KR100249786B1 - High voltage device having trench structure drain - Google Patents
High voltage device having trench structure drain Download PDFInfo
- Publication number
- KR100249786B1 KR100249786B1 KR1019970058838A KR19970058838A KR100249786B1 KR 100249786 B1 KR100249786 B1 KR 100249786B1 KR 1019970058838 A KR1019970058838 A KR 1019970058838A KR 19970058838 A KR19970058838 A KR 19970058838A KR 100249786 B1 KR100249786 B1 KR 100249786B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- drain
- region
- high voltage
- trench
- voltage
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N $l^{3}-silane;platinum Chemical compound [SiH3].[Pt] ZXEYZECDXFPJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 46
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 11
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-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
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021339 platinum silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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 adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor 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
- H01L29/08—Semiconductor 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 with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
- H01L29/0843—Source or drain regions of field-effect devices
- H01L29/0847—Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/0852—Source or drain regions of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate of DMOS transistors
- H01L29/0873—Drain regions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
Abstract
본 발명은 소오스(source)-게이트(gate)-표류영역(drift region)-드레인(drain)이 수평으로 배치된, 소위 LDMOS(lateral double diffused MOS) 구조를 갖는 100V급 이상의 전계효과(field effect) 고압소자(high voltage device)의 구조에 관한것으로, 고압 소자에 고압 인가시 표류영역과 접하는 드레인 가장자리에서 발생하는 항복전압을 높이기 위하여, 드레인이 기판의 수직방향으로 확장되어 형성되도록, 표류영역의 드레인 형성영역에 트렌치를 형성하고, 이 트렌치의 내부벽면을 따라 소정의 깊이를 갖는 드레인을 형성하였다.The present invention provides a field effect of 100V or more having a so-called lateral double diffused MOS (LDMOS) structure in which source, gate, drift region, and drain are horizontally disposed. A structure of a high voltage device, the drain of the drift region so that the drain is formed to extend in the vertical direction of the substrate in order to increase the breakdown voltage generated at the drain edge in contact with the drift region when the high voltage is applied to the high voltage device A trench was formed in the formation region, and a drain having a predetermined depth was formed along the inner wall surface of the trench.
본 발명은 고전압 인가시 소오스에서 드레인을 향하여 기판의 표면을 따라 진행 하는 전자의 충격 이온화를 드레인의 가장자리에서 수직으로 분산시킴으로서 항복전압을 높일 수 있어 고압소자의 동작전압을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the breakdown voltage can be increased by dispersing the impact ionization of electrons traveling along the surface of the substrate from the source to the drain vertically at the edge of the drain when the high voltage is applied, thereby improving the operating voltage of the high voltage device.
Description
본 발명은 고압 소자에 관한 것으로, 특히 드레인의 전압항복을 개선하기 위하여트렌치 구조의 드레인을 가지는 고압 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a high voltage device, and more particularly to a high voltage device having a drain of a trench structure in order to improve the voltage breakdown of the drain.
일반적으로 실리콘 등을 이용한 수백 V급의 고압 소자는 전력소자의 일종으로서 고압 동작이 필요한 표시소자(display device)나 서보모터, 엑추에이터 등의 구동기(driver)에 사용된다.In general, hundreds of V class high voltage devices using silicon or the like are a kind of power devices and are used in display devices requiring high voltage operation, or drivers such as servo motors and actuators.
도 3은 종래 기술에 의한 LDMOS형 고압 소자의 단면도를 나타낸다.3 is a cross-sectional view of a conventional LDMOS high voltage device.
도 3의 LDMOS형 고압 소자는 기판 41상에 웰 영역 42 및 표류 영역 43이 형성되어 있고, 게이트 45가 웰 영역 42과 표류 영역 43의 상측에 절연막에 의해 절연 되어 형성되어 있으며, 표류 영역 43의 표면부에 드레인 26이 형성되어 있고, 웰 영역에 소오스 44, 웰 연결 인도창 47이 형성되어 있는 구조를 가지고 있다.In the LDMOS type high voltage device of FIG. 3, the
상기한 도 3의 종래의 고압 소자에서는 드레인 46에 고전압이 인가될 때, 게이트 전압이 0V, 즉 "off"시에는 전압항복은 표류영역 43에서 기판 41측으로 벌크 전압항복이 영역 55에서 일어나거나, 표류영역 43과 웰 영역 42의 접합 영역 56 또는 이 부근의 활성영역의 가장자리 영역 57에서 일어난다. 다시 말해, 게이트 전압의 "off"시에는 드레인 46에서 멀리 떨어진 영역에서 전압항복이 일어난다.In the conventional high voltage device of FIG. 3, when a high voltage is applied to the
이에 반하여 게이트 45에 동작 최고전압을 인가시, 즉 "on"시에는 전압 항복은 드 레인 46쪽으로 옮겨와서 드레인 가장자리 영역 58에서 전압 항복이 일어난다.On the contrary, when the highest operating voltage is applied to the gate 45, that is, "on", the voltage breakdown moves toward the
이와 같이 소자의 "on"시 드레인 46에 전압항복이 일어나는 것은 전자가 소오스 44 에서 드레인 46으로 흐를 때, 전류가 표면을 따라 흘러 드레인 46에 도달할 때, 전장이 강하게 형성된 드레인 표면 영역으로 몰려서 지나감에 따라 유발되는 전자의 충격 이온화에 의한 것이다.The voltage breakdown of
따라서 종래의 고압 소자에서는 드레인 46이 반도체 표면에서 불순물을 도핑하는 것에 의해 형성되어 있기 때문에 소자의 "on"시의 전자는 소오스 44에서 드레인 46으로 표류영역 43의 표면을 따라 수평으로 흐르며, 따라서 전자의 흐름도 평면 드레인 46의 표면 가장자리로 몰리게 되어 충격 이온화 현상이 쉽게 일어난다.Therefore, in the conventional high voltage device, since the
이 충격 이온화 전류는 소오스 44에서 나오는 채널전류가 드레인 46의 표면 가장자리의 강한 전장 형성영역에 도달하여 이곳을 집중적으로 타격하면 전장의 세기에 따라 기하급수적으로 증가되며, 이로 인한 2차, 3차 충격 이온화 현상도 유발되어 드레인 46에서 비 정상전류가 급격히 증대하는 이른바 전압항복이 일어난다.This impact ionization current increases exponentially with the strength of the electric field when the channel current from
그리고 이 드레인 표면 가장자리의 전장은 표류영역 43에서 수평으로 펼쳐져있는 전장의 세기와 드레인의 도핑 분포와 산화막 63 및 드레인 상층 금속 플레이트 간의 기하학적인 구조에 관계가 있다.The electric field at the edge of the drain surface is related to the strength of the electric field spread horizontally in the
이 중에서 가장 중요한 수평 전장은 소자의 내부저항을 줄이기 위하여 표류영역 43의 수평길이를 짧게 하거나, 웰 영역 42과 표류 영역 43의 접합 영역 56의 웰 접합 전압항복이나, 활성영역 가장자리 전압 항복 영역 57의 전압항복을 개선하기 위해 표류 영역 43의 두께를 얇게하여 표류 영역 43의 수직으로 공핍층이 확장될 때 흔히 형성된다.The most important horizontal electric field is shortening the horizontal length of the
그 이유는 종래의 고압 소자에서는 드레인 46을 반도체 표면에 불순물을 도핑하는 것에 의해 형성하였으므로 소자의 "on"시의 전자는 소오스 44에서 드레인 46으로 주로 표류 영역의 표면을 따라 수평으로 흐르며, 따라서 전자의 흐름도 평면 드레인의 표면 가장자리로 몰리게 되어 충격이온화 현상이 쉽게 일어난다.The reason is that in the conventional high voltage device, the
그리고 드레인 표면 가장자리에서의 전장은 표류영역에서 수평으로 펼쳐있는 전장의 세기와 드레인의 도핑농도 구조와 산화막 및 드레인 전극 상층 플레이트 간의 기하학적인 구조에 관계가 있고, 그 중에서도 가장 중요한 이 드레인 가장자리에서의 수평 전장은 소자의 내부저항을 줄이기 위하여 표류영역의 수평길이를 짧게 하거나, 웰 접합 전압항복 발생영역 36이나 활성영역 가장자리 전압항복 발생영역 37의 전압항복을 개선하기 의하여 수직으로 공핍층이 확장될 때 발생하는 것으로서 소자의 동작저항을 줄이기 위하여 불가피하다.The electric field at the edge of the drain surface is related to the strength of the electric field spreading horizontally in the drift region, the doping concentration structure of the drain, and the geometrical structure between the oxide film and the drain electrode upper plate. The electric field is generated when the depletion layer is vertically extended by shortening the horizontal length of the drift region to reduce the internal resistance of the device, or by improving the voltage breakdown of the well junction voltage
그 결과 종래의 고압 소자는 도 5에 도시된 바와 같이, 게이트 전압 5V(Vg=5V)일때 드레인 항복전압은 35V에 불과할 정도로 항복전압이 낮은 단점을 가지고 있다.As a result, the conventional high voltage device has a disadvantage in that the breakdown voltage is low such that the drain breakdown voltage is only 35V when the gate voltage is 5V (Vg = 5V) as shown in FIG. 5.
상술한 종래의 기술에 따른 LDMOS형 고압소자는 드레인을 반도체기판의 표면영역에 불순물을 도핑하여 형성한 구성을 가지고 있어 게이트에 고압을 인가하였을 경우 소오스로부터 드레인으로 기판의 표면영역을 따라 이동하는 전자의 충격 이온화에 따라 드레인의 표면영역에서 전압항복이 발생하여 고압소자의 항복 전압을 감소시키는 문제점을 가지고 있었다.The LDMOS type high voltage device according to the related art has a structure in which a drain is formed by doping impurities into a surface region of a semiconductor substrate, and electrons move along the surface region of the substrate from the source to the drain when a high voltage is applied to the gate. Due to the impact ionization of, voltage breakdown occurs in the surface area of the drain, thereby reducing the breakdown voltage of the high voltage device.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 드레인의 항복전압 을 높여 100V 이상의 소자를 제조할 수 있는 드레인 구조를 가지는 고압 소자를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art to provide a high-voltage device having a drain structure capable of manufacturing a device 100V or more by increasing the breakdown voltage of the drain.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고압 소자에 따르면, 반도체 기판상에 서로 접하는 웰 영역과 표류영역을 가지며, 상기 웰영역에 소오스가 형성되어 있고, 표류영역에 드레인이 형성되어 있으며, 상기 웰 영역과 표류영역의 상측영역에 걸쳐 산화막을 개재한 소정의 폭을 가지는 게이트가 형성되어 있는 LDMOS형 고압 소자에 있어서, 상기 드레인은 소정의 깊이와 폭으로 식각하여 형성된 표류영역의 표면으로부터 소정의 깊이로 형성된 트렌치 구조를 가지며, 상기 드레인의 표면에 접하여 트렌치내를 매립하는 드레인 연결배선 금속단자가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.According to the high voltage device of the present invention for achieving the object of the present invention, a well region and a drifting region in contact with each other on a semiconductor substrate, a source is formed in the well region, a drain is formed in the drifting region, In an LDMOS type high voltage device in which a gate having a predetermined width through an oxide film is formed over the well region and the upper region of the drifting region, the drain is predetermined from a surface of the drifting region formed by etching with a predetermined depth and width. It has a trench structure formed to a depth of the drain, characterized in that the drain connection wiring metal terminal is formed in contact with the surface of the drain to fill the trench.
도 1은 본 발명에 의한 고압 소자의 평면 구조도,1 is a plan view of a high pressure device according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 고압 소자의 단면도,2 is a cross-sectional view of a high voltage device according to the present invention;
도 3은 종래 기술에 따른 고압 소자의 단면도,3 is a cross-sectional view of a high voltage device according to the prior art,
도 4는 본 발명의 고압 소자의 드레인 전압-전류 특성도,4 is a drain voltage-current characteristic diagram of the high-voltage device of the present invention;
도 5는 종래 기술의 고압 소자의 드레인 전압-전류 특성도,5 is a drain voltage-current characteristic diagram of a high voltage device of the prior art;
도 6 내지 도 15는 본 발명에 의한 고압 소자의 제조 공정 순서를 나타낸 단면도,6 to 15 are cross-sectional views showing a manufacturing process sequence of the high-voltage device according to the present invention;
도 6은 반도체 기판 및 산화막 성장 후의 단면도,6 is a cross-sectional view after growth of a semiconductor substrate and an oxide film;
도 7은 표류영역(drift region)형성 후의 단면도,7 is a cross-sectional view after the formation of the drift region,
도 8은 웰(well) 형성 후의 단면도,8 is a cross-sectional view after well formation;
도 9는 필드(field) 산화막 성장후의 후의 단면도,9 is a cross sectional view after field oxide film growth;
도 10은 게이트(gate) 산화막 성장후의 단면도,10 is a cross-sectional view after the growth of a gate oxide film;
도 11은 폴리실리콘(polysilicon) 도포 및 게이트 형성후의 단면도,11 is a cross-sectional view after polysilicon coating and gate formation;
도 12는 드레인(drain)영역의 트렌치(trench) 형성후의 단면도,12 is a cross-sectional view after trench formation in the drain region;
도 13는 소오스(source)/드레인(drain) 형성후의 단면도,FIG. 13 is a cross-sectional view after source / drain formation; FIG.
도 14는 절연막 추가 도포 및 금속단자 연결점(contact) 개방후의 단면도,14 is a cross-sectional view after additional coating of an insulating film and opening of a metal terminal contact point;
도 15는 금속단자 연결후 완성된 소자의 단면도,15 is a cross-sectional view of the completed device after connecting the metal terminal,
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
22,42 : 웰(well)영역 23,43 : 표류(drift)영역22,42:
24,44 : 소오스(source) 25,45 : 폴리실리콘 게이트24,44
26,46 : 드레인 27,47 : 웰 연결 인도 창26,46: Drain 27,47: Well Connected India Window
11 : 소오스 연결점 12 : 게이트 연결점11
13 : 드레인 연결점 14 : 웰 연결점13
21, 41 : 반도체 기판 28,48 : 소오스 연결 배선금속 단자21 and 41:
29,49 : 게이트 연결 배선금속 단자29,49: gate connection wiring metal terminal
30,50 : 드레인 연결 배선금속 단자30,50: drain connection wiring metal terminal
35,55 : 벌크 전압항복(bulk breakdown) 발생영역35,55: area of bulk breakdown
36,56 : 웰 접합 전압항복(well junction breakdown)발생영역36,56: Well junction breakdown occurrence area
37,57 : 활성영역 가장자리 전압항복(active edge breakdown) 발생영역37,57: Active edge breakdown generation area
38,58 : 드레인 가장자리 전압항복(drain edge breakdown) 발생영역38,58: Drain edge breakdown area
60,61,62,63 : 산화막60,61,62,63: oxide film
상기목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 고압 소자의 "on"시의 드레인 전압 항복을 억제하기 위하여 종래의 고압 소자구조에서와 같이 드레인을 반도체 표면 에서 도핑하여 형성하지 않고, 드레인 영역을 트렌치 구조로 깊숙히 파서 내부를 도핑하고, 여기에 금속을 채워서 드레인 단자를 형성한 구조를 가지고 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is to trench the drain region without forming a drain on the semiconductor surface as in the conventional high voltage device structure in order to suppress the drain voltage breakdown when the high voltage device is on. Dig deep into the structure to dope the inside, and has a structure in which the drain terminal is formed by filling the metal.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 LDMOS형 고압소자의 평면도를 나타내고, 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 단면을 나타낸 구조도이다.1 is a plan view of the LDMOS type high voltage device of the present invention, Figure 2 is a structural diagram showing a cross-section along the line AA 'of FIG.
도 1 및 도 2에 따르면 본 발명의 LDMOS형 고압 소자는 반도체 기판 21상에 표류영역 23과 웰 영역 22이 형성되어 있고, 표류영역 23의 소정영역에 트렌치 구조를 가지는 드레인 26이 형성되어 있고, 웰영역 22에는 소오스 24가 형성되어 있으며, 소오스 24에 접하여 웰 인도창 27이 형성되어 있고, 표류영역 23과 웰 영역 22의 상측에 걸쳐 절연막을 개재한 게이트 25가 형성되어 있으며, 상기 소오스 24 및 웰 인도창 27, 게이트 25, 및 드레인 26을 노출시키는 개구에 각각 배선 금속단자 28, 29, 30가 형성되어 있는 구조를 가지고 있다.1 and 2, in the LDMOS type high voltage device of the present invention, the
또한, 소오스 24와 웰 인도창 27의 상측에는 소오스 연결점 11 및 웰 연결점 14이 형성되어 있고, 게이트 25의 상측에는 게이트 연결점 12이 형성되어 있으며, 드레인 26의 상측에는 드레인 연결점 13이 형성되어 있다.In addition, a
이하, 도 2의 구조를 가지는 고압 소자의 각 영역에 대하여 보다 상세하게 설명 하면 다음과 같다.Hereinafter, each region of the high voltage device having the structure of FIG. 2 will be described in detail.
도면번호 21은 p-형 반도체의 기판으로서 이 기판의 불순물 농도는 붕소(boron) 1×1014/cm3∼2×1015/cm3정도이다.
23은 표류영역이며, 이 표류영역은 드레인 금속단자 30에서 100V 이상의 고전압이 인가될 때, 이 인가된 전압을 내부적으로 지탱하기 위하여 자신이 공핍화(depletion)되는 지역으로서 n-형 이며, 표면 농도는 인(phosphorus) 1×1015/cm3∼2×1016/cm3정도이고, 접합깊이는 0.5㎛∼6㎛ 정도이다. 이 접합 농도가 높을수록 접합깊이가 작고 반대로 접합농도가 낮을수록 접합깊이는 깊게 해주어야 한다. 그리고 표류영역의 수평 길이는 동작전압에 따라 증가되며, 100V 급에서는 4㎛ 정도이지만 수 100V급 이상에서는 10㎛ 이상이다.23 is a drift region, which is n − type as a region where the depletion is applied to internally support the applied voltage when a high voltage of 100 V or more is applied to the
22는 웰(well)영역이며, 반도체 채널전류인 전자를 공급하고 그 양을 통제해 주는 영역으로서 p형이며, 표면 불순물 농도는 붕소(boron) 1x1017/cm3정도이고, 확산 깊이는 4㎛∼6㎛ 정도이다.22 is a well region, a p-type region for supplying electrons and controlling the amount of electrons as a semiconductor channel current. The surface impurity concentration is about boron 1 × 10 17 / cm 3 , and the diffusion depth is 4 μm. It is about -6 micrometers.
24는 웰(well)영역내의 소오스로서 소자 동작시 전자를 공급하는 영역이며, n+형으로서 비소(arsenic)를 수 1019/cm3이상의 고농도이고 접합깊이는 0.2㎛∼0.4㎛ 정도이다.24 denotes a source in a well region, which supplies electrons during device operation. The n + type has a high concentration of arsenic of at least 10 19 / cm 3 and a junction depth of about 0.2 μm to 0.4 μm.
25는 폴리실리콘(polysilicon)으로된 게이트이며, 소오스로 부터의 전자의 흐름을 제어하는 역할을 한다. 이 게이트의 두께는 0.3㎛∼0.4㎛ 정도이며, 소오스/드레인과 같은 n+형으로 비소(arsenic)를 수1019/cm3이상으로 도핑되어 있는 도전층이다.25 is a gate made of polysilicon and controls the flow of electrons from the source. This gate has a thickness of about 0.3 µm to 0.4 µm, and is a conductive layer which is doped with an arsenic of at least 10 19 / cm 3 in an n + type such as source / drain.
26은 드레인(drain)으로서 소자 동작시 전자를 흡수하는 영역이며, 소오스와 같은 n+형으로서 비소(arsenic)의 도핑농도가 수 1019/cm3이상의 고농도이고 접합깊이는 0.2㎛∼0.4㎛ 정도이다. 본 발명에서 특히 이 드레인의 구조는 소오스와 같은 평면 구조가 아니라 트렌치의 수직 입체 구조를 하고 있으며, 이 트렌치의 깊이는 2㎛정도이고, 폭도 2㎛ 정도이다. 트렌치의 깊이가 너무 얕으면 드레인 전류의 분산 효과가 없어지고, 반대로 너무 깊으면 영역 35에서 벌크 전압항복이 일어 나기 쉬우며 금속단자 30로 트렌치를 채우기도 힘들어 진다. 그리고 트렌치의 폭도 너무 작으면 금속을 채우기가 힘들어지고, 너무 크면 금속층을 채운 후에 표면이 평탄하지 못하고 트렌치에 모양의 심한 굴곡층이 남게 된다. 이 드레인 도핑은 금속을 채우기 이전에 트렌치의 내부에서 반도체 기판으로 불순물의 확산에 의하여 형성된다.26 is a drain, which absorbs electrons during device operation, and has a n + type like source, which has a high doping concentration of 10 19 / cm 3 or more, and a junction depth of about 0.2 μm to 0.4 μm. to be. In the present invention, the structure of the drain is not a planar structure such as a source, but a vertical three-dimensional structure of the trench. The trench has a depth of about 2 µm and a width of about 2 µm. If the depth of the trench is too shallow, the dispersing effect of the drain current is lost. On the contrary, if the depth is too deep, bulk voltage breakdown occurs easily in the
27은 웰 영역의 인도창으로서 웰 영역의 전위를 소오스 24와 같게 만들어 주는 것을 도우는 역할을 하며, p+형으로서 붕소(boron)의 도핑농도가 수 1019/cm3이상의 고농도이고 접합깊이는 0.3㎛∼0.5㎛ 정도이다.27 is a guiding window of the well region, which helps to make the potential of the well region equal to the
28, 29, 30은 각각 소오스, 게이트, 드레인 연결 배선금속 단자로서 주 금속은 Al 합금으로 되어 있다. 특히 드레인 배선 금속단자 30의 금속은 트렌치 내부를 채움과 동시에 드레인 26의 도핑층까지 접촉되어 있어 방열을 효율적으로 할 수가 있다.28, 29, and 30 are source, gate, and drain connection wiring metal terminals, respectively, and the main metal is made of Al alloy. In particular, the metal of the drain
35는 표류영역(n-형)에서 기판(p-형)으로 일어나는 pn접합 전압항복(벌크 전압항복) 발생 영역을 나타낸다.35 denotes a pn junction voltage breakdown (bulk voltage breakdown) generation region that occurs from the stray region (n − type) to the substrate (p − type).
36은 표류영역(n-형)과 웰 영역(p형)의 pn접합 전압항복(웰 접합 전압항복) 발생 영역을 나타낸다.36 shows a pn junction voltage breakdown (well junction voltage breakdown) generation region of the stray region (n − type) and the well region (p type).
37은 게이트 25의 활성영역의 가장자리(즉, 얕은 게이트 산화막에서 두께운 필드 산화막으로 꺾이는 지역)에서 기하학적인 구조에 의하여 급격한 전장의 왜곡이 발생하여 일어나는 전압항복(활성영역 가장자리 전압항복) 발생 영역을 나타낸다.37 shows an area where voltage breakdown (active area voltage breakdown) occurs due to a sharp electric field distortion caused by a geometric structure at the edge of the active area of the gate 25 (that is, the area bent from the shallow gate oxide to the thick field oxide). Indicates.
38은 전자가 소오스에서 드레인으로 흐를 때, 전장이 강하게 형성된 드레인 표면 가장자리 영역을 통과함에 따라 발생하는 전자의 충격 이온화에 의하여 일어나는 드레인 전압항복(드레인 가장자리 전압항복) 발생 영역을 나타낸다.38 shows a drain voltage breakdown (drain edge voltage breakdown) generating region caused by the impact ionization of electrons generated when electrons flow from the source to the drain and pass through the strongly formed drain surface edge region.
이 드레인 전압항복은 전류가 흐르지 않는 동작대기 즉, "off" 상태보다 전류가 많이 흐르는 조건 즉, 소자가 "on"시에 상대적으로 일어나기 쉽다.This drain voltage breakdown is relatively easy to occur when no current flows, i.e., when the current flows more than the "off" state, that is, when the device is "on".
62는 이산화규소(SiO2)의 절연층을 나타내며, 두께는 1㎛정도이다.62 represents an insulating layer of silicon dioxide (SiO 2 ), and the thickness is about 1 μm.
이러한 구조를 가지는 본원 발명의 고압 소자는 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 고압 소자인 도 3와 비교할 때, 드레인 26을 반도체 표면에서 도핑한 것이 아니라, 반도체 내부로 깊숙히 파서, 트렌치(trench) 구조를 형성한 다음, 이 트렌치 내부에서 반도체쪽으로 불순물을 도핑하였으며, 이 트렌치 내부를 최종적으로 드레인 연결 배선 금속 30으로 채운 구조를 하고 있다.As shown in FIG. 2, the high voltage device of the present invention having such a structure does not doped the
따라서 본 발명에서는 소자의 "on"시 드레인 전압항복을 억제하기 위하여 종래의 구조인 도 3에서와 같이 드레인을 반도체 표면에서 도핑하여 형성하지 않고, 드레인 영역을 트렌치로 깊숙히 파서 내부를 도핑하고, 여기에 금속을 채워서 드레인 단자를 형성해 줌으로써, 종래의 고압 소자에서 평면 드레인의 표면 가장자리에만 몰리는 전자의 흐름을 수직으로 분산시킬 수 있어 충격 이온화 현상이 완화되고 드레인 항복전압이 향상된다.Therefore, in the present invention, in order to suppress drain voltage breakdown when the device is “on”, as shown in FIG. 3, which is a conventional structure, the drain is not deeply formed on the surface of the semiconductor, but the drain region is dug deep into the trench to dope the inside. By filling the metal into the drain terminal, the flow of electrons concentrated only at the surface edge of the planar drain can be vertically dispersed in the conventional high voltage device, thereby reducing the impact ionization phenomenon and improving the drain breakdown voltage.
즉, 본 발명의 고압소자에서는 드레인 26에 고전압이 인가될 때, 게이트 전압이 0V, 즉 "off"시에는 전압항복은 도 2에 도시된 바와 같이 표류영역 23에서 기판 21측과 접하는 영역 35에서 벌크 전압항복이 일어나거나, 표류영역 23과 웰 영역 22의 접합면 영역 36에서 웰 접합 전압항복이 일어나며, 이 부근의 활성영역의 가장자리 영역 37에서 활성영역 가장자리 전압항복이 일어난다. 다시 말해 "off"시에는 드레인 26에서 멀리 떨어진 영역에서 전압항복이 일어난다. 이에 반하여, 게이트에 동작 최고 전압을 인가시, 즉 "on"시에는 전압항복은 드레인 26쪽으로 옮겨와서 이 드레인 26의 가장자리 영역 38에서 전압항복이 일어나다.That is, in the high voltage device of the present invention, when a high voltage is applied to the
이때, 본 발명의 트렌치 드레인 구조에서는 드레인 표면 가장자리의 전장의 세기는 종래의 구조에 비하여 차이는 없으나 드레인 26이 기판내부로 깊숙하게 트렌치 형으로 형성되어 있어 채널에서 발생된 전자가 드레인 26에 도달할 때 상대적으로 표면에 비하여 전장의 세기가 약한 수직 깊숙한 곳까지 분산됨으로써 충격 이온화 현상이 억제되며, 2차, 3차의 증식작용도 방지된다. 이에대한 컴퓨터 시뮬레이션 결과가 도 4 및 도 5에 도시되어 있다.At this time, in the trench drain structure of the present invention, the strength of the electric field at the edge of the drain surface is not different from the conventional structure, but the
도 4와 도 5는 전형적인 100V급 소자에 대한 것으로서, 각각 발명된 소자구조 및 종래 소자에 대하여 본 발명의 드레인 구조 변경 이외에는 모두 것이 동일한 조건에서 컴퓨터 시뮬레이션한 드레인 전압-드레인 전류 곡선이다. 여기서 종래의 소자인 도 5에서 보면 게이트 최고전압 5V(Vg=5V)일 때 드레인 항복전압은 35V에 불과하나, 본 발명의 소자에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 70V 부근이 되어 크게 개선됨을 알 수가 있다.4 and 5 are typical 100V class devices, except for the device structure invented and the conventional device, except for the drain structure modification of the present invention, all of which are computer simulated drain voltage-drain current curves under the same conditions. 5, the drain breakdown voltage is only 35V when the gate maximum voltage is 5V (Vg = 5V). However, in the device of the present invention, as shown in FIG. There is a number.
그 밖에도 본 발명된 소자의 장점은 트렌치의 내부에 매몰되어 형성되는 드레인 연결 배선금속 단자가 종래의 소자의 드레인 연결 배선금속단자에 비하여 열전도율이 월등히 크므로 드레인 영역에 집중적으로 발생하는 열을 용이하게 방출할 수도 있어 소자 동작시 신뢰성을 높혀줄 수 있다. 이 고압소자에서는 기존의 5V 이하의 소자에 대하여 수 100V의 전압을 통하여 전류가 흐르기 때문에 전압에 비례하여 단위면적당 발열량이 크다, 이 발열은 대부분 상대적으로 면적이 좁고 전류가 집중 되는 드레인 영역에서 발생되며, 따라서 이 매몰된 드레인 금속단자 구조가 소자의 발열을 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, the advantage of the device of the present invention is that the drain connection wiring metal terminal formed by being buried in the trench has a much higher thermal conductivity than the drain connection wiring metal terminal of the conventional device, thereby facilitating heat generated in the drain region easily. Emissions can also increase reliability during device operation. In this high voltage device, the current flows through the voltage of several 100V for the device of 5V or less, so the amount of heat generated per unit area is large in proportion to the voltage. Most of this heat is generated in the drain area where the area is relatively narrow and the current is concentrated. Therefore, this buried drain metal terminal structure can effectively suppress the heat generation of the device.
이하, 본 발명의 고압 소자를 제작하는 과정을 도 6내지 도 15를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a process of manufacturing the high voltage device of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 15.
도 6을 참조하면, p형 불순물인 붕소(boron)가 1×1014/cm3∼2×1015/cm3정도가 도핑된 실리콘 기판 21을 900℃ 이상의 고온에서 산화시켜 이 표면에 산화막 60을 형성한다.Referring to FIG. 6, a
이어서, 도 7에 도시한 바와 같이, n-형 표류영역 23을 형성하기 위해, 포토리소그래피법으로 산화막 60의 일부영역을 소정의 깊이까지만 식각하여 불순물 주입창을 형성한 후, 이 불순물 주입창을 통해 인(phosphorus) 1×1012/cm2∼ 2×1012/cm2정도의 초기 불순물을 주입하고 이를 1150℃에서 6시간 정도 열확산(thermal diffusion)시켜 기판 21내의 소정영역에 표류영역 23형성한다. 이 때 표류영역 23의 표면농도는 1×1015/cm3∼2×1016/cm3정도이고, 접합깊이는 0.5㎛∼수㎛정도이다.Subsequently, as shown in FIG. 7, in order to form the n −
이어서, 도 8에 도시한 바와 같이, 표류영역 23에 접하는 기판 21내에 붕소(boron)를 3×1013/cm2정도의 초기 불순물을 주입하고 이를 1150℃에서 10시간 정도 열 확산시켜 웰 영역 22 형성하며, 이 때 표면농도는 1×1017/cm3정도이고, 확산깊이는 4㎛∼6㎛ 정도이다.Subsequently, as shown in FIG. 8, an initial impurity of about 3 × 10 13 / cm 2 is implanted into boron into the
다음, 도 9에 도시한 바와 같이, 잔존하는 산화막 60을 제거하고, 필드영역과 활성영역을 정의하기 위해 활성영역으로서 정의된 웰영역 22과 표류영역 23이 접하는 부분의 상부표면과, 표류영역 23의 상부표면의 소정영역에 질화막 패턴(도시하지 않음)을 형성한 후, 노출된 부분을 1000℃의 고온에서 160분 정도 수소+산소(H2+O2)의 혼합가스로 산화시켜 형성시켜, 필드산화막 61을 형성하고 질화막 패턴을 제거한다. 이 때 필드 산화막은 0.7㎛ 정도의 두께로 형성한다.Next, as shown in FIG. 9, the upper surface of the portion where the
이러한 공정에 의해 필드영역과 활성영역이 정의되며, 질화막 패턴이 형성되었던 영역은 활성층(active)영역으로서 이후 공정에서 게이트, 소오스, 드레인이 형성되게 된다.Through this process, the field region and the active region are defined, and the region where the nitride film pattern is formed is an active layer, and gate, source, and drain are formed in a subsequent process.
이어서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 웰 영역 22과 표류영역 23이 접하고 있는 노출된 기판의 표면을 900℃의 고온에서 수소+산소(H2+O2)의 혼합가스로 20분∼60분 정도 열산화시켜 게이트 산화막 62을 형성한다. 이 때 산화막의 두께는 200Å∼500Å정도가 된다.Next, as shown in FIG. 10, the surface of the exposed substrate, which is in contact with the
다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 기판의 전표면상에 폴리실리콘을 600℃에서 저압 화학적 기상성장법(LPCVD)으로 3500Å 정도 도포한 후, 이를 포토리소그래피법으로 패터닝하여 웰영역 22과 표류영역 23의 상측에 소정의 폭을 가지는 게이트 25를 형성한다.Next, as shown in FIG. 11, polysilicon was applied on the entire surface of the substrate at about 600 ° C. by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) at about 3500 kPa, and then patterned by photolithography to form the
이어서, 도 12에 도시된 바와 같이, 산확막 61에 의해 노출된 표류영역 23을 반응성 이온 에칭법(RIE)으로 식각하여 2㎛의 깊이와 2㎛ 의 폭을 가지는 트렌치를 형성한다.Next, as shown in FIG. 12, the
다음, 도 13에 도시한 바와 같이, 소오스/드레인을 형성하기 위해 노출된 웰 영역 22 및 표류영역 23의 트렌치에 인(phosphorus)을 이온 주입하고, 웰 영역 22에 붕소(boron)를 각각 수 1015/cm2으로 이상 주입하고, 900℃ 정도에서 30분 이상 열처리하여 각각 n+의 드레인 26과 소오스 24 및 p+의 웰 인도창 27을 형성한다. 이때 트렌치에 불순물을 도핑하기 위한 주입시에는 이온 주입기를 이용한 수직 및 경사(tilted)이온 주입을 실시하며, 이들의 표면 농도는 수 1019이상의 고농도로 하고 접합깊이는 0.3㎛∼0.5㎛가 되도록 한다.Next, as shown in FIG. 13, phosphorus is ion-implanted into the trenches of the
다음, 도 14에 도시한 바와 같이, 기판의 전면에 게이트 25를 절연하기 위해 플라즈마 증진 화학적 기상 성장법(PECVD)으로 380℃에서 붕소 인 함유 실리콘 산화막(BPSG : B 2.7%, P 5.7%의 SiO2)(62)를 1㎛ 정도 추가로 도포한 다음, 반응성 이온 식각기(RIE)로 산화막 62, 61, 60을 선택적으로 식각하여 소오스24, 게이트 25 및 드레인 26을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 14, a boron phosphorus containing silicon oxide film (BPSG: B 2.7%, P 5.7% SiO2) at 380 ° C by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) to insulate the
이어서, 도 15에 도시한 바와 같이, 소오스/드레인 및 게이트의 금속단자를 형성하기 위해 기판의 전면에 우선 백금(Pt)을 300Å 증착하고, 460℃에서 30분간 열처리하여 백금 실리사이드(PtSi)를 형성한 다음, 2200Å두께의 TiW, 1㎛∼2㎛의 두께를 가지며 1%의 Si과 0.5%의 Cu를 함유하는 Al, 1000Å두께의 TiW를 차례로 증착하고 난 후, 이를 선택적으로 패터닝하여 게이트, 소오스/드레인의 금속 단자를 형성하고, 최종적으로 400℃에서 30분간 합금 열처리한다. 이 백금 실리사이드는 접촉 금속과의 전기저항을 줄여주고, 다음 층인 TiW은 트렌치 굴곡홈 내부의 충진을 촉진하며, 그리고 중간 층인 Al은 주 도전체의 구실을 한다. 그리고 상층의 TiW은 Al 노광시 반사 방지막의 역할을 함으로써 패터닝을 용이하게 해 줄 뿐만이 아니라, 2층 금속배선이 필요한 경우에는 Al 층간 절연물 식각시(이를 반도체 공정에서는 "비아(via) 식각" 이라고함) 하층 Al 층의 식각방지 보호막 역할을 함으로써 안정된 다층 금속배선을 가능하게 해 준다.Next, as shown in FIG. 15, to form metal terminals of the source / drain and the gate, platinum (Pt) is first deposited on the entire surface of the substrate and then heat treated at 460 ° C. for 30 minutes to form platinum silicide (PtSi). Next, TiW having a thickness of 2200 μs, Al having 1 μm to 2 μm and containing 1% of Si and 0.5% of Cu and TiW having a thickness of 1000 μs were sequentially deposited, and then selectively patterned to form a gate and a source. A metal terminal of the drain is formed, and the alloy is finally heat treated at 400 ° C. for 30 minutes. This platinum silicide reduces the electrical resistance with the contact metal, the next layer TiW promotes filling inside the trench bends, and the middle layer Al serves as the main conductor. In addition, the upper TiW not only facilitates patterning by acting as an anti-reflection film during Al exposure, but also when Al-layer metal wiring is required, when Al interlayer insulation is etched (this is referred to as "via etching" in a semiconductor process). ) It acts as an etch protection film for the lower Al layer, enabling stable multi-layer metal wiring.
본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 드레인 구조가 반도체 표면에서 형성된 것이 아니라 반도체 내부로 깊숙히 파서, 즉 반도체 공정에서 흔히 말하는 트렌치 구조를 형성한 다음, 이 트렌치 내부에서 불순물을 도핑하였으며, 이 트렌치 내부를 최종적으로 드레인 연결 배선 금속단자 물질로 채운 구조를 하고 있다.In the present invention, as shown in Fig. 2, the drain structure is not formed on the semiconductor surface, but is deeply dug into the semiconductor, that is, the trench structure commonly referred to in the semiconductor process is formed, and then the dopant is doped in the trench. The inside is finally filled with the drain connection wiring metal terminal material.
이 트렌치 구조의 드레인은 입체적인 구조로서, 채널전자가 드레인에 도달할 때 드레인 표면 가장자리 보다는 상대적으로 전장의 세기가 약한 수직 깊숙한 곳까지 전자의 흐름이 수직적으로 분산됨으로써 충격 이온화 현상이 억제되며, 이로 인하여 드레인 전압 항복이 개선된다.The drain of this trench structure is a three-dimensional structure. When the channel electrons reach the drain, the flow of electrons is vertically dispersed to the vertical depth where the electric field is weaker than the edge of the drain surface, thereby suppressing the impact ionization phenomenon. Drain voltage breakdown is improved.
그 밖에도 본 발명의 소자의 장점은 매몰된 드레인 연결 금속단자가 종래의 반도체 물질에 비하여 열 전도율이 월등히 커서 이 드레인 영역에 집중되어 발생하는 열을 용이하게 방출할 수 있어 소자 동작시 신뢰성을 높혀줄 수 있다.In addition, the advantage of the device of the present invention is that the buried drain connection metal terminal has a much higher thermal conductivity than the conventional semiconductor material, so that it is easy to dissipate heat generated in the drain region, thereby improving reliability during device operation. Can be.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970058838A KR100249786B1 (en) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | High voltage device having trench structure drain |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970058838A KR100249786B1 (en) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | High voltage device having trench structure drain |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990038946A KR19990038946A (en) | 1999-06-05 |
KR100249786B1 true KR100249786B1 (en) | 2000-03-15 |
Family
ID=19524394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970058838A KR100249786B1 (en) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | High voltage device having trench structure drain |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100249786B1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100341213B1 (en) * | 1999-12-23 | 2002-06-20 | 오길록 | A power device with trench drain structure |
JP3831602B2 (en) * | 2000-12-07 | 2006-10-11 | 三洋電機株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
KR100442881B1 (en) * | 2002-07-24 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | High voltage vertical double diffused MOS transistor and method for manufacturing the same |
KR100943504B1 (en) * | 2007-12-31 | 2010-02-22 | 주식회사 동부하이텍 | Method for manufacturing |
TWI470797B (en) * | 2008-01-14 | 2015-01-21 | Volterra Semiconductor Corp | Power transistor with protected channel |
-
1997
- 1997-11-07 KR KR1019970058838A patent/KR100249786B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990038946A (en) | 1999-06-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6818946B1 (en) | Trench MOSFET with increased channel density | |
US6586800B2 (en) | Trench-gate semiconductor devices | |
US6319777B1 (en) | Trench semiconductor device manufacture with a thicker upper insulating layer | |
TWI412071B (en) | Method of forming a self-aligned charge balanced power dmos | |
US7851312B2 (en) | Semiconductor component and method of manufacture | |
JP4109565B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
KR19990034065A (en) | Manufacturing method of horizontal double diffusion power device | |
JP3915180B2 (en) | Trench type MOS semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2005514785A (en) | High voltage power MOSFET having a voltage sustaining region including a doped column formed by etching a trench using an etchant gas that is also a doping source | |
KR100282710B1 (en) | Method for manufacturing bipolar transistor and its structure | |
US6020611A (en) | Semiconductor component and method of manufacture | |
US7056797B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
KR100948663B1 (en) | Method of forming device comprising a plurality of trench mosfet cells, and method of forming shallow and deep dopant implants | |
KR100249786B1 (en) | High voltage device having trench structure drain | |
JP4839599B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR20070010835A (en) | Method of forming a recess structure, a recessed channel type transistor having the recess structure, and method of manufacturing the recessed channel type transistor | |
US5215937A (en) | Optimizing doping control in short channel MOS | |
JP3646343B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
US5686347A (en) | Self isolation manufacturing method | |
KR100268175B1 (en) | Method of manufacturing a high voltage device | |
KR100343790B1 (en) | High voltage device having the well extended into the drift region | |
US7015103B2 (en) | Method for fabricating vertical transistor | |
JP5266738B2 (en) | Manufacturing method of trench gate type semiconductor device | |
KR20010094722A (en) | method for manufacturing high voltage device and the same | |
JP2000340790A (en) | Semiconductor device, manufacture thereof, and field- effect transistor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121129 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131128 Year of fee payment: 15 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |