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JPH11354793A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH11354793A
JPH11354793A JP10179660A JP17966098A JPH11354793A JP H11354793 A JPH11354793 A JP H11354793A JP 10179660 A JP10179660 A JP 10179660A JP 17966098 A JP17966098 A JP 17966098A JP H11354793 A JPH11354793 A JP H11354793A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
type semiconductor
forming
gate electrode
channel
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
JP10179660A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ishiguro
毅 石黒
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.)
Motorola KK
Original Assignee
Motorola KK
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 Motorola KK filed Critical Motorola KK
Priority to JP10179660A priority Critical patent/JPH11354793A/en
Publication of JPH11354793A publication Critical patent/JPH11354793A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a self-alignment contact to be used for an integrated circuit, by forming the channel of a power semiconductor device in a self-alignment manner while maintaining the characteristics of a CMOS circuit when manufacturing an intelligent power IC. SOLUTION: Before the gate electrode formation of the LDMOS part of an intelligent power IC, the channel of the LDMOS can be determined in a self-alignment manner using a dielectric layer, thus simultaneously forming the gate electrode of a CMOS part and the LDMOS part without changing the characteristics of the CMOS part in the intelligent power IC. Also, before the gate electrode of the LDMOS part is formed, the channel of the CMOS part is determined and then the gate electrode of the LDMOS part can be formed, thus forming a self-alignment contact at the LDMOS part easily and reducing process and costs and achieving high integration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般に半導体装置の製造
方法に関し、特に自己整合拡散によりチャネルを形成さ
れる半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a channel is formed by self-aligned diffusion.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、パワー半導体装置とCMOS(相補型金属
酸化膜半導体)と併有する半導体装置(一般に、インテ
リジェントパワーICという)を製造する場合、一般に、
自己整合的にパワー半導体装置のチャネルを形成してい
た。 従来の方法により、自己整合的にパワー半導体装
置のチャネルを形成する場合、パワー半導体装置および
CMOS回路のゲート電極を同一工程段階で形成後(図6の
A)、パワー半導体装置のチャネルを形成するために高
温・長時間の熱処理をする必要がある。この熱工程はCM
OS素子のチャネルの濃度を変化させてしまうので、CMOS
回路の特性を大きく変えてしまう(図6のB)。それを
解決するために、再度のCMOS回路の特性の適合化または
CMOS回路の再設計を必要とする。しかし、再度のCMOS回
路の特性の適合化をするためには、追加の製造工程段階
が必要になる。すなわち、例えば、パワー半導体装置と
してLDMOSを使用した場合、LDMOS部分のゲート電極形成
およびLDMOS部分のチャネル形成のための熱処理後、さ
らにCMOS部分のチャネル部分の濃度を再調整してからCM
OS部分のゲート電極を形成しなければならない。すなわ
ち、LDMOS部分およびCMOS部分のゲート電極を別々に、
かつLDMOS部分のゲート電極、続いてCMOS部分のゲート
電極の順で形成しなければならない。そのため、サイク
ルタイムの増大および製造コストの増加を伴う。さら
に、近年のように回路の集積度が非常に高い状況では、
CMOS回路の再設計は、不可能に近く従来の自己整合的方
法では所望の微細化が不可能であった。
2. Description of the Related Art
Conventionally, when manufacturing a semiconductor device (generally called an intelligent power IC) having both a power semiconductor device and a CMOS (complementary metal oxide semiconductor),
The channel of the power semiconductor device is formed in a self-aligned manner. When a channel of a power semiconductor device is formed in a self-aligned manner by a conventional method, the power semiconductor device and
After forming the gate electrode of the CMOS circuit in the same process step (FIG. 6)
A) It is necessary to perform a high-temperature and long-time heat treatment to form a channel of the power semiconductor device. This heat process is CM
Since the concentration of the channel of the OS element changes, CMOS
This significantly changes the characteristics of the circuit (FIG. 6B). To solve it, adapt the characteristics of the CMOS circuit again or
Requires redesign of CMOS circuits. However, in order to adapt the characteristics of the CMOS circuit again, additional manufacturing process steps are required. That is, for example, when an LDMOS is used as a power semiconductor device, after the heat treatment for forming the gate electrode in the LDMOS portion and the channel in the LDMOS portion, the concentration of the channel portion in the CMOS portion is readjusted,
A gate electrode for the OS portion must be formed. That is, the gate electrodes of the LDMOS part and the CMOS part are separately
In addition, the gate electrode must be formed in the order of the gate electrode of the LDMOS part and the gate electrode of the CMOS part. This is accompanied by an increase in cycle time and an increase in manufacturing cost. Furthermore, in a situation where the degree of circuit integration is very high, as in recent years,
Redesign of CMOS circuits is almost impossible, and the desired miniaturization has not been possible with the conventional self-aligned method.

【0003】一方、非自己整合的方法でパワー半導体装
置のチャネルを形成する場合、そのパワー半導体装置の
チャネル長やチャネル・ドレイン間の距離等がばらつ
き、それによって半導体装置の特性が劣化する。例え
ば、ドレイン・ソース間耐圧にばらつきが生じ、オン抵
抗が劣化し、若しくは、ばらつく。典型的には、ドレイ
ン・ソース間耐圧が50〜60Vの製品において、±10〜15V
程度の耐圧のばらつきが生じる。よって、ドレイン・ソ
ース間耐圧を低く設定した(例えば、20V以下)製品に
はパンチスルーなどのリークを生じさせる原因となるの
で耐圧を低く設定できない。
On the other hand, when a channel of a power semiconductor device is formed by a non-self-aligning method, the channel length of the power semiconductor device, the distance between the channel and the drain, and the like vary, thereby deteriorating the characteristics of the semiconductor device. For example, the withstand voltage between the drain and the source varies, and the on-resistance is deteriorated or varies. Typically, for products with a drain-source breakdown voltage of 50-60V, ± 10-15V
A degree of variation in breakdown voltage occurs. Therefore, in a product in which the drain-source withstand voltage is set low (for example, 20 V or less), a leak such as punch-through may occur, so that the withstand voltage cannot be set low.

【0004】また、一般に、パワー半導体装置の製造方
法においてコンタクトを設ける際に、自己整合コンタク
トを利用する製造方法があった。自己整合コンタクト
は、半導体装置セルサイズを小さくすることができ、高
集積化を実現可能にする。ダイ面積の占有率の大きなパ
ワー半導体装置部分に自己整合コンタクトを用いること
は、高集積化に大変役に立ち、オン抵抗を減少させるこ
とも可能であった。しかし、従来、自己整合コンタクト
をインテリジェントパワーICの製造に利用しようとする
と、非常に複雑な工程が必要であった。なぜならば、パ
ワー半導体装置部分およびCMOS回路部分のそれぞれにつ
いて個別にゲート電極を形成しなければ、CMOS回路の特
性を維持できないからである。
In general, there has been a manufacturing method that utilizes a self-aligned contact when providing a contact in a method of manufacturing a power semiconductor device. The self-aligned contact can reduce the cell size of the semiconductor device and can achieve high integration. The use of a self-aligned contact in a power semiconductor device portion having a large occupation ratio of a die area is very useful for high integration, and it has been possible to reduce on-resistance. Conventionally, however, the use of self-aligned contacts in the manufacture of intelligent power ICs required a very complicated process. This is because the characteristics of the CMOS circuit cannot be maintained unless a gate electrode is individually formed for each of the power semiconductor device portion and the CMOS circuit portion.

【0005】本発明は、インテリジェントパワーICを製
造する際に、再度のCMOS回路の特性の適合化またはCMOS
回路の再設計を必要とせず、パワー半導体装置のチャネ
ルを自己整合的に形成でき、さらにサイクルタイムを延
ばすことなく、製造コストの増加を伴わない、半導体装
置の製造方法を提供することを目的の1つする。
[0005] The present invention provides a method for re-optimizing the characteristics of a CMOS circuit or CMOS when manufacturing an intelligent power IC.
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, in which a channel of a power semiconductor device can be formed in a self-aligned manner without the need for circuit redesign, and the cycle time is not increased and the manufacturing cost is not increased. Do one.

【0006】さらに、自己整合コンタクトをインテリジ
ェントパワーICの製造に使用する場合に、上記の自己整
合的チャネル形成を利用することにより、CMOS回路の特
性を適合化した状態を維持したまま同一工程でパワー半
導体装置部分およびCMOS回路部分にゲートを形成できる
半導体回路製造方法を提供する。それによって、回路の
高集積化、プロセスの短縮、サイクルタイム削減および
ダイコスト削減に大いに貢献できる。
Further, when a self-aligned contact is used in the manufacture of an intelligent power IC, by utilizing the above-described self-aligned channel formation, the power can be controlled in the same process while maintaining the state where the characteristics of the CMOS circuit are adapted. Provided is a method of manufacturing a semiconductor circuit capable of forming a gate in a semiconductor device portion and a CMOS circuit portion. This can greatly contribute to high integration of circuits, shortening of processes, reduction of cycle time, and reduction of die cost.

【0007】従って、本発明では、インテリジェントパ
ワーICを製造する際に、CMOS回路の特性を維持したま
ま、パワー半導体装置のチャネルを自己整合的に形成可
能にし、さらに自己整合コンタクトをその集積回路に使
用できるようにする。
Therefore, according to the present invention, when manufacturing an intelligent power IC, a channel of a power semiconductor device can be formed in a self-aligned manner while maintaining the characteristics of a CMOS circuit, and a self-aligned contact is formed in the integrated circuit. Make it available.

【0008】[0008]

【好適実施例の詳細な説明】実施例では、nチャネルLD
MOSをパワー半導体装置の一実施例として用いている。
本発明においては、パワー半導体装置としては、nチャ
ネルLDMOSに限定しない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the preferred embodiment, an n-channel LD
MOS is used as an embodiment of the power semiconductor device.
In the present invention, the power semiconductor device is not limited to an n-channel LDMOS.

【0009】図1には、本発明に従ったLDMOSの製造方
法が、工程毎に概略的に図示されている。図1のAにお
いて、半導体基板100の主表面110上に誘電体層
(好適には、シリコン酸化膜である)120を所定の膜
厚に形成する。誘電体層120上にフォトレジスト13
0をのせ、パターニングする。その後、誘電体層120
をエッチング(図1のA-1、A-2)し、若しくは誘電体層
120上に誘電体材料をデポジション(図1のA-3、A-
4)し、それによってパターニング後のフォトレジスト
130が存在する基板100の領域上と、そのフォトレ
ジスト130が存在しない基板100の領域上とで、互
いに厚さの異なる誘電体部分122と、121、123
とをそれぞれ形成する。図1のBの実施例においては、
誘電体部分122の膜厚は、誘電体部分121、123
の膜厚よりも厚く、かつ誘電体部分121および123
の膜厚は、等しい。また、誘電体部分121と123と
の間に誘電体部分122が、存在し、誘電体部分121
と123とを離間している。また、誘電体部分121の
下にソース領域111、誘電体部分122の下にチャネ
ル領域112および誘電体部分123の下にドレイン領
域113が存在する。さらに、誘電体部分121と誘電
体部分122との間に境界124、誘電体部分123と
誘電体部分122との間に境界125がある。後に、こ
のソース領域111にソース拡散層、チャネル領域11
2にチャネル、ドレイン領域113にドレイン拡散層が
形成される。
FIG. 1 schematically shows an LDMOS manufacturing method according to the present invention for each step. 1A, a dielectric layer (preferably a silicon oxide film) 120 is formed on a main surface 110 of a semiconductor substrate 100 to a predetermined thickness. Photoresist 13 on the dielectric layer 120
0 is placed and patterning is performed. Thereafter, the dielectric layer 120
Is etched (A-1, A-2 in FIG. 1), or a dielectric material is deposited on the dielectric layer 120 (A-3, A- in FIG. 1).
4) Accordingly, the dielectric portions 122 and 121 having different thicknesses from each other on the region of the substrate 100 where the patterned photoresist 130 is present and on the region of the substrate 100 where the photoresist 130 is not present. 123
Are formed respectively. In the embodiment of FIG. 1B,
The thickness of the dielectric portion 122 is
And dielectric portions 121 and 123
Are equal. Also, a dielectric portion 122 exists between the dielectric portions 121 and 123, and the dielectric portion 121
And 123 are separated from each other. Further, a source region 111 exists below the dielectric portion 121, a channel region 112 exists below the dielectric portion 122, and a drain region 113 exists below the dielectric portion 123. Further, there is a boundary 124 between the dielectric part 121 and the dielectric part 122, and a boundary 125 between the dielectric part 123 and the dielectric part 122. Later, a source diffusion layer and a channel region 11
2 and a drain diffusion layer is formed in the drain region 113.

【0010】図1のCには、誘電体部分123上に、フ
ォトレジスト135を形成した段階のLDMOS部分の断面
図を図示している。誘電体部分122およびフォトレジ
スト135を突き抜けず、かつ誘電体部分121を突き
抜けるインプラントエネルギにて、p型導電不純物(例
えば、ボロン)を基板へ自己整合的にインプラントす
る。それによって、ソース領域111にのみp型不純物
がインプラントされる。即ち、境界124を境にして、
ソース領域111にのみp型不純物がインプラントされ
る。誘電体層上のフォトレジスト135が除去された
後、熱拡散工程にてそのp型導電不純物は、拡散され、
pベース拡散層131を形成する。
FIG. 1C is a cross-sectional view of the LDMOS portion at the stage when the photoresist 135 is formed on the dielectric portion 123. A p-type conductive impurity (for example, boron) is implanted into the substrate in a self-aligned manner with an implant energy that does not penetrate the dielectric portion 122 and the photoresist 135 and penetrates the dielectric portion 121. Thereby, a p-type impurity is implanted only in source region 111. That is, on the boundary 124,
A p-type impurity is implanted only in the source region 111. After the photoresist 135 on the dielectric layer is removed, the p-type conductive impurities are diffused in a thermal diffusion process,
A p base diffusion layer 131 is formed.

【0011】図1のDには、p型導電不純物が、基板1
00の表面付近で拡散された後の段階のLDMOS部分の断
面図を図示している。好適には、基板100にはあらか
じめn型ウェルを形成しておく。そして、拡散層131
は、そのn型ウェル内に形成され、深さが約1.5〜2.0ミ
クロン、濃度が約10E17〜5x10E17ions/cm3である。
In FIG. 1D, a p-type conductive impurity is
FIG. 14 shows a cross-sectional view of the LDMOS portion at a stage after diffusion near the surface of No. 00. Preferably, an n-type well is formed in the substrate 100 in advance. Then, the diffusion layer 131
Is formed in its n-type well and has a depth of about 1.5-2.0 microns and a concentration of about 10E17-5 x 10E17ions / cm3.

【0012】次に、誘電体部分121、123を突き抜
け、かつ誘電体部分122を突き抜けない程度のインプ
ラントエネルギにて、n型導電不純物(例えば、リン、
ヒ素)を基板100へ自己整合的にインプラントする。
この場合、LDMOS領域に関してはフォトレジストが不要
であり、ソース領域111およびドレイン領域113
に、n型導電不純物がインプラントされる。即ち、境界
124および境界125を境にして、ソース領域111
およびドレイン領域113にn型導電不純物がインプラ
ントされる。その後、拡散工程にてそのn型導電不純物
は拡散され、拡散層141、143を形成する。この実
施例においては、拡散層141はソース領域拡散層であ
り、拡散層143はドレイン領域拡散層である。拡散層
141、143は、代表的には、n+拡散層またはn−
拡散層である。拡散層141、143がn−拡散層であ
る場合、このn−拡散層の部分は、緩やかな濃度勾配を
ソース、ドレイン領域に形成し、動作時にソース、ドレ
イン領域の電界の集中を緩和するのに役立つ。
Next, n-type conductive impurities (for example, phosphorus, phosphorus, etc.) are implanted at such an implant energy that penetrates the dielectric portions 121 and 123 but does not penetrate the dielectric portion 122.
(Arsenic) is implanted into the substrate 100 in a self-aligned manner.
In this case, no photoresist is required for the LDMOS region, and the source region 111 and the drain region 113 are not required.
Then, an n-type conductive impurity is implanted. That is, the source region 111 is divided by the boundary 124 and the boundary 125.
And an n-type conductive impurity is implanted in drain region 113. Thereafter, the n-type conductive impurities are diffused in a diffusion step to form diffusion layers 141 and 143. In this embodiment, the diffusion layer 141 is a source region diffusion layer, and the diffusion layer 143 is a drain region diffusion layer. The diffusion layers 141 and 143 are typically an n + diffusion layer or n −
It is a diffusion layer. When the diffusion layers 141 and 143 are n-diffusion layers, this n-diffusion layer forms a gentle concentration gradient in the source and drain regions to reduce the concentration of the electric field in the source and drain regions during operation. Help.

【0013】図2のD、Eにおいては、拡散層131、1
41の形成段階のそれぞれを個別に拡散するように記述
したが、p型導電不純物をインプラントした後、n型導
電不純物もインプラントし、p型、n型導電不純物を同
一拡散工程にて、拡散させることも可能である。
2D and 2E, the diffusion layers 131, 1
Although it has been described that each of the forming steps 41 is individually diffused, after implanting a p-type conductive impurity, an n-type conductive impurity is also implanted, and p-type and n-type conductive impurities are diffused in the same diffusion step. It is also possible.

【0014】図2のEにおいては、n型導電不純物が、
基板100の表面付近で拡散された後の段階のLDMOS部
分の断面図を図示している。p型、n型導電不純物は、
境界124を境にインプラントされているため、そのp
型、n型導電不純物の拡散における拡がりの相違によ
り、チャネル領域112に自己整合的にチャネルが決定
される。好適には、このn型導電不純物は、拡散するこ
とにより、深さが約0.2〜0.6ミクロン、濃度が約10E17
〜10E18ions/cm3のn型拡散層141を拡散層131内
に形成し得る。これにより、チャネル領域112の表面
近傍に、n型ウェルと拡散層140とに挟まれるpベー
ス部分が形成される。このチャネル領域112の表面近
傍pベース部分が、LDMOSのチャネルになる。ここで注
目すべきことは、LDMOSのチャネルが自己整合的に決定
されているため、チャネルの短い半導体装置を正確に、
ばらつきなく、製造できることである。また、そのチャ
ネルの決定時点においては、LDMOSのゲート電極が形成
されていないことである。従来においては、LDMOSのゲ
ート電極形成後に、pベース部分の形成のための熱拡散
処理が施されていたために、インテリジェントパワーIC
におけるCMOS部分のチャネル濃度等が変化してしまうの
で、再度チャネル濃度等を決定しなくてはならなかっ
た。しかし、本実施例に従えば、LDMOSのチャネルの決
定後に、ゲート電極を形成するので、インテリジェント
パワーICにおけるCMOS部分およびLDMOS部分のゲート電
極を同時に形成できるようになった。
In FIG. 2E, the n-type conductive impurity is
FIG. 4 shows a cross-sectional view of an LDMOS portion at a stage after diffusion near the surface of the substrate 100. The p-type and n-type conductive impurities are
Since implanted at the boundary 124, its p
The channel is determined in the channel region 112 in a self-aligned manner due to the difference in the diffusion of the type and n-type conductive impurities. Preferably, the n-type conductive impurities are diffused to a depth of about 0.2-0.6 microns and a concentration of about 10E17.
An n-type diffusion layer 141 of 1010E18 ions / cm 3 can be formed in the diffusion layer 131. As a result, a p base portion sandwiched between the n-type well and the diffusion layer 140 is formed near the surface of the channel region 112. The p base portion near the surface of the channel region 112 becomes an LDMOS channel. It should be noted here that the LDMOS channel is determined in a self-aligned manner, so that a semiconductor device with a short channel can be accurately determined.
It can be manufactured without variation. Further, at the time of determining the channel, the gate electrode of the LDMOS is not formed. Conventionally, after the gate electrode of LDMOS was formed, thermal diffusion processing for forming the p base portion was performed.
In this case, the channel concentration and the like of the CMOS portion change, so that the channel concentration and the like must be determined again. However, according to the present embodiment, since the gate electrode is formed after the channel of the LDMOS is determined, the gate electrodes of the CMOS portion and the LDMOS portion in the intelligent power IC can be formed at the same time.

【0015】図2のFには、その後、誘電体層121、
122、123を除去した段階のLDMOS部分の断面図を
図示している。ここで、拡散層141上にソース表面領
域151、拡散層143上にドレイン表面領域153、
並びにソース表面領域151とドレイン表面領域153
との間にあるチャネルおよびドリフト領域上にチャネル
表面領域152が、存在する。ソース表面領域151と
ドレイン表面領域153とは、ほぼ同一の不純物濃度を
有する。ウェハ表面領域152よりも、ウェハ表面領域
151、153のほうが不純物濃度が濃い。
FIG. 2F shows a dielectric layer 121,
A cross-sectional view of the LDMOS portion at the stage where 122 and 123 have been removed is shown. Here, the source surface region 151 on the diffusion layer 141, the drain surface region 153 on the diffusion layer 143,
And a source surface region 151 and a drain surface region 153.
There is a channel surface region 152 on the channel and drift region between. Source surface region 151 and drain surface region 153 have substantially the same impurity concentration. The wafer surface regions 151 and 153 have a higher impurity concentration than the wafer surface region 152.

【0016】図2のGにて、ウェハ表面領域152上に
所定の膜厚の誘電体層が形成されるように、主表面11
0上に誘電体層を形成する。好適には、その誘電体層
は、シリコン熱酸化膜である。表面110は、ソース表
面領域151、チャネル表面領域152およびドレイン
表面領域153を含む。チャネル表面領域152より
も、ソース表面領域151およびドレイン表面領域15
3のほうが不純物濃度が濃いので、ソース表面領域15
1およびドレイン表面領域153上には、チャネル表面
領域152上に形成される熱酸化膜よりも厚い熱酸化膜
が形成される。従って、ソース表面領域151およびド
レイン表面領域153とチャネル表面領域152との間
の部分に、段差部分160ができ、その段差部分160
がゲート電極形成のためのフォトアラインメントに役立
つ。即ち、段差部分160により、ゲート電極を所定の
位置に正確に位置付けることが可能となる。
In FIG. 2G, the main surface 11 is formed such that a dielectric layer having a predetermined thickness is formed on the wafer surface region 152.
A dielectric layer is formed on 0. Preferably, the dielectric layer is a silicon thermal oxide film. Surface 110 includes a source surface region 151, a channel surface region 152, and a drain surface region 153. The source surface region 151 and the drain surface region 15 are larger than the channel surface region 152.
3 has a higher impurity concentration.
On the first and drain surface regions 153, a thermal oxide film thicker than the thermal oxide film formed on the channel surface region 152 is formed. Therefore, a step portion 160 is formed between the source surface region 151 and the drain surface region 153 and the channel surface region 152, and the step portion 160 is formed.
Serves for photo alignment for forming the gate electrode. That is, the step portion 160 allows the gate electrode to be accurately positioned at a predetermined position.

【0017】図2のHには、ゲート電極170形成後の
段階のLDMOS部分の断面図を図示している。好適には、
ゲート材料として、ポリシリコンを使用するが、金属材
料(例えば、Al-Si ,Al-Si-Cu、シリサイド)を使用し
てもよい。ここで、注目すべきは、ゲート電極170
は、pベース拡散工程の後に形成されることである。従
来、ゲート電極170が、pベース拡散工程の前に形成
される場合、pベース拡散時に、ゲート電極170内の
不純物がシリコンゲート酸化膜を突き抜けてpベース拡
散層131に進入し、チャネル領域112の濃度を変化
させてしまうという問題があったが、本発明によると、
ゲート電極170が、pベース拡散工程の後に形成され
る場合、pベース拡散時には、ゲート電極170は未だ
形成されていないので、そのような問題は起こらない。
FIG. 2H is a cross-sectional view of the LDMOS portion after the gate electrode 170 is formed. Preferably,
Although polysilicon is used as the gate material, a metal material (for example, Al—Si 2, Al—Si—Cu, or silicide) may be used. Here, it should be noted that the gate electrode 170
Is formed after the p-base diffusion step. Conventionally, when the gate electrode 170 is formed before the p-base diffusion step, at the time of the p-base diffusion, impurities in the gate electrode 170 penetrate through the silicon gate oxide film and enter the p-base diffusion layer 131 to form the channel region 112. However, according to the present invention, the concentration of
When the gate electrode 170 is formed after the p-base diffusion step, such a problem does not occur during the p-base diffusion because the gate electrode 170 has not been formed yet.

【0018】図2のIには、n+ソース・ドレイン拡散
層をゲート電極170を利用して自己整合的に形成した
後の断面図を示している。ソース拡散層が161であ
り、ドレイン拡散層が163である。ここでは、一旦、
濃度の低い拡散層141、143を形成した後、高濃度
のn+ソース・ドレイン拡散層を形成しているが、これ
は、ジャンクション耐圧を上げるために、ソース・ドレ
イン拡散層を二重構造にして、濃度差を緩和するためで
ある。又、ドレイン拡散層のジャンクションの耐圧を上
げるためにドレイン拡散層163をポリ170の下に重
畳しない用に形成してもよい(図示せず)。もし、二重
構造のソース・ドレイン拡散層が不要である場合は、拡
散層141、143の濃度を高くし、それらをn+ソー
ス・ドレイン拡散層として代りに使用することも可能で
ある。この場合、n+ソース・ドレイン拡散層161、
163は形成しなくてもよい。より詳細には、図5のよ
うに、CMOSのゲート電極410を形成した後、LDMOSの
ゲート電極470を形成する場合、CMOSのゲート電極4
10およびLDMOS側の誘電体層420を利用してCMOS部
分およびLDMOS部分のn+ソース・ドレイン拡散層を同
一インプラント工程段階にて形成してもよい(図5の
C)。即ち、拡散層401、403、405、407は
二重構造の拡散層を形成してもよく、n+拡散層の一層
構造でもよい。
FIG. 2I shows a cross-sectional view after the n + source / drain diffusion layer is formed in a self-aligned manner using the gate electrode 170. The source diffusion layer is 161 and the drain diffusion layer is 163. Here, once
After forming the low concentration diffusion layers 141 and 143, a high concentration n + source / drain diffusion layer is formed. In order to increase the junction breakdown voltage, the source / drain diffusion layers are formed in a double structure. This is for reducing the density difference. Further, in order to increase the breakdown voltage of the junction of the drain diffusion layer, the drain diffusion layer 163 may be formed so as not to overlap below the poly 170 (not shown). If a dual source / drain diffusion layer is not required, it is possible to increase the concentration of the diffusion layers 141 and 143 and use them instead as n + source / drain diffusion layers. In this case, the n + source / drain diffusion layer 161,
163 may not be formed. More specifically, as shown in FIG. 5, when the LDMOS gate electrode 470 is formed after the CMOS gate electrode 410 is formed, the CMOS gate electrode 4
The n + source / drain diffusion layers of the CMOS portion and the LDMOS portion may be formed in the same implant process step using the dielectric layer 420 on the LDMOS side and the LDMOS side (FIG. 5).
C). That is, the diffusion layers 401, 403, 405, and 407 may form a double-layer diffusion layer, or may have a single-layer structure of an n + diffusion layer.

【0019】図3のAを参照して電界緩和効果について
の動作について説明する。図3のAは、ゲート電極形成
後のLDMOS部分の断面図を図示している。図3の構成要
素の番号は、図2のHの構成要素の番号と対応してい
る。動作において、代表的には、ゲート電極170に電
圧を印加し、ソース領域(拡散層141)を接地した場
合、ゲート電極170と拡散層141との間のシリコン
酸化膜に、その他の部分よりも大きな電界がかかる。ゲ
ート電極170と拡散層141との間のシリコン酸化膜
の膜厚が薄い程、その電界は大きくなり、かつ誘電体層
の耐圧が小さくなるため、シリコン酸化膜が破壊されや
すい。従来の方法によれば、この膜厚は、チャネル表面
領域152上のシリコン酸化膜の膜厚とほぼ同等である
ので破壊され易い。それに対し、本発明によれば、上述
のとおり、チャネル表面領域152上のシリコン酸化膜
の膜厚よりも、ソース表面領域151上のシリコン酸化
膜の膜厚のほうが厚くなるので、ゲート電極170と拡
散層141との間の電界を緩和できる(電界緩和効
果)。本発明に従って製造したシリコンゲート酸化膜
は、破壊されにくい。この電界緩和効果は、ゲート電極
170とドレイン領域(拡散層143)との間において
も同様に存在する。本発明に従い、図3のBのような構
造を有するLDMOSも形成可能であり、この場合、LOCOSの
フィールド酸化膜を利用し、上記電界緩和効果をもたら
している。
The operation of the electric field relaxation effect will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view of the LDMOS portion after the gate electrode is formed. The component numbers in FIG. 3 correspond to the component numbers in H in FIG. In operation, typically, when a voltage is applied to the gate electrode 170 and the source region (diffusion layer 141) is grounded, the silicon oxide film between the gate electrode 170 and the diffusion layer 141 has a higher thickness than other portions. A large electric field is applied. As the thickness of the silicon oxide film between the gate electrode 170 and the diffusion layer 141 decreases, the electric field increases and the withstand voltage of the dielectric layer decreases, so that the silicon oxide film is easily broken. According to the conventional method, the thickness is almost equal to the thickness of the silicon oxide film on the channel surface region 152, so that it is easily broken. On the other hand, according to the present invention, as described above, the thickness of the silicon oxide film on the source surface region 151 is larger than the thickness of the silicon oxide film on the channel surface region 152. The electric field between the diffusion layer 141 can be reduced (electric field relaxation effect). The silicon gate oxide film manufactured according to the present invention is not easily broken. This electric field relaxation effect also exists between the gate electrode 170 and the drain region (diffusion layer 143). According to the present invention, an LDMOS having a structure as shown in FIG. 3B can also be formed. In this case, the above-described electric field relaxation effect is provided by using a field oxide film of LOCOS.

【0020】上述のとおり、本発明に従えば、ゲート電
極ではなく、誘電体層の膜厚を利用した自己整合チャネ
ル形成法を用いるので、LDMOSのチャネルの決定後に、
ゲート電極を形成することが可能である。それにより、
インテリジェントパワーICにおけるCMOS部分およびLDMO
S部分のゲート電極を同時に形成可能である。
As described above, according to the present invention, a self-aligned channel forming method using the thickness of the dielectric layer is used instead of the gate electrode.
A gate electrode can be formed. Thereby,
CMOS part and LDMO in intelligent power IC
The gate electrode of the S portion can be formed at the same time.

【0021】次に、自己整合チャネル形成後、自己整合
コンタクト形成までの実施例として、LDMOS部分およびC
MOS部分の両方を分かりやすくするために、概略的に並
べて図示する。以下、図4、5において、図1、2、3
と比較し、拡散層の形が異なるが、図の簡略化の結果で
あって、内容的に異なるものではない。
Next, as an embodiment from the formation of a self-aligned channel to the formation of a self-aligned contact, an LDMOS portion and a C
In order to make both MOS parts easy to understand, they are schematically shown side by side. Hereinafter, in FIGS.
Although the shape of the diffusion layer is different from that of FIG. 1, it is a result of simplification of the drawing and is not different in content.

【0022】図4のAでは、前記のように自己整合チャ
ネルを形成したLDMOS部分およびその隣にCMOS部分を図
示している。LDMOS部分のチャネル形成のための拡散に
より、そのLDMOS部分のチャネルの決定後、LDMOS部分お
よびCMOS部分の両チャネル上の誘電体層を除去し、所定
の膜厚の熱酸化膜を形成する。ここで、チャネル濃度の
調整は、誘電体層の除去前であっても、またその熱酸化
膜形成後であってもよい。
FIG. 4A shows an LDMOS portion where a self-aligned channel is formed as described above and a CMOS portion next to the LDMOS portion. After the channel of the LDMOS portion is determined by diffusion for forming the channel of the LDMOS portion, the dielectric layers on both the channels of the LDMOS portion and the CMOS portion are removed, and a thermal oxide film having a predetermined thickness is formed. Here, the channel concentration may be adjusted before removing the dielectric layer or after forming the thermal oxide film.

【0023】図4のBにおいて、その熱酸化膜の形成お
よびチャネル濃度の調整後、ウェハ上に亘って、ゲート
電極層をデポジションする。代表的には、そのゲート電
極層はポリシリコンであり、そのデポジション後、その
ポリシリコンには所定の導電型不純物がドーピングされ
る。その後、そのポリシリコン上にキャップ誘電体層を
デポジションする。代表的には、キャップ誘電体層はPS
Gである。
In FIG. 4B, after forming the thermal oxide film and adjusting the channel concentration, a gate electrode layer is deposited over the wafer. Typically, the gate electrode layer is polysilicon, and after the deposition, the polysilicon is doped with a predetermined conductivity type impurity. Thereafter, a cap dielectric layer is deposited on the polysilicon. Typically, the cap dielectric layer is PS
G.

【0024】図4のCにて、そのキャップ誘電体層をエ
ッチングし、さらに、ポリシリコンをエッチングし、ゲ
ート電極370およびそのゲート電極370上に重畳す
るようにキャップ誘電体部分375を残す。本実施例に
従えば、ゲート電極370およびキャップ誘電体部分3
75は、LDMOS部分およびCMOS部分の両方に、同時に形
成する。その後、LDMOS部分の拡散層341、343が
n-拡散層の場合、上述したのようにゲート電極370
を利用して、そのn−拡散層内およびCMOS部分にn+拡
散層が形成され、LDMOS部分およびCMOS部分のソース、
ドレイン層301、303、305、307が、自己整
合的に形成される。LDMOS部分のn-拡散層の部分は、緩
やかな濃度勾配をソース、ドレイン領域に形成し、動作
時にソース、ドレイン領域の電界の集中を緩和するのに
役立つ。
In FIG. 4C, the cap dielectric layer is etched, and the polysilicon is etched, leaving the gate electrode 370 and the cap dielectric portion 375 so as to overlap over the gate electrode 370. According to this embodiment, the gate electrode 370 and the cap dielectric portion 3
75 is formed simultaneously on both the LDMOS portion and the CMOS portion. Thereafter, when the diffusion layers 341 and 343 in the LDMOS portion are n − diffusion layers, the gate electrode 370 is formed as described above.
The n + diffusion layer is formed in the n- diffusion layer and in the CMOS part by utilizing the source, the source of the LDMOS part and the CMOS part,
The drain layers 301, 303, 305, 307 are formed in a self-aligned manner. The portion of the n-diffusion layer of the LDMOS portion forms a gentle concentration gradient in the source and drain regions, and helps to reduce the concentration of the electric field in the source and drain regions during operation.

【0025】図4のD、Eのように、中間誘電体層をデポ
ジションし、その中間誘電体層をエッチング(代表的に
は、RIEによる異方性または準異方性エッチング)し、
ゲート電極370の側面に中間誘電体部分378を形成
する。それによって、誘電体キャップ375および中間
誘電体部分378が、ゲート電極370と相互接続に使
用される金属との絶縁を可能にする(図4のF)。
As shown in FIGS. 4D and 4E, an intermediate dielectric layer is deposited, and the intermediate dielectric layer is etched (typically, anisotropic or quasi-anisotropic etching by RIE).
An intermediate dielectric portion 378 is formed on a side surface of the gate electrode 370. Thereby, the dielectric cap 375 and the intermediate dielectric portion 378 allow insulation between the gate electrode 370 and the metal used for the interconnect (FIG. 4F).

【0026】よって、 インテリジェントパワーICのCMO
S回路の特性を維持したままパワー半導体装置のチャネ
ルを自己整合的に形成し、さらに自己整合コンタクトを
そのインテリジェントパワーICに使用可能にした。
Therefore, the intelligent power IC CMO
The channel of the power semiconductor device was formed in a self-aligned manner while maintaining the characteristics of the S circuit, and a self-aligned contact was made available for the intelligent power IC.

【0027】従来、LDMOS部分のゲート電極形成後LDMOS
部分のチャネルを決定し、その後に、CMOS部分のチャネ
ルの決定およびゲート電極形成をしなければならなかっ
た。そのため、従来技術により、インテリジェントパワ
ーICに自己整合コンタクトを使用する場合には、非常に
複雑な工程を経なければならず、サイクルタイムも長
く、製造コストが高くなるという欠点があった。本発明
により、LDMOS部分のゲート電極形成前に、LDMOS部分の
チャネルを決定することができるので、上述のように、
LDMOS部分およびCMOS部分の両方のゲート電極を同時に
形成することが可能になった。従って、LDMOS部分およ
びCMOS部分のゲート電極を個別に形成することなく、イ
ンテリジェントパワーICを形成できるので、製造工程の
削減、サイクルタイムの短縮およびコスト削減になる。
また、自己整合コンタクトの技術をインテリジェントパ
ワーICに使用することが可能になった。
Conventionally, after forming the gate electrode in the LDMOS portion, the LDMOS
The channel of the portion must be determined, and then the channel of the CMOS portion and the gate electrode must be formed. Therefore, when a self-aligned contact is used for an intelligent power IC according to the conventional technology, it has to go through a very complicated process, and the cycle time is long and the manufacturing cost is high. According to the present invention, the channel of the LDMOS portion can be determined before the gate electrode of the LDMOS portion is formed.
The gate electrodes of both the LDMOS part and the CMOS part can be formed simultaneously. Therefore, the intelligent power IC can be formed without separately forming the gate electrodes of the LDMOS portion and the CMOS portion, thereby reducing the number of manufacturing steps, the cycle time, and the cost.
Also, self-aligned contact technology can be used for intelligent power ICs.

【0028】図5にCMOS部分のゲート電極を先に形成
し、LDMOS部分のゲート電極をその後に形成する実施例
を示す。
FIG. 5 shows an embodiment in which the gate electrode of the CMOS portion is formed first, and the gate electrode of the LDMOS portion is formed thereafter.

【0029】図5のAにて、LDMOS部分のpベース拡散層
431を前述のように自己整合的に形成した後の断面図
を示す。
FIG. 5A is a cross-sectional view after the p base diffusion layer 431 in the LDMOS portion is formed in a self-aligned manner as described above.

【0030】図5のBにて、CMOS部分にゲート電極を形
成する。好適には、そのゲート電極層はポリシリコンで
あり、そのデポジション後、そのポリシリコンには所定
の導電型不純物がドーピングされる。次に、そのポリシ
リコンをエッチングし、CMOS部分のゲート電極410を
形成する。
In FIG. 5B, a gate electrode is formed in the CMOS portion. Preferably, the gate electrode layer is polysilicon, and after the deposition, the polysilicon is doped with a predetermined conductivity type impurity. Next, the polysilicon is etched to form a gate electrode 410 in a CMOS portion.

【0031】図5のCにて、CMOS部分のゲート電極41
0およびLDMOS部分の誘電体層420を前述のように利
用して、ソース、ドレイン拡散層401、403、40
5、407を形成する。
In FIG. 5C, the gate electrode 41 in the CMOS portion
The source and drain diffusion layers 401, 403, and 40 are formed by utilizing the dielectric layer 420 in the 0 and LDMOS portions as described above.
5, 407 are formed.

【0032】図5のDにて、LDMOS部分の誘電体層を除去
後、所定の厚さの誘電体層を形成し、その上にゲート電
極470、および自己整合コンタクトの形成に使用する
誘電体キャップ475をゲート電極470上に重畳する
ように形成する。
In FIG. 5D, after removing the dielectric layer in the LDMOS portion, a dielectric layer having a predetermined thickness is formed, on which a gate electrode 470 and a dielectric used for forming a self-aligned contact are formed. The cap 475 is formed so as to overlap with the gate electrode 470.

【0033】図5のEにて、ゲート電極470の側面
に、中間誘電体層478、479が形成される。中間誘
電体層478は自己整合コンタクトを形成するのに利用
される。本実施例では、LDMOS部分のみに自己整合コン
タクトが形成されているが、CMOS部分にも誘電体キャッ
プを用いて、自己整合コンタクトを形成してもよい。こ
れにより、チップ面積において占める割合の大きいLDMO
S部分のサイズを効果的に小さくできる。
Referring to FIG. 5E, intermediate dielectric layers 478 and 479 are formed on the side surfaces of the gate electrode 470. Intermediate dielectric layer 478 is used to form a self-aligned contact. In this embodiment, a self-aligned contact is formed only in the LDMOS portion. However, a self-aligned contact may be formed in the CMOS portion by using a dielectric cap. As a result, LDMO accounts for a large proportion of the chip area
The size of the S portion can be effectively reduced.

【0034】本実施例では、図5のCにおいてすでにCMO
S部分のソース、ドレイン拡散層が形成されるが、CMOS
部分の中間誘電体層479(本実施例では、利用されて
いず、また形成されなくてもよい)をスぺーサとして利
用してもよい。そのような、実施例としては、図5のC
にて、熱拡散がされにくい導電型不純物を、ゲート電極
410を利用して、浅くインプラントすることによっ
て、CMOS部分のチャネル長を決定する。その後、図5の
Eにて、スペーサ479を利用して、ソース拡散層およ
びドレイン拡散層が、互いにより離れた位置に形成され
るようにインプラントされ、少なくともドレイン拡散層
が、二重拡散層構造になり(LDD)、ドレイン拡散層に
係る電界が緩和される効果がある。
In this embodiment, the CMO shown in FIG.
The source and drain diffusion layers of the S part are formed, but CMOS
A part of the intermediate dielectric layer 479 (which is not used or may not be formed in this embodiment) may be used as a spacer. Such an embodiment is illustrated in FIG.
Then, the channel length of the CMOS portion is determined by implanting a shallow conductive impurity that is not easily diffused using the gate electrode 410. Then, in FIG.
At E, the source diffusion layer and the drain diffusion layer are implanted using the spacer 479 so as to be formed at positions farther apart from each other, and at least the drain diffusion layer has a double diffusion layer structure (LDD). This has the effect of reducing the electric field associated with the drain diffusion layer.

【0035】従来、LDMOS部分のゲート電極を形成し、L
DMOS部分のベース拡散層およびソース、ドレイン拡散層
を形成することによってチャネルを形成した後、CMOS部
分のゲート電極形成、ソース、ドレイン拡散層の形成を
実施しなくてはならなかった。従って、LDMOS部分に自
己整合コンタクトを形成しようとすると、さらなる工程
を付加することとなり、プロセスおよびサイクルタイム
の長期化を招く。本実施例に従えば、CMOS部分のゲート
電極形成の後、CMOS部分のゲート電極およびLDMOS部分
の前記段差を有する誘電体層を利用して、同一工程にて
ソース、ドレイン拡散層の形成を実施することができる
(図5のC)。従って、プロセスおよびサイクルタイム
を長期化せず、LDMOS部分に自己整合コンタクトを形成
でき、かつCMOSのチャネルの再調整を必要としない。
Conventionally, the gate electrode of the LDMOS portion is formed,
After forming the channel by forming the base diffusion layer and the source and drain diffusion layers in the DMOS portion, the formation of the gate electrode and the formation of the source and drain diffusion layers in the CMOS portion had to be performed. Therefore, if an attempt is made to form a self-aligned contact in the LDMOS portion, an additional step will be added, and the process and cycle time will be prolonged. According to this embodiment, after forming the gate electrode of the CMOS portion, the source and drain diffusion layers are formed in the same process by using the gate electrode of the CMOS portion and the dielectric layer having the step of the LDMOS portion. (C in FIG. 5). Therefore, the process and the cycle time are not lengthened, the self-aligned contact can be formed in the LDMOS portion, and the readjustment of the CMOS channel is not required.

【0036】本発明では、インテリジェントパワーICを
製造する際に、CMOS回路の特性を維持したままパワー半
導体装置のチャネルを自己整合的に形成可能にし、さら
に自己整合コンタクトをその集積回路に使用可能にし
た。これにより、ゲート電極の形成段階での工程削減、
コンタクト形成段階での工程削減、並びにインテリジェ
ントパワーICに自己整合コンタクトを使用可能にしたこ
とによるそのチップサイズの縮小化が可能になる。チッ
プ面積において占める割合の大きいパワー半導体装置
に、自己整合コンタクトを使用し、それによって、チッ
プサイズの縮小化を可能にしたことは、特に、効果が大
きい。それらの結果、コスト削減、特性の改善(特にオ
ン抵抗の低減)および特性の安定化が同時に実現でき
る。例えば、LDMOSの1単位セルの長さは、通常、約12.
6um程度であるが、本発明によれば、約9.6umであり、通
常よりも24%ものチップサイズの削減となる。また、LD
MOSのオン抵抗は、通常、約0.35mohm-cm2であるが、本
発明により、約0.26mohm-cm2に削減できる。
According to the present invention, when manufacturing an intelligent power IC, a channel of a power semiconductor device can be formed in a self-aligned manner while maintaining the characteristics of a CMOS circuit, and a self-aligned contact can be used for the integrated circuit. did. This reduces the number of steps in the gate electrode formation stage,
This makes it possible to reduce the number of processes in the contact formation stage and to reduce the chip size by using self-aligned contacts in the intelligent power IC. The use of self-aligned contacts for power semiconductor devices that occupy a large percentage of the chip area, thereby enabling a reduction in chip size, is particularly effective. As a result, cost reduction, improvement of characteristics (particularly, reduction of on-resistance), and stabilization of characteristics can be realized at the same time. For example, the length of one unit cell of LDMOS is usually about 12.
Although it is about 6 μm, according to the present invention, it is about 9.6 μm, which is a reduction of the chip size by 24% compared to the normal case. Also, LD
MOS on-resistance is typically about 0.35 mohm-cm 2 , but can be reduced to about 0.26 mohm-cm 2 by the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に従った、LDMOSの概略断面図の工程フ
ロー。
FIG. 1 is a process flow of a schematic cross-sectional view of an LDMOS according to the present invention.

【図2】本発明に従った、LDMOSの概略断面図の工程フ
ロー図1の続き。
FIG. 2 is a continuation of the process flow diagram 1 of a schematic cross-sectional view of an LDMOS according to the present invention.

【図3】本発明に従った、LDMOSの概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an LDMOS according to the present invention.

【図4】本発明に従った、インテリジェントパワーICの
概略断面図の工程フロー。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional process flow of an intelligent power IC according to the present invention.

【図5】本発明に従った、インテリジェントパワーICの
概略断面図の工程フロー。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional process flow of an intelligent power IC according to the present invention.

【図6】従来技術における同一工程にてLDMOSおよびCMO
Sのゲート電極を形成した場合のインテリジェントパワ
ーICの概略断面図の工程フロー。
FIG. 6: LDMOS and CMO in the same process in the prior art
4 is a process flow of a schematic cross-sectional view of an intelligent power IC when an S gate electrode is formed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 半導体ウェハ基板 110 主表面 111 ソース領域 112 チャネル領域 113 ドレイン領域 120、121、122、123、420 誘電体層 124、125 段差 131、431 ベース拡散層 141、341 ソース拡散層 143、343 ドレイン拡散層 151 ソース表面領域 152 チャネル表面領域 153 ドレイン表面領域 160 段差 161、301、305、401、405 ソース拡散
層 163、303、307、403、407 ドレイン拡
散層 170、370、410、470 ゲート電極 375、475 誘電体キャップ 378、478 中間誘電体部分 479 スペーサ
Reference Signs List 100 semiconductor wafer substrate 110 main surface 111 source region 112 channel region 113 drain region 120, 121, 122, 123, 420 dielectric layer 124, 125 step 131, 431 base diffusion layer 141, 341 source diffusion layer 143, 343 drain diffusion layer 151 Source surface region 152 Channel surface region 153 Drain surface region 160 Step 161, 301, 305, 401, 405 Source diffusion layer 163, 303, 307, 403, 407 Drain diffusion layer 170, 370, 410, 470 Gate electrode 375, 475 Dielectric cap 378, 478 Intermediate dielectric part 479 Spacer

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────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年6月15日[Submission date] June 15, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項10[Correction target item name] Claim 10

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/092 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 27/092

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置の製造方法であって:半導体
基板の主表面の第1領域(111)上にあり、第1膜厚
を有する第1誘電体部分(121)と、第1領域に隣接
する第2領域(112)の上にある、前記第1膜厚より
厚い第2膜厚を有する第2誘電体部分(122)とを有
する誘電体層、を形成する段階;前記第2誘電体部分
(122)を通過せず、かつ前記第1誘電体部分(12
1)を通過するインプラントエネルギにて、前記第1領
域(111)に、第1導電型不純物をインプラントする
段階;前記第2誘電体部分(122)を通過せず、かつ
前記第1誘電体部分(121)を通過するインプラント
エネルギにて、前記第1領域(111)に、第2導電型
不純物をインプラントする段階;および前記第1導電型
不純物および第2導電型不純物を拡散し、拡散の程度の
相違によりベース拡散層(131)およびソースまたは
ドレイン拡散層(141)を形成し、前記ベース拡散層
(131)内に自己整合的にチャネルを決定する段階;
から構成されることを特徴とする方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a first dielectric portion having a first thickness on a first region on a main surface of a semiconductor substrate; Forming a dielectric layer having a second dielectric portion (122) having a second thickness greater than the first thickness over an adjacent second region (112); And does not pass through the body portion (122) and does not pass through the first dielectric portion (12).
Implanting a first conductivity type impurity into the first region with an implant energy passing through 1); the first dielectric portion not passing through the second dielectric portion and not passing through the second dielectric portion; Implanting a second conductivity type impurity into the first region with the implant energy passing through (121); and diffusing the first conductivity type impurity and the second conductivity type impurity to a degree of diffusion. Forming a base diffusion layer (131) and a source or drain diffusion layer (141) according to the difference, and determining a channel in the base diffusion layer (131) in a self-aligned manner;
A method characterized by comprising:
【請求項2】 半導体装置の製造方法であって:半導体
基板の主表面の第1領域(111)上にあり、第1膜厚
を有する第1誘電体部分(121)と、第1領域に隣接
する第2領域(112)の上にある、前記第1膜厚より
厚い第2膜厚を有する第2誘電体部分(122)とを有
する誘電体層、を形成する段階;前記第2誘電体部分
(122)を通過せず、かつ前記第1誘電体部分(12
1)を通過するインプラントエネルギにて、前記第1領
域(111)に、第1導電型不純物をインプラントする
段階;前記第1導電型不純物を拡散することにより、ベ
ース拡散層(131)を形成する段階;前記第2誘電体
部分(122)を通過せず、かつ前記第1誘電体部分
(121)を通過するインプラントエネルギにて、前記
第1領域(111)に、第2導電型不純物をインプラン
トする段階;前記第2導電型不純物を拡散することによ
り、ソースまたはドレイン拡散層(141)を形成し、
前記ベース拡散層(131)内に自己整合的にチャネル
を決定する段階;から構成されることを特徴とする方
法。
2. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a first dielectric portion having a first thickness on a first region on a main surface of a semiconductor substrate; Forming a dielectric layer having a second dielectric portion (122) having a second thickness greater than the first thickness over an adjacent second region (112); And does not pass through the body portion (122) and does not pass through the first dielectric portion (12).
Implanting a first conductivity type impurity into the first region with the implant energy passing through 1); forming a base diffusion layer by diffusing the first conductivity type impurity; Implanting a second conductivity type impurity into the first region (111) with an implant energy that does not pass through the second dielectric portion (122) and passes through the first dielectric portion (121). Forming a source or drain diffusion layer (141) by diffusing the second conductivity type impurity;
Determining a channel in the base diffusion layer (131) in a self-aligned manner.
【請求項3】 第1種類半導体装置および第2種類半導
体装置を有する集積回路の製造方法であって:当該第1
種類半導体装置のチャネルを自己整合的に形成する段
階;当該第2種類半導体装置のチャネルの濃度を決定す
る段階;当該第2種類半導体装置のゲート電極を形成す
る段階;当該第2種類半導体装置のチャネルを自己整合
的に形成する段階;および当該第1種類半導体装置のゲ
ート電極を形成する段階;から構成され、前記ゲート電
極形成後に、第2種類半導体装置のチャネルの濃度の調
整を要しないことを特徴とする方法。
3. A method of manufacturing an integrated circuit having a first type semiconductor device and a second type semiconductor device, the method comprising:
Forming the channel of the second type semiconductor device; self-aligning the channel of the second type semiconductor device; determining the concentration of the channel of the second type semiconductor device; forming the gate electrode of the second type semiconductor device; Forming a channel in a self-aligned manner; and forming a gate electrode of the first type semiconductor device; and adjusting the concentration of the channel of the second type semiconductor device after forming the gate electrode is not required. A method characterized by the following.
【請求項4】 第1種類半導体装置および第2種類半導
体装置を有する集積回路の製造方法であって:当該第1
種類半導体装置のベース拡散層を自己整合的に形成する
段階;当該第2種類半導体装置のチャネルの濃度を決定
する段階;当該第2種類半導体装置のゲート電極を形成
する段階;当該第1種類、第2種類半導体装置のチャネ
ルを自己整合的に形成する段階;および当該第1種類半
導体装置のゲート電極を形成する段階;から構成され、
前記第2種類半導体装置のゲート電極形成後に、第2種
類半導体装置のチャネルの濃度の調整を要しないことを
特徴とする方法。
4. A method of manufacturing an integrated circuit having a first type semiconductor device and a second type semiconductor device, the method comprising:
Forming a base diffusion layer of a type semiconductor device in a self-aligned manner; determining a channel concentration of the second type semiconductor device; forming a gate electrode of the second type semiconductor device; Forming a channel of the second type semiconductor device in a self-aligned manner; and forming a gate electrode of the first type semiconductor device;
A method, which does not require adjusting the concentration of the channel of the second type semiconductor device after forming the gate electrode of the second type semiconductor device.
【請求項5】 第1種類半導体装置および第2種類半導
体装置を有する集積回路の製造方法であって:当該第1
種類半導体装置のチャネルを自己整合的に形成する段
階;当該第2種類半導体装置のチャネルの濃度を決定す
る段階;および当該第1種類、第2種類半導体装置の両
ゲート電極を同時に形成する段階;当該第2種類半導体
装置のチャネルを自己整合的に形成する段階;から構成
され、前記両ゲート電極形成後、当該第1種類、第2種
類半導体装置の両チャネルの濃度の調整を要しない、こ
とを特徴とする方法。
5. A method for manufacturing an integrated circuit having a first type semiconductor device and a second type semiconductor device, the method comprising:
Forming a channel of the type semiconductor device in a self-aligned manner; determining a channel concentration of the second type semiconductor device; and simultaneously forming both gate electrodes of the first and second type semiconductor devices; Forming a channel of the second type semiconductor device in a self-aligned manner; and after the formation of both gate electrodes, it is not necessary to adjust the concentration of both channels of the first type and second type semiconductor device. A method characterized by the following.
【請求項6】 請求項3または5に記載の集積回路の製
造方法であって:請求項1または2のいずれかに記載の
方法により、第1種類半導体装置のチャネルを自己整合
的に決定する段階;から構成されることを特徴とする方
法。
6. A method for manufacturing an integrated circuit according to claim 3 or 5, wherein a channel of the first type semiconductor device is determined in a self-aligned manner by the method according to claim 1. A method comprising the steps of:
【請求項7】 請求項4に記載の集積回路の製造方法で
あって:請求項2に記載の方法により、前記第1種類半
導体装置のベース拡散層を形成する段階;当該第2種類
半導体装置のチャネルの濃度を決定する段階;当該第2
種類半導体装置のゲート電極を形成する段階;請求項2
に記載の方法により、前記第2導電型不純物をインプラ
ントする段階であって、前記インプラントエネルギは、
さらに、前記第2種類半導体装置のゲート電極を通過せ
ず、かつ前記第2種類半導体装置のゲート誘電体層を通
過できる程度である、ところの段階;請求項2に記載の
方法により、前記第1種類、第2種類半導体装置のチャ
ネルを自己整合的に決定する段階;から構成されること
を特徴とする方法。
7. A method for manufacturing an integrated circuit according to claim 4, wherein the method according to claim 2 forms a base diffusion layer of the first type semiconductor device; the second type semiconductor device. Determining the concentration of the second channel;
Forming a gate electrode of a type semiconductor device;
Implanting the second conductivity type impurity according to the method described in the above, wherein the implant energy is:
3. The method according to claim 2, further comprising the step of not passing through a gate electrode of the second type semiconductor device and being able to pass through a gate dielectric layer of the second type semiconductor device. Determining the channels of the first and second type semiconductor devices in a self-aligned manner.
【請求項8】 請求項3に記載の集積回路の製造方法で
あって:前記第1種類半導体装置のチャネルを自己整合
的に形成する段階において、ソースまたはドレイン拡散
層(401、403)を形成する段階;前記第2種類半
導体装置のチャネルの濃度を決定後、前記第2種類半導
体装置のチャネル上に第2ゲート電極(410)を形成
する段階;前記第1種類半導体装置のチャネル上に、第
1ゲート電極(470)および第1誘電体キャップ(4
75)を形成する段階であって、当該第1誘電体キャッ
プ(475)が当該第1ゲート電極(470)上に亘っ
て重畳する、ところの段階;前記第1ゲート電極(47
0)の側面に中間誘電体部分(478)を形成する段階
であって、前記ゲート電極(470)の少なくとも側面
を露出させず、かつソースまたはドレイン拡散層(40
1、403)はコンタクトを形成するのに充分な程度露
出させる、ところの段階;前記ソースまたはドレイン拡
散層(401、403)と自己整合的にコンタクトする
相互接続部を形成する段階であって、当該相互接続部
は、前記誘電体キャップ(475)および前記中間誘電
体部分(478)により、前記ゲート電極(470)か
ら電気的に絶縁される、ところの段階;から構成される
ことを特徴とする方法。
8. The method of manufacturing an integrated circuit according to claim 3, wherein in the step of forming a channel of the first type semiconductor device in a self-aligned manner, forming a source or drain diffusion layer (401, 403). Forming a second gate electrode (410) on the channel of the second type semiconductor device after determining the concentration of the channel of the second type semiconductor device; The first gate electrode (470) and the first dielectric cap (4
75), wherein the first dielectric cap (475) overlaps over the first gate electrode (470); the first gate electrode (47).
0) forming an intermediate dielectric portion (478) on the side surface, wherein at least the side surface of the gate electrode (470) is not exposed, and the source or drain diffusion layer (40) is formed.
1, 403) exposing to a sufficient extent to form a contact; forming an interconnect that is in self-aligned contact with said source or drain diffusion layer (401, 403); Wherein said interconnect is electrically insulated from said gate electrode (470) by said dielectric cap (475) and said intermediate dielectric portion (478). how to.
【請求項9】 請求項4に記載の集積回路の製造方法で
あって:前記第1種類、第2種類半導体装置のチャネル
を自己整合的に形成する段階において、ソースまたはド
レイン拡散層(401、403、405、407)を形
成する段階;前記第1種類半導体装置のチャネル上に、
第1ゲート電極(470)および第1誘電体キャップ
(475)を形成する段階であって、当該第1誘電体キ
ャップ(475)が当該第1ゲート電極(470)上に
亘って重畳する、ところの段階;前記第1ゲート電極
(470)の側面に中間誘電体部分(478)を形成す
る段階であって、前記ゲート電極(470)の少なくと
も側面を露出させず、かつソースまたはドレイン拡散層
(401、403)はコンタクトを形成するのに充分な
程度露出させる、ところの段階;前記ソースまたはドレ
イン拡散層(401、403)と自己整合的にコンタク
トする相互接続部を形成する段階であって、当該相互接
続部は、前記誘電体キャップ(475)および前記中間
誘電体部分(478)により、前記ゲート電極(47
0)から電気的に絶縁される、ところの段階;から構成
されることを特徴とする方法。
9. The method of manufacturing an integrated circuit according to claim 4, wherein: in the step of forming the channels of the first type and second type semiconductor devices in a self-aligned manner, a source or drain diffusion layer (401, 403, 405, 407); forming on the channel of the first type semiconductor device;
Forming a first gate electrode (470) and a first dielectric cap (475), wherein the first dielectric cap (475) overlaps over the first gate electrode (470). Forming an intermediate dielectric portion (478) on a side surface of the first gate electrode (470), wherein at least a side surface of the gate electrode (470) is not exposed and a source or drain diffusion layer (478) is formed. 401, 403) exposing to a sufficient extent to form a contact; forming an interconnect in self-aligned contact with said source or drain diffusion layer (401, 403); The interconnect is connected to the gate electrode (47) by the dielectric cap (475) and the intermediate dielectric portion (478).
0) electrically insulated from 0).
【請求項10】前記第1種類、第2種類半導体装置の両
ゲート電極を同時に形成する段階において、前記第1種
類、第2種類半導体装置のチャネル上にゲート電極(3
70)および誘電体キャップ(375)を形成する段階
であって、当該誘電体キャップ(375)が当該ゲート
電極(370)上に亘って重畳する、ところの段階;前
記ゲート電極(370)の側面に中間誘電体部分(37
8)を形成する段階であって、前記ゲート電極(37
0)の少なくとも側面を露出させず、かつソースまたは
ドレイン拡散層(301、303、305、307)は
コンタクトを形成するのに充分な程度に露出される、と
ころの段階;前記ソースまたはドレイン拡散層(30
1、303、305、307)と自己整合的にコンタク
トする相互接続部を形成する段階であって、当該相互接
続部は、前記誘電体キャップ(375)および前記中間
誘電体部分(378)により、前記ゲート電極(37
0)から電気的に絶縁される、ところの段階;から構成
されることを特徴とする方法。
10. A step of simultaneously forming both gate electrodes of the first and second type semiconductor devices, wherein a gate electrode (3) is formed on a channel of the first and second type semiconductor devices.
70) and forming a dielectric cap (375), wherein the dielectric cap (375) overlaps over the gate electrode (370); side surfaces of the gate electrode (370) The intermediate dielectric part (37
8) forming the gate electrode (37).
0) wherein at least the side surfaces are not exposed and the source or drain diffusion layers (301, 303, 305, 307) are exposed to an extent sufficient to form a contact; (30
1, 303, 305, 307) in self-aligned contact, said interconnect being formed by said dielectric cap (375) and said intermediate dielectric portion (378). The gate electrode (37
0) electrically insulated from 0).
【請求項11】 請求項8、9または10に記載の集積
回路の製造方法であって:前記中間誘電体部分をスペー
サとして利用することによって、少なくともドレイン拡
散層を二重構造にする段階であって、ドレイン拡散層部
分の電界の緩和をする、ところの段階;から構成される
ことを特徴とする方法。
11. The method of manufacturing an integrated circuit according to claim 8, 9 or 10, wherein at least a drain diffusion layer is formed into a double structure by using the intermediate dielectric portion as a spacer. Relieving the electric field in the drain diffusion layer portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005109479A (en) * 2003-09-29 2005-04-21 Samsung Electronics Co Ltd Transistor having protruding drain and manufacturing method thereof
US7276775B2 (en) 2001-02-27 2007-10-02 International Business Machines Corporation Intrinsic dual gate oxide MOSFET using a damascene gate process
JP2008277851A (en) * 2001-05-30 2008-11-13 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

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