JPWO2020137243A1 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020137243A1 JPWO2020137243A1 JP2020562915A JP2020562915A JPWO2020137243A1 JP WO2020137243 A1 JPWO2020137243 A1 JP WO2020137243A1 JP 2020562915 A JP2020562915 A JP 2020562915A JP 2020562915 A JP2020562915 A JP 2020562915A JP WO2020137243 A1 JPWO2020137243 A1 JP WO2020137243A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drain layer
- semiconductor device
- layer
- offset drain
- gate electrode
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 25
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 18
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66568—Lateral single gate silicon transistors
- H01L29/66659—Lateral single gate silicon transistors with asymmetry in the channel direction, e.g. lateral high-voltage MISFETs with drain offset region, extended drain MISFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/7816—Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/402—Field plates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66674—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
- H01L29/66681—Lateral DMOS transistors, i.e. LDMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7833—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's
- H01L29/7835—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's with asymmetrical source and drain regions, e.g. lateral high-voltage MISFETs with drain offset region, extended drain MISFETs
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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
図1は、本開示の第1の実施形態の例示的半導体装置31を模式的に示す図である。半導体装置31は、p型の半導体層を有する半導体基板1を用いて形成されている。半導体基板1上にはゲート絶縁膜4を介してゲート電極5が設けられている。半導体基板1におけるゲート電極の一方には、半導体基板1よりも不純物の濃度が高いp型のボディ層3と、当該ボディ層3上に設けられたn型のソース層8とが形成されている。半導体基板1におけるゲート電極5の他方には、n型のオフセットドレイン層2と、当該オフセットドレイン層2上に設けられ、オフセットドレイン層2よりも不純物の濃度が高いn型のドレイン層7とが設けられている。
次に、本開示の第2の実施形態を説明する。図2は、本実施形態の例示的半導体装置32を模式的に示す図である。半導体装置32は、図1に示す第1の実施形態の半導体装置31と同様の構成を含む。そこで、そのような構成については、図2において図1と同じ符号を付している。以下では、主に相違点を説明する。
次に、本開示の第3の実施形態を説明する。図3は、本実施形態の例示的半導体装置33を模式的に示す図である。半導体装置33は、図1に示す第1の実施形態の半導体装置31と同様の構成を含む。そこで、そのような構成については、図3において図1と同じ符号を付している。以下では、主に相違点を説明する。
次に、本開示の第4の実施形態を説明する。図4は、本実施形態の例示的半導体装置34を模式的に示す図である。半導体装置34は、図2に示す第2の実施形態の半導体装置32と同様の構成を含む。そこで、そのような構成については、図4において図2と同じ符号を付している。以下では、主に相違点を説明する。
次に、図3に示す第3の実施形態の半導体装置33を例として、本開示の半導体装置の製造方法を説明する。
6b 材料膜
7 ドレイン層
8 ソース層
9 保護膜
10 ドレインコンタクトプラグ
11 ソースコンタクトプラグ
12 フィールドプラグ
12a フィールドホール
13 フィールドプレート
14 ドレイン電極
15 ソース電極
16 ゲートコンタクトプラグ
21 フォトレジスト
22 フォトレジスト
23 フォトレジスト
24 フォトレジスト
31 半導体装置
32 半導体装置
33 半導体装置
34 半導体装置
Claims (7)
- 半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記半導体基板における前記ゲート電極の一方に設けられたオフセットドレイン層及び前記オフセットドレイン層上に設けられたドレイン層と、
前記半導体基板における前記ゲート電極の他方に設けられたソース層と、
前記半導体基板上を覆う保護膜と、
前記保護膜上に設けられ、少なくとも前記オフセットドレイン層の上方に位置する部分を有するフィールドプレートと、
前記オフセットドレイン層上方において、前記フィールドプレートに接続され、且つ、前記オフセットドレイン層に達することを避けて前記保護膜中に設けられたフィールドプラグとを備えることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1の半導体装置において、
前記フィールドプラグは、ソース層又はゲート電極と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1又は2の半導体装置において、
前記オフセットドレイン層の一部及び前記ゲート電極の前記ドレイン層側の側壁を連続して覆うように設けられ、前記保護膜とは異なる材料からなる拡張サイドウォールを更に備え、
前記フィールドプラグは、前記保護膜の上面から前記拡張サイドウォールに達するように設けられていることを特徴とする半導体装置。 - 半導体基板上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極及び前記半導体基板における前記ゲート電極の一方に位置するオフセットドレイン層を形成する工程と、
前記半導体基板における前記ゲート電極の他方にソース層を形成すると共に、前記オフセットドレイン層上にドレイン層を形成する工程と、
前記ソース層及び前記ドレイン層上を含む前記半導体基板上を覆う保護膜を形成する工程と、
前記オフセットドレイン層の上方において、前記オフセットドレイン層に達することを避けて前記保護膜中にフィールドプラグを形成する工程と、
前記保護膜上に、前記フィールドプラグと接続されたフィールドプレートを形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4の半導体装置の製造方法において、
前記保護層中に、前記ソース層に達するソースコンタクトプラグを形成する工程と、
前記保護層上に、前記ソースコンタクトプラグに接続されたソース電極を形成する工程を更に備え、
前記フィールドプレートは、前記ソース電極に接続されるように形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4の半導体装置の製造方法において、
前記保護層中に、前記ゲート電極に達するゲートコンタクトプラグを形成する工程を更に備え、
前記フィールドプレートは、前記ゲートコンタクトプラグに接続されるように形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項4〜6のいずれか1つの半導体装置の製造方法において、
前記ソース層及び前記ドレイン層を形成する工程の前に、前記オフセットドレイン層の一部及び前記ゲート電極の前記オフセットドレイン層側の側壁を連続して覆うように、前記保護膜とは異なる材料からなる拡張サイドウォールを形成する工程を更に備え、
前記フィールドプラグは、前記拡張サイドウォールに達するように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018243675 | 2018-12-26 | ||
JP2018243675 | 2018-12-26 | ||
PCT/JP2019/044936 WO2020137243A1 (ja) | 2018-12-26 | 2019-11-15 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020137243A1 true JPWO2020137243A1 (ja) | 2021-11-04 |
JP7366934B2 JP7366934B2 (ja) | 2023-10-23 |
Family
ID=71126484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020562915A Active JP7366934B2 (ja) | 2018-12-26 | 2019-11-15 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210320204A1 (ja) |
JP (1) | JP7366934B2 (ja) |
WO (1) | WO2020137243A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003031804A (ja) * | 2001-05-11 | 2003-01-31 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JP2005093775A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
US20160149007A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Methodology and structure for field plate design |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100445904B1 (ko) * | 2001-12-12 | 2004-08-25 | 한국전자통신연구원 | 소스 필드 플레이트를 갖는 드레인 확장형 모스 전계 효과트랜지스터 및그 제조방법 |
US20060175670A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-10 | Nec Compound Semiconductor Device, Ltd. | Field effect transistor and method of manufacturing a field effect transistor |
US20130277741A1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-10-24 | Globalfoundries Singapore Pte Ltd | Ldmos device with field effect structure to control breakdown voltage, and methods of making such a device |
WO2014154120A1 (zh) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 复旦大学 | 一种采用先栅工艺的高电子迁移率器件及其制造方法 |
-
2019
- 2019-11-15 WO PCT/JP2019/044936 patent/WO2020137243A1/ja active Application Filing
- 2019-11-15 JP JP2020562915A patent/JP7366934B2/ja active Active
-
2021
- 2021-06-23 US US17/356,188 patent/US20210320204A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003031804A (ja) * | 2001-05-11 | 2003-01-31 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
JP2005093775A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
US20160149007A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Methodology and structure for field plate design |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020137243A1 (ja) | 2020-07-02 |
US20210320204A1 (en) | 2021-10-14 |
JP7366934B2 (ja) | 2023-10-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011249586A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US8269274B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
CN112928153A (zh) | 半导体结构及其形成方法 | |
US10014385B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device and semiconductor device | |
US20070212842A1 (en) | Manufacturing method of high-voltage MOS transistor | |
JP2005136258A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP6115243B2 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
JP7366934B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
KR101950003B1 (ko) | 반도체 소자 및 그 형성 방법 | |
KR100928514B1 (ko) | 트렌치형 트랜지스터의 제조 방법 | |
JP2006202850A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
TWI708282B (zh) | 完全矽化閘控裝置及其形成方法 | |
JP6221284B2 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
JP2017162920A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
KR100319601B1 (ko) | 정전방전방지트랜지스터및그제조방법 | |
US6936517B2 (en) | Method for fabricating transistor of semiconductor device | |
JP2004342908A (ja) | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 | |
KR101052865B1 (ko) | 반도체 소자의 제조방법 | |
KR100585009B1 (ko) | 반도체 소자의 게이트 전극 형성 방법 | |
KR100641469B1 (ko) | 반도체 게이트 옥사이드 내에서의 전자덫 방법 | |
JPH04186733A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2015149355A (ja) | 半導体素子及びその製造方法 | |
JP2011176113A (ja) | Mos型半導体装置およびその製造方法 | |
JPH0927618A (ja) | Mos型半導体装置の製造方法 | |
JPH0521368A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210617 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230322 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230529 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230912 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231011 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7366934 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |