JPH1197685A - Vertical field-effect transistor and manufacture thereof - Google Patents

Vertical field-effect transistor and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH1197685A
JPH1197685A JP9254671A JP25467197A JPH1197685A JP H1197685 A JPH1197685 A JP H1197685A JP 9254671 A JP9254671 A JP 9254671A JP 25467197 A JP25467197 A JP 25467197A JP H1197685 A JPH1197685 A JP H1197685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trench
conductivity type
forming
oxide film
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9254671A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3164030B2 (en
Inventor
Masami Sawada
雅己 沢田
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP25467197A priority Critical patent/JP3164030B2/en
Publication of JPH1197685A publication Critical patent/JPH1197685A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3164030B2 publication Critical patent/JP3164030B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7813Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0684Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
    • H01L29/0692Surface layout
    • H01L29/0696Surface layout of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical field-effect transistor having a low on-resistance reduced by reducing the cell size and small gate-source capacitance. SOLUTION: This manufacturing method comprises forming a first conductivity-type epitaxial layer 2 on a first conductivity-type semiconductor substrate 1, forming a second conductivity-type base region 3 on the epitaxial layer 2, forming a trench T at least at the base region 3, embedding a conductor 5 for forming a gate via a gate oxide film 4 in the trench T, forming first conductivity-type source regions 6 at both sides of the trench T, forming source electrodes 8 on the source regions 6, and depositing a drain electrode 9 on the substrate 1. The source regions 6 are formed self-alignedly, using an insulation film for forming the trench T and conductor 5 as a mask.

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】本発明は縦型電界効果トラン
ジスタに関し、セルの小型化を可能にすると共に、動作
抵抗を小さくし、かつゲート・ソース間容量を小さくし
た縦型電界効果トランジスタとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical field-effect transistor, and more particularly, to a vertical field-effect transistor capable of reducing the size of a cell, reducing operating resistance, and reducing gate-source capacitance, and its manufacture. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】縦型電界効果トランジスタは電圧駆動型
のデバイスであること、高周波領域での動作が可能であ
ること等の理由から、近年急速に発達している。最近特
にデバイスへ要求される特性としては動作時の抵抗を小
さくすること、並びに寄生容量を低減すること等が上げ
られる。
2. Description of the Related Art A vertical field effect transistor has been rapidly developed in recent years because it is a voltage-driven device and can operate in a high frequency range. Recently, particularly required characteristics of a device include a reduction in resistance during operation and a reduction in parasitic capacitance.

【0003】動作時の抵抗を小さくする手法として、最
近半導体基板に溝(トレンチ)を形成しその溝の側壁を
チャネルとして利用する方法が提案されている。その一
例として、IEEE TRANSACTION(198
7年11月発行VOL ED−34 P2329〜P2
334)に記載されているが、この例について図10を
用いて説明する。
As a technique for reducing the resistance during operation, a method has recently been proposed in which a groove (trench) is formed in a semiconductor substrate and the side wall of the groove is used as a channel. As an example, IEEE TRANSACTION (198
VOL ED-34 P2329-P2 issued in November 1995
334), this example will be described with reference to FIG.

【0004】まず図10(a)に示すように砒素をドー
プした抵抗率が約4mΩ・cmのN+半導体基板1を準
備し、この表面に厚さ約5.5μmで不純物濃度が1〜
3×1016cm-3のN−エピタキシャル層2を成長させ
た後、酸化膜11、窒化膜14を成長させる。次にボロ
ンイオン注入と熱処理によって深さが約2.5μmとな
るようPベース領域3を形成し更にポリシリコン膜5、
酸化膜15を順次形成する。
First, as shown in FIG. 10A, an N + semiconductor substrate 1 doped with arsenic and having a resistivity of about 4 mΩ · cm is prepared, and the surface thereof has a thickness of about 5.5 μm and an impurity concentration of 1 to 5.
After growing the N-epitaxial layer 2 of 3 × 10 16 cm −3 , the oxide film 11 and the nitride film 14 are grown. Next, a P base region 3 is formed to a depth of about 2.5 μm by boron ion implantation and heat treatment.
An oxide film 15 is formed sequentially.

【0005】図10(b)に示すように深さが3〜5μ
mの長方形のトレンチをRIE(反応性イオンエッチン
グ)にて形成し、約2000Åのゲート酸化膜4を形成
する。図10(c)に示すように約8000Åのポリシ
リコン5を成長後、燐拡散を行い、さらに、ポリシリコ
ンを成長させトレンチ内をポリシリコン5で満たした
後、RIEを用いてポリシリコン5をエッチバックし、
ゲートボリシリコン5を形成する。
[0005] As shown in FIG.
A rectangular trench of m is formed by RIE (reactive ion etching), and a gate oxide film 4 of about 2000 ° is formed. As shown in FIG. 10 (c), after growing polysilicon 5 of about 8000 °, phosphorus is diffused, polysilicon is further grown and the trench is filled with polysilicon 5, and then polysilicon 5 is removed by RIE. Etch back,
Gate polysilicon 5 is formed.

【0006】図11(a)に示すように窒化膜のない部
分のポリシリコン5を選択酸化後、窒化膜を除去しPR
等でパターニングを行った後、燐イオン注入と熱処理に
よって深さ1μmのN+ソース領域6を形成する。図1
1(b)に示すようにソース電極8を、厚さ3μmのア
ルミをスパッタにて形成し、裏面に金属を被着しシンタ
ーを行いドレイン電極9を形成する。
As shown in FIG. 11A, after selectively oxidizing a portion of the polysilicon 5 where no nitride film is present, the nitride film is removed and PR
After patterning by the method described above, a N + source region 6 having a depth of 1 μm is formed by phosphorus ion implantation and heat treatment. FIG.
As shown in FIG. 1B, a source electrode 8 is formed by sputtering aluminum having a thickness of 3 μm, a metal is applied to the back surface, and sintering is performed to form a drain electrode 9.

【0007】この平面図を図12に示すが、Pベース領
域3をソース電極8と同電位とするため、N+ソース領
域6とPベース領域3をトレンチと垂直となるよう形成
している。前出の例は、トレンチを長方形としている
が、最近リソグラフィー技術の進歩により、トレンチを
格子状や千鳥状に形成することによって、単位面積当り
のチャネル幅を大きくし、動作時の抵抗をさらに下げる
ということも考えられているがこれらの例について説明
する。
This plan view is shown in FIG. 12. In order to make the P base region 3 the same potential as the source electrode 8, the N + source region 6 and the P base region 3 are formed so as to be perpendicular to the trench. In the above example, the trench is rectangular, but with recent advances in lithography technology, the trench is formed in a lattice or staggered pattern, thereby increasing the channel width per unit area and further reducing the operating resistance. It is considered that this is the case, but these examples will be described.

【0008】工程については図10(c)までは同一で
ある。図13(a)に示すように窒化膜14のない部分
のポリシリコン5を選択酸化後、窒化膜14を除去し、
格子状のトレンチ間にPR等でパターニングを行った
後、燐イオン注入と熱処理によって深さ1μmのN+ソ
ース領域6を独立したセル内に形成する。
The steps are the same up to FIG. As shown in FIG. 13A, after selectively oxidizing a portion of the polysilicon 5 where the nitride film 14 is not present, the nitride film 14 is removed.
After patterning between the lattice-shaped trenches by PR or the like, an N + source region 6 having a depth of 1 μm is formed in an independent cell by phosphorus ion implantation and heat treatment.

【0009】図13(b)に示すようにソース電極8は
厚さ3μmのアルミをスパッタにて形成し裏面に金属を
被着し、シンターを行い、ドレイン電極9を形成する。
この平面図を図14に示す。図14(a)はトレンチを
格子状に形成した場合、図14(b)は千鳥状に配置し
た例である。
As shown in FIG. 13B, the source electrode 8 is formed by sputtering aluminum having a thickness of 3 μm, depositing a metal on the back surface, performing sintering, and forming a drain electrode 9.
This plan view is shown in FIG. FIG. 14A shows an example in which trenches are formed in a lattice shape, and FIG. 14B shows an example in which the trenches are arranged in a staggered manner.

【0010】従来の縦型電界効果トランジスタは上述の
ように構成されていたから、ソース形成のイオン注入時
にレジスト等のマスク材を用いてイオン注入を行うた
め、PR(フォトレジスト)のズレを考慮する必要があ
り、その結晶、セルの縮小化が困難であり、このため単
位面積当りのオン抵抗が大きくなってしまうという欠点
があった。
[0010] Since the conventional vertical field effect transistor is configured as described above, it is necessary to consider the deviation of PR (photoresist) because the ion implantation is performed using a mask material such as a resist at the time of ion implantation for forming the source. However, it is difficult to reduce the size of the crystal and the cell, and there is a disadvantage that the on-resistance per unit area increases.

【0011】又、ゲートとなるポリシリコンをエッチバ
ッグする際、ソース領域とポリシリコンが重なるように
することが必要であるが、歩留り向上のためソース領域
の深さに余裕をとる必要があり、結果として重なる部分
が大きくなり、ゲートソース間の寄生容量が大きくなっ
てしまうという欠点があった。
In addition, when the polysilicon serving as the gate is etched back, it is necessary that the source region and the polysilicon overlap with each other. However, it is necessary to allow a margin in the depth of the source region for improving the yield. As a result, there is a disadvantage that the overlapping portion becomes large and the parasitic capacitance between the gate and the source becomes large.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記し
た従来技術の欠点を改良し、トレンチ(溝)を有する縦
型電界効果トランジスタにおいて動作時の抵抗(オン抵
抗)の低減を実現しつつ、寄生容量が低い縦型電界効果
トランジスタとその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to realize a reduction in operating resistance (on-resistance) in a vertical field effect transistor having a trench. Another object of the present invention is to provide a vertical field effect transistor having a low parasitic capacitance and a method of manufacturing the same.

【0013】また、本発明の他の目的は従来のセルサイ
ズに比較して、小型化した縦型電界効果トランジスタを
提供することにある。更に本発明の他の目的は縦型トラ
ンジスタに寄生する寄生トランジスタのhfeを下げ、破
壊耐量を高くした縦型電界効果トランジスタとその製造
方法を提供するものである。
Another object of the present invention is to provide a vertical field effect transistor which is smaller than a conventional cell size. Still another object of the present invention is to provide a vertical field-effect transistor having a reduced hfe of a parasitic transistor parasitic on the vertical transistor and having a high breakdown strength, and a method of manufacturing the same.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、基本的には以下に記載されたような技術構成
を採用するものである。即ち、本発明に係る第1の態様
としては、第1導電型半導体基板上に第1導電型エピタ
キシャル層を形成し、前記エピタキシャル層上に第2導
電型のベース領域を形成し、前記少なくともベース領域
にトレンチを形成し、このトレンチ内にゲート酸化膜を
介してゲートとなる導電体を埋設し、前記トレンチの両
側に第1導電型ソース領域を形成し、前記ソース領域上
にソース電極を形成すると共に前記半導体基板にドレイ
ン電極を被着した縦型電界効果トランジスタの製造方法
において、前記トレンチを形成するための絶縁膜と前記
導電体とをマスク材として前記ソース領域をセルフアラ
インで形成したことを特徴とするものであり、又、第2
の実施態様としては、第1導電型半導体基板上に第1導
電型エピタキシャル層を形成し、少なくとも前記エピタ
キシャル層にトレンチを形成し、このトレンチ内にゲー
ト酸化膜を介してゲートとなる導電体を埋設し、前記ト
レンチの両側に第1導電型ソース領域を形成し、前記ソ
ース領域上にソース電極を形成すると共に前記半導体基
板にドレイン電極を被着した縦型電界効果トランジスタ
の製造方法において、前記トレンチを形成するための絶
縁膜と前記導電体とをマスク材として前記ベース領域と
ソース領域とをセルフアラインで形成したことを特徴と
するものであり、又、第3の実施態様としては、前記ベ
ース領域上に第2導電型のバックゲート部を形成したこ
とを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention basically employs the following technical configuration. That is, as a first aspect according to the present invention, a first conductivity type epitaxial layer is formed on a first conductivity type semiconductor substrate, a second conductivity type base region is formed on the epitaxial layer, Forming a trench in the region, burying a conductor serving as a gate in the trench via a gate oxide film, forming a first conductivity type source region on both sides of the trench, and forming a source electrode on the source region And a method of manufacturing a vertical field effect transistor in which a drain electrode is attached to the semiconductor substrate, wherein the source region is formed in a self-aligned manner by using an insulating film for forming the trench and the conductor as a mask material. And the second
In one embodiment, a first conductivity type epitaxial layer is formed on a first conductivity type semiconductor substrate, a trench is formed in at least the epitaxial layer, and a conductor serving as a gate is formed in the trench via a gate oxide film. A method of manufacturing a vertical field-effect transistor, wherein the source region is buried, a first conductivity type source region is formed on both sides of the trench, a source electrode is formed on the source region, and a drain electrode is attached to the semiconductor substrate. The base region and the source region are formed in a self-aligned manner by using an insulating film for forming a trench and the conductor as a mask material, and as a third embodiment, A back gate portion of the second conductivity type is formed on the base region.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図1を参照すると本発明の実施の形
態例はN+型半導体基板1上にN−型エピタキシャル層
2を有する半導体基板を用い、このウェーハ主面上にユ
ニットセルが構成される。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail. Referring to FIG. 1, an embodiment of the present invention uses a semiconductor substrate having an N− type epitaxial layer 2 on an N + type semiconductor substrate 1, and a unit cell is formed on the main surface of the wafer.

【0016】トレンチであるU溝Tの形成はまずP型ベ
ース領域3を形成後、絶縁膜であるCVD酸化膜を成長
させ、リソグラフィー技術によってCVD酸化膜をパタ
ーニングし、この酸化膜をマスク材としてシリコンエッ
チを行いエピタキシャル層2内にU溝Tを形成する。そ
の後ゲート酸化膜4を形成し、ポリシリコン5を堆積
し、ポリシリコン5のエッチバックを行う。
In the formation of the U-shaped trench T, a P-type base region 3 is first formed, a CVD oxide film as an insulating film is grown, and the CVD oxide film is patterned by lithography, and this oxide film is used as a mask material. A silicon etch is performed to form a U groove T in the epitaxial layer 2. Thereafter, a gate oxide film 4 is formed, polysilicon 5 is deposited, and the polysilicon 5 is etched back.

【0017】この時ウェーハ主面よりポリシリコン5の
表面は若干低くなっている。次にこのポリシリコン5と
CVD(chemical vapor deposi
tion)酸化膜とをマスクとして回転ななめイオン注
入により砒素Asをイオン注入し活性化を行いソース領
域6を形成する。その後BPSG(boron pho
sphorus silicate glass)等の
絶縁膜7を形成し、ウェーハ主面までエッチングを行い
アルミ等の金属を被着して、リース電極8とし、半導体
基板の裏面にドレイン電極9を形成する。
At this time, the surface of the polysilicon 5 is slightly lower than the main surface of the wafer. Next, this polysilicon 5 and CVD (chemical vapor deposition) are used.
arsenic As is ion-implanted by rotationally sloping ion implantation using the oxide film as a mask and activated to form the source region 6. After that, BPSG (boron pho
An insulating film 7 such as sporossilicate glass is formed, the main surface of the wafer is etched, and a metal such as aluminum is applied to form a lease electrode 8, and a drain electrode 9 is formed on the back surface of the semiconductor substrate.

【0018】なお、図1(a)は図1(b)のA−A’
部よりみた状態を示す平面断面図である。上記のように
構成した本発明の縦型トランジスタによれば、Nチャネ
ルの場合、ゲートに+の電位を印加すると、図2に示す
ようにU溝Tの側壁部のP型ベース領域3のごく表面が
N型半導体に反転(チャネル10)し、ソース・ドレイ
ンに適切な電位を与えると、電子はソース電極8、ソー
ス領域6、チャネル10、N−エピタキシャル層2、N
+半導体基板1、ドレイン電極9と流れる。この流れる
電流と発生するソース・ドレイン間電圧の関係から、動
作抵抗(オン抵抗)が算出でき、オン抵抗は上記のそれ
ぞれの和として示される。
FIG. 1A is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
It is a plane sectional view showing the state seen from the part. According to the vertical transistor of the present invention configured as described above, in the case of an N-channel, when a + potential is applied to the gate, as shown in FIG. When the surface is inverted to the N-type semiconductor (channel 10) and an appropriate potential is applied to the source / drain, electrons are emitted from the source electrode 8, the source region 6, the channel 10, the N-epitaxial layer 2, N
+ The semiconductor substrate 1 and the drain electrode 9 flow. The operating resistance (on-resistance) can be calculated from the relationship between the flowing current and the generated source-drain voltage, and the on-resistance is shown as the sum of the above.

【0019】ここで特にチャネルに着目すると、チャネ
ル抵抗は一般的に下式で示されることが知られている。 Rch=(L/W)・μ・Cox(V−VT ) (L:チャネル長、W:チャネル幅、μ:移動度、Co
x容量V:ゲート電圧、VT :ゲートしきい値電圧
) 本発明によれば、ユニットセルの縮小化が可能になるか
ら、単位面積当りのチャネル幅Wが大きくなりチャネル
抵抗Rchが小さくなり、動作時の抵抗(オン抵抗)を
小さくすることが可能となる。また、ゲート電極である
導電体と絶縁膜とのセルフアライン(self−ali
gment)でソース領域6を形成しているため、ゲー
トとソース領域のオーバーラップ分を少なくすることが
でき、ソース・ゲート間の寄生容量の低減が可能とな
る。
Here, focusing attention on the channel, it is known that the channel resistance is generally expressed by the following equation. Rch = (L / W) · μ · Cox (V−V T ) (L: channel length, W: channel width, μ: mobility, Co
x capacity V: gate voltage, VT : gate threshold voltage
According to the present invention, since the unit cell can be reduced, the channel width W per unit area increases, the channel resistance Rch decreases, and the resistance (on-resistance) during operation can be reduced. Become. In addition, a self-alignment (self-alignment) between a conductor serving as a gate electrode and an insulating film is performed.
gment), the overlap between the gate and the source region can be reduced, and the parasitic capacitance between the source and the gate can be reduced.

【0020】又、セルフアラインでソース領域を形成す
るからPRの目づれの考慮の必要がなく、このため小型
化が可能になり、しかも、ゲート電極とソース領域のオ
ーバーラップも最小になり、又、ゲート電極とソース領
域が重ならずチャネルが形成されないという事故も防止
出来る。
Further, since the source region is formed in a self-aligned manner, there is no need to consider the loss of PR, so that the size can be reduced, and the overlap between the gate electrode and the source region can be minimized. An accident in which the gate electrode and the source region do not overlap and a channel is not formed can be prevented.

【0021】[0021]

【実施例】以下に、本発明に係る縦型電界効果トランジ
スタの具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。図
1〜図5には、第1導電型半導体基板1上に第1導電型
エピタキシャル層2を形成し、前記エピタキシャル層2
上に第2導電型のベース領域3を形成し、前記少なくと
もベース領域3にトレンチTを形成し、このトレンチT
内にゲート酸化膜4を介してゲートとなる導電体5を埋
設し、前記トレンチTの両側に第1導電型ソース領域6
を形成し、前記ソース領域6上にソース電極8を形成す
ると共に前記半導体基板1にドレイン電極9を被着した
縦型電界効果トランジスタの製造方法において、前記ト
レンチTを形成するための絶縁膜12と前記導電体5と
をマスクとして前記ソース領域6をセルフアラインで形
成したことを特徴とする縦型電界効果トランジスタの製
造方法が下され、又、図5には、電界効果トランジスタ
のトレンチTの幅WT に対しソース領域6の幅WS が略
等しい状態が図示されている。この場合WS /WT
0.8〜1.2であることが望ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific examples of a vertical field effect transistor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 5, a first conductivity type epitaxial layer 2 is formed on a first conductivity type semiconductor substrate 1 and the epitaxial layer 2
A base region 3 of the second conductivity type is formed thereon, and a trench T is formed in at least the base region 3.
A conductor 5 serving as a gate is buried therein via a gate oxide film 4 and a first conductivity type source region 6 is provided on both sides of the trench T.
And forming a source electrode 8 on the source region 6 and a drain electrode 9 on the semiconductor substrate 1 in the method of manufacturing a vertical field effect transistor. A method for manufacturing a vertical field-effect transistor, characterized in that the source region 6 is formed in a self-aligned manner by using the mask and the conductor 5 as a mask, and FIG. width W S of the source region 6 is substantially equal to the state depicted relative to the width W T. In this case W S / W T is desirably 0.8 to 1.2.

【0022】本発明の実施例を更に、図3、図4を用い
て説明すると、結晶面{100}で砒素Asが約2×1
19cm-3ドープされたN+型半導体基板1に燐Pが約
2×1016cm-3ドープされたN−エピタキシャル層2
を約5μm成長させた基板を用いる。図3(a)に示す
ようにまず約200Åの酸化膜11を成長させ、ボロン
イオンを70keV、DOSE量を1〜3×1013cm
-3の条件でイオン注入を行い、その後1140℃ 10
〜20分の熱処理を行い、拡散深さが1〜1.5μm程
度となるようP型ベース領域3を形成する。その後酸化
膜は除去してもしなくてもよい。
The embodiment of the present invention will be further described with reference to FIGS. 3 and 4. As shown in FIG.
An N + epitaxial layer 2 doped with about 2 × 10 16 cm −3 of phosphorus P on an N + type semiconductor substrate 1 doped with 0 19 cm −3.
Is used for growing the substrate about 5 μm. As shown in FIG. 3A, first, an oxide film 11 of about 200 ° is grown, the boron ion is 70 keV, and the DOSE amount is 1 to 3 × 10 13 cm.
Ion implantation is performed under the condition of -3
Heat treatment is performed for up to 20 minutes to form the P-type base region 3 such that the diffusion depth is about 1 to 1.5 μm. Thereafter, the oxide film may or may not be removed.

【0023】図3(b)に示すようにCVD酸化膜12
を1000〜5000Å程度ウェーハ主面に成長させ、
リソグラフィー技術にてCVD酸化膜12をエッチング
し、つづいてP型ベース領域3をつきぬけるようSiを
エッチングする。この際に幅0.35〜0.8μmの幅
で格子状あるいは、千鳥状となるようエッチングを行
い、トレンチTを形成する。
As shown in FIG. 3B, the CVD oxide film 12
Is grown on the main surface of the wafer by about 1000 to 5000
The CVD oxide film 12 is etched by a lithography technique, and then Si is etched so as to remove the P-type base region 3. At this time, etching is performed so as to form a lattice shape or a staggered shape with a width of 0.35 to 0.8 μm to form a trench T.

【0024】図3(c)に示すように200〜1000
Åの厚さのゲート酸化膜4を形成し、6000〜800
0Åの高濃度の燐を含んだポリシリコン5を成長させ、
SiのトレンチTを埋め込み、このポリシリコン5を半
導体主表面から0.3〜0.6μmの深さまでエッチバ
ックする。ポリシリコン5は、不純物を含まない状態で
成長させ、その後イオン注入や拡散によって形成しても
よい。
As shown in FIG. 3C, 200 to 1000
A gate oxide film 4 having a thickness of Å is formed,
Growing polysilicon 5 containing a high concentration of phosphorus of 0 °,
A trench T of Si is buried, and the polysilicon 5 is etched back to a depth of 0.3 to 0.6 μm from the semiconductor main surface. The polysilicon 5 may be grown without any impurities, and then formed by ion implantation or diffusion.

【0025】図4(a)に示すようにうめ込んだポリシ
リコン5とSiエッチングのマスクであるCVD酸化膜
12をマスク材として、イオン注入を行う。イオン注入
条件は、砒素Asイオンを用い加速電圧を約50〜10
0keV、DOSE量5×1015〜5×1016cm-3
45°近傍の角度で回転させて行う。
As shown in FIG. 4A, ion implantation is performed using the buried polysilicon 5 and the CVD oxide film 12 as a mask for Si etching as a mask material. The ion implantation conditions are such that arsenic As ions are used and the accelerating voltage is about 50 to 10
0 keV, DOSE amount 5 × 10 15 -5 × 10 16 cm -3 ,
The rotation is performed at an angle of about 45 °.

【0026】その後1000℃ 10分〜30分程度の
熱処理を行い、イオン注入原子の活性化を行いソース領
域6を形成する。図4(b)に示すようにBPSG等の
層間絶縁膜7を成長させ800〜900℃の温度でリフ
ローさせ、半導体主表面までエッチバックを行う。図4
(c)に示すように、主表面にAlを被着し、ソース電
極8とし表面にAu等を被着しドレイン電極9とする。
Thereafter, heat treatment is performed at 1000 ° C. for about 10 to 30 minutes to activate the ion-implanted atoms to form the source region 6. As shown in FIG. 4B, an interlayer insulating film 7 such as BPSG is grown, reflowed at a temperature of 800 to 900 ° C., and etched back to the semiconductor main surface. FIG.
As shown in (c), Al is deposited on the main surface to form a source electrode 8 and Au or the like is deposited on the surface to form a drain electrode 9.

【0027】次に、本発明の縦型電界効果トランジスタ
の動作について図5を参照して説明する。図5(a)は
本発明によるもの、図5(b)は従来技術によるものの
断面図である。本発明では、ゲートポリシリコン5とC
VD酸化膜12とのセルフアラインで拡散層を形成する
ため、ソース領域6とソースアルミの接触部分の距離
(PRマージン)が小さくてよく、かつソース領域6は
横方向拡がりが小さいためポリシリコン5,5間の距離
を小さくすることができる。
Next, the operation of the vertical field effect transistor of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 (a) is a sectional view of the present invention, and FIG. 5 (b) is a sectional view of a conventional technique. In the present invention, the gate polysilicon 5 and C
Since the diffusion layer is formed by self-alignment with the VD oxide film 12, the distance (PR margin) between the source region 6 and the contact portion between the source aluminum and the source region 6 may be small. , 5 can be reduced.

【0028】この結果ユニットのセルサイズを5μm角
から3μm角程度にまで縮小でき、セル面積では従来比
で約60%程度小さくなる。そして単位面積当りのチャ
ネル幅は約35%程度大きくなり、チャネル抵抗は約3
5%減となる。また、ソース領域6とゲートポリシリコ
ン5のオーバーラップBを小さくできるため、ゲート・
ソース間容量は従来比で約20%減となる。
As a result, the cell size of the unit can be reduced from 5 μm square to about 3 μm square, and the cell area is reduced by about 60% as compared with the conventional case. The channel width per unit area increases by about 35%, and the channel resistance becomes about 3%.
5% reduction. Further, since the overlap B between the source region 6 and the gate polysilicon 5 can be reduced,
The source-to-source capacitance is reduced by about 20% compared to the conventional case.

【0029】図5に示されたWC 、WT 、WS はそれぞ
れユニットセルの幅、トレンチTの幅、ソース領域6の
幅を示し、従来技術によるもののWC 、WT 、WS はそ
れぞれ、4.5、0.5、1.25に対し本発明の縦型
電界効果トランジスタでは、それぞれ、3、0.5、
0.5になり、セルの大きさが小さくなったことが示さ
れていると共に、電界効果トランジスタの1ユニットの
幅Wc に対し、トレンチTとトレンチTの両側に形成し
たソース領域6との合計の幅(WT +2WS )の割合、
即ち、(WT +2WS )/WC が略1/2に等しいこと
も示されている。
FIG. 5 to the indicated W C, W T, W S is the width of each unit cell, the width of the trench T, the width of the source regions 6, but according to the prior art W C, W T, W S is In the vertical field effect transistor of the present invention, 4.5, 0.5, and 1.25, respectively, were 3, 0.5, and 1.25, respectively.
Becomes 0.5, the size of the cell has been shown to have decreased with respect to the width W c of a unit of a field effect transistor, the source region 6 formed on both sides of the trench T and the trench T The proportion of the total width (W T + 2W S ),
That has also been shown that is approximately equal to 1/2 (W T + 2W S) / W C.

【0030】この場合、上記割合は0.4〜0.6であ
ることが望ましい。次に、本発明の第2の実施例につい
て説明する。図6には、ベース領域6上に第2の導電型
のバックゲート部13を形成した縦型電界効果トランジ
スタが示されている。この実施例では、図6に示すよう
に、Pベース領域3を形成後、ベース領域6表面にBF
2 を用い加速電圧50keV、ドーズ量5×1014〜1
×1016cm -3程度でイオン注入を行いバックゲート部
13を形成している。
In this case, the ratio is 0.4 to 0.6.
Is desirable. Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Will be explained. FIG. 6 shows the second conductivity type on the base region 6.
Vertical field effect transistor formed with a back gate portion 13 of FIG.
The star is shown. In this embodiment, as shown in FIG.
After the P base region 3 is formed, BF is
TwoWith an acceleration voltage of 50 keV and a dose of 5 × 1014~ 1
× 1016cm -3Ion implantation and back gate
13 are formed.

【0031】このバックゲート部13はソース領域6、
ベース領域3、エピタキシャル層2からなるNPNの寄
生トランジスタによるセルの破壊防止に役立つものであ
る。即ち前記した縦型電界効果トランジスタのソース・
ドレイン間耐圧を超えた場合、矢印C方向に電流が流
れ、セルを破壊するがバックゲート部13を設けたこと
により、寄生トランジスタのhfeが下がり、矢印方向の
電流を抑制でき、寄生トランジスタによるセルの破壊を
防止する。
The back gate portion 13 has a source region 6,
This is useful for preventing cell destruction by an NPN parasitic transistor composed of the base region 3 and the epitaxial layer 2. That is, the source of the above-mentioned vertical field effect transistor
When the breakdown voltage between the drains is exceeded, a current flows in the direction of arrow C, and the cell is destroyed. However, the provision of the back gate 13 reduces the hfe of the parasitic transistor, thereby suppressing the current in the direction of the arrow. Prevents cell destruction.

【0032】なお、その他の工程については第1の実施
例と同様である。次に、本発明の第3の実施例について
説明する。図7〜図9には第1導電型半導体基板1上に
第1導電型エピタキシャル層2を形成し、少なくとも前
記エピタキシャル層2にトレンチTを形成し、このトレ
ンチT内にゲート酸化膜4を介してゲートとなる導電体
5を埋設し、前記トレンチTの両側に第1導電型ソース
領域6を形成し、前記ソース領域6上にソース電極を形
成すると共に前記半導体基板1にドレイン電極を被着し
た縦型電界効果トランジスタの製造方法において、前記
エピタキシャル層2上に形成した絶縁膜12と前記導電
体5とをマスク材としてベース領域3とソース領域6と
をセルフアラインで形成した縦型電界効果トランジスタ
が形成されている。
The other steps are the same as in the first embodiment. Next, a third embodiment of the present invention will be described. 7 to 9, a first conductivity type epitaxial layer 2 is formed on a first conductivity type semiconductor substrate 1, a trench T is formed at least in the epitaxial layer 2, and a gate oxide film 4 is interposed in the trench T. A conductor 5 serving as a gate is buried, a first conductivity type source region 6 is formed on both sides of the trench T, a source electrode is formed on the source region 6, and a drain electrode is formed on the semiconductor substrate 1. In the method of manufacturing a vertical field effect transistor according to the present invention, the base region 3 and the source region 6 are formed in a self-aligned manner using the insulating film 12 formed on the epitaxial layer 2 and the conductor 5 as a mask material. A transistor is formed.

【0033】図9(a)に示すように第1の実施例と同
様の基板を用い絶縁膜であるCVD酸化膜12を100
0〜5000Å程度成長させ、リソグラフィーによりパ
ターニング後CVD酸化膜12をエッチングし、レジス
ト除去後Siエッチングを行いトレンチTを形成する。
図9(b)に示すようにゲート酸化膜4を形成後ポリシ
リコン5を成長させ、このポリシリコンに不純物を導入
後トレンチTを埋め込み、このポリシリコン5を半導体
主表面から0.3〜0.6μmの深さまでエッチバック
する。
As shown in FIG. 9A, using the same substrate as in the first embodiment, a CVD oxide film 12 as an insulating film is
The trench T is formed by growing the film by about 0 to 5000 °, patterning the film by lithography, etching the CVD oxide film 12, removing the resist, and performing Si etching.
As shown in FIG. 9B, after forming a gate oxide film 4, a polysilicon 5 is grown, an impurity is introduced into the polysilicon, and a trench T is buried. Etch back to a depth of .6 μm.

【0034】図9(a)に示すように埋め込んだポリシ
リコン5とCVD酸化膜12とをマスク材としてボロン
Bイオンを用い45°近傍の角度で回転イオン注入を行
った後熱処理を行いPベース領域3を形成後、第1の実
施例と同様に砒素Asのイオン注入を行いソース領域6
を形成する。図9(b)に示すように全面に1×1014
〜5×1015cm-3程度のBをイオン注入し、1000
℃ 10〜30分程度の熱処理を行いバックゲート部1
3を形成する。この時Siエッチングのマスクである酸
化膜除去後に行ってもよいし、イオン注入をBF2 で行
ってもよい。
As shown in FIG. 9 (a), using a buried polysilicon 5 and a CVD oxide film 12 as a mask material, boron B ions are used as a mask material, and rotational ion implantation is performed at an angle of about 45 °, followed by heat treatment to form a P base. After the formation of the region 3, ion implantation of arsenic As is performed as in the first embodiment, and the source region 6 is formed.
To form As shown in FIG. 9B, 1 × 10 14
About 5 × 10 15 cm −3 of B is ion-implanted,
The heat treatment is performed for about 10 to 30 minutes, and the back gate portion 1 is formed.
Form 3 At this time, the etching may be performed after removing the oxide film serving as a mask for Si etching, or the ion implantation may be performed using BF 2 .

【0035】その後の工程は第1の実施例と同様であ
る。また、本発明はN型(第1導電型はN、第2導電型
はP)の例を示しているがP型でも有効であることは明
白である。P型の縦型電界効果トランジスタの場合、ベ
ース領域3の形成には燐Pイオンをイオン注入し、又ソ
ース領域6を形成する場合にはBF2 イオンをイオン注
入し、バックゲート部13を形成する場合は、砒素As
イオンを注入すればよい。
The subsequent steps are the same as in the first embodiment. Also, the present invention shows an example of N type (N is the first conductivity type and P is the second conductivity type), but it is obvious that the P type is also effective. In the case of a P-type vertical field effect transistor, phosphorus P ions are ion-implanted to form the base region 3 and BF 2 ions are ion-implanted to form the source region 6 to form the back gate portion 13. Arsenic As
Ions may be implanted.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、以
下の効果を奏する。 (1)ソース領域形成のためのイオン注入を導電体であ
るポリシリコンとマスク材のセルフアラインで行うた
め、PRのずれ等を考慮する必要がない。このため、セ
ルの縮小化が可能になり、これにより単位面積当たりの
オン抵抗を小さくすることが出来る。 (2)ソース領域形成のためのイオン注入をポリシリコ
ンとマスク材のセルフアラインで行うため、ゲートとソ
ース領域の重なりは最小になりしかも、ポリシリコンの
エッチバックの際のマージンを考慮する必要がない。
As described above, the present invention has the following advantages. (1) Since the ion implantation for forming the source region is performed by self-alignment between the polysilicon serving as the conductor and the mask material, there is no need to consider a shift in PR or the like. For this reason, it is possible to reduce the size of the cell, thereby reducing the on-resistance per unit area. (2) Since the ion implantation for forming the source region is performed by self-alignment of the polysilicon and the mask material, the overlap between the gate and the source region is minimized, and furthermore, it is necessary to consider a margin at the time of etching back the polysilicon. Absent.

【0037】このため、ゲート・ソース間容量を小さく
することが可能になった。 (3)バックゲート部を設けたので、セルの破壊を防止
出来るようになった。
As a result, it is possible to reduce the gate-source capacitance. (3) Since the back gate portion is provided, the destruction of the cell can be prevented.

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

【図1】(a)はA−A’部分からみた本発明の平面断
面図、(b)は断面図である。
FIG. 1A is a plan cross-sectional view of the present invention viewed from an AA ′ portion, and FIG. 1B is a cross-sectional view.

【図2】本発明の動作を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the operation of the present invention.

【図3】(a)〜(c)は本発明の第1実施例の工程を
示す図である。
3 (a) to 3 (c) are views showing the steps of the first embodiment of the present invention.

【図4】(a)〜(c)は図3の続きの工程を示す図で
ある。
4 (a) to 4 (c) are views showing a step subsequent to FIG. 3;

【図5】本発明と従来技術を比較する図であり、(a)
は本発明の断面図、(b)は従来技術の断面図である。
FIG. 5 is a diagram comparing the present invention with a conventional technology, and FIG.
1 is a cross-sectional view of the present invention, and FIG.

【図6】本発明の第2の実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図8】(a)、(b)は本発明の第3の実施例の工程
を示す図である。
FIGS. 8 (a) and (b) are views showing steps of a third embodiment of the present invention.

【図9】(a)、(b)は図8に続く工程を示す図であ
る。
FIGS. 9A and 9B are views showing a step following FIG. 8;

【図10】(a)〜(c)は従来の工程を示す図であ
る。
FIGS. 10A to 10C are views showing a conventional process.

【図11】(a)、(b)は図10に続く工程を示す図
である。
11A and 11B are views showing a step following FIG. 10;

【図12】従来技術の平面図である。FIG. 12 is a plan view of a conventional technique.

【図13】(a)、(b)は従来技術の他の例を示す工
程図である。
FIGS. 13A and 13B are process diagrams showing another example of the prior art.

【図14】(a)、(b)は従来技術による平面図であ
る。
14A and 14B are plan views according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N+型半導体基板 2 N−型エピタキシャル層 3 P型ベース領域 4 ゲート酸化膜 5 ポリシリコン 6 N+ソース領域 7 絶縁膜 8 ソース電極 9 ドレイン電極 10 チャンネル 11 酸化膜 12 CVD酸化膜 13 バックゲート部 14 窒化膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 N + type semiconductor substrate 2 N- type epitaxial layer 3 P type base region 4 Gate oxide film 5 Polysilicon 6 N + source region 7 Insulating film 8 Source electrode 9 Drain electrode 10 Channel 11 Oxide film 12 CVD oxide film 13 Back gate part 14 Nitride film

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型半導体基板上に第1導電型エ
ピタキシャル層を形成し、前記エピタキシャル層上に第
2導電型のベース領域を形成し、前記少なくともベース
領域にトレンチを形成し、このトレンチ内にゲート酸化
膜を介してゲートとなる導電体を埋設し、前記トレンチ
の両側に第1導電型ソース領域を形成し、前記ソース領
域上にソース電極を形成すると共に前記半導体基板にド
レイン電極を被着した縦型電界効果トランジスタの製造
方法において、 前記トレンチを形成するための絶縁膜と前記導電体とを
マスク材として前記ソース領域をセルフアラインで形成
したことを特徴とする縦型電界効果トランジスタの製造
方法。
1. A first conductivity type epitaxial layer is formed on a first conductivity type semiconductor substrate, a second conductivity type base region is formed on the epitaxial layer, and a trench is formed in the at least base region. A conductor serving as a gate is buried in the trench through a gate oxide film, a first conductivity type source region is formed on both sides of the trench, a source electrode is formed on the source region, and a drain electrode is formed on the semiconductor substrate. Wherein the source region is formed in a self-aligned manner using an insulating film for forming the trench and the conductor as a mask material. A method for manufacturing a transistor.
【請求項2】 第1導電型半導体基板上に第1導電型エ
ピタキシャル層を形成し、少なくとも前記エピタキシャ
ル層にトレンチを形成し、このトレンチ内にゲート酸化
膜を介してゲートとなる導電体を埋設し、前記トレンチ
の両側に第1導電型ソース領域を形成し、前記ソース領
域上にソース電極を形成すると共に前記半導体基板にド
レイン電極を被着した縦型電界効果トランジスタの製造
方法において、 前記トレンチを形成するための絶縁膜と前記導電体とを
マスク材として前記ベース領域とソース領域とをセルフ
アラインで形成したことを特徴とする縦型電界効果トラ
ンジスタの製造方法。
2. A first conductivity type epitaxial layer is formed on a first conductivity type semiconductor substrate, a trench is formed in at least the epitaxial layer, and a conductor serving as a gate is buried in the trench via a gate oxide film. And forming a first conductivity type source region on both sides of the trench, forming a source electrode on the source region, and attaching a drain electrode to the semiconductor substrate. Forming the base region and the source region in a self-aligned manner using an insulating film for forming a gate and the conductor as a mask material.
【請求項3】 次の工程から形成されることを特徴とす
る縦型電界効果トランジスタの製造方法。 (1) 第1導電型半導体基板上に第1導電型エピタキ
シャル層を形成する第1工程と、(2) 前記エピタキ
シャル層上に第2導電型のベース領域を形成する第2工
程と、(3) 前記エピタキシャル層上に酸化膜を成長
させてこの酸化膜をパターニングする第3工程と、
(4) 前記パターニングされた酸化膜をマスク材とし
て、前記ベース領域にトレンチを形成する第4工程と、
(5) 前記トレンチ内にゲート酸化膜を形成する第5
工程と、(6) 前記ゲート酸化膜で覆われたトレンチ
内にゲート電極となる導電体を堆積する第6工程と、
(7) 前記導電体の上面が前記ベース領域上面より低
くなるまでエッチバックする第7工程と、(8) 前記
導電体とトレンチ形成用の絶縁膜とをマスク材として不
純物をイオン注入し、ソース領域をセルフアラインで形
成する第8工程と、(9) トレンチ内の前記導電体上
に層間絶縁膜を形成する第9工程と、(10) ソース領
域にコンタクトするソース電極と、前記半導体基板に被
着されたドレイン電極を形成する第10工程。
3. A method for manufacturing a vertical field effect transistor, which is formed from the following steps. (1) a first step of forming a first conductivity type epitaxial layer on a first conductivity type semiconductor substrate; (2) a second step of forming a second conductivity type base region on the epitaxial layer; A) growing an oxide film on the epitaxial layer and patterning the oxide film;
(4) a fourth step of forming a trench in the base region using the patterned oxide film as a mask material;
(5) A fifth step of forming a gate oxide film in the trench.
And (6) depositing a conductor to be a gate electrode in the trench covered with the gate oxide film;
(7) a seventh step of etching back until the upper surface of the conductor is lower than the upper surface of the base region; and (8) ion implantation of impurities using the conductor and the insulating film for forming trenches as a mask material. An eighth step of forming a region by self-alignment; (9) a ninth step of forming an interlayer insulating film on the conductor in the trench; (10) a source electrode contacting a source region; A tenth step of forming the deposited drain electrode.
【請求項4】 次の工程から形成されることを特徴とす
る縦型電界効果トランジスタの製造方法。 (1) 第1導電型半導体基板上に第1導電型エピタキ
シャル層を形成する第1工程と、(2) 前記エピタキ
シャル層上に酸化膜を成長させてこの酸化膜をパターニ
ングする第2工程と、(3) 前記パターニングされた
酸化膜をマスク材として、前記ベース領域にトレンチを
形成する第3工程と、(4) 前記トレンチ内にゲート
酸化膜を形成する第4工程と、(5) 前記ゲート酸化
膜で覆われたトレンチ内にゲート電極となる導電体を堆
積する第5工程と、(6) 前記導電体の上面が前記ベ
ース領域上面より低くなるまでエッチバックする第6工
程と、(7) 前記導電体と酸化膜とをマスク材として
不純物をイオン注入し、ベース領域をセルフアラインで
形成する第7工程と、(8) 前記導電体と酸化膜とを
マスク材として不純物をイオン注入し、ソース領域をセ
ルフアラインで形成する第8工程と、(9) トレンチ
内の前記導電体上に層間絶縁膜を形成する第9工程と、
(10) ソース領域にコンタクトするソース電極と、前
記半導体基板に被着されたドレイン電極を形成する第1
0工程。
4. A method for manufacturing a vertical field effect transistor, which is formed from the following steps. (1) a first step of forming a first conductivity type epitaxial layer on a first conductivity type semiconductor substrate; and (2) a second step of growing an oxide film on the epitaxial layer and patterning the oxide film. (3) a third step of forming a trench in the base region using the patterned oxide film as a mask material, (4) a fourth step of forming a gate oxide film in the trench, and (5) the gate A fifth step of depositing a conductor to be a gate electrode in the trench covered with the oxide film; (6) a sixth step of etching back until the upper surface of the conductor is lower than the upper surface of the base region; A seventh step of ion-implanting impurities using the conductor and the oxide film as a mask material to form a base region in a self-aligned manner; and (8) ion-implanting impurities using the conductor and the oxide film as a mask material. Injected, the eighth step of forming a source region by self-alignment, a ninth step of forming an interlayer insulating film on the conductor (9) in the trench,
(10) A first electrode for forming a source electrode in contact with the source region and a drain electrode formed on the semiconductor substrate.
0 steps.
【請求項5】 前記ベース領域上に第2導電型のバック
ゲート部を形成したことを特徴とする請求項1,2,3
又は4記載の縦型電界効果トランジスタの製造方法。
5. A back gate portion of a second conductivity type is formed on the base region.
Or the method of manufacturing a vertical field effect transistor according to 4.
【請求項6】 第1導電型半導体基板上に第1導電型エ
ピタキシャル層を形成し、少なくとも前記エピタキシャ
ル層にトレンチを形成し、このトレンチ内にゲート酸化
膜を介してゲートとなる導電体を埋設し、前記トレンチ
の両側に第1導電型ソース領域を形成し、前記ソース領
域上にソース電極を形成すると共に前記半導体基板にド
レイン電極を被着した縦型電界効果トランジスタにおい
て、 前記電界効果トランジスタの1ユニットの幅に対し、前
記トレンチとトレンチの両側に形成したソース領域との
合計の幅の割合は、約40〜60%であることを特徴と
する縦型電界効果トランジスタ。
6. A first conductivity type epitaxial layer is formed on a first conductivity type semiconductor substrate, a trench is formed in at least the epitaxial layer, and a conductor serving as a gate is buried in the trench via a gate oxide film. A first conductivity type source region formed on both sides of the trench, a source electrode formed on the source region, and a drain electrode attached to the semiconductor substrate; A vertical field effect transistor, wherein a ratio of a total width of the trench and source regions formed on both sides of the trench to one unit width is about 40 to 60%.
【請求項7】 第1導電型半導体基板上に第1導電型エ
ピタキシャル層を形成し、少なくとも前記エピタキシャ
ル層にトレンチを形成し、このトレンチ内にゲート酸化
膜を介してゲートとなる導電体を埋設し、前記トレンチ
の両側に第1導電型ソース領域を形成し、前記ソース領
域上にソース電極を形成すると共に前記半導体基板にド
レイン電極を被着した縦型電界効果トランジスタにおい
て、 前記トレンチの幅に対しソース領域の幅は約80〜12
0%であることを特徴とする縦型電界効果トランジス
タ。
7. A first conductivity type epitaxial layer is formed on a first conductivity type semiconductor substrate, a trench is formed in at least the epitaxial layer, and a conductor serving as a gate is buried in the trench via a gate oxide film. In a vertical field effect transistor, a first conductivity type source region is formed on both sides of the trench, a source electrode is formed on the source region, and a drain electrode is attached to the semiconductor substrate. On the other hand, the width of the source region is about 80 to 12
0%, a vertical field effect transistor.
【請求項8】 第1導電型半導体基板上に第1導電型エ
ピタキシャル層を形成し、少なくとも前記エピタキシャ
ル層にトレンチを形成し、このトレンチ内にゲート酸化
膜を介してゲートとなる導電体を埋設し、前記トレンチ
の両側に第1導電型ソース領域を形成し、前記ソース領
域上にソース電極を形成すると共に前記半導体基板にド
レイン電極を被着した縦型電界効果トランジスタにおい
て、 前記ベース領域上に第2導電型のバックゲート部を形成
したことを特徴とする縦型電界効果トランジスタ。
8. A first conductivity type epitaxial layer is formed on a first conductivity type semiconductor substrate, a trench is formed in at least the epitaxial layer, and a conductor serving as a gate is buried in the trench via a gate oxide film. A vertical field effect transistor in which a first conductivity type source region is formed on both sides of the trench, a source electrode is formed on the source region, and a drain electrode is attached to the semiconductor substrate; A vertical field effect transistor, wherein a back gate portion of a second conductivity type is formed.
JP25467197A 1997-09-19 1997-09-19 Manufacturing method of vertical field effect transistor Expired - Fee Related JP3164030B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25467197A JP3164030B2 (en) 1997-09-19 1997-09-19 Manufacturing method of vertical field effect transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25467197A JP3164030B2 (en) 1997-09-19 1997-09-19 Manufacturing method of vertical field effect transistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1197685A true JPH1197685A (en) 1999-04-09
JP3164030B2 JP3164030B2 (en) 2001-05-08

Family

ID=17268253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25467197A Expired - Fee Related JP3164030B2 (en) 1997-09-19 1997-09-19 Manufacturing method of vertical field effect transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3164030B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001189456A (en) * 1999-10-18 2001-07-10 Seiko Instruments Inc Vertical mos transistor and manufacturing method therefor
EP1193765A2 (en) * 2000-10-02 2002-04-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Power semiconductor device
JP2002124674A (en) * 2000-07-24 2002-04-26 Fairchild Semiconductor Corp Power mos device with buried gate
JP2004525500A (en) * 2000-09-28 2004-08-19 ゼネラル セミコンダクター,インク. Trench double diffusion metal oxide semiconductor cell
JP2005109285A (en) * 2003-10-01 2005-04-21 Rohm Co Ltd Semiconductor device
JP2005116649A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vertical gate semiconductor device and its manufacturing method
WO2011108191A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-09 パナソニック株式会社 Method for manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
US9553185B2 (en) 2010-05-27 2017-01-24 Fuji Electric Co., Ltd. MOS-driven semiconductor device and method for manufacturing MOS-driven semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02309678A (en) * 1989-05-24 1990-12-25 Fuji Electric Co Ltd Insulated-gate field-effect transistor and manufacture thereof
JPH0358485A (en) * 1989-07-27 1991-03-13 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacture of vertical mosfet device
JPH05226661A (en) * 1992-02-17 1993-09-03 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and its manufacture
JPH0936362A (en) * 1995-07-21 1997-02-07 Mitsubishi Electric Corp Insulated gate type semiconductor device and fabrication thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02309678A (en) * 1989-05-24 1990-12-25 Fuji Electric Co Ltd Insulated-gate field-effect transistor and manufacture thereof
JPH0358485A (en) * 1989-07-27 1991-03-13 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacture of vertical mosfet device
JPH05226661A (en) * 1992-02-17 1993-09-03 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and its manufacture
JPH0936362A (en) * 1995-07-21 1997-02-07 Mitsubishi Electric Corp Insulated gate type semiconductor device and fabrication thereof

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001189456A (en) * 1999-10-18 2001-07-10 Seiko Instruments Inc Vertical mos transistor and manufacturing method therefor
JP2002124674A (en) * 2000-07-24 2002-04-26 Fairchild Semiconductor Corp Power mos device with buried gate
JP2004525500A (en) * 2000-09-28 2004-08-19 ゼネラル セミコンダクター,インク. Trench double diffusion metal oxide semiconductor cell
EP1193765A2 (en) * 2000-10-02 2002-04-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Power semiconductor device
EP1193765A3 (en) * 2000-10-02 2004-09-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Power semiconductor device
JP2005109285A (en) * 2003-10-01 2005-04-21 Rohm Co Ltd Semiconductor device
JP4618766B2 (en) * 2003-10-01 2011-01-26 ローム株式会社 Semiconductor device
JP2005116649A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vertical gate semiconductor device and its manufacturing method
WO2011108191A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-09 パナソニック株式会社 Method for manufacturing semiconductor device, and semiconductor device
US9553185B2 (en) 2010-05-27 2017-01-24 Fuji Electric Co., Ltd. MOS-driven semiconductor device and method for manufacturing MOS-driven semiconductor device
US9818845B2 (en) 2010-05-27 2017-11-14 Fuji Electric Co., Ltd. MOS-driven semiconductor device and method for manufacturing MOS-driven semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3164030B2 (en) 2001-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3387563B2 (en) Field effect transistor and method of manufacturing the same
US5474943A (en) Method for fabricating a short channel trenched DMOS transistor
JP2837014B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4711486B2 (en) Process for forming MOS gate devices with self-aligned trenches
US5578508A (en) Vertical power MOSFET and process of fabricating the same
JP3361922B2 (en) Semiconductor device
US8097512B2 (en) MOSFET having a JFET embedded as a body diode
JP4060706B2 (en) Trench metal oxide semiconductor field effect transistor device with reduced gate charge
JP4145364B2 (en) DMOS structure and manufacturing method thereof
JP3915180B2 (en) Trench type MOS semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2005510088A (en) Trench metal oxide semiconductor field effect transistor device with polycrystalline silicon source contact structure
JPH07263680A (en) Manufacture of semiconductor device
JP4490094B2 (en) Method of manufacturing trench metal oxide semiconductor field effect transistor device
JP3087674B2 (en) Manufacturing method of vertical MOSFET
JP3052918B2 (en) Semiconductor device
JP3006531B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100272051B1 (en) Process for manufacture of a p-channel mos gated device with base implant through the contact window
US6858499B2 (en) Method for fabrication of MOSFET with buried gate
JP2850852B2 (en) Semiconductor device
JP3281844B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3164030B2 (en) Manufacturing method of vertical field effect transistor
JP2005536868A (en) Method of manufacturing trench metal oxide semiconductor field effect transistor device with low parasitic resistance
JP3264262B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2003046082A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2002184975A (en) Power mosfet and its fabricating method

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080302

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090302

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100302

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302

Year of fee payment: 10

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110302

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120302

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130302

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130302

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140302

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees