JP5533011B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
その製造工程を以下に示す。まず、n+ドレイン領域1と高比抵抗のn−ドリフト領域2からなるn型シリコン半導体基板の表面に厚い絶縁膜(酸化膜)3を形成する。次に、開口した絶縁膜3をマスクとして、選択的にp型のウェル領域4を形成する。そして、このウェル領域4の表面からn−ドリフト領域2に達する複数のトレンチ5を形成し、その内部にゲート絶縁膜6を介してゲート電極7を埋め込む。トレンチ5に挟まれたウェル領域4の表面には、n+ソース領域8とそれより深いp+コンタクト領域9を形成し、次いでn+ソース領域8とp+コンタクト領域9の表面に共通に電気的に接触するソース電極10を設ける。この際、ゲート電極7は層間絶縁膜(BPSG膜)11によりソース電極10と絶縁する。また、図示しない断面でゲート電極7に接触する金属ゲート電極を設ける。最後に、n+ドレイン領域1に接する形でドレイン電極12を設ける。このようにしてトレンチゲート型MOSFETが作製される。
図5に示す従来のトレンチゲート型MOSFETは「トレンチゲート構造」を採用することで、チャネル幅を稼ぎ、大幅な微細化を実現している。しかし、図5に示す構造において微細化、具体的にはセルピッチ(並列するトレンチゲート間の距離)の縮小を行なうと、ソースコンタクト面積が小さくなり、コンタクト抵抗が増加するという問題が生じる。この問題を解消するため、特許文献1、2には、いわゆるトレンチコンタクト構造を利用してコンタクト面積を広げた半導体装置が開示されている。ここで、トレンチコンタクト構造は、図6に示すように、コンタクト用トレンチ14の底部(底面)でコンタクト領域9との電気的接続を、側壁でソース領域8との電気的接続を取ることで、ソースコンタクト面積を広げるものである。
前記第2半導体領域上に第1の絶縁膜を形成する工程と、該第1の絶縁膜に開口部を形成し、前記第2半導体領域の一部を露出させる工程と、前記第1の絶縁膜をマスクとして異方性エッチングにより前記第2半導体領域に前記第2トレンチを形成する工程と、前記第1の絶縁膜をマスクとして等方性エッチングにより前記第2トレンチの内壁を後退させ開口幅を広げる工程と、前記第1絶縁膜をマスクとして第2導電型のドーパントであるイオンを第2トレンチの底部へ注入し、アニールする工程と、前記第1の絶縁膜をエッチングし前記第1の絶縁膜の開口部の幅を前記第2トレンチの開口幅以上に広げる工程と、を有し、これらの工程をこの順に行うことを特徴とする。
前記第1の絶縁膜がHTO膜と該HTO膜の上に形成されたBPSG膜との積層膜であり、前記アニールする工程のアニールにより前記BPSG膜をリフローすることを特徴とする。
い。そして、基板表面のゲート絶縁膜6を除去し、図1(c)に示すようにスクリーン酸化膜13を形成する。
2 ドリフト領域
3 絶縁膜(酸化膜)
4 ウェル領域
5 トレンチ
6 ゲート絶縁膜(酸化膜)
7 ゲート電極
8 ソース領域
9 コンタクト領域
10 ソース電極
11 層間絶縁膜
12 ドレイン電極
13 スクリーン酸化膜
15 保護膜
14 コンタクト用トレンチ
16 HTO膜
17 BPSG膜
18 スクリーン酸化膜
T コンタクト用トレンチ14の底部の幅
t コンタクト領域9の幅
H 層間絶縁膜11の開口部の幅
h コンタクト用トレンチ14の開口幅
Claims (3)
- 第1導電型である半導体基板と、半導体基板の表面に形成された第2導電型の第1半導体領域と、この第1半導体領域の表面に形成された第1導電型の第2半導体領域と、この第2半導体領域から前記第1半導体領域を貫通して前記半導体基板に至る第1トレンチと、この第1トレンチの内壁に設けられた絶縁層と、この第1トレンチの内部を前記絶縁層を介して充填するゲート電極と、前記第2半導体領域内に底部を有する、もしくは、前記第2半導体領域を貫通し前記第1半導体領域に底部を有する第2トレンチと、この第2トレンチの底部に第1半導体領域に接する第2導電型の高濃度領域と、を備える半導体装置の製造方法において、
前記第2半導体領域上に第1の絶縁膜を形成する工程と、該第1の絶縁膜に開口部を形成し、前記第2半導体領域の一部を露出させる工程と、前記第1の絶縁膜をマスクとして異方性エッチングにより前記第2半導体領域に前記第2トレンチを形成する工程と、前記第1の絶縁膜をマスクとして等方性エッチングにより前記第2トレンチの内壁を後退させ開口幅を広げる工程と、前記第1絶縁膜をマスクとして第2導電型のドーパントであるイオンを第2トレンチの底部へ注入し、アニールする工程と、前記第1の絶縁膜をエッチングし前記第1の絶縁膜の開口部の幅を前記第2トレンチの開口幅以上に広げる工程と、を有し、これらの工程をこの順に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1の絶縁膜がHTO膜と該HTO膜の上に形成されたBPSG膜との積層膜であり、前記アニールする工程のアニールにより前記BPSG膜をリフローすることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1の絶縁膜をエッチングし前記第1の絶縁膜の開口部の幅を前記第2トレンチの開口幅以上に広げる工程の後に、前記第2トレンチ内にAlまたはAl−Si合金をスパッタにより埋め込む工程を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
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