特許第6106310号(P6106310)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6106310ハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6106310
(24)【登録日】2017年3月10日
(45)【発行日】2017年3月29日
(54)【発明の名称】ハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタ
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/336 20060101AFI20170316BHJP
   H01L 29/78 20060101ALI20170316BHJP
   H01L 29/06 20060101ALI20170316BHJP
【FI】
   H01L29/78 301W
   H01L29/78 301G
   H01L29/06 301F
【請求項の数】20
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2016-95753(P2016-95753)
(22)【出願日】2016年5月12日
(62)【分割の表示】特願2013-536774(P2013-536774)の分割
【原出願日】2011年10月26日
(65)【公開番号】特開2016-178323(P2016-178323A)
(43)【公開日】2016年10月6日
【審査請求日】2016年6月9日
(31)【優先権主張番号】61/406,640
(32)【優先日】2010年10月26日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】13/281,260
(32)【優先日】2011年10月25日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】390020248
【氏名又は名称】日本テキサス・インスツルメンツ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】507107291
【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド
(74)【上記1名の代理人】
【識別番号】100098497
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
(72)【発明者】
【氏名】サミール ピー ペンハルカル
(72)【発明者】
【氏名】ジョン リン
【審査官】 宇多川 勉
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許出願公開第2009/0256199(US,A1)
【文献】 特開2010−157688(JP,A)
【文献】 特開2010−045130(JP,A)
【文献】 特開2007−059565(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/336
H01L 29/06
H01L 29/78
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
集積回路基板と、
拡張ドレイン金属酸化物半導体(EDMOS)トランジスタと、
を含む集積回路であって、
前記EDMOSトランジスタが、
前記集積回路基板に配置されるチャネル領域と、
前記集積回路基板に配置される拡張ドレインであって、前記拡張ドレインがドリフト領域を含み、前記ドリフト領域が、フィールドギャップドリフト領域と、前記フィールドギャップドリフト領域と交互の能動ギャップ領域とを含み、前記ドリフト領域が前記チャネル領域に接する、前記拡張ドレインと、
前記フィールドギャップドリフト領域の近傍であって前記チャネル領域と反対側に位置する、フィールド酸化物構造と、
前記拡張ドレイン上に位置するドレインコンタクト拡散領域であって、前記ドレインコンタクト拡散域が、前記拡張ドレインより高いドーピング濃度を有し、前記能動ギャップ領域に接し、前記フィールド酸化物構造と交互配置する、前記ドレインコンタクト拡散領域と、
を含む、集積回路。
【請求項2】
請求項1の集積回路であって、
前記拡張ドレインが、前記フィールド酸化物構造の下方に延在する、集積回路。
【請求項3】
請求項1の集積回路であって、
前記チャネル領域と前記ドリフト領域との上に位置するゲート誘電体層と、
前記チャネル領域の上の前記ゲート誘電体層上に位置するゲートと、
を更に含む、集積回路。
【請求項4】
請求項3の集積回路であって、
前記ゲートが、前記ゲート誘電体層を超えて、前記フィールド酸化物構造の上に延在するフィールドプレートを含む、集積回路。
【請求項5】
請求項1の集積回路であって、
前記ドレインコンタクト拡散領域上に位置するドレインコンタクトであって、前記フィールド酸化物構造により前記フィールドギャップドリフト領域から間隔が空けられる、前記ドレインコンタクトを更に含む、集積回路。
【請求項6】
請求項1の集積回路であって、
前記ドレインコンタクト拡散領域上に位置するドレインコンタクトであって、前記フィールド酸化物構造のうちの2つの間に介在される、前記ドレインコンタクトを更に含む、集積回路。
【請求項7】
請求項1の集積回路であって、
前記ドレインコンタクト拡散領域上に位置する第1のドレインコンタクトであって、前記フィールド酸化物構造により前記フィールドギャップドリフト領域から間隔が空けられる、前記第1のドレインコンタクトと、
前記ドレインコンタクト拡散領域上に位置する第2のドレインコンタクトであって、前記第2のドレインコンタクトが、前記フィールド酸化物構造のうちの2つの間に介在され、前記第1のドレインコンタクトよりも前記チャネル領域により近く位置する、前記第2のドレインコンタクトと、
を更に含む、集積回路。
【請求項8】
請求項1の集積回路であって、
前記フィールド酸化物構造の少なくとも1つが、前記フィールドギャップドリフト領域の少なくとも1つと、前記能動ギャップ領域の少なくとも1つと、前記ドレインコンタクト拡散領域とに接する、集積回路。
【請求項9】
請求項1の集積回路であって、
前記フィールド酸化物構造の少なくとも1つが、前記ドレインコンタクト拡散領域から前記フィールドギャップドリフト領域の少なくとも1つを分離する、集積回路。
【請求項10】
請求項1の集積回路であって、
前記フィールド酸化物構造の少なくとも1つが、前記能動ギャップ領域の少なくとも1つと前記ドレインコンタクト拡散領域との間の接合をインターフェースする、集積回路。
【請求項11】
拡張ドレイン金属酸化物半導体(EDMOS)トランジスタであって、
フィールドギャップドリフト領域と、前記フィールドギャップドリフト領域と交互の能動ギャップ領域とを含む拡張ドレインと、
前記拡張ドレイン上に位置するドレインコンタクト拡散領域であって、前記ドレインコンタクト拡散領域が、前記拡張ドレインより高いドーピング濃度を有し、前記ドレインコンタクト拡散領域が、
前記能動ギャップ領域に接する第1の部分と、
前記第1の部分から後退しており、前記フィールドギャップドリフト領域から間隔が空けられる、第2の部分と、
を有する、前記ドレインコンタクト拡散領域と、
を含む、EDMOSトランジスタ。
【請求項12】
請求項11のEDMOSトランジスタであって、
前記拡張ドレイン内に位置する誘電体構造を更に含み、
前記誘電体構造が、前記フィールドギャップドリフト領域の少なくとも1つから前記ドレインコンタクト拡散領域の前記第2の部分の少なくとも1つを分離し、前記誘電体構造が、前記能動ギャップ領域の少なくとも1つと前記ドレインコンタクト拡散領域の前記第1の部分の少なくとも1つとの間の接合をインターフェースする、EDMOSトランジスタ。
【請求項13】
請求項11のEDMOSトランジスタであって、
前記拡張ドレインに対向するソース領域と、
前記ソース領域と前記拡張ドレインとの間に介在されるチャネル領域と、
前記チャネル領域と前記拡張ドレインとの上に位置するゲート誘電体層と、
前記チャネル領域の上の前記ゲート誘電体層上に位置するゲートと、
を更に含む、EDMOSトランジスタ。
【請求項14】
請求項13のEDMOSトランジスタであって、
前記ゲートが、前記ゲート誘電体層を前記ドレインコンタクト拡散領域から遮蔽するフィールドプレートを含む、EDMOSトランジスタ。
【請求項15】
請求項13のEDMOSトランジスタであって、
前記ゲート誘電体層が前記能動ギャップ領域に重ならず、前記ゲートが前記能動ギャップ領域に重ならない、EDMOSトランジスタ。
【請求項16】
拡張ドレイン金属酸化物半導体(EDMOS)トランジスタを含む集積回路であって、
前記EDMOSトランジスタの各々が、
フィールドギャップドリフト領域と、前記フィールドギャップドリフト領域と交互の能動ギャップ領域とを含む拡張ドレインと、
前記拡張ドレイン上に位置するドレインコンタクト拡散領域であって、前記ドレインコンタクト拡散領域が、前記拡張ドレインより高いドーピング濃度を有し、前記ドレインコンタクト拡散領域が、
前記能動ギャップ領域に接する第1の部分と、
前記第1の部分から後退しており、前記フィールドギャップドリフト領域から間隔が空けられる、第2の部分と、
を有する、前記ドレインコンタクト拡散領域と、
を含む、集積回路。
【請求項17】
請求項16に記載の集積回路であって、
前記EDMOSトランジスタの各々が、前記拡張ドレインに位置する誘電体構造を含み、
前記誘電体構造が、前記フィールドギャップドリフト領域の少なくとも1つから前記ドレインコンタクト拡散領域の前記第2の部分の少なくとも1つを分離し、前記誘電体構造が、前記能動ギャップ領域の少なくとも1つと前記ドレインコンタクト拡散領域の少なくとも1つとの間の接合をインターフェースする、集積回路。
【請求項18】
請求項16に記載の集積回路であって、
前記EDMOSトランジスタの各々が、
前記拡張ドレインに対向するソース領域と、
前記ソース領域と前記拡張ドレインとの間に介在されるチャネル領域と、
前記チャネル領域と前記拡張ドレインとの上に位置するゲート誘電体層と、
前記チャネル領域の上の前記ゲート誘電体層上に位置するゲートと、
を更に含む、集積回路。
【請求項19】
請求項18に記載の集積回路であって、
前記ゲートが、前記ゲート誘電体層を前記ゲート誘電体層から遮蔽するフィールドプレートを含む、集積回路。
【請求項20】
請求項18に記載の集積回路であって、
前記ゲート誘電体層が前記能動ギャップ領域に重ならず、前記ゲートが前記能動ギャップ領域に重ならない、集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、集積回路に関し、更に特定して言えば、集積回路における拡張されたドレインMOSトランジスタに関連する。
【背景技術】
【0002】
集積回路は、例えば、横方向拡散金属酸化物半導体(LDMOS)トランジスタ、二重拡散金属酸化物半導体(DMOS)トランジスタ、又はドレイン拡張された金属酸化物半導体(DEMOS)トランジスタなど、チャネル領域に近接するドレイン領域にドリフト領域を備えた、拡張されたドレイン金属酸化物半導体(MOS)トランジスタを含み得る。一般に、ドリフト領域における平均ドーピングは、MOSトランジスタのソース領域における平均ドーピング濃度の半分未満である。フィールドギャップMOSトランジスタと呼ぶこともある、ゲート拡張フィールドプレートにより覆われたドリフト領域を備えた拡張されたドレインMOSトランジスタは、10ボルトを上回る降伏電圧を呈し得るが、フィールドプレートを終端するドレイン内のフィールド酸化物要素に起因してドレインにおいて望ましくなく大きな抵抗を有し得る。能動ギャップMOSトランジスタと呼ぶこともある、ドリフト領域の上にフィールドプレートがない拡張されたドレインMOSトランジスタは、望ましくないことに、10ボルトを下回る降伏電圧と、ゲートの端部におけるホットキャリア生成に起因する劣化された信頼性とを呈し得る。
【発明の概要】
【0003】
集積回路が、並列の交互の能動ギャップドリフト領域及びフィールドギャップドリフト領域を備えた、拡張されたドレインMOSトランジスタを含み得る。拡張されたドレインMOSトランジスタは、フィールドギャップドリフト領域の上にフィールドプレートを有するゲートを含む。拡張されたドレインMOSトランジスタの対称ネステッド(nested)構成が形成され得る。集積回路を形成するプロセスが開示される。
【図面の簡単な説明】
【0004】
図1A】製造の連続的な段階で示す、一実施例に従って形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタを含む集積回路の斜視図である。
図1B】製造の連続的な段階で示す、一実施例に従って形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタを含む集積回路の斜視図である。
【0005】
図2】別の実施例に従って形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタを含む集積回路の斜視図である。
【0006】
図3】更なる実施例に従って形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタを含む集積回路の斜視図である。
【0007】
図4A】一実施例に従って対称ネステッド構成に形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタを含む集積回路の上面図である。
図4B】一実施例に従って対称ネステッド構成に形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタを含む集積回路の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
集積回路が、多数の並列の交互の能動ギャップドリフト領域及びフィールドギャップドリフト領域を備えた、ハイブリッド能動フィールドギャップ拡張されたドレインMOSトランジスタを含み得る。フィールドプレートはゲートのエクステンション(extension)である。フィールドプレートは、拡張されたドレインMOSトランジスタのドレインにおけるフィールド酸化物要素で終端する。
【0009】
図1A及び図1Bは、製造の連続的な段階で示す、一実施例に従って形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタ102を含む集積回路100を図示する。集積回路100は、基板104の中及び上に形成され、基板104は、単結晶シリコンウエハ、SOI(シリコンオンインシュレータ)ウエハ、異なる結晶配向の領域を備えたハイブリッド配向技術(HOT)ウエハ、又は集積回路100の製造に適した他の材料、であり得る。拡張されたドレインMOSトランジスタ102の拡張されたドレイン106が、拡張されたドレインMOSトランジスタ102のチャネル領域108に接して、基板104内に形成される。拡張されたドレイン106はドリフト領域110を含む。拡張されたドレイン106は、例えば、拡張されたドレイン106のためのエリアを露出させるように、フォトリソグラフィプロセスにより基板104の上にフォトレジストのイオン注入マスクを形成する工程、イオン注入マスクにより露出されたエリアにおいて基板104にドーパントをイオン注入する工程、注入されたドーパントを活性化するようにイオン注入マスクを取り除き、基板104をアニールする工程を含むプロセスにより、形成され得る。フィールド酸化物要素112が、ドリフト領域110に近接する拡張されたドレイン106内に形成される。フィールド酸化物112は、例えば、250〜600ナノメートル厚みの二酸化シリコンで主として構成され得る。フィールド酸化物要素112は、図1Aに示したようなシャロートレンチアイソレーション(STI)プロセスにより、シリコンの局所酸化(LOCOS)プロセスにより、又は他の方法により、形成され得る。STIプロセスが、基板104上に酸化物層を形成する工程、酸化物層上にシリコンナイトライド層を形成する工程、フィールド酸化物112のためのエリアを露出させるようにシリコンナイトライド層をパターニングする工程、露出されたエリアにおける基板104内のトレンチをフィールド酸化物112の所望の厚みに適切な深さまでエッチングする工程、トレンチの側壁及び底部上に熱的酸化物の層を成長させる工程、化学気相成長(CVD)、高密度プラズマ(HDP)、又は高アスペクト比プロセス(HARP)により、二酸化シリコンでトレンチを充填する工程、不要な二酸化シリコンをシリコンナイトライド層の上面からを取り除く工程、及びシリコンナイトライド層を取り除く工程を含み得る。LOCOSプロセスが、基板104上に酸化物層を形成する工程、酸化物層上にシリコンナイトライド層を形成する工程、フィールド酸化物112のためのエリアを露出させるようにシリコンナイトライド層をパターニングする工程、露出されたエリアにおける基板104の上面において、フィールド酸化物112の所望の厚みに適切な厚みまで熱的酸化物を成長させる工程、及びシリコンナイトライド層を取り除く工程を含み得る。
【0010】
拡張されたドレイン106はフィールド酸化物要素112下に延びる。本実施例の代替の実現例では、フィールド酸化物要素112は、拡張されたドレイン106が形成される前に形成されてもよい。
【0011】
図1Bを参照すると、ゲート誘電体層114が、チャネル領域108及びドリフト領域110の上で基板104上に形成される。ゲート誘電体層114は、例えば、二酸化シリコン、シリコンオキシナイトライド、アルミニウム酸化物、アルミニウムオキシナイトライド、ハフニウム酸化物、ハフニウムシリケート、ハフニウムシリコンオキシナイトライド、ジルコニウム酸化物、ジルコニウムシリケート、ジルコニウムシリコンオキシナイトライド、前述の材料の組み合わせ、又は他の絶縁性材料、の1つ又は複数の層であり得る。ゲート誘電体層114は、50℃〜800℃の温度のプラズマを含む窒素又は窒素含有雰囲気ガスへの露出の結果として窒素を含み得る。ゲート誘電体層114の厚みは、ゲート・ソースバイアスのボルト当り2.5〜3.0ナノメートルであり得る。ゲート誘電体層114は、種々のゲート誘電体形成プロセス、例えば、熱酸化、酸化物層のプラズマ窒化、及び/又は原子層堆積(ALD)による誘電性材料堆積、のうち任意のものにより形成され得る。
【0012】
拡張されたドレインMOSトランジスタ102のゲート116が、ドリフト領域110の能動ギャップ領域118を露出させるように、及び能動ギャップ領域118間にフィールド酸化物要素112上に延びるフィールドプレート120を形成するように、ゲート誘電体層114上に形成される。ゲート116は、例えば、ゲート誘電体層114の上に、通常ポリシリコンと呼ばれる多結晶シリコンなどのゲート材料の層を形成する工程、ゲート116のためのエリアを覆うようにフォトリソグラフィプロセスを用いてゲート材料層の上にフォトレジストを含むゲートエッチマスクを形成する工程、ゲートエッチマスクにより露出されたエリアにおいてゲート材料層から材料を取り除く反応性イオンエッチング(RIE)プロセスによりゲートエッチングプロセスを実行する工程、及びゲートエッチマスクを取り除く工程を含むプロセスにより、形成され得る。
【0013】
フィールドプレート120の下のドリフト領域110のエリアは、フィールドギャップドリフト領域である。本実施例の1つのバージョンにおいて、近接するフィールドプレート120間の各能動ギャップ領域118の能動ギャップ幅122は2ミクロン未満である。更なるバージョンにおいて、各能動ギャップ領域118の能動ギャップ幅122は1ミクロン未満である。ゲート側壁スペーサが、ゲート116の横方向表面上に形成され得る。
【0014】
ドレインコンタクト拡散された領域124が、能動ギャップ領域118及びフィールド酸化物要素112に接して、拡張されたドレイン106内に形成される。拡張されたドレインMOSトランジスタ102のソース126が、チャネル領域108に接して且つ拡張されたドレイン106の反対側に、基板104内に形成される。ドレインコンタクト拡散された領域124及びソース126は、例えば、ドレインコンタクト拡散された領域124のためのエリア及びソース126のためのエリアを露出させるようにフォトリソグラフィプロセスにより、集積回路100の既存の上面の上にフォトレジストのイオン注入マスクを形成する工程、イオン注入マスクにより露出されたエリアにおいて基板104にドーパントをイオン注入する工程、注入されたドーパントを活性化するようにイオン注入マスクを取り除き、基板104をアニールする工程、を含むプロセスにより、同時に形成され得る。
【0015】
バックゲートコンタクト拡散された領域128が、チャネル領域108との電気的接続をするように基板104内に形成され得る。バックゲートコンタクト拡散された領域128は、形成される場合、図1Bに示したように分布され得るか、又は局地化されてもよい。バックゲートコンタクト拡散された領域128は、例えば、バックゲートコンタクト拡散された領域128のためのエリアを露出させるようにフォトリソグラフィプロセスにより、集積回路100の既存の上面の上にフォトレジストのイオン注入マスクを形成する工程、イオン注入マスクにより露出されたエリアにおいてドーパントを基板104にイオン注入する工程、注入されたドーパントを活性化するようにイオン注入マスクを取り除き、基板104をアニールする工程、を含むプロセスにより形成され得る。
【0016】
ソースコンタクト130が、ソース126上、及び任意選択で存在する場合はバックゲートコンタクト拡散された領域128上に、形成される。ドレインコンタクト132が、ドレインコンタクト拡散された領域124上に形成される。本実施例の1つのバージョンにおいて、ドレインコンタクト132が、各能動ギャップ領域118に近接して及びフィールド酸化物要素112に重なる各フィールドプレート120の反対側で各フィールド酸化物要素112に近接して、形成される。コンタクト130及び132は、例えば、フォトリソグラフィプロセスによって形成されたコンタクトフォトレジストパターンを備えた基板104の上のプレメタル誘電体(PMD)層の上面上のコンタクトエリアを画定する工程、基板104を露出させるようにRIEプロセスを用いてPMD層材料を取り除くことによりコンタクトエリア内のコンタクトホールをエッチングする工程、及びチタンなどのコンタクトライナー金属及び典型的にタングステンであるコンタクト充填金属で、コンタクトホールを充填し、その後、エッチング及び/又はCMP方法を用いたPMD層の上面からのコンタクト充填金属の除去が続く工程、を含むプロセスにより、形成され得る。
【0017】
拡張されたドレインMOSトランジスタ102のオペレーションの間、能動ギャップ領域118は、ドリフト領域110を介して所望のインピーダンスを提供し得、一方、フィールドプレート120は、所望の高降伏電圧と所望のレベルのホットキャリア信頼性を提供するように能動ギャップ領域118における電界を低減し得る。
【0018】
本実施例の1つのバージョンにおいて、拡張されたドレインMOSトランジスタ102は図1A及び図1Bに示すようにnチャネルであり得る。別のバージョンにおいて、拡張されたドレインMOSトランジスタ102はpチャネルであってもよい。
【0019】
図2は、別の実施例に従って形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタ202を含む集積回路200を図示する。拡張されたドレインMOSトランジスタ202のゲート206が、先細のフィールドプレート208を有するようにゲート誘電体層204上に形成される。フィールド酸化物要素212の上の各先細のフィールドプレート208のドレイン端部幅210が、先細のフィールドプレート208の、対応するフィールド酸化物要素212とは反対側の各先細のフィールドプレート208のソース端部幅214より少なくとも100ナノメートル短い。本実施例の1つのバージョンにおいて、各能動ギャップ領域218のソース端部能動ギャップ幅216は2ミクロン未満である。更なるバージョンにおいて、各能動ギャップ領域218のソース端部能動ギャップ幅216は1ミクロン未満である。各先細のフィールドプレート208のドレイン端部幅210及びソース端部幅214は、能動ギャップ領域の上面の各点が、フィールドギャップドリフト領域における近接するフィールドプレートから1ミクロン内にあるようにする。先細のフィールドプレート208及び能動ギャップ領域218の寸法は、降伏電圧、オン状態電流、及びホットキャリア信頼性の所望の値を提供するように調節され得る。
【0020】
本実施例の1つのバージョンにおいて、図2に示すように、拡張されたドレインMOSトランジスタ202はnチャネルであり得る。別のバージョンにおいて、拡張されたドレインMOSトランジスタ202はpチャネルであってよい。
【0021】
図3は、更なる実施例に従って形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張されたドレインMOSトランジスタ302を含む集積回路300の斜視図である。拡張されたドレインMOSトランジスタ302のゲート306が、逆向き(retrograde)先細のフィールドプレート308を有するように、ゲート誘電体層304の上に形成される。フィールド酸化物要素312の上の各逆向き先細のフィールドプレート308のドレイン端部幅310が、逆向き先細のフィールドプレート308の、対応するフィールド酸化物要素312とは反対側の各逆向き先細のフィールドプレート308のソース端部幅314より少なくとも100ナノメートル大きい。本実施例の1つのバージョンにおいて、各能動ギャップ領域318のソース端部能動ギャップ幅316は、2ミクロン未満である。更なるバージョンにおいて、各能動ギャップ領域318のソース端部能動ギャップ幅316は、1ミクロン未満である。逆向き先細のフィールドプレート308及び能動ギャップ領域318の寸法は、降伏電圧、オン状態電流、及びホットキャリア信頼性の所望の値を提供するように調節され得る。
【0022】
本実施例の1つのバージョンにおいて、図3に示すように、拡張されたドレインMOSトランジスタ302はnチャネルであり得る。別のバージョンにおいて、拡張されたドレインMOSトランジスタ302はpチャネルであってもよい。
【0023】
図4A及び図4Bは、一実施例に従って対称ネステッド構成に形成されたハイブリッド能動フィールドギャップ拡張ドレインMOSトランジスタ402を含む集積回路400を図示する。図4Aを参照すると、拡張されたドレインMOSトランジスタ402は、第1の部分404及び第2の部分406を含む。フィールド酸化物要素408が、図4Aに示すような交互の線形構成で、第1の部分404及び第2の部分406内の拡張されたドレインMOSトランジスタ402の拡張されたドレイン内に形成される。拡張されたドレインは、フィールド酸化物要素408下に及びフィールド酸化物要素408を横方向に過ぎて延び、第1の部分404内の第1のドリフト領域と第2の部分406内の第2のドリフト領域とを含む。拡張されたドレインMOSトランジスタ402は、第1のドリフト領域に接する第1の部分404内の第1のチャネル領域を含み、更に、第2のドリフト領域に接する第2の部分406内の第2のチャネル領域を含み、第2のチャネル領域が、拡張されたドレインの第1のチャネル領域とは逆側に位置するようになっている。第1のゲート部410及び第2のゲート部412が、それぞれ、第1のドリフト領域及び第1のチャネル領域の上の、及び第2のドリフト領域及び第2のチャネル領域の上の、ゲート誘電体層上に形成される。第1のゲート部410及び第2のゲート部412は、任意選択で、拡張されたドレインMOSトランジスタ402の一端又は両端上において接合され得る。第1のゲート部410は、フィールド酸化物要素408上に延びる第1のフィールドプレート414を含む。第1のフィールドプレート414は、第1の部分404において、第1の能動ギャップ領域416と交互に、第1のフィールドギャップドリフト領域を覆う。第2のゲート部412は、フィールド酸化物要素408上に延びる第2のフィールドプレート418を含む。第2のフィールドプレート418は、第2の部分406において、第2の能動ギャップ領域420と交互に、第2のフィールドギャップドリフト領域を覆う。第1のフィールドプレート414は第2の能動ギャップ領域420と整合され、第2のフィールドプレート418は第1の能動ギャップ領域416と整合される。本実施例の1つのバージョンにおいて、近接する第1のフィールドプレート414間の各第1の能動ギャップ領域416の、及び近接する第2のフィールドプレート418間の各第2の能動ギャップ領域420の、能動ギャップ幅は、2ミクロン未満である。更なるバージョンにおいて、各第1の能動ギャップ領域416及び各第2の能動ギャップ領域420の能動ギャップ幅は、1ミクロン未満である。
【0024】
第1のソース422が、第1のチャネル領域に接し且つ第1のゲート部410に近接して、第1の部分404内に形成される。第1のバックゲートコンタクト拡散された領域424が、第1のチャネル領域との電気的接続をするように第1のソース422に近接して形成され得る。第2のソース426が、第2のチャネル領域に接し且つ第2のゲート部412に近接して第2の部分406内に形成される。第2のバックゲートコンタクト拡散された領域428が、第2のチャネル領域との電気的接続をするように第2のソース426に近接して形成され得る。ドレインコンタクト拡散された領域430が、第1の能動ギャップ領域416及び第2の能動ギャップ領域420に接し且つフィールド酸化物要素408に接して、拡張されたドレイン内に形成される。
【0025】
ドレインコンタクト432が、第1の能動ギャップ領域416及び第2の能動ギャップ領域420に近接するドレインコンタクト拡散された領域430上に形成されて、各ドレインコンタクト432が、対応する近接する能動ギャップ領域416又は420、及び能動ギャップ領域の反対側の対応するフィールドギャップドリフト領域に、ドレイン電流を提供するようにする。本実施例の1つのバージョンにおいて、ドレインコンタクト432が、各第1の能動ギャップ領域416及び各第2の能動ギャップ領域420に近接して形成される。第1のソースコンタクト434が、第1のソース422上に、及び任意選択で存在する場合第1のバックゲートコンタクト拡散された領域424上に、形成される。第2のソースコンタクト436が、第2のソース426上に、及び任意選択で存在する場合第2のバックゲートコンタクト拡散された領域428上に、形成される。フィールド酸化物要素408、第1の能動ギャップ領域416及び第2の能動ギャップ領域420、第1のフィールドギャップドリフト領域及び第2のフィールドギャップドリフト領域、及びドレインコンタクト拡散された領域430の寸法及び位置は、拡張されたドレインMOSトランジスタ402の全体的エリアを低減するように調節され得る一方、所望のオン状態電流、所望の降伏電圧及び所望のホットキャリア信頼性を提供する。
【0026】
図4Bを参照すると、拡張されたドレイン438は、基板440内に形成され、第1の部分404内の第1のドリフト領域442と、第2の部分406内の第2のドリフト領域444とを含む。第1のゲート部410は第1のゲート誘電体層446上に形成され、第2のゲート部412は第2のゲート誘電体層448上に形成される。
【0027】
本実施例の1つのバージョンにおいて、拡張されたドレインMOSトランジスタ402は、図4Bに示すようにnチャネルであり得る。別のバージョンにおいて、拡張されたドレインMOSトランジスタ402はpチャネルであってもよい。
【0028】
本発明に関連する技術に習熟した者であれば、説明した例示の実施例に変形が成され得ること、及び本発明の特許請求の範囲内で他の実施例を実装し得ることが分かるであろう。
図1A
図1B
図2
図3
図4A
図4B