JP2012069824A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トレンチMOSFETにおいて、P−ボディ領域4の一部であって、ディープトレンチ5と離間した近傍にP−ボディ領域4よりも深く拡散された延伸ボディ領域10を設けた。
【選択図】図1
Description
1.第1導電型の半導体基板に、第2導電型の埋め込み層を形成する工程と、前記埋め込み層上に第2導電型のエピタキシャル層を形成する工程と、前記第2導電型のエピタキシャル層内に、第1導電型の第1拡散層領域を形成する工程と、前記第1導電型の第1拡散層から前記第2導電型のエピタキシャル層内にまで延在するディープトレンチ領域を形成する工程と、前記ディープトレンチ領域の内壁にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜に接し、前記ディープトレンチ領域内に多結晶シリコンを充填する工程と、前記第1導電型の第1拡散層領域表面に第2導電型のソース領域を形成する工程と、前記第1導電型の第1拡散層領域表面から不純物をイオン注入し、第1導電型の第2拡散層領域を形成する工程と、前記第1導電型の第1拡散層領域表面に第1導電型の高濃度拡散層を形成する工程からなり、前記第1導電型の第2拡散層領域は、前記第1導電型の第1拡散層領域より高い加速エネルギーを用いてイオン注入を行なう半導体装置の製造方法とした。
3.第1導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に形成された高濃度ドレインとなる第2導電型の埋め込み層と、前記埋め込み層上に形成された低濃度ドレインとなる第2導電型のエピタキシャル層と、前記第2導電型のエピタキシャル層内に形成されたボディ領域となる第1導電型の第1の拡散層領域と、前記第1の拡散層領域から前記エピタキシャル層内にまで延在して形成されたディープトレンチ領域と、前記ディープトレンチ領域の内壁に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接し、前記ディープトレンチ領域内に充填された多結晶シリコンからなるゲート電極と、前記第1の拡散層領域表面に形成された第2導電型のソース領域と、前記第1の拡散層領域表面に形成されたボディコンタクト領域となる第1導電型の高濃度拡散層と、を有し、前記第1の拡散層領域は、前記ディープトレンチ領域から離間した位置において、底部に前記エピタキシャル層に向かって延伸している第2の拡散層領域を有する形状である半導体装置とした。
本発明におけるトレンチMOSFETの工程順断面図を図1に示す。
また、トレンチMOSFETと同一基板上に形成されるCMOSについては一切触れていないが、上記に示した工程はCMOS形成にあたって、何ら障害となる工程は存在せず、トレンチMOSFETとCMOSを同一基板上に形成することは容易である。
(1)簡単な工程かつマスク工程増になることなく、パンチスルー耐圧の高いトレンチMOSFETを形成することができる
(2)ばらつき要因となる因子が少ないため、安定した品質のデバイスを製造することができる
(3)チャネル長さを小さいままパンチスルー耐圧を向上させることができるので、トランジスタの電流駆動能力が高いトレンチMOSFETを実現できる
2、22 N+型埋め込み層
3、23 N−epi層
4、25 P−ボディ
5、26 ディープトレンチ
6、27 ゲート酸化膜
7、28 ゲート電極
8、29 N+型ソース高濃度領域
9、30 P+型ボディコンタクト領域
10 延伸P−ボディ領域
24 シャロートレンチ
Claims (8)
- 第1導電型の半導体基板に、高濃度ドレインとなる第2導電型の埋め込み層を形成する工程と、
前記埋め込み層上に低濃度ドレインとなる第2導電型のエピタキシャル層を形成する工程と、
前記エピタキシャル層内に、ボディ領域となる第1導電型の第1拡散層領域を形成する工程と、
前記第1拡散層領域から前記エピタキシャル層内にまで延在するディープトレンチ領域を形成する工程と、
前記ディープトレンチ領域の内壁にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜に接し、前記ディープトレンチ領域内に多結晶シリコンを充填しゲート電極を形成する工程と、
前記第1拡散層領域表面に第2導電型のソース領域を形成する工程と、
前記第1拡散層領域表面から、前記ディープトレンチ領域とは離間した位置であって、前記第1拡散層領域の底部となる領域に不純物をイオン注入し、前記エピタキシャル層に向かって伸びている延伸ボディ領域となる第1導電型の第2拡散層領域を前記第1拡散層領域に連続して形成する工程と、
前記第1拡散層領域表面にボディコンタクト領域となる第1導電型の高濃度拡散層を形成する工程と、
からなる半導体装置の製造方法。 - 前記第1拡散層領域を形成するイオン注入の加速エネルギーは50〜250keVの範囲であり、前記第2拡散層領域を形成するイオン注入の加速エネルギーは、100〜1000keVの範囲であり、かつ前記第1拡散層領域を形成するイオン注入の加速エネルギーより高い請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2拡散層領域は前記ボディコンタクト領域となる第1導電型の高濃度拡散層を形成するマスクパターンと同じマスクパターンを用いて形成される請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 第1導電型の半導体基板に、高濃度ドレインとなる第2導電型の埋め込み層を形成する工程と、
前記埋め込み層上に低濃度ドレインとなる第2導電型のエピタキシャル層を形成する工程と、
前記エピタキシャル層表面に、後で形成されるディープトレンチ領域から離間した位置にシャロートレンチ領域を形成する工程と、
前記エピタキシャル層表面から前記シャロートレンチ領域を介してイオン注入を行なうことによって、前記エピタキシャル層表面の形状を反映した不純物分布形状を有する、ボディ領域となる第1導電型の拡散層領域を形成する工程と、
前記拡散層領域から前記エピタキシャル層内にまで延在する前記ディープトレンチ領域を形成する工程と、
前記ディープトレンチ領域の内壁にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜に接し、前記ディープトレンチ領域内に多結晶シリコンを充填しゲート電極を形成する工程と、
前記第1拡散層領域表面に第2導電型のソース領域を形成する工程と、
前記第1拡散層領域表面にボディコンタクト領域となる第1導電型の高濃度拡散層を形成する工程と、
からなる半導体装置の製造方法。 - 前記シャロートレンチの深さは、200nm〜600nmの範囲内であることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された高濃度ドレインとなる第2導電型の埋め込み層と、
前記埋め込み層上に形成された低濃度ドレインとなる第2導電型のエピタキシャル層と、
前記第2導電型のエピタキシャル層内に形成されたボディ領域となる第1導電型の第1の拡散層領域と、
前記第1の拡散層領域から前記エピタキシャル層内にまで延在して形成されたディープトレンチ領域と、
前記ディープトレンチ領域の内壁に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜に接し、前記ディープトレンチ領域内に充填された多結晶シリコンからなるゲート電極と、
前記第1の拡散層領域表面に形成された第2導電型のソース領域と、
前記第1の拡散層領域表面に形成されたボディコンタクト領域となる第1導電型の高濃度拡散層と、
を有し、
前記第1の拡散層領域は、前記ディープトレンチ領域から離間した位置において、底部に前記エピタキシャル層に向かって延伸している第2の拡散層領域を有する形状である半導体装置。 - 前記第2の拡散層領域は、前記ボディコンタクト領域の下に位置している請求項6記載の半導体装置。
- 前記エピタキシャル層の表面に形成されたシャロートレンチ領域をさらに有し、前記第2の拡散層領域は前記シャロートレンチ領域の下に位置している請求項6記載の半導体装置。
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