KR100194681B1 - Semiconductor structure and manufacturing process with reduced reverse transfer capacitance - Google Patents

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KR100194681B1 KR1019960021809A KR19960021809A KR100194681B1 KR 100194681 B1 KR100194681 B1 KR 100194681B1 KR 1019960021809 A KR1019960021809 A KR 1019960021809A KR 19960021809 A KR19960021809 A KR 19960021809A KR 100194681 B1 KR100194681 B1 KR 100194681B1
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Abstract

이 발명은 반도체 제조 공정에서 역전송 커패시턴스를 감소시킨 전력용 MOSFET의 구조 및 제조 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a structure and a manufacturing process of a power MOSFET in which a reverse transfer capacitance is reduced in a semiconductor manufacturing process.

이 발명의 구성은 N형 기판 상부에 고순도 실리콘층을 성장시켜 형성한 N형 에피택셜층과; 에피택셜층 상부를 산화시켜 형성하는 게이트 산화막과; 게이트 산화막 상부에 형성하고, 식각 공정에 의해 채널이 형성되지 않는 부분을 게이트 산화막과 함꼐 식각하며 두 부분으로 분리되는 폴리실리콘과; 에피택셜층 상부의 양쪽과 식각된 폴리실리콘과 게이트 산화막 영역 하부에 고농도 P형 보디와; 고농도 P형 보디의 측상부, 게이트 산화막의 양쪽 하부, 그리고 식각된 폴리실리콘과 게이트 산화막 영역 하부에 위치하여 고농도 P형 보디와 함께 P형 웰을 형성하는 저농도 P형 보디와; 채널을 형성하기 위하여 상기의 양쪽 P형 웰에 고농도 N형 불순물을 주입하여 형성하는 고농도 N형 소스와; 분리된 두 폴리실리콘의 상부와 노출된 고농도 N형 소스의 상부에 증착시켜 형성하는 PSG와; PSG의 상부, 노출된 고농도 P형 보디 상부에 증착시켜 형성하며, 분리된 두 고농도 N형 소스를 연결해주는 메탈로 이루어진다.An N-type epitaxial layer is formed by growing a high-purity silicon layer on an N-type substrate. A gate oxide film formed by oxidizing an upper portion of the epitaxial layer; Polysilicon formed on the gate oxide film and separated into two parts by etching the gate oxide film with a portion where no channel is formed by the etching process; A high concentration P-type body under both the upper portion of the epitaxial layer and the etched polysilicon and the gate oxide region; A low-concentration P-type body located at the side of the high-concentration P-type body, both sides of the gate oxide film, and under the etched polysilicon and the gate oxide region to form the P-type well together with the high-concentration P-type body; A high-concentration N-type source formed by implanting high-concentration N-type impurities into both of the P-type wells to form a channel; A PSG formed by depositing on top of two separated polysilicon and on top of an exposed high-concentration N-type source; The upper part of the PSG is formed by depositing on the exposed high-concentration P-type body, and is made of a metal connecting two separated high-concentration N-type sources.

이 발명의 효과는, 채널이 형성되지 않는 폴리실리콘과 게이트 산화막의 하부를 식각하여 전체 Crss를 낮춤으로써 스위칭 특성을 향상시킬 수 있는 Crss를 감소시킨 MOSFET 구조 및 제조 공정을 제공할 수 있다.The effect of the present invention is to provide a MOSFET structure and a fabrication process in which C rss , which can improve the switching characteristics, is reduced by etching the lower portion of the polysilicon and the gate oxide film where no channel is formed and lowering the entire C rss .

Description

역전송 커패시턴스를 감소시킨 반도체 구조 및 제조 공정Semiconductor structure and manufacturing process with reduced reverse transfer capacitance

제1도는 종래의 기술에 의한 전력용 MOSFET의 평면도이고,FIG. 1 is a plan view of a power MOSFET according to a conventional technique,

제2도는 종래의 기술에 의한 전력용 MOSFET의 수직 구조도이고,FIG. 2 is a vertical structure view of a conventional power MOSFET,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 역전송 커패시턴스를 감소시킨 전력용 MOSFET의 평면도이고,FIG. 3 is a plan view of a power MOSFET having a reduced reverse transfer capacitance according to an embodiment of the present invention,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 역전송 커패시턴스를 감소시킨 전력용 MOSFET의 수직 구조도이고,FIG. 4 is a vertical structure view of a power MOSFET in which a reverse transfer capacitance is reduced according to an embodiment of the present invention,

제5도 (a) 내지 (e)는 이 발명의 실시예에 따른 역전송 커패시턴스를 감소시킨 전력용 MOSFET의 제조 공정을 도시하고 있다.FIGS. 5 (a) to 5 (e) illustrate a fabrication process of a power MOSFET having a reduced reverse transfer capacitance according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

10 : N형 기판 20 : 에피택셜층10: N-type substrate 20: epitaxial layer

30 : 고농도 P형 보디 40 : 저농도 P형 보디30: high-concentration P-type body 40: low-concentration P-type body

50 : 고농도 N형 소스 60 : 게이트 산화막(Gate Oxide)50: high-concentration N-type source 60: gate oxide (gate oxide)

70 : 폴리실리콘(Polysilicon) 80 : 포스포 실리게이트(PSG)70: Polysilicon 80: Phosphosilicate (PSG)

90 : 메탈(Metal)90: Metal

이 발명은 역전송 커패시턴스를 감소시킨 반도체 구조 및 제조 공정에 관한 것으로서, 특히 반도체 제조 공정에서 역전송 커패시턴스(Reverse Transfer Capacitance: 이하 Crss)를 감소시킨 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor: 이하 MOSFET)의 구조 및 제조 공정에 관한 것이다.This invention is that a semiconductor structure and the manufacturing process reduces the reverse transfer capacitance, especially reverse transfer capacitance in the semiconductor manufacturing process (Reverse Transfer Capacitance: below C rss) in which metal reducing-oxide-semiconductor field effect transistor (Metal-Oxide -Semiconductor Field Effect Transistor: hereinafter referred to as MOSFET).

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 전력용 MOSFET에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional power MOSFET will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종래의 기술에 의한 전력용 MOSFET의 평면도이고,FIG. 1 is a plan view of a power MOSFET according to a conventional technique,

제2도는 종래의 기술에 의한 전력용 MOSFET의 수직 구조도이다.FIG. 2 is a vertical structure view of a power MOSFET according to a conventional technique.

제2도를 참고로 하여 종래의 전력용 MOSFET의 구성은,Referring to FIG. 2, in the conventional power MOSFET,

도펀트(Dopant) 농도가 고농도 N형 기판(Substrate)(10)을 통하여 균일하게 분포되도록 적절한 두께의 고순도 실리콘층을 성장시켜 형성한 N형 에피택셜층(Epitaxial Layer)(20)과; 상기의 에피택셜층(20) 상부를 산화시켜 형성하는 게이트 산화막(Gate Oxide)(60)과; 상기의 게이트 산화막(60) 상부에 다결정 실리콘을 증착시켜 형성하며, 상기의 게이트 산화막(60)과 함께 식각 공정에 의해 상기의 에피택셜층(20)의 상부 중앙부에 위치하는 폴리실리콘(Polysilicon)(70)과; 상기의 에피택셜층(20) 상부의 양쪽에 고농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 형성하는 고농도 P형 보디(P+Body)(30)와; 저농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 형성하며, 상기의 고농도 P형 보디(30)의 측상부와 상기의 게이트 산화막(60)의 양쪽 하부에 위치하여 고농도 P형 보디(30)와 함께 P형 웰(Well)을 형성하는 저농도 P형 보디(P-Body)(40)와; 상기의 양쪽 P형 웰에 고농도 N형 불순물을 주입하여 형성하는 고농도 N형 소스(N+Source)(50)와; 상기의 폴리실리콘(70)의 상부와 노출된 고농도 N형 소스(50)의 상부에 증착시켜 형성하는 포스포 실리게이트(Phosposilicate: 이하 PSG)(80)와; 상기의 PSG(80)의 상부와 노출된 고농도 P형 보디(30) 상부에 증착시켜 형성하는 메탈(Metal)(90)로 이루어져 있다.An N-type epitaxial layer 20 formed by growing a high-purity silicon layer having an appropriate thickness so that a dopant concentration is uniformly distributed through a high-concentration N-type substrate 10; A gate oxide 60 formed by oxidizing the upper portion of the epitaxial layer 20; Polycrystalline silicon is deposited on the gate oxide layer 60 and the gate oxide layer 60 is etched to form a polysilicon layer located at the center of the upper portion of the epitaxial layer 20 70); A high concentration P type body (P + body) 30 formed on both sides of the epitaxial layer 20 through injection and diffusion of high concentration P type impurities; Type body 30 and the gate oxide film 60. The P-type body 30 is formed by implanting and diffusing a low-concentration P-type impurity and is located at both the upper side of the high-concentration P- A low concentration P type body (P - body) 40 forming a well; A high-concentration n-type source (N + source) 50 formed by implanting high-concentration n-type impurities into both the p-type wells; A phosphosilicate (hereinafter referred to as PSG) 80 formed by depositing on top of the polysilicon 70 and the exposed high-concentration n-type source 50; And a metal 90 formed on the upper portion of the PSG 80 and on the exposed upper portion of the P-type body 30 by vapor deposition.

상기의 구성에 의한 종래의 전력용 MOSFET의 작용은 다음과 같다.The operation of the conventional power MOSFET according to the above configuration is as follows.

제1도는 전력용 MOSFET의 평면도로서, 직사각형 또는 정사각형의 액티브 셀로 이루어지고, 단면 AB 부분의 수직 구조가 제2도와 같이 나타나게 된다.FIG. 1 is a plan view of a power MOSFET, which is made up of a rectangular or square active cell, and the vertical structure of the section AB is shown in FIG.

제2도를 참고로 하여, 종래의 전력용 MOSFET는 도펀트(Dopant) 농도가 고농도 N형 기판(10)를 통하여 균일하게 분포되도록 적절한 두께의 고순도 실리콘층을 성장시켜 N형 에피택셜층(20)을 형성하고, 상기의 에피택셜층(20) 상부를 산화시켜 게이트 산화막(60)을 형성하며, 상기의 게이트 산화막(60) 상부에 다결정 실리콘을 증착시켜 폴리실리콘(70)을 형성하는데, 상기의 게이트 산화막(60)과 함께 식각공정에 의해 상기의 에피택셜층(20)의 상부 중앙부에 위치하게 된다.Referring to FIG. 2, a conventional power MOSFET is formed by growing a high-purity silicon layer of an appropriate thickness so as to uniformly distribute a dopant concentration through a high-concentration n-type substrate 10 to form an n-type epitaxial layer 20, And the upper part of the epitaxial layer 20 is oxidized to form a gate oxide film 60. Polysilicon 70 is formed by depositing polycrystalline silicon on the gate oxide film 60, And is located at the upper central portion of the epitaxial layer 20 by the etching process together with the gate oxide film 60.

다음에 상기의 에티택셜층(20) 상부의 양쪽에 고농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 고농도 P형 보디(30)를 형성한 후에 저농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 저농도 P형 보디(40)를 형성하는데, 저농도 P형 보디(40)는 상기의 고농도 P형 보디(30)의 측상부와 상기의 게이트 산화막(60)의 양쪽 하부에 위치하고 고농도 P형 보디(30)와 함께 P형 웰(Well)을 형성하게 된다.Then, the high-concentration P-type body 30 is formed by injecting and diffusing the high-concentration P-type impurity into both sides of the epitaxial layer 20, and then the low-concentration P-type body 30 Type body 40 and the low concentration P-type body 40 are positioned on the upper side of the high-concentration P-type body 30 and on both sides of the gate oxide film 60, Thereby forming a well.

그리고 상기의 양쪽 P형 웰에 고농도 N형 불순물을 주입하여 고농도 N형 소스(50)를 형성한 후에, 상기의 폴리실리콘(70)의 상부와 노출된 고농도 N형 소스(50)의 상부에 증착시켜 PSG(80)를 형성하며, 상기의 PSG(80)의 상부와 노출된 고농도 P형 보디(30) 상부에 증착시켜 메탈(Metal)(90)을 형성하게 되어 있다.Then, a high-concentration N-type source 50 is formed by implanting high-concentration N-type impurities into both of the P-type wells. Then, an upper portion of the polysilicon 70 and an upper portion of the exposed high- Type body 30. The PSG 80 is formed on the PSG 80 and is deposited on the exposed high-concentration P-type body 30 to form a metal 90.

제1도의 직사각형 및 정사각형의 액티브 셀을 사용하는 전력용 수직 MOSFET 제품의 구조에서 상기의 P형 보디(30, 40) 접합이 형성된 폴리실리콘 부분과 게이트 산화막에서 다음 식과 같은 역전송 커패시턴스(Crss)가 나타나게 된다. 즉, CrssIn the structure of the power vertical MOSFET product using the rectangular and square active cells of FIG. 1, the reverse transfer capacitance (C rss ) of the polysilicon portion and the gate oxide film formed by the P-type body 30, . That is, C rss

Crss= Cgd Cox× Ag C rss = C gd C ox × A g

으로 주어지며, Cgd는 게이트-채널간의 커패시턴스이고, Cox는 단위 면적당 산화막의 커패시턴스이며, Ag는 게이트 산화막의 면적을 나타낸다. 이때 액티브 셀들의 하부에서 채널이 형성되지 않은 부분에도 Crss가 발생하게 된다.C gd is the gate-channel capacitance, C ox is the capacitance of the oxide film per unit area, and A g is the area of the gate oxide film. At this time, C rss is also generated in the portion where the channel is not formed in the lower part of the active cells.

그러나 상기한 종래의 전력용 MOSFET는 직사각형 및 정사각형의 액티브 셀(Active Cell)을 사용하는데, P형 보디(P-Body) 접합이 생성된 나머지 폴리실리콘 부분과 게이트 산화막에 의한 Crss의 증가로 저전압구동의 경우 스위칭 면에서 열세를 보이는 문제점이 있다.However, the conventional power MOSFET uses a rectangular and square active cell. The increase in the C rss due to the remaining polysilicon portion and the gate oxide film, in which the P-type body junction is generated, In the case of driving, there is a problem in that the switching surface is inferior.

그러므로 이 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 채널이 형성되지 않는 폴리실리콘과 게이트 산화막의 하부를 식각하여 게이트 면적을 줄이고, 전체 Crss를 낮춤으로써 스위칭 특성을 향상시킬 수 있는 Crss를 감소시킨 MOSFET 구조 및 제조 공정을 제공하기 위한 것이다.Therefore capable object of this invention is intended to solve the above problems, by etching the lower portion of the polysilicon and gate oxide film that is the channel is not formed, reducing the gate area, improving the switching characteristics by decreasing the total C rss C rss And to provide a MOSFET structure and manufacturing process that reduces the size of the MOSFET.

상기의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 이 발명의 구성은,As a means for achieving the above object,

N형 기판 상부에 고순도 실리콘층을 성장시켜 형성한 N형 에피택셜층과;An N-type epitaxial layer formed by growing a high-purity silicon layer on an N-type substrate;

상기의 에피택셜층 상부를 산화시켜 형성하는 게이트 산화막과;A gate oxide film formed by oxidizing the upper portion of the epitaxial layer;

상기의 게이트 산화막 상부에 형성하고, 식각 공정에 의해 채널이 형성되지 않는 부분을 상기의 게이트 산화막과 함께 식각하며 두 부분으로 분리되는 폴리실리콘과;Polysilicon formed on the gate oxide film and separated into two portions by etching the portion where the channel is not formed by the etching process together with the gate oxide film;

상기의 에피택셜층 상부의 양쪽과 상기의 식각된 폴리실리콘과 게이트 산화막 영역 하부에 고농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 형성하는 고농도 P형 보디와;A high-concentration P-type body formed by implanting and diffusing high-concentration P-type impurities into both the upper portion of the epitaxial layer and the etched polysilicon and the gate oxide film region;

저농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 형성하며, 상기의 고농도 P형 보디의 측상부, 상기의 게이트 산화막의 양쪽 하부, 그리고 상기의 식각된 폴리실리콘과 게이트 산화막 영역 하부에 위치하여 고농도 P형 보디와 함께 P형 웰을 형성하는 저농도 P형 보디와;Type P-type body, both sides of the gate oxide film, and under the etched polysilicon and the gate oxide film region, so that the high-concentration P-type body is formed by implanting and diffusing low-concentration P- A low-concentration P-type body forming a P-type well together with the low concentration P-type body;

채널을 형성하기 위하여 상기의 양쪽 P형 웰에 고농도 N형 불순물을 주입하여 형성하는 고농도 N형 소스와;A high-concentration N-type source formed by implanting high-concentration N-type impurities into both of the P-type wells to form a channel;

상기의 분리된 두 폴리실리콘의 상부와 노출된 고농도 N형 소스의 상부에 증착시켜 형성하는 PSG와;A PSG formed by depositing an upper portion of the separated two polysilicon layers and an upper portion of the exposed high-concentration N-type source;

상기의 PSG의 상부, 노출된 고농도 P형 보디 상부에 증착시켜 형성하며, 분리된 두 고농도 N형 소스를 연결해주는 메탈로 이루어진다.The upper part of the PSG is formed by depositing on the exposed high-concentration P-type body, and is formed of a metal connecting two separated high-concentration N-type sources.

또한 상기의 목적을 달성하기 위한 다른 수단으로서, 이 발명의 다른 구성은,Further, as another means for attaining the above object,

N형 기판 위에 같은 타입의 N형 에피택셜층을 형성하고, 그 위에 게이트 산화막을 성장시키며, 게이트 산화막의 상부에 폴리실리콘을 증착시키는 단계와;Forming an N type epitaxial layer of the same type on an N type substrate, growing a gate oxide film thereon, and depositing polysilicon on the gate oxide film;

상기의 게이트 산화막과 함께 폴리실리콘을 선택적으로 식각하고, 이때, 채널이 형성되지 않은 부분에 위치한 게이트 산화막과 폴리실리콘도 함께 식각하여 게이트 산화막의 면적을 줄이고, 고농도 P형 보디와 저농도 P형 보디를 증착하여 P형 웰을 형성하는 단계와;The polysilicon is selectively etched together with the gate oxide film. At this time, the area of the gate oxide film is reduced by etching the gate oxide film and the polysilicon located at the portion where no channel is formed, and a high concentration P type body and a low concentration P type body Depositing a P-type well to form a P-type well;

접합을 형성하기 위하여 고농도 N형 불순물을 주입하여 고농도 N형 소스를 형성하는 단계와;Implanting a high-concentration N-type impurity to form a junction to form a high-concentration N-type source;

상기의 식각되지 않은 폴리실리콘의 상부와 노출된 저농도 P형 보디 상부에 PSG를 증착시키는 단계와;Depositing a PSG on top of the un-etched polysilicon and exposed low-concentration P-type body;

상기의 PSG의 상부와 노출된 고농도 P형 보디의 상부에 메탈을 증착시킴으로써 소스부를 형성하는 단계로 이루어진다.And forming a source portion by depositing a metal on an upper portion of the PSG and an upper portion of the exposed high-concentration P-type body.

상기의 구성에 의한 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.The most preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 Crss를 감소시킨 전력용 MOSFET의 평면도이고,FIG. 3 is a plan view of a power MOSFET having a reduced C rss according to an embodiment of the present invention,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 Crss를 감소시킨 전력용 MOSFET의 수직 구조도이고,FIG. 4 is a vertical structure view of a power MOSFET having a reduced C rss according to an embodiment of the present invention,

제5도 (a) 내지 (e)는 이 발명의 실시예에 따른 Crss를 감소시킨 전력용 MOSFET의 제조 공정을 도시하고 있다.5 (a) to 5 (e) illustrate a manufacturing process of a power MOSFET having a reduced C rss according to an embodiment of the present invention.

첨부한 제4도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 Crss를 감소시킨 전력용 MOSFET의 구성은,As shown in FIG. 4, the configuration of a power MOSFET having a reduced C rss according to an embodiment of the present invention,

도펀트 농도가 고농도 N형 기판(10)을 통하여 균일하게 분포되도록 적절한 두께의 고순도 실리콘층을 성장시켜 형성한 N형 에피택셜층(20)과;An N-type epitaxial layer 20 formed by growing a high-purity silicon layer of an appropriate thickness so as to uniformly distribute the dopant concentration through the high-concentration N-type substrate 10;

상기의 에피택셜층(20) 상부를 산화시켜 형성하는 게이트 산화막(60)과;A gate oxide film 60 formed by oxidizing the upper portion of the epitaxial layer 20;

상기의 게이트 산화막(60) 상부에 다결정 실리콘을 증착시켜 형성하며, 식각 공정에 의해 채널이 형성되지 않는 부분을 상기의 게이트 산화막(60)과 함께 식각하며 두 부분으로 분리되는 폴리실리콘(70)과;Polysilicon 70 is formed by depositing polycrystalline silicon on the gate oxide film 60 and etched together with the gate oxide film 60 by a part where no channel is formed by the etching process. ;

상기의 에피택셜층(20) 상부의 양쪽과 상기의 식각된 폴리실리콘과 게이트 산화막 영역 하부에 고농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 형성하는 고농도 P형 보디(30)와;A high-concentration P-type body 30 formed on both sides of the epitaxial layer 20 and below the etched polysilicon and the gate oxide film region through injection and diffusion of high-concentration P-type impurities;

저농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 형성하며, 상기의 고농도 P형 보디(30)의 측상부, 상기의 게이트 산화막(60)의 양쪽 하부, 그리고 상기의 식각된 폴리실리콘(70)과 게이트 산화막(60) 영역 하부에 위치하여 고농도 P형 보디(30)와 함께 P형 웰을 형성하는 저농도 P형 보디(40)와;Concentration p-type impurity is injected and diffused, and the upper side of the high-concentration P-type body 30, the lower both sides of the gate oxide film 60, and the upper part of the etched polysilicon 70, Type body 40 which is located under the region of the high-concentration P-type body 60 and forms a P-type well together with the high-concentration P-type body 30;

채널을 형성하기 위하여 상기의 양쪽 P형 웰에 고농도 N형 불순물을 주입하여 형성하는 고농도 N형 소스(50)와;A high-concentration N-type source 50 formed by implanting high-concentration N-type impurities into both of the P-type wells to form a channel;

상기의 분리된 두 폴리실리콘(70)의 상부와 노출된 고농도 N형 소스(50)의 상부에 증착시켜 형성하는 PSG(80)와;A PSG 80 formed by depositing an upper portion of the separated two polysilicon 70 and an upper portion of the exposed high-concentration N-type source 50;

상기의 PSG(80)의 상부, 노출된 고농도 P형 보디(30) 상부에 증착시켜 형성하며, 분리된 두 고농도 N형 소스(50)를 연결해주는 메탈(90)로 이루어진다.The upper portion of the PSG 80 is formed on the exposed upper portion of the P-type body 30 and the metal 90 is formed by depositing the two highly concentrated N-type sources 50.

또한 제5도 (a) 내지 (e)에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 Crss를 감소시킨 전력용 MOSFET의 제조 공정은,As shown in FIGS. 5 (a) to 5 (e), a manufacturing process of a power MOSFET having a reduced C rss according to an embodiment of the present invention,

고농도 N형 기판(10) 위에 같은 타입의 N형 에피택셜층(20)을 형성하고, 그 위에 게이트 산화막(60)을 성장시키며, 게이트 산화막(60)의 상부에 폴리실리콘(70)을 증착시키는 단계와(제5a도)와;The N type epitaxial layer 20 of the same type is formed on the high concentration N type substrate 10 and the gate oxide film 60 is grown thereon and the polysilicon 70 is deposited on the gate oxide film 60 (Step 5a);

상기의 게이트 산화막(60)과 함께 폴리실리콘(70)을 선택적으로 식각하고, 이때, 채널이 형성되지 않은 부분에 위치한 게이트 산화막(60)과 폴리실리콘(70)도 함께 식각하고, 고농도 P형 보디(30)와 저농도 P형 보디(30)를 증착하여 P형 웰을 형성하는 단계와(제5b도)와;The polysilicon 70 is selectively etched together with the gate oxide film 60. At this time, the gate oxide film 60 and the polysilicon 70 located at the portions where no channel is formed are also etched, (30b) and the low concentration P-type body (30) to form a P-type well (FIG. 5b);

접합을 형성하기 위하여 고농도 N형 불순물을 주입하여 고농도 N형 소스(50)를 형성하는 단계와(제5c도)와;Implanting a high-concentration N-type impurity to form a junction to form a high-concentration N-type source 50 (FIG. 5c);

상기의 식각되지 않은 폴리실리콘(70)의 상부와 노출된 저농도 P형 보디(40) 상부에 PSG(80)를 증착시키는 단계(제5d도)와;Depositing a PSG 80 on top of the un-etched polysilicon 70 and exposed low-concentration P-type body 40 (FIG. 5d);

상기의 PSG(80)의 상부와 노출된 고농도 P형 보디(30)의 상부에 메탈을 증착시킴으로써 소스부를 형성하는 단계(제5e도)로 이루어진다.And forming a source portion by depositing a metal on the upper portion of the PSG 80 and the upper portion of the exposed high-concentration P-type body 30 (FIG. 5e).

상기의 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 Crss를 감소시킨 전력용 MOSFET의 작용은 다음과 같다.The operation of the power MOSFET having a reduced C rss according to the embodiment of the present invention with the above configuration is as follows.

전력 스위치용 MOS 트랜지스터에서, 직사각형 및 정사각형의 액티브셀의 구조상 발생하는 불필요한 여분의 폴리실리콘 및 게이트 산화막을 선택적으로 제거하게 된다.In the MOS transistor for power switch, unnecessary excess polysilicon and gate oxide film generated in the structure of the rectangular and square active cells are selectively removed.

다시 말하면, 종래에는 VDS저전압 구동시에 Crss의 증가로 인하여 소자의 스위칭 속도가 줄어들었기 때문에, Crss를 줄이기 위해서 상기의 식 (1)에 나타난 것처럼 게이트 산화막의 면적을 식각에 의해 줄일 수 있고, 즉 상기의 P형 웰 영역이 생성되지 않는 폴리실리콘과 게이트 산화막을 선택적으로 식각함으로써, 폴리실리콘이 제거된 액티브 영역에 P형 보디(30, 40)에 의한 접합을 생성시키면 N형 에피택셜층(20)과 함께 P-N 접합 다이오드가 형성되기 때문에 수직 전류의 빠른 흐름을 유도하여 스위칭 특성을 향상시킬 수 있다.In other words, conventionally, since the switching speed of the device is reduced due to the increase of C rss at the time of V DS low-voltage driving , the area of the gate oxide film can be reduced by etching as shown in Equation (1) , That is, by selectively etching the polysilicon and the gate oxide film in which the P-type well region is not formed, a junction by the P-type bodies 30 and 40 is generated in the active region from which the polysilicon is removed, Since the PN junction diode is formed together with the gate electrode 20, it is possible to improve the switching characteristic by inducing a fast current of the vertical current.

제4도를 참고로 하여, 역전송 커패시턴스를 감소시킨 전력용 MOSFET은 도펀트 농도가 고농도 N형 기판(10)을 통하여 균일하게 분포되도록 적절한 두께의 고순도 실리콘층을 성장시켜 N형 에피택셜층(20)을 형성하고, 상기의 에피택셜층(20) 상부를 산화시켜 게이트 산화막(60)을 형성한다.Referring to FIG. 4, a power MOSFET having a reduced reverse transfer capacitance is formed by growing a high-purity silicon layer having an appropriate thickness so as to uniformly distribute the dopant concentration through the high-concentration N-type substrate 10 to form an N-type epitaxial layer 20 , And the upper portion of the epitaxial layer 20 is oxidized to form a gate oxide film 60. [

다음에 상기의 게이트 산화막(60) 상부에 폴리실리(70)콘을 증착시켜 형성하고, 식각 공정에 의해 채널이 형성되지 않는 부분을 상기의 게이트 산화막(60)과 함께 식각하며 두 부분으로 분리된다.Next, a polycrystalline (70) cone is formed on the gate oxide film 60, and the portion where the channel is not formed is etched together with the gate oxide film 60 by the etching process to separate into two parts .

그리고 상기의 에피택셜층(20) 상부의 양쪽과 상기의 식각된 폴리실리콘과 게이트 산화막 영역 하부에 고농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 고농도 P형 보디(30)를 형성하고, 저농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 저농도 P형 보디(40)를 형성하는데, 상기의 고농도 P형 보디(30)의 측상부, 상기의 게이트 산화막(60)의 양쪽 하부, 그리고 상기의 식각된 폴리실리콘(70)과 게이트 산화막(60) 영역 하부에 위치하여 고농도 P형 보디(30)와 함께 P형 웰을 이루게 된다. 즉, 제5도 (a)를 참고로 하여, 고농도 N형 기판(10) 위에 같은 타입의 N형 에피택셜층(20)을 형성하고, 그 위에 게이트 산화막(60)을 성장시키며, 게이트 산화막(60)의 상부에 폴리실리콘(70)을 증착시키며, 제5도 (b)를 참고로 하여, 상기의 게이트 산화막(60)과 함께 폴리실리콘(70)을 선택적으로 식각할 때, 채널이 형성되지 않은 부분에 위치한 게이트 산화막(60)과 폴리실리콘(70)도 함께 식각하고, 고농도 P형 보디(30)와 저농도 P형 보디(30)를 증착하여 P형 웰을 형성한다.Then, the high-concentration P-type body 30 is formed by injecting and diffusing the high-concentration P-type impurity into both the upper portion of the epitaxial layer 20 and the upper portion of the etched polysilicon and the gate oxide film region, Type body 40 is formed through the injection and diffusion of the gate oxide film 60. The upper side of the high-concentration P-type body 30, the lower both sides of the gate oxide film 60, and the etched polysilicon 70 And the gate oxide film 60 and forms a P-type well together with the high-concentration P-type body 30. 5 (a), a N type epitaxial layer 20 of the same type is formed on a high concentration N type substrate 10, a gate oxide film 60 is grown thereon, and a gate oxide film The polysilicon 70 is selectively deposited on the polysilicon layer 60 together with the gate oxide layer 60 with reference to FIG. 5 (b) Type well 30 and the low-concentration P-type body 30 are deposited to form a P-type well. The gate oxide film 60 and the polysilicon 70 are also etched together with the high-concentration P-type body 30 and the low-

다음에 MOSFET의 채널을 형성하기 위하여 상기의 양쪽 P형 웰에 고농도 N형 불순물을 주입하여 고농도 N형 소스(50)를 형성하고, 상기의 분리된 두 폴리실리콘(70)의 상부와 노출된 고농도 N형 소스(50)의 상부에 증착시켜 PSG(80)를 형성하며, 상기의 PSG(80)의 상부, 노출된 고농도 P형 보디(30) 상부에 증착시켜 메탈(90)을 형성하는데, 분리된 두 고농도 N형 소스(50)를 연결해주게 된다. 즉, 제5도 (c)를 참고로 하여, 접합을 형성하기 위하여 고농도 N형 불순물을 주입하여 고농도 N형 소스(50)를 형성하고, 제5도 (d)를 참고로 하여, 상기의 식각되지 않은 폴리실리콘(70)의 상부와 노출된 저농도 P형 보디(40) 상부에 PSG(80)를 증착시키며, 제5도 (e)를 참고로 하여, 상기의 PSG(80)의 상부와 노출된 고농도 P형 보디(30)의 상부에 메탈을 증착시킴으로써 소스부를 형성하게 된다.Next, high-concentration N-type impurities are implanted into both of the P-type wells to form a channel of the MOSFET to form a high-concentration N-type source 50. Then, the upper portion of the two separated polysilicon 70 and the exposed high concentration Type source 50 to form a PSG 80. The metal 90 is formed on the upper portion of the PSG 80 and on the exposed upper portion of the P-type body 30, And the two high concentration N-type sources 50 are connected. 5 (c), a high-concentration N-type source 50 is formed by implanting a high-concentration N-type impurity to form a junction. Referring to FIG. 5 (d) The PSG 80 is deposited on the upper portion of the exposed polysilicon 70 and the exposed lower concentration P-type body 40. Referring to FIG. 5 Type body 30. The source is formed by depositing a metal on the high-concentration P-type body 30.

결국, 제3도에 도시된 것처럼, 직사각형 및 정사각형 액티브 셀의 액티브 영역을 선택적으로 폴리실리콘(70) 및 게이트 산화막(60)을 제거함으로써 A'B'와 같은 단면을 가지게 되며, 즉 게이트 산화막(60)의 면적을 줄여서 Crss를 낮출 수 있고, 폴리실리콘이 제거된 부분에 P-N 다이오드가 형성되어 수직 전류가 빠르게 유도되어 스위칭 특성을 향상시킬 수 있다.As a result, as shown in FIG. 3, the active regions of the rectangular and square active cells have the same cross-section as A'B 'by selectively removing polysilicon 70 and gate oxide 60, 60) can be reduced to lower the C rss , and a PN diode is formed in the portion where the polysilicon is removed, so that the vertical current can be rapidly induced to improve the switching characteristic.

그러므로 상기와 같이 동작하는 이 발명의 효과는 채널이 형성되지 않는 폴리실리콘과 게이트 산화막의 하부를 식각하여 전체 Crss를 낮춤으로써 스위칭 특성을 향상시킬 수 있는 Crss를 감소시킨 MOSFET구조 및 제조 공정을 제공할 수 있다.Therefore, the effect of the present invention, which operates as described above, is to reduce the C rss that can improve the switching characteristics by lowering the entire C rss by etching the lower part of the channel oxide and the lower part of the gate oxide film, .

Claims (6)

MOSFET에 있어서, N형 기판 상부에 고순도 실리콘층을 성장시켜 형성한 N형 에티팩셜층과; 상기의 에피택셜층 상부를 산화시켜 형성하는 게이트 산화막과; 상기의 게이트 산화막 상부에 형성하고, 식각 공정에 의해 채널이 형성되지 않는 부분을 상기의 게이트 산화막과 함께 식각하여 두 부분으로 분리되는 폴리실리콘과; 상기의 에피택셜층 상부의 양쪽과 상기의 식각된 폴리실리콘과 게이트 산화막 영역 하부에 고농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 형성하는 고농도 P형 보디와; 저농도 P형 불순물의 주입 및 확산을 통하여 형성하며, 상기의 고농도 P형 보디의 측상부, 상기의 게이트 산화막의 양쪽 하부, 그리고 상기의 식각된 폴리실리콘과 게이트 산화막 영역 하부에 위치하여 고농도 P형 보디와 함께 P형 웰을 형성하는 저농도 P형 보디와; 채널을 형성하기 위하여 상기의 양쪽 P형 웰에 고농도 N형 불순물을 주입하여 형성하는 고농도 N형 소스와; 상기의 분리된 두 폴리실리콘의 상부와 노출된 고농도 N형 소스의 상부에 증착시켜 형성하는 PSG와; 상기의 PSG의 상부, 노출된 고농도 P형 보디 상부에 증착시켜 형성하며, 분리된 두 고농도 N형 소스를 연결해주는 메탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 역전송 커패시턴스를 감소시킨 반도체 구조.1. A MOSFET comprising: an N-type epitaxial layer formed by growing a high-purity silicon layer on an N-type substrate; A gate oxide film formed by oxidizing the upper portion of the epitaxial layer; Polysilicon formed on the gate oxide film and separated into two portions by etching the portion where the channel is not formed by the etching process together with the gate oxide film; A high-concentration P-type body formed by implanting and diffusing high-concentration P-type impurities into both the upper portion of the epitaxial layer and the etched polysilicon and the gate oxide film region; Type P-type body, both sides of the gate oxide film, and under the etched polysilicon and the gate oxide film region, so that the high-concentration P-type body is formed by implanting and diffusing low-concentration P- A low-concentration P-type body forming a P-type well together with the low concentration P-type body; A high-concentration N-type source formed by implanting high-concentration N-type impurities into both of the P-type wells to form a channel; A PSG formed by depositing an upper portion of the separated two polysilicon layers and an upper portion of the exposed high-concentration N-type source; And a metal layer formed on the upper portion of the PSG and formed on the exposed upper portion of the P-type body to connect the two separated N-type high concentration sources. 제1항에 있어서, 상기의 선택 식각된 영역 하부에 형성된 고농도 P형 보디와 상기의 N형 에피택셜층은, 접합을 이루어 P-N 다이오드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역전송 커패시턴스를 감소시킨 반도체 구조.The semiconductor structure according to claim 1, wherein the high-concentration P-type body formed under the selectively etched region and the N-type epitaxial layer are bonded to form a P-N diode. 제1항에 있어서, 상기의 선택 식각된 영역 하부에 형성된 저농도 P형 보디와 상기의 N형 에피택셜층은, 접합을 이루어 P-N 다이오드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역전송 커패시턴스를 감소시킨 반도체 구조.2. The semiconductor structure of claim 1, wherein the low-concentration P-type body and the N-type epitaxial layer formed under the selective etched region are bonded to form a P-N diode. N형 기판 위에 같은 타입의 N형 에피택셜층을 형성하고, 그 위에 게이트 산화막을 성장시키며, 게이트 산화막의 상부에 폴리실리콘을 증착시키는 단계와; 상기의 게이트 산화막과 함께 폴리실리콘을 선택 식각하고, 이때 채널이 형성되지 않은 부분에 위치한 게이트 산화막과 폴리실리콘도 함께 식각하며, 고농도 P형 보디와 저농도 P형 보디를 증착하여 P형 웰을 형성하는 단계와; 접합을 형성하기 위하여 고농도 N형 불순물을 주입하여 고농도 N형 소스를 형성하는 단계와; 상기 식각되지 않은 폴리실리콘의 상부와 노출된 저농도 P형 보디 상부에 PSG를 증착시키는 단계와; 상기의 PSG의 상부와 노출된 고농도 P형 보디의 상부에 메탈을 증착시킴으로써 소스부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역전송 커패스턴스를 감소시킨 반도체 제조 공정.Forming an N type epitaxial layer of the same type on an N type substrate, growing a gate oxide film thereon, and depositing polysilicon on the gate oxide film; The polysilicon is selectively etched together with the gate oxide film. At this time, the gate oxide film and the polysilicon, which are located at the portions where the channel is not formed, are also etched, and the P type well and the low concentration P type body are deposited to form the P type well ; Implanting a high-concentration N-type impurity to form a junction to form a high-concentration N-type source; Depositing PSG on top of the unexposed polysilicon and exposed low-concentration P-type body; Forming a source region by depositing metal on top of the PSG and on top of the exposed high concentration P-type body. ≪ Desc / Clms Page number 20 > 제4항에 있어서, 상기의 선택 식각된 영역 하부에 형성된 고농도 P형 보디와 상기의 N형 에피택셜층은, 접합을 이루어 P-N 다이오드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역전송 커패시턴스를 감소시킨 반도체 제조 공정.5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the high-concentration P-type body and the N-type epitaxial layer formed below the selective etching region are bonded to form a PN diode. . 제4항에 있어서, 상기의 선택 식각된 영역 하부에 형성된 저농도 P형 보디와 상기의 N형 에피택셜층은, 접합을 이루어 P-N 다이오드로 동작하는 것을 특징으로 하는 역전송 커패시턴스를 감소시킨 반도체 제조 공정.5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the low-concentration P-type body and the N-type epitaxial layer formed under the selective etching region are bonded to form a PN diode. .
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