KR0141190B1 - Fabrication method of mosfet for high breakdown voltage - Google Patents

Fabrication method of mosfet for high breakdown voltage

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KR0141190B1
KR0141190B1 KR1019940019293A KR19940019293A KR0141190B1 KR 0141190 B1 KR0141190 B1 KR 0141190B1 KR 1019940019293 A KR1019940019293 A KR 1019940019293A KR 19940019293 A KR19940019293 A KR 19940019293A KR 0141190 B1 KR0141190 B1 KR 0141190B1
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고윤학
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김광호
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

고내압을 갖는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법이 개시되어 있다. 반도체 기판 상에 패드산화막, 폴리실리콘층, 실리콘질화막을 적층하고, 기판상의 제1 내지 제4영역에 해당하는 상기 폴리실리콘층이 노출되도록 상기 실리콘질화막을 식각한 다음, 채널영역과 인접한 제2영역의 일부 및 제3영역의 일부에 제1불순물영역을 형성하고, 제2 및 제3영역의 잔여 영역과, 제1영역 및 제4영역의 채널쪽 일부영역에 제2불순물 영역을 형성한다. 이어서, 제1 및 제4영역의 잔여영역에 제3불순물 영역을 형성하고, 제1 내지 제4영역에 필드 산화막을 형성한 다음, 실리콘질화막, 폴리실리콘층, 및 패드산화막을 제거 한다. 상기 결과물 상에 게이트 산화막을 형성하고, 게이트 폴리실리콘층을 형성한 다음, 제1 영역과 제2영역 사이의 영역 및 제3영역과 제4영역 사이의 영역에 제4불순물영역을 형성하고, 제3불순물영역에 인접한 제5불순물영역을 형성한다.A method of manufacturing a MOS transistor having a high breakdown voltage is disclosed. A pad oxide film, a polysilicon layer, and a silicon nitride film are stacked on a semiconductor substrate, the silicon nitride film is etched to expose the polysilicon layer corresponding to the first to fourth regions on the substrate, and then the second region adjacent to the channel region. The first impurity region is formed in part of the second region and the third region, and the second impurity region is formed in the remaining region of the second and third regions and the channel region of the first region and the fourth region. Subsequently, a third impurity region is formed in the remaining regions of the first and fourth regions, a field oxide film is formed in the first to fourth regions, and the silicon nitride film, the polysilicon layer, and the pad oxide film are removed. Forming a gate oxide film on the resultant, forming a gate polysilicon layer, and then forming a fourth impurity region in a region between the first region and the second region and a region between the third region and the fourth region, A fifth impurity region is formed adjacent to the third impurity region.

본 발명에 따르면, 채널에서 드레인에 이르는 영역까지의 농도분포를 저농도/중농도/고농도로 유지함으로써 드레인에 인가되는 전압을 효과적으로 분산시킴과 동시에, 중농도의 영역을 추가함으로써 동작저항의 증가를 억제할 수 있다.According to the present invention, by maintaining the concentration distribution from the channel to the drain at low, medium and high concentrations, the voltage applied to the drain is effectively dispersed, and the increase in operating resistance is suppressed by adding the medium concentration region. can do.

Description

고내압 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법Manufacturing method of high breakdown voltage MOS transistor

제1a도 내지 제4b도는 종래 일반적으로 사용되는 구동 IC 제조방법을 설명하기 위한 공정의 단면도들이다.1A to 4B are cross-sectional views of a process for explaining a method of manufacturing a driving IC which is generally used.

제5a도 내지 제8b도는 본 발명에 따른 고내압 모스 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정의 단면도들이다.5A to 8B are cross-sectional views of a process for explaining a method of manufacturing a high breakdown voltage MOS transistor according to the present invention.

본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고전압을 견딜 수 있는 모스(MOS) 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a MOS transistor capable of withstanding high voltage.

고내압을 필요로 하는 반도체장치의 일 예로서 액정표시소자에 사용되는 구동 IC를 들 수 있다. 일반적으로, 구동 IC는 주변기기와 접속하여 동작해야 하므로, 높은 내압(high breakdown voltage), 높은 동작전압(high operating voltage), 높은 구동전류(high driver current), 및 낮은 동작저항(low on state resistance) 등을 필요로 한다. 이와 같은 요건을 만족시키기 위하여 구동 IC 는 저농도로 도핑된 고저항의 확산충을 갖도록 설계하는 것이 일반적이다 그러나, 저농도로 도핑된 확산층의 농도를 낮출수록 내압은 커지게 되지만, 구동 전류능력 및 동작전압은 낮아지게 된다. 또한, 저농도의 확산층은 동작저항(Ron)의 증가를 초래하고, 이로 인해 칩의 크기를 증가시켜야만 하는 문제점을 발생 시킨다.As an example of a semiconductor device requiring high breakdown voltage, a driving IC used in a liquid crystal display device may be mentioned. In general, since the driving IC must be connected to a peripheral device, a high breakdown voltage, a high operating voltage, a high driver current, and a low on state resistance are required. Etc. are required. In order to satisfy such requirements, the driving IC is generally designed to have a low resistance doped diffusion resistor, but the lower the concentration of the lightly doped diffusion layer, the higher the breakdown voltage, but the driving current capability and operating voltage. Will be lowered. In addition, the low concentration of the diffusion layer causes an increase in the operating resistance (Ron), which causes a problem that must increase the size of the chip.

현재 일반적인 구동 IC 제조에 사용되는 모스 트랜지스터 제조공정의 일 예를 제1a도 내지 제4b도를 참조하여 설명하고자 한다.An example of a MOS transistor manufacturing process currently used for manufacturing a general driving IC will be described with reference to FIGS. 1A to 4B.

1a, 2a, 3a, 및 4a도는 마스크 패턴을 나타내고, 1b, 2b, 3b, 및 4b도는 각 마스크패턴 A-A' 를 가로지르는 영역의 수직단면도를 나타낸다.1a, 2a, 3a, and 4a show mask patterns, and 1b, 2b, 3b, and 4b show vertical cross-sectional views of regions across each mask pattern A-A '.

제1a도는 실리콘질화막 패턴을 형성하기 위한 제1마스크패턴(ml)을 나타낸다.FIG. 1A illustrates a first mask pattern ml for forming a silicon nitride film pattern.

제1b도를 참조하면, 반도체 기판(10)상에 패드 산화막(12)을 성장시킨다. 이어서, 상기 패드 산화막(12) 상부에 실리콘질화막(14)을 형성한 다음, 제1 내지 제4영역(a 내지 d)이 노출되도록 상기 실리콘질화막을 상기 제1마스크패턴(ml)을 사용하여 식각한다.Referring to FIG. 1B, a pad oxide film 12 is grown on the semiconductor substrate 10. Subsequently, after the silicon nitride layer 14 is formed on the pad oxide layer 12, the silicon nitride layer is etched using the first mask pattern ml to expose the first to fourth regions a to d. do.

제2a도를 참조하면, 제1불순물영역(20)을 한정하기 위한 제2마스크패턴(m2)과 제2불순물영역(22)을 한정하기 위한 제3마스크패턴(m3)을 상기 제1마스크패턴(ml)에 추가한 레이아웃이다.Referring to FIG. 2A, the first mask pattern may include a second mask pattern m2 for defining the first impurity region 20 and a third mask pattern m3 for defining the second impurity region 22. Layout added to (ml).

제2b도를 참조하면, 상기 실리콘질화막(14)을 마스크로 사용하여 상기 제1 내지 제4영역 (a 내지 d)에 필드산화막(16)을 형성한 다음, 상기 실리콘질화막(14) 및 패드산화막(12)을 제거한다. 이어서, 내압을 조정하기 위한 제1불순물과 채널저지를 위한 제2불순불을 상기 제2마스크패턴(m2) 및 제3마스크패턴(m3)을 사용하여 상기 기판(10)에 이온주입한 다음, 이를 확산시켜 제1불순물영역(20) 및 제2불순물영역(22)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, a field oxide layer 16 is formed in the first to fourth regions a to d using the silicon nitride layer 14 as a mask, and then the silicon nitride layer 14 and the pad oxide layer are formed. Remove (12). Subsequently, the first impurity for adjusting the internal pressure and the second impurity for channel blocking are implanted into the substrate 10 using the second mask pattern m2 and the third mask pattern m3. It diffuses to form the first impurity region 20 and the second impurity region 22.

제3a도를 참조하면, 게이트 폴리실리콘층(26)을 형성하기 위한 제4마스크패턴(m4)을 제1 내지 제3마스크패턴(ml 내지 m3)에 추가한 레이아웃이다.Referring to FIG. 3A, the fourth mask pattern m4 for forming the gate polysilicon layer 26 is added to the first to third mask patterns ml to m3.

제3b도를 참조하면, 상기 제1 및 제2불순물영역(20 및 22)이 형성된 상기 결과물 상에 산화막을 형성하고, 상기 산화막 상에 폴리실리콘층을 적층한 다음, 상기 제4마스크패턴(m4)을 사용하여 게이트 산화막(24) 및 게이트 폴리실리콘층(26)을 형성한다.Referring to FIG. 3B, an oxide film is formed on the resultant product in which the first and second impurity regions 20 and 22 are formed, a polysilicon layer is laminated on the oxide film, and then the fourth mask pattern m4 is formed. ) To form the gate oxide film 24 and the gate polysilicon layer 26.

제4a도를 참조하면, 제3불순물영역(28)을 한정하기 위한 제5마스크패턴(m5)을 제1 내지 제4마스크패턴(ml 내지 m4)에 추가한 레이아웃이다.Referring to FIG. 4A, the fifth mask pattern m5 for defining the third impurity region 28 is added to the first to fourth mask patterns ml to m4.

제4b도를 참조하면, 상기 게이트 폴리실리콘층(26)이 형성된 상기 결과물 상에 소오스 및 드레인영역을 형성하기 위한 제3불순물을 상기 제5마스크패턴(m5)을 사용하여 상기 기판(10)에 이온주입한 다음, 이를 확산시켜 소오스 및 드레인에 해당하는 제3불순물영역(28)을 형성한다. 이어서, 채널저지를 위한 제2 불순물영역(22) 바깥영역에 제4 불순물을 이온주입하여 가드링(30)을 형성한다.Referring to FIG. 4B, a third impurity for forming a source and a drain region on the resultant product on which the gate polysilicon layer 26 is formed is formed on the substrate 10 using the fifth mask pattern m5. After ion implantation, it is diffused to form a third impurity region 28 corresponding to the source and the drain. Subsequently, the guard ring 30 is formed by ion implantation of the fourth impurity into an outer region of the second impurity region 22 for channel blocking.

상기한 종래의 방법에 의하면, 기판과 반대 도전형의 제1불순물을 저농도로 이온주입하는데, 이러한 이온주입된 저농도의 확산층은 상술한 바와 같이, 내압은 다소 증가시키지만 구동 전류능력 및 동작전압을 감소시킨다. 뿐만 아니라, 이러한 저농도의 확산층은 동작저항(Ron)의 증가를 초래하고, 이로 인해 칩의 크기를 증가시켜야만 하는 문제점을 발생시킨다.According to the conventional method described above, the first impurity of the opposite conductivity type to the substrate is ion implanted at low concentration. As described above, the ion implanted low concentration diffusion layer slightly increases the breakdown voltage but decreases the driving current capability and the operating voltage. Let's do it. In addition, such a low concentration diffusion layer causes an increase in operating resistance (Ron), which causes a problem that the size of the chip must be increased.

따라서, 본 발명의 목적은 동작저항의 증가를 억제함과 동시에 고내압을 실현할 수 있는 모스 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a MOS transistor which can suppress an increase in operating resistance and at the same time realize a high breakdown voltage.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

반도체 기판 상에 패드산화막, 폴리실리콘층, 실리콘질화막을 적층하는 단계, 기판상의 제1 내지 제4 영역에 해당하는 상기 폴리실리콘층이 노출되도록 상기 실리콘질화막을 식각하는 단계, 채널영역과 인접한 제2 영역 일부 및 제3 영역의 일부에 기판과 반대 도전형의 제1 불순물을 이온주입하여 제1 불순물 영역을 형성하는 단계, 상기 제1 불순물 영역과 인접한 제2 및 제3 영역의 잔여 영역과, 제1 영역 및 제4 영역의 채널쪽 일부영역에 기판과 반대 도전형의 제2불순물을 이온주입하여 제2불순물 영역을 형성하는 단계, 상기 제2불순물 영역과 인접한 제1 및 제4 영역의 잔여영역에 기판과 같은 도전형의 제3 불순물을 이은주입하여 제3 불순물 영역을 형성하는 단계, 상기 이온주입후 상기 제1 내지 제3 불순물을 확산시킴과 동시에 상기 실리콘 질화막을 마스크로 사용하여 상기 제1 내지 제4 영역에 필드 산화막을 형성하는 단계, 상기 실리콘질화막, 폴리실리콘층, 및 패드산화막을 제거하는 단계, 상기 결과물 상에 산화막을 성장시키고 이를 패터닝하여 게이트 산화막을 형성하는 단계, 상기 게이트 산화막 상에 폴리실리콘을 증착한 다음, 이를 패터닝하여 게이트 폴리실리콘층을 형성하는 단계, 상기 제1 영역과 제2 영역 사이의 영역 및 제3 영 역과 제4 영역 사이의 영역에 기판과 같은 도전형의 제4 불순물을 이온주입하여 제4 불순물 영역을 형성하는 단계, 및 상기 제3 불순물 영역에 인접하고 가드링영역에 해당하는 제5 불순물 영역에 기판과 같은 도전형의 제5 불순물을 이온주입하고 확산시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법을 제공한다.Stacking a pad oxide film, a polysilicon layer, and a silicon nitride film on a semiconductor substrate, etching the silicon nitride film to expose the polysilicon layer corresponding to the first to fourth regions on the substrate, and a second adjacent channel region Forming a first impurity region by ion implanting a first impurity of a conductivity type opposite to the substrate into a portion of the region and a portion of the third region, the remaining regions of the second and third regions adjacent to the first impurity region, and Ion implanting a second impurity of a conductivity type opposite to the substrate into partial regions of the channel side of the first and fourth regions to form a second impurity region, and remaining regions of the first and fourth regions adjacent to the second impurity region Implanting third impurities of a conductive type such as a substrate into the third impurity region, diffusing the first to third impurities after the ion implantation, and simultaneously forming the silicon nitride film. Forming a field oxide film in the first to fourth regions using a mask, removing the silicon nitride film, the polysilicon layer, and the pad oxide film; growing an oxide film on the resultant and patterning the oxide film to form a gate oxide film And depositing polysilicon on the gate oxide layer and then patterning the same to form a gate polysilicon layer, in a region between the first region and a second region, and in a region between the third region and the fourth region. Ion implanting a fourth impurity of conductive type such as a substrate to form a fourth impurity region, and a fifth impurity of conductive type such as a substrate in a fifth impurity region adjacent to the third impurity region and corresponding to a guard ring region It provides a MOS transistor manufacturing method comprising the step of ion implantation and diffusion of impurities.

이 때, 상기 제2 불순물은 상기 제1 불순물보다 고농도로 주입하고, 상기 제3 불순물은 상기 제2 불순물보다 고농도로 주입한다.At this time, the second impurity is injected at a higher concentration than the first impurity, and the third impurity is injected at a higher concentration than the second impurity.

한편, 상기 제1 및 제3 불순물이 n형인 경우, 상기 이온주입 조건은 100∼200(keV)의 주입 에너지와 3,0El2∼1.0El3(ions/cm2)의 도즈량을 갖도록 조정하고, 상기 제1 및 제3 불순물이 P형인 경우, 상기 이온주입 조건은 50∼150(keV)의 주입 에너지와 1.0El3-1.0El4(ions/cm2)의 도즈량을 갖도록 조정한다. 또한, 상기 제2 불순물이 n형인 경우, 상기 이온주입 조건은 70∼180(keV)의 주입 에너지와 1.0El3∼1.0El5(ions/cm2)의 도즈량으로, 상기 제2 불순물이 P형인 경우, 상기 이온주입 조건은 50∼150(keV)의 주입 에너지와 1.0El4∼2,0El5(ions/cm2)의 도즈량으로 조정한다. 상기 제4 및 제5 불순물이 n형인 경우, 상기 이온주입 조건은 40∼80(keV)의 주입 에너지와 1.0El5∼1.0El6(ions/cm2)의 도즈량으로, 상기 제4 및 제5 불순물이 P형인 경우, 상기 이온주입 조건은 40∼80(keV)의 주입 에너지와 1.0El5∼1.0El6(ions/cm2)의 도즈량으로 조정한다. 또한, 상기 필드 산화막은 950∼1050℃ 의 온도의 질소 분위기에서 어닐링을 먼저 실시한 다음 형성하는 것이 바람직하다.Meanwhile, when the first and third impurities are n-type, the ion implantation conditions are adjusted to have an implantation energy of 100 to 200 (keV) and a dose of 3,0El 2 to 1.0El 3 (ions / cm 2). When the first and third impurities are P-type, the ion implantation conditions are adjusted to have an implantation energy of 50 to 150 (keV) and a dose amount of 1.0 El 3 -1.0 El 4 (ions / cm 2). Further, when the second impurity is n-type, the ion implantation conditions are implantation energy of 70 to 180 (keV) and dose amount of 1.0 El 3 to 1.0 El 5 (ions / cm 2), and when the second impurity is P type, The ion implantation conditions are adjusted by the implantation energy of 50 to 150 (keV) and the dose amount of 1.0 El 4 to 2,0 El 5 (ions / cm 2). When the fourth and fifth impurities are n-type, the ion implantation conditions are injection energy of 40 to 80 (keV) and dose amount of 1.0 El 5 to 1.0 El 6 (ions / cm 2). In the case of P type, the ion implantation conditions are adjusted by the implantation energy of 40 to 80 (keV) and the dose amount of 1.0 El 5 to 1.0 El 6 (ions / cm 2). In addition, the field oxide film is preferably formed after annealing first in a nitrogen atmosphere at a temperature of 950 to 1050 캜.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 채널에서 드레인에 이르는 영역까지의 농도분포를 저농도/중농도/고농도로 유지함으로써 드례인에 인가되는 전압을 효과적으로 분산시킴과 동시에, 중농도의 영역을 추가함으로써 동작저항의 증가를 억제할 수 있다.As described above, according to the present invention, by maintaining the concentration distribution from the channel to the drain at low / medium / high concentration, it effectively disperses the voltage applied to the extraordinary, and operates by adding a medium concentration region. The increase in resistance can be suppressed.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제5a도 내지 제8b도는 본 발명에 따른 고내압 모스 트랜지스터 제조방법의 일 실시예를 설명하기 위한 공정의 단면도들이다.5A to 8B are cross-sectional views of a process for describing an embodiment of a method for manufacturing a high breakdown voltage MOS transistor according to the present invention.

5a, 6a, 7a. 및 8a도는 마스크 패턴을 나타내고, 5b, 6b, 7b, 및 8b도는 각 마스크패턴의 C-C' 를 가로지르는 영역의 수직 단면도를 나타낸다.5a, 6a, 7a. And Fig. 8A shows a mask pattern, and Figs. 5B, 6B, 7B, and 8B show vertical cross-sectional views of regions crossing C-C 'of each mask pattern.

제5a도는 실리콘질화막 패턴을 형성하기 위한 제1 마스크패턴(pl)을 나타낸다.5A shows a first mask pattern pl for forming a silicon nitride film pattern.

제5b도를 참조하면, 반도체 기판(100)상에 스트레스 완화를 위한 패드 산화막(102)을 성장시킨다. 이어서, 상기 패드 산화막(102) 상에 저압기상중착방법(LPCVD)을 사용하여 폴리실리콘층(104)을 적층한 다음, 상기 폴리실리콘층 상에 실리콘질화막(106)을 적층한다. 이 때, 상기 패드 산화막(102)은 500∼900Å, 상기 폴리실리콘충(104)은 1000∼1500Å, 상기 실리콘질화막(106)은 1500∼2000Å의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 기판(100) 상의 제1 내지 제4영역(91 내지 94)에 해당하는 상기 폴리실리콘충(104)이 노출되도록 상기 실리콘질화막(106)을 제1 마스크괘턴(pl)을 사용하여 반응성 이온 에칭(RIE)방법으로 식각한다.Referring to FIG. 5B, a pad oxide film 102 is grown on the semiconductor substrate 100 for stress relaxation. Subsequently, a polysilicon layer 104 is laminated on the pad oxide film 102 using low pressure vapor deposition (LPCVD), and then a silicon nitride film 106 is laminated on the polysilicon layer. In this case, the pad oxide film 102 is preferably formed to have a thickness of 500 to 900 GPa, the polysilicon insect 104 to 1000 to 1500 GPa, and the silicon nitride film 106 to have a thickness of 1500 to 2000 GPa. Subsequently, the silicon nitride film 106 is reactive by using a first mask rubbing pl to expose the polysilicon insects 104 corresponding to the first to fourth regions 91 to 94 on the substrate 100. It is etched by ion etching (RIE) method.

제6a도는 제1 불순물 영역(108)을 한정하기 위한 제2 마스크패턴(p2)을 상기 제1 마스크패턴(pl)에 추가한 레이아웃이다.FIG. 6A is a layout in which a second mask pattern p2 for defining the first impurity region 108 is added to the first mask pattern pl.

제6b도를 참조하면, 상기 제2 마스크패턴(p2)을 사용하여 채널영역과 인접한 제2 영역(92)의 일부 및 제3 영역(93)의 일부에 기판과 반대 도전형의 제1 불순물을 이온주입하여 제1 불순물 영역(108)을 형성한다. 이 때, 상기 제1 불순물은 저농도로 주입하는데, 예를 들면 상기 체1 불순물이 n형인 인(P)일 경우에는 100∼200(keV)의 이온주입 에너지와 3.0El2∼1.0El3(ions/cm2)의 도즈량의 조건으로, 상기 제1 불순물이 P형인 붕소(B)일 경우에는 50∼150(keV)의 이온주입 에너지와 1.0El3∼1.0El4(ions/cm2)의 도즈량의 조건으로 이온주입하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 6B, a first impurity of a conductivity type opposite to that of the substrate is applied to a portion of the second region 92 and a portion of the third region 93 adjacent to the channel region by using the second mask pattern p2. Ion implantation forms the first impurity region 108. At this time, the first impurity is injected at low concentration. For example, when the body 1 impurity is n-type phosphorus (P), ion implantation energy of 100 to 200 (keV) and 3.0 El 2 to 1.0 El 3 (ions / cm 2) When the first impurity is P-type boron (B) under the conditions of the dose amount of (), the ion is supplied under the conditions of the ion implantation energy of 50 to 150 (keV) and the dose amount of 1.0 El 3 to 1.0 El 4 (ions / cm 2). It is preferable to inject.

제7a도는 제2 불순물 영역(110)을 한정하기 위한 제3마스크패턴(p3) 및 제3 불순물 영역(112)을 한정하기 위한 제4 마스크패턴(p4)을 상기 제1 및 세2 마스크패턴(pl 및 p2)에 추가한 레이아웃이다.FIG. 7A illustrates a third mask pattern p3 for defining the second impurity region 110 and a fourth mask pattern p4 for defining the third impurity region 112. Layouts added to pl and p2).

제7b도를 참조하면, 상기 제3 마스크패턴(p3)을 사용하여 소오스 및 드레인이 형성될 영역의 상부에 있는 실리콘질화막을 둘러싸는 영역, 즉 상기 제1 불순물 영역(108)과 인접한 제2 및 제3 영역(92 및 93)의 잔여 영역과, 제1 영역 및 제4 영역(91 및 94)의 채널쪽의 일부영역에 기판과 반대 도전형의 제2 불순물을 이온주입하여 제2 불순물 영역(110)을 형성한다. 이 때, 상기 제2 불순물은 상기 제1 불순물보다는 고농도로 주입하되, 저농도와 고농도의 중간농도로 주입하는데, 예를 들면 상기 제2 불순물이 n형인 인(P)일 경우에는 70∼180(keV)의 이온주입 에너지와 1.0El3∼1.0El5(ions/cm2)의 도즈량의 조건으로, 상기 제2 불순물이 P형인 붕소(B)일 경우에는 50∼150(keV)의 이온주입 에너지와 1.0E14∼2.0El5(ions/cm2)의 도즈량의 조건으로 이온주입하는 것 이 바람직 하다.Referring to FIG. 7B, a region surrounding the silicon nitride film, that is, the second impurity region adjacent to the first impurity region 108, is formed using the third mask pattern p3. The second impurity region (I) is implanted into the remaining regions of the third regions 92 and 93 and the second impurities of the opposite conductivity type to the substrate in the partial regions on the channel side of the first and fourth regions 91 and 94. 110). At this time, the second impurity is injected at a higher concentration than the first impurity, but is injected at a low concentration and a medium concentration of high concentration. For example, when the second impurity is n-type phosphorus (P), 70 to 180 (keV). Ion implantation energy) and a dose amount of 1.0 El 3 to 1.0 El 5 (ions / cm 2), when the second impurity is P-type boron (B), ion implantation energy of 50 to 150 (keV) and 1.0 E14 It is preferable to perform ion implantation under the condition of a dose amount of ˜2.0 El 5 (ions / cm 2).

이어서, 상기 제4 마스크패턴(p4)을 사용하여 상기 제2 불순물 영역과 인접한 제1 및 제4 영역(91 및 94)의 잔여 영역에 채널저지의 목적으로 기판과 같은 도전형의 제3 불순물을 이온주입하여 제3 불순물 영역(112)을 형성한다. 이 때, 상기 제3 불순물은 상기 제1 불순물과 동일한 조건으로 이온주입할 수 있다.Subsequently, a third impurity of a conductive type such as a substrate is applied to the remaining regions of the first and fourth regions 91 and 94 adjacent to the second impurity region by using the fourth mask pattern p4. Ion implantation forms the third impurity region 112. In this case, the third impurity may be ion implanted under the same condition as the first impurity.

제8a도를 참조하면, 제4 불순물 영역(118)을 한정하기 위한 제5 마스크패턴(p5) 및 폴리실리콘 게이트 패턴을 형성하기 위한 제6 마스크패턴(p6)을 제1 내지 제4 마스크패턴(pl 내지 P4)에 추가한 레이아웃이다.Referring to FIG. 8A, the fifth mask pattern p5 for defining the fourth impurity region 118 and the sixth mask pattern p6 for forming the polysilicon gate pattern may include the first to fourth mask patterns ( pl to P4).

제8b도를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 불순물이 이온주입된 상기 결과물에 대해 1000 ℃의 로(furnace)에서 주입된 상기 불순물들을 확산시킴과 동시에 상기 실리콘질화막(106)을 마스크로 사용하여 5000∼9000Å 두께의 필드 산화막(113)을 제1 내지 제4 영역(91 내지 94)에 성장시킨다. 이 때, 상기 필드산화막 형성전 950∼1050 ℃의 온도의 질소 분위기에서 어닐링을 먼저 실시하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 실리콘질화막(106), 폴리실리콘층(104), 및 패드산화막(102)을 제거한 다음, 고전압 트랜지스터용 게이트 산화막(114)을 500∼1000Å의 두께로 성장시키고, 상기 제6 마스크패턴(p6)을 사용하여 고전압 트랜지스터 영역에만 상기 산화막(114)이 남도록 습식식각한다. 한편, 저전압 트랜지스터용 게이트 산화막을 100∼150Å의 두께로 성장시킨 다음, 폴리실리콘층을 3000∼4500Å의 두께로 증착하고, 불순물, 예컨대 포클(POCl2)을 도핑한 후 상기 제6 마스크패턴(p6)을 사용하여 상기 폴리실리콘층을 식각하여 게이트 플리실리콘층(116)을 형성한다. 또한,상기 제5 마스크패턴(p5)을 사용하여 상기 제1 영역(91)과 제2 영역(92) 사이의 영역 및 제3 영 역(93)과 제4 영역(94) 사이의 영역에 기판과 같은 도전형의 제4 불순물을 이온주입하고 확산공정을 거쳐 소오스 및 드레인(118)을 형성한다.Referring to FIG. 8B, the silicon nitride film 106 is used as a mask while diffusing the impurities implanted in a furnace at 1000 ° C. with respect to the resultant ion implanted first to third impurities. A field oxide film 113 having a thickness of 5000 to 9000 Å is grown in the first to fourth regions 91 to 94. At this time, it is preferable to perform annealing in nitrogen atmosphere of the temperature of 950-1050 degreeC before forming the said field oxide film first. Subsequently, the silicon nitride film 106, the polysilicon layer 104, and the pad oxide film 102 are removed, and then the gate oxide film 114 for the high voltage transistor is grown to a thickness of 500 to 1000 Å and the sixth mask pattern ( p6) is wet etched so that the oxide film 114 remains only in the high voltage transistor region. On the other hand, the gate oxide film for the low voltage transistor is grown to a thickness of 100 to 150 kV, the polysilicon layer is deposited to a thickness of 3000 to 4500 kV, doped with impurities, such as POCl 2 , and then the sixth mask pattern p6. The polysilicon layer is etched to form the gate polysilicon layer 116. In addition, the substrate may be formed in the region between the first region 91 and the second region 92 and the region between the third region 93 and the fourth region 94 by using the fifth mask pattern p5. The fourth impurity of the conductive type as described above is ion-implanted and the source and drain 118 are formed through a diffusion process.

이어서, 상기 제3 불순물 영역(112)에 인접하고 가드링 영역에 해당하는 제5 불순물 영역(120)에 기판과 같은 도전형의 제5 불순물을 이온주입한 다음 확산공정을 거쳐 가드링을 형성한다. 이 때, 상기 제4 불순물 및 제5 불순물은 상기 제2 불순물보다 고농도로 주입하는데, 예를 들면 상기 제4 및 제5 불순물이 n형인 비소(As)일 경우에는 40∼80(keV)의 이온주입 에너지와 3.0El5∼1.0El6(ions/cm2)의 도즈량의 조건으로, 상기 제4 및 제5 불순물이 P형인 붕소(B)일 경우에는 40∼80(keV)의 이온주입 에너지와 1.0E15∼1.0El6(ions/cm2)의 도즈량의 조건으로 이온주입하는 것이 바람직하다.Subsequently, a fifth impurity of the same conductivity type as a substrate is ion-implanted into the fifth impurity region 120 adjacent to the third impurity region 112 and corresponding to the guard ring region, and then a guard ring is formed through a diffusion process. . At this time, the fourth impurity and the fifth impurity are implanted at a higher concentration than the second impurity. For example, when the fourth and fifth impurity are n-type arsenic (As), ions of 40 to 80 (keV) are used. Under the conditions of the implanted energy and the dose amount of 3.0 El 5 to 1.0 El 6 (ions / cm 2), when the fourth and fifth impurities are boron (B) of P type, ion implantation energy of 40 to 80 (keV) and 1.0 E 15 It is preferable to perform ion implantation on condition of the dose amount of -1.0El6 (ions / cm <2>).

상술한 바와같이 본 발명에 따르면, 채널영역에서 드레인영역에 이르는 전류 패스(path)의 농도분포를 저농도/중농도/고농도의 단계를 이루도록 형성하기 때문에 드레인에 인가되는 전압이 기판과 제1 불순물영역간의 p/n 접합과, 제1 불순물과 제2 불순물간의 경계지점, 그리고 제2 불순물과 제4 불순물의 경계지점에 분산되어 분포하게되므로 수평방향 전계분포의 최대치를 낮출 수 있으며 높은 동작전압을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 종래와 비교하여 중농도의 영역을 추가함으로써 동작저항의 증가를 억제할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the concentration distribution of the current path from the channel region to the drain region is formed in a low concentration / medium concentration / high concentration step, the voltage applied to the drain is between the substrate and the first impurity region. Are distributed at the p / n junction, the boundary point between the first impurity and the second impurity, and the boundary point between the second impurity and the fourth impurity, so that the maximum value of the horizontal electric field distribution can be lowered and high operating voltage can be realized. In addition, the increase in the operating resistance can be suppressed by adding a medium concentration region as compared with the related art.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명이 속한 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical idea to which the present invention pertains.

Claims (10)

반도체 기판 상에 패드산화막, 폴리실리콘층, 실리콘질화막을 적층하는 단계 ; 기판 상의 제1 내지 제4영역에 해당하는 상기 폴리실리콘층이 노출되도록 상기 실리콘질화막을 식각하는 단계 ; 채널영역과 인접한 제2영역 및 제3영역에 기판과 반대 도전형의 제1불순물을 이온주입하여 제 1불순물 영역을 형성하는 단계 ; 상기 제1불순물 영역과 인접한 제2 및 제3영역의 잔여영역과, 제1영역 및 제4영역의 채널쪽 일부영역에 기판과 반대 도전형의 제2불순물을 이온주입하여 제2불순물 영역을 형성하는 단계 ; 상기 제2불순물 영역과 인접한 제1 및 제4영역의 잔여영역에 기판과 같은 도전형의 제3불순물을 이온주입하여 제3불순물 영역을 형성하는 단계 ; 상기 이온주입후 상기 제1 내지 제3불순물을 확산시킴과 동시에 상기 실리콘 질화막을 마스크로 사용하여 상기 제1 내지 제4영역에 필드 산화막을 형성하는 단계 ; 상기 실리콘질화막, 폴리실리콘층, 및 패드산화막을 제거하는 단계 ; 상기 결과물 상에 산화막을 성장시키고 이를 패터닝하여 게이트 산화막을 형성하는 단계 ; 상기 게이트 산화막 상에 폴리실리콘을 증착한 다음, 이를 패터닝하여 게이트 폴리실리콘층을 형성하는 단계 ; 상기 제1영역 과 제2영역 사이의 영역 및 제3영역과 제4영역 사이의 영역에 기판과 같은 도전형의 제4불순물을 이온주입하여 제4불순물 영역을 형성하는 단계, 및 상기 제3불순물 영역에 인접하고 가드링영역에 해당하는 제5불순물 영역에 기판과 같은 도전형의 제5불순물을 이온주입하고 확산시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법.Stacking a pad oxide film, a polysilicon layer, and a silicon nitride film on a semiconductor substrate; Etching the silicon nitride film to expose the polysilicon layers corresponding to the first to fourth regions on the substrate; Forming a first impurity region by ion implantation of a first impurity of a conductivity type opposite to the substrate in the second region and the third region adjacent to the channel region; A second impurity region is formed by ion implanting a second impurity of a conductivity type opposite to the substrate in the remaining regions of the second and third regions adjacent to the first impurity region and a portion of the channel side of the first and fourth regions. Doing; Forming a third impurity region by ion implanting a third impurity of a conductive type such as a substrate into the remaining regions of the first and fourth regions adjacent to the second impurity region; Diffusing the first to third impurities after the ion implantation and simultaneously forming a field oxide film in the first to fourth regions using the silicon nitride film as a mask; Removing the silicon nitride film, the polysilicon layer, and the pad oxide film; Growing an oxide film on the resultant and patterning the oxide film to form a gate oxide film; Depositing polysilicon on the gate oxide layer and then patterning the same to form a gate polysilicon layer; Ion implanting a fourth impurity of a conductive type such as a substrate into a region between the first region and the second region and a region between the third region and the fourth region to form a fourth impurity region, and the third impurity And implanting and diffusing a fifth impurity of a conductive type such as a substrate into a fifth impurity region adjacent to the region and corresponding to the guard ring region. 제1항에 있어서, 상기 제2불순물의 농도는 상기 제1불순물의 농도보다 고농도인 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein the concentration of the second impurity is higher than that of the first impurity. 제1항에 있어서, 상기 제4불순물의 농도는 상기 제2불순물의 농도보다 고농도인 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein the concentration of the fourth impurity is higher than that of the second impurity. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제3불순물이 n형인 경우, 상기 이온주입 조건은 100∼200(keV)의 주입 에너지와 3.0El2∼1.0El3(ions/㎠)의 도즈량인 것을 특징으로 하는 모스 (MOS) 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein when the first and the third impurity is n-type, the ion implantation conditions are implantation energy of 100 to 200 (keV) and dose amount of 3.0 El 2 to 1.0 El 3 (ions / cm 2) MOS transistor manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제3불순물이 P형인 경우, 상기 이온주입 조건은 50∼150(keV)의 주입 에너지와 1.0El3∼1.0El4(ions/㎠)의 도즈량인 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법.2. The method of claim 1, wherein when the first and third impurities are P-type, the ion implantation conditions are 50 to 150 (keV) of implantation energy and 1.0 El 3 to 1.0 El 4 (ions / cm 2) of dose. MOS transistor manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 제2불순물이 n형인 경우, 상기 이온주입 조건은 70-180(keV)의 주입 에너지와 1.0El3∼1.0El5(ions/㎠)의 도즈량인 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein when the second impurity is n-type, the ion implantation conditions are implantation energy of 70-180 (keV) and dose amount of 1.0El3 ~ 1.0El5 (ions / ㎠) MOS) transistor manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 제2불순물이 P형인 경우, 상기 이온주입 조건은 50∼150(keV)의 주입 에너지와 1.0El4∼2.0El5(ions/㎠)의 도즈량인 것을 특징으로 하는 모스( MOS) 트랜지스터 제조방법.The method according to claim 1, wherein when the second impurity is P-type, the ion implantation conditions are implantation energy of 50 to 150 (keV) and dose of 1.0 El 4 to 2.0 El 5 (ions / cm 2). MOS) transistor manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 제4 및 제5불순물이 n형인 경우, 상기 이온주입 조건은 40∼80(keV)의 주입 에너지와 3.0El5∼1.0El6(ions/㎠)의 도즈량인 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein when the fourth and the fifth impurity is n-type, the ion implantation conditions are 40 to 80 (keV) implantation energy and 3.0 El5 to 1.0 El6 (ions / ㎠) dose amount MOS transistor manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 제4 및 제5불순물이 P형인 경우, 상기 이온주입 조건은 40∼80(keV)의 주입 에너지와 1.0El5∼1.0El6(ions/㎠)의 도즈량인 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein when the fourth and the fifth impurity is P-type, the ion implantation conditions are 40 to 80 (keV) of implantation energy and 1.0 El5 to 1.0 El6 (ions / ㎠) dose amount MOS transistor manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 필드 산화막은 950∼1050 ℃ 온도의 질소 분위기에서 어닐링을 먼저 실시한 다음 형성하는 것을 특징으로 하는 모스(MOS) 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein the field oxide film is formed by first annealing in a nitrogen atmosphere at a temperature of 950 to 1050 캜.
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