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JPH04256367A - semiconductor element - Google Patents

semiconductor element

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Publication number
JPH04256367A
JPH04256367AJP1812091AJP1812091AJPH04256367AJP H04256367 AJPH04256367 AJP H04256367AJP 1812091 AJP1812091 AJP 1812091AJP 1812091 AJP1812091 AJP 1812091AJP H04256367 AJPH04256367 AJP H04256367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
gate electrode
gate
insulating film
gate oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1812091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Fukuda
隆 福田
Shigeo Otaka
成雄 大高
Tetsuo Iijima
哲郎 飯島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi LtdfiledCriticalHitachi Ltd
Priority to JP1812091ApriorityCriticalpatent/JPH04256367A/en
Publication of JPH04256367ApublicationCriticalpatent/JPH04256367A/en
Pendinglegal-statusCriticalCurrent

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Abstract

Translated fromJapanese

(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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

Translated fromJapanese
【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子、特に縦型
パワーMOSFET(メタル・オキサイド・セミコンダ
クタ型電界効果トランジスタ)単体または縦型パワーM
OSFETを組み込んだMOSIC等の半導体素子に関
する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to semiconductor devices, particularly vertical power MOSFETs (metal oxide semiconductor field effect transistors) or vertical power MOSFETs.
The present invention relates to semiconductor devices such as MOSICs incorporating OSFETs.

【0002】0002

【従来の技術】縦型パワーMOSFETは、周波数特性
が優れ、スイッチングスピードが速く、かつ低電力で駆
動できる等多くの特長を有することから、近年多くの産
業分野で使用されている。たとえば、日経マグロウヒル
社発行「日経エレクトロニクス」1986年5月19日
号、P165〜P188には、耐圧の低いもの(低耐圧
品)を始めとして耐圧の高いもの(高耐圧品)が広く各
分野で使用されている旨記載されている。また、この文
献には、LSI(大規模集積回路)製造の微細加工を利
用したり、セルの形状を工夫して、面積当たりのチャネ
ル幅を大きくし、これによってオン抵抗の低減が図られ
ている旨記載されている。また、同文献には、微細加工
によってセルの中心間隔(セルサイズ)が20μmと微
細化されていることも記載されている。
2. Description of the Related Art Vertical power MOSFETs have been used in many industrial fields in recent years because they have excellent frequency characteristics, high switching speed, and can be driven with low power. For example, in the May 19, 1986 issue of "Nikkei Electronics" published by Nikkei McGraw-Hill, pages 165 to 188, there are products with low withstand voltage (low withstand voltage products) and products with high withstand voltage (high withstand voltage products) that are widely used in various fields. It is stated that it is used. This document also describes how to reduce on-resistance by using microfabrication in LSI (Large-Scale Integrated Circuit) manufacturing and by devising the cell shape to increase the channel width per area. It is stated that there is. The same document also describes that the cell center spacing (cell size) is miniaturized to 20 μm through microfabrication.

【0003】一方、米国アイ・ビー・エム(IBM)社
発行、「The  Journalof  Elect
ro  Chemical  Society」Vol
.133,No.2における「モスとバイポーラデバイ
スのためのサイドウオール・スペーサー技術(Side
wall  Spacer  Technology 
 forMOS  and  Bipolar  De
vices)by  E.C.S.」には、LSIの製
造技術におけるサイドウオール膜の形成について記載さ
れている。この文献には、CVD(Chemical 
 Vapor  Deposition)膜の膜厚とサ
イドウオール幅の関係が定量的に示されており、サイド
ウオール膜の形成においてCVD膜厚,ポリシリコン膜
厚,エッジの角度,RIE(反応性イオンエッチング)
のオーバーエッチ量が重要なパラメータとなる旨記載さ
れている。
[0003] On the other hand, "The Journal of Elect" published by IBM, USA
ro Chemical Society” Vol.
.. 133, No. 2, “Sidewall Spacer Technology for Moss and Bipolar Devices”
Wall Spacer Technology
forMOS and Bipolar De
vices) by E. C. S. ” describes the formation of sidewall films in LSI manufacturing technology. In this document, CVD (Chemical
The relationship between the film thickness of the Vapor Deposition film and the sidewall width is quantitatively shown, and the relationship between the CVD film thickness, polysilicon film thickness, edge angle, and RIE (reactive ion etching) is shown quantitatively in the formation of the sidewall film.
It is stated that the amount of overetching is an important parameter.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】近年パワーMOSFE
Tは、微細化技術による単位セルサイズの縮小化により
、低オン抵抗化が進められている。本発明者は、セルサ
イズ縮小化を検討中に、従来のプレーナ構造の縦型MO
SFETにあっては、下記の理由により、セルサイズの
縮小化を図ることができることを見出した。
[Problem to be solved by the invention] In recent years, power MOSFE
The on-resistance of T is being reduced by reducing the unit cell size through miniaturization technology. While considering cell size reduction, the present inventor discovered that a conventional planar structure vertical MO
It has been found that the cell size of SFET can be reduced for the following reasons.

【0005】従来の典型的な縦型パワーMOSFETは
、図9の断面図に示されるような構造となっている。この縦型パワーMOSFETは、たとえば、n+形のシ
リコンからなる半導体基体(半導体基板)1の主面に設
けられたn−形層からなるエピタキシャル層2の表層部
に、二重拡散によってベース領域ともなるp形のチャネ
ル形成領域3およびこのチャネル形成領域3の表層部に
設けられるn+形のソース領域4が設けられている。そ
して、前記二重拡散時の拡散長の差によって形成された
チャネル形成領域3の表層部がチャネル5となる。また
、前記半導体基体1およびエピタキシャル層2はドレイ
ン領域6となるとともに、隣合うチャネル形成領域3間
に挟まれた領域がJFET部7となっている。また、こ
のJFET部7およびチャネル5上に亘ってゲート酸化
膜8が設けられている。このゲート酸化膜8上にはゲー
ト電極9が設けられている。また、前記ゲート電極9は
絶縁膜10で被われている。この絶縁膜10はゲート電
極9の側面を被うとともに、ソース領域4の内側部分を
も被っている。また、半導体基体1の主面側にはソース
電極11が設けられている。このソース電極11は、露
出するソース領域4およびチャネル形成領域3をも被い
電気的に接触している。さらに、前記半導体基体1の裏
面にはドレイン電極12が設けられている。電流は、ゲ
ート(G)に所定の電圧が印加された状態下で下部ドレ
イン(D)から上方に向かい、チャネル5を通りソース
(S)に抜ける。
A typical conventional vertical power MOSFET has a structure as shown in the cross-sectional view of FIG. This vertical power MOSFET is manufactured, for example, by double diffusion into the surface layer of an epitaxial layer 2 made of an n-type layer provided on the main surface of a semiconductor substrate (semiconductor substrate) 1 made of n+-type silicon. A p-type channel forming region 3 and an n+ type source region 4 provided in the surface layer of the channel forming region 3 are provided. The surface layer portion of the channel forming region 3 formed by the difference in diffusion length during the double diffusion becomes the channel 5. Further, the semiconductor substrate 1 and the epitaxial layer 2 serve as a drain region 6, and a region sandwiched between adjacent channel forming regions 3 serves as a JFET section 7. Further, a gate oxide film 8 is provided over this JFET section 7 and channel 5. A gate electrode 9 is provided on this gate oxide film 8 . Further, the gate electrode 9 is covered with an insulating film 10. This insulating film 10 covers the side surfaces of the gate electrode 9 and also covers the inner part of the source region 4. Further, a source electrode 11 is provided on the main surface side of the semiconductor substrate 1 . This source electrode 11 also covers and electrically contacts the exposed source region 4 and channel forming region 3. Furthermore, a drain electrode 12 is provided on the back surface of the semiconductor substrate 1. The current flows upward from the lower drain (D), passes through the channel 5, and exits to the source (S) while a predetermined voltage is applied to the gate (G).

【0006】このようなMOSFETのセルにおいて、
セルサイズの寸法を制約する部分は大きく分けてa〜d
となる。aはゲート・ソース間の絶縁距離、bはチャネ
ル長、cはベース接合間のドレイン領域長、dはソース
コンタクト長である。これらのうち、aとdは微細化に
伴い徐々に短縮方向にあるが、b,cは素子特性(耐圧
,オン抵抗等)から最適長があり制約をうける。
[0006] In such a MOSFET cell,
The parts that restrict the cell size can be broadly divided into a to d.
becomes. a is the insulation distance between the gate and source, b is the channel length, c is the length of the drain region between the base junctions, and d is the source contact length. Among these, a and d are gradually becoming shorter with miniaturization, but b and c have optimum lengths and are subject to restrictions due to element characteristics (breakdown voltage, on-resistance, etc.).

【0007】ところで、前記絶縁膜10を部分的にエッ
チングしてソース電極11のコンタクト窓を設ける作業
は、セルフアライメント技術ではなく常用のホトエッチ
ング技術で行われている。したがって、マスクアライメ
ントの余裕度を考慮するため、前記ゲート・ソース間の
絶縁距離aは、3〜4μm以下にはでき難い。
Incidentally, the work of partially etching the insulating film 10 to provide a contact window for the source electrode 11 is performed not by self-alignment technology but by a commonly used photoetching technology. Therefore, in order to take mask alignment margin into consideration, it is difficult to make the insulation distance a between the gate and source less than 3 to 4 μm.

【0008】一方、前記文献にも記載されているように
、LSIの製造においては、ゲート電極の両側面にサイ
ドウオール(側壁)を形成した後、このサイドウオール
を利用してセルフアライメントにより不純物を注入する
技術が採用されている。このサイドウオールはイオン注
入のマスクとして使用されている。そこで、本発明者は
このサイドウオール技術を利用することによってゲート
・ソース間の絶縁距離の縮小化を図ることを検討し、本
発明を見た。
On the other hand, as described in the above-mentioned document, in LSI manufacturing, sidewalls are formed on both sides of a gate electrode, and then impurities are removed by self-alignment using the sidewalls. Injection technology is used. This sidewall is used as a mask for ion implantation. Therefore, the inventor of the present invention investigated reducing the insulation distance between the gate and the source by utilizing this sidewall technology, and developed the present invention.

【0009】他方、従来のこの種縦型パワーMOSFE
Tにおいては、ゲート電極はポリシリコン層等の単層で
形成されているだけで、ゲート抵抗低減について対策さ
れていない。このため、従来のこの種縦形パワーMOS
FETは、スイッチングスピードを重視する分野におい
て必ずしも使い易いとは言えない。そこで、本発明者は
、前記ゲート電極に電気抵抗が小さい層(低抵抗層)を
重ね合わせることによってゲート抵抗の低減を図ること
を試み、本発明を成した。
On the other hand, the conventional vertical power MOSFE of this type
In T, the gate electrode is formed of a single layer such as a polysilicon layer, and no measures are taken to reduce the gate resistance. For this reason, this kind of conventional vertical power MOS
FETs are not necessarily easy to use in fields where switching speed is important. Therefore, the present inventor attempted to reduce the gate resistance by superimposing a layer with low electrical resistance (low resistance layer) on the gate electrode, and accomplished the present invention.

【0010】本発明の目的は、オン抵抗の低減が達成で
きる縦型パワーMOSFETを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a vertical power MOSFET that can achieve a reduction in on-resistance.

【0011】本発明の他の目的は、ゲート抵抗の低減が
達成できる縦型パワーMOSFETを提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a vertical power MOSFET in which gate resistance can be reduced.

【0012】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
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。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】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、本発明の縦型パワーMO
SFETは、ゲート酸化膜上に設けられたゲート電極上
に、ゲート電極と一致した同一幅のゲート電極よりも電
気抵抗が小さい低抵抗層が設けられているとともに、こ
の低抵抗層上に前記同様に一致して同一幅となる絶縁膜
(層間絶縁膜)が設けられている。また、前記ゲート電
極および低抵抗層ならびに層間絶縁膜の同一幅部の側面
には、薄い酸化膜とこの薄い酸化膜に重なる側壁が設け
られている。前記ゲート電極および低抵抗層とソース電
極は、前記層間絶縁膜および薄い酸化膜ならびに側壁に
よって電気的に絶縁されている。絶縁体として作用する
前記薄い酸化膜と側壁の重なり部分の厚さは全体でも1
μm程度以下と薄くなり、MOSFETのセルサイズは
15μm程度となっている。
[Means for Solving the Problems] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows. That is, the vertical power MO of the present invention
In an SFET, a low resistance layer is provided on a gate electrode provided on a gate oxide film, and the electrical resistance is lower than that of a gate electrode of the same width that matches the gate electrode. An insulating film (interlayer insulating film) having the same width is provided. Furthermore, a thin oxide film and a sidewall overlapping the thin oxide film are provided on the side surfaces of the same width portions of the gate electrode, the low resistance layer, and the interlayer insulating film. The gate electrode, low resistance layer, and source electrode are electrically insulated by the interlayer insulating film, thin oxide film, and sidewalls. The overall thickness of the overlapping portion of the thin oxide film that acts as an insulator and the side wall is 1.
The thickness of the MOSFET is now about 15 μm or less.

【0014】[0014]

【作用】上記した手段によれば、本発明の縦型パワーM
OSFETは、ソース電極とゲート電極が、ゲート電極
上の低抵抗層上に設けられた層間絶縁膜と、薄い酸化膜
および側壁とによって電気的に絶縁される構造となって
いるが、半導体基体の表面に沿う方向の電気的絶縁距離
は、全体としてその厚さが1μm程度となる前記薄い酸
化膜と側壁とによることから、従来の3μm〜4μmに
対して1μm前後と短くできることになり、セルサイズ
を従来の3/4程度と縮小できる。したがって、セルサ
イズの縮小によってセル密度を向上させることができる
ため、オン抵抗が低減できる。
[Operation] According to the above-mentioned means, the vertical power M of the present invention
OSFET has a structure in which the source electrode and gate electrode are electrically insulated by an interlayer insulating film provided on a low-resistance layer on the gate electrode, a thin oxide film, and sidewalls. The electrical insulation distance in the direction along the surface is due to the thin oxide film and the side walls, which have a total thickness of about 1 μm, so it can be shortened to around 1 μm, compared to the conventional 3 μm to 4 μm, and the cell size can be reduced. can be reduced to about 3/4 of the conventional size. Therefore, since cell density can be improved by reducing the cell size, on-resistance can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図1は本発明の一実施例による縦形パワー
MOSFETの要部を示す断面図、図2は同じく斜視図
、図3〜図8は同じく縦形パワーMOSFETの製造各
工程における断面図であって、図3は主面にゲート酸化
膜が形成されかつ一部にベース領域が形成された半導体
基体の断面図、図4は主面のゲート酸化膜上にゲート電
極,低抵抗層,絶縁膜が選択的に形成された半導体基体
の断面図、図5は主面に選択的にチャネル形成領域が形
成された半導体基体の断面図、図6は主面にソース領域
が形成された半導体基体の断面図、図7は前記ゲート電
極,低抵抗層および絶縁膜の側面に薄い酸化膜が形成さ
れた半導体基体の断面図、図8は側壁が形成された半導
体基体の断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main parts of a vertical power MOSFET according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view, and FIGS. 3 to 8 are cross-sectional views at various manufacturing steps of the vertical power MOSFET. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in which a gate oxide film is formed on the main surface and a base region is partially formed, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in which a channel formation region is selectively formed on the main surface, FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in which a source region is formed in the main surface, FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor substrate in which a thin oxide film is formed on the side surfaces of the gate electrode, low resistance layer, and insulating film, and FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor substrate in which a sidewall is formed.

【0016】この実施例では、耐圧が100V以下、た
とえば耐圧が60Vクラスの低耐圧縦型パワーMOSF
ETに本発明を適用した例について説明する。この実施
例の縦型パワーMOSFETにおけるその要部、すなわ
ち、セル部分は、図2に示されるような構造となってい
る。同図において、一点鎖線間Wが断面的な単一のセル
13部分(セル長さ)であり、一点鎖線枠で囲まれる領
域が平面的に見た単一のセル13部分である。このよう
なセル13は、単一の縦型パワーMOSFETにあって
、縦横に規則正しく多数配設されている。
In this embodiment, a low voltage vertical power MOSF with a withstand voltage of 100V or less, for example, a 60V class
An example in which the present invention is applied to ET will be described. The main part of the vertical power MOSFET of this embodiment, that is, the cell part, has a structure as shown in FIG. In the figure, the area W between the dashed-dotted lines is the single cell 13 portion (cell length) in cross section, and the area surrounded by the dashed-dotted line frame is the single cell 13 portion seen in a plan view. Such cells 13 are included in a single vertical power MOSFET, and are arranged in large numbers regularly in the vertical and horizontal directions.

【0017】セル13は、図1にも示されるように、不
純物濃度が1021cm−3程度となる厚さ400μm
前後のn+形(第1導電形)のシリコンからなる半導体
基体(半導体基板)1の主面(上面)に設けられる。す
なわち、半導体基体1の主面には不純物濃度が1015
cm−3程度となる厚さ10μm前後のn−形(第2導
電型)のエピタキシャル層2が設けられているとともに
、このエピタキシャル層2の表層部には不純物濃度が1
017cm−3程度となる厚さ2μmのp形のチャネル
形成領域3が設けられている。このチャネル形成領域3
は平面的に見て略矩形状となり、前記半導体基体1の主
面に縦横に規則正しく設けられている。そして、前記チ
ャネル形成領域3の中央部には、不純物濃度1×101
8cm−3程度のp+形のベース領域14が設けられて
いる。このベース領域14は半導体基体表面から3〜5
μmの深さに亘って設けられている。また、前記チャネ
ル形成領域3の表層部の内側には、リング状にn+形の
ソース領域4が設けられている。このソース領域4は不
純物濃度が1020cm−3程度となるとともに、1μ
m程度の厚さとなっている。前記チャネル形成領域3お
よびソース領域4は二重拡散によって形成され、チャネ
ル形成領域3の表層部のチャネル5は、この二重拡散の
差によってセルフアライン的に形成される。また、前記
エピタキシャル層2および半導体基体1はドレイン領域
6を構成している。また、このドレイン領域6の表層部
分、すなわち、隣合うチャネル形成領域3間はJFET
部7を構成している。
As shown in FIG. 1, the cell 13 has a thickness of 400 μm so that the impurity concentration is about 1021 cm −3 .
It is provided on the main surface (upper surface) of the semiconductor substrate (semiconductor substrate) 1 made of silicon of the front and rear n+ type (first conductivity type). That is, the main surface of the semiconductor substrate 1 has an impurity concentration of 1015
An n-type (second conductivity type) epitaxial layer 2 with a thickness of about 10 μm and a thickness of about cm-3 is provided, and the surface layer of this epitaxial layer 2 has an impurity concentration of 1.
A p-type channel forming region 3 having a thickness of about 0.17 cm -3 and a thickness of 2 μm is provided. This channel forming region 3
have a substantially rectangular shape when viewed from above, and are regularly provided vertically and horizontally on the main surface of the semiconductor substrate 1. The central part of the channel forming region 3 is doped with an impurity concentration of 1×101
A p+ type base region 14 of about 8 cm −3 is provided. This base region 14 is located 3 to 5 times from the surface of the semiconductor substrate.
It is provided over a depth of μm. Further, inside the surface layer portion of the channel forming region 3, a ring-shaped n+ type source region 4 is provided. This source region 4 has an impurity concentration of about 1020 cm-3 and 1μ
It has a thickness of about m. The channel forming region 3 and the source region 4 are formed by double diffusion, and the channel 5 in the surface layer portion of the channel forming region 3 is formed in a self-aligned manner due to the difference in double diffusion. Further, the epitaxial layer 2 and the semiconductor substrate 1 constitute a drain region 6. In addition, the surface layer portion of this drain region 6, that is, between adjacent channel forming regions 3 is a JFET.
It constitutes section 7.

【0018】一方、前記JFET部7およびチャネル5
ならびにソース領域4の内周部分に亘る半導体基体1の
主面には、厚さ300〜600Å程度のゲート酸化膜8
が設けられている。また、このゲート酸化膜8上には、
厚さ3000〜5000Å程度のポリシリコン(電気抵
抗:20〜30Ω/□)からなるゲート電極9が設けら
れているとともに、このゲート電極9上には、タングス
テン−シリコン(W−Si:電気抵抗:10Ω/□)か
らなる金属膜、すなわち低抵抗層15が設けられている
。また、前記低抵抗層15上には、厚さ数千ÅのPSG
(リンシリケートガラス)膜からなる絶縁膜(層間絶縁
膜)10が設けられ、多層膜を構成している。前記絶縁
膜10および低抵抗層15ならびにゲート電極9は一致
して重なり合い、同一幅となっている。
On the other hand, the JFET section 7 and the channel 5
In addition, a gate oxide film 8 with a thickness of approximately 300 to 600 Å is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 over the inner peripheral portion of the source region 4.
is provided. Moreover, on this gate oxide film 8,
A gate electrode 9 made of polysilicon (electrical resistance: 20 to 30 Ω/□) with a thickness of about 3000 to 5000 Å is provided, and on this gate electrode 9, tungsten-silicon (W-Si: electrical resistance: A metal film of 10Ω/□, that is, a low resistance layer 15 is provided. Moreover, on the low resistance layer 15, PSG with a thickness of several thousand Å is formed.
An insulating film (interlayer insulating film) 10 made of (phosphosilicate glass) film is provided to constitute a multilayer film. The insulating film 10, the low resistance layer 15, and the gate electrode 9 overlap each other and have the same width.

【0019】また、この多層膜の同一幅部の両側面には
、厚さが数百Åの薄い酸化膜(SiO2 膜)16が形
成されているとともに、この薄い酸化膜16の外側には
SiO2 膜からなる側壁(サイドウオール)17が設
けられている。前記薄い酸化膜16の下部は前記同一幅
部の側方に延在し、かつ前記側壁17の下部と前記ゲー
ト酸化膜8との間に延在している。この薄い酸化膜16
の延在長さは全体で約1μmとなっている。したがって
、前記側壁17はL字断面あるいは逆L字断面の薄い酸
化膜16の窪んだ隅部を被うように配設されている。ま
た、前記側壁17,薄い酸化膜16,ゲート酸化膜8の
端は一致して重なっている。前記薄い酸化膜16は熱酸
化膜となっていて、その厚さは数百Åとなっている。ま
た、L字断面部分の隅部を被う前記側壁17は、高圧酸
化によって形成されるとともに、異方性エッチングによ
って形成されて最大厚み部分が約0.9〜1μm程度と
なっている。したがって、前記薄い酸化膜16と側壁1
7とによる厚さは、ゲート電極9,低抵抗層15,層間
絶縁膜10の積層方向およびこれと直交する半導体基体
の表面に沿う方向ともに約1μm程度となる。
Furthermore, a thin oxide film (SiO2 film) 16 with a thickness of several hundred Å is formed on both sides of the same width portion of this multilayer film, and an SiO2 film is formed on the outside of this thin oxide film 16. A side wall 17 made of a membrane is provided. The lower part of the thin oxide film 16 extends laterally of the same width portion, and extends between the lower part of the side wall 17 and the gate oxide film 8. This thin oxide film 16
The total extension length is approximately 1 μm. Therefore, the side wall 17 is disposed to cover the recessed corner of the thin oxide film 16 having an L-shaped cross section or an inverted L-shaped cross section. Further, the ends of the side wall 17, the thin oxide film 16, and the gate oxide film 8 coincide and overlap. The thin oxide film 16 is a thermal oxide film, and its thickness is several hundred Å. The side wall 17 covering the corner of the L-shaped cross section is formed by high-pressure oxidation and anisotropic etching, and has a maximum thickness of about 0.9 to 1 μm. Therefore, the thin oxide film 16 and the sidewall 1
7 is about 1 μm both in the stacking direction of the gate electrode 9, low resistance layer 15, and interlayer insulating film 10, and in the direction along the surface of the semiconductor substrate orthogonal thereto.

【0020】他方、前記半導体基体1の主面には3.0
〜4.0μm程度の厚さのAlからなるソース電極11
が設けられている。このソース電極11は、前記層間絶
縁膜10,薄い酸化膜16の端面,側壁17,一部のソ
ース領域4,一部のチャネル形成領域3を被っている。さらに、前記半導体基体1の裏面には数μmの厚さのド
レイン電極12が設けられている。
On the other hand, the main surface of the semiconductor substrate 1 has a 3.0
Source electrode 11 made of Al with a thickness of about 4.0 μm
is provided. This source electrode 11 covers the interlayer insulating film 10, the end face of the thin oxide film 16, the side wall 17, a part of the source region 4, and a part of the channel forming region 3. Furthermore, a drain electrode 12 with a thickness of several μm is provided on the back surface of the semiconductor substrate 1.

【0021】前記薄い酸化膜16と側壁17の半導体基
体表面に沿う長さLは、前述のように1μm前後となっ
ている。したがって、この薄い酸化膜16と側壁17は
、100V以下の低耐圧パワーMOSFETとしてのゲ
ート・ソース間の絶縁体として充分作用する。
The length L of the thin oxide film 16 and the side wall 17 along the surface of the semiconductor substrate is approximately 1 μm as described above. Therefore, the thin oxide film 16 and the sidewalls 17 function sufficiently as an insulator between the gate and source of the low breakdown voltage power MOSFET of 100V or less.

【0022】つぎに、このような縦型パワーMOSFE
Tの製造方法について説明する。縦型パワーMOSFE
Tの製造にあっては、図3に示されるように、n+形の
シリコンからなる半導体基体1の主面に、n−形のエピ
タキシャル層2を有するウエハ(半導体薄板)21が用
意される。前記半導体基体1はその不純物濃度が102
1cm−3となっている。また、前記エピタキシャル層
2はその厚さが10μm程度となっているとともに、不
純物濃度は1015cm−3程度となっている。前記半
導体基体1およびエピタキシャル層2はドレイン領域6
を構成する。このようなウエハ21に対して、その主面
に300〜600Å程度の厚さにゲート酸化膜8が形成
される。その後、常用のエッチングによってホトレジストによる
マスク22が選択的に形成される。ついで、同図の矢印
で示されるように、イオン注入によってボロン(B+)
が打ち込まれる。このボロンイオンはその後のアニール
処理によって3〜5μmの深さにまで達し、p+形のベ
ース領域14が形成されることになる。このベース領域
14は、その不純物濃度が1×1018cm−3程度と
なる。その後、前記マスク22は除去される。
Next, such a vertical power MOSFE
The method for manufacturing T will be explained. Vertical power MOSFE
In manufacturing T, as shown in FIG. 3, a wafer (semiconductor thin plate) 21 having an n- type epitaxial layer 2 on the main surface of a semiconductor substrate 1 made of n+ type silicon is prepared. The semiconductor substrate 1 has an impurity concentration of 102
It is 1 cm-3. Further, the epitaxial layer 2 has a thickness of about 10 μm and an impurity concentration of about 10 15 cm −3 . The semiconductor substrate 1 and the epitaxial layer 2 have a drain region 6
Configure. A gate oxide film 8 is formed on the main surface of such a wafer 21 to a thickness of about 300 to 600 Å. A photoresist mask 22 is then selectively formed by conventional etching. Next, as shown by the arrow in the same figure, boron (B+) is added by ion implantation.
is entered. The boron ions reach a depth of 3 to 5 μm through the subsequent annealing process, and a p+ type base region 14 is formed. This base region 14 has an impurity concentration of about 1×10 18 cm −3 . Thereafter, the mask 22 is removed.

【0023】つぎに、図4に示されるように、前記ウエ
ハ21の主面には部分的にゲート電極9および低抵抗層
15ならびに絶縁膜(層間絶縁膜)10が設けられる。前記ゲート電極9および低抵抗層15ならびに層間絶縁
膜10は、ウエハ21の主面に順次積層形成されたポリ
シリコン膜およびタングステン−シリコン(W−Si)
からなる金属膜ならびにSiO2 膜を、同一のマスク
を使用するホトリソグラフィによって連続的にパターニ
ングすることによって形成され、ウエハ21の主面に格
子状に設けられる。前記ポリシリコン膜はボロン(B+
)がドープされて電極として使用される。このゲート電
極9は3000〜5000Å程度の厚さとなっている。また、前記ゲート電極9の上に設けられた低抵抗層15
は数千Åとなり、前記ゲート電極9と一体となって実質
的にゲート電極となる。また、前記層間絶縁膜10は数
千Åとなっている。また、これらゲート電極9および低
抵抗層15ならびに層間絶縁膜10は、当然にして同一
の幅となっている。
Next, as shown in FIG. 4, a gate electrode 9, a low resistance layer 15, and an insulating film (interlayer insulating film) 10 are partially provided on the main surface of the wafer 21. The gate electrode 9, the low resistance layer 15, and the interlayer insulating film 10 are made of a polysilicon film and tungsten-silicon (W-Si) that are sequentially laminated on the main surface of the wafer 21.
The wafer 21 is formed by successively patterning a metal film and an SiO2 film by photolithography using the same mask, and is provided in a grid pattern on the main surface of the wafer 21. The polysilicon film is made of boron (B+
) is doped and used as an electrode. This gate electrode 9 has a thickness of about 3000 to 5000 Å. Furthermore, a low resistance layer 15 provided on the gate electrode 9
has a thickness of several thousand Å, and is integrated with the gate electrode 9 to substantially form a gate electrode. Further, the interlayer insulating film 10 has a thickness of several thousand Å. Further, the gate electrode 9, the low resistance layer 15, and the interlayer insulating film 10 naturally have the same width.

【0024】つぎに、図5に示されるように、相互に積
層状態にある前記層間絶縁膜10および低抵抗層15な
らびにゲート電極9をイオン注入用マスクとして、前記
ウエハ21の主面にB+が打ち込まれる。その後アニー
ル処理されることによって、ウエハ21の主面には不純
物濃度が1017cm−3となり、かつ深さが2μm程
度となるp形のチャネル形成領域3が形成される。
Next, as shown in FIG. 5, B+ is implanted on the main surface of the wafer 21 using the interlayer insulating film 10, the low resistance layer 15, and the gate electrode 9, which are stacked on each other, as an ion implantation mask. Driven into it. Thereafter, by annealing, a p-type channel forming region 3 having an impurity concentration of 10<17 >cm<-3> and a depth of about 2 [mu]m is formed on the main surface of the wafer 21.

【0025】つぎに、図6に示されるように、前記ゲー
ト電極9間にホトレジストによって新たにマスク23が
形成される。そして、このマスク23をマスクとしてウ
エハ21の主面に砒素(As+)が高濃度に打ち込まれ
る。また、その後のアニール処理によってウエハ21の
主面には、深さ1μmのn+形のソース領域4が選択的
に形成される。このソース領域4の不純物濃度は、10
20cm−3程度となる。このソース領域4および前記
チャネル形成領域3は、イオン注入時に使用されるマス
クが、層間絶縁膜10,低抵抗層15,ゲート電極9等
によって構成される同一のマスクとなることから寸法精
度の高いセルフアライメントによる二重拡散構造となり
、半導体基体1の表層部には二重拡散の差によってチャ
ネル5が形成されることになる。このチャネル5の長さ
は、たとえば、3μmの長さに形成される。また、隣合
うチャネル形成領域3間にはJFET部7が形成される
Next, as shown in FIG. 6, a new mask 23 is formed between the gate electrodes 9 using photoresist. Using this mask 23 as a mask, arsenic (As+) is implanted into the main surface of the wafer 21 at a high concentration. Further, by the subsequent annealing process, an n+ type source region 4 having a depth of 1 μm is selectively formed on the main surface of the wafer 21. The impurity concentration of this source region 4 is 10
It will be about 20cm-3. The source region 4 and the channel forming region 3 have high dimensional accuracy because the same mask used during ion implantation is composed of the interlayer insulating film 10, the low resistance layer 15, the gate electrode 9, etc. A double diffusion structure is formed due to self-alignment, and a channel 5 is formed in the surface layer of the semiconductor substrate 1 due to the difference in double diffusion. The length of this channel 5 is, for example, 3 μm. Further, a JFET section 7 is formed between adjacent channel forming regions 3.

【0026】つぎに、図7に示されるように、前記マス
ク23をそのまま残留させて置いた状態で熱処理が行わ
れ、SiO2 膜からなる薄い酸化膜16が形成される
。この薄い酸化膜16は数百Åの厚さに形成される。前記
ソース領域4の形成後、連続して薄い酸化膜16が形成
されることから、ソース領域4の表面やゲート電極9お
よび低抵抗層15の端面およびそれぞれの境界部分の汚
染が防止でき、FET特性に悪影響を生じさせなくなる
。また、側壁上部の側壁厚の薄い部分とゲート電極9の
絶縁性を向上させる。
Next, as shown in FIG. 7, heat treatment is performed with the mask 23 left as it is, and a thin oxide film 16 made of SiO2 is formed. This thin oxide film 16 is formed to a thickness of several hundred Å. Since the thin oxide film 16 is continuously formed after the formation of the source region 4, contamination of the surface of the source region 4, the end faces of the gate electrode 9 and the low resistance layer 15, and their boundaries can be prevented, and the FET No adverse effect on characteristics. Furthermore, the insulation between the thinner sidewall portion at the upper part of the sidewall and the gate electrode 9 is improved.

【0027】つぎに、前記マスク23が除去される。そ
の後、図8に示されるように、前記ゲート電極9および
低抵抗層15ならびに層間絶縁膜10による同一幅部の
側面に、確立された側壁形成技術によってSiO2 膜
からなる側壁17が形成される。この側壁17は、高圧
酸化(高圧低温酸化:HLD)によってウエハ21の主
面全域に2〜3μmの厚さのSiO2 膜を形成した後
、反応性イオンエッチング(RIE)による異方性エッ
チングを行うことによって形成される。前記薄い酸化膜
16および側壁17の半導体基体表面に沿う方向の長さ
、すなわち、ゲート電極9とソース電極11との絶縁長
さLは、約1μmとなる。また、薄い酸化膜16および
側壁17の半導体基体表面に垂直となる方向の寸法は、
前記絶縁長さLと略同一となる。
Next, the mask 23 is removed. Thereafter, as shown in FIG. 8, side walls 17 made of an SiO2 film are formed on the side surfaces of the same width portion of the gate electrode 9, the low resistance layer 15, and the interlayer insulating film 10 by an established side wall forming technique. This side wall 17 is formed by forming a SiO2 film with a thickness of 2 to 3 μm over the entire main surface of the wafer 21 by high-pressure oxidation (high-pressure low-temperature oxidation: HLD), and then anisotropically etching it by reactive ion etching (RIE). formed by The length of the thin oxide film 16 and the side wall 17 in the direction along the surface of the semiconductor substrate, that is, the insulation length L between the gate electrode 9 and the source electrode 11 is about 1 μm. Further, the dimensions of the thin oxide film 16 and the side walls 17 in the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate are as follows:
It is approximately the same as the insulation length L.

【0028】つぎに、図8に示されるように、ウエハ2
1の主面全域に3.0〜4.0μm程度の厚さにアルミ
ニウム(Al)膜を形成することによってソース電極1
1が形成される。その後、前記半導体基体1の裏面を所
望の厚さ除去し、かつウエハ21裏面に金系材料からな
るドレイン電極12を形成する。このウエハ21は所望
の寸法で縦横に分断され、たとえば、図2にその一部を
示す縦型パワーMOSFETとなる。
Next, as shown in FIG.
By forming an aluminum (Al) film with a thickness of about 3.0 to 4.0 μm over the entire main surface of source electrode 1
1 is formed. Thereafter, the back surface of the semiconductor substrate 1 is removed to a desired thickness, and a drain electrode 12 made of a gold-based material is formed on the back surface of the wafer 21. This wafer 21 is divided vertically and horizontally into desired dimensions to form, for example, a vertical power MOSFET, a portion of which is shown in FIG.

【0029】このような実施例によれば、つぎのような
効果が得られる。(1)本発明の縦型パワーMOSFETは、ゲート・ソ
ース間の絶縁を薄い酸化膜とサイドウオールとによる絶
縁膜で行っているが、この絶縁膜の絶縁長さLは1μm
程度と短いことから、従来の絶縁長さ3μm〜4μmに
比較して大幅に短くなり、セルサイズの縮小が達成でき
るという効果が得られる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained. (1) In the vertical power MOSFET of the present invention, insulation between the gate and source is performed by an insulating film consisting of a thin oxide film and sidewalls, and the insulation length L of this insulating film is 1 μm.
Since the insulation length is relatively short, it is significantly shorter than the conventional insulation length of 3 μm to 4 μm, resulting in the effect that the cell size can be reduced.

【0030】(2)上記(1)により、本発明によれば
、縦型パワーMOSFETのセルサイズの縮小によって
単位面積当たりのセル密度を向上できることから、オン
抵抗の低減が達成できるという効果が得られる。たとえ
ば、MOSFET部の面積を同一とした場合のゲート幅
は、約1.23倍に長くすることが可能である。したが
って、オン抵抗をゲート長/ゲート幅と考え、ゲート幅
を1.23倍した場合、オン抵抗は約18%低減するこ
とができる。
(2) According to the above (1), according to the present invention, the cell density per unit area can be improved by reducing the cell size of the vertical power MOSFET, thereby achieving the effect of reducing the on-resistance. It will be done. For example, if the area of the MOSFET section is the same, the gate width can be made approximately 1.23 times longer. Therefore, if the on-resistance is considered as gate length/gate width and the gate width is multiplied by 1.23, the on-resistance can be reduced by about 18%.

【0031】(3)上記(1)により、本発明によれば
、縦型パワーMOSFETのセルサイズの縮小によって
単位面積当たりのチャネル幅が増大することから、電流
容量を増大できるという効果が得られる。
(3) According to the above (1), according to the present invention, the channel width per unit area increases by reducing the cell size of the vertical power MOSFET, so that the current capacity can be increased. .

【0032】(4)上記(1)により、本発明によれば
、縦型パワーMOSFETのセルサイズが縮小されるた
め、チップサイズの小型化が達成できるという効果が得
られる。
(4) According to the above (1), according to the present invention, since the cell size of the vertical power MOSFET is reduced, it is possible to achieve the effect of reducing the chip size.

【0033】(5)上記(4)により、本発明の縦型パ
ワーMOSFETは、セルサイズ縮小によるチップの小
型化から、パッケージの小型化も達成できるという効果
が得られる。
(5) Due to the above (4), the vertical power MOSFET of the present invention has the effect that it is possible to miniaturize the chip by reducing the cell size and also to miniaturize the package.

【0034】(6)本発明の縦型パワーMOSFETの
製造方法によれば、ゲート・ソース間の絶縁体は、既に
確立された高圧酸化およびサイドウオール形成技術によ
って再現性良く形成できることから、製造歩留りの向上
,コストの低減が達成できるという効果が得られる。
(6) According to the manufacturing method of the vertical power MOSFET of the present invention, the insulator between the gate and the source can be formed with good reproducibility by the already established high-pressure oxidation and sidewall formation technology, so that the manufacturing yield can be improved. This has the effect of improving performance and reducing costs.

【0035】(7)本発明の縦型パワーMOSFETは
、ゲート電極上に金属膜が電気的に接触する状態で重ね
られていることから電気抵抗の低減、すなわちゲート抵
抗の低減が達成できるという効果が得られる。
(7) Since the vertical power MOSFET of the present invention has a metal film overlaid on the gate electrode in an electrically contacting state, a reduction in electrical resistance, that is, a reduction in gate resistance can be achieved. is obtained.

【0036】(8)本発明の縦型パワーMOSFETは
、上記(7)のように、ゲート電極上に金属膜が形成さ
れているが、この金属膜はゲート電極を構成するポリシ
リコンに比較して、電気抵抗が小さいW−Siによる低
抵抗層となっていることから、ゲート抵抗の低減はさら
に大きくなる。すなわち、ポリシリコンゲート抵抗は2
0〜30Ωであり、この上に実施例のようなW−Si膜
を形成した場合、ゲート抵抗は2〜3Ωとなり、ゲート
抵抗は90%低減が可能となる。
(8) In the vertical power MOSFET of the present invention, as described in (7) above, a metal film is formed on the gate electrode. Since the low-resistance layer is made of W-Si, which has low electrical resistance, the gate resistance can be further reduced. That is, the polysilicon gate resistance is 2
The resistance is 0 to 30Ω, and when a W-Si film as in the embodiment is formed thereon, the gate resistance is 2 to 3Ω, and the gate resistance can be reduced by 90%.

【0037】(9)上記(1)〜(8)により、本発明
によれば、セルサイズが小さくかつオン抵抗やゲート抵
抗の小さい縦型パワーMOSFETを安価に製造できる
という効果が得られる。
(9) According to the above (1) to (8), according to the present invention, a vertical power MOSFET having a small cell size and low on-resistance and low gate resistance can be manufactured at low cost.

【0038】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基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はいうまでもない、たとえば、
ゲート電極上の低抵抗層はさらに多層にしてゲート抵抗
の低減化を図ってもよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on examples, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Needless to say, for example,
The low-resistance layer on the gate electrode may further have multiple layers to reduce the gate resistance.

【0039】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である縦型パ
ワーMOSFETの製造技術に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではなく、このような
縦型パワーMOSFETを組み込んだパワーMOSIC
あるいは横型MOSFET,IPIC,IGBT等にも
適用できる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to the manufacturing technology of vertical power MOSFETs, which is the field of application in which the invention was made, but the present invention is not limited thereto. A power MOSIC incorporating a vertical power MOSFET such as
Alternatively, it can also be applied to horizontal MOSFETs, IPICs, IGBTs, etc.

【0040】[0040]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。本発明の縦型パワーMOSFETは
、ゲート酸化膜上に形成されたゲート電極上に低抵抗層
が設けられることによって、ゲート抵抗の低減が図られ
ている。また、本発明の縦型パワーMOSFETにあっ
ては、ゲート電極および低抵抗層とソース電極との絶縁
は、前記低抵抗層上の層間絶縁膜およびゲート電極と低
抵抗層の側面に形成された薄い酸化膜および側壁によっ
て高信頼度の基に絶縁されているとともに、前記薄い酸
化膜と側壁による絶縁膜はその厚さが約1μmと薄く、
従来の3μm〜4μmに対して大幅に小さくなっている
ことから、セルサイズが縮小され、これによってオン抵
抗の低減が図れる。
Effects of the Invention A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows. In the vertical power MOSFET of the present invention, the gate resistance is reduced by providing a low resistance layer on the gate electrode formed on the gate oxide film. Further, in the vertical power MOSFET of the present invention, the insulation between the gate electrode and the low resistance layer and the source electrode is formed by forming an interlayer insulating film on the low resistance layer and on the side surfaces of the gate electrode and the low resistance layer. The thin oxide film and sidewalls provide highly reliable insulation, and the thin oxide film and sidewalls have a thickness of about 1 μm.
Since it is significantly smaller than the conventional 3 μm to 4 μm, the cell size is reduced, thereby reducing the on-resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例による縦形パワーMOSFE
Tの要部断面図である。
FIG. 1: Vertical power MOSFE according to an embodiment of the present invention.
It is a sectional view of the main part of T.

【図2】本発明の縦形パワーMOSFETの要部を示す
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the main parts of the vertical power MOSFET of the present invention.

【図3】本発明の縦形パワーMOSFETの製造に用い
られる半導体基体の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate used in manufacturing the vertical power MOSFET of the present invention.

【図4】本発明の縦形パワーMOSFETの製造におい
て主面にゲート電極,低抵抗層,絶縁膜が選択的に形成
された半導体基体の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate on which a gate electrode, a low resistance layer, and an insulating film are selectively formed on the main surface in manufacturing the vertical power MOSFET of the present invention.

【図5】本発明の縦形パワーMOSFETの製造におい
て、主面にチャネル形成領域が選択的に形成された半導
体基体の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in which a channel formation region is selectively formed on the main surface in manufacturing the vertical power MOSFET of the present invention.

【図6】本発明の縦形パワーMOSFETの製造におい
て、主面にソース領域が形成された半導体基体の断面図
である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in which a source region is formed on the main surface in manufacturing the vertical power MOSFET of the present invention.

【図7】本発明の縦形パワーMOSFETの製造におい
て前記ゲート電極,低抵抗層および絶縁膜の側面側に薄
い酸化膜が形成された半導体基体の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in which a thin oxide film is formed on the side surfaces of the gate electrode, low resistance layer, and insulating film in manufacturing the vertical power MOSFET of the present invention.

【図8】本発明の縦形パワーMOSFETの製造におい
て、前記薄い酸化膜の側面に側壁が形成された半導体基
体の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in which side walls are formed on the side surfaces of the thin oxide film in manufacturing the vertical power MOSFET of the present invention.

【図9】従来の縦形パワーMOSFETの要部断面図で
ある。
FIG. 9 is a sectional view of a main part of a conventional vertical power MOSFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基体、2…エピタキシャル層、3…チャネル
形成領域、4…ソース領域、5…チャネル、6…ドレイ
ン領域、7…JFET部、8…ゲート酸化膜、9…ゲー
ト電極、10…層間絶縁膜、11…ソース電極、12…
ドレイン電極、13…セル、14…ベース領域、15…
低抵抗層、16…薄い酸化膜、17…側壁、21…ウエ
ハ、22,23…マスク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor base, 2... Epitaxial layer, 3... Channel formation region, 4... Source region, 5... Channel, 6... Drain region, 7... JFET part, 8... Gate oxide film, 9... Gate electrode, 10... Interlayer insulation Film, 11... Source electrode, 12...
Drain electrode, 13... Cell, 14... Base region, 15...
Low resistance layer, 16... thin oxide film, 17... side wall, 21... wafer, 22, 23... mask.

Claims (3)

Translated fromJapanese
【特許請求の範囲】[Claims]【請求項1】  半導体基体の主面に設けられたゲート
酸化膜と、このゲート酸化膜の下面中央部に設けられた
ドレイン領域と、前記ドレイン領域の周囲にチャネル形
成領域を介してそれぞれ設けられたソース領域と、前記
ゲート酸化膜上に設けられたゲート電極と、このゲート
電極を被う絶縁膜と、前記絶縁膜およびソース領域の一
部を被うソース電極とを有する縦型MOSFETを有す
る半導体素子であって、前記ゲート酸化膜およびゲート
電極ならびに絶縁膜のうちの少なくともゲート電極と絶
縁膜はそれぞれ一致して同一幅となっているとともに、
前記同一幅部の側面には絶縁性の側壁が設けられ、かつ
前記側壁と前記同一幅部との界面には薄い酸化膜が介在
されていることを特徴とする半導体素子。
1. A gate oxide film provided on the main surface of a semiconductor substrate, a drain region provided at the center of the lower surface of the gate oxide film, and a channel formation region provided around the drain region. a vertical MOSFET including a source region provided on the gate oxide film, a gate electrode provided on the gate oxide film, an insulating film covering the gate electrode, and a source electrode covering a part of the insulating film and the source region. A semiconductor device, wherein at least the gate oxide film, the gate electrode, and the insulating film of the gate oxide film, the gate electrode, and the insulating film are coincident with each other and have the same width, and
A semiconductor device characterized in that an insulating side wall is provided on a side surface of the same width portion, and a thin oxide film is interposed at an interface between the side wall and the same width portion.
【請求項2】  半導体基体の主面に設けられたゲート
酸化膜と、このゲート酸化膜の下面中央部に設けられた
ドレイン領域と、前記ドレイン領域の周囲にチャネル形
成領域を介してそれぞれ設けられたソース領域と、前記
ゲート酸化膜上に設けられたゲート電極と、このゲート
電極を被う絶縁膜と、前記絶縁膜およびソース領域の一
部を被うソース電極とを有する縦型MOSFETを有す
る半導体素子であって、前記ゲート電極上にはゲート電
極を構成する物質よりも電気抵抗の低い物質からなる低
抵抗層が設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体素子。
2. A gate oxide film provided on the main surface of the semiconductor substrate, a drain region provided at the center of the lower surface of the gate oxide film, and a channel forming region provided around the drain region. a vertical MOSFET including a source region provided on the gate oxide film, a gate electrode provided on the gate oxide film, an insulating film covering the gate electrode, and a source electrode covering a part of the insulating film and the source region. A semiconductor device according to claim 1, characterized in that a low resistance layer made of a material having a lower electrical resistance than a material constituting the gate electrode is provided on the gate electrode. element.
【請求項3】  半導体基体の主面に設けられたゲート
酸化膜と、このゲート酸化膜の下面中央部に設けられた
ドレイン領域と、前記ドレイン領域の周囲にチャネル形
成領域を介してそれぞれ設けられたソース領域と、前記
ゲート酸化膜上に設けられたゲート電極と、このゲート
電極を被う絶縁膜と、前記絶縁膜およびソース領域の一
部を被うソース電極とを有する縦型MOSFETを有す
る半導体素子であって、前記ゲート酸化膜およびゲート
電極ならびに絶縁膜のうちの少なくともゲート電極と絶
縁膜はそれぞれ一致して同一幅となっているとともに、
前記同一幅部の側面は薄い酸化膜およびこの絶縁膜を被
う絶縁性の側壁で被われているとともに、前記ゲート電
極上にはゲート電極を構成する物質よりも電気抵抗の低
い物質からなる低抵抗層が設けられていることを特徴と
する半導体素子。
3. A gate oxide film provided on the main surface of the semiconductor substrate, a drain region provided at the center of the lower surface of the gate oxide film, and a channel formation region provided around the drain region. a vertical MOSFET including a source region provided on the gate oxide film, a gate electrode provided on the gate oxide film, an insulating film covering the gate electrode, and a source electrode covering a part of the insulating film and the source region. A semiconductor device, wherein at least the gate oxide film, the gate electrode, and the insulating film of the gate oxide film, the gate electrode, and the insulating film are coincident with each other and have the same width, and
The side surfaces of the same width portion are covered with a thin oxide film and an insulating side wall covering this insulating film, and a low layer made of a material having lower electrical resistance than the material constituting the gate electrode is provided on the gate electrode. A semiconductor device characterized by being provided with a resistance layer.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication numberPriority datePublication dateAssigneeTitle
EP0772242A1 (en)*1995-10-301997-05-07STMicroelectronics S.r.l.Single feature size MOS technology power device
US5798554A (en)*1995-02-241998-08-25Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel MezzogiornoMOS-technology power device integrated structure and manufacturing process thereof
US5841167A (en)*1995-12-281998-11-24Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L.MOS-technology power device integrated structure
US5900662A (en)*1995-11-061999-05-04Sgs Thomson Microelectronics S.R.L.MOS technology power device with low output resistance and low capacitance, and related manufacturing process
US6030870A (en)*1995-10-302000-02-29Sgs-Thomson Microelectronics, S.R.L.High density MOS technology power device
US6090669A (en)*1995-10-092000-07-18Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelectronics Nel MezzogiornoFabrication method for high voltage devices with at least one deep edge ring
US6228719B1 (en)1995-11-062001-05-08Stmicroelectronics S.R.L.MOS technology power device with low output resistance and low capacitance, and related manufacturing process
JP2005536056A (en)*2002-08-162005-11-24セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー Self-aligned vertical gate semiconductor device.
US7544570B2 (en)2003-12-222009-06-09Nec Electronics CorporationVertical-type metal insulator semiconductor field effect transistor device, and production method for manufacturing such transistor device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication numberPriority datePublication dateAssigneeTitle
US5798554A (en)*1995-02-241998-08-25Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel MezzogiornoMOS-technology power device integrated structure and manufacturing process thereof
US6111297A (en)*1995-02-242000-08-29Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel MezzogiornoMOS-technology power device integrated structure and manufacturing process thereof
US6090669A (en)*1995-10-092000-07-18Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelectronics Nel MezzogiornoFabrication method for high voltage devices with at least one deep edge ring
US6064087A (en)*1995-10-302000-05-16Sgs-Thomson Microelectronics, S.R.L.Single feature size MOS technology power device
US5981343A (en)*1995-10-301999-11-09Sgs-Thomas Microelectronics, S.R.L.Single feature size mos technology power device
US5981998A (en)*1995-10-301999-11-09Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L.Single feature size MOS technology power device
US5985721A (en)*1995-10-301999-11-16Sgs-Thomson Microelectronics, S.R.L.Single feature size MOS technology power device
US6030870A (en)*1995-10-302000-02-29Sgs-Thomson Microelectronics, S.R.L.High density MOS technology power device
EP0772242A1 (en)*1995-10-301997-05-07STMicroelectronics S.r.l.Single feature size MOS technology power device
US5900662A (en)*1995-11-061999-05-04Sgs Thomson Microelectronics S.R.L.MOS technology power device with low output resistance and low capacitance, and related manufacturing process
US6228719B1 (en)1995-11-062001-05-08Stmicroelectronics S.R.L.MOS technology power device with low output resistance and low capacitance, and related manufacturing process
US6051862A (en)*1995-12-282000-04-18Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L.MOS-technology power device integrated structure
US5841167A (en)*1995-12-281998-11-24Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L.MOS-technology power device integrated structure
JP2005536056A (en)*2002-08-162005-11-24セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー Self-aligned vertical gate semiconductor device.
US7544570B2 (en)2003-12-222009-06-09Nec Electronics CorporationVertical-type metal insulator semiconductor field effect transistor device, and production method for manufacturing such transistor device

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