JPS60136377A - 絶縁ゲ−ト半導体装置の製造法 - Google Patents

絶縁ゲ−ト半導体装置の製造法

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JPS60136377A
JPS60136377A JP58243903A JP24390383A JPS60136377A JP S60136377 A JPS60136377 A JP S60136377A JP 58243903 A JP58243903 A JP 58243903A JP 24390383 A JP24390383 A JP 24390383A JP S60136377 A JPS60136377 A JP S60136377A
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semiconductor
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Hideshi Ito
伊藤 秀史
Takeaki Okabe
岡部 健明
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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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】 〔技術分野〕 本発明は絶縁ゲート半導体の製造法に関し、主として高
耐圧・高速のパワーMO8FET(金属酸化物半導体電
界効果トランジスタ)の製造プロセスにおけるセルフ丁
ライン化技術に関する。
〔背景技術〕
高速・高面1圧のパワーNi O8F E Tとしては
、種々の構造が知られているが、本発8AK先立ち本発
明者は第6図に示すような構造のMO8FETを検討し
た。このMOSFETは、p型チャネル領域7とn++
ソース領域9と共通のマスクを用いて自己整合(セルフ
丁ライン)的に不純物を拡散して短チヤネル化し、チャ
ネル領域7に接するn型ドレイン領域2を低濃度層によ
り構成した構造となっている。このような構造をうるた
めに本発明者において、これまでに採用したプロセスは
下記のとおりである。
(1)第1図に示すようK、高比抵抗p″″凰シリコン
基板1の一生#i(表面)上に高比抵抗n−fiシリコ
ン層2を有し、他主面(裏面)側に低比抵抗p+型層3
を有するシリコン単結晶基体を用意する。
12J n−型シリコン層20表面を熱酸化して第2&
に示すように厚い酸化膜(Sing)を形成し、ホトレ
ジストマスク処理をして厚い酸化膜の一部4を残し、他
の部分を取り去り、そのあとに熱酸化により薄い酸化膜
をゲート絶縁膜として生成する。
+31 ドレイン側をマスク6で覆い、ソース側で厚い
酸化膜4をマスクとしてn−Wシリコン層表面にボロン
但)イオン打込みを行い、第3図に示すように一部がチ
ャネル部となるp型領域7をp−型シリコン基板1に達
するように拡散させる。
(4)マスク6を取り去り、第4図に示すようにソース
管ドレインの外周部を区切るためのマスク8を形成し、
ヒ素(As )又はリンCP)の高濃度イオン打込み、
拡散を行うて上記厚い酸化膜4をマスクとしてn+型領
領域9ソースとして形成すると同時にドレイン側にn+
型領領域1Oドレイン取り出し部として形成する。
(5)ホトレジストマスク処理により酸化膜の一部をい
ったん取り除いてゲート領域のシリコン層を露出し、熱
酸化を行って第5図に示すように薄いシリコン酸化膜1
1をゲート絶縁膜として形成する。
(6)アルミニウムを蒸着又はスパッタして全面にアル
ミニウム膜12を形成し、バターニング、工、チにより
第6図に示すようにソース電極S、ドレイン電極り及び
ゲート電極Gを形成する。
このようなプロセスを経て製造されたパワーMO8F″
ETにおいては、前記工程+3JI4)で共通の厚い酸
化膜4の一側を用いてp型チャネル部7とn++ソース
領域9とを拡散する際に、チャネル長鳥はこれらの拡散
深さの差によりセルフ丁ライン(自己整合)的に規定す
ることd−’できる。
しかしながら、上記製造方法では、ゲート部(ゲート絶
縁膜)とソース(n”fi領域9)との位置合せはセル
フ丁ラインにならず、必ずオーバラップとなる部分(第
5図1.)を生じることKなり、このため入力容1ci
saの増加となる。又、上記製造方法ではゲート下段差
部13とドレイン(n+型領領域10との位置合せがセ
ルフ丁ラインにならないため、その間隔(第5図β、)
を適切にとることかできないためドレイン耐圧にばらつ
きを生じ、β、tI長すぎれば出力容i Co55 が
増加するという問題があった。
このように入力容量や出力容量の増加があり、耐圧にば
らつきがあるとき、パワーMO8FET忙おい°〔さら
に高硝度、高速度化及び高耐圧な得ようとする場合に限
界を生ずることが、本発明者の検討によって明らかとさ
れた。
〔発明の目的〕
不発明は上記した高速度・高耐圧パワーMO8F E 
1’の問題点を解決したものであって、その一つの目的
は入力容量を低減して高速化を図ることにあり、父、他
の一つの目的はドレイン耐圧のばらつきを防止して信頼
性を向上すること罠ある。
本発明の前記ならびにそのIよかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるで
あろう。
〔発明の概要〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、半導体基体の一生面にはじめにゲートとドレ
インの位置を規定する厚いフィールド酸化膜を形成し、
ゲート酸化後ポリシリコン層を全面に形成し、このポリ
シリコン層をホトエッチしてゲートを形成するとともに
ソースの位置を規定し、このポリシリコン層をマスクと
してチャネル部となる拡散層を形成し、次いで上記シリ
コン層をマスクとしてソースとなる高濃度拡散層を形成
するのと同時に前記フィールド酸化膜の他側をマスクと
して、ドレインとなる高濃度拡散層を形成するものであ
り、これにより、ゲートとソースとの間のセルフ丁ライ
ンによる入力容量を低減し、又、ゲートとドレインの同
のセルフ丁ライン圧よるドレイン耐圧のばらつきをなく
し、前記目的を達成するものである。
〔実施例〕
第7図乃至第11図は本発明の一実施例を示すものであ
って、nチャンネル高耐圧高速パワーMO8FE1’の
製造プロセスの工程断面図である。
以下各工程に従って説明する。
(1)高比抵抗p″″型シリコン基板1の一生面上に高
比抵抗n−型シリコン層(たとえは0塁ドープエピタキ
シャル成長によるn″″″型層を有し、他主面忙低比抵
抗p+型層(たとえば表面高濃度不純物拡散によるp“
型層)3を有するシリコン単結晶基体を用意し、第7図
に示すようにn″″型層2表面を熱酸化、ホトレジマス
ク処理してフィールド部となる厚い酸化[(Si0.)
4を形成する。このフィールド酸化膜4はゲート下の段
差部とドレイン位置を規定するものである。次いでその
周辺部をエッチしてn−散層2表面を露出した後、熱酸
化を行なって薄い酸化膜(Sin、)11をゲート絶縁
膜とし°〔生成する。
(2)気相より全面にシリコンをデポジットし、ポリ(
多結晶)シリコン層を生成し、ホトレジストマスクを用
いてソース及びドレイン側のポリシリコンを取り除き、
第8図に示すようにポリシリコンゲート14を形成する
(31ドレイン領域側をマスク材15で覆い、うすい酸
化膜11を通してボロンIB)イオン打込みを行う。こ
の後のドライN、雰囲気中で引伸し拡散処理を行い、餓
9図に示すようにボロンをn−型層内に拡散してpm層
7をつくる。このp型層7はp−屋基体lに接続する深
さに拡散され、一部はポリシリコンゲート下を横方向に
拡散されてチャネル部7aをつくる。
(4) 前記マスク材15の一部をホトレジスト(図示
されない)で覆い第10図に示すようにソース・ドレイ
ン部ホトエッチを行ない表面のうすい酸化膜を除去する
。このとき、ドレイン側圧近い厚いフィールド酸化膜4
の表面の一部4aはエッチされ、ゆるやかな、2段の段
差となる。
このあとマスク15を取り除き、リン(P)又はヒ素(
As)を高濃度イオン打込みし、拡散処理することによ
りソースn+m領域9及びドレインn+屋領域10を形
成する。
(5)全面にCVD(気相化学准積)法によるシリコン
酸化物(Sjo、)又は11;G(リンシリケート・ガ
ラス)よりなるパシベーション(保膜絶縁膜)16を形
成し、コンタクトポトエ、チ後、アルミニウムを、蒸着
、パターニングエッチを行うことに、Jニリ、ソース・
ドレイン及びゲートにコンタクトするアルミニウム電極
s、D、cを形成して、effl1図に示すごときパワ
ーMO8FETを完成する。
〔効果〕
以上実施例で述べた本発明によれば下記のように効果が
得られる。
(1)工程(1)で最初のフィールド酸化膜4形成時に
、ゲート下の段差部13とドレインのn+屋領領域1O
の間の位置関係が自己規定(セルフ丁ライン)され、ド
レイン耐圧のばらつきをなくすことができる。
(2)工程(2)でポリシリコンゲート14の形成によ
ってゲート下の段差部13とソースのむ+聾領域9との
位置関係が規定され、入力容量C15sが最小限になる
ように保障できる。
+3J 精度を要するマスク工数が上記Tl)(2)工
程に限られ、これまでより少なくてすみ、合せ余裕を考
慮しなくてもよいから高精度化微細化が可能となる。
(4)ポリシリコンゲートな共通の拡散マスクとして、
チャネル部7aのためのp型拡散とソースのためのn+
+拡散を行うことによりこれらの拡散の拡散深さの差と
してチャネル長石を制御することができる。又、p型拡
散層7の位置とゲート下段鐙部13との位n関係が規定
され、出力容量Co55 の増加を阻止できる。
15)ポリシリコンによりゲートを形成したことにより
、アルミニウムゲートの場合のような汚染の影りボ少な
くなり、安定したゲート電極が得られる。
(6] 工程(4(でドレイン側のフィールド酸化WX
40表面をエッチしてゆるやかな2段の段善4aをつく
ったことにより、その上にアルミニウム配線を形成した
場合に生ずる断線不良を防止することができる。
+7) 上記、(1)〜(6はり高速、低入出力容量の
パワーMO8FETの信頼性を大幅に向上させることカ
;できる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であること轄いうまでもない。
〔利用分野〕
本発明は高周波高出力のパワーMO8FETをそなえた
半導体装置一般に利用できる。
特に本発明はビデオ出力用パワーMO8FET。
たとえば高精細ディスプレー用MO8FET’t−M品
位ビデオ用MO8FETK利用して有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第6図はパワーMO8FETの製造プロセス
の一例を示す工程断面図である。 第7図乃至第11図は本発明の一実施例を示すものであ
ってパワーM08 F ETの製造プロセスの工程断面
図である。 l・・・p−型半導体(シリコン)基板、2・・・n−
m半導体(シリコン)層、3・・・p+型層、4・・・
フィールド酸化膜(Si0.)、s・・・薄い酸化膜(
Sign)、6・・・マスク、7・・・p+型領領域一
部はチャネル部)、8 ・= マスク、9・・・ン−x
n”RIi偵城、10−°°ドレインn+型領領域11
・・・ゲート酸化膜、12・・・アルミニウムゲート極
、13・・・ゲート下段差部、14・・・ポリシリコン
グー)、15・・・マスク、16・・・PSII0 第 1 図 第 2 回 第 3 図 第 4 図 第 5 図 第 7 図 第 8 図 第 9 図 第10図 第11図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、半導体基体の一生面のフィールドとなる部分に半導
    体酸化物よりなる厚膜を形成する工程、上記半導体酸化
    物厚膜の形成されない半導体基体表面に半導体酸化物よ
    りなる薄膜をゲート絶縁膜として形成する工程、上記半
    導体酸化物厚膜の一部に重なり、かつ上記半導体酸化物
    薄膜の一部圧延在するようにゲートのための多結晶半導
    体層を部分的に形成する工程、上記多結晶層半導体層を
    マスクとして半導体基体の表面の一部に不純物を導入し
    基体と異なる導電形の領域をチャネル部として形成する
    工程、上記半導体多結晶層をマスクとして上記チャネル
    部を形成した領域の表面の一部に不純物を導入し基体と
    同じ導電型の高濃度領域をたとえばソースとして形成す
    ると同時K、多結晶層半導体層の重ならない側の上記半
    導体酸化物厚膜なマスクとして半導体基体の他の一部に
    不純物を導入し基体と同じ導電型の高濃度領域をたとえ
    ばドレインとして形成する工程、及び上記半導体基体及
    び多結晶半導体層の上を絶縁膜で覆い、ゲートとなる多
    結晶半導体層の一部及びソース・ドレインとなる高濃度
    領域の一部を露出して電極層を接続する工程とから成る
    ことを特徴とする絶縁ゲート半導体装置の製造法。 2、上記半導体基体はシリコンからなり、上記半導体酸
    化物は二酸化シリコンからなる特許請求の範囲第1項に
    記載の絶縁ゲート半導体装置の製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6419773A (en) * 1987-07-14 1989-01-23 Nec Corp Power mos field-effect transistor
WO1998011609A1 (en) * 1996-09-10 1998-03-19 Spectrian, Inc. Lateral dmos transistor for rf/mircrowave applications
US5869875A (en) * 1997-06-10 1999-02-09 Spectrian Lateral diffused MOS transistor with trench source contact

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