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公開番号2025131296
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028956
出願日2024-02-28
発明の名称半導体装置及びその製造方法
出願人ミツミ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/60 20250101AFI20250902BHJP()
要約【課題】ソース・ドレイン耐圧の低下を抑制する半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置100は、半導体基板10と、第1導電型であるウエル領域12と、第2導電型であるソース領域20と、第2導電型であるドレイン領域22と、ソース領域とドレイン領域との間における半導体基板上に設けられたゲート酸化膜24と、ゲート酸化膜とドレイン領域との間に設けられた素子分離酸化膜28aと、ゲート電極26と、ドレイン領域下のウエル領域内に設けられ、第2導電型である第1拡散領域16と、第1拡散領域とゲート酸化膜との間のウエル領域内に設けられ、第2導電型である第2拡散領域14と、第1拡散領域下のウエル領域に設けられ、ソース領域側の端は第2拡散領域の端よりドレイン領域側に位置し、ウエル領域より不純物濃度が高い第1導電型である第3拡散領域18と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板内に設けられた第１導電型であるウエル領域と、
前記ウエル領域の上部に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型であるソース領域と、
前記ウエル領域の上部に設けられ、前記第２導電型であるドレイン領域と、
前記ソース領域と前記ドレイン領域との間における前記半導体基板上に設けられたゲート酸化膜と、
前記ゲート酸化膜と前記ドレイン領域との間における前記半導体基板上に設けられた素子分離酸化膜と、
前記ゲート酸化膜上に設けられたゲート電極と、
前記ドレイン領域下の前記ウエル領域内に設けられ、前記第２導電型である第１拡散領域と、
前記第１拡散領域と前記ゲート酸化膜との間の前記ウエル領域内に設けられ、前記第２導電型である第２拡散領域と、
前記第１拡散領域下の前記ウエル領域に設けられ、前記ソース領域側の端は前記第２拡散領域の端より前記ドレイン領域側に位置し、前記ウエル領域より不純物濃度が高い前記第１導電型である第３拡散領域と、
を備える半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１拡散領域の不純物濃度は前記第２拡散領域の不純物濃度より高い請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１拡散領域の前記ソース領域側の端は、前記素子分離酸化膜の前記ソース領域側の端より前記ドレイン領域側に位置し、
前記第２拡散領域の前記ソース領域側の端は、前記素子分離酸化膜の前記ソース領域側の端より前記ソース領域側に位置する請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第３拡散領域の前記ソース領域側の端は、前記素子分離酸化膜の前記ソース領域側の端より前記ドレイン領域側に位置する請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３拡散領域の前記ソース領域側の端は、前記素子分離酸化膜の前記ソース領域側の端と前記素子分離酸化膜の前記ドレイン領域側の端との中点より前記ドレイン領域側に位置する請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１拡散領域の下面は前記第２拡散領域の下面より深い請求項２から５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１導電型はＰ型であり、前記第２導電型はＮ型である請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体基板内に設けられた第１導電型であるウエル領域と、前記ウエル領域の上部に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型であるソース領域と、前記ウエル領域の上部に設けられ、前記第２導電型であるドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間における前記半導体基板上に設けられたゲート酸化膜と、前記ゲート酸化膜と前記ドレイン領域との間における前記半導体基板上に設けられた素子分離酸化膜と、前記ゲート酸化膜上に設けられたゲート電極と、を備える半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板の厚さ方向から見て前記ドレイン領域下となる第１範囲にイオン注入することで、前記第２導電型である第１拡散領域を形成する工程と、
前記第１範囲の前記ゲート酸化膜となる領域側を含む第２範囲に、イオン注入することで前記第２導電型である第２拡散領域を形成する工程と、
前記第１範囲と重なり、前記ソース領域となる領域側の端は前記第２範囲の前記ソース領域となる領域側の端より前記ドレイン領域となる領域側に位置し、前記ウエル領域より不純物濃度が高い前記第１導電型である第３拡散領域を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
高耐圧ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタにおいて、ドレイン領域下のウエル領域内及びドレイン領域とゲート電極との間のウエル領域内にドレイン領域と同じ導電型の第１拡散領域を設ける。第１拡散領域下にウエル領域より不純物濃度が高くウエル領域と同じ導電型の第２拡散領域を設けることが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１５７８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、第１拡散領域と第２拡散領域との間の電界強度が高くなり、ソース・ドレイン耐圧が低下する可能性がある。
【０００５】
本開示は、ソース・ドレイン耐圧の低下を抑制する半導体装置及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の実施形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板内に設けられた第１導電型であるウエル領域と、前記ウエル領域の上部に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型であるソース領域と、前記ウエル領域の上部に設けられ、前記第２導電型であるドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間における前記半導体基板上に設けられたゲート酸化膜と、前記ゲート酸化膜と前記ドレイン領域との間における前記半導体基板上に設けられた素子分離酸化膜と、前記ゲート酸化膜上に設けられたゲート電極と、前記ドレイン領域下の前記ウエル領域内に設けられ、前記第２導電型である第１拡散領域と、前記第１拡散領域と前記ゲート酸化膜との間の前記ウエル領域内に設けられ、前記第２導電型である第２拡散領域と、前記第１拡散領域下の前記ウエル領域に設けられ、前記ソース領域側の端は前記第２拡散領域の端より前記ドレイン領域側に位置し、前記ウエル領域より不純物濃度が高い前記第１導電型である第３拡散領域と、を備える。
【０００７】
本開示の実施形態によれば、半導体装置の製造方法は、半導体基板内に設けられた第１導電型であるウエル領域と、前記ウエル領域の上部に設けられ、前記第１導電型と異なる第２導電型であるソース領域と、前記ウエル領域の上部に設けられ、前記第２導電型であるドレイン領域と、前記ソース領域と前記ドレイン領域との間における前記半導体基板上に設けられたゲート酸化膜と、前記ゲート酸化膜と前記ドレイン領域との間における前記半導体基板上に設けられた素子分離酸化膜と、前記ゲート酸化膜上に設けられたゲート電極と、を備える半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板の厚さ方向から見て前記ドレイン領域下となる第１範囲にイオン注入することで、前記第２導電型である第１拡散領域を形成する工程と、前記第１範囲の前記ゲート酸化膜となる領域側を含む第２範囲に、イオン注入することで前記第２導電型である第２拡散領域を形成する工程と、前記第１範囲と重なり、前記ソース領域となる領域側の端は前記第２範囲の前記ソース領域となる領域側の端より前記ドレイン領域となる領域側に位置し、前記ウエル領域より不純物濃度が高い前記第１導電型である第３拡散領域を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、ソース・ドレイン耐圧の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の断面図である。
図２は、図１のＢ－Ｂ断面、Ｃ－Ｃ断面及びＤ－Ｄ断面の深さに対する不純物濃度を示すシミュレーション結果を示す図である。
図３は、図１のＡ－Ａ断面における位置に対するＰ型不純物濃度を示す模式図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、それぞれ第１比較例及び第２比較例に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図９（ａ）は、半導体装置１００及び１１０のゲート電圧Ｖｇに対する基板電流を示す図、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、それぞれ半導体装置１１０及び１００のドレイン電圧Ｖｄに対するドレイン電流Ｉｄを示す図である。
図１０（ａ）は、第１実施形態における基板電圧に対するリーク電流を示す図、図１０（ｂ）は、ドーズ量に対する閾値電圧を示す図である。
図１１は、第２実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について詳細に説明する。下記の実施形態は、発明の技術思想を具体化するための例示であり、本発明を記載された構成や数値に限定するものではない。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する場合がある。各図面が示す各部材の大きさ、位置関係等は、発明の理解を容易にするために誇張して描かれている場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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