JPS5974674A - 絶縁ゲ−ト半導体装置とその製造法 - Google Patents

絶縁ゲ−ト半導体装置とその製造法

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JPS5974674A
JPS5974674A JP57184568A JP18456882A JPS5974674A JP S5974674 A JPS5974674 A JP S5974674A JP 57184568 A JP57184568 A JP 57184568A JP 18456882 A JP18456882 A JP 18456882A JP S5974674 A JPS5974674 A JP S5974674A
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JP
Japan
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type region
gate
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JP57184568A
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Hideshi Ito
伊藤 秀史
Mitsuo Ito
伊藤 満夫
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は縦形のekケート・亀!ff−効呆トランジス
タ(以下MO8FETと祢する)における出力容重低減
技術に関する。
尚耐圧パワー用として用いらnる縦形MO8FETは、
第1図に示す工うに、裂開にn++層2紮有するn型S
t(シリコン)基体1rドレイン(D)として、七の基
板の一生表面に浅いp型領域3とこのp型朔域3に囲l
ルヤの一部で星なる深いp型ウェル領域4と全形成し、
周辺の浅いP型領域3表面の一部にさらに洩い高濃度の
n+型領領域5形成してソースとなし、n十型領域の形
成されないp型領域3表面をチャネル部3aとしてこの
上に絶縁膜(S1O,膜)6を弁してボIJ s t(
シリコン)からなるゲート電極7を設け、ゲート−\の
電圧印加によってその直下のp型領域表面(チャネル部
)3aにお込てソース自ドレイン屯雌稲り?]l−?1
51+御する構成r有する。
パワーMOS FF1Ti旨周彼帯域で使用する場合に
出力C65Sは出力損失となりできるだけ不埒い方が望
!しい。
前記の高制圧縦形MOS FETの構造ではドレイン・
ソース間の出方容量C65Sの主要部分はチャネルs會
含む浅?p型領域3の接合容量で決定芒汎る。0oBS
k小さくする手段として接合面槓紫小さくするか又はp
型領域3の不糾物磯度紫薄くする必景がある。
し〃ル、前dαの縦形MO8FFT+i晶周V帯域で使
用するためのチャネル幅會lJ・”G<形at、Lうと
する場合、p型領域3の横方向の拡散拡がシが小さくな
ることからその部分の不純物濃度が実質的に、大さくな
シ、ゲート′電圧印加時には第2図に示すようにp型領
域3とn型基板との間のpn接合よりの空乏層ののびは
n型基板側に犬きく(点線で示す)p型領域側に小さく
出方容量C658が犬’z<y’xv、L7tがってビ
テイオU」刃用トランジスタとしてもfTW性が低下す
ることになった。
本発明は上記した問題忙解決するためにな芒れたもので
あり、その目的とするところは出力用縦形MO8FET
において出力BJtlr低減し、ビデイオ出力の周波数
帯域特性r向上することにある。
上記目的を達成するための本発明の一実施態椋は第3図
に示ちれるように、裏面にn  StJ曽2kMするn
型S1基板1勿ドレインとして、このn型基板1の表面
に一部がチャネル部となるp型領域3に*L、p型領域
3の表面の一部にn 型領域5ン形成してソースとし、
n 型領域5の形成ちれないpmm領域部面絶線膜6を
介してゲート(電極)7h設けたDチャネルMO8FK
Tにお謁て、上記p型領域3の一部を第1チャネル部と
してその外側に接して低uイa反のp−型領域8ケ形成
して第2チャネル部としたものである。
このような構造とすることに裏って、在米のp型領域3
からなるチャネル部(第1ナヤネル部)の外側に低不純
物濃度のp−型領域8からなる第2チャネルKl有し、
41チヤネルB5Lr1エンハンスメント型(1、第2
チャネル部はデプレッション型(D)として動作するこ
とになり、ゲート電圧印加時には第4図に示すようにp
−型領域8とn型基板1との間のpn接合からの空乏層
(破緋で示す)の伸びは第2チャネル部側にも拡がるた
めに出力容置は低減さnる。しfcがってチャネル長が
短かい場合(第4図においてLl−1〜2μyyb、t
2=l〜2μmとする)にもソース・ドレイン間の出力
容量C6Bk低くして、ビディオ出力の周波数帯域特性
が同上し、ディスプレイの高精細密化が可能となった。
又、本発明によればチャネル部のパンチスルーは第1チ
ヤネル都で防止でき、gmと第1チヤネル都で決定され
るためgmの低下はない。
第5図乃至第11図は本究明による1)刃用nチャネル
M OE3 F E Tの製遁法をそのプロセスの工程
断面図により示すもので各工程に下記の通り。
(1)  第5図に示TJ、うにn+型j¥p2f有す
るn型−#1結晶S1基扱1又はn1型基板(2)の上
にn型層(1)をエピタキシャル成長芒セたD+ng基
板ケ用意し、ゲート酸化を行ないそのn型層(基椋)1
の表面にゲート絶縁膜として岬゛化欣(StO2服)6
を125UA杵匣の淳芒に形成する。
(2)ゲート酸化膜6の上に全面にボI) B 12デ
ボジントし、H「定のホトレジスト処理で第6図に示す
ようにソース領域を露出し、ゲート72残丁工うにバタ
ーニングする。
(3)上記ホリS1ゲート7會マスクとしてB(ボロン
)ノイオン打込み(不[?Jt−タN : 10I2/
 cr! )及び拡散(1200℃x 1.3 hr 
ai度)して第7図に示アエうにp−型領域8ン基板六
面よジ3〜5μmの深8に形成する。このp−型領域8
の一部は第2チャネル部となる。
(4)  p−型領域8表面の一部(ソース磨コタクト
部)にOVD (気相化学析出)等の方法によりLTP
(低温酸化シリコン)等會デボジントして第8図に示す
ようにソース拡散用LTPマスク9を形成する。
(5)  上記LITPマスク9及びポリS1ゲート7
?]l−マスクとしてB(ボロン)盆イオン打込み(N
:8×10目/cal)、拡散(L200CXlhr、
程度)し第9図に示Tように深芒2〜4μmのp型領域
3ケ形成する。このp型領域3の一部は第1チャネル部
となる。
(6)  上NtB拡散と同じくマスク9及びポリS1
ゲート7をマスクとして、B拡散と同時に又は次いでA
s(ヒ素)等のイオン打込み(N : 5 XIO”/
 crl ) 、拡散900℃X l/3 hr、 a
度)シ第10図に示すように深さ1μm程度のn 型領
域5ケ形成する。
(7)  0VD−8i02膜マスク會エツチ除去し′
fc後全(2)にFOG(リンシリケート・ガラス)膜
10會09μmテボジントした後コンタクトホトエッチ
全行なって第11図に示すようにゲート7上部のpea
k残してΩ 型領域5の一部及びそれに囲1れたp−型
領域8ヶ露出1−る。この後へを勿;lf(又はスパッ
タ)シ、ホトエッチ2行なってAt?]ll−バターニ
ングし第3図にボ丁ようVCp−型領域及びn 型領域
の一部に接続しゲート上r穆うソースAt1M、極tt
4″形成する。又、基板俣囲のn+型層にも同様にAt
f蒸着してドレイン電極12に形成する。なお図示され
ないが、ポリS1ゲートの延長部でFOG膜にスルーホ
ールを形成し、htvcxbゲート電極葡取9出丁。
第12図は本発明による出力用nチャネルMO8FET
の曲の実施例としてp−型領域8の中央部に深いp型拡
散によりp型ウェル領域4を形成した場合を示すもので
ある。この実21i!Iクリにおいてはn型基板【の埋
さr光分に埋〈とることによジ局耐圧MO8FETとし
て1史用さnる。この場合p型つェル頓域4が深くなっ
た分たけ出力容量Co55が太きくなることは、やむ勿
伯ない。
本発明に縦型のパワーMO8FJIET、特にチャネル
長が1〜2μmのショートチャネル型のMOSFETに
適用して有効である。
【図面の簡単な説明】 第1図は縦形nチャネルMO8F”ETのこれ1での一
列盆示す〜[面図1 第2図は第1図の壁部葡拡大した断面図である。 第3図は本発明による縦形nチャネルMO8FETの一
実施圀を示す断面図、 第4図は第3図の要部勿拡大した断面図である。 第5図乃至第11図は本発明によるMOSFETの製造
法r〜実施列プロセスで示チェ程断面図である。 第12図は本発明による縦形nチャネルMO8FIUT
の池の実施列を示テ断面図である。 1・・・n型S1基板(ドレイン)、2・・・Ω 型S
1層、3・・・p型領域(チャネル部)、4・・・p型
つェル餉域、5・・・n+型穎域(ソース)、6・・・
絶縁膜、7・・・ゲ・−ト竜極、8・・・p〜型領領域
第2チヤネルS)、9−LTP?スク、10 ・P s
 a膜、11・・・ソースxh、12・・・ドレイン電
極。 第  1  図 第  2 図 第  3  図 第  5  図 第  6  図 第  7 図 第  S  図 第  9 図 第10図 第11図 0 σ   /

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1導■型半導体基扱葡ドレインとしてこの基板の
    一生面表面に第2導屯型領域葡形成し、この第2導亀型
    価域表面の一部に第1導′酸型高濃度領域ケ形成してソ
    ースとなし、第1轡酸型縄濃度領域の形成芒nない第2
    4亀型頒域表面上に絶縁膜勿弁してゲート(電極)を設
    け、このゲートへの電圧印加によってその直下の第2導
    電型領域表面を第[チャネル部としてソース・ドレイン
    電流を制御する絶縁ゲート電界効果牛導体装置において
    、第1チャネル部となる第2導車型半導体佃域の外側に
    接して第2チャネル部となる低濃度第2専−型半導体領
    域音形成し第1チャネル部?エンハンスメント形とする
    一部、第2チャネルmkディブレンジョン形としたこと
    ’tr: % 9とする絶縁ゲート半導体装置。 Z  n  an  型シリコン基板r用意し、そのn
    −型シリコン層表面にう丁い絶縁膜?介して多結晶シリ
    コン・ゲートヲ形成する工程、上記多結晶シリコン・ゲ
    ート全マスクとしてn−型シリコン層表面に低濃度p−
    型領領域拡散する工程、上記p−型領域上の一部に不純
    物統御層ケ形成する工程、この不純物統御層と多結晶シ
    リコンゲート全マスクとして不純物全拡散してp−型領
    域表面の一部にp−型領域エリ浅いp型領域及び七れニ
    ジ芒らに沙いn+型領領域形成する工程及び、上記p−
    型領域とn 型領域の一部に商して抵抗接触する電極音
    形成する工程とを含む絶縁ゲート半導体装置の製造法。
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