JP6080883B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
前記半導体基板に形成され、前記半導体基板の裏面側に位置するドレイン層と、
前記半導体基板の表面に形成された凹部の内壁に形成されたゲート絶縁膜と、
前記凹部に埋め込まれ、上端が前記半導体基板の表面よりも低いゲート電極と、
前記半導体基板の表面側に形成されたソース層と、
前記ゲート電極上に形成され、上面が前記半導体基板の表面よりも高い第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が低い低酸素透過性絶縁膜と、
を備える半導体装置が提供される。
前記凹部の内壁にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記凹部にゲート電極を、上端が前記半導体基板の表面よりも低くなるように埋め込む工程と、
前記半導体基板の表面側にソース層を形成する工程と、
前記ゲート電極上に、上面が前記半導体基板の表面よりも高い第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が低い低酸素透過性絶縁膜を形成する工程と、
前記低酸素透過性絶縁膜上及び前記半導体基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
を備える半導体装置の製造方法が提供される。
前記半導体装置は、
半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記半導体基板の裏面側に位置するドレイン層と、
前記半導体基板に形成された凹部の内壁に形成されたゲート絶縁膜と、
前記凹部に埋め込まれ、上端が前記半導体基板の表面よりも低いゲート電極と、
前記半導体基板の表面側に形成されたソース層と、
前記ゲート電極上に形成され、上面が前記半導体基板の表面よりも高い第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜上に形成され、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が低い低酸素透過性絶縁膜と、
前記低酸素透過性絶縁膜上及び前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜と、
を備える電子装置が提供される。
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置10の構成を示す断面図である。半導体装置10は、縦型MOSトランジスタ20を有している。縦型MOSトランジスタ20は、半導体基板100を用いて形成されており、p型ドレイン層130、n型ベース層150、ゲート絶縁膜110、ゲート電極120、p型ソース層140、及び絶縁層340を有している。
図11は、第2の実施形態に係る半導体装置10の構成を示す断面図である。本実施形態に係る半導体装置10は、縦型MOSトランジスタ20がn型埋込層152を有している点を除いて、第1の実施形態に係る半導体装置10と同様の構成である。
図12は、第3の実施形態に係る半導体装置10の構成を示す断面図である。本実施形態に係る半導体装置10は、縦型MOSトランジスタ20の代わりに IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)22を有している点を除いて、第1または第2の実施形態と同様である。IGBT22は、縦型MOSトランジスタ20におい て、p型ドレイン層130とドレイン電極202の間に、n型コレクタ層134を追加した構成を有している。
図13は、第4の実施形態に係る半導体装置10を有する電子装置の回路構成を示す図である。この電子装置は、例えば図14に示す車両に用いられており、電子装置2、電源4、及び負荷6を有している。電源4は例えば車両に搭載されているバッテリーである。負荷6は、例えば車両に搭載されている電子部品、例えば図14に示すヘッドランプ400である。そして電子装置2は、電源4から負荷6に供給する電力を制御している。
図16は、第5の実施形態に係る半導体装置10の構成を示す断面図である。本実施形態において、半導体基板100は、縦型MOSトランジスタ20が形成されているパワー制御領域と、制御回路30が形成されているロジック領域とを有している点を除いて、第1の実施形態に係る半導体装置10と同様の構成である。制御回路30は、図15に示した半導体装置14と同様の回路を有している。
4 電源
6 負荷
10 半導体装置
12 半導体装置
14 半導体装置
20 縦型MOSトランジスタ
21 センス用縦型トランジスタ
22 IGBT
30 制御回路
31 MOSトランジスタ
32 ウェル
34 ゲート絶縁膜
36 ゲート電極
38 不純物領域
50 レジストパターン
100 半導体基板
102 サブ基板
104 エピタキシャル層
108 凹部
110 ゲート絶縁膜
120 ゲート電極
121 端部
122 ゲート配線
130 p型ドレイン層
132 p−層
134 n型コレクタ層
140 p型ソース層
150 n型ベース層
151 n型層
152 n型埋込層
202 ドレイン電極
204 ソース配線
300 層間絶縁膜
304 コンタクト
314 配線
340 絶縁層
342 第1絶縁膜
344 低酸素透過性絶縁膜
346 第2絶縁膜
400 ヘッドランプ
410 封止樹脂
422 ボンディングワイヤ
424 ボンディングワイヤ
426 ボンディングワイヤ
440 配線基板
460 ハンダボール
Claims (15)
- (a)基板に凹部を形成する工程と、
(b)前記凹部にゲート絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記凹部にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記基板にソース層を形成する工程と、
(e)前記ゲート電極上に第1絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第1絶縁膜上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第2絶縁膜を形成する工程と、
(g)前記第2絶縁膜上及び前記基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
(h)前記(d)工程後かつ前記(e)工程前に、前記ゲート電極上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第3絶縁膜を形成する工程と、
を備え、
前記ゲート電極は、上面が前記基板の表面よりも低く、
前記第3絶縁膜は、上面が前記基板の表面よりも高い半導体装置の製造方法。 - (a)基板に凹部を形成する工程と、
(b)前記凹部にゲート絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記凹部にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記基板にソース層を形成する工程と、
(e)前記ゲート電極上に第1絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第1絶縁膜上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第2絶縁膜を形成する工程と、
(g)前記第2絶縁膜上及び前記基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
(h)前記(d)工程後かつ前記(e)工程前に、前記ゲート電極上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第3絶縁膜を形成する工程と、
を備え、
前記第3絶縁膜の膜厚は、前記第1絶縁膜の膜厚よりも厚い半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2絶縁膜の膜厚は、前記第1絶縁膜の膜厚よりも厚い半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1絶縁膜は、SiN膜、SiC膜、及びSiCN膜の少なくとも一つである半導体装置の製造方法。 - (a)基板に凹部を形成する工程と、
(b)前記凹部にゲート絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記凹部にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記基板にソース層を形成する工程と、
(e)前記ゲート電極上に第1絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第1絶縁膜上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第2絶縁膜を形成する工程と、
(g)前記第2絶縁膜上及び前記基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
を備え、
前記第1絶縁膜は、SiN膜であり、その膜厚は、6nm以上7nm以下である半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2絶縁膜は、NSG(Non doped Silicate Glass)膜、BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)膜、及びSOG(Spin on Glass)膜の少なくとも一つである半導体装置の製造方法。 - (a)基板に凹部を形成する工程と、
(b)前記凹部にゲート絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記凹部にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記基板にソース層を形成する工程と、
(e)前記ゲート電極上に第1絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第1絶縁膜上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第2絶縁膜を形成する工程と、
(g)前記第2絶縁膜上及び前記基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
(h)前記(d)工程後かつ前記(e)工程前に、前記ゲート電極上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第3絶縁膜を形成する工程と、
を備え、
前記第3絶縁膜は、NSG(Non doped Silicate Glass)膜、及びSOG(Spin on Glass)膜の少なくとも一つである半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
(i)前記(g)工程後、前記基板上及び前記第2絶縁膜上にソース配線を形成する工程を備える半導体装置の製造方法。 - 請求項8に記載の半導体装置の製造方法において、
前記ソース配線は、Alを用いて形成されている半導体装置の製造方法。 - (a)基板に凹部を形成する工程と、
(b)前記凹部にゲート絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記凹部にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記基板にソース層を形成する工程と、
(e)前記ゲート電極上に、SiN膜、SiC膜、及びSiCN膜の少なくとも一つである第1絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第1絶縁膜上に、NSG(Non doped Silicate Glass)膜、BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)膜、及びSOG(Spin on Glass)膜の少なくとも一つである第2絶縁膜を形成する工程と、
(g)前記第2絶縁膜上及び前記基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
(h)前記(d)工程後かつ前記(e)工程前に、前記ゲート電極上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第3絶縁膜を形成する工程と、
を備え、
前記ゲート電極は、上面が前記基板の表面よりも低く、
前記第3絶縁膜は、上面が前記基板の表面よりも高い半導体装置の製造方法。 - (a)基板に凹部を形成する工程と、
(b)前記凹部にゲート絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記凹部にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記基板にソース層を形成する工程と、
(e)前記ゲート電極上に、SiN膜、SiC膜、及びSiCN膜の少なくとも一つである第1絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第1絶縁膜上に、NSG(Non doped Silicate Glass)膜、BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)膜、及びSOG(Spin on Glass)膜の少なくとも一つである第2絶縁膜を形成する工程と、
(g)前記第2絶縁膜上及び前記基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
(h)前記(d)工程後かつ前記(e)工程前に、前記ゲート電極上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第3絶縁膜を形成する工程と、
を備え、
前記第3絶縁膜の膜厚は、前記第1絶縁膜の膜厚よりも厚い半導体装置の製造方法。 - 請求項10に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2絶縁膜の膜厚は、前記第1絶縁膜の膜厚よりも厚い半導体装置の製造方法。 - (a)基板に凹部を形成する工程と、
(b)前記凹部にゲート絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記凹部にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記基板にソース層を形成する工程と、
(e)前記ゲート電極上に、SiN膜、SiC膜、及びSiCN膜の少なくとも一つである第1絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第1絶縁膜上に、NSG(Non doped Silicate Glass)膜、BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)膜、及びSOG(Spin on Glass)膜の少なくとも一つである第2絶縁膜を形成する工程と、
(g)前記第2絶縁膜上及び前記基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
(h)前記(d)工程後かつ前記(e)工程前に、前記ゲート電極上に、前記第1絶縁膜よりも酸素透過性が高い第3絶縁膜を形成する工程と、
を備え、
前記第3絶縁膜は、NSG(Non doped Silicate Glass)膜、及びSOG(Spin on Glass)膜の少なくとも一つである半導体装置の製造方法。 - 請求項10に記載の半導体装置の製造方法において、
(i)前記(g)工程後、前記基板上及び前記第2絶縁膜上にソース配線を形成する工程を備える半導体装置の製造方法。 - (a)基板に凹部を形成する工程と、
(b)前記凹部にゲート絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記凹部にゲート電極を形成する工程と、
(d)前記基板にソース層を形成する工程と、
(e)前記ゲート電極上に、SiN膜である第1絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記第1絶縁膜上に、NSG(Non doped Silicate Glass)膜、BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)膜、及びSOG(Spin on Glass)膜の少なくとも一つである第2絶縁膜を形成する工程と、
(g)前記第2絶縁膜上及び前記基板上から酸化性雰囲気で処理する工程と、
を備え、
前記第1絶縁膜の膜厚は、6nm以上7nm以下である半導体装置の製造方法。
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