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JP2008305881A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2008305881A
JP2008305881A JP2007150022A JP2007150022A JP2008305881A JP 2008305881 A JP2008305881 A JP 2008305881A JP 2007150022 A JP2007150022 A JP 2007150022A JP 2007150022 A JP2007150022 A JP 2007150022A JP 2008305881 A JP2008305881 A JP 2008305881A
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JP
Japan
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type
region
epitaxial layer
semiconductor device
drain
Prior art date
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Application number
JP2007150022A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Chikasawa
信一 近澤
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NEC Electronics Corp
Original Assignee
NEC Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】本発明の課題は、オン抵抗や寄生容量を極力、増大させることなく、オフ状態の耐圧を向上させることができる半導体装置を提供することである。
【解決手段】本発明の半導体装置10は、P型半導体基板101と、その所定領域に形成されたN型ドレイン埋め込み層103と、そのN型ドレイン埋め込み層103を含むP型半導体基板101上に形成されたN型エピタキシャル層102と、それを貫通して、N型ドレイン埋め込み層103に接続するN型ドレイン取り出し領域104と、N型エピタキシャル層102表面に形成されたP型ベース領域105と、P型ベース領域105表面に形成されたN型ソース領域106とを備え、N型エピタキシャル層102表面に、N型エピタキシャル層102と同導電型でN型エピタキシャル層102よりも低い不純物濃度のN−−型低濃度領域11をP型ベース領域105の外周に沿って設けた。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving a breakdown voltage in an off state without increasing an on-resistance and a parasitic capacitance as much as possible.
A semiconductor device of the present invention includes a P-type semiconductor substrate including a P-type semiconductor substrate, an N + type drain buried layer formed in a predetermined region, and the N + type drain buried layer. The N type epitaxial layer 102 formed above, the N + type drain extraction region 104 penetrating therethrough and connected to the N + type drain buried layer 103, and the P formed on the surface of the N type epitaxial layer 102 -type base region 105, and a N + -type source region 106 formed in the P-type base region 105 surface, N - -type epitaxial layer 102 surface, N - type epitaxial layer 102 and the same conductivity type as in the N - type epitaxial An N −− type low concentration region 11 having an impurity concentration lower than that of the layer 102 is provided along the outer periphery of the P type base region 105.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は半導体装置に関し、特にDMOS(Double Diffused Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを備えた半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device provided with a DMOS (Double Diffused Metal Oxide Semiconductor) transistor.

従来のDMOSトランジスタを備えた半導体装置の一例を図6に示す。   An example of a semiconductor device having a conventional DMOS transistor is shown in FIG.

図6(a)はMOSのセル領域の要部平面図であり、図6(b)は図6(a)のX−X線における断面斜視図である。   6A is a plan view of the main part of the MOS cell region, and FIG. 6B is a cross-sectional perspective view taken along line XX of FIG. 6A.

図6において、100は従来の半導体装置、101はP型シリコン基板、102はN型エピタキシャル層、103はN型ドレイン埋め込み層、104はN型ドレイン取り出し領域、105はP型ベース領域、106はN型ソース領域、108はゲート電極、108aはゲート酸化膜、109はソース電極、110はドレイン電極、114はフィールド酸化膜、Dはドレインセル、Sはソースセル、Hは横方向電流、Vは縦方向電流である。 In FIG. 6, 100 is a conventional semiconductor device, 101 is a P-type silicon substrate, 102 is an N type epitaxial layer, 103 is an N + type drain buried layer, 104 is an N + type drain extraction region, and 105 is a P type base region. , 106 is an N + type source region, 108 is a gate electrode, 108a is a gate oxide film, 109 is a source electrode, 110 is a drain electrode, 114 is a field oxide film, D is a drain cell, S is a source cell, and H is lateral. Current, V is a longitudinal current.

従来の半導体装置100のセル領域は、図6(a)に示すように、ドレインDとソースセルSが格子状に形成され、ドレインセルDを取り囲むようにソースセルSが配置された格好となっている。   As shown in FIG. 6A, the cell region of the conventional semiconductor device 100 is formed in such a manner that the drains D and the source cells S are formed in a lattice shape, and the source cells S are arranged so as to surround the drain cells D. ing.

また、図6(b)に示すように、P型シリコン基板101の所定領域には、N型ドレイン埋め込み層103が形成され、それを含むP型シリコン基板101上にN型エピタキシャル層102が形成されている。 As shown in FIG. 6B, an N + type drain buried layer 103 is formed in a predetermined region of the P type silicon substrate 101, and the N type epitaxial layer 102 is formed on the P type silicon substrate 101 including the N + type drain buried layer 103. Is formed.

そして、そのN型エピタキシャル層102の表面には、P型ベース領域105が形成され、そのP型ベース領域105の表面には、N型ソース領域106が形成されている。 A P-type base region 105 is formed on the surface of the N -type epitaxial layer 102, and an N + -type source region 106 is formed on the surface of the P-type base region 105.

また、N型エピタキシャル層102には、それを貫通してN型ドレイン埋め込み層103に接続するN型ドレイン取り出し領域104が形成されている。 The N type epitaxial layer 102 is formed with an N + type drain extraction region 104 that penetrates the N type epitaxial layer 102 and connects to the N + type drain buried layer 103.

また、N型エピタキシャル層102の表面の所定領域には、フィールド酸化膜114が形成されており、P型ベース領域105上の所定領域には、ゲート酸化膜108aを介してゲート電極108が形成されている。 A field oxide film 114 is formed in a predetermined region on the surface of the N type epitaxial layer 102, and a gate electrode 108 is formed in a predetermined region on the P-type base region 105 through a gate oxide film 108 a. Has been.

また、N型ソース領域106上には、それと接続するソース電極109が形成され、N型ドレイン取り出し領域104上には、それと接続するドレイン電極110が形成されている。 Further, a source electrode 109 connected to the N + -type source region 106 is formed, and a drain electrode 110 connected to the source electrode 109 is formed on the N + -type drain extraction region 104.

次に、半導体装置100の動作をドレインに正電圧、ソースに負電圧を印加した場合について図6(b)を参照して説明する。   Next, the operation of the semiconductor device 100 will be described with reference to FIG. 6B in the case where a positive voltage is applied to the drain and a negative voltage is applied to the source.

ゲート電極108に所定の電圧を印加すると、ゲート電極108と対向するP型ベース領域105の表面が反転しチャネルが形成され、ドレイン/ソース間が導通してオン状態となる。   When a predetermined voltage is applied to the gate electrode 108, the surface of the P-type base region 105 opposed to the gate electrode 108 is inverted to form a channel, and the drain / source is conducted and turned on.

このとき、電流経路は横方向の電流経路と縦方向の電流経路の2経路が形成される。   At this time, two current paths are formed: a horizontal current path and a vertical current path.

横方向の電流経路は、ドレイン電極110からN型ドレイン取り出し領域104を経て、N型エピタキシャル層102を横方向に流れ、チャネルを経由して、N型ソース領域106に流入する電流経路である。(図中、矢印Hで示す。) The current path in the horizontal direction flows from the drain electrode 110 through the N + type drain extraction region 104 to the N type epitaxial layer 102 in the horizontal direction, and flows into the N + type source region 106 through the channel. It is. (Indicated by arrow H in the figure)

一方、縦方向の電流経路は、ドレイン電極110からN型ドレイン取り出し領域104およびN型ドレイン埋め込み層103を経て、N型エピタキシャル層102を縦方向に流れ、チャネルを経由して、N型ソース領域106に流入する電流経路である。(図中、矢印Vで示す。) On the other hand, the vertical current path flows from the drain electrode 110 through the N + -type drain extraction region 104 and the N + -type drain buried layer 103 to the N -type epitaxial layer 102 in the vertical direction and through the channel, This is a current path flowing into the + type source region 106. (Indicated by arrow V in the figure)

特開2001−298183号公報 図31,図1Japanese Patent Laid-Open No. 2001-298183 FIG. 31 and FIG.

上記のような半導体装置100では、オン抵抗の低減とオフ状態での耐圧の向上が要求された。   The semiconductor device 100 as described above is required to reduce the on-resistance and to improve the breakdown voltage in the off state.

オン抵抗はおもにN型エピタキシャル層102の不純物濃度に依存し、オフ耐圧はP型ベース領域105とN型エピタキシャル層102とで形成されるPN接合部に生じる空乏層の幅に依存した。 The on-resistance depended mainly on the impurity concentration of the N -type epitaxial layer 102, and the off-breakdown voltage depended on the width of the depletion layer formed at the PN junction formed by the P-type base region 105 and the N -type epitaxial layer 102.

このオフ状態の耐圧について、図7を用いて詳述する。   The breakdown voltage in the off state will be described in detail with reference to FIG.

図7は、半導体装置100の電極部分を除去した断面斜視図および要部拡大断面図であり、オフ状態においてドレインに正電圧、ソースに負電圧が印加された状態を示す。   FIG. 7 is a cross-sectional perspective view and an enlarged cross-sectional view of a main part in which the electrode portion of the semiconductor device 100 is removed, and shows a state where a positive voltage is applied to the drain and a negative voltage is applied to the source in the off state.

図7に示すように、P型ベース領域105とN型エピタキシャル層102とで形成されるPN接合部には、逆バイアスが印加されるため空乏層K1(図中、ドット領域で示す)が広がる。 As shown in FIG. 7, since a reverse bias is applied to the PN junction formed by the P-type base region 105 and the N -type epitaxial layer 102, a depletion layer K1 (shown by a dot region in the figure) is formed. spread.

しかし、この空乏層K1は、表面近傍のPN接合付近でその幅が減少し、電界集中を引き起こし耐圧が低くなるという問題があった。   However, the depletion layer K1 has a problem that its width decreases near the PN junction near the surface, causing electric field concentration and lowering the withstand voltage.

表面近傍のPN接合付近で空乏層K1の幅が減少する理由は、実際には、酸化膜中に製造プロセス起因の酸化膜内固定電荷があり、酸化膜−シリコン界面に、いわゆる界面準位にトラップされた電荷が存在し、これにより空乏層が伸びにくくなるためと考えられる。   The reason why the width of the depletion layer K1 decreases near the PN junction near the surface is that there is actually a fixed charge in the oxide film caused by the manufacturing process in the oxide film, and the oxide film-silicon interface is at the so-called interface state. This is presumably because trapped charges exist, which makes it difficult for the depletion layer to extend.

このため、耐圧を向上させるためには、表面近傍の空乏層K1の幅を広げてやる必要があった。   For this reason, in order to improve the breakdown voltage, it is necessary to widen the width of the depletion layer K1 near the surface.

尚、特許文献1には、図6の構成に加えて、図8(a)に示すように、P型ベース領域105とドレイン電極110との間のN型エピタキシャル層102表面にP型拡散領域107を設ける構成が記載されている。 In Patent Document 1, in addition to the configuration of FIG. 6, as shown in FIG. 8A, P-type diffusion is formed on the surface of the N -type epitaxial layer 102 between the P-type base region 105 and the drain electrode 110. A configuration in which the area 107 is provided is described.

また、図8(b)に示すように、複数のP型拡散領域107aを、隣接する空乏層同士が互いに繋がるように離散配置する構成が記載されている。   Further, as shown in FIG. 8B, a configuration is described in which a plurality of P-type diffusion regions 107a are discretely arranged so that adjacent depletion layers are connected to each other.

しかし、このようなP型拡散領域107,107aを設けると、N型エピタキシャル層102との間にPN接合部が形成され、空乏層K3(図中、ドット領域で示す)が生じ、その空乏層K3によって横方向に流れる電流の経路面積を狭めたり、空乏層を迂回するために電流経路長が長くなったりした。 However, when such P type diffusion regions 107 and 107a are provided, a PN junction is formed between the N type epitaxial layer 102 and a depletion layer K3 (indicated by a dot region in the figure) is generated. The path area of the current flowing in the lateral direction is narrowed by the layer K3, or the current path length is increased to bypass the depletion layer.

そしてその結果、オン抵抗を大きく増大させたり、不要な寄生容量を発生させることになった。   As a result, the on-resistance is greatly increased and unnecessary parasitic capacitance is generated.

本発明の課題は、オン抵抗や寄生容量を極力、増大させることなく、オフ状態の耐圧を向上させることができる半導体装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the breakdown voltage in the off state without increasing the on-resistance and the parasitic capacitance as much as possible.

本発明の半導体装置は、
半導体基板と、
半導体基板の所定領域に形成された第1導電型のドレイン埋め込み層と、
ドレイン埋め込み層を含む半導体基板上に形成された第1導電型のエピタキシャル層と、
エピタキシャル層を貫通して、ドレイン埋め込み層に接続する第1導電型のドレイン取り出し領域と、
エピタキシャル層表面の所定領域に形成された第2導電型のベース領域と、
ベース領域表面の所定領域に形成された第1導電型のソース領域とを備えた半導体装置において、
エピタキシャル層表面に、エピタキシャル層と同導電型でエピタキシャル層よりも低い不純物濃度の低濃度領域をベース領域の外周に沿って設けたことを特徴とする半導体装置である。
The semiconductor device of the present invention is
A semiconductor substrate;
A first conductivity type drain buried layer formed in a predetermined region of the semiconductor substrate;
An epitaxial layer of a first conductivity type formed on a semiconductor substrate including a drain buried layer;
A drain extraction region of a first conductivity type penetrating the epitaxial layer and connected to the drain buried layer;
A base region of a second conductivity type formed in a predetermined region on the surface of the epitaxial layer;
In a semiconductor device comprising a first conductivity type source region formed in a predetermined region of the base region surface,
A semiconductor device characterized in that a low concentration region having the same conductivity type as the epitaxial layer and having an impurity concentration lower than that of the epitaxial layer is provided on the surface of the epitaxial layer along the outer periphery of the base region.

本発明の半導体装置によれば、オン抵抗や寄生容量を極力、増大させることなく、オフ状態の耐圧を向上させることができる。   According to the semiconductor device of the present invention, the breakdown voltage in the off state can be improved without increasing the on-resistance and the parasitic capacitance as much as possible.

本発明は、オン抵抗や寄生容量を極力、増大させることなく、オフ状態の耐圧を向上させることができる半導体装置を提供するという目的を、エピタキシャル層表面に、エピタキシャル層と同導電型でエピタキシャル層よりも低い不純物濃度の低濃度領域をベース領域の外周に沿って設け、表面近傍の空乏層の幅を広げることで実現した。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving a breakdown voltage in an off state without increasing an on-resistance and a parasitic capacitance as much as possible. This is realized by providing a low concentration region with a lower impurity concentration along the outer periphery of the base region and increasing the width of the depletion layer near the surface.

本発明のDMOSトランジスタを備えた半導体装置の一例を図1に示す。   An example of a semiconductor device provided with the DMOS transistor of the present invention is shown in FIG.

図1(a)はMOSのセル領域の要部平面図であり、図1(b)は図1(a)のX−X線における断面斜視図である。また、図6,7と同一部分には同一符合を付す。   FIG. 1A is a plan view of a principal part of a MOS cell region, and FIG. 1B is a cross-sectional perspective view taken along line XX of FIG. The same parts as those in FIGS.

図1において、10は本発明の半導体装置、11はN−−型低濃度領域、101はP型シリコン基板、102はN型エピタキシャル層、103はN型ドレイン埋め込み層、104はN型ドレイン取り出し領域、105はP型ベース領域、106はN型ソース領域、108はゲート電極、108aはゲート酸化膜、109はソース電極、110はドレイン電極、114はフィールド酸化膜、Dはドレインセル、Sはソースセル、Hは横方向電流、Vは縦方向電流である。 In FIG. 1, 10 is a semiconductor device of the present invention, 11 is an N −− type low concentration region, 101 is a P type silicon substrate, 102 is an N type epitaxial layer, 103 is an N + type drain buried layer, and 104 is N +. Type drain extraction region, 105 is a P type base region, 106 is an N + type source region, 108 is a gate electrode, 108a is a gate oxide film, 109 is a source electrode, 110 is a drain electrode, 114 is a field oxide film, D is a drain A cell, S is a source cell, H is a horizontal current, and V is a vertical current.

本発明の半導体装置10のセル領域は、図1(a)に示すように、ドレインDとソースセルSが格子状に形成され、ドレインセルDを取り囲むようにソースセルSが配置された格好となっている。   In the cell region of the semiconductor device 10 of the present invention, as shown in FIG. 1A, the drain D and the source cell S are formed in a lattice shape, and the source cell S is arranged so as to surround the drain cell D. It has become.

また、図1(b)に示すように、P型シリコン基板101の所定領域には、N型ドレイン埋め込み層103が形成され、それを含むP型シリコン基板101上にN型エピタキシャル層102が形成されている。 Further, as shown in FIG. 1B, an N + type drain buried layer 103 is formed in a predetermined region of the P type silicon substrate 101, and an N type epitaxial layer 102 is formed on the P type silicon substrate 101 including the N + type drain buried layer 103. Is formed.

そして、そのN型エピタキシャル層102の表面には、P型ベース領域105が形成され、そのP型ベース領域105の表面には、N型ソース領域106が形成されている。 A P-type base region 105 is formed on the surface of the N -type epitaxial layer 102, and an N + -type source region 106 is formed on the surface of the P-type base region 105.

また、N型エピタキシャル層102には、それを貫通してN型ドレイン埋め込み層103に接続するN型ドレイン取り出し領域104が形成されている。 The N type epitaxial layer 102 is formed with an N + type drain extraction region 104 that penetrates the N type epitaxial layer 102 and connects to the N + type drain buried layer 103.

また、N型エピタキシャル層102の表面の所定領域には、フィールド酸化膜114が形成されており、P型ベース領域105上の所定領域には、ゲート酸化膜108aを介してゲート電極108が形成されている。 A field oxide film 114 is formed in a predetermined region on the surface of the N type epitaxial layer 102, and a gate electrode 108 is formed in a predetermined region on the P-type base region 105 through a gate oxide film 108 a. Has been.

また、N型ソース領域106上には、それと接続するソース電極109が形成され、N型ドレイン取り出し領域104上には、それと接続するドレイン電極110が形成されている。 Further, a source electrode 109 connected to the N + -type source region 106 is formed, and a drain electrode 110 connected to the source electrode 109 is formed on the N + -type drain extraction region 104.

そして、N型エピタキシャル層102の表面に、N型エピタキシャル層102と同導電型でN−型エピタキシャル層102よりも低い不純物濃度のN−−型低濃度領域11がP型ベース領域105の外周に沿って接して設けられている。 The N type low concentration region 11 having the same conductivity type as the N type epitaxial layer 102 and having a lower impurity concentration than the N type epitaxial layer 102 is formed on the surface of the N type epitaxial layer 102. It is provided along the outer periphery.

すなわち、N−−型低濃度領域11は、平面的に見て、P型ベース領域105を取り囲むように形成されている。 That is, the N −− type low concentration region 11 is formed so as to surround the P type base region 105 in a plan view.

また、N−−型低濃度領域11の深さは、P型ベース領域105の深さよりも浅く形成されている。 Further, the depth of the N −− type low concentration region 11 is formed to be shallower than the depth of the P type base region 105.

また、N−−型低濃度領域11の幅は、P型ベース領域105とN型ドレイン取り出し領域104との間の距離の1/2よりも小さく形成されている。 Further, the width of the N −− type low concentration region 11 is formed to be smaller than ½ of the distance between the P type base region 105 and the N + type drain extraction region 104.

次に、半導体装置10の動作をドレインに正電圧、ソースに負電圧を印加した場合について図1(b)を参照して説明する。   Next, the operation of the semiconductor device 10 will be described with reference to FIG. 1B when a positive voltage is applied to the drain and a negative voltage is applied to the source.

ゲート電極108に所定の電圧を印加すると、ゲート電極108と対向するP型ベース領域105の表面が反転しチャネルが形成され、ドレイン/ソース間が導通してオン状態となる。   When a predetermined voltage is applied to the gate electrode 108, the surface of the P-type base region 105 opposed to the gate electrode 108 is inverted to form a channel, and the drain / source is conducted and turned on.

このとき、電流経路は横方向の電流経路と縦方向の電流経路の2経路が形成される。   At this time, two current paths are formed: a horizontal current path and a vertical current path.

横方向の電流経路は、ドレイン電極110からN型ドレイン取り出し領域104を経て、N型エピタキシャル層102を横方向に流れ、チャネルを経由して、N型ソース領域106に流入する電流経路である。(図中、矢印Hで示す。) The current path in the horizontal direction flows from the drain electrode 110 through the N + type drain extraction region 104 to the N type epitaxial layer 102 in the horizontal direction, and flows into the N + type source region 106 through the channel. It is. (Indicated by arrow H in the figure)

一方、縦方向の電流経路は、ドレイン電極110からN型ドレイン取り出し領域104およびN型ドレイン埋め込み層103を経て、N型エピタキシャル層102を縦方向に流れ、チャネルを経由して、N型ソース領域106に流入する電流経路である。(図中、矢印Vで示す。) On the other hand, the vertical current path flows from the drain electrode 110 through the N + -type drain extraction region 104 and the N + -type drain buried layer 103 to the N -type epitaxial layer 102 in the vertical direction and through the channel, This is a current path flowing into the + type source region 106. (Indicated by arrow V in the figure)

次に、オフ状態の耐圧について、図2を用いて詳述する。   Next, the breakdown voltage in the off state will be described in detail with reference to FIG.

図2は、半導体装置10の電極部分を除去した断面斜視図および要部拡大断面図であり、オフ状態においてドレインに正電圧、ソースに負電圧が印加された状態を示す。   FIG. 2 is a cross-sectional perspective view and an enlarged cross-sectional view of the main part from which the electrode portion of the semiconductor device 10 is removed, and shows a state where a positive voltage is applied to the drain and a negative voltage is applied to the source in the off state.

図2に示すように、P型ベース領域105とN型エピタキシャル層102とで形成されるPN接合部には、逆バイアスが印加されるため空乏層K2(図中、ドット領域で示す)が広がる。 As shown in FIG. 2, since a reverse bias is applied to the PN junction formed by the P-type base region 105 and the N -type epitaxial layer 102, a depletion layer K2 (shown by a dot region in the figure) is formed. spread.

ここで、この空乏層K2は、N型エピタキシャル層102よりも低い不純物濃度のN−−型低濃度領域11の存在により、N−−型低濃度領域11を設けないときの空乏層K1に比べて、表面近傍で外方に押し広げられた格好となり、空乏層の幅が増大し耐圧が向上する。 Here, the depletion layer K2 is, N - due to the presence of type low concentration region 11, N - - N lower impurity concentration than -type epitaxial layer 102 to the depletion layer K1 when not provided type low concentration region 11 In comparison, the shape is pushed outward near the surface, the width of the depletion layer is increased, and the breakdown voltage is improved.

尚、N−−型低濃度領域11はN型エピタキシャル層102と同導電型であるため、PN接合部を形成せず両者間11,102には空乏層は生じない。 Since the N −− type low concentration region 11 has the same conductivity type as that of the N type epitaxial layer 102, no PN junction portion is formed and no depletion layer is formed between the two.

このため、横方向電流の経路面積が空乏層によって狭められたり、空乏層の迂回のため電流経路長が長くなったりすることがなく、オン抵抗を大きく増大させたり、不要な寄生容量を発生させることがない。   For this reason, the path area of the lateral current is not narrowed by the depletion layer, and the current path length is not increased due to detouring of the depletion layer, greatly increasing the on-resistance and generating unnecessary parasitic capacitance. There is nothing.

また、N−−型低濃度領域11の深さをP型ベース領域105の深さより浅く形成したり、N−−型低濃度領域11の幅をP型ベース領域105とN型ドレイン取り出し領域104との間の距離の1/2よりも小さく形成することで、オン抵抗の増大を抑制できる。 Further, the depth of the N −− type low concentration region 11 is formed to be shallower than the depth of the P type base region 105, or the width of the N −− type low concentration region 11 is set to the P type base region 105 and the N + type drain extraction region. By forming the distance to be smaller than ½ of the distance to 104, an increase in on-resistance can be suppressed.

次に、上記のような半導体装置10の製造方法の一例について、図3〜5を参照して説明する。   Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor device 10 as described above will be described with reference to FIGS.

尚、図3〜5は、各製造工程完了毎のデバイスの要部の断面図である。   3 to 5 are cross-sectional views of the main part of the device at the completion of each manufacturing process.

先ず、図3(a)に示すように、P型シリコン基板101の所定領域にN型不純物であるアンチモンをイオン注入して熱処理を施し、エピタキシャル成長法により、N型エピタキシャル層102を形成するとともにN型ドレイン埋め込み層103を形成する。 First, as shown in FIG. 3A, antimony, which is an N-type impurity, is ion-implanted into a predetermined region of a P-type silicon substrate 101 to perform heat treatment, and an N -type epitaxial layer 102 is formed by an epitaxial growth method. An N + type drain buried layer 103 is formed.

次に、図3(b)に示すように、フォトリソグラフィ法により所定パターンのレジストマスク(図示せず)を形成し、それをマスクにしてP型不純物であるボロンを注入し、N型エピタキシャル層102中のN型不純物を相殺することでN−−型低濃度領域11を形成する。 Next, as shown in FIG. 3 (b), by photolithography to form a resist mask having a predetermined pattern (not shown), and it masks boron is implanted a P-type impurity, N - -type epitaxial The N −− type low concentration region 11 is formed by canceling out the N type impurities in the layer 102.

次に、図4(c)に示すように、所定領域にフィールド酸化膜114を形成する。   Next, as shown in FIG. 4C, a field oxide film 114 is formed in a predetermined region.

その後、図4(d)に示すように、ゲート酸化膜108aおよびゲート電極108を形成し、所定パターンのレジストマスク(図示せず)を形成し、P型不純物であるボロンを注入し、P型ベース層105を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 4D, a gate oxide film 108a and a gate electrode 108 are formed, a resist mask (not shown) having a predetermined pattern is formed, and boron, which is a P-type impurity, is implanted to form a P-type impurity. A base layer 105 is formed.

次に、図5(e)に示すように、所定パターンのレジストマスク(図示せず)を形成し、N型不純物である砒素を注入し、P型ベース層105表面にN型ソース領域106を形成する。 Next, as shown in FIG. 5E, a resist mask (not shown) having a predetermined pattern is formed, arsenic as an N-type impurity is implanted, and an N + -type source region 106 is formed on the surface of the P-type base layer 105. Form.

その後、図5(f)に示すように、ソース電極109,ドレイン電極110をそれぞれ形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 5F, a source electrode 109 and a drain electrode 110 are formed.

尚、上記の例では、ドレインセルDとソースセルSとが格子状に配列され、ドレインセルDを取り囲むようにソースセルSが配置されたことで説明したが特にこれに限るわけではない。   In the above example, the drain cell D and the source cell S are arranged in a lattice pattern, and the source cell S is disposed so as to surround the drain cell D. However, the present invention is not limited to this.

また、ソース/ドレイン間に厚いフィールド酸化膜114を形成することで説明したが、フィールド酸化膜114がない構成であってもよい。   Further, the thick field oxide film 114 is formed between the source / drain, but a configuration without the field oxide film 114 may be used.

すなわち、本発明は上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。   That is, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.

本発明は、オン抵抗や寄生容量を極力、増大させることなく、オフ状態の耐圧を向上させることができる半導体装置に適用できる。   The present invention can be applied to a semiconductor device capable of improving the breakdown voltage in the off state without increasing the on-resistance and parasitic capacitance as much as possible.

本発明の半導体装置のセル領域の要部平面図および要部断面斜視図The principal part top view and principal part cross-section perspective view of the cell area | region of the semiconductor device of this invention 本発明の半導体装置の電極部分を除去した断面斜視図および要部拡大断面図The cross-sectional perspective view and principal part expanded sectional view which removed the electrode part of the semiconductor device of this invention 本発明の半導体装置の各製造工程完了毎のデバイスの要部断面図Sectional drawing of the principal part of the device for each manufacturing process completion of the semiconductor device of the present invention 本発明の半導体装置の各製造工程完了毎のデバイスの要部断面図Sectional drawing of the principal part of the device for each manufacturing process completion of the semiconductor device of the present invention 本発明の半導体装置の各製造工程完了毎のデバイスの要部断面図Sectional drawing of the principal part of the device for each manufacturing process completion of the semiconductor device of the present invention 従来の半導体装置のセル領域の要部平面図および要部断面斜視図Plan view and cross-sectional perspective view of the main part of a cell region of a conventional semiconductor device 従来の半導体装置の電極部分を除去した断面斜視図および要部断面斜視図Cross-sectional perspective view and main-part cross-sectional perspective view of the conventional semiconductor device with the electrode portion removed 従来の他の半導体装置の要部断面斜視図Cross-sectional perspective view of the main part of another conventional semiconductor device

符号の説明Explanation of symbols

10 本発明の半導体装置
11 N−−型低濃度領域
100 従来の半導体装置
101 P型シリコン基板
102 N型エピタキシャル層
103 N型ドレイン埋め込み層
104 N型ドレイン取り出し領域
105 P型ベース領域
106 N型ソース領域
107,107a P型拡散領域
108 ゲート電極
108a ゲート酸化膜
109 ソース電極
110 ドレイン電極
114 フィールド酸化膜
D ドレインセル
H 横方向電流
K1,K2,K3 空乏層
S ソースセル
V 縦方向電流
10 semiconductor device of the present invention 11 N - -type low concentration region 100 conventional semiconductor device 101 P-type silicon substrate 102 N - -type epitaxial layer 103 N + -type drain buried layer 104 N + -type drain extraction region 105 P-type base region 106 N + -type source region 107, 107a P-type diffusion region 108 Gate electrode 108a Gate oxide film 109 Source electrode 110 Drain electrode 114 Field oxide film D Drain cell H Lateral current K1, K2, K3 Depletion layer S Source cell V Vertical current

Claims (4)

半導体基板と、
前記半導体基板の所定領域に形成された第1導電型のドレイン埋め込み層と、
前記ドレイン埋め込み層を含む前記半導体基板上に形成された第1導電型のエピタキシャル層と、
前記エピタキシャル層を貫通して、前記ドレイン埋め込み層に接続する第1導電型のドレイン取り出し領域と、
前記エピタキシャル層表面の所定領域に形成された第2導電型のベース領域と、
前記ベース領域表面の所定領域に形成された第1導電型のソース領域とを備えた半導体装置において、
前記エピタキシャル層表面に、前記エピタキシャル層と同導電型で前記エピタキシャル層よりも低い不純物濃度の低濃度領域を前記ベース領域の外周に沿って設けたことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A drain buried layer of a first conductivity type formed in a predetermined region of the semiconductor substrate;
An epitaxial layer of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate including the drain buried layer;
A drain extraction region of a first conductivity type penetrating the epitaxial layer and connected to the drain buried layer;
A base region of a second conductivity type formed in a predetermined region on the surface of the epitaxial layer;
In a semiconductor device comprising a source region of a first conductivity type formed in a predetermined region on the surface of the base region,
A semiconductor device characterized in that a low concentration region having the same conductivity type as the epitaxial layer and having an impurity concentration lower than that of the epitaxial layer is provided along the outer periphery of the base region on the surface of the epitaxial layer.
前記低濃度領域を前記ベース領域に外接して設けたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the low concentration region is provided so as to circumscribe the base region. 前記低濃度領域の深さは、前記ベース領域の深さよりも浅く形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a depth of the low concentration region is formed shallower than a depth of the base region. 前記低濃度領域の幅は、前記ベース領域と前記ドレイン取り出し領域との間の距離の1/2よりも小さいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体装置。   4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a width of the low concentration region is smaller than a half of a distance between the base region and the drain extraction region.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020047647A (en) * 2018-09-14 2020-03-26 キオクシア株式会社 Semiconductor device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08321606A (en) * 1995-05-26 1996-12-03 Nissan Motor Co Ltd Lateral power MOSFET
JP2000252456A (en) * 1999-03-02 2000-09-14 Hitachi Ltd Semiconductor device and power converter using the same
JP2003303964A (en) * 2002-04-09 2003-10-24 Sanyo Electric Co Ltd MOS semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2003347546A (en) * 2002-05-22 2003-12-05 Samsung Electronics Co Ltd Vertical DMOS device and method of manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08321606A (en) * 1995-05-26 1996-12-03 Nissan Motor Co Ltd Lateral power MOSFET
JP2000252456A (en) * 1999-03-02 2000-09-14 Hitachi Ltd Semiconductor device and power converter using the same
JP2003303964A (en) * 2002-04-09 2003-10-24 Sanyo Electric Co Ltd MOS semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2003347546A (en) * 2002-05-22 2003-12-05 Samsung Electronics Co Ltd Vertical DMOS device and method of manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020047647A (en) * 2018-09-14 2020-03-26 キオクシア株式会社 Semiconductor device
JP7077194B2 (en) 2018-09-14 2022-05-30 キオクシア株式会社 Semiconductor device

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