KR20100111021A - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents
Semiconductor device and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100111021A KR20100111021A KR1020090029376A KR20090029376A KR20100111021A KR 20100111021 A KR20100111021 A KR 20100111021A KR 1020090029376 A KR1020090029376 A KR 1020090029376A KR 20090029376 A KR20090029376 A KR 20090029376A KR 20100111021 A KR20100111021 A KR 20100111021A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- drift region
- conductivity type
- type drift
- region
- low concentration
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 28
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 16
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 11
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 10
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002789 length control Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 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
- H01L29/02—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
- H01L29/0684—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 characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
- H01L29/0688—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 characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions characterised by the particular shape of a junction between semiconductor 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
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66568—Lateral single gate silicon transistors
- H01L29/66575—Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate
- H01L29/6659—Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate with both lightly doped source and drain extensions and source and drain self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly doped drain [LDD] MOSFET, double diffused drain [DDD] MOSFET
-
- 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
- H01L29/66—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
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히 디자인 룰 변경 없이 수직(Vertical) 및 측면(Lateral) 내압을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can improve vertical and lateral resistances without changing design rules.
이상적으로, 전력용 반도체 소자로는 반도체의 이론적 항복전압에 가까운 고전압에서의 동작이 가능한 소자가 바람직하다.Ideally, the power semiconductor device is preferably a device capable of operating at a high voltage close to the theoretical breakdown voltage of the semiconductor.
이에 따라, 고전압을 사용하는 외부 시스템이 집적 회로에 의해 제어되는 경우, 집적 회로는 내부에 고전압 제어를 위한 소자가 필요하게 되고, 이러한 소자는 높은 브레이크 다운 전압(Breakdown Voltage)을 갖는 구조를 필요로 한다.Accordingly, when an external system using high voltage is controlled by an integrated circuit, the integrated circuit needs an element for high voltage control therein, and such an element requires a structure having a high breakdown voltage. do.
즉, 고전압이 집적 인가되는 트랜지스터의 드레인 또는 소스에 있어서는 드레인 및 소스와 반도체 기판 사이의 펀치스루(punch through) 전압과 드레인 및 소스와 웰(well) 또는 기판 사이의 브레이크 다운 전압이 고전압보다 커야 한다.That is, in the drain or the source of the transistor to which the high voltage is integrated, the punch-through voltage between the drain and the source and the semiconductor substrate and the breakdown voltage between the drain and the source and the well or the substrate should be greater than the high voltage. .
고전압 반도체 소자중 고전압용 MOS인 LDMOS(lateral diffused MOS)는 채널영역과 드레인 전극이 드리프트 영역(Drift Region)을 두고 분리되어 게이트 전극 에 의하여 제어되어 고전압에 적합한 구조를 갖는다. Among high voltage semiconductor devices, LDMOS (lateral diffused MOS), which is a high voltage MOS, has a structure suitable for high voltage because the channel region and the drain electrode are separated by a drift region and controlled by the gate electrode.
도 1은 일반적인 LDMOS 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a general LDMOS transistor.
도 1에 도시된 바와 같이, LDMOS 트랜지스터는 소자 분리막(12)이 형성된 반도체 기판(도시하지 않음) 내에 딥 N웰 영역(10)을 형성하고, 딥 N웰 영역(10) 내에 형성된 P형 바디(P-type body; 20) 영역 및 N형 드리프트 영역(25)과, P형 바디 영역(20)과 N형 드리프트 영역(25) 사이의 반도체 기판(도시하지 않음) 상에는 측벽 스페이서(42)를 포함하는 폴리 게이트(40)가 형성된다. P형 바디 영역(20)에는 제 1 LDD 영역(36) 및 소스 영역(30)이 형성되고, N형 드리프트 영역(25)에는 제 2 LDD 영역(38) 및 드레인 영역(32)이 형성된다. As shown in FIG. 1, an LDMOS transistor forms a deep N
이와 같은 LDMOS 트랜지스터는 브레이크 다운 전압(Breakdown Voltage; BV)과 온 저항(Ron) 특성을 향상시키기 위해 근본적으로 주어진 디자인 룰을 바탕으로 드리프트 영역의 농도와 길이를 조절하여야 하기 때문에 고전압 소자 설계에 많은 어려움이 존재한다. These LDMOS transistors have a lot of difficulties in designing high voltage devices because they have to control the concentration and length of the drift region based on fundamentally given design rules in order to improve the breakdown voltage (BV) and on-resistance characteristics. This exists.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 디자인 룰 변경 없이 수직(Vertical) 및 측면(Lateral) 내압을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which may improve vertical and lateral resistances without changing design rules.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자는 제 1 도전형 웰이 형성된 반도체 기판과, 제 1 도전형 웰 내에 서로 이격되어 형성된 저농도 제 1 도전형 드리프트 영역 및 저농도 제 2 도전형 드리프트 영역과, 저농도 제 1 도전형 드리프트 영역 내에 형성된 고농도 제 1 도전형 드리프트 영역과, 저농도 제 2 도전형 드리프트 영역 내에 형성된 고농도 제 2 도전형 드리프트 영역과, 저농도 제 1 도전형 드리프트 영역 및 저농도 제 2 도전형 드리프트 영역 사이의 반도체 기판 상에 형성되는 측벽 스페이서를 포함하는 폴리 게이트와, 측벽 스페이서를 포함하는 폴리 게이트 양측의 고농도 제 1 도전형 드리프트 영역 및 고농도 제 2 도전형 드리프트 영역 각각에 형성되는 소스 및 드레인 영역과, 고농도 제 1 도전형 드리프트 영역 및 고농도 제 2 도전형 드리프트 영역 각각의 표면에 형성되는 제 1 및 제 2 LDD 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor device according to the embodiment of the present invention for achieving the above object is a low-concentration first conductivity-type drift region and a low-concentration second semiconductor substrate formed with a first conductivity type well, spaced apart from each other in the first conductivity type well A conductive drift region, a high concentration first conductivity type drift region formed in the low concentration first conductivity type drift region, a high concentration second conductivity type drift region formed in the low concentration second conductivity type drift region, a low concentration first conductivity type drift region, and A poly gate including sidewall spacers formed on the semiconductor substrate between the low concentration second conductivity type drift regions, and a high concentration first conductivity type drift region and a high concentration second conductivity type drift region on both sides of the poly gate including the sidewall spacers. Source and drain regions to be formed, and high concentration first conductivity type drift region And first and second LDD regions formed on surfaces of the high concentration second conductivity type drift regions, respectively.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조방법은 반도체 기판 상에 제1 도전형 웰을 형성하는 단계와, 제1 도전형 웰 내에 제1 도전형 드리프트 영역을 형성하는 단계와, 제1 도전형 웰 내에 제1 도전형 드리프트 영역과 이격되도록 제2 도전형 드리프트 영역을 형성하는 단계와, 제1 및 제2 도전형 드리프트 영역 사이의 반도체 기판 상에 폴리 게이트를 형성하는 단계와, 폴리 게이트 양측의 제1 및 제2 도전형 드리프트 영역 표면 각각에 제1 및 제2 LDD 영역을 형성하는 단계와, 폴리 게이트 양측에 측벽 스페이서를 형성하는 단계와, 측벽 스페이서를 포함하는 폴리 게이트 양측의 제1 및 제2 도전형 드리프트 영역에 각각 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is to form a first conductivity type well on a semiconductor substrate, and to form a first conductivity type drift region in the first conductivity type well Forming a second conductivity type drift region in the first conductivity type well so as to be spaced apart from the first conductivity type drift region, and forming a poly gate on the semiconductor substrate between the first and second conductivity type drift regions. And forming first and second LDD regions on the surfaces of the first and second conductivity type drift regions on both sides of the poly gate, forming sidewall spacers on both sides of the poly gate, and sidewall spacers. And forming source and drain regions in the first and second conductivity type drift regions on both sides of the poly gate, respectively.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention have the following effects.
폴리 게이트 형성 전에 웰 공정에서 드리프트 영역 형성을 위해 불순물을 주입하게 되면 마스크 패턴으로 인해 불순물 주입 에너지의 사용 폭이 커지게 되어 드리프트 영역 확보에 많은 마진을 확보하게 되는 효과를 갖는다. If impurities are implanted to form the drift region in the well process before the poly gate is formed, the use of the impurity implantation energy is increased due to the mask pattern, thereby securing a large margin for securing the drift region.
또한, 디자인 룰(design rule) 변경 없이 수직(Vertical) 및 측면(Lateral) 내압을 향상시킬 수 있다. In addition, it is possible to improve the vertical and lateral pressures without changing design rules.
이하, 본 발명의 기술적 과제 및 특징들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 본 발명을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the technical objects and features of the present invention will be apparent from the description of the accompanying drawings and the embodiments. Looking at the present invention in detail.
도 2는 본 발명에 따른 LDMOS 트랜지스터를 나타내는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing an LDMOS transistor according to the present invention.
도 2를 참조하면, 반도체 기판(100) 내에 활성 영역인 딥 P웰 영역(110)이 형성되고, 활성 영역을 분리시키기 위한 소자 분리막(102)이 형성된다. 주변 소자의 활성 영역(120)으로는 동일한 웰 타입인 P형으로 형성되거나, 다른 웰 타입인 N형으로 형성될 수도 있다. Referring to FIG. 2, a deep
딥 P웰 영역(110) 내에 서로 이격되어 형성된 저농도 P형 드리프트 영역(140) 및 저농도 N형 드리프트 영역(130)과, 저농도 P형 드리프트 영역(140) 및 저농도 N형 드리프트 영역(130) 각각에 형성된 고농도 P형 드리프트 영역(142) 및 고농도 N형 드리프트 영역(132)과, 저농도 P형 드리프트 영역(140) 및 저농도 N형 드리프트 영역(130) 사이의 반도체 기판(100) 상에 형성된 폴리 게이트(160)를 포함한다. Each of the low concentration P-
예컨데, NMOS 트랜지스터의 경우에는 활성 영역이 P형 웰이고, PMOS 트랜지스터의 경우는 활성 영역이 N형 웰이 된다. 활성 영역은 MOS 트랜지스터에서 소스 및 드레인 간에 채널(channel)을 형성하는 부분이 된다. 주변 소자들의 활성 영역(120)으로는 동일한 웰 타입인 P형으로 형성되거나, 다른 웰 타입인 N형으로 형성될 수도 있다.For example, in the case of an NMOS transistor, the active region is a P type well, and in the case of a PMOS transistor, the active region is an N type well. The active region becomes a portion of the MOS transistor that forms a channel between the source and the drain. The
폴리 게이트(160) 양측의 기판에 즉, 폴리 게이트(160) 양측의 저농도 P형 드리프트 영역(140) 및 저농도 N형 드리프트 영역(130)에 각각 저농도 불순물 이온 주입을 통한 LDD(Lightly doped drain) 영역(144, 146)을 형성한 후, 폴리 게이트(160) 양측벽에는 측벽 스페이서(158)를 형성한다. 측벽 스페이서(158) 양측의 저농도 P형 드리프트 영역(140) 및 저농도 N형 드리프트 영역(130)에 측벽 스페이서(158) 및 마스크를 이용하여 저농도 P형 드리프트 영역(140)에 고농도 불순물 이온 주입을 통해 소스 영역(166)이 형성되고, 저농도 N형 드리프트 영역(130)에 고농도 불순물 이온 주입을 통해 드레인 영역(168)이 형성된다. Lightly doped drain (LDD) regions through low concentration impurity ion implantation into substrates on both sides of the
여기서, 도 1과 비교하여 딥 P웰 영역(110) 내에 형성된 N형 드리프트 영역(130, 132) 뿐만 아니라 P형 드리프트 영역(140, 142)의 농도도 변화시킴으로써 즉, 고농도 N형 및 고농도 P형 드리프트 영역(132, 142)을 추가로 형성하여 소스-드레인 브레이크 다운 전압을 보상시켜 준다. Here, the concentrations of the P-
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 LDMOS 트랜지스터의 제조방법을 나타내 는 단면도들이다. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an LDMOS transistor according to the present invention.
도 3a를 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 MOS 트랜지스터의 활성 영역을 정의하기 위해 P형 불순물 이온을 주입하여 딥 P웰 영역(110)을 형성한다. 여기서, 활성 영역은 딥 P웰 영역(110)이 형성되지만, PMOS 트랜지스터의 경우에는 활성 영역이 N웰 영역이 된다. 활성 영역은 MOS 트랜지스터에서 소스 및 드레인 간에 채널을 형성하는 부분이 된다. Referring to FIG. 3A, a deep
그리고, 활성 영역을 분리시키기 위한 소자 분리막(Shallow Trench isolation, STI; 102)이 형성된다. In addition, a device isolation film (STI) 102 is formed to separate the active region.
이어서, 반도체 기판(100)의 일부분을 노출하는 제 1 포토 레지스트 패턴(150)을 마스크로 사용하여 활성 영역인 딥 P웰 영역(110)에 LDNMOS 트랜지스터의 내압 형성을 위해 저농도 N형 불순물 이온을 주입하여 저농도 N형 드리프트 영역(130)을 형성하고, 저농도 N형 드리프트 영역(130) 내에 고농도 N형 불순물 이온을 주입하여 고농도 N형 드리프트 영역(132)을 형성한다. Subsequently, low concentration N-type impurity ions are implanted into the active deep
이어서, 제 1 포토 레지스트 패턴(150)은 제거한다. Subsequently, the first
도 3b를 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 N형 드리프트 영역(130, 132)과 이격되도록 즉, N형 드리프트 영역(130, 132)이 형성된 영역을 제외한 영역이 노출되는 제 2 포토 레지스트 패턴(152)을 형성한 후, 제 2 포토 레지스트 패턴(152)을 마스크로 하여 P형 드리프트 영역(140. 142)을 형성한다. Referring to FIG. 3B, the second photoresist pattern exposing the
구체적으로, LDNMOS 트랜지스터의 P웰 영역 특성 보상을 위해 제 2 포토 레지스트 패턴(152)을 마스크로 사용하여 딥 P웰 영역(110)에 N형 드리프트 영 역(130, 132)과 이격되도록 저농도 P형 불순물 이온을 주입하여 저농도 P형 드리프트 영역(140)을 형성하고, 저농도 P형 드리프트 영역(140) 내에 고농도 P형 불순물 이온을 주입하여 고농도 P형 드리프트 영역(142)을 형성한다. Specifically, the low concentration P-type is spaced apart from the N-
이와 같이, 딥 P웰 영역(110) 내에 형성된 N형 드리프트 영역(130, 132) 뿐만 아니라 P형 드리프트 영역(140, 142)의 농도를 변화시킴으로써, 즉, 저농도 N형 및 저농도 P형 드리프트 영역(130, 140) 내에 각각 고농도 N형 및 고농도 P형 드리프트 영역(132, 142)을 추가로 형성하여 소스-드레인 브레이크 다운 전압을 보상시켜 준다. As such, by changing the concentrations of the P-
또한, 일반적인 LDMOS 트랜지스터의 제조 방법은 폴리 게이트 형성 후에 드리프트 영역을 형성하게 되는데 이 경우 폴리 게이트의 두께에 제약을 받게 된다. 즉, 높은 에너지 주입에서는 폴리 게이트(예를 들어, 2000Å의 두께)의 두께를 뚫고 채널 아래로 들어가기 때문에 이온 주입에너지에 한계가 있다. 따라서, 도 3a 및 도 3b와 같이 폴리 게이트 형성 전에 웰 공정에서 드리프트 영역 형성을 위해 불순물을 주입하게 되면 마스크 패턴으로 인해 불순물 주입 에너지의 사용 폭이 커지게 되어 드리프트 영역 확보에 많은 마진을 확보하게 되는 효과를 갖는다. 이온 주입 에너지가 커지게 되면 N형 드리프트 영역(130, 132)의 수직(Vertical) 영역으로 깊게 가져갈 수 있기 때문에 브레이크 다운 전압(BV)이 커지게 된다. 또한, 웰 공정시 임의로 마스크 위치를 조정할 수 있기 때문에 N형 드리프트 영역(130, 132) 형성시 불순물의 침투 위치도 조정할 수 있어 측면(Lateral) 길이로도 조정이 가능해져 길이의 컨트롤로 인해 브레이크 다운 전압 조절도 가능해진다. In addition, a general method of manufacturing an LDMOS transistor forms a drift region after poly gate formation, in which case the thickness of the poly gate is limited. That is, in high energy injection, the ion implantation energy is limited because it penetrates through the thickness of the poly gate (for example, 2000 mW) and goes below the channel. Therefore, when impurities are implanted to form the drift region in the well process before the poly gate is formed, as shown in FIGS. 3A and 3B, the use of the impurity implantation energy is increased due to the mask pattern, thereby securing a large margin for securing the drift region. Has an effect. When the ion implantation energy increases, the breakdown voltage BV may increase because the ion implantation energy may be deeply brought into the vertical regions of the N-
그러나, N형 드리프트 영역(130, 132)을 폴리 게이트 형성 전에 수행하기 때문에 마스크 형성시 정확한 위치에 N형 드리프트 영역(130, 132)을 형성하기 어렵다. 다시 말해, N형 드리프트 영역(130, 132)의 N형 불순물이 원하는 기준보다 더 추후 형성될 소스 방향으로 들어가게 되면, 폴리 게이트 아래 P형 불순물을 상쇄시키게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위해 P형 드리프트 영역(140, 142)을 형성할 때 P형 드리프트 마스크를 사용하여 불순물 이온을 주입하게 되면 폴리 게이트 아래와 소스 영역 사이로 P형 불순물이 침투하게 되어 N형 드리프트 영역(130, 132) 형성시 N형 불순물 침투로 약해진 P형 불순물 농도를 보강해주는 역할을 하게 된다.However, since the N-
이에 따라, 소자의 문턱 전압(Threshold Voltage, VT)이 낮아지게 되고, 문턱 전압이 낮아지면, 오프 커런트(Ioff Current) 및 포화 전류(Idsat)의 증가, 브레이크 다운 전압(BV)도 낮아지는 원인이 된다. 이는 전자가 채널을 통해 소스에서 드레인으로 이동하기 수월해져 동작 특성이 좋아지게 된다. Accordingly, the threshold voltage (VT) of the device is lowered, and when the threshold voltage is lowered, an increase in off current and saturation current Idsat and a breakdown voltage BV are also caused. do. This makes it easier for electrons to move from source to drain through the channel, resulting in better operating characteristics.
이어서, 제 2 포토 레지스트 패턴(152)은 제거한다. Next, the
도 3c를 참조하면, N형 드리프트 영역(130, 132) 및 P형 드리프트 영역(140, 142)이 형성된 반도체 기판(100) 상에 게이트 산화막(도시하지 않음) 및 폴리 실리콘층(도시하지 않음)을 증착한 후, 마스크를 이용한 식각 공정을 통해 패터닝하여 N형 드리프트 영역(130, 132) 및 P형 드리프트 영역(140, 142) 사이의 반도체 기판(100) 상에 폴리 게이트(160)를 형성한다. Referring to FIG. 3C, a gate oxide film (not shown) and a polysilicon layer (not shown) are formed on the
이어서, 폴리 게이트(160) 상에 P형 드리프트 영역(140, 142)이 노출되고, N 형 드리프트 영역(130, 132)의 일부분 즉, 폴리 게이트(160)와 이격되도록 N형 드리프트 영역(130, 132)의 고농도 N형 드리프트 영역(132)의 일부분을 노출시키는 제 3 포토 레지스트 패턴(154)을 형성한다. 폴리 게이트(160)와 제 3 포토 레지스트 패턴(154)을 마스크로 하여 N형 불순물 이온을 주입하여 P형 드리프트 영역(140, 142) 표면에 제 1 LDD(Lightly doped drain) 영역(144)과, 폴리 게이트(160)와 이격되도록 고농도 N형 드리프트 영역(132) 표면에 제 2 LDD(Lightly doped drain) 영역(146)이 각각 형성된다. Subsequently, the P-
일반적으로 반도체의 도핑은 저항과 밀접한 관련이 있는데, 불순물 양이 많게 되면 전도성이 좋아지므로 저항이 낮아지게 되고, 불순물 양이 적게 되면 반대로 저항이 높아지게 된다. 따라서, 불순물 양이 상대적으로 높은 LDD 영역이 폴리 게이트 근처에 가깝게 형성되면 드레인에 인가된 전압이 폴리 게이트 근처까지 전달되어 폴리 게이트와 LDD 영역 사이에서도 드레인 전압이 인가되어 낮은 전압에서도 브레이크 다운 전압(Breakdown Voltage; BV)이 발생하게 되므로 폴리 게이트(160)와 제 2 LDD 영역(146)은 적절한 간격으로 이격되도록 형성하여야 한다. In general, doping of semiconductors is closely related to resistance, and the higher the amount of impurities, the better the conductivity, and the lower the resistance, and the lower the amount of impurities, the higher the resistance. Therefore, when an LDD region having a relatively high impurity amount is formed near the poly gate, a voltage applied to the drain is transferred to the vicinity of the poly gate, and a drain voltage is applied between the poly gate and the LDD region, thereby breaking down even at a low voltage. Since the voltage (BV) is generated, the
또한, 고농도 N형 드리프트 영역(132)에 제 2 LDD 영역(146)을 형성함으로써 불순물 농도가 더 증가하게 되어 저항을 낮출 수 있는 효과를 갖는다. In addition, the
이어서, 제 3 포토 레지스트 패턴(154)을 제거한다. Next, the
도 3d를 참조하면, 제 1 및 제 2 LDD 영역(144, 146)이 형성된 반도체 기판(100) 상의 폴리 게이트(160)의 양 측벽에 측벽 공간(sidewall spacer)인 측벽 스페이서(158)를 형성한다. 측벽 스페이서(158)는 추후에 소스 및 드레인 주입이 커질수록 채널이 너무 가까워져 펀치 스루(Punch through)가 발생되는 것을 방지하기 위하여 형성한다.Referring to FIG. 3D,
이어서, 반도체 기판(100) 상에 소스 및 드레인 영역(166, 168)이 형성될 영역 즉, P형 드리프트 영역(140, 142)과 고농도 N형 드리프트 영역(146)의 제 2 LDD 영역(146)의 일부분을 노출하도록 제 4 포토 레지스트 패턴(156)을 형성한다. 제 4 포토 레지스트 패턴(156)과 측벽 스페이서(158)를 포함하는 폴리 게이트(160)를 마스크로 하여 N형 불순물 이온을 주입하여 P형 드리프트 영역(140, 142)에 소스 영역(166)을, N형 드리프트 영역(130, 132)에 드레인 영역(168)을 형성한다. Subsequently, the
이와 같이, 폴리 게이트 형성 전에 웰 공정에서 드리프트 영역 형성을 위해 불순물을 주입하게 되면 마스크 패턴으로 인해 불순물 주입 에너지의 사용 폭이 커지게 되어 드리프트 영역 확보에 많은 마진을 확보하게 되는 효과를 갖는다. 또한, 디자인 룰(design rule) 변경 없이 수직(Vertical) 및 측면(Lateral) 내압을 향상시킬 수 있다. As such, when the impurity is implanted to form the drift region in the well process before the poly gate is formed, the use of the impurity implantation energy is increased due to the mask pattern, thereby securing a large margin for securing the drift region. In addition, it is possible to improve the vertical and lateral pressures without changing design rules.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
도 1은 일반적인 LDMOS 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a general LDMOS transistor.
도 2는 본 발명에 따른 LDMOS 트랜지스터를 나타내는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing an LDMOS transistor according to the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 LDMOS 트랜지스터의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an LDMOS transistor according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : 반도체 기판 102 : 소자 분리막100
110 : 딥 P웰 영역 130 : 저농도 N형 드리프트 영역110: deep P well region 130: low concentration N-type drift region
132 : 고농도 N형 드리프트 영역 140 : 저농도 P형 드리프트 영역132: high concentration N-type drift region 140: low concentration P-type drift region
142 : 고농도 P형 드리프트 영역 144, 146 : LDD 영역142: high concentration P-
166, 168 : 소스 및 드레인 영역 160 : 폴리 게이트166, 168: source and drain region 160: poly gate
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090029376A KR20100111021A (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090029376A KR20100111021A (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100111021A true KR20100111021A (en) | 2010-10-14 |
Family
ID=43131403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090029376A KR20100111021A (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20100111021A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170113346A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 | A semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device |
-
2009
- 2009-04-06 KR KR1020090029376A patent/KR20100111021A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170113346A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 | A semiconductor device and a method of manufacturing a semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7180132B2 (en) | Enhanced RESURF HVPMOS device with stacked hetero-doping RIM and gradual drift region | |
US7125777B2 (en) | Asymmetric hetero-doped high-voltage MOSFET (AH2MOS) | |
TWI438898B (en) | Self-aligned complementary ldmos | |
KR100958421B1 (en) | Power device and method for manufacturing the same | |
US9660020B2 (en) | Integrated circuits with laterally diffused metal oxide semiconductor structures and methods for fabricating the same | |
KR20100064264A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US20140110797A1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
KR101781220B1 (en) | Semiconductor device having depression type mos transistor | |
KR102424771B1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
KR102424768B1 (en) | P-type LATERAL DOUBLE DIFFUSED MOS TRANSISTOR AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME | |
KR20110078621A (en) | Semiconductor device, and fabricating method thereof | |
JP6651957B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US8841723B2 (en) | LDMOS device having increased punch-through voltage and method for making same | |
US9627524B2 (en) | High voltage metal oxide semiconductor device and method for making same | |
CN112466950B (en) | Anti-edge leakage SOI MOS structure and forming method thereof | |
CN111463284B (en) | N-type FET and method of manufacturing the same | |
KR100587605B1 (en) | High voltage transistor and method of fabricating the same | |
CN108574014B (en) | LDMOS device and manufacturing method thereof | |
KR20100111021A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
KR101057189B1 (en) | Transistor for suppressing short channel effect and manufacturing method thereof | |
KR20100046354A (en) | Ldmos transistor and manufacturing method for the same | |
KR101262853B1 (en) | A semiconductor device and method of manufacturing the same | |
KR20130073776A (en) | Ldmos transistor device and preparing method of the same | |
KR20110037031A (en) | Semiconductor device and a method for manufacturing the same | |
KR20110078879A (en) | Method manufactruing of lateral double diffused metal oxide semiconductor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |