JPH0548957B2 - - Google Patents

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JPH0548957B2
JPH0548957B2 JP61229154A JP22915486A JPH0548957B2 JP H0548957 B2 JPH0548957 B2 JP H0548957B2 JP 61229154 A JP61229154 A JP 61229154A JP 22915486 A JP22915486 A JP 22915486A JP H0548957 B2 JPH0548957 B2 JP H0548957B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、MOS構造とこのMOS構造のチヤ
ネル部より高い表面濃度の領域を必要とする複合
素子の製造方法に係わるもので、特にMOS内蔵
型サイリスタ、トライアツク、パワートランジス
タ等のパワー素子として使用される半導体装置の
製造方法に関する。
(従来の技術) 本出願人は、特願昭58−182728号でMOS構造
を複合したサイリスタおよびトライアツクに関す
る提案を行なつた。第3図はこの構造をサイリス
タに適用した場合の構成例を示している。なお、
ここではプレーナ型を想定している。第3図にお
いて、11はサイリスタ、12はこのサイリスタ
11のゲートG、カソードK間を短絡するMOS
トランジスタで、上記サイリスタ11はN型エミ
ツタ領域13、P型ベース領域14、N型ベース
領域15、およびP型エミツタ領域16とから構
成されている。一方、上記MOSトランジスタ1
2は、ソース領域(N型)17、ドレイン領域
(N型)18、ゲート絶縁膜19、およびゲート
電極20とから構成され、P型ウエル領域21中
に形成される。なお、22は上記MOSトランジ
スタ12のゲート駆動用のP型ウエル領域、23
a,23bはガードリングである。
ところで、上記のような構成において必要な特
性を得るためには、サイリスタ11のP型ベース
領域14の表面不純物濃度として2×1017cm-3
MOSトランジスタ12が形成されるP型ウエル
領域21の表面不純物濃度として5×1016cm-3
必要となる。このため、2つの異なる表面不純物
濃度のP型領域14,21を形成する必要があ
り、各々の領域に別の工程で不純物の導入拡散を
行なわなければならない。このため、製造工程が
複雑化して製造コストの上昇を招くとともに、歩
留りも低下する欠点がある。
第4図a〜gは、上記P型領域14,21の形
成に着目したMOS内蔵型サイリスタの製造工程
の一部を示している。まず、a図に示すようにN
型ベース領域15上に形成した比較的厚い酸化膜
24におけるP型ベース領域14の形成予定領域
をエツチングし、開孔25を形成する。次に、b
図に示す如く上記開孔25内の露出されたN型ベ
ース領域15上に、膜厚が1000Å程度のバツフア
ー酸化膜26を形成した後、P型の不純物を所定
の濃度にイオン注入する。その後、熱処理を行な
つて上記P型不純物の拡散ならびに活性化を行な
つてP型ベース領域14となるP型不純物層1
4′を形成する(c図)。
次に、d図に示すようにMOSトランジスタ1
2のP型ウエル領域21の形成予定領域上の酸化
膜24をエツチングして開孔27を形成し、この
開孔27内のN型ベース領域15の露出面上にバ
ツフア酸化膜28を形成する。このバツフア酸化
膜28の形成の際、上記バツフア酸化膜26が厚
く成長する。そして、上記バツフアー酸化膜28
を介してP型の不純物を導入する。この時のドー
ズ量は、上記P型不純物層14′の形成時よりも
低く設定する。次に熱処理を行なつて上記P型不
純物の拡散および活性化を行なうとe図に示すよ
うに上記P型不純物層14′が深く拡散されてP
型ベース領域14となるとともに、P型ウエル領
域21が形成される。
次に、上記バツフアー酸化膜28を除去した後
(除去せずに残存させてゲート酸化膜として用い
ても良い)、ゲート酸化膜19を形成し、ゲート
電極20を形成する(f図)。その後、上記ゲー
ト電極20をマスクとしてN型不純物のイオン注
入を行ない、拡散、活性化を行なつてソース、ド
レイン領域17,18を形成する(g図)。
しかし、上記のような製造方法では、前述した
ように製造工程が複雑で長くかかる上、P型ベー
ス領域14とP型ウエル領域21の表面不純物濃
度、および拡散深さ等のコントロールがしにくい
欠点がある。
(発明が解決しようとする問題点) 上述したように、従来の半導体装置の製造方法
では、表面不純物濃度の低い領域と高い領域とを
別々に形成するため、製造工程が複雑化し表面不
純物濃度や拡散深さのコントロールが難しい欠点
があつた。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、表面不純物濃
度の低い領域と高い領域を各々所望の表面不純物
濃度および拡散深さで同時に形成でき製造工程の
簡単化が図れる半導体装置の製造方法を提供する
ことである。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段と作用) すなわち、この発明においては、上記の目的を
達成するために、第1導電型の半導体基体の表面
領域に第2導電型の第1の不純物領域、およびこ
の第1不純物領域と離隔し、互いに連接された第
2導電型の第2、第3の不純物領域を同時に形成
するようにしており、上記第2、第3の不純物領
域はゲート電極をマスクとして不純物を導入し、
これらの領域の連接部上にチヤネル領域を形成す
るようにしている。これによつて、上記第2、第
3の不純物領域を上記第1の不純物領域より表面
不純物濃度が低い不純物領域として利用してい
る。
(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第1図はこの発明の一実施例に係
わる製造方法に従つて製造されたMOS内蔵型サ
イリスタの構造を示し、第2図は表面不純物濃度
の異なる2つのP型領域の形成に着目した上記
MOS内蔵型サイリスタの製造工程の一部を示し
ている。第1図において、前記第3図と同一構成
部には同じ符号を付している。第1図の構成は
MOSトランジスタ12を形成するP型ウエル領
域のみが前記第3図と異なつており、2つのP型
不純物拡散領域29a,29bが横方向の拡散に
より互いに連接されてP型ウエル領域30が形成
された構成となつている。
次に、第2図a〜fを参照しつつ上記表面不純
物濃度が異なるP型ベース領域14とP型ウエル
領域30の製造工程を説明する。まず、a図に示
すようにN型ベース領域15上に比較的厚い酸化
膜31を形成し、P型ベース領域14およびP型
ウエル領域30の形成予定領域をエツチングし、
開孔32,33を形成する。その後、b図に示す
如く上記開孔32,33内の露出されたN型ベー
ス領域15上に厚さが1000Å程度のゲート酸化膜
19,19を形成する。次にP型ウエル領域30
の形成予定領域上の上記ゲート酸化膜19上に、
長さ(はP型不純物領域の拡散後の横方向拡
散長の2倍以下)のゲート電極(ポリシリコンゲ
ート)20を形成した後(e図)、P型不純物を
イオン注入する(d図)。この時の条件は、Qd=
1×1014,V=50KeVとした。次に熱処理を行な
い、上記イオン注入したP型不純物の拡散および
活性化を行なうとe図に示すようにP型不純物領
域14,29a,29bが形成される。これら領
域29a,29bは横方向の拡散により互いに連
接され、この連接された部分の深さが他の部分よ
り浅いP型ウエル領域30を形成する。ここで、
xj=20μmまで拡散した時のサイリスタ11にお
けるP型ベース領域14の表面不純物濃度は2×
1017cm-3,MOSトランジスタ12を形成するP
型ウエル領域30の表面不純物濃度は最も低い所
(ゲート電極20の中点)で6×1016cm-3となつ
た。次に、f図に示すようにMOSトランジスタ
12の形成領域に上記ゲート電極20をマスクと
して選択的にN型の不純物をイオン注入し、拡散
ならびに活性化を行なつてソース、ドレイン領域
17,18を形成する。
上記のような工程で形成されたMOSトランジ
スタ12の単体の特性は、チヤネル長および前記
長さによつてコントロールでき、前記MOS内
蔵型サイリスタの製造に適用した際に正常な動作
を行なうことを確認した。
このような製造方法によれば、表面不純物濃度
の異なる2つの拡散層を一回の不純物導入および
拡散工程で形成できるので、製造工程を簡単化で
き、低コスト化できる。また、不純物導入ならび
に拡散工程が一回で済むため、不純物濃度および
拡散深さのコントロールが容易となる。
なお、上記実施例ではP型不純物のイオン注入
の際にポリシリコンゲート20をマスクにした
が、アルミゲートや厚い酸化膜をマスクにしても
良い。また、Nチヤネル型MOSトランジスタの
形成を例に取つて説明したが、Pチヤネル型
MOSトランジスタも同様にして形成可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、表面不
純物濃度の低い領域と高い領域を各々所望の表面
不純物濃度および拡散深さで同時に形成でき製造
工程の簡単化が図れる半導体装置の製造方法が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に従つて製造され
た半導体装置の断面構成図、第2図は上記第1図
の半導体装置の製造方法について説明するための
図、第3図は従来の半導体装置の断面構成図、第
4図は上記第3図の半導体装置の製造方法につい
て説明するための図である。 15……N型ベース領域(半導体基体)、14
……P型ベース領域(第1の不純物領域)、29
a,29b……P型不純物領域(第2、第3の不
純物領域)、17,18……ソース、ドレイン領
域(第4、第5の不純物領域)、19……ゲート
絶縁膜、20……ゲート電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1導電型の半導体基体上に厚い絶縁膜を形
    成する工程と、上記絶縁膜に互いに離隔した第
    1、第2の開孔を形成する工程と、これら開孔内
    の露出された半導体基体上にそれぞれゲート絶縁
    膜を形成する工程と、上記開孔の一方内のゲート
    絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、上記厚
    い酸化膜およびゲート電極をマスクとして上記第
    1、第2の開孔内に不純物を導入して他方の開孔
    内の半導体基体中に第2導電型の第1の不純物領
    域、一方の開孔内の半導体基体中に横方向の拡散
    により互いに連接され、この連接された部分の深
    さが浅く且つ前記第1の不純物領域より不純物濃
    度が低い第2導電型の第2、第3の不純物領域を
    形成する工程と、上記一方の開孔内に選択的に不
    純物を導入して上記連接された第2、第3の不純
    物領域内にソース、ドレイン領域としての第1導
    電型の第4、第5の不純物領域を形成する工程と
    を具備することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
JP61229154A 1986-09-27 1986-09-27 半導体装置の製造方法 Granted JPS6384067A (ja)

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