JP6310577B2 - スプリットゲート型パワーデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、第1のドーピング基板のエピタキシャル層に第1の絶縁フィルムを形成し、第1のフォトリソグラフィを行、その後、前記第1の絶縁フィルムをエッチングして、前記第1の絶縁フィルムに第1の絶縁フィルムの開口を形成するステップ1、
前記第1の絶縁フィルムをマスクとして前記基板のエピタキシャル層をエッチングして、前記基板のエピタキシャル層に制御ゲートの凹溝を形成し、前記制御ゲートの凹溝の両側辺は、前記第1の絶縁フィルムの開口の両側まで延在される第1の絶縁フィルムの下部に沿って、前記第1の絶縁フィルムの下に位置する横方向凹部を形成するステップ2、
前記制御ゲートの凹溝の表面に第2の絶縁フィルムを形成した後、第1の導電フィルムを堆積させ、前記第1の導電フィルムは、少なくとも前記制御ゲートの凹溝の両側且つ前記第1の絶縁フィルムの下に位置する横方向凹部を埋めるステップ3、
前記第1の絶縁フィルムの上に位置する前記第1の導電フィルムがエッチングされ、前記第1の絶縁フィルムの開口のエッジに沿って前記第1の導電フィルムのエッチングを継続して、前記制御ゲートの凹溝の両側に制御ゲートを形成するステップ4、
露出した前記第2の絶縁フィルムをエッチングした後、第3の絶縁フィルムを堆積しエッチバックして、制御ゲートの側壁に第3の絶縁フィルムのサイドウォールを形成した後、前記第3の絶縁フィルムのサイドウォールのエッジに沿って前記基板のエピタキシャル層をエッチングして、スプリットゲートの凹溝を形成するステップ5、
前記スプリットゲートの凹溝の表面に第4の絶縁フィルムを形成するステップ6、
まず、前記第3の絶縁フィルムのサイドウォールをエッチングし、その後、露出した前記制御ゲート表面に第5の絶縁フィルムを形成するステップ7、
第2の導電フィルムを堆積しエッチバックして、前記スプリットゲートの凹溝にスプリットゲートを形成し、前記スプリットゲートの表面が前記基板のエピタキシャル層の表面よりも若干低いステップ8、
まず、前記第1の絶縁フィルムをエッチングし、その後、第2のドーピングのイオン注入を行って、前記基板のエピタキシャル層にチャネル領域を形成した後、第2のフォトリソグラフィと第1のドーピングのイオン注入を行って、前記基板のエピタキシャル層にソース領域を形成するステップ9、
第6の絶縁フィルムを堆積し第3のフォトリソグラフィを行い、コンタクト孔のパターンを形成して、前記第6の絶縁フィルムをエッチングしコンタクト孔を形成した後、第2のドーピングのイオン注入を行い、金属層を堆積させて、オーミックコンタクトを形成するステップ10、
第4のフォトリソグラフィを行い、前記金属層をエッチングして、ソース電極、制御ゲート電極とスプリットゲート電極をそれぞれ形成するステップ11
を含む。
まず、第1のドーピング基板のエピタキシャル層に第1の絶縁フィルムを形成し、第1のフォトリソグラフィを行、その後、前記第1の絶縁フィルムをエッチングして、前記第1の絶縁フィルムに第1の絶縁フィルムの開口を形成するステップ1、
前記第1の絶縁フィルムをマスクとして前記基板のエピタキシャル層をエッチングして、前記基板のエピタキシャル層に制御ゲートの凹溝を形成し、前記制御ゲートの凹溝の両側辺は、前記第1の絶縁フィルムの開口の両側まで延在される第1の絶縁フィルムの下部に沿って、前記第1の絶縁フィルムの下に位置する横方向凹部を形成するステップ2、
前記制御ゲートの凹溝の表面に第2の絶縁フィルムを形成した後、第1の導電フィルムを堆積させ、前記第1の導電フィルムは、少なくとも前記制御ゲートの凹溝の両側且つ前記第1の絶縁フィルムの下に位置する横方向凹部を埋めるステップ3、
前記第1の絶縁フィルムの上に位置する前記第1の導電フィルムがエッチングされた後、前記第1の絶縁フィルムの開口のエッジに沿って前記第1の導電フィルムのエッチングを継続して、前記制御ゲートの凹溝の両側に制御ゲートを形成するステップ4、
露出した前記第2の絶縁フィルムをエッチングした後、前記第1の絶縁フィルムをマスクとして前記基板のエピタキシャル層のエッチングを継続して、前記基板のエピタキシャル層の内部にスプリットゲートの凹溝を形成するステップ5、
前記制御ゲート及びスプリットゲートの凹溝の表面に第3の絶縁フィルムを形成するステップ6、
第2の導電フィルムを堆積しエッチバックして、前記スプリットゲートの凹溝にスプリットゲートを形成し、前記スプリットゲートの表面が前記基板のエピタキシャル層の表面よりも若干低いステップ7、
前記第3の絶縁フィルムと第1の絶縁フィルムをそれぞれエッチングした後、第2のドーピングのイオン注入を行って、前記基板のエピタキシャル層にチャネル領域を形成するステップ8、
第2のフォトリソグラフィが行われた後、第1のドーピングのイオン注入を行って、前記基板のエピタキシャル層にソース領域を形成するステップ9、
第4の絶縁フィルムが堆積されて、第3のフォトリソグラフィが行われた後、前記第4の絶縁フィルムをエッチングしコンタクト孔を形成した後、第2のドーピングのイオン注入を行い金属層が堆積され、オーミックコンタクトを形成するステップ10、
第4のフォトリソグラフィが行われた後、前記金属層をエッチングして、ソース電極、制御ゲート電極とスプリットゲート電極をそれぞれ形成するステップ11
を含む。
図2から図10は本発明に提供されるスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法1の実施例のプロセスフローの模式図である。
図11から図15は本発明に提供されるスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法2の実施例のプロセスフローの模式図である。
Claims (18)
- 以下の基本的なステップ、即ち、
まず、第1のドーピング基板のエピタキシャル層に第1の絶縁フィルムを形成し、第1のフォトリソグラフィを行、その後、前記第1の絶縁フィルムをエッチングして、前記第1の絶縁フィルムに第1の絶縁フィルムの開口を形成するステップ1、
前記第1の絶縁フィルムをマスクとして前記基板のエピタキシャル層をエッチングして、前記基板のエピタキシャル層に制御ゲートの凹溝を形成し、前記制御ゲートの凹溝の両側辺は、前記第1の絶縁フィルムの開口の両側まで延在される第1の絶縁フィルムの下部に沿って、前記第1の絶縁フィルムの下に位置する横方向凹部を形成するステップ2、
前記制御ゲートの凹溝の表面に第2の絶縁フィルムを形成した後、第1の導電フィルムを堆積させ、前記第1の導電フィルムは、少なくとも前記制御ゲートの凹溝の両側且つ前記第1の絶縁フィルムの下に位置する横方向凹部を埋めるステップ3、
前記第1の絶縁フィルムの上に位置する前記第1の導電フィルムがエッチングされ、前記第1の絶縁フィルムの開口のエッジに沿って前記第1の導電フィルムのエッチングを継続して、前記制御ゲートの凹溝の両側に制御ゲートを形成するステップ4、
露出した前記第2の絶縁フィルムをエッチングし、第3の絶縁フィルムを堆積しエッチバックして、制御ゲートの側壁に第3の絶縁フィルムのサイドウォールを形成した後、前記第3の絶縁フィルムのサイドウォールのエッジに沿って前記基板のエピタキシャル層をエッチングして、スプリットゲートの凹溝を形成するステップ5、
前記スプリットゲートの凹溝の表面に第4の絶縁フィルムを形成するステップ6、
まず、前記第3の絶縁フィルムのサイドウォールをエッチングし、その後、露出した前記制御ゲート表面に第5の絶縁フィルムを形成するステップ7、
第2の導電フィルムを堆積しエッチバックして、前記スプリットゲートの凹溝にスプリットゲートを形成し、前記スプリットゲートの表面が前記基板のエピタキシャル層の表面よりも若干低いステップ8、
まず、前記第1の絶縁フィルムをエッチングし、第2のドーピングのイオン注入を行って、前記基板のエピタキシャル層にチャネル領域を形成し、その後、第2のフォトリソグラフィと第1のドーピングのイオン注入を行って、前記基板のエピタキシャル層にソース領域を形成するステップ9、
コンタクト孔のパターンを形成するように第6の絶縁フィルムを堆積し第3のフォトリソグラフィを行い、前記第6の絶縁フィルムをエッチングしコンタクト孔を形成した後、第2のドーピングのイオン注入を行い、金属層を堆積させて、オーミックコンタクトを形成するステップ10、
第4のフォトリソグラフィが行われた後、前記金属層をエッチングして、ソース電極、制御ゲート電極とスプリットゲート電極をそれぞれ形成するステップ11、
を含むことを特徴とする、スプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。 - 前記第1の絶縁フィルムの材質はシリカまたは窒化ケイ素であることを特徴とする、請求項1に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第3の絶縁フィルムの材質は窒化ケイ素であることを特徴とする、請求項1に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第2の絶縁フィルム、第4の絶縁フィルムと第5の絶縁フィルムの材質はいずれもシリカであることを特徴とする、請求項1に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第6の絶縁フィルムの材質は石英ガラス、ホウリンケイ酸ガラスまたはリンケイ酸ガラスであることを特徴とする、請求項1に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記制御ゲートは多結晶シリコンゲートまたは金属ゲートであることを特徴とする、請求項1に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第2の導電フィルムの材質は多結晶シリコンであることを特徴とする、請求項1に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第1のドーピングはn型ドーピングであり、前記第2のドーピングはp型ドーピングであることを特徴とする、請求項1に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第1のドーピングはp型ドーピングであり、前記第2のドーピングはn型ドーピングであることを特徴とする、請求項1に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 以下の基本的なステップ、即ち、
まず、第1のドーピング基板のエピタキシャル層に第1の絶縁フィルムを形成し、第1のフォトリソグラフィを行い、その後、前記第1の絶縁フィルムをエッチングして、前記第1の絶縁フィルムに第1の絶縁フィルムの開口を形成するステップ1、
前記第1の絶縁フィルムをマスクとして前記基板のエピタキシャル層をエッチングして、前記基板のエピタキシャル層に制御ゲートの凹溝を形成し、前記制御ゲートの凹溝の両側辺は、前記第1の絶縁フィルムの開口の両側まで延在される第1の絶縁フィルムの下部に沿って、前記第1の絶縁フィルムの下に位置する横方向凹部を形成するステップ2、
前記制御ゲートの凹溝の表面に第2の絶縁フィルムを形成した後、第1の導電フィルムを堆積させ、前記第1の導電フィルムは、少なくとも前記制御ゲートの凹溝の両側且つ前記第1の絶縁フィルムの下に位置する横方向凹部を埋めるステップ3、
前記第1の絶縁フィルムの上に位置する前記第1の導電フィルムがエッチングされた後、前記第1の絶縁フィルムの開口のエッジに沿って前記第1の導電フィルムのエッチングを継続して、前記制御ゲートの凹溝の両側に制御ゲートを形成するステップ4、
露出した前記第2の絶縁フィルムをエッチングした後、前記第1の絶縁フィルムをマスクとして前記基板のエピタキシャル層のエッチングを継続して、前記基板のエピタキシャル層の内部にスプリットゲートの凹溝を形成するステップ5、
前記制御ゲート及びスプリットゲートの凹溝の表面に第3の絶縁フィルムを形成するステップ6、
第2の導電フィルムを堆積しエッチバックして、前記スプリットゲートの凹溝にスプリットゲートを形成し、前記スプリットゲートの表面が前記基板のエピタキシャル層の表面よりも若干低いステップ7、
前記第3の絶縁フィルムと第1の絶縁フィルムをそれぞれエッチングした後、第2のドーピングのイオン注入を行って、前記基板のエピタキシャル層にチャネル領域を形成するステップ8、
第2のフォトリソグラフィが行われた後、第1のドーピングのイオン注入を行って、前記基板のエピタキシャル層にソース領域を形成するステップ9、
第4の絶縁フィルムを堆積させ、第3のフォトリソグラフィを行って、前記第4の絶縁フィルムをエッチングしコンタクト孔を形成した後、第2のドーピングのイオン注入を行い、金属層を堆積させて、オーミックコンタクトを形成するステップ10、
第4のフォトリソグラフィが行われた後、前記金属層をエッチングして、ソース電極、制御ゲート電極とスプリットゲート電極をそれぞれ形成するステップ11、
を含むことを特徴とする、スプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。 - 前記第1の絶縁フィルムの材質はシリカまたは窒化ケイ素であることを特徴とする、請求項10に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第2の絶縁フィルムの材質はシリカであることを特徴とする、請求項10に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第3の絶縁フィルムの材質はシリカであり、その厚さ範囲は200nm−1000nmであることを特徴とする、請求項10に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第4の絶縁フィルムの材質は石英ガラス、ホウリンケイ酸ガラスまたはリンケイ酸ガラスであることを特徴とする、請求項10に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記制御ゲートは多結晶シリコンゲートまたは金属ゲートであることを特徴とする、請求項10に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第2の導電フィルムの材質は多結晶シリコンであることを特徴とする、請求項10に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第1のドーピングはn型ドーピングであり、前記第2のドーピングはp型ドーピングであることを特徴とする、請求項10に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
- 前記第1のドーピングはp型ドーピングであり、前記第2のドーピングはn型ドーピングであることを特徴とする、請求項10に記載のスプリットゲート型パワーデバイスの製造方法。
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