して前
記第2導電型の第1の不純物拡散領域よりも濃い濃度の
第2導電型の第2の不純物拡散領域を形成する工程と、
前記第1導電型の不純物拡散領域に接続するとともに前
記溝部を介して前記第2導電型の第2の不純物拡散領域
に接続する配線を形成する工程と、を含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a gate insulating film made of silicon oxide, a film serving as a gate electrode, a gate upper surface insulating film made of silicon oxide and a silicon nitride film on a semiconductor substrate, and forming the gate electrode film and a gate upper surface on the semiconductor substrate. A step of removing the insulating film and the silicon nitride film in a predetermined pattern; and a step of removing a first conductivity type impurity diffusion region located in a surface layer portion of the semiconductor substrate at the removed portion and a second conductivity type first diffusion region located thereunder. Forming a silicon oxide film and performing etch-back to form a sidewall for preventing a side portion of the gate electrode from contacting a wiring, and forming a sidewall on the side of the sidewall. Removing the gate insulating film on the substrate; applying a resist to the entire surface of the substrate; Forming a resist pattern by removing the resist in a partial region of the first portion; and using the resist pattern as a mask to penetrate the impurity diffusion region of the first conductivity type and form a first portion of the second conductivity type. Forming a groove reaching the impurity diffusion region; forming a second impurity diffusion region of the second conductivity type with a higher concentration than the first impurity diffusion region of the second conductivity type through the groove; ,
Forming a wiring connected to the impurity diffusion region of the first conductivity type and connected to the second impurity diffusion region of the second conductivity type through the trench. Production method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001345445A (en) * 2000-06-02 2001-12-14 Nec Corp Semiconductor device
KR100384782B1 (en) * 2001-04-27 2003-05-23 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing sram

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