[go: up one dir, main page]

KR20110078949A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20110078949A
KR20110078949A KR1020090135877A KR20090135877A KR20110078949A KR 20110078949 A KR20110078949 A KR 20110078949A KR 1020090135877 A KR1020090135877 A KR 1020090135877A KR 20090135877 A KR20090135877 A KR 20090135877A KR 20110078949 A KR20110078949 A KR 20110078949A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
forming
semiconductor substrate
well
type body
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Withdrawn
Application number
KR1020090135877A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조철호
Original Assignee
주식회사 동부하이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동부하이텍 filed Critical 주식회사 동부하이텍
Priority to KR1020090135877A priority Critical patent/KR20110078949A/en
Publication of KR20110078949A publication Critical patent/KR20110078949A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/0405Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising semiconducting carbon, e.g. diamond, diamond-like carbon
    • H01L21/041Making n- or p-doped regions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/01Manufacture or treatment
    • H10D48/04Manufacture or treatment of devices having bodies comprising selenium or tellurium in uncombined form
    • H10D48/043Preliminary treatment of the selenium or tellurium, its application to foundation plates or the subsequent treatment of the combination
    • H10D48/046Provision of discrete insulating layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/23Electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. sources, drains, anodes or cathodes
    • H10D64/251Source or drain electrodes for field-effect devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법은 반도체 기판 내에 형성된 에피택셜층(P-EPI)의 소정 영역에 N형 웰을 형성하는 단계와, N형 웰 내의 반도체 기판 표면에 드리프트 영역을 형성하고, 에피택셜층 내에 드리프트 영역과 소정간격 이격된 P형 바디 영역을 형성하는 단계와, N형 웰 하부의 소정 위치에 NBL(N-buried layer)영역을 형성하는 단계와, N형 웰 상부 표면에 소자 분리 영역을 형성하는 단계와, N형 웰 및 에피택셜층의 일부 상에 게이트 패턴을 형성하는 단계 및 P형 바디 영역 및 드리프트 영역 내에 각각 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes forming an N type well in a predetermined region of an epitaxial layer (P-EPI) formed in a semiconductor substrate, and forming a drift region on the surface of the semiconductor substrate in the N type well. Forming a P-type body region spaced apart from the drift region by a predetermined distance in the epitaxial layer, forming an N-buried layer (NBL) region at a predetermined position under the N-type well, Forming a device isolation region on the surface, forming a gate pattern on a portion of the N-type well and the epitaxial layer, and forming a source region and a drain region in the P-type body region and the drift region, respectively. It is characterized by.

NBL(N-buried layer), Low Side LDMOS N-buried layer (NBL), low side LDMOS

Description

반도체 소자 및 그의 제조방법{Semiconductor device and method for manufacturing the same}Semiconductor device and method for manufacturing the same

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LDMOS(Lateral Double-diffused Metal Oxide Semiconductor) 반도체 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a Lateral Double-diffused Metal Oxide Semiconductor (LDMOS) semiconductor device and a manufacturing method thereof.

일반적으로 사용되는 전력 모스 전계효과 트랜지스터(MOSFET)는 바이폴라 트랜지스터에 비해 높은 입력 임피던스를 가지기 때문에 전력 이득이 크고 게이트 구동 회로가 매우 간단하며, 유니폴라 소자이기 때문에 소자가 턴-오프 되는 동안 소수 캐리어에 의한 축적 또는 재결합에 의해 발생되는 시간 지연이 없는 등의 장점을 가지고 있다. The commonly used power MOS field effect transistor (MOSFET) has a higher input impedance than the bipolar transistor, so the power gain is large, the gate driving circuit is very simple, and because it is a unipolar device, it is applied to the minority carriers while the device is turned off. There is no time delay caused by accumulation or recombination.

따라서, 스위칭 모드 전력 공급 장치, 램프 안정화 및 모터 구동회로 등에서의 응용이 점차 확산되고 있는 추세이다. 이와 같은 전력 MOSFET으로는 통산 플래너 확산 기술을 이용한 DMOSFET 구조가 널리 사용되고 있으며, 대표적인 LDMOS 트랜지스터가 개발된 바 있다. Therefore, applications in switching mode power supplies, lamp stabilization, motor drive circuits, and the like are gradually spreading. As such power MOSFETs, a DMOSFET structure using integrated planar diffusion technology is widely used, and a typical LDMOS transistor has been developed.

도 1은 종래 기술의 LDMOS 트랜지스터의 구조의 일 예를 나타내는 단면도이 다.1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional LDMOS transistor.

도 1에서 드리프트 영역(105)은 반도체 기판의 표면에 불순물 이온, 예를 들어 인 이온을 이온 주입한 후 장시간 동안 고온에서 확산 공정을 수행함으로써 형성된다. In FIG. 1, the drift region 105 is formed by implanting impurity ions, for example, phosphorus ions, onto a surface of a semiconductor substrate and performing a diffusion process at a high temperature for a long time.

장시간의 확산 공정에 의해 반도체 기판의 표면에 있던 인 이온들이 표면 아래의 벌크로 확산되면서 분포되는데, 이때, 불순물 이온의 농도가 반도체 기판의 표면인 필드 산화물층(130)에서 최대로 되고, 벌크 쪽으로 갈수록 농도가 작아진다.Phosphorous ions on the surface of the semiconductor substrate are diffused into the bulk below the surface by a long diffusion process, wherein the concentration of impurity ions is maximized in the field oxide layer 130, which is the surface of the semiconductor substrate, toward the bulk. The concentration gradually decreases.

따라서, 게이트 전극(110)과 드레인 영역(120)에 바이어스가 인가되면 반도체 기판의 표면에서 저항이 가장 작고, 벌크 영역에서 저항이 크기 때문에 대부분의 전류는 반도체 기판의 표면을 따라 흐르게 된다. 따라서, N+ 드레인 영역의 측벽 주변에 전계가 집중된다. Therefore, when bias is applied to the gate electrode 110 and the drain region 120, most current flows along the surface of the semiconductor substrate because the resistance is the smallest in the surface of the semiconductor substrate and the resistance is large in the bulk region. Thus, an electric field is concentrated around the sidewall of the N + drain region.

전류가 적게 흐를때는 크게 문제가 되지 않지만, 만약 이 부분으로 흐르는 전류가 많게 되면 충격 이온화(impact ionization)에 의해 홀과 전자가 급격히 발생되어 블랙 다운에 대한 내압 특성이 좋지 않게 된다.It is not a big problem when a small current flows, but if a large current flows to this part, holes and electrons are suddenly generated by impact ionization, and thus the breakdown voltage characteristic against black down is not good.

따라서, 내압 특성이 우수한 LDMOS 트랜지스터에 대한 개발이 요구된다. Therefore, development of an LDMOS transistor having excellent breakdown voltage characteristics is required.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전류 특성 및 내압 특성을 개선시키는 반도체 소자 및 그의 제조방법을 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor device and a method of manufacturing the same that improve current characteristics and breakdown voltage characteristics.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법은 반도체 기판 내에 형성된 에피택셜층(P-EPI)의 소정 영역에 N형 웰을 형성하는 단계와, N형 웰 내의 반도체 기판 표면에 드리프트 영역을 형성하고, 에피택셜층 내에 드리프트 영역과 소정간격 이격된 P형 바디 영역을 형성하는 단계와, N형 웰 하부의 소정 위치에 NBL(N-buried layer)영역을 형성하는 단계와, N형 웰 상부 표면에 소자 분리 영역을 형성하는 단계와, N형 웰 및 에피택셜층의 일부 상에 게이트 패턴을 형성하는 단계 및 P형 바디 영역 및 드리프트 영역 내에 각각 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes forming an N type well in a predetermined region of an epitaxial layer (P-EPI) formed in a semiconductor substrate, and forming a drift region on the surface of the semiconductor substrate in the N type well. Forming a P-type body region spaced apart from the drift region by a predetermined distance in the epitaxial layer, forming an N-buried layer (NBL) region at a predetermined position under the N-type well, Forming a device isolation region on the surface, forming a gate pattern on a portion of the N-type well and the epitaxial layer, and forming a source region and a drain region in the P-type body region and the drift region, respectively. It is characterized by.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 및 그의 제조방법에 따르면, 드리프트 영역 하부에 NBL(N-buried layer) 영역을 형성하여 드리프트 영역의 표면에 집중되던 전류 흐름 경로를 분산시킴으로써, 트랜지스터의 전류특성 및 내압특성을 향상시킬 수 있다. According to the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention, by forming an N-buried layer (NBL) region under the drift region to distribute the current flow path concentrated on the surface of the drift region, the current characteristics of the transistor and Withstand pressure characteristics can be improved.

이하, 본 발명의 기술적 과제 및 특징들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 본 발명을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the technical objects and features of the present invention will be apparent from the description of the accompanying drawings and the embodiments. Looking at the present invention in detail.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.2A through 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(200)에 에피택셜층(P-EPI)을 형성하고, 에피택셜층(P-EPI) 내에 N웰 영역(HVNWELL, 205)을 형성한다.As shown in FIG. 2A, an epitaxial layer P-EPI is formed on the semiconductor substrate 200, and an N well region HVNWELL 205 is formed in the epitaxial layer P-EPI.

예컨대, 반도체 기판(200) 상에 에피텍셜층(epitaxial layer)을 성장시킨 후 상기 에피텍셜층에 p형 불순물인 붕소(boron)로 약하게 도핑한다. For example, after an epitaxial layer is grown on the semiconductor substrate 200, the epitaxial layer is lightly doped with boron as a p-type impurity.

그리고 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 활성 영역을 형성하기 위한 제1 마스크(미도시)를 상기 반도체 기판(200) 상에 형성하고, 형성된 상기 제1 마스크를 이용하여 N형 불순물(예컨대, 인(phosphorus))을 고에너지로 상기 에피텍셜층에 이온 주입하여 N웰 영역(205)을 형성할 수 있다. 이때 필요에 따라서 셀의 문턱 전압을 맞추기 위하여 추가적인 불순물 주입이 수행될 수 있다. In addition, a first mask (not shown) for forming an active region is formed on the semiconductor substrate 200 using photolithography, and an N-type impurity (eg, phosphorus (P) is formed using the formed first mask. phosphorus)) may be implanted into the epitaxial layer with high energy to form the N well region 205. In this case, additional impurity implantation may be performed to meet the threshold voltage of the cell, as necessary.

다음으로, 반도체 기판(200)의 일부에 불순물 이온을 주입하여 소정 간격 이격된 P형 바디 영역(220) 및 드리프트 영역(230)을 형성한다.Next, impurity ions are implanted into a portion of the semiconductor substrate 200 to form the P-type body region 220 and the drift region 230 spaced by a predetermined interval.

먼저 노출된 반도체 기판(200)의 전면에 N-형 불순물 이온, 예를 들어 인 이온을 주입한 후 불순물 확산 공정을 수행하여 드리프트 영역(230)을 형성한다. First, an N-type impurity ion, for example, phosphorus ion, is implanted into the entire surface of the exposed semiconductor substrate 200 and then an impurity diffusion process is performed to form the drift region 230.

이어서 소정의 이온주입 마스크(미도시)를 이용하여 P형 불순물 이온, 예를 들어 보론(B) 이온을 일정한 도즈량으로 이온주입하여 P형 바디영역(220)을 형성한다. Subsequently, P-type impurity ions, for example boron (B) ions, are ion-implanted using a predetermined ion implantation mask (not shown) to form the P-type body region 220.

드리프트 영역(230)과 P형 바디 영역(220) 사이의 반도체 기판 표면에 N형 불순물 조절 영역(N-ADJUST,232)을 형성할 수 있다.An N-type impurity control region N-ADJUST 232 may be formed on the surface of the semiconductor substrate between the drift region 230 and the P-type body region 220.

도 2b에 도시된 바와 같이, N웰 영역(HVNWELL,205) 하부의 소정 위치에 NBL(N-buried layer, 240) 영역을 형성한다. NBL 영역은 사진식각공정을 이용하여 형성된 이온주입 마스크(미도시) 인(Phosphorous) 이온을 주입하여 형성한다. As shown in FIG. 2B, an N-buried layer (NBL) region is formed at a predetermined position under the N well region HVNWELL 205. The NBL region is formed by implanting an ion implantation mask (not shown) Phosphorous ions formed using a photolithography process.

NBL 영역(240)은 횡방향으로는 일단이 P형 바디 영역(220)과 떨어져 위치하며, 필드 절연층(210)의 하부에 위치하고, 타단은 후술하는 드레인 영역의 하부까지 연장되도록 조절하여 형성한다. 종방향으로는 드레인 영역의 바닥 하부에 위치하도록 형성할 수 있다.One end of the NBL region 240 is located away from the P-type body region 220 in the lateral direction, and is positioned below the field insulating layer 210, and the other end is formed to be extended to the lower portion of the drain region to be described later. . In the longitudinal direction, it may be formed to be located under the bottom of the drain region.

도 2c에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(200) 상의 일부에 필드 산화막(252,254)을 형성한다.As shown in FIG. 2C, field oxide films 252 and 254 are formed on a portion of the semiconductor substrate 200.

필드 산화막(252, 254)은 반도체 기판(200) 위에 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 패턴에 의해 노출된 반도체 기판(200) 표면에 산소를 이온주입하고, 열산화시켜 로코스(LOCOS)형 필드 산화막을 형성할 수 있다. The field oxide films 252 and 254 form a silicon oxide film and a silicon nitride film pattern (not shown) on the semiconductor substrate 200, ion implantation of oxygen on the surface of the semiconductor substrate 200 exposed by the pattern, and thermal oxidation. A LOCOS type field oxide film can be formed.

다음, 반도체 기판(200) 전면에 예를 들어, 실리콘 산화물과 같은 게이트 절연물질 및 폴리 실리콘과 같은 게이트 전극 형성물질을 증착한 후 사진 식각 공정을 이용하여 게이트 절연층(262) 및 게이트 전극(264)으로 구성된 게이트 패턴을 형성한다.Next, a gate insulating material such as silicon oxide and a gate electrode forming material such as polysilicon are deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 200, and then the gate insulating layer 262 and the gate electrode 264 using a photolithography process. To form a gate pattern.

다음, 노출된 P형 바디 영역(220) 및 드리프트 영역(230) 상에 N+형 불순물 이온을 주입하여 소스 영역(270) 및 드레인 영역(280)을 소정 깊이로 형성한다. Next, N + type impurity ions are implanted into the exposed P-type body region 220 and the drift region 230 to form the source region 270 and the drain region 280 to a predetermined depth.

소스 영역(270)에 인접하여 P+형 불순물 이온 주입되어 이루어진 소스 콘택 영역(272)이 추가적으로 형성될 수 있다. A source contact region 272 formed by implanting P + type impurity ions adjacent to the source region 270 may be additionally formed.

상기 언급한 바와 같이 도 2a 내지 도 2c에 도시된 본 발명의 반도체 소자 제조 방법은 Low side LDMOS의 드레인 영역인 N웰 영역(205) 하부에 NBL 영역(240)을 추가 형성하여 85V 이상의 동작 전압을 확보할 수 있다. As described above, the semiconductor device manufacturing method of FIG. 2A to FIG. 2C further forms an NBL region 240 under the N well region 205 which is a drain region of a low side LDMOS. It can be secured.

상술한 본 발명의 LDMOS 트랜지스터는 드레인 영역(280)에 바이어스가 인가되면 공핍 영역이 드리프트 영역(230)으로부터 확장되고, 이로 인해 공핍 영역이 크게 확장됨으로써, 게이트 전극의 에지 부분에 형성된 강한 전계를 분사시켜 브레이크 다운 전압을 크게 향상시킬 수 있다.In the above-described LDMOS transistor, when a bias is applied to the drain region 280, the depletion region extends from the drift region 230, thereby greatly expanding the depletion region, thereby injecting a strong electric field formed in the edge portion of the gate electrode. This greatly improves the breakdown voltage.

도 2d는 종래의 반도체 소자의 브레이크 다운 전압 및 본 발명의 반도체 소자의 브레이크 다운 전압의 특성을 나타낸 그래프이다.2D is a graph showing the characteristics of a breakdown voltage of a conventional semiconductor device and a breakdown voltage of a semiconductor device of the present invention.

본 발명의 브레이크 다운 전압(B)이 종래의 브레이크 다운 전압(A)에 비해 높다는 것을 확인할 수 있다. It can be seen that the breakdown voltage B of the present invention is higher than the conventional breakdown voltage A. FIG.

도 3a 내지 도 3c은 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 단면도이다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(300)에 에피택셜층(P-EPI)을 형성하고, 에피택셜층(P-EPI) 내에 N웰 영역(HVNWELL, 305)을 형성한다.As shown in FIG. 3A, an epitaxial layer P-EPI is formed on the semiconductor substrate 300, and an N well region HVNWELL 305 is formed in the epitaxial layer P-EPI.

예컨대, 반도체 기판(300) 상에 에피텍셜층(epitaxial layer)을 성장시킨 후 상기 에피텍셜층에 p형 불순물인 붕소(boron)로 약하게 도핑한다. For example, after an epitaxial layer is grown on the semiconductor substrate 300, the epitaxial layer is lightly doped with boron as a p-type impurity.

그리고 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 활성 영역을 형성하기 위한 제1 마스크(미도시)를 상기 반도체 기판(300) 상에 형성하고, 형성된 상기 제1 마스크를 이용하여 N형 불순물(예컨대, 인(phosphorus))을 고에너지로 상기 에피텍셜층에 이온 주입하여 N웰 영역(305)을 형성할 수 있다. 이때 필요에 따라서 셀 의 문턱 전압을 맞추기 위하여 추가적인 불순물 주입이 수행될 수 있다. A first mask (not shown) for forming an active region is formed on the semiconductor substrate 300 by using photolithography, and an N-type impurity (eg, phosphorus phosphorus)) may be implanted into the epitaxial layer with high energy to form an N well region 305. In this case, additional impurity implantation may be performed to meet the threshold voltage of the cell as needed.

다음으로, 반도체 기판(300)의 일부에 불순물 이온을 주입하여 소정 간격 이격된 P형 바디 영역(320) 및 드리프트 영역(330)을 형성한다.Next, impurity ions are implanted into a portion of the semiconductor substrate 300 to form the P-type body region 320 and the drift region 330 spaced by a predetermined interval.

먼저 노출된 반도체 기판(300)의 전면에 N-형 불순물 이온, 예를 들어 인 이온을 주입한 후 불순물 확산 공정을 수행하여 드리프트 영역(330)을 형성한다. First, an N-type impurity ion, for example, phosphorus ion, is implanted into the entire surface of the exposed semiconductor substrate 300 and then an impurity diffusion process is performed to form the drift region 330.

이어서 소정의 이온주입 마스크(미도시)를 이용하여 P형 불순물 이온, 예를 들어 보론(B) 이온을 일정한 도즈량으로 이온주입하여 P형 바디영역(320)을 형성한다. Subsequently, P-type impurity ions, for example boron (B) ions, are ion-implanted using a predetermined ion implantation mask (not shown) to form the P-type body region 320.

N웰 영역(301)과 P형 바디 영역(220) 사이의 반도체 기판 표면에 N-드레인 확장 영역(N-drain extension, 340)을 형성할 수 있다.An N-drain extension region 340 may be formed on the surface of the semiconductor substrate between the N well region 301 and the P-type body region 220.

그리고, P형 바디 영역(320) 및 N-드레인 확장 영역(340) 하부에 P-드레인 확장 영역(P-drain extension, 350)을 형성한다. A P-drain extension 350 is formed under the P-type body region 320 and the N-drain extension region 340.

다음, N웰 영역(305)의 타측에 소정간격 이격되어 P웰 영역(360)을 형성한다.Next, the P well region 360 is formed on the other side of the N well region 305 by a predetermined interval.

도 3b에 도시된 바와 같이, N웰 영역(HVNWELL,205) 하부의 소정 위치에 NBL(N-buried layer, 370) 영역을 형성한다. NBL 영역(370)은 사진식각공정을 이용하여 형성된 이온주입 마스크(미도시) 인(Phosphorous) 이온을 주입하여 형성한다. As shown in FIG. 3B, an N-buried layer (NBL) region is formed at a predetermined position under the N well region HVNWELL 205. The NBL region 370 is formed by implanting an ion implantation mask (not shown) Phosphorous ions formed using a photolithography process.

NBL 영역(370)은 횡방향으로는 일단이 P형 바디 영역(220)과 떨어져 위치하며, 타단은 후술하는 필드 절연층의 하부까지 연장되도록 조절하여 형성한다. 종방향으로는 드레인 영역의 바닥 하부에 위치하도록 형성할 수 있다.One end of the NBL region 370 is positioned away from the P-type body region 220 in the lateral direction, and the other end thereof is formed to be adjusted to extend to a lower portion of the field insulating layer to be described later. In the longitudinal direction, it may be formed to be located under the bottom of the drain region.

도 3c에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(300) 상의 일부에 필드 산화막(370, 375)을 형성한다.As shown in FIG. 3C, field oxide films 370 and 375 are formed on a portion of the semiconductor substrate 300.

필드 산화막(370, 375)은 반도체 기판(300) 위에 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 패턴에 의해 노출된 반도체 기판(300) 표면에 산소를 이온주입하고, 열산화시켜 로코스(LOCOS)형 필드 산화막을 형성할 수 있다. The field oxide films 370 and 375 form a silicon oxide film and a silicon nitride film pattern (not shown) on the semiconductor substrate 300, ion implantation of oxygen on the surface of the semiconductor substrate 300 exposed by the pattern, and thermal oxidation. A LOCOS type field oxide film can be formed.

다음, 반도체 기판(300) 전면에 예를 들어, 실리콘 산화물과 같은 게이트 절연물질 및 폴리 실리콘과 같은 게이트 전극 형성물질을 증착한 후 사진 식각 공정을 이용하여 게이트 절연층 및 게이트 전극으로 구성된 게이트 패턴(380)을 형성한다.Next, a gate insulating material such as silicon oxide and a gate electrode forming material such as polysilicon are deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 300, and then a gate pattern including the gate insulating layer and the gate electrode using a photolithography process ( 380).

다음, 노출된 P형 바디 영역(320) 및 드리프트 영역(330) 상에 N+형 불순물 이온을 주입하여 소스 영역(390) 및 드레인 영역(395)을 소정 깊이로 형성한다. Next, N + type impurity ions are implanted on the exposed P-type body region 320 and the drift region 330 to form the source region 390 and the drain region 395 to a predetermined depth.

다음, P웰 영역(360)과 소정 간격 이격된 반도체 기판(300) 표면에 P+형 불순물 이온을 주입하여 기판 콘택 영역(400)을 형성한다.Next, a P + type impurity ion is implanted into the surface of the semiconductor substrate 300 spaced apart from the P well region 360 by a predetermined distance to form the substrate contact region 400.

상기 언급한 바와 같이 도 3a 내지 도 3c에 도시된 본 발명의 반도체 소자 제조 방법은 Low side LDMOS의 드레인 영역인 N웰 영역(305) 하부에 NBL 영역(370)을 추가 형성함으로써, 트랜지스터의 전류특성 및 내압특성을 향상시킬 수 있다. As described above, the semiconductor device manufacturing method of FIG. 3A to FIG. 3C further includes forming an NBL region 370 under an N well region 305 which is a drain region of a low side LDMOS, thereby providing current characteristics of a transistor. And pressure resistance characteristics can be improved.

상술한 본 발명의 LDMOS 트랜지스터는 드레인 영역(395)에 바이어스가 인가되면 공핍 영역이 드리프트 영역(330)으로부터 확장되고, 이로 인해 공핍 영역이 크게 확장됨으로써, 게이트 전극의 에지 부분에 형성된 강한 전계를 분사시켜 브레 이크 다운 전압을 크게 향상시킬 수 있다.In the above-described LDMOS transistor, when a bias is applied to the drain region 395, the depletion region extends from the drift region 330, thereby greatly expanding the depletion region, thereby injecting a strong electric field formed at the edge portion of the gate electrode. This greatly improves the breakdown voltage.

도 3d는 종래의 반도체 소자의 브레이크 다운 전압 및 본 발명의 반도체 소자의 브레이크 다운 전압의 특성을 나타낸 그래프이다.3D is a graph showing the characteristics of a breakdown voltage of a conventional semiconductor device and a breakdown voltage of a semiconductor device of the present invention.

본 발명의 브레이크 다운 전압이 종래의 브레이크 다운 전압에 비해 높다는 것을 확인할 수 있다. It can be seen that the breakdown voltage of the present invention is higher than the conventional breakdown voltage.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

도 1은 일반적인 반도체 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a general semiconductor device.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다. 2A through 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present invention.

Claims (6)

반도체 기판 내에 형성된 에피택셜층(P-EPI)의 소정 영역에 N형 웰을 형성하는 단계;Forming an N-type well in a predetermined region of the epitaxial layer (P-EPI) formed in the semiconductor substrate; 상기 N형 웰 내의 반도체 기판 표면에 드리프트 영역을 형성하고, 상기 에피택셜층 내에 상기 드리프트 영역과 소정간격 이격된 P형 바디 영역을 형성하는 단계;Forming a drift region on a surface of the semiconductor substrate in the N-type well, and forming a P-type body region spaced apart from the drift region by a predetermined distance in the epitaxial layer; 상기 N형 웰 하부의 소정 위치에 NBL(N-buried layer)영역을 형성하는 단계;Forming an N-buried layer (NBL) region at a predetermined position under the N-type well; 상기 N형 웰 상부 표면에 소자 분리 영역을 형성하는 단계;Forming an isolation region on an upper surface of the N-type well; 상기 N형 웰 및 에피택셜층의 일부 상에 게이트 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a gate pattern on a portion of the N-type well and the epitaxial layer; And 상기 P형 바디 영역 및 드리프트 영역 내에 각각 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법. And forming a source region and a drain region in the P-type body region and the drift region, respectively. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 NBL 영역은 횡방향으로는 일단이 P형 바디 영역과 떨어져 위치하며, 필드 절연층의 하부에 위치하고, 타단은 후술하는 드레인 영역의 하부까지 연장되도록 조절하여 형성되고, 종방향으로는 드레인 영역의 바닥 하부에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.One end of the NBL region is positioned away from the P-type body region in the lateral direction, and is positioned below the field insulating layer, and the other end is formed to extend to the lower portion of the drain region, which will be described later. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that formed to be located below the bottom. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, Low side LDMOS 트랜지스터의 상기 드레인 영역인 N웰 영역 하부에 NBL 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법. And forming an NBL region under the N well region, which is the drain region of the low side LDMOS transistor. 반도체 기판 내에 N웰 영역을 형성하는 단계;Forming an N well region in the semiconductor substrate; 상기 반도체 기판의 일부에 P형 바디 영역을 형성하고, 상기 N웰 영역 내에 상기 P형 바디 영역과 소정 간격 이격된 드리프트 영역을 형성하는 단계;Forming a P-type body region on a portion of the semiconductor substrate and forming a drift region spaced apart from the P-type body region by a predetermined distance in the N well region; 상기 N웰 영역과 P형 바디 영역 사이의 상기 반도체 기판 표면에 N-드레인 확장 영역을 형성하는 단계;Forming an N-drain extension region on the surface of the semiconductor substrate between the N well region and the P-type body region; 상기 P형 바디 영역 및 N-드레인 확장 영역 하부에 P-드레인 확장 영역을 형성하는 단계;Forming a P-drain extension region under the P-type body region and an N-drain extension region; 상기 반도체 기판 내에 상기 N웰 영역과 소정간격 이격되게 P웰 영역을 형성하는 단계;Forming a P well region in the semiconductor substrate to be spaced apart from the N well region by a predetermined distance; 상기 N웰 영역 하부의 소정 위치에 NBL(N-buried layer) 영역을 형성하는 단계; Forming an N-buried layer (NBL) region at a predetermined position below the N well region; 상기 N형 웰 및 반도체 기판 표면에 소자 분리 영역을 형성하는 단계;Forming device isolation regions on surfaces of the N-type wells and the semiconductor substrate; 상기 N-드레인 확장 영역 상에 게이트 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a gate pattern on the N-drain extension region; And 상기 P형 바디 영역 및 드리프트 영역 내에 각각 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법. And forming a source region and a drain region in the P-type body region and the drift region, respectively. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 NBL 영역은 횡방향으로는 일단이 상기 P형 바디 영역과 떨어져 위치하며, 타단은 후술하는 필드 절연층의 하부까지 연장되며, 종방향으로는 드레인 영역의 바닥 하부에 위치하게 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.One end of the NBL region is located away from the P-type body region in the lateral direction, and the other end thereof extends to a lower portion of the field insulating layer, which will be described later, and is formed to be located below the bottom of the drain region in the longitudinal direction. A method of manufacturing a semiconductor device. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein Low side LDMOS 트랜지스터의 상기 N웰 영역 하부에 NBL 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법. And forming an NBL region below the N well region of the low side LDMOS transistor.
KR1020090135877A 2009-12-31 2009-12-31 Semiconductor device and manufacturing method thereof Withdrawn KR20110078949A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090135877A KR20110078949A (en) 2009-12-31 2009-12-31 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090135877A KR20110078949A (en) 2009-12-31 2009-12-31 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110078949A true KR20110078949A (en) 2011-07-07

Family

ID=44918369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090135877A Withdrawn KR20110078949A (en) 2009-12-31 2009-12-31 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110078949A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10109625B2 (en) JFET and LDMOS transistor formed using deep diffusion regions
KR101049876B1 (en) Horizontal dimos device and manufacturing method thereof
KR100761825B1 (en) Horizontal MOS transistors and manufacturing method thereof
US9660020B2 (en) Integrated circuits with laterally diffused metal oxide semiconductor structures and methods for fabricating the same
KR20100064263A (en) A semiconductor device and method for manufacturing the same
KR20100067834A (en) Semiconductor and method of manufacturing the same
KR100871550B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method
KR20100064264A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR101699585B1 (en) High voltage semiconductor device and method of manufacturing the same
KR101578931B1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
US20060001110A1 (en) Lateral trench MOSFET
US10910493B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US10312368B2 (en) High voltage semiconductor devices and methods for their fabrication
CN108885999B (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8138545B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100734143B1 (en) DMOS transistor and manufacturing method
KR20100046354A (en) Ldmos transistor and manufacturing method for the same
KR102088548B1 (en) High voltage semiconductor device
KR20110078947A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20110078949A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100916892B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
KR100790247B1 (en) LDMOS transistors and methods for manufacturing same
KR20100111021A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR20100136029A (en) Manufacturing method of high power semiconductor device and high power semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20091231

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid