JP2000315792A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
- Publication number
- JP2000315792A JP2000315792A JP11125734A JP12573499A JP2000315792A JP 2000315792 A JP2000315792 A JP 2000315792A JP 11125734 A JP11125734 A JP 11125734A JP 12573499 A JP12573499 A JP 12573499A JP 2000315792 A JP2000315792 A JP 2000315792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- drain
- trench
- type
- buried
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
- H10D30/028—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs
- H10D30/0291—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs
- H10D30/0297—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of double-diffused metal oxide semiconductor [DMOS] FETs of vertical DMOS [VDMOS] FETs using recessing of the gate electrodes, e.g. to form trench gate electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
- H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
- H10D30/663—Vertical DMOS [VDMOS] FETs having both source contacts and drain contacts on the same surface, i.e. up-drain VDMOS
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
- H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
- H10D30/665—Vertical DMOS [VDMOS] FETs having edge termination structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/64—Double-diffused metal-oxide semiconductor [DMOS] FETs
- H10D30/66—Vertical DMOS [VDMOS] FETs
- H10D30/668—Vertical DMOS [VDMOS] FETs having trench gate electrodes, e.g. UMOS transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions
- H10D64/23—Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
- H10D64/251—Source or drain electrodes for field-effect devices
- H10D64/256—Source or drain electrodes for field-effect devices for lateral devices wherein the source or drain electrodes are recessed in semiconductor bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/124—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of semiconductor bodies or of junctions between the regions
- H10D62/126—Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions
- H10D62/127—Top-view geometrical layouts of the regions or the junctions of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/13—Semiconductor regions connected to electrodes carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. source or drain regions
- H10D62/149—Source or drain regions of field-effect devices
- H10D62/151—Source or drain regions of field-effect devices of IGFETs
- H10D62/156—Drain regions of DMOS transistors
- H10D62/157—Impurity concentrations or distributions
Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体装置のオフ時の耐圧を保持しつつ、高
いセル密度であると共に、オン抵抗の低い半導体装置を
提供すること。
【解決手段】 ドレイン取出し領域を、ウエル領域表面
から埋込領域に向かって形成するトレンチドレイン領域
と、このトレンチドレイン領域の下部にて接すると共
に、埋込領域表面から前記トレンチドレイン領域に向か
って幅が狭くなる第1拡散ドレイン領域と、から構成す
る。
(57) [Problem] To provide a semiconductor device having a high cell density and a low on-resistance while maintaining a withstand voltage when the semiconductor device is off. SOLUTION: A drain extraction region is formed in contact with a trench drain region formed from a surface of a well region to a buried region below the trench drain region, and has a width from the surface of the buried region toward the trench drain region. And the first diffusion drain region having a smaller width.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、横型のパワー用半
導体装置に関するもので、特に耐圧を保持しつつ高いセ
ル密度であると共にオン抵抗の低い半導体装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lateral power semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a high cell density while maintaining a withstand voltage and a low on-resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】U溝を有するパワー用半導体装置の従来
技術1としては、特開平8−316467号公報に開示
されている“溝型半導体装置”が相当する。この溝型半
導体装置を図14に記載する。図14(a)に各セルの
平面配置パターンを、図14(b)に図14(a)中の
A−A断面部に対応する断面構造図を示す。2. Description of the Related Art A "groove type semiconductor device" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-316467 corresponds to a prior art 1 of a power semiconductor device having a U groove. This groove type semiconductor device is shown in FIG. FIG. 14A shows a planar arrangement pattern of each cell, and FIG. 14B shows a cross-sectional structure diagram corresponding to a cross-section taken along the line AA in FIG. 14A.
【0003】まず、図14(b)を用いて、従来例の断
面構造を説明する。図14(b)においては、P型基板
2001上にN+ 型埋込層2002が形成されており、
さらにN+ 型埋込層2002の上にN型ウエル領域20
03が形成されている。このN型ウエル領域2003内
にはP型ベース領域2004が形成されている。さらに
N+ 拡散ドレイン引き出し領域2014がN+ 型埋込層
2002に到達するように形成されている。このP型ベ
ース領域2004内にはN+ 型ソース領域2005及び
P+ 型ベースコンタクト領域2006が形成されてお
り、このP型ベース領域2004を表面から貫通するよ
うな溝の内部にUゲート絶縁膜2007を介したUゲー
ト電極2008が形成されている。また、第1層層間絶
縁膜2009によってUゲート電極2008と絶縁され
たソース電極2010及び第1ドレイン電極2012が
形成されている。さらに、第2層層間絶縁膜2011に
よりソース電極2010と絶縁され、第1ドレイン電極
2012と接続されるように第2ドレイン電極2013
が形成されている。First, a cross-sectional structure of a conventional example will be described with reference to FIG. In FIG. 14B, an N + -type buried layer 2002 is formed on a P-type substrate 2001,
Further, an N-type well region 20 is formed on the N + type buried layer 2002.
03 is formed. In the N-type well region 2003, a P-type base region 2004 is formed. Further, an N + diffusion drain lead region 2014 is formed so as to reach the N + type buried layer 2002. An N + -type source region 2005 and a P + -type base contact region 2006 are formed in the P-type base region 2004, and a U-gate insulating film is formed inside a groove penetrating the P-type base region 2004 from the surface. A U gate electrode 2008 is formed via 2007. Further, a source electrode 2010 and a first drain electrode 2012 which are insulated from the U gate electrode 2008 by the first interlayer insulating film 2009 are formed. Further, the second drain electrode 2013 is insulated from the source electrode 2010 by the second interlayer insulating film 2011 and is connected to the first drain electrode 2012.
Are formed.
【0004】次に、各セルの平面配置パターンを図14
(a)により説明する。ここで、ドレインセル2016
とは、中心にN+ 型拡散ドレイン引き出し領域2014
により作られるドレイン引き出し領域2017が形成さ
れたUゲートトレンチ2018に囲まれた領域である。
また、ソースセル2015とは、周囲をN+ 型ソース領
域2005で囲まれたP+ 型ベースコンタクト領域20
06が形成されたUゲートトレンチ2018により区切
られた領域のことである。ドレインセル2016の周囲
を取り囲むようにソースセル2015が配置されてお
り、このパターン配置を基本としてソースセル2015
及びドレインセル2016が繰り返し配置されている。
ここで、ソースセル2015とドレインセル2016と
の間の領域はUゲートトレンチ2018になっている。Next, a plan layout pattern of each cell is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. Here, the drain cell 2016
Means an N + type diffusion drain extraction region 2014
This is a region surrounded by a U gate trench 2018 in which a drain extraction region 2017 formed by is formed.
The source cell 2015 is a P + -type base contact region 20 surrounded by an N + -type source region 2005.
06 is a region separated by the U gate trench 2018 in which the gates 06 are formed. A source cell 2015 is arranged so as to surround the periphery of the drain cell 2016. Based on this pattern arrangement, the source cell 2015 is arranged.
And a drain cell 2016 are repeatedly arranged.
Here, a region between the source cell 2015 and the drain cell 2016 is a U gate trench 2018.
【0005】次に、従来技術1の基本動作を説明する。
第2ドレイン電極2013とソース電極2010との間
に正電圧が印加された状態でUゲート電極2008にし
きい値以上の電圧が印加されると、Uゲート絶縁膜20
07とP型ベース領域2004の界面にN型に反転した
チャネルが縦方向に形成される。その結果N+ 型拡散ド
レイン引き出し領域2014に縦方向に電流が流れ、引
き続きN+ 型埋込層2002を横方向に流れ、更にN型
ウエル領域2003を縦方向に流れて前記チャネルを経
由してN+ 型ソース領域2005に流れる。また、Uゲ
ート電極にしきい値以下の電圧が印加された場合、P型
ベース領域2004内にチャネルは形成されず、逆バイ
アス状態となって空乏層がP型ベース領域2004とN
型ウエル領域2003界面に広がり耐圧を保つ。Next, the basic operation of the prior art 1 will be described.
When a voltage higher than the threshold value is applied to the U gate electrode 2008 in a state where a positive voltage is applied between the second drain electrode 2013 and the source electrode 2010, the U gate insulating film 20
A channel inverted to N-type is formed in the vertical direction at the interface between the transistor 07 and the P-type base region 2004. As a result, a current flows in the vertical direction through the N + -type diffusion drain extraction region 2014, subsequently flows in the N + -type buried layer 2002 in the horizontal direction, further flows in the N-type well region 2003 in the vertical direction, and passes through the channel. It flows to the N + type source region 2005. When a voltage equal to or lower than the threshold value is applied to the U gate electrode, no channel is formed in the P-type base region 2004, and a reverse bias state is established, so that the depletion layer is formed between the P-type base region 2004 and the N-type.
It spreads to the interface of the mold well region 2003 to keep the breakdown voltage.
【0006】この従来技術1では、P型ベース領域20
04とN+ 型拡散ドレイン引き出し領域2014との距
離2019を耐圧が低下しない程度に近づけることによ
りソースセルを高密度に配置することが可能である。In the prior art 1, the P-type base region 20
The source cells can be arranged at a high density by making the distance 2019 between the N.sub.04 and the N.sup. + Type diffusion drain lead region 2014 close to such a level that the breakdown voltage does not decrease.
【0007】しかし、この従来例ではN+ 型ドレイン引
き出し領域2014を拡散によって形成しているので、
上記耐圧を維持したままN+ 型ドレイン引き出し領域を
N+型埋込層に達するまで形成するには、横方向へ広が
ってしまい、従ってN+ 型ドレイン引き出し領域201
4が大きくなってしまう。その結果、セル密度の向上に
限界があった。However, in this conventional example, since the N + type drain lead region 2014 is formed by diffusion,
In order to form the N + -type drain lead-out region until reaching the N + -type buried layer while maintaining the above-mentioned breakdown voltage, the N + -type drain lead-out region 201 is expanded in the lateral direction.
4 becomes large. As a result, there was a limit to the improvement in cell density.
【0008】これを改善するために、図15に示す従来
技術2が考えられる。図15(a)は各セルの平面配置
パターン図、15(b)は図15(a)中のA−A断面
図を表すものである。In order to improve this, the prior art 2 shown in FIG. 15 can be considered. FIG. 15A is a plan layout pattern diagram of each cell, and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
【0009】この従来技術2は、従来技術1において、
拡散で形成していたN+ 型拡散ドレイン引き出し領域2
014を、N型ウエル領域2003に一旦トレンチを形
成した後、N型の不純物を注入した例えばポリシリコン
をこのトレンチに堆積・充填することで、N型トレンチ
ドレイン引き出し領域2101を形成するようにしたも
のである。The prior art 2 is different from the prior art 1 in that
N + -type diffusion drain extraction region 2 formed by diffusion
014, an N-type trench drain extraction region 2101 is formed by forming a trench in the N-type well region 2003 and then depositing and filling the trench with, for example, polysilicon into which an N-type impurity is implanted. Things.
【0010】従って、従来技術1と同様に、P型ベース
領域2004とN型トレンチドレイン引き出し領域21
01との距離2104を、必要な耐圧を保つ距離を維持
したまま、ドレイン引き出し領域2014の面積を小さ
くすることができ、同じチップ面積に多くのトランジス
タを配置することができ、従ってセル密度を向上するこ
とができる。Accordingly, as in the prior art 1, the P-type base region 2004 and the N-type trench drain lead-out region 21 are formed.
The area of the drain lead-out region 2014 can be reduced while maintaining the distance 2104 from 01 to maintain the required withstand voltage, so that many transistors can be arranged in the same chip area, and the cell density can be improved. can do.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来技術2に示したパ
ワー用半導体装置のトランジスタのオン時の電流の主要
経路は、図15(b)に示す2100であるが、電流経
路として2101のような経路も存在する。この経路は
高濃度でないN型ウエル領域2003を長い距離に渡っ
て通過するので、この経路のオン抵抗は高くなってしま
っていた。特にN型トレンチドレイン引き出し領域21
01の下部とN型ウエル領域2003下部で接する領域
2105では、耐圧上の距離が必要ないにも関わらず、
高濃度ではないために、オン抵抗の高い領域となってし
まっていた。The main path of the current when the transistor of the power semiconductor device shown in the prior art 2 is on is 2100 shown in FIG. 15B. There is also a route. Since this path passes through the non-concentrated N-type well region 2003 over a long distance, the on-resistance of this path has increased. In particular, the N-type trench drain extraction region 21
In the region 2105 that contacts the lower portion of the N-type well region 2003 and the lower portion of the N-type well region 2003, although a distance on the withstand voltage is not required,
Since the concentration is not high, the region has a high on-resistance.
【0012】本発明の目的は、半導体装置のオフ時の耐
圧を保持しつつ、高いセル密度であると共に、オン抵抗
の低い半導体装置を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having a high cell density and a low on-resistance while maintaining the off-state breakdown voltage of the semiconductor device.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明においては、半導体基板上に形
成される第1導電型の埋込領域と、この埋込領域上に形
成されると共に、埋込領域よりも不純物濃度の低い第1
導電型のウエル領域と、このウエル領域の表面に形成さ
れる第2導電型のベース領域と、このベース領域の表面
に形成される第1導電型のソース領域と、ベース領域の
表面からウエル領域に達するまで形成されたゲート用ト
レンチと、このゲート用トレンチ内部に、ゲート絶縁膜
を介して形成されたゲート電極と、前記ベース領域が形
成されていないウエル領域表面から埋込領域に達するま
で形成されると共に、ウエル領域よりも不純物濃度の高
い第1導電型のドレイン取出し領域と、を備えた半導体
装置において、ドレイン取出し領域は、ウエル領域表面
から埋込領域に向かって形成されるトレンチドレイン領
域と、このトレンチドレイン領域の下部にて接すると共
に、埋込領域表面から前記トレンチドレイン領域に向か
って幅が狭くなる第1拡散ドレイン領域と、から構成し
た。According to a first aspect of the present invention, there is provided a buried region of a first conductivity type formed on a semiconductor substrate and a buried region formed on the buried region. And a first impurity having a lower impurity concentration than the buried region.
A conductivity type well region; a second conductivity type base region formed on the surface of the well region; a first conductivity type source region formed on the surface of the base region; , A gate electrode formed inside the gate trench through a gate insulating film, and a trench formed from the surface of the well region where the base region is not formed to the buried region. And a drain extraction region of a first conductivity type having a higher impurity concentration than the well region, wherein the drain extraction region is a trench drain region formed from the surface of the well region toward the buried region. At the lower portion of the trench drain region, and the width decreases from the surface of the buried region toward the trench drain region. 1 and diffusion drain region, was constructed from.
【0014】請求項2記載の発明においては、請求項1
記載の半導体装置において、ドレイン引出し領域は、ウ
エル領域表面から埋込領域に向かって形成される複数の
トレンチドレイン領域と、この複数のトレンチドレイン
領域間に形成されると共に、ウエル領域よりも不純物濃
度の高い第2拡散ドレイン領域と、トレンチドレイン領
域の下部にて接すると共に、埋込領域表面からトレンチ
ドレイン領域に向かって幅が狭い第1拡散ドレイン領域
と、から構成した。According to the second aspect of the present invention, the first aspect is provided.
In the semiconductor device described above, the drain extraction region is formed between a plurality of trench drain regions formed from the surface of the well region toward the buried region, and is formed between the plurality of trench drain regions, and has a higher impurity concentration than the well region. And a first diffusion drain region which is in contact with a lower portion of the trench drain region and has a narrow width from the surface of the buried region toward the trench drain region.
【0015】請求項3記載の発明においては、請求項1
記載の半導体装置において、トレンチドレイン領域は、
ウエル領域表面から埋込領域表面に達するまで形成され
ると共に、前記ウエル領域表面から所定の深さまでは第
1の幅を有し、所定の深さから埋込層表面に達するまで
は第1の幅よりも狭い幅であるように構成した。[0015] In the third aspect of the invention, the first aspect is provided.
In the described semiconductor device, the trench drain region is
It is formed from the surface of the well region to the surface of the buried region, has a first width from the surface of the well region to a predetermined depth, and has a first width from the predetermined depth to the surface of the buried layer. The width was configured to be smaller than the width.
【0016】請求項4記載の半導体装置の製造方法にお
いては、半導体基板上に第1導電型の埋込領域を形成す
る工程と、この埋込領域上に第1導電型のウエル領域を
形成する工程と、このウエル領域の表面に選択的に第2
導電型のベース領域を形成する工程と、このベース領域
の表面に選択的に第1導電型のソース領域を形成する工
程と、ソース領域表面からウエル領域に達するまでゲー
ト用トレンチを形成する工程と、このゲート用トレンチ
の側面及び底面に絶縁膜を介して、ゲート電極を形成す
る工程と、ベース領域が形成されていない領域であっ
て、ウエル領域の表面から埋込領域に向かって、ドレイ
ン用トレンチを形成する工程と、このドレイン用トレン
チにウエル領域よりも不純物濃度の高い不純物を注入・
拡散し、前記ドレイン用トレンチの底面から前記埋込領
域に達するまで拡散ドレイン領域を形成する工程と、ド
レイン用トレンチを埋め込んでトレンチドレイン領域を
形成する工程と、からなる。According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, a first conductivity type buried region is formed on a semiconductor substrate, and a first conductivity type well region is formed on the buried region. Process and selectively forming a second surface on the surface of the well region.
Forming a conductive type base region, selectively forming a first conductive type source region on the surface of the base region, and forming a gate trench from the surface of the source region to the well region; Forming a gate electrode on the side and bottom surfaces of the gate trench through an insulating film; and forming a gate electrode in a region where the base region is not formed, from the surface of the well region toward the buried region. Forming a trench, and implanting an impurity having a higher impurity concentration than the well region into the drain trench.
Forming a diffusion drain region from the bottom surface of the drain trench to the buried region; and forming a trench drain region by burying the drain trench.
【0017】請求項5記載の半導体装置の製造方法にお
いては、請求項4記載の半導体装置の製造方法におい
て、ゲート用トレンチと、ドレイン用トレンチを、同一
の工程で形成するようにした。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of the fourth aspect, the gate trench and the drain trench are formed in the same step.
【0018】請求項6記載の半導体装置の製造方法にお
いては、請求項4記載の半導体装置の製造方法におい
て、ドレイン用トレンチを形成する工程は、ウエル領域
表面から埋込領域表面に達するまで形成されると共に、
ウエル領域表面から所定の深さまでは第1の幅を有し、
所定の深さから埋込層表面に達するまでは第1の幅より
も狭い幅であるドレイン用トレンチを形成する工程であ
るようにした。In the method of manufacturing a semiconductor device according to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, the step of forming the drain trench is performed until the surface of the well region reaches the surface of the buried region. Along with
Has a first width at a predetermined depth from the well region surface,
The step of forming a drain trench having a width smaller than the first width from a predetermined depth to the buried layer surface is performed.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体装置及
びその製造方法の実施の形態を添付図面を参照して詳細
に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【0020】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態を、図1〜図9を用いて説明を行う。まず、図1
を用いて、第1の実施の形態の構造を説明する。図1
(b)は平面配置パターンを示す図であり、図1(a)
は図1(b)のA−A線で切断した場合の断面図を示す
図である。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, FIG.
The structure of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 1B is a diagram showing a planar arrangement pattern, and FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
【0021】図1(a)を用いて説明を行う。2001
はP型シリコン基板であり、このシリコン基板2001
上にはN+ 型埋込領域2002が形成されている。この
N+型埋込領域2002上には、N型ウエル領域200
3が形成されている。このN型ウエル領域2003の表
面には、P型ベース領域2004が形成されている。こ
のP型ベース領域2004の表面からN型ウエル領域2
003に達するまで、トレンチが形成され、このトレン
チの側面及び底面にゲート絶縁膜2007が形成され、
このゲート絶縁膜2007の内部にはポリシリコンが充
填され、ゲート電極2008を形成している。また、P
型ベース領域2004の表面からN+ 型ソース領域20
05が形成されている。このN+ 型ソース領域2005
に囲まれる領域と、P型ベース領域2004の最も外側
でゲート絶縁膜2007と接する部分にP+ 型ベースコ
ンタクト領域2006が形成されている。2009は第
1層間絶縁膜である。N+ 型ソース領域2005上、及
びP+ 型ベースコンタクト領域2006上には、ソース
電極2010が形成されている。A description will be given with reference to FIG. 2001
Is a P-type silicon substrate.
An N + type buried region 2002 is formed thereon. On the N + type buried region 2002, an N type well region 200 is formed.
3 are formed. On the surface of the N-type well region 2003, a P-type base region 2004 is formed. From the surface of the P-type base region 2004 to the N-type well region 2
003 is formed, a gate insulating film 2007 is formed on the side and bottom surfaces of the trench,
The inside of the gate insulating film 2007 is filled with polysilicon to form a gate electrode 2008. Also, P
N + type source region 20 from the surface of type base region 2004
05 is formed. This N + type source region 2005
A P + -type base contact region 2006 is formed in a region surrounded by P.sup. 2009 is a first interlayer insulating film. On the N + type source region 2005 and the P + type base contact region 2006, a source electrode 2010 is formed.
【0022】また、N型ウエル領域2003の表面か
ら、ポリシリコンからなるN+ 型トレンチドレイン領域
101が、N+ 型埋込層2002に達しないように断面
が方形状に形成されている。102は、N+ 型第1拡散
ドレイン領域102であって、N+ 型トレンチドレイン
領域101の下部を覆うと共に、N+ 型埋込領域200
2と接するように形成されている。なお、このN+ 型第
1拡散ドレイン領域102は、深さが深くなるに従っ
て、広がりを有するように形成されている。また、N+
型トレンチドレイン領域101の外周面で、N+ 型第1
拡散ドレイン領域102によって囲まれていない領域
は、N+ 型第2拡散ドレイン領域103によって、囲ま
れている。The N + -type trench drain region 101 made of polysilicon is formed in a rectangular cross section from the surface of the N-type well region 2003 so as not to reach the N + -type buried layer 2002. Reference numeral 102 denotes an N + type first diffusion drain region 102 which covers a lower portion of the N + type trench drain region 101 and an N + type buried region 200.
2. The N + type first diffusion drain region 102 is formed so as to expand as the depth increases. Also, N +
N + type first
A region not surrounded by the diffusion drain region 102 is surrounded by the N + type second diffusion drain region 103.
【0023】2012は第1ドレイン電極であって、N
+ 型トレンチドレイン領域101上に形成されている。
2013は第2ドレイン電極であって、第1ドレイン電
極2012と接続されている。2011は第2層間絶縁
膜であって、ソース電極2010と、第1及び第2ドレ
イン電極2012,2013との接続を絶縁するために
形成されている。Reference numeral 2012 denotes a first drain electrode,
It is formed on the + type trench drain region 101.
Reference numeral 2013 denotes a second drain electrode, which is connected to the first drain electrode 2012. Reference numeral 2011 denotes a second interlayer insulating film, which is formed to insulate the connection between the source electrode 2010 and the first and second drain electrodes 2012 and 2013.
【0024】107はP型ベース領域2004とN+ 型
第2拡散ドレイン領域103との間の距離、108はP
型ベース領域2004とN+ 型第1拡散ドレイン領域1
02との距離を示すものであって、この距離はトランジ
スタがオフの時に、耐圧を保持することのできる距離を
有している。Reference numeral 107 denotes a distance between the P-type base region 2004 and the N + -type second diffusion drain region 103;
Base region 2004 and N + type first diffusion drain region 1
02, which is a distance capable of maintaining a withstand voltage when the transistor is off.
【0025】次に、図1(b)を用いて説明を行う。な
お、この図1(b)においては、簡略化のために、層間
絶縁膜2009,2011、ソース電極2010、ドレ
イン電極2012,2013についての図示、説明は省
略する。Next, description will be made with reference to FIG. In FIG. 1B, illustration and description of the interlayer insulating films 2009 and 2011, the source electrode 2010, and the drain electrodes 2012 and 2013 are omitted for simplification.
【0026】106はN+ 型トレンチドレイン領域10
1とN+ 型第2拡散ドレイン領域103によって囲まれ
る領域であって、ドレイン取出し領域と定義する。10
4は、ゲート電極2008からドレイン取出し領域10
6に達するまでの領域であって、ドレインセルである。
105は、P+ 型ベースコンタクト領域2006を囲む
ように形成されたN+ 型ソース領域2005であって、
ソースセルと定義する。このソースセル105と、ドレ
インセル104の間に形成されているのが、ゲート電極
2008である。すなわち、ドレインセル104は、ゲ
ート領域2008を介して、複数のソースセル105に
よって取り囲まれて形成されている。Reference numeral 106 denotes an N + type trench drain region 10
1 and an area surrounded by the N + type second diffusion drain region 103, which is defined as a drain extraction region. 10
4 is a drain extraction region 10 from the gate electrode 2008.
This is a region up to 6 and is a drain cell.
105 is an N + type source region 2005 formed so as to surround the P + type base contact region 2006;
Define as source cell. The gate electrode 2008 is formed between the source cell 105 and the drain cell 104. That is, the drain cell 104 is formed so as to be surrounded by the plurality of source cells 105 via the gate region 2008.
【0027】次に、図1(a)を参照し、動作を説明す
ると、第2ドレイン電極2013とソース電極2010
との間に正電圧を印加しておいて、ゲート電極2008
にしきい値以上の電圧を印加すると、ゲート絶縁膜20
07と接するP型ベース領域2004界面にチャネルが
縦方向に形成され、N型の反転層が形成される。従っ
て、ドレイン電極2012から、N+ 型トレンチドレイ
ン領域101及びN+ 型第2拡散ドレイン領域103を
縦方向に、N+ 型第1拡散ドレイン領域102を縦方向
に、N+ 型埋込領域2002を横方向に、N型ウエル領
域2003を縦方向に、チャネルを縦方向に、N+ 型ソ
ース領域2005に電流が流れ(電流経路1500)、
トランジスタがオンする。また、ゲート電極2008に
しきい値未満の電圧を印加された場合には、チャネルが
形成されず、電流は流れない。Next, the operation will be described with reference to FIG. 1A. The second drain electrode 2013 and the source electrode 2010
And a positive voltage is applied between the gate electrode 2008
Is applied to the gate insulating film 20
A channel is formed in the vertical direction at the interface of the P-type base region 2004 in contact with 07, and an N-type inversion layer is formed. Accordingly, from the drain electrode 2012, the N + type trench drain region 101 and the N + type second diffusion drain region 103 are arranged in the vertical direction, the N + type first diffusion drain region 102 is arranged in the vertical direction, and the N + type buried region 2002 is formed. Flows in the horizontal direction, the N-type well region 2003 in the vertical direction, the channel in the vertical direction, and the N + -type source region 2005 (current path 1500).
The transistor turns on. When a voltage lower than the threshold is applied to the gate electrode 2008, no channel is formed and no current flows.
【0028】本発明の実施の形態で特徴的なのは、N+
型第1拡散ドレイン領域102を形成したことにより、
N型ウエル領域2003を流れる電流経路1501にお
いて、オン抵抗の高いN型ウエル領域2003を通過す
る距離が短いことである。これによって、この電流経路
1501において、素子全体のオン抵抗を低くすること
ができる。更に、このN+ 型第1拡散ドレイン領域10
2は、P型ベース領域2004との距離を耐圧を維持す
るように保っているために、耐圧を維持することができ
る。更に、N+ 型トレンチドレイン領域101及びN+
型第2拡散ドレイン領域103が横方向に広がりを有す
る形状ではなく、方形状に形成されているので、P型ベ
ース領域2004との距離107を耐圧を維持する距離
を保ったまま、セル密度を高くすることができる。A feature of the embodiment of the present invention is that N +
By forming the first diffusion region 102,
In the current path 1501 flowing through the N-type well region 2003, the distance passing through the N-type well region 2003 having high on-resistance is short. Thus, in the current path 1501, the on-resistance of the entire device can be reduced. Further, the N + type first diffusion drain region 10
In No. 2, since the distance from the P-type base region 2004 is maintained so as to maintain the breakdown voltage, the breakdown voltage can be maintained. Further, the N + type trench drain region 101 and N +
Since the type second diffusion drain region 103 is formed not in a shape having a lateral spread but in a rectangular shape, the cell density can be increased while maintaining the distance 107 from the P-type base region 2004 to maintain the breakdown voltage. Can be higher.
【0029】すなわち、オフ時の耐圧を保持しつつ、高
いセル密度であると共に、オン抵抗の低いトランジスタ
を提供することができる。That is, it is possible to provide a transistor having a high cell density and a low on-resistance while maintaining the off-state breakdown voltage.
【0030】次に、図1に示した半導体装置の製造方法
を図2〜図9を用いて、説明する。Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
【0031】P型シリコン基板2001表面に、N+ 型
埋込領域2002を不純物注入・拡散により形成する。
次いで、このN+ 型埋込領域2002表面にN型ウエル
領域2003をエピタキシャル成長によって、形成する
(図2)。An N + type buried region 2002 is formed on the surface of a P type silicon substrate 2001 by impurity implantation / diffusion.
Next, an N-type well region 2003 is formed on the surface of the N + -type buried region 2002 by epitaxial growth (FIG. 2).
【0032】次に、N型ウエル領域2003の表面に選
択的にパターニングされたP型ベース領域2004を不
純物注入・拡散によって形成する。次いで、このP型ベ
ース領域2004表面に選択的にパターニングされたN
+ 型ソース領域2005となる拡散領域及びP+ 型ベー
スコンタクト領域2006を不純物注入・拡散によって
形成する(図3)。Next, a P-type base region 2004 selectively patterned is formed on the surface of the N-type well region 2003 by impurity implantation / diffusion. Next, on the surface of the P-type base region 2004, selectively patterned N
A diffusion region serving as a + type source region 2005 and a P + type base contact region 2006 are formed by impurity implantation / diffusion (FIG. 3).
【0033】次に、N+ 型ソース領域2005となる拡
散領域の所定領域、及びN型埋込領域2003を表面か
ら選択的にエッチングし、ゲート用トレンチ401、ド
レイン用トレンチ402を形成する(図4)。なお、図
4においては、このゲート用トレンチ401とドレイン
用トレンチ402とは違う深さになっているので、エッ
チングを2回行っているが、同じ深さにすることで、こ
の工程数を少なくすることができる。Next, a predetermined region of the diffusion region to be the N + -type source region 2005 and the N-type buried region 2003 are selectively etched from the surface to form a gate trench 401 and a drain trench 402 (FIG. 4). 4). In FIG. 4, the gate trench 401 and the drain trench 402 have different depths, so that the etching is performed twice. However, the same depth reduces the number of steps. can do.
【0034】次に、ドレイン用トレンチ402を除く部
分にレジスト膜501を形成し、トレンチ用ドレイン4
02の底部のみに燐等の不純物を注入する。次いで、注
入した不純物が、ドレイン用トレンチ402底部から、
N+ 型埋込領域2002表面に届くまで拡散を行い、N
+ 型第1拡散ドレイン領域102が形成される。この拡
散工程によって、トレンチの下部を囲むようにN+ 型第
1拡散ドレイン領域102が形成される(図5)。Next, a resist film 501 is formed in portions other than the drain trenches 402, and the trench drains 4 are formed.
An impurity such as phosphorus is implanted only into the bottom of the substrate 02. Next, the implanted impurities are removed from the bottom of the drain trench 402.
Diffusion is performed until reaching the surface of the N + type buried region 2002,
A + -type first diffusion drain region 102 is formed. By this diffusion step, an N + type first diffusion drain region 102 is formed so as to surround the lower portion of the trench (FIG. 5).
【0035】次に、ドレイン用トレンチ402に、N+
型(低抵抗)にドープされたポリシリコンを埋め込み、
N+ 型トレンチドレイン領域101を形成する。次い
で、レジスト膜501を除去する(図6)。Next, N + is formed in the drain trench 402.
Embedding doped polysilicon in the mold (low resistance),
An N + type trench drain region 101 is formed. Next, the resist film 501 is removed (FIG. 6).
【0036】次に、ゲート用トレンチ401の側面及び
底面に、ゲート酸化膜2007を熱酸化により形成し、
低抵抗なポリシリコンを埋込み、ゲート電極2008を
形成する。なお、このゲート酸化膜2007を形成する
熱酸化の工程において、N+型トレンチドレイン領域1
01から拡散して形成される、高濃度のN+ 型第2拡散
ドレイン領域である(図7)。Next, a gate oxide film 2007 is formed on the side and bottom surfaces of the gate trench 401 by thermal oxidation.
A gate electrode 2008 is formed by embedding low-resistance polysilicon. In the thermal oxidation process for forming the gate oxide film 2007, the N + -type trench drain region 1
This is a high-concentration N + -type second diffusion drain region formed by diffusion from No. 01 (FIG. 7).
【0037】次いで、図8に示すように、第1層間絶縁
膜2009を形成した後、ソース電極2010及び第1
ドレイン電極2012を形成し、次いで図9に示すよう
に第2層間絶縁膜2011を形成し、第2ドレイン電極
2013を形成し、最後に不図示の最終保護膜を形成す
る。Next, as shown in FIG. 8, after forming a first interlayer insulating film 2009, the source electrode 2010 and the first
A drain electrode 2012 is formed, then a second interlayer insulating film 2011 is formed as shown in FIG. 9, a second drain electrode 2013 is formed, and finally a final protection film (not shown) is formed.
【0038】(第2の実施の形態)図10〜11を用い
て、第2の発明の実施の形態を説明する。なお、本発明
の第2の実施の形態は、第1の実施の形態との変更個所
を中心に説明を行う。(Second Embodiment) An embodiment of the second invention will be described with reference to FIGS. Note that the second embodiment of the present invention will be described focusing on the difference from the first embodiment.
【0039】1001はN+ 型トレンチドレイン領域、
1003はN+ 型第2拡散ドレイン領域、1002はN
+ 型第1拡散ドレイン領域である。1001 is an N + type trench drain region,
1003 is an N + type second diffusion drain region, and 1002 is N
This is a + type first diffusion drain region.
【0040】図11は図10の主要部のみを取出して拡
大した斜視図であり、この図11に示すように、N+ 型
トレンチドレイン領域1001は、中心に位置する第1
拡散ドレイン領域1010と、N+ 型第2拡散ドレイン
領域1002を介して第1拡散ドレイン領域1010を
囲むように形成された第2拡散ドレイン領域1011と
から構成される。このN+ 型トレンチドレイン領域10
01は、第1の実施の形態と同様にN+ 型にドープされ
たポリシリコンが充填されている。なお、このN+ 型ト
レンチドレイン領域1001は第1の実施の形態のN+
型トレンチドレイン領域101と同じ体積であり、N+
型第2拡散ドレイン領域1003と第1の実施の形態の
N+ 型第2拡散ドレイン領域103は同じ体積となって
いる。FIG. 11 is an enlarged perspective view showing only the main part of FIG. 10 and, as shown in FIG. 11, the N + type trench drain region 1001
It is composed of a diffusion drain region 1010 and a second diffusion drain region 1011 formed so as to surround the first diffusion drain region 1010 via the N + type second diffusion drain region 1002. This N + type trench drain region 10
No. 01 is filled with N + -doped polysilicon as in the first embodiment. Note that the N + -type trench drain region 1001 of the first embodiment N +
The same volume as the trench drain region 101 and N +
The type second diffusion drain region 1003 and the N + type second diffusion drain region 103 of the first embodiment have the same volume.
【0041】この第2の実施の形態は、このようにN+
型トレンチドレイン領域1001を、第1拡散ドレイン
領域1010と、第2拡散ドレイン領域1011との複
数に分割して構成したので、第1の実施の形態で用いた
製造工程の図7の工程、すなわちゲート酸化膜を形成す
る工程において、N+ 型トレンチドレイン領域1001
からの不純物のN型ウエル領域2003への拡散を少な
くすることができる。従って、N+ 型ウエル領域の物性
が安定するという効果を有する。In the second embodiment, the N +
Since the trench drain region 1001 is divided into a first diffusion drain region 1010 and a second diffusion drain region 1011, the manufacturing process used in the first embodiment shown in FIG. In the step of forming a gate oxide film, an N + type trench drain region 1001 is formed.
Diffusion of impurities into the N-type well region 2003 can be reduced. Therefore, there is an effect that the physical properties of the N + -type well region are stabilized.
【0042】また、このN+ 型トレンチドレイン領域1
001を幅の狭い複数の領域に分割したことにより、ポ
リシリコンを埋込む工程において、一度の工程でポリシ
リコンを埋め込むことが容易となり、製造工程を少なく
することができる。The N + type trench drain region 1
By dividing 001 into a plurality of narrow regions, it is easy to embed polysilicon in a single step in the step of embedding polysilicon, and the number of manufacturing steps can be reduced.
【0043】なお、この第2の実施の形態では、N+ 型
トレンチドレイン領域1001は、中心に位置する第1
拡散ドレイン領域1010を第2拡散ドレイン領域10
11で囲むように形成したが、第1拡散ドレイン領域を
複数本並列に構成するようにしても良い。In the second embodiment, the N + type trench drain region 1001 is located at the center of the first trench drain region 1001.
The diffusion drain region 1010 is replaced with the second diffusion drain region 10
Although the first diffusion drain region is formed so as to be surrounded by 11, the first diffusion drain region may be configured in parallel.
【0044】(第3の実施の形態)図12を用いて、発
明の第3の実施の形態を説明する。なお、この発明の第
3の実施の形態は、第1の実施の形態との変更個所を中
心に説明を行う。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the third embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.
【0045】1101はN+ 型トレンチドレイン領域、
1013はN+ 型第2拡散ドレイン領域、1102はN
+ 型第1拡散ドレイン領域である。Numeral 1101 denotes an N + type trench drain region,
1013 is an N + type second diffusion drain region, 1102 is N
This is a + type first diffusion drain region.
【0046】第3の実施の形態においては、N+ 型トレ
ンチドレイン領域1101を2段構造、すなわち断面形
状が逆凸部形状となるように形成し、N+ 型埋込領域2
002に達するように形成した点である。[0046] In the third embodiment, N + -type trench drain region 1101 a two-stage structure, ie to form so that the cross-sectional shape in the opposite convex shape, N + -type buried region 2
002.
【0047】図13は図12の主要部のみを取出して拡
大した斜視図であり、この図13に示すように、N+ 型
トレンチドレイン領域1101は第1肩部1200と第
2肩部1201からなる肩部1202を有している。FIG. 13 is an enlarged perspective view showing only the main part of FIG. 12. As shown in FIG. 13, the N + type trench drain region 1101 is separated from the first shoulder 1200 and the second shoulder 1201. A shoulder 1202.
【0048】この肩部1202により、本実施の形態は
N+ 型第1拡散ドレイン領域1102を十分に拡散する
ことができる。すなわち、第1の実施の形態で用いた製
造工程の図5の工程、すなわちドレイン用トレンチに不
純物を注入する工程において、第1肩部1200及び第
2肩部1201に不純物が注入される。その後の拡散処
理において、この不純物が拡散を行うので、N+ 型第1
拡散ドレイン領域1102を大きく形成することができ
る。よって、第1の実施の形態の有する効果に加えて、
オン抵抗をより一層低くすることができる。In this embodiment, the N + -type first diffusion drain region 1102 can be sufficiently diffused by the shoulder 1202. That is, in the step of FIG. 5 of the manufacturing process used in the first embodiment, that is, in the step of implanting impurities into the drain trench, impurities are implanted into the first shoulder 1200 and the second shoulder 1201. In the subsequent diffusion process, the impurity diffuses, so that the N + type first
The diffusion drain region 1102 can be formed large. Therefore, in addition to the effects of the first embodiment,
The on-resistance can be further reduced.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果が得られる。請求項1記載の
発明において、ドレイン取出し領域を、ウエル領域表面
から埋込領域に向かって形成するトレンチドレイン領域
と、このトレンチドレイン領域の下部にて接すると共
に、埋込領域表面から前記トレンチドレイン領域に向か
って幅が狭くなる第1拡散ドレイン領域と、から構成し
たので、トレンチドレイン領域の幅を狭くすると共に、
第1拡散ドレイン領域を大きくすることができるので、
非動作時の耐圧を保持したまま、高いセル密度であると
共に、動作時の通路である、オン抵抗の低い第1ドレイ
ン拡散領域を大きくすることができ、動作時のオン抵抗
を低くすることができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. 2. The trench drain region according to claim 1, wherein the drain extraction region is in contact with a trench drain region formed from the surface of the well region toward the buried region below the trench drain region, and the trench drain region is formed from the surface of the buried region. , The width of the trench drain region is reduced,
Since the first diffusion drain region can be enlarged,
While maintaining the withstand voltage during non-operation, the first drain diffusion region having a high cell density and a low on-resistance, which is a path during operation, can be enlarged, and the on-resistance during operation can be reduced. it can.
【0050】また、請求項2記載の発明においては、請
求項1記載の半導体装置において、ウエル領域表面から
埋込領域に向かって形成される複数のトレンチドレイン
領域と、この複数のトレンチドレイン領域間に形成され
ると共に、ウエル領域よりも不純物濃度の高い第2拡散
ドレイン領域と、トレンチドレイン領域の下部にて接す
ると共に、埋込領域表面からトレンチドレイン領域に向
かって幅が狭い第1拡散ドレイン領域と、からドレイン
引出し領域を構成したので、請求項1記載の発明の効果
に加えて、トレンチドレイン領域からのウエル領域への
不純物の拡散を低く抑えることができ、安定した半導体
装置を得ることができると共に、トレンチドレイン領域
を埋込む工程を少なくすることができ、少ない製造工程
で済むという効果を有する。According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, a plurality of trench drain regions formed from the surface of the well region toward the buried region, and a region between the plurality of trench drain regions. And a second diffusion drain region having an impurity concentration higher than that of the well region and being in contact with a lower portion of the trench drain region and having a narrower width from the surface of the buried region toward the trench drain region. Since the drain extraction region is formed, the diffusion of impurities from the trench drain region to the well region can be suppressed to a low level in addition to the effect of the invention described in claim 1, and a stable semiconductor device can be obtained. And the number of steps for burying the trench drain region can be reduced, and the number of manufacturing steps can be reduced. A.
【0051】また、請求項3記載の半導体装置において
は、請求項1記載の半導体装置において、トレンチドレ
イン領域を、ウエル領域表面から埋込領域表面に達する
まで形成されると共に、前記ウエル領域表面から所定の
深さまでは第1の幅を有し、所定の深さから埋込層表面
に達するまでは第1の幅よりも狭い幅であるように構成
したので、拡散工程において、第1拡散ドレイン領域を
より大きく構成することができるので、請求項1記載の
発明よりもより動作時のオン抵抗を低減することのでき
る半導体装置を得ることができる。According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device of the first aspect, a trench drain region is formed from the surface of the well region to the surface of the buried region, and the trench drain region is formed from the surface of the well region. The first diffusion drain has a first width at a predetermined depth, and has a width smaller than the first width from the predetermined depth to the buried layer surface. Since the region can be configured to be larger, a semiconductor device that can reduce the on-resistance during operation more than the first aspect of the invention can be obtained.
【0052】また、請求項4記載の半導体装置の製造方
法においては、半導体基板上に第1導電型の埋込領域を
形成する工程と、この埋込領域上に第1導電型のウエル
領域を形成する工程と、このウエル領域の表面に選択的
に第2導電型のベース領域を形成する工程と、このベー
ス領域の表面に選択的に第1導電型のソース領域を形成
する工程と、ソース領域表面からウエル領域に達するま
でゲート用トレンチを形成する工程と、このゲート用ト
レンチの側面及び底面に絶縁膜を介して、ゲート電極を
形成する工程と、ベース領域が形成されていない領域で
あって、ウエル領域の表面から埋込領域に向かって、ド
レイン用トレンチを形成する工程と、このドレイン用ト
レンチにウエル領域よりも不純物濃度の高い不純物を注
入・拡散し、前記ドレイン用トレンチの底面から前記埋
込領域に達するまで拡散ドレイン領域を形成する工程
と、ドレイン用トレンチを埋め込んでトレンチドレイン
領域を形成する工程と、から構成したので、トレンチド
レイン領域の幅を狭くすると共に、第1拡散ドレイン領
域を大きくすることができるので、非動作時の耐圧を保
持したまま、高いセル密度であると共に、動作時の通路
である、オン抵抗の低い第1ドレイン拡散領域を大きく
することができ、動作時のオン抵抗を低くすることがで
きる半導体装置を得ることができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, a first conductivity type buried region is formed on the semiconductor substrate, and a first conductivity type well region is formed on the buried region. Forming, selectively forming a second conductivity type base region on the surface of the well region, selectively forming a first conductivity type source region on the surface of the base region, A step of forming a gate trench from the surface of the region to the well region, a step of forming a gate electrode on the side and bottom surfaces of the gate trench via an insulating film, and a region where the base region is not formed. Forming a drain trench from the surface of the well region toward the buried region; implanting and diffusing an impurity having a higher impurity concentration than the well region into the drain trench; Since the method includes the steps of forming a diffusion drain region from the bottom of the rain trench to the buried region and burying the drain trench to form a trench drain region, the width of the trench drain region is reduced. In addition, since the first diffusion drain region can be enlarged, the first drain diffusion region having a high cell density and a low on-resistance, which is a passage during operation, while maintaining the breakdown voltage during non-operation is increased. And a semiconductor device capable of reducing on-resistance during operation can be obtained.
【0053】また、請求項5記載の半導体装置の製造方
法においては、請求項4記載の半導体装置の製造方法に
おいて、ゲート用トレンチと、ドレイン用トレンチを、
同一の工程で形成するようにしたので、請求項4記載の
半導体装置の製造方法の有する効果に加えて、製造工程
を少なくできるという効果を有する。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, the gate trench and the drain trench are formed by:
Since the semiconductor device is formed in the same step, the number of manufacturing steps can be reduced in addition to the effect of the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect.
【0054】また、請求項6記載の半導体装置の製造方
法においては、請求項4記載の半導体装置の製造方法に
おいて、ドレイン用トレンチを形成する工程は、ウエル
領域表面から埋込領域表面に達するまで形成されると共
に、ウエル領域表面から所定の深さまでは第1の幅を有
し、所定の深さから埋込層表面に達するまでは第1の幅
よりも狭い幅であるドレイン用トレンチを形成する工程
であるようにしたので、拡散工程において、第1拡散ド
レイン領域をより大きく構成することができるので、請
求項4記載の発明よりもより動作時のオン抵抗を低減す
ることのできる半導体装置を得ることができる。According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, the step of forming a drain trench is performed until the drain trench surface reaches the buried region surface. A drain trench having a first width from the surface of the well region to a predetermined depth and a width smaller than the first width from the predetermined depth to the surface of the buried layer is formed. Since the first diffusion drain region can be configured to be larger in the diffusion step, the on-resistance during operation can be further reduced as compared with the invention according to claim 4. Can be obtained.
【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体装置を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施の形態の半導体装置の製造工程を示
す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
【図3】第1の実施の形態の半導体装置の製造工程を示
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
【図4】第1の実施の形態の半導体装置の製造工程を示
す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
【図5】第1の実施の形態の半導体装置の製造工程を示
す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
【図6】第1の実施の形態の半導体装置の製造工程を示
す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
【図7】第1の実施の形態の半導体装置の製造工程を示
す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
【図8】第1の実施の形態の半導体装置の製造工程を示
す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
【図9】第1の実施の形態の半導体装置の製造工程を示
す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
【図10】第2の実施の形態の半導体装置を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a second embodiment;
【図11】第2の実施の形態の半導体装置の主要部の拡
大斜視図である。FIG. 11 is an enlarged perspective view of a main part of a semiconductor device according to a second embodiment.
【図12】第3の実施の形態の半導体装置を示す図であ
る。FIG. 12 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a third embodiment;
【図13】第3の実施の形態の半導体装置の主要部の拡
大図である。FIG. 13 is an enlarged view of a main part of a semiconductor device according to a third embodiment.
【図14】第1の従来技術を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a first conventional technique.
【図15】第2の従来技術を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a second conventional technique.
101 N+ 型トレンチドレイン領域 102 N+ 型第1拡散ドレイン領域 103 N+ 型第2拡散ドレイン領域 104 ドレインセル 105 ソースセル 106 ドレイン取出し領域 107 距離1 108 距離2 109 Uゲートトレンチ 401 Uゲートトレンチ 402 ドレイントレンチ 501 レジスト膜 1001 N+ 型トレンチドレイン領域 1002 N+ 型第1拡散ドレイン領域 1003 N+ 型第2拡散ドレイン領域 1004 距離3 1005 距離4 1101 N+ 型2段トレンチドレイン領域 1102 N+ 型拡散ドレイン領域 1103 N+ 型トレンチ横方向広がり領域 1104 距離5 1105 距離6 2001 P型基板 2002 N+ 型埋込層 2003 N型ウエル領域 2004 P型ベース領域 2005 N+ 型ソース領域 2006 P+ 型ベースコンタクト領域 2007 Uゲート絶縁膜 2008 Uゲート電極 2009 第1層間絶縁膜 2010 ソース電極 2011 第2層間絶縁膜 2012 第1ドレイン電極 2013 第2ドレイン電極 2014 N+ 型拡散ドレイン引き出し領域 2015 ソースセル 2016 ドレインセル 2017 ドレイン引き出し領域 2018 Uゲートトレンチ 2019 距離7 2101 N+ 型トレンチドレイン引き出し領域 2102 ドレインセル 2103 ソースセル 2104 距離8 2105 領域1 2106 Uゲートトレンチ 2107 ドレイン引き出し領域Reference Signs List 101 N + type trench drain region 102 N + type first diffusion drain region 103 N + type second diffusion drain region 104 Drain cell 105 Source cell 106 Drain extraction region 107 Distance 1 108 Distance 2 109 U gate trench 401 U gate trench 402 Drain trench 501 Resist film 1001 N + -type trench drain region 1002 N + -type first diffusion drain region 1003 N + -type second diffusion drain region 1004 Distance 3 1005 Distance 4 1101 N + -type two-stage trench drain region 1102 N + -type diffusion drain region 1103 N + type trench lateral extension area 1104 distance 5 1105 distance 6 2001 P-type substrate 2002 N + -type buried layer 2003 N-type well region 2004 P-type base region 2005 N + -type source region 2006 + -Type base contact region 2007 U gate insulating film 2008 U gate electrode 2009 first interlayer insulating film 2010 source electrode 2011 second interlayer insulating film 2012 first drain electrode 2013 second drain electrode 2014 N + -type diffused drain extraction region 2015 source cell 2016 Drain cell 2017 Drain extraction region 2018 U gate trench 2019 Distance 7 2101 N + type trench drain extraction region 2102 Drain cell 2103 Source cell 2104 Distance 8 2105 Region 1 2106 U gate trench 2107 Drain extraction region
Claims (6)
埋込領域と、 この埋込領域上に形成されると共に、前記埋込領域より
も不純物濃度の低い第1導電型のウエル領域と、 このウエル領域の表面に形成される第2導電型のベース
領域と、 このベース領域の表面に形成される第1導電型のソース
領域と、 前記ベース領域の表面から前記ウエル領域に達するまで
形成されたゲート用トレンチと、 このゲート用トレンチ内部に、ゲート絶縁膜を介して形
成されたゲート電極と、 前記ベース領域が形成されていない前記ウエル領域表面
から前記埋込領域に達するまで形成されると共に、前記
ウエル領域よりも不純物濃度の高い第1導電型のドレイ
ン取出し領域と、 を備えた半導体装置において、 前記ドレイン取出し領域は、 前記ウエル領域表面から前記埋込領域に向かって形成さ
れるトレンチドレイン領域と、 このトレンチドレイン領域の下部にて接すると共に、前
記埋込領域表面から前記トレンチドレイン領域に向かっ
て幅が狭くなる第1拡散ドレイン領域と、 からなることを特徴とする半導体装置。A first conductivity type buried region formed on a semiconductor substrate; and a first conductivity type well region formed on the buried region and having a lower impurity concentration than the buried region. A second conductivity type base region formed on the surface of the well region; a first conductivity type source region formed on the surface of the base region; and a region extending from the surface of the base region to the well region. A gate trench formed, a gate electrode formed inside the gate trench via a gate insulating film, and a gate electrode formed from the surface of the well region where the base region is not formed to reach the buried region. A first conductivity type drain extraction region having an impurity concentration higher than that of the well region, wherein the drain extraction region includes a surface of the well region. A trench drain region formed from the buried region to the buried region; and a first diffusion drain region contacting at a lower portion of the trench drain region and having a width narrower from the buried region surface toward the trench drain region. A semiconductor device, comprising:
れる複数のトレンチドレイン領域と、 この複数のトレンチドレイン領域間に形成されると共
に、前記ウエル領域よりも不純物濃度の高い第2拡散ド
レイン領域と、 前記トレンチドレイン領域の下部にて接すると共に、前
記埋込領域表面から前記トレンチドレイン領域に向かっ
て幅が狭くなる第1拡散ドレイン領域と、 から構成されていることを特徴とする半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the drain extraction region includes a plurality of trench drain regions formed from the surface of the well region toward the buried region, and a region between the plurality of trench drain regions. A second diffusion drain region having an impurity concentration higher than that of the well region and being in contact with a lower portion of the trench drain region and having a width decreasing from the surface of the buried region toward the trench drain region; A semiconductor device, comprising: one diffusion drain region;
形成されると共に、前記ウエル領域表面から所定の深さ
までは第1の幅を有し、所定の深さから前記埋込層表面
に達するまでは前記第1の幅よりも狭い幅であることを
特徴とする半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the trench drain region is formed from the surface of the well region to the surface of the buried region, and the trench drain region is formed at a predetermined depth from the surface of the well region. And a width smaller than the first width from a predetermined depth to the surface of the buried layer.
形成する工程と、 この埋込領域上に第1導電型のウエル領域を形成する工
程と、 このウエル領域の表面に選択的に第2導電型のベース領
域を形成する工程と、 このベース領域の表面に選択的に第1導電型のソース領
域を形成する工程と、 前記ソース領域表面から前記ウエル領域に達するまでゲ
ート用トレンチを形成する工程と、 このゲート用トレンチの側面及び底面に絶縁膜を介し
て、ゲート電極を形成する工程と、 前記ベース領域が形成されていない領域であって、前記
ウエル領域の表面から前記埋込領域に向かって、ドレイ
ン用トレンチを形成する工程と、 このドレイン用トレンチに前記ウエル領域よりも不純物
濃度の高い不純物を注入・拡散し、前記ドレイン用トレ
ンチの底面から前記埋込領域に達するまで拡散ドレイン
領域を形成する工程と、 前記ドレイン用トレンチを埋め込んでトレンチドレイン
領域を形成する工程と、 からなる半導体装置の製造方法。4. A step of forming a buried region of a first conductivity type on a semiconductor substrate, a step of forming a well region of a first conductivity type on the buried region, and selectively forming a surface of the well region. Forming a base region of the second conductivity type on the base region; selectively forming a source region of the first conductivity type on the surface of the base region; and forming a gate trench from the surface of the source region to the well region. Forming a gate electrode on the side and bottom surfaces of the gate trench via an insulating film; and forming the gate electrode in a region where the base region is not formed, from the surface of the well region. Forming a drain trench toward the drain region; implanting and diffusing an impurity having a higher impurity concentration than the well region into the drain trench; Step and a step of forming a trench drain regions by embedding the drain trench, a method of manufacturing a semiconductor device comprising a forming a diffusion drain region to reach said buried region from.
おいて、 前記ゲート用トレンチと、前記ドレイン用トレンチを、
同一の工程で形成することを特徴とする半導体装置の製
造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the gate trench and the drain trench are
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor devices are formed in the same step.
おいて、 前記ドレイン用トレンチを形成する工程は、 前記ウエル領域表面から前記埋込領域表面に達するまで
形成されると共に、前記ウエル領域表面から所定の深さ
までは第1の幅を有し、所定の深さから前記埋込層表面
に達するまでは前記第1の幅よりも狭い幅であるドレイ
ン用トレンチを形成する工程であることを特徴とする半
導体装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the step of forming the drain trench is performed from the surface of the well region to the surface of the buried region, and from the surface of the well region. Forming a drain trench having a first width at a predetermined depth and a width smaller than the first width from the predetermined depth to the buried layer surface; Manufacturing method of a semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11125734A JP2000315792A (en) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11125734A JP2000315792A (en) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000315792A true JP2000315792A (en) | 2000-11-14 |
Family
ID=14917479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11125734A Withdrawn JP2000315792A (en) | 1999-05-06 | 1999-05-06 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000315792A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005116651A (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2008277365A (en) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2010245196A (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Elpida Memory Inc | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| CN111244181A (en) * | 2020-01-19 | 2020-06-05 | 深圳市昭矽微电子科技有限公司 | Metal oxide semiconductor field effect transistor and manufacturing method thereof |
-
1999
- 1999-05-06 JP JP11125734A patent/JP2000315792A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005116651A (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-28 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP2008277365A (en) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US8361865B2 (en) | 2007-04-26 | 2013-01-29 | Renesas Electronics Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device having vertical MOSFET |
| JP2010245196A (en) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Elpida Memory Inc | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| CN111244181A (en) * | 2020-01-19 | 2020-06-05 | 深圳市昭矽微电子科技有限公司 | Metal oxide semiconductor field effect transistor and manufacturing method thereof |
| CN111244181B (en) * | 2020-01-19 | 2022-05-17 | 深圳市昭矽微电子科技有限公司 | Metal oxide semiconductor field effect transistor and manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2837014B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP3109837B2 (en) | Field effect transistor device and method of manufacturing the same | |
| KR100305978B1 (en) | Field-effect trench transistors with lightly doped epitaxial regions on the surface of transistors | |
| US4791462A (en) | Dense vertical j-MOS transistor | |
| TWI475614B (en) | Ditch installation structure and manufacturing | |
| JP4094945B2 (en) | Trench double diffusion metal oxide semiconductor cell | |
| JP3983222B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| CN110718546A (en) | Power MOSFET with integrated pseudo-Schottky diode in source contact trench | |
| US6777745B2 (en) | Symmetric trench MOSFET device and method of making same | |
| JP3219045B2 (en) | Manufacturing method of vertical MISFET | |
| JP2006186145A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP4063353B2 (en) | Manufacturing method of trench gate type MOS field effect transistor | |
| JPH0621468A (en) | Insulated gate type semiconductor device | |
| JP2007049039A (en) | Semiconductor device | |
| JP2007300034A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
| KR100948663B1 (en) | Method of forming device comprising a plurality of trench mosfet cells, and method of forming shallow and deep dopant implants | |
| JP2001127285A (en) | Vertical field-effect transistor | |
| JP3448015B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2002026323A (en) | Method of manufacturing trench gate type MIS device having thick polysilicon insulating layer at bottom of trench | |
| JP2006108514A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| US7629645B2 (en) | Folded-gate MOS transistor | |
| JP2002542607A (en) | IGBT with PN separation layer | |
| JPH11354788A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2000315792A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2005322723A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060403 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080213 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090825 |