JP2003338627A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2003338627A
JP2003338627A JP2003131999A JP2003131999A JP2003338627A JP 2003338627 A JP2003338627 A JP 2003338627A JP 2003131999 A JP2003131999 A JP 2003131999A JP 2003131999 A JP2003131999 A JP 2003131999A JP 2003338627 A JP2003338627 A JP 2003338627A
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main
semiconductor
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insulating
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JP2003131999A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumitsu Nakamura
勝光 中村
Tadakuro Minato
忠玄 湊
Shuichi Tominaga
修一 富永
Katsuomi Shiozawa
勝臣 塩沢
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a semiconductor device which can be formed without being affected by a step of an under layer pattern. <P>SOLUTION: A smooth inclined plane is formed on a cap (dielectric layer) 30 which is formed over a groove 13 and covers a doped polysilicon 5. Y/X≤5 is met, where X is the in-plane length of the surface of the body 50 of the inclined plane 26, and Y is the height of the body 50 of the inclined plane 26 from its surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、IGBT(絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタ)等の半導体装置及び
その製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor) and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高性能化においては微細化
が必要不可欠であり、電力半導体においても例外ではな
い。しかしながら、微細化が進むほど、半導体素子表面
における単位面積あたりの形状の凸凹は激しくなり、素
子性能、製造工程、信頼性のいずれの面においても、悪
影響を及ぼす様になってきた。とりわけ、電流密度が数
A/cm2から数百A/cm2に及ぶ、パワートランジス
タ,パワーMOS−FET,IGBT,サイリスタ,G
TO,MOSゲートサイリスタなどの電力半導体素子に
おいては、表面のアルミ電極配線の (1) 厚膜化 (2) 厚みの均一性 (3) 平坦性 が重要課題となっている。
2. Description of the Related Art Miniaturization is indispensable for improving the performance of semiconductor devices, and power semiconductors are no exception. However, as miniaturization progresses, the unevenness of the shape per unit area on the surface of the semiconductor device becomes more severe, which adversely affects the device performance, manufacturing process, and reliability. In particular, power transistors, power MOS-FETs, IGBTs, thyristors, G having current densities ranging from several A / cm 2 to several hundred A / cm 2.
In power semiconductor devices such as TO and MOS gate thyristors, (1) thickening of the aluminum electrode wiring on the surface (2) thickness uniformity (3) flatness is an important issue.

【0003】(1) の実施により、アルミ電極配線の抵抗
値を下げることにより電力損失を下げるとともに、装置
の動作周波数を上げることができ、(2) の実施により、
アルミ電極配線内の抵抗値の均一化を図ることにより、
装置全体の安全動作と安全動作領域(SOA)の拡大が
可能となり、(3) の実施により、半導体チップのパッケ
ージ組み立ての際のワイヤーボンディングや圧接におけ
る接触抵抗の低減を図ることができる。
By carrying out (1), it is possible to lower the power loss by lowering the resistance value of the aluminum electrode wiring and raise the operating frequency of the device. By carrying out (2),
By making the resistance value in the aluminum electrode wiring uniform,
It is possible to expand the safe operation of the entire device and the safe operation area (SOA), and by carrying out (3), it is possible to reduce the contact resistance in wire bonding and press contact when assembling a semiconductor chip package.

【0004】近年、一般的な半導体装置の高集積化や高
性能化に伴って、その中に形成される回路パターンもま
すます微細化され、精度良く形成することが必要になっ
ている。
In recent years, with the increase in integration and performance of general semiconductor devices, the circuit patterns formed therein are becoming finer and more precise, and it is necessary to form them with high precision.

【0005】これに対して電力用半導体装置は他の半導
体装置にくらべてそれほど回路パターンは微細ではなか
った。ところが、最近では、電力用半導体装置も一般的
な半導体装置と同様に高集積化および高性能化のために
回路パターンが微細化する傾向が強くなっててきてい
る。
On the other hand, the circuit pattern of the power semiconductor device is not so fine as that of the other semiconductor devices. However, in recent years, there is an increasing tendency for power semiconductor devices to have finer circuit patterns for higher integration and higher performance, as in general semiconductor devices.

【0006】電力用半導体装置において、電極間、ある
いは外部端子と接続される電極配線を形成する工程段階
では、以前に多くの工程を経ているために、電極配線を
形成する前の表面形状の段差が大きくなっていることが
多い。
In the process step of forming the electrode wiring connected between the electrodes or to the external terminal in the power semiconductor device, many steps have been performed before. Therefore, the step difference of the surface shape before the electrode wiring is formed. Is often getting bigger.

【0007】電極配線としては、一般にアルミニウムま
たはAlSi等のAl合金が用いられるが、Alまたは
Al合金を平坦に形成することが技術的に難しく、その
改善が望まれている。
Although aluminum or an Al alloy such as AlSi is generally used for the electrode wiring, it is technically difficult to form the Al or Al alloy flat, and improvement thereof is desired.

【0008】図28は、電極配線に高段差パターンが生
じる従来の電力用半導体装置であるトレンチゲート型I
GBT(IGBT:絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タ,Inslated gate Bipolar Transista )の構造を示し
た断面模式図である。
FIG. 28 shows a trench gate type I which is a conventional power semiconductor device in which a high step pattern is formed in electrode wiring.
It is a cross-sectional schematic diagram which showed the structure of GBT (IGBT: Insulated gate Bipolar Transistor).

【0009】以下に、図28を参照にして、従来のトレ
ンチゲート型IGBTにおける電極配線形成を例にとり
説明する。
28, an electrode wiring formation in a conventional trench gate type IGBT will be described as an example with reference to FIG.

【0010】同図に示すように、一方主面及び他方主面
を有するp+半導体基板1の一方主面上にn-半導体層2
が形成され、n-半導体層上にp半導体層3が形成さ
れ、p半導体層3上にn+半導体層4が形成される。そ
して、n+半導体層4の表面からn+半導体層4及びp半
導体層3を貫通してn-半導体層2の表面の一部にかけ
て複数の溝13(図28では2つ)が形成される。溝1
3の断面形状はY字型で底が丸まっている。
As shown in the figure, an n semiconductor layer 2 is formed on one main surface of a p + semiconductor substrate 1 having one main surface and the other main surface.
Is formed, the p semiconductor layer 3 is formed on the n semiconductor layer, and the n + semiconductor layer 4 is formed on the p semiconductor layer 3. Then, n + penetrates from the surface of the semiconductor layer 4 the n + semiconductor layer 4 and the p semiconductor layer 3 n - a plurality of grooves 13 over the portion of the semiconductor layer 2 of the surface (two in FIG. 28) is formed . Groove 1
The sectional shape of 3 is Y-shaped and the bottom is rounded.

【0011】各溝13の内壁上にシリコン酸化膜14が
それぞれ形成され、各溝13の内部の大部分の領域にシ
リコン酸化膜14を介して低抵抗導電性充填物であるド
ープドポリシリコン5が充填される。ドープドポリシリ
コン5としては例えばリンドープのn型ドープドポリシ
リコンが挙げられる。このドープドポリシリコン5が制
御電極として機能し、p半導体層3における溝13の両
外壁面近傍領域がチャネル領域となる。
A silicon oxide film 14 is formed on the inner wall of each groove 13, and a doped polysilicon 5 which is a low resistance conductive filler is formed in most of the inside of each groove 13 through the silicon oxide film 14. Is filled. Examples of the doped polysilicon 5 include phosphorus-doped n-type doped polysilicon. The doped polysilicon 5 functions as a control electrode, and regions near both outer wall surfaces of the groove 13 in the p semiconductor layer 3 serve as channel regions.

【0012】各ポリシリコン5上にはシリコン酸化膜2
7が形成される。シリコン酸化膜7の形成が例えば以下
のように行われる。溝13内に全体に充填されたドープ
ドポリシリコン5を溝13の深さ方向にある程度エッチ
ングをした後、溝13の開孔部を覆う目的でドープドポ
リシリコン5上にシリコン酸化膜7をCVD法等を用い
て形成する。このシリコン酸化膜7が溝13の開孔部を
キャップしている。
A silicon oxide film 2 is formed on each polysilicon 5.
7 is formed. The silicon oxide film 7 is formed, for example, as follows. After the doped polysilicon 5 filling the whole of the groove 13 is etched to some extent in the depth direction of the groove 13, a silicon oxide film 7 is formed on the doped polysilicon 5 for the purpose of covering the opening of the groove 13. It is formed by using the CVD method or the like. The silicon oxide film 7 caps the opening of the groove 13.

【0013】このシリコン酸化膜7上に低オーミック抵
抗を実現するためのシリサイド層やバリアメタルとなる
高融点金属膜8が堆積され、この高融点金属膜8上にA
l合金膜からなる電極配線層6を形成している。なお、
この場合、高融点金属膜8は合金膜である。
A refractory metal film 8 serving as a silicide layer or a barrier metal for realizing a low ohmic resistance is deposited on the silicon oxide film 7, and a refractory metal film 8 is deposited on the refractory metal film 8.
The electrode wiring layer 6 made of an l-alloy film is formed. In addition,
In this case, the refractory metal film 8 is an alloy film.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来のトレンチゲート
型IGBTの電極配線層6は以上のように構成されてい
るので、溝13内のドープドポリシリコン5上に形成さ
れるシリコン酸化膜7の先端の鋭い形状を反映して中に
「鬆」もしくは空洞9が生じる。電極配線層6中に
「鬆」もしくは空洞が形成されると、電極配線層6とし
ては電気抵抗が高くなり、所望の電気特性が得られない
ものとなる。
Since the electrode wiring layer 6 of the conventional trench gate type IGBT is constructed as described above, the silicon oxide film 7 formed on the doped polysilicon 5 in the groove 13 is formed. A “void” or a cavity 9 is formed inside, reflecting the sharp shape of the tip. When a “void” or a cavity is formed in the electrode wiring layer 6, the electric resistance of the electrode wiring layer 6 becomes high and desired electric characteristics cannot be obtained.

【0015】また、極端な場合、電極配線層6が高段差
部で「鬆」もしくは空洞のために断線し、電気抵抗や信
頼性面で致命的な欠陥を生じる原因となるなどの問題が
あった。
Further, in an extreme case, there is a problem that the electrode wiring layer 6 is disconnected due to a "void" or a cavity at a high step portion, which causes a fatal defect in electrical resistance and reliability. It was

【0016】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、下地パターンの段差の影響を受
けずに何等欠陥なく層を形成可能な半導体装置及びその
製造方法を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to obtain a semiconductor device in which a layer can be formed without any defect without being affected by the step of the underlying pattern and a manufacturing method thereof. To aim.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる請求項
1記載の半導体装置は、一方主面と他方主面とを有し、
一方主面内に所定の導電型の第1の半導体領域と他方主
面内に前記所定の導電型の第2の半導体領域を含む基体
と、各々が前記基体の一方主面から所定の深さで選択的
に形成される複数の溝部と、前記複数の溝部の内壁上に
形成される複数の絶縁膜と、前記複数の絶縁膜を介して
前記複数の溝部の内部に充填される複数の制御電極層
と、前記複数の制御電極層上に、前記基体の表面より突
出して形成される複数の絶縁層と、前記基体の前記第1
の半導体領域の少なくとも半分以上の形成面積上に形成
される第1の主電極と、前記基体の前記第2の半導体領
域上に形成される第2の主電極とを備え、前記複数の制
御電極層に共通に与える制御電圧により、前記第1及び
第2の主電極間を前記第1及び第2の半導体領域を介し
て流れる電流を制御しており、前記複数の絶縁層はそれ
ぞれ上部から下部にかけてなだらかな傾斜面を有し、
X:前記傾斜面の前記基体の一方主面の面内方向の長
さ、Y:前記傾斜面の前記基体の一方主面からの形成高
さ、としたとき、条件式:Y/X≦5を満足する。
A semiconductor device according to a first aspect of the present invention has one main surface and the other main surface,
A base including a first semiconductor region of a predetermined conductivity type in one main surface and a second semiconductor region of the predetermined conductivity type in the other main surface, each having a predetermined depth from one main surface of the base. A plurality of groove portions selectively formed, a plurality of insulating films formed on the inner walls of the plurality of groove portions, and a plurality of controls filled in the plurality of groove portions via the plurality of insulating films. An electrode layer, a plurality of insulating layers formed on the plurality of control electrode layers so as to project from the surface of the base body, and the first base layer of the base body.
A first main electrode formed on at least half the formation area of the semiconductor region and a second main electrode formed on the second semiconductor region of the base, and the plurality of control electrodes are provided. A control voltage commonly applied to the layers controls a current flowing between the first and second main electrodes through the first and second semiconductor regions, and the plurality of insulating layers are respectively arranged from top to bottom. It has a gently sloping surface over
Conditional expression: Y / X ≦ 5, where X is the length of the inclined surface in the in-plane direction of the one main surface of the base body, and Y is the formation height of the inclined surface from the one main surface of the base body. To be satisfied.

【0018】この発明にかかる請求項2記載の半導体装
置は、一方主面と他方主面とを有し、一方主面内に所定
の導電型の第1の半導体領域と他方主面内に前記所定の
導電型の第2の半導体領域を含む基体と、各々が前記基
体の一方主面から所定の深さで選択的に形成される複数
の溝部と、前記複数の溝部の内壁上から前記基体の一方
主面の一部上に延びて形成される複数の絶縁膜と、前記
複数の絶縁膜を介して前記複数の溝部内部に充填される
とともに、前記複数の絶縁膜を介して前記基体の一方主
面の前記一部上に延びて形成される複数の制御電極層
と、前記複数の溝部内の前記複数の制御電極層上に、前
記基体の一方主面より突出して形成される複数の絶縁層
と、前記基体の前記第1の半導体領域の少なくとも半分
以上の形成面積上に形成される第1の主電極と、前記基
体の前記第2の半導体領域上に形成される第2の主電極
とを備え、前記複数の制御電極層に共通に与える制御電
圧により、前記第1及び第2の主電極間を前記第1及び
第2の半導体領域を介して流れる電流を制御しており、
前記複数の溝部上における前記複数の絶縁層はそれぞれ
上部から下部にかけてなだらかな傾斜面を有し、X:前
記傾斜面の前記基体の一方主面方向の長さ、Y:前記傾
斜面の前記基体の一方主面からの形成高さ、H1:前記
基体の一方主面の前記一部上に形成される前記複数の制
御電極層それぞれの前記基体の一方主面からの形成高
さ、H2:前記複数の溝部上における前記複数の絶縁層
それぞれの前記基体の一方主面からの形成高さ、とした
とき、条件式:H2≧H1、条件式:Y/X≦5を共に
満足する。
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention has one main surface and the other main surface, the first semiconductor region of a predetermined conductivity type is provided in the one main surface, and the other main surface is provided in the first semiconductor region. A base body including a second semiconductor region of a predetermined conductivity type, a plurality of groove portions each selectively formed at a predetermined depth from one main surface of the base body, and the base body from an inner wall of the plurality of groove portions. A plurality of insulating films formed to extend over a part of one main surface of the base and the inside of the plurality of trenches filled with the plurality of insulating films; On the plurality of control electrode layers formed to extend on the part of the one main surface and on the plurality of control electrode layers in the plurality of groove portions, a plurality of the control electrode layers formed to project from one main surface of the base body. The insulating layer and the formation area of at least half or more of the first semiconductor region of the base A first main electrode formed on the first semiconductor electrode and a second main electrode formed on the second semiconductor region of the base, and the first main electrode is formed by a control voltage commonly applied to the plurality of control electrode layers. And a current flowing between the second main electrodes via the first and second semiconductor regions is controlled,
Each of the plurality of insulating layers on each of the plurality of grooves has a gentle slope from the upper side to the lower side, and X is the length of the slope in the direction of the one main surface of the base, and Y is the base of the slope. Forming height from one main surface of the base, H1: forming height from one main surface of the base of each of the plurality of control electrode layers formed on the part of the one main surface of the base, H2: When the formation height of each of the plurality of insulating layers from the one main surface of the base on the plurality of grooves is defined, the conditional expression: H2 ≧ H1 and the conditional expression: Y / X ≦ 5 are both satisfied.

【0019】また、請求項3の半導体装置のように、前
記複数の溝部はそれぞれ所定距離を隔てて形成され、
W:前記所定距離、H:前記複数の絶縁層それぞれの前
記基体の一方主面からの形成高さ、とした場合、条件
式:(W/H)≦8を満足するように構成してもよい。
According to a third aspect of the present invention, the plurality of groove portions are formed at a predetermined distance from each other,
If W: the predetermined distance, H: height of each of the plurality of insulating layers from one main surface of the substrate, the conditional expression: (W / H) ≦ 8 may be satisfied. Good.

【0020】また、請求項4記載の半導体装置のよう
に、前記複数の絶縁層はそれぞれ、前記制御電極層上に
形成される下地絶縁層と、前記下地絶縁層上に形成され
る主要絶縁層とからなるように構成してもよい。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, the plurality of insulating layers are respectively a base insulating layer formed on the control electrode layer and a main insulating layer formed on the base insulating layer. You may comprise so that it may consist of.

【0021】また、請求項5記載の半導体装置のよう
に、前記複数の絶縁層はそれぞれ、前記制御電極層上に
形成される下地絶縁層と、前記下地絶縁層上に形成され
る主要絶縁層と、前記主要絶縁層上に形成される補助絶
縁層とからなるように構成してもよい。
Further, according to a fifth aspect of the present invention, each of the plurality of insulating layers is a base insulating layer formed on the control electrode layer and a main insulating layer formed on the base insulating layer. And an auxiliary insulating layer formed on the main insulating layer.

【0022】この発明にかかる請求項6記載の半導体装
置は、一方主面及び他方主面を有し、一方主面側の上層
部と他方主面側の下層部とから構成され少なくとも前記
上層部が第1の導電型の半導体からなる基体と、前記基
体の前記上層部に選択的に形成される第2の導電型の複
数の第1の半導体領域と、前記複数の第1の半導体領域
の表面に選択的に形成される第1の導電型の複数の第2
の半導体領域と、前記基体の前記上層部と各前記第2の
半導体領域との間における各前記第1の半導体領域の一
の領域上に形成される複数の絶縁膜と、前記複数の絶縁
膜上に形成される複数の制御電極と、前記複数の絶縁膜
及び前記複数の制御電極を覆って形成される複数の絶縁
層と、前記基体の一方主面上に形成される第1の主電極
と、前記基体の他方主面上に形成される第2の主電極と
を備え、前記複数の制御電極に共通に与える制御電圧に
より、前記第1及び第2の主電極間を流れる電流を制御
しており、前記複数の絶縁層はそれぞれ上部から下部に
かけてなだらかな傾斜面を有し、X:前記傾斜面の前記
基体の一方主面の面内方向の長さ、Y:前記傾斜面の前
記基体の一方主面からの形成高さ、としたとき、条件
式:Y/X≦5を満足する。
A semiconductor device according to a sixth aspect of the present invention has one main surface and the other main surface, and is composed of at least one upper surface side upper layer portion and the other main surface side lower layer portion. Of the first conductive type semiconductor, a plurality of second conductive type first semiconductor regions selectively formed in the upper layer portion of the base, and a plurality of the first semiconductor regions. A plurality of second conductivity types of the first conductivity type selectively formed on the surface;
Semiconductor regions, a plurality of insulating films formed on one region of each of the first semiconductor regions between the upper layer portion of the base and each of the second semiconductor regions, and the plurality of insulating films. A plurality of control electrodes formed thereon, a plurality of insulating layers formed over the plurality of insulating films and the plurality of control electrodes, and a first main electrode formed on one main surface of the base body And a second main electrode formed on the other main surface of the base body, and controlling a current flowing between the first and second main electrodes by a control voltage commonly applied to the plurality of control electrodes. The plurality of insulating layers each have a gentle inclined surface from the upper portion to the lower portion, X: the length of the inclined surface in the in-plane direction of the one main surface of the base body, Y: the inclined surface Conditional expression: Y / X ≦ 5 To.

【0023】また、請求項7記載の半導体装置のよう
に、前記複数の制御電極はそれぞれ所定距離を隔てて形
成され、W:前記所定距離、H:前記絶縁層の前記基体
の一方主面からの形成高さ、とした場合、条件式:(W
/H)≦8を満足するように構成してもよい。
According to a seventh aspect of the present invention, the plurality of control electrodes are formed at a predetermined distance from each other, and W: the predetermined distance, H: one main surface of the base of the insulating layer. When the formation height of is, the conditional expression: (W
/ H) ≦ 8 may be satisfied.

【0024】この発明にかかる請求項8記載の半導体装
置の製造方法は、(a) 一方主面及び他方主面を有し、一
方主面側の上層部と他方主面側の下層部とから構成され
前記上層部が第1の導電型の半導体からなる基体を準備
し、前記基体の前記上層部に選択的に形成される、第2
の導電型の複数の第1の半導体領域と、前記複数の第1
の半導体領域それぞれの表面に選択的に形成される第1
の導電型の複数の第2の半導体領域と、前記基体の前記
上層部と各前記第2の半導体領域との間における各前記
第1の半導体領域の一の領域上にそれぞれ形成される複
数の絶縁膜と、前記複数の絶縁膜上にそれぞれ形成され
る複数の制御電極とからなるMOS構造を形成するステ
ップと、(b) 前記複数の制御電極を含む前記基体の一方
主面上に絶縁層を形成するステップと、(c) 前記絶縁層
に対しパターニングを施し、所定箇所に開口部を形成す
るステップと、(d) パターニングされた前記絶縁層に対
し熱処理を施し、前記絶縁層の前記開口部近傍領域にな
だらか傾斜面を形成するステップと、(e) 前記基体の一
方主面上に第1の主電極を形成するステップと、(f) 前
記基体の他方主面上に第2の主電極を形成するステップ
とを備え、装置完成後に前記複数の制御電極に共通に与
える制御電圧により、前記第1及び第2の主電極間を流
れる電流を制御する半導体装置を製造する方法におい
て、前記ステップ(d) の熱処理は、前記絶縁層が軟化す
る温度以上で行い、前記絶縁層の前記傾斜面は、X:前
記傾斜面の前記基体の一方主面方向の長さ、Y:前記傾
斜面の前記基体の一方主面からの形成高さ、としたと
き、条件式:Y/X≦5を満足する。
According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) a main surface on one side and a main surface on the other side. A base body configured to have the upper layer portion made of a semiconductor of a first conductivity type is prepared, and the upper layer portion of the base body is selectively formed;
A plurality of first semiconductor regions of conductivity type, and the plurality of first semiconductor regions
Selectively formed on the surface of each semiconductor region of the first
A plurality of second semiconductor regions of conductivity type, and a plurality of second semiconductor regions formed on one region of each of the first semiconductor regions between the upper layer portion of the base and each of the second semiconductor regions. A step of forming a MOS structure comprising an insulating film and a plurality of control electrodes respectively formed on the plurality of insulating films; and (b) an insulating layer on one main surface of the base body including the plurality of control electrodes. And (c) patterning the insulating layer to form an opening at a predetermined location, and (d) heat treating the patterned insulating layer to form the opening in the insulating layer. Forming a sloping surface in the region near the portion, (e) forming a first main electrode on one main surface of the base, and (f) forming a second main surface on the other main surface of the base. After forming the device, In the method of manufacturing a semiconductor device in which a current flowing between the first and second main electrodes is controlled by a control voltage commonly applied to a plurality of control electrodes, the heat treatment in the step (d) is carried out when the insulating layer is It is performed at a temperature of softening or higher, and the sloped surface of the insulating layer has X: the length of the sloped surface in the direction of the one main surface of the base body, Y: the formation height of the sloped surface from the one main surface of the base body. , The conditional expression: Y / X ≦ 5 is satisfied.

【0025】また、請求項9記載の半導体装置の製造方
法のように、前記複数の制御電極はそれぞれ所定距離を
隔てて形成され、W:前記所定距離、H:前記絶縁層の
前記基体の一方主面からの形成高さ、としたとき、条件
式:(W/H)≦8を満足するようにしてもよい。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the plurality of control electrodes are formed at a predetermined distance, and W: the predetermined distance, H: one of the bases of the insulating layer. The conditional expression: (W / H) ≦ 8 may be satisfied when the formation height from the main surface is defined.

【0026】[0026]

【作用】この発明における請求項1記載の半導体装置に
おいて、複数の溝部上にそれぞれ形成される複数の絶縁
層は傾斜面を有し、この傾斜面は、X:前記傾斜面の前
記基体の一方主面の面内方向の長さ、Y:前記傾斜面の
前記基体の一方主面からの形成高さ、としたとき、条件
式:Y/X≦5を満足するため、これら複数の絶縁層の
形成により生じる基体の一方主面からの段差が、上積み
される層にさほど悪影響を与えない。
In the semiconductor device according to claim 1 of the present invention, the plurality of insulating layers respectively formed on the plurality of grooves have an inclined surface, and the inclined surface is X: one of the bases of the inclined surface. When the length of the main surface in the in-plane direction is Y, and the height of the inclined surface is formed from one main surface of the substrate, the conditional expression: Y / X ≦ 5 is satisfied. The step formed from the one main surface of the substrate due to the formation of the above does not adversely affect the overlying layer.

【0027】この発明における請求項2記載の半導体装
置において、複数の溝部上に形成される複数の絶縁層は
傾斜面を有し、この傾斜面は、上記した条件式:Y/X
≦5を満足するため、これら複数の絶縁層の形成により
生じる基体の一方主面からの段差が、上積みされる層に
さほど悪影響を与えない。
In the semiconductor device according to the second aspect of the present invention, the plurality of insulating layers formed on the plurality of grooves have an inclined surface, and the inclined surface has the above-mentioned conditional expression: Y / X.
Since ≦ 5 is satisfied, the step from the one main surface of the substrate caused by the formation of the plurality of insulating layers does not adversely affect the layer to be stacked.

【0028】さらに、複数の絶縁層は、上記した条件
式:H2≧H1を満足するため、複数の絶縁層を前記基
体の一方主面上形成された制御電極層をも覆って形成す
ることにより、表面が比較的平坦な構造の複数の絶縁層
を得ることができる。
Further, since the plurality of insulating layers satisfy the above conditional expression: H2 ≧ H1, the plurality of insulating layers are formed so as to cover the control electrode layer formed on the one main surface of the base. It is possible to obtain a plurality of insulating layers having a relatively flat surface.

【0029】また、請求項3記載の半導体装置において
は、さらに、複数の溝部はそれぞれ所定距離を隔てて形
成され、W:前記所定距離、H:前記複数の絶縁層それ
ぞれの前記基体の一方主面からの形成高さ、とした場
合、条件式:(W/H)≦8を満足するため、集積度を
比較的高いレベルで保つことができる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, further, the plurality of grooves are formed at a predetermined distance, and W: the predetermined distance, H: one main body of each of the plurality of insulating layers. In the case of the formation height from the surface, since the conditional expression: (W / H) ≦ 8 is satisfied, the integration degree can be maintained at a relatively high level.

【0030】また、請求項4の半導体装置においては、
複数の絶縁層はそれぞれ、前記制御電極層上に形成され
る下地絶縁層と、前記下地絶縁層上に形成される主要絶
縁層とからなるため、主要絶縁層と制御電極層との干渉
を下地絶縁層により防ぐことができる。
According to the semiconductor device of claim 4,
Since each of the plurality of insulating layers is composed of a base insulating layer formed on the control electrode layer and a main insulating layer formed on the base insulating layer, interference between the main insulating layer and the control electrode layer is prevented. It can be prevented by an insulating layer.

【0031】加えて、請求項5記載の半導体装置におい
ては、主要絶縁層上に補助絶縁層を形成することによ
り、絶縁層の形成高さを所望の形成高さに比較的容易に
形成することができるため、上記条件式H2≧H1の達
成が容易になる。
In addition, in the semiconductor device according to the present invention, by forming the auxiliary insulating layer on the main insulating layer, the height of the insulating layer can be relatively easily formed to a desired height. Therefore, it becomes easy to achieve the conditional expression H2 ≧ H1.

【0032】この発明における請求項6記載の半導体装
置において、複数の溝部上に形成される複数の絶縁層は
傾斜面を有し、この傾斜面は、X:前記傾斜面の前記基
体の一方主面の面内方向の長さ、Y:前記傾斜面の前記
基体の一方主面からの形成高さ、としたとき、条件式:
Y/X≦5を満足するため、これら複数の絶縁層の形成
により生じる基体の一方主面からの段差が、上積みされ
る層にさほど悪影響を与えない。
In the semiconductor device according to claim 6 of the present invention, the plurality of insulating layers formed on the plurality of grooves have an inclined surface, and the inclined surface is X: one main part of the base of the inclined surface. Where Y is the in-plane length of the surface, and Y is the height of the inclined surface formed from one main surface of the substrate, the conditional expression:
Since Y / X ≦ 5 is satisfied, the step difference from the one main surface of the substrate caused by the formation of the plurality of insulating layers does not have a bad influence on the overlying layer.

【0033】また、請求項7記載の半導体装置において
は、さらに、複数の制御電極はそれぞれ所定距離を隔て
て形成され、W:前記所定距離、H:前記複数の絶縁層
それぞれの前記基体の一方主面からの形成高さ、とした
場合、条件式:(W/H)≦8を満足するため、集積度
を比較的高いレベルで保つことができる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, further, a plurality of control electrodes are formed with a predetermined distance therebetween, and W: the predetermined distance, H: one of the bases of each of the plurality of insulating layers. When forming height from the main surface, the conditional expression: (W / H) ≦ 8 is satisfied, so that the degree of integration can be maintained at a relatively high level.

【0034】また、請求項8記載の半導体装置の製造方
法においては、絶縁層の前記傾斜面は、X:前記傾斜面
の前記基体の一方主面方向の長さ、Y:前記傾斜面の前
記基体の一方主面からの形成高さ、としたとき、条件
式:Y/X≦5を満足するため、この絶縁層の形成によ
り生じる基体の一方主面からの段差が、上積みされる層
にさほど悪影響を与えない。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, the inclined surface of the insulating layer is X: the length of the inclined surface in the direction of the one main surface of the substrate, and Y: the inclined surface. When the formation height from one main surface of the substrate is satisfied, the conditional expression: Y / X ≦ 5 is satisfied, so that the step from the one main surface of the substrate caused by the formation of this insulating layer is It does not have a bad influence.

【0035】また、請求項9記載の半導体装置の製造方
法においては、複数の制御電極は所定距離を隔てて形成
され、W:前記所定距離、H:前記複数の絶縁層それぞ
れの前記基体の一方主面からの形成高さ、とした場合、
条件式:(W/H)≦8を満足するため、集積度を比較
的高いレベルで保つことができる。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, the plurality of control electrodes are formed at a predetermined distance, and W: the predetermined distance, H: one of the bases of each of the plurality of insulating layers. When forming height from the main surface,
Since the conditional expression: (W / H) ≦ 8 is satisfied, the degree of integration can be maintained at a relatively high level.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】<<第1の実施の形態>> <構造>図1は、この発明の第1の実施の形態であるト
レンチゲート型IGBTの構造を示す断面図である。同
図に示すように、一方主面及び他方主面を有するp+
導体基板1の一方主面上にn-半導体層2が形成され、
-半導体層上にp半導体層3が形成され、p半導体層
3上にn+半導体層4が形成される。そして、n+半導体
層4の表面からn+半導体層4及びp半導体層3を貫通
してn-半導体層2の表面の一部にかけて複数の溝13
(図1では2つ)が形成される。溝13の断面形状はY
字型で底が丸まっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION << First Embodiment >><Structure> FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a trench gate type IGBT according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, an n semiconductor layer 2 is formed on one main surface of a p + semiconductor substrate 1 having one main surface and the other main surface,
The p semiconductor layer 3 is formed on the n semiconductor layer, and the n + semiconductor layer 4 is formed on the p semiconductor layer 3. Then, n + penetrates from the surface of the semiconductor layer 4 the n + semiconductor layer 4 and the p semiconductor layer 3 n - a plurality of grooves over the part of the semiconductor layer 2 of the surface 13
(Two in FIG. 1) are formed. The cross-sectional shape of the groove 13 is Y
The shape is round and the bottom is rounded.

【0037】各溝13の内壁上にシリコン酸化膜14が
それぞれ形成され、各溝13の内部の大部分の領域にシ
リコン酸化膜14を介して低抵抗導電性充填物であるド
ープドポリシリコン5が充填される。ドープドポリシリ
コン5としては例えばリンドープのn型ドープドポリシ
リコンが挙げられる。このドープドポリシリコン5がシ
リコン酸化膜14を介した絶縁ゲート型制御電極として
機能し、p半導体層3における溝13の両外壁面近傍領
域がチャネル領域となる。
A silicon oxide film 14 is formed on the inner wall of each groove 13, and a doped polysilicon 5 which is a low resistance conductive filler is formed in most of the inside of each groove 13 through the silicon oxide film 14. Is filled. Examples of the doped polysilicon 5 include phosphorus-doped n-type doped polysilicon. The doped polysilicon 5 functions as an insulated gate type control electrode via the silicon oxide film 14, and the regions in the p semiconductor layer 3 near both outer wall surfaces of the trench 13 serve as channel regions.

【0038】そして、ドープドポリシリコン5上に薄く
CVD酸化膜12が形成され、このCVD酸化膜12を
含む各溝13を覆うように複数のBPSG(Borophosph
osilicate glass )膜10がそれぞれ形成される。そし
て、BPSG膜10の頂部にシリコン酸化膜7がさらに
形成され、BPSG膜10及びシリコン酸化膜7によ
り、溝13の開孔部をキャップする複数のキャップ部3
0を形成している。
Then, a thin CVD oxide film 12 is formed on the doped polysilicon 5, and a plurality of BPSGs (Borophosph) are formed so as to cover each groove 13 including the CVD oxide film 12.
o silicate glass) films 10 are formed respectively. Then, a silicon oxide film 7 is further formed on the top of the BPSG film 10, and the BPSG film 10 and the silicon oxide film 7 cap a plurality of cap portions 3 for capping the opening of the groove 13.
Forming 0.

【0039】複数のキャップ部30を含むn+半導体層
4の表面に高融点金属膜8が形成され、この高融点金属
膜8上にエミッタ電極となる電極配線層6が形成され
る。
A refractory metal film 8 is formed on the surface of the n + semiconductor layer 4 including a plurality of cap portions 30, and an electrode wiring layer 6 serving as an emitter electrode is formed on the refractory metal film 8.

【0040】<トレンチゲート構造>図12は、図1で
示したトレンチゲート型IGBTの平面形状を示す平面
図である。同図に示すように、幅Wc間隔で溝13が隣
接形成される。
<Trench Gate Structure> FIG. 12 is a plan view showing a planar shape of the trench gate type IGBT shown in FIG. As shown in the figure, the grooves 13 are formed adjacent to each other with a width Wc.

【0041】なお、図12〜17では、p+半導体基板
1、n-半導体層2、p半導体層3及びn+半導体層4を
一括して半導体からなる1つの基体50として示す。さ
らに、シリコン酸化膜7の図示を省略している。
12 to 17, the p + semiconductor substrate 1, the n semiconductor layer 2, the p semiconductor layer 3 and the n + semiconductor layer 4 are collectively shown as one base body 50 made of a semiconductor. Further, illustration of the silicon oxide film 7 is omitted.

【0042】図13は、図12のA−A断面を示す断面
図である。同図に示すように、基体50の表面から裏面
にかけて形成される溝13が形成され、この溝13の内
壁面から基体50の表面にかけて、シリコン酸化膜14
が形成され、このシリコン酸化膜14を介してドープド
ポリシリコン5が溝13内に充填されるとともに、基体
50の表面の一部上に延びて形成される。そして、ドー
プドポリシリコン5上にCVD酸化膜12が形成され、
CVD酸化膜12上にBPSG膜10が形成される。B
PSG膜10が基体50の表面から高さtcapで形成
され、ドープドポリシリコン5が基体50の表面から高
さtgateで形成される。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. As shown in the figure, a groove 13 is formed from the front surface to the back surface of the base body 50, and the silicon oxide film 14 is formed from the inner wall surface of the groove 13 to the front surface of the base body 50.
Is formed, the doped polysilicon 5 is filled in the groove 13 through the silicon oxide film 14, and is formed so as to extend over a part of the surface of the substrate 50. Then, a CVD oxide film 12 is formed on the doped polysilicon 5,
The BPSG film 10 is formed on the CVD oxide film 12. B
The PSG film 10 is formed at a height tcap from the surface of the base body 50, and the doped polysilicon 5 is formed at a height tgate from the surface of the base body 50.

【0043】図14は図12のB−B断面を示す断面図
である。この断面が図1の断面図に相当し、溝13上に
BPSG膜10が基体50の表面から高さtcapで形
成されていることがかる。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a BB cross section of FIG. This cross section corresponds to the cross sectional view of FIG. 1, and it can be seen that the BPSG film 10 is formed on the groove 13 at a height tcap from the surface of the base body 50.

【0044】図15は図13のC−C断面を示す断面図
である。同図に示すように、ドープドポリシリコン5が
シリコン酸化膜14を介して溝13内に充填されるとと
もに、基体50の表面上にも延びて形成され、基体50
の表面からの形成高さtgateの厚みを有している。
一方、このドープドポリシリコン5上にCVD酸化膜1
2及びBPSG膜10が形成される。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the C-C cross section of FIG. As shown in the figure, the doped polysilicon 5 is filled in the groove 13 through the silicon oxide film 14 and is formed so as to extend also on the surface of the base body 50.
It has a thickness of the formation height tgate from the surface of.
On the other hand, a CVD oxide film 1 is formed on the doped polysilicon 5.
2 and the BPSG film 10 are formed.

【0045】図16は図13のD−D断面を示す断面図
である。同図に示すように、基体50の表面上にシリコ
ン酸化膜14を介して、ドープドポリシリコン5が形成
され、ドープドポリシリコン5上にCVD酸化膜12及
びBPSG膜10が形成される。ドープドポリシリコン
5の基体50の表面からの高さtgateを有してい
る。
FIG. 16 is a sectional view showing a DD section in FIG. As shown in the figure, the doped polysilicon 5 is formed on the surface of the substrate 50 through the silicon oxide film 14, and the CVD oxide film 12 and the BPSG film 10 are formed on the doped polysilicon 5. It has a height tgate from the surface of the base body 50 of the doped polysilicon 5.

【0046】図17は図12のE−E断面を示す断面図
である。同図に示すように、基体50の表面にシリコン
酸化膜14が形成され、シリコン酸化膜14を介して基
体50の表面の一部上に、基体50の表面からの高さt
gateドープドポリシリコン5が形成され、ドープド
ポリシリコン5を覆ってCVD酸化膜12が形成され、
CVD酸化膜12を介してドープドポリシリコン5を覆
ってBPSG膜10が形成される。
FIG. 17 is a sectional view showing a section taken along line EE in FIG. As shown in the figure, the silicon oxide film 14 is formed on the surface of the base body 50, and a height t from the surface of the base body 50 is formed on a part of the surface of the base body 50 through the silicon oxide film 14.
A gate doped polysilicon 5 is formed, and a CVD oxide film 12 is formed so as to cover the doped polysilicon 5.
A BPSG film 10 is formed covering the doped polysilicon 5 via the CVD oxide film 12.

【0047】このように、ドープドポリシリコン5は、
外部とのコンタクトを図るべく、基体50の表面の一部
上に延びて、基体50の表面からの高さtgateで形
成される。一方、BPSG膜10(キャップ部30)は
溝13上に基体50の表面から高さtcapで形成され
る。
Thus, the doped polysilicon 5 is
In order to make contact with the outside, it is formed on a part of the surface of the base 50 and has a height tgate from the surface of the base 50. On the other hand, the BPSG film 10 (cap portion 30) is formed on the groove 13 at a height tcap from the surface of the base body 50.

【0048】このとき、例えば、図13に示すように、 条件式:tcap≧tgate を満足している。At this time, for example, as shown in FIG. Conditional expression: tcap ≧ tgate Are satisfied.

【0049】<製造方法>図2〜図10はキャップ部3
0の形成方法を示す断面図である。以下、これらの図を
参照して、各溝13の上部にあるキャップ部30の形成
方法についてて説明する。
<Manufacturing Method> FIGS. 2 to 10 show the cap portion 3.
It is sectional drawing which shows the formation method of 0. Hereinafter, with reference to these drawings, a method of forming the cap portion 30 above each groove 13 will be described.

【0050】まず、既存の製造技術を用いて図2示す構
造を得る。すなわち、p+半導体基板1の一方主面上に
-半導体層2を形成し、n-半導体層2上にp半導体層
3を形成し、p半導体層3上にn+半導体層4を形成し
て基体50を得、n+半導体層4の表面からn+半導体層
4及びp半導体層3を貫通してn-半導体層2の表面に
達する複数の溝13をY字型で底の丸い溝を反応性イオ
ンエッチング(以下、RIE)技術により形成し、各溝
13の内壁部を含む基体50の表面に熱酸化法によりシ
リコン酸化膜14を形成する。
First, an existing manufacturing technique is used to obtain the structure shown in FIG. That is, the n semiconductor layer 2 is formed on one main surface of the p + semiconductor substrate 1, the p semiconductor layer 3 is formed on the n semiconductor layer 2, and the n + semiconductor layer 4 is formed on the p semiconductor layer 3. rounded bottom with a plurality of grooves 13 to reach the surface of the semiconductor layer 2 Y-shaped - to obtain a substrate 50, through the n + n + semiconductor layer 4 and the p semiconductor layer 3 from the surface of the semiconductor layer 4 n A groove is formed by a reactive ion etching (hereinafter referred to as RIE) technique, and a silicon oxide film 14 is formed on the surface of the base body 50 including the inner wall of each groove 13 by a thermal oxidation method.

【0051】そして、ドープドポリシリコン5を各溝1
3内に充填するとともに、図13及び図15に示すよう
に、シリコン酸化膜14を介して基体50の表面の一部
上にも延ばして形成する。そして、溝13内に充填され
たドープドポリシリコン5を溝13の深さ方向にある程
度エッチングをした後、CVD法等を用いてドープドポ
リシリコン5の表面を酸化させて、図2に示すように、
シリコン酸化膜12を形成する。
Then, the doped polysilicon 5 is formed in each groove 1.
While filling the inside of the substrate 3, as shown in FIGS. 13 and 15, the silicon oxide film 14 is formed so as to extend over a part of the surface of the substrate 50. Then, after the doped polysilicon 5 filled in the groove 13 is etched to some extent in the depth direction of the groove 13, the surface of the doped polysilicon 5 is oxidized by the CVD method or the like, as shown in FIG. like,
A silicon oxide film 12 is formed.

【0052】次に、図3に示すように、層間絶縁膜であ
るBPSG膜10をCVD(Chemiccul Vapour Deposit
ion )法により、1〜2μmの厚みで厚く堆積する。
Next, as shown in FIG. 3, the BPSG film 10 which is an interlayer insulating film is formed by CVD (Chemiccul Vapor Deposit).
The ion) method is used to deposit a large thickness of 1 to 2 μm.

【0053】そして、このBPSG膜10に対し、酸素
もしくは水蒸気(酸素,水素混合燃焼)を含む酸化雰囲
気中で800〜1000℃の熱処理を数分〜数時間加え
る。この時、BPSG膜10は軟化点が800℃近傍に
あるために、上記熱処理により軟化し、いわゆるリフロ
ー(reflow)現象を起こし、図3に溝上部のくぼみ24
へBPSG膜10の他の部分が流れ込むのため、図4に
示すようにBPSG膜10の表面を平坦化できる。この
際、BPSG膜10中からのリンあるいはボロンが溝内
部のドープドポリシリコン5中に拡散する悪影響をシリ
コン酸化膜12により確実に防ぐことができる。
Then, the BPSG film 10 is subjected to a heat treatment at 800 to 1000 ° C. for several minutes to several hours in an oxidizing atmosphere containing oxygen or steam (mixed combustion of oxygen and hydrogen). At this time, since the softening point of the BPSG film 10 is near 800 ° C., the BPSG film 10 is softened by the above heat treatment, causing a so-called reflow phenomenon, and in FIG.
Since the other part of the BPSG film 10 flows in, the surface of the BPSG film 10 can be flattened as shown in FIG. At this time, the silicon oxide film 12 can reliably prevent the adverse effect that phosphorus or boron from the BPSG film 10 diffuses into the doped polysilicon 5 inside the trench.

【0054】さらに、図5に示すように、平坦化の完了
したBPSG膜10を後述の異方性エッチングにより基
体50を露出させてコンタクトホール形成を容易となる
ような膜厚にまでエッチダウンさせる。エッチダウンさ
せる際、例えばHFを含む水溶液を用いてBPSG膜1
0の膜厚dを3000〜8000オンク゛ストロ-ム 程度にす
る。
Further, as shown in FIG. 5, the flattened BPSG film 10 is etched down to a film thickness that facilitates contact hole formation by exposing the substrate 50 by anisotropic etching described later. . When etching down, for example, an aqueous solution containing HF is used to form the BPSG film 1.
The film thickness d of 0 is set to about 3000 to 8000 angstroms.

【0055】続いて、図6に示すように、ポジ型のフォ
トレジストとの密着性がBPSG膜10より優れたシリ
コン酸化膜7をBPSG膜10上に堆積し、シリコン酸
化膜7上にポジ型のフォトレジストであるレジスト11
を形成する。シリコン酸化膜7はレジスト11に対する
密着性が優れているため、後述するレジスト11のパタ
ーング処理及びパターニングされたレジスト11をマス
クとしたエッチング処理を精度よく行うことができる。
Subsequently, as shown in FIG. 6, a silicon oxide film 7 having better adhesion to the positive photoresist than the BPSG film 10 is deposited on the BPSG film 10, and the positive photoresist is formed on the silicon oxide film 7. 11 which is the photoresist of
To form. Since the silicon oxide film 7 has excellent adhesion to the resist 11, the patterning process of the resist 11 described later and the etching process using the patterned resist 11 as a mask can be accurately performed.

【0056】そして、図7に示すように、写真製版技術
を用いてレジスト11をパターングする。次に、図8に
示すように、パターニングされたレジスト11をマスク
として、HFを含む水溶液等を用いてサイドエッチング
を生じるエッチング処理をシリコン酸化膜7及びBPS
G膜10に対し行い、シリコン酸化膜7及びBPSG膜
10中にアンダーカットを生じさせることにより、テー
パー部TPを形成する。
Then, as shown in FIG. 7, the resist 11 is patterned by using the photolithography technique. Next, as shown in FIG. 8, an etching process for causing side etching is performed by using an aqueous solution containing HF and the like by using the patterned resist 11 as a mask.
The taper portion TP is formed by performing an undercut in the silicon oxide film 7 and the BPSG film 10 for the G film 10.

【0057】その後、レジスト11のマスク寸法通りの
異方性エッチングを行って、図9に示すように、コンタ
クトホール25および溝13のキャップ部となるシリコ
ン酸化膜7及びBPSG膜10を形成する。ここで、キ
ャップ部30の上部に位置するシリコン酸化膜7及びB
PSG膜10にテーパー部TPが形成されているため、
図9で示す形状のBPSG膜10及びシリコン酸化膜7
からなるキャップ部上にAl合金からなる電極配線層6
を形成した場合でも、従来に比べ電極配線層6の被覆性
が改善できる。
After that, anisotropic etching is performed according to the mask size of the resist 11 to form the silicon oxide film 7 and the BPSG film 10 which will be the cap portion of the contact hole 25 and the groove 13, as shown in FIG. Here, the silicon oxide films 7 and B located above the cap portion 30
Since the taper portion TP is formed on the PSG film 10,
The BPSG film 10 and the silicon oxide film 7 having the shape shown in FIG.
Electrode wiring layer 6 made of Al alloy on the cap portion made of
Even when the above is formed, the coverage of the electrode wiring layer 6 can be improved as compared with the conventional case.

【0058】次に、シリコン酸化膜7及びBPSG膜1
0に対し、酸素もしくは水蒸気(酸素,水素混合燃焼)
を含む酸化雰囲気中で800〜1000℃の熱処理を数
分〜数時間加える。この時、BPSG膜10は軟化点が
800℃近傍にあるために、上記熱処理により軟化し、
リフロー現象を起こし、BPSG膜10の断面形状が丸
くなり、図10に示すように、コンタクトホール、つま
り、基体50の表面との高段差がなだらかな状態にな
る。このようにして各溝13上にBPSG膜10及びシ
リコン酸化膜7からなるキャップ部30が完成する。
Next, the silicon oxide film 7 and the BPSG film 1
0 or oxygen or steam (mixed combustion of oxygen and hydrogen)
Heat treatment at 800 to 1000 ° C. for several minutes to several hours in an oxidizing atmosphere containing. At this time, since the BPSG film 10 has a softening point near 800 ° C., it is softened by the heat treatment,
Due to the reflow phenomenon, the cross-sectional shape of the BPSG film 10 is rounded, and as shown in FIG. 10, the contact hole, that is, the high step with the surface of the base body 50 is in a gentle state. In this way, the cap portion 30 including the BPSG film 10 and the silicon oxide film 7 is completed on each groove 13.

【0059】以後、基体50の表面上に、シリサイド層
(図示せず)を形成後、高融点金属膜8をスパッタ法で
堆積させ、さらにAlSi等からなる電極配線層6をス
パッタ法で形成すれば、キャップ部30の断面形状にな
めらかな傾斜面26が形成されているため、基体50と
の間に段差を形成するキャップ部30を覆ってエミッタ
電極となる電極配線層6を形成しても、従来生じていた
電極配線層6中の鬆や空洞9の発生を確実に防止し、電
極配線層6の被覆性が大幅に改善できる。
Thereafter, after forming a silicide layer (not shown) on the surface of the substrate 50, a refractory metal film 8 is deposited by the sputter method, and an electrode wiring layer 6 made of AlSi or the like is further formed by the sputter method. For example, since the smooth inclined surface 26 is formed in the cross-sectional shape of the cap portion 30, even if the electrode wiring layer 6 serving as an emitter electrode is formed so as to cover the cap portion 30 that forms a step with the base body 50. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of voids and cavities 9 in the electrode wiring layer 6 that have conventionally occurred, and to significantly improve the coverage of the electrode wiring layer 6.

【0060】以下、この点について詳述する。電極配線
層6の被覆性を良くするために、上記熱処理によりキャ
ップ部30になめらかな傾斜面26を設けている。ここ
で、図10に示すように、 X:傾斜面26の基体50の表面の面内方向の長さ Y:傾斜面26の基体50の表面からの形成高さ としたときの電極配線層6の被覆性を現すパラメーター
比Dmin(キャップ部30が形成されていない基体5
0上における電極配線層6の厚み)/Dmax(キャッ
プ部30上における電極配線層6の厚み)との関係を図
11に示す。このパラメータDmin/Dmaxが1に
近づくほど電極配線層6の被覆性は良好といえる。
Hereinafter, this point will be described in detail. In order to improve the coverage of the electrode wiring layer 6, the cap portion 30 is provided with a smooth inclined surface 26 by the heat treatment. Here, as shown in FIG. 10, X: length of the inclined surface 26 in the in-plane direction of the surface of the base body 50, Y: height of the electrode wiring layer 6 when the inclined surface 26 is formed from the surface of the base body 50 Parameter ratio Dmin expressing the coating property (the substrate 5 on which the cap portion 30 is not formed)
11 shows the relationship between the thickness of the electrode wiring layer 6 on 0) / Dmax (the thickness of the electrode wiring layer 6 on the cap portion 30). It can be said that as the parameter Dmin / Dmax approaches 1, the coverage of the electrode wiring layer 6 is better.

【0061】図11から明かなように、Y/X≦5を満
足すれば、パラメータDmin/Dmaxは0.5以上
を保つことがき、比較的良好な電極配線層6の被覆性を
保つことができる。さらに、Y/X≦2を満足すれば、
パラメータDmin/Dmaxは0.8以上を保つこと
がき、かなり良好な電極配線層6の被覆性を保つことが
できる。
As is apparent from FIG. 11, if Y / X ≦ 5 is satisfied, the parameter Dmin / Dmax can be maintained at 0.5 or more, and relatively good coverage of the electrode wiring layer 6 can be maintained. it can. Furthermore, if Y / X ≦ 2 is satisfied,
The parameter Dmin / Dmax can be maintained at 0.8 or more, and the fairly good coverage of the electrode wiring layer 6 can be maintained.

【0062】すなわち、キャップ部30の傾斜面26の
形状をY/X≦5を満足するように形成れば、比較的良
好な電極配線層6の被覆性を保つことができる。さら
に、Y/X≦2を満足するように形成すれば、かなり良
好な電極配線層6の被覆性を保つことができる(第1の
特徴)。
That is, if the shape of the inclined surface 26 of the cap portion 30 is formed so as to satisfy Y / X ≦ 5, it is possible to maintain relatively good coverage of the electrode wiring layer 6. Furthermore, if it is formed so as to satisfy Y / X ≦ 2, it is possible to maintain a fairly good coverage of the electrode wiring layer 6 (first characteristic).

【0063】その結果、第1の特徴により、基体50上
に段差を形成する下地パターンであるキャップ部30上
に電極配線層6を被覆性よく形成することができるた
め、エミッタ電極となる電極配線層6が下地パターンの
影響を受けずに何等欠陥なくIGBTを得ることができ
る。
As a result, according to the first feature, since the electrode wiring layer 6 can be formed with good coverage on the cap portion 30 which is the base pattern forming the step on the base body 50, the electrode wiring to be the emitter electrode is formed. An IGBT can be obtained without any defect in the layer 6 without being affected by the underlying pattern.

【0064】また、キャップ部30のn+半導体層4の
表面からの高さをH,溝13の形成間隔をWcとする
と、 条件式:(Wc/H)≦8 を満足するように形成すれば、集積度を比較的高いレベ
ルで維持しながら、良好な電極配線層の被覆性を保つこ
とができる(第2の特徴)。
When the height of the cap portion 30 from the surface of the n + semiconductor layer 4 is H and the formation interval of the grooves 13 is Wc, the cap should be formed so as to satisfy the conditional expression: (Wc / H) ≦ 8. For example, good coverage of the electrode wiring layer can be maintained while maintaining the integration degree at a relatively high level (second characteristic).

【0065】さらに、基体50の表面から溝13上の基
体50のドープドポリシリコン5高さtgateと、B
PSG膜10のキャップ部30の表面から高さtcap
との間で 条件式:tcap≧tgate を満足することにより、基体50の表面上でのドープド
ポリシリコン5の形成の有無に関係なく、図13に示す
ように、その表面が平坦なBPSG膜10(キャップ部
30)を基体50上に形成することができるため、キャ
ップ部30上に形成する電極配線層6は良好な被覆性を
保つことができる(第3の特徴)。
Furthermore, the height tgate of the doped polysilicon 5 of the substrate 50 on the groove 13 from the surface of the substrate 50, and B
The height tcap from the surface of the cap portion 30 of the PSG film 10
By satisfying the conditional expression: tcap ≧ tgate between and, the BPSG film having a flat surface, as shown in FIG. 13, regardless of whether or not the doped polysilicon 5 is formed on the surface of the substrate 50. Since 10 (cap portion 30) can be formed on the base body 50, the electrode wiring layer 6 formed on the cap portion 30 can maintain good coverage (third feature).

【0066】その結果、第3の特徴により、キャップ部
30上に電極配線層6を被覆性よく形成することができ
るため、エミッタ電極となる電極配線層6が下地パター
ンの影響を受けずに何等欠陥なく形成されるIGBTを
得ることができる。
As a result, according to the third feature, the electrode wiring layer 6 can be formed on the cap portion 30 with good coverage, so that the electrode wiring layer 6 serving as the emitter electrode is not affected by the underlying pattern. An IGBT formed without any defect can be obtained.

【0067】<<第2の実施の形態>>図18は、この
発明の第2の実施の形態である表面ゲート型MOSゲー
ト構造のIGBTの構成を示す断面図である。図19は
その表面ゲート構造を示す断面図である。これらの図に
示すように、一方主面と他方主面を有するP+基板41
上の一方主面上にn半導体層21が形成され、n半導体
層21の表面に複数のp拡散領域22が選択的に形成さ
れ、複数のp拡散領域22上にn+拡散領域23が選択
的に形成される。
<< Second Embodiment >> FIG. 18 is a sectional view showing a structure of an IGBT having a surface gate type MOS gate structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 19 is a sectional view showing the surface gate structure. As shown in these figures, a P + substrate 41 having one main surface and the other main surface
An n semiconductor layer 21 is formed on one of the upper main surfaces, a plurality of p diffusion regions 22 are selectively formed on the surface of the n semiconductor layer 21, and an n + diffusion region 23 is selected on the plurality of p diffusion regions 22. Formed.

【0068】そして、n+拡散領域23の表面の一部上
から、p拡散領域22の表面、n半導体層21の表面、
他のp拡散領域22の表面及び他のn+拡散領域23の
表面の一部上に複数のゲート酸化膜16が形成され、複
数のゲート酸化膜16上にゲート電極17が形成され、
各ゲート電極17を覆って複数の絶縁層18が形成され
る。
Then, from a part of the surface of the n + diffusion region 23, the surface of the p diffusion region 22, the surface of the n semiconductor layer 21,
A plurality of gate oxide films 16 are formed on the surface of the other p diffusion region 22 and a part of the surface of the other n + diffusion region 23, and a gate electrode 17 is formed on the plurality of gate oxide films 16.
A plurality of insulating layers 18 are formed so as to cover each gate electrode 17.

【0069】また、絶縁層18、p拡散領域22及びn
+拡散領域23上にエミッタ電極42が形成され、P+
板の他方主面上にコレクタ電極43が形成される。
Also, the insulating layer 18, the p diffusion region 22 and the n
An emitter electrode 42 is formed on + diffusion region 23, and a collector electrode 43 is formed on the other main surface of the P + substrate.

【0070】図20は、第2の実施の形態のIGBTの
平面構造の第1例を示す平面図である。同図に示すよう
に、帯状の絶縁層18が距離D3間隔毎に形成される。
なお、図20のD1〜D3はそれぞれ図19のD1〜D
3に対応する。
FIG. 20 is a plan view showing a first example of the planar structure of the IGBT of the second embodiment. As shown in the figure, the strip-shaped insulating layer 18 is formed at intervals of the distance D3.
Note that D1 to D3 in FIG. 20 are respectively D1 to D in FIG.
Corresponds to 3.

【0071】図21は、第2の実施の形態のIGBTの
平面構造の第2例を示す平面図である。同図に示すよう
に、矩形上の絶縁層18が図21の横方向に距離D31
間隔、図21の縦方向に距離D32間隔おきに形成され
る。なお、図21のD11、D21及びD31はそれぞ
れF−F′断面としたときの、図19のD1,D2及び
D3に相当し、図21のD12、D22及びD32はそ
れぞれG−G′断面としたときの図19のD1,D2及
びD3に相当する。この際、D11,D12,D21,
D22,D31及びD33それぞれの大きさは任意であ
る。
FIG. 21 is a plan view showing a second example of the planar structure of the IGBT of the second embodiment. As shown in the figure, the rectangular insulating layer 18 has a distance D31 in the horizontal direction of FIG.
Spaces are formed at intervals of a distance D32 in the vertical direction of FIG. Note that D11, D21, and D31 in FIG. 21 correspond to D1, D2, and D3 in FIG. 19 when the cross section is taken along the line FF ′, and D12, D22, and D32 in FIG. This corresponds to D1, D2 and D3 in FIG. At this time, D11, D12, D21,
The size of each of D22, D31, and D33 is arbitrary.

【0072】また、第2の実施の形態のIGBTの平面
構造の第3例として、図21の矩形部分がドレイン、ソ
ース領域で、それ以外の領域がゲート領域(絶縁層18
の形成領域)とする構成も考えられる。
As a third example of the planar structure of the IGBT of the second embodiment, the rectangular portion of FIG. 21 is the drain / source region, and the other regions are the gate region (insulating layer 18).
It is also conceivable that it is a region for forming).

【0073】以下、第2の実施の形態のIGBTの製造
方法について説明する。まず、P+基板41の一方主面
上に、n半導体層21を形成し、そして、図19に示す
ように、n半導体層21の表面に、p拡散領域22及び
+拡散領域23並びにゲート酸化膜16及びゲート電
極17からなるMOSゲート構造を既知の方法を用いて
形成する。
The method of manufacturing the IGBT according to the second embodiment will be described below. First, the n semiconductor layer 21 is formed on one main surface of the P + substrate 41, and as shown in FIG. 19, the p diffusion region 22 and the n + diffusion region 23 and the gate are formed on the surface of the n semiconductor layer 21. A MOS gate structure composed of the oxide film 16 and the gate electrode 17 is formed by a known method.

【0074】その後、全面に絶縁層18を形成し、写真
製版技術等を用いてBPSG膜等の絶縁層18をゲート
酸化膜16及びゲート電極17を覆うようにパターニン
グする。
After that, the insulating layer 18 is formed on the entire surface, and the insulating layer 18 such as a BPSG film is patterned by photolithography or the like so as to cover the gate oxide film 16 and the gate electrode 17.

【0075】次に、絶縁層18に対し、酸素もしくは水
蒸気(酸素,水素混合燃焼)を含む酸化雰囲気中で絶縁
層18が軟化する温度以上で熱処理を数分〜数時間行
う。すると、絶縁層18が上記熱処理により軟化し、リ
フロー現象を起こし、絶縁層18の断面形状が丸くな
り、図22に示すように、傾斜面26を有する絶縁層1
8が完成する。
Next, the insulating layer 18 is subjected to a heat treatment for several minutes to several hours at a temperature not lower than the temperature at which the insulating layer 18 is softened in an oxidizing atmosphere containing oxygen or water vapor (mixed combustion of oxygen and hydrogen). Then, the insulating layer 18 is softened by the above heat treatment, a reflow phenomenon occurs, and the cross-sectional shape of the insulating layer 18 becomes round. As shown in FIG. 22, the insulating layer 1 having the inclined surface 26 is formed.
8 is completed.

【0076】その後、絶縁層18、p拡散領域22及び
+拡散領域23上にエミッタ電極42を形成し、P+
板41の他方主面上にコレクタ電極43を形成すること
により、第2の実施の形態のIGBTを完成する。な
お、電極42、43の形成工程は必ずしも最後でなくて
もよい。
After that, the emitter electrode 42 is formed on the insulating layer 18, the p diffusion region 22 and the n + diffusion region 23, and the collector electrode 43 is formed on the other main surface of the P + substrate 41. The IGBT of the embodiment is completed. The step of forming the electrodes 42 and 43 is not necessarily the last step.

【0077】ここで、上記熱処理により絶縁層18に形
成したなめらかな傾斜面26において、 X:傾斜面26のn半導体層21の表面の面内方向の長
さ Y:傾斜面26のn半導体層21の表面からの形成高さ としたとき、第1の実施の形態同様、Y/X≦5を満足
するように形成れば、比較的良好なエミッタ電極42の
被覆性を保つことができる。さらに、Y/X≦2を満足
するように形成すれば、かなり良好なエミッタ電極42
の被覆性を保つことができる(第1の特徴)。
Here, in the smooth inclined surface 26 formed on the insulating layer 18 by the heat treatment, X: length of the inclined surface 26 in the in-plane direction of the surface of the n semiconductor layer 21 Y: n semiconductor layer of the inclined surface 26 If the formation height from the surface of 21 is set so as to satisfy Y / X ≦ 5 as in the first embodiment, a relatively good coverage of the emitter electrode 42 can be maintained. Further, if it is formed so as to satisfy Y / X ≦ 2, a considerably good emitter electrode 42
The coating property of can be maintained (first feature).

【0078】その結果、第1の特徴により、n半導体層
21上に段差を形成する下地パターンである絶縁層18
上にエミッタ電極42を被覆性よく形成することができ
るため、エミッタ電極42が下地パターンの影響を受け
ずに何等欠陥のないIGBTを得ることができる。
As a result, according to the first characteristic, the insulating layer 18 which is a base pattern forming a step on the n semiconductor layer 21.
Since the emitter electrode 42 can be formed thereon with good coverage, an IGBT having no defect can be obtained without the emitter electrode 42 being affected by the underlying pattern.

【0079】また、絶縁層18のn半導体層21の表面
からの高さをH,ゲート電極17の形成間隔をWとする
と、 条件式:(W/H)≦8 を満足するように形成すれば、集積度を比較的高いレベ
ルで維持しながら、良好な電極配線層の被覆性を保つこ
とができる(第2の特徴)。
When the height of the insulating layer 18 from the surface of the n-semiconductor layer 21 is H and the formation interval of the gate electrodes 17 is W, the condition formula: (W / H) ≦ 8 should be satisfied. For example, good coverage of the electrode wiring layer can be maintained while maintaining the integration degree at a relatively high level (second characteristic).

【0080】<<第3の実施の形態>>また、第1の実
施の形態では、電力用半導体装置としてP型の基板1を
用いたトレンチゲート型IGBTの場合を示したが、図
23に示すように、N型の基板51を用いて、他は第1
の実施の形態と同じ構成で、溝をゲートとして用いるト
レンチゲート型MOSFETを形成しても、第1の実施
の形態と同様な効果がある。
<< Third Embodiment >> In the first embodiment, the case of the trench gate type IGBT using the P type substrate 1 as the power semiconductor device is shown. As shown, an N type substrate 51 is used
Even if a trench gate type MOSFET using a groove as a gate is formed with the same configuration as that of the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0081】<<第4の実施の形態>>さらに、図24
に示すように、トレンチゲート構造のMCT(MOS C
ontrolled Thyristar )を形成しても、第1の実施の形
態と同様な効果がある。なお、1Aは、一部にN+領域
を有するアノードショート構造のp+半導体基板であ
り、19はn+半導体層4の上層部で溝13の近傍に形
成されるP+拡散領域であり、他の構成は第1の実施の
形態のIGBTと同様である。
<< Fourth Embodiment >> Furthermore, FIG.
As shown in, the MCT (MOS C
Even if an ontrolled thyristar is formed, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. 1A is a p + semiconductor substrate having an anode short structure partially having an N + region, and 19 is a P + diffusion region formed in the upper layer portion of the n + semiconductor layer 4 near the groove 13, Other configurations are the same as those of the IGBT of the first embodiment.

【0082】<<その他>>なお、第1の実施の形態の
IGBTにおいてエミッタ電極となる電極配線層6とし
てAl合金を用いたが、Alを用いてもよい。また、溝
13上に形成するキャップ部30としてBPSG膜を用
いて高段差をなめらかにしたが、平坦化の容易なシリケ
ートガラスであるPSG(Phosphosilicate glass )
膜,TEOS〔Si(OC254 〕が原料として用
いられる酸化膜等を用いてもよい。
<< Others >> In the IGBT of the first embodiment, the Al alloy is used as the electrode wiring layer 6 which becomes the emitter electrode, but Al may be used. Also, although a high step difference is smoothed by using a BPSG film as the cap portion 30 formed on the groove 13, PSG (Phosphosilicate glass) which is a silicate glass that can be easily flattened.
A film, an oxide film using TEOS [Si (OC 2 H 5 ) 4 ] as a raw material, or the like may be used.

【0083】また、キャップ部30形成用の層間絶縁層
としてPSG膜を用いる場合には、BPSG膜を用いる
場合と同様にPSG膜を平坦化する時等に用いる熱処理
の際、PSG膜中からのリンが溝内部のドープドポリシ
リコン5中に拡散する危険性があるため、第1の実施の
形態と同様、充填物であるドープドポリシリコン5の表
面に熱酸化もしくはCVD法により、シリコン酸化膜1
2を形成する必要がある。
When the PSG film is used as the interlayer insulating layer for forming the cap portion 30, as in the case of using the BPSG film, the heat treatment used for flattening the PSG film or the like is performed from the PSG film. Since there is a risk that phosphorus will diffuse into the doped polysilicon 5 inside the groove, the surface of the doped polysilicon 5 as the filling material is oxidized by thermal oxidation or the CVD method as in the first embodiment. Membrane 1
2 need to be formed.

【0084】また、第1の実施の形態の第1の変形例と
して、図25に示すように、図1で示した第1の実施の
形態のp+半導体基板1とn-半導体層2との間にn+
ッファ層31を介挿した構造でもよく、第2の変形例と
して、図26に示すように、p+半導体基板1を一部に
+領域を有するアノードショート構造のp+半導体基板
1Aに置き換えた構造でもよく、第3の変形例として、
図27に示すように、p+半導体基板1を一部にN+領域
を有するアノードショート構造のp+半導体基板1Aに
置き換えるとともにp+半導体基板1Aとn-半導体層2
との間にn+バッファ層31を介挿した構造でもよく、
これら第1〜第3の変形例も第1の実施の形態のIGB
Tと同様な効果を得ることができる。同様に、上記第1
〜第3の変形例を第4の実施の形態のMCTに対して行
うこともできる。
As a first modification of the first embodiment, as shown in FIG. 25, the p + semiconductor substrate 1 and the n semiconductor layer 2 of the first embodiment shown in FIG. The structure may be such that an n + buffer layer 31 is interposed between them. As a second modification, as shown in FIG. 26, the p + semiconductor substrate 1 is a p + type anode short structure having an N + region as a part thereof. The structure may be replaced with the semiconductor substrate 1A, and as a third modification,
As shown in FIG. 27, p + p + semiconductor substrate 1A is replaced with the p + semiconductor substrate 1A of the anode short structure having a portion in the N + region of the semiconductor substrate 1 and the n - semiconductor layer 2
A structure in which an n + buffer layer 31 is interposed between
These first to third modified examples are also the IGBT of the first embodiment.
The same effect as T can be obtained. Similarly, the first
~ The third modification can be applied to the MCT of the fourth embodiment.

【0085】なお、第1,第3及び第4の実施の形態で
は、溝13の形状として、図15に示すように、一定の
形成幅と一定の形成深さを有する形状を示したが、形成
幅に対して形成深さの方が大きい穴のような形状で形成
してもよい。
In the first, third and fourth embodiments, the shape of the groove 13 has a constant formation width and a constant formation depth as shown in FIG. It may be formed in a shape such as a hole in which the formation depth is larger than the formation width.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように、この発明における
請求項1記載の半導体装置において、複数の溝部上にそ
れぞれ形成される複数の絶縁層は傾斜面を有し、この傾
斜面は、X:前記傾斜面の前記基体の一方主面の面内方
向の長さ、Y:前記傾斜面の前記基体の一方主面からの
形成高さ、としたとき、条件式:Y/X≦5を満足する
ため、これら複数の絶縁層の形成により生じる基体の一
方主面からの段差が、上積みされる層にさほど悪影響を
与えない。
As described above, in the semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the plurality of insulating layers respectively formed on the plurality of groove portions have inclined surfaces, and the inclined surfaces have X: Conditional expression: Y / X ≦ 5 is satisfied, where Y is the in-plane length of one main surface of the base body, and Y is the height of the inclined surface formed from the one main surface of the base body. Therefore, the step from the one main surface of the base body caused by the formation of the plurality of insulating layers does not adversely affect the overlying layer.

【0087】その結果、これらの複数の絶縁層上に第1
の主電極を被覆性よく形成することができるため、下地
パターンの影響を受けずに何等欠陥なく第1の主電極が
形成される半導体装置を得ることができる。
As a result, a first layer is formed on these insulating layers.
Since it is possible to form the main electrode with good coverage, it is possible to obtain a semiconductor device in which the first main electrode is formed without any defect without being affected by the underlying pattern.

【0088】この発明における請求項2記載の半導体装
置において、複数の溝部上に形成される複数の絶縁層は
傾斜面を有し、この傾斜面は、上記した条件式:Y/X
≦5を満足するため、これら複数の絶縁層の形成により
生じる基体の一方主面からの段差が、上積みされる層に
さほど悪影響を与えない。
In the semiconductor device according to the second aspect of the present invention, the plurality of insulating layers formed on the plurality of grooves have an inclined surface, and the inclined surface has the above conditional expression: Y / X.
Since ≦ 5 is satisfied, the step from the one main surface of the substrate caused by the formation of the plurality of insulating layers does not adversely affect the layer to be stacked.

【0089】さらに、複数の絶縁層は、上記した条件
式:H2≧H1を満足するため、複数の絶縁層を前記基
体の一方主面上形成された制御電極層をも覆って形成す
ることにより、表面が比較的平坦な構造の複数の絶縁層
を得ることができる。
Further, since the plurality of insulating layers satisfy the above conditional expression: H2 ≧ H1, the plurality of insulating layers are formed so as to cover the control electrode layer formed on the one main surface of the base. It is possible to obtain a plurality of insulating layers having a relatively flat surface.

【0090】その結果、複数の絶縁層上に第1の主電極
を被覆性よく形成することができるため、下地パターン
の影響を受けずに何等欠陥なく第1の主電極が形成され
る半導体装置を得ることができる。
As a result, the first main electrode can be formed on the plurality of insulating layers with good coverage, so that the first main electrode can be formed without any defect without being affected by the underlying pattern. Can be obtained.

【0091】また、請求項3記載の半導体装置において
は、さらに、複数の溝部はそれぞれ所定距離を隔てて形
成され、W:前記所定距離、H:前記複数の絶縁層それ
ぞれの前記基体の一方主面からの形成高さ、とした場
合、条件式:(W/H)≦8を満足するため、集積度を
比較的高いレベルで保つことができる。
Further, in the semiconductor device according to the third aspect of the present invention, further, the plurality of groove portions are formed at a predetermined distance, and W: the predetermined distance, H: one main body of each of the plurality of insulating layers. In the case of the formation height from the surface, since the conditional expression: (W / H) ≦ 8 is satisfied, the integration degree can be maintained at a relatively high level.

【0092】その結果、高集積度を維持しながら、下地
パターンの影響を受けずに何等欠陥なく第1の主電極が
形成される半導体装置を得ることができる。
As a result, it is possible to obtain a semiconductor device in which the first main electrode is formed without being affected by the underlying pattern and without any defects while maintaining a high degree of integration.

【0093】また、請求項4の半導体装置においては、
複数の絶縁層はそれぞれ、前記制御電極層上に形成され
る下地絶縁層と、前記下地絶縁層上に形成される主要絶
縁層とからなるため、主要絶縁層と制御電極層との干渉
を下地絶縁層により防ぐことができる。
According to the semiconductor device of claim 4,
Since each of the plurality of insulating layers is composed of a base insulating layer formed on the control electrode layer and a main insulating layer formed on the base insulating layer, interference between the main insulating layer and the control electrode layer is prevented. It can be prevented by an insulating layer.

【0094】その結果、製造時に主要絶縁層が制御電極
層に悪影響を与える可能性がある場合でも、下地絶縁層
の存在により確実に回避することができるため、精度の
よい半導体装置を得ることができる。
As a result, even if there is a possibility that the main insulating layer may adversely affect the control electrode layer during manufacturing, it can be reliably avoided due to the presence of the base insulating layer, so that a highly accurate semiconductor device can be obtained. it can.

【0095】加えて、請求項5記載の半導体装置におい
ては、主要絶縁層上に補助絶縁層を形成することによ
り、絶縁層の形成高さを所望の形成高さに比較的容易に
形成することができるため、上記条件式H2≧H1の達
成が容易になる。
In addition, in the semiconductor device according to the present invention, the auxiliary insulating layer is formed on the main insulating layer so that the formation height of the insulating layer can be relatively easily formed to a desired formation height. Therefore, it becomes easy to achieve the conditional expression H2 ≧ H1.

【0096】その結果、さらに複数の絶縁層上に第1の
主電極を被覆性よく形成することができる。
As a result, the first main electrode can be formed on the plurality of insulating layers with good coverage.

【0097】この発明における請求項6記載の半導体装
置において、複数の溝部上に形成される複数の絶縁層は
傾斜面を有し、この傾斜面は、X:前記傾斜面の前記基
体の一方主面の面内方向の長さ、Y:前記傾斜面の前記
基体の一方主面からの形成高さ、としたとき、条件式:
Y/X≦5を満足するため、これら複数の絶縁層の形成
により生じる基体の一方主面からの段差が、上積みされ
る層にさほど悪影響を与えない。
In the semiconductor device according to claim 6 of the present invention, the plurality of insulating layers formed on the plurality of grooves have an inclined surface, and the inclined surface is X: one main part of the base of the inclined surface. Where Y is the in-plane length of the surface, and Y is the height of the inclined surface formed from one main surface of the substrate, the conditional expression:
Since Y / X ≦ 5 is satisfied, the step difference from the one main surface of the substrate caused by the formation of the plurality of insulating layers does not have a bad influence on the overlying layer.

【0098】その結果、これらの複数の絶縁層上に第1
の主電極を被覆性よく形成することができるため、下地
パターンの影響を受けずに何等欠陥なく第1の主電極が
形成される半導体装置を得ることができる。
As a result, a first layer is formed on these insulating layers.
Since it is possible to form the main electrode with good coverage, it is possible to obtain a semiconductor device in which the first main electrode is formed without any defect without being affected by the underlying pattern.

【0099】また、請求項7記載の半導体装置において
は、さらに、複数の制御電極はそれぞれ所定距離を隔て
て形成され、W:前記所定距離、H:前記複数の絶縁層
それぞれの前記基体の一方主面からの形成高さ、とした
場合、条件式:(W/H)≦8を満足するため、集積度
を比較的高いレベルで保つことができる。
Further, in the semiconductor device according to the present invention, further, the plurality of control electrodes are formed so as to be separated from each other by a predetermined distance, and W: the predetermined distance, H: one of the bases of each of the plurality of insulating layers. When forming height from the main surface, the conditional expression: (W / H) ≦ 8 is satisfied, so that the degree of integration can be maintained at a relatively high level.

【0100】その結果、高集積度を維持しながら、下地
パターンの影響を受けずに何等欠陥なく第1の主電極が
形成される半導体装置を得ることができる。
As a result, it is possible to obtain a semiconductor device in which the first main electrode is formed without being affected by the underlying pattern and without any defects while maintaining a high degree of integration.

【0101】また、請求項8記載の半導体装置の製造方
法においては、絶縁層の前記傾斜面は、X:前記傾斜面
の前記基体の一方主面方向の長さ、Y:前記傾斜面の前
記基体の一方主面からの形成高さ、としたとき、条件
式:Y/X≦5を満足するため、この絶縁層の形成によ
り生じる基体の一方主面からの段差が、上積みされる層
にさほど悪影響を与えない。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the eighth aspect, the inclined surface of the insulating layer is X: the length of the inclined surface in the direction of the one main surface of the substrate, and Y: the inclined surface. When the height of formation from one main surface of the substrate is defined as conditional formula: Y / X ≦ 5, the step from the one main surface of the substrate caused by the formation of this insulating layer is It does not have a bad influence.

【0102】その結果、絶縁層上に別の層をを被覆性よ
く形成することができるため、絶縁層からなる下地パタ
ーンの影響を受けずに何等欠陥なく層を形成することが
できる。
As a result, another layer can be formed on the insulating layer with good coverage, so that the layer can be formed without any defect without being affected by the underlying pattern of the insulating layer.

【0103】また、請求項9記載の半導体装置の製造方
法においては、複数の制御電極は所定距離を隔てて形成
され、W:前記所定距離、H:前記複数の絶縁層それぞ
れの前記基体の一方主面からの形成高さ、とした場合、
条件式:(W/H)≦8を満足するため、集積度を比較
的高いレベルで保つことができる。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the ninth aspect, the plurality of control electrodes are formed at a predetermined distance, and W: the predetermined distance, H: one of the bases of each of the plurality of insulating layers. When forming height from the main surface,
Since the conditional expression: (W / H) ≦ 8 is satisfied, the degree of integration can be maintained at a relatively high level.

【0104】その結果、高集積度を維持しながら、絶縁
層からなる下地パターンの影響を受けずに何等欠陥なく
層を形成することができる。
As a result, it is possible to form a layer without any defect without being affected by the underlying pattern made of an insulating layer while maintaining a high degree of integration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の第1の実施の形態であるトレンチ
ゲート型IGBTの構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a trench gate type IGBT according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図3】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図4】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図5】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図6】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図7】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図8】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図9】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図10】 第1の実施の形態の製造方法を示す断面図
である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment.

【図11】 第1の実施の形態の効果説明用のグラフで
ある。
FIG. 11 is a graph for explaining effects of the first embodiment.

【図12】 第1の実施の形態のIGBTの平面構造の
一部を示す平面図である。
FIG. 12 is a plan view showing a part of a planar structure of the IGBT according to the first embodiment.

【図13】 図12のA−A断面を示す断面図である。13 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA of FIG.

【図14】 図12のB−B断面を示す断面図である。14 is a cross-sectional view showing a BB cross section of FIG.

【図15】 図12のC−C断面を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a C-C cross section of FIG. 12.

【図16】 図12のD−D断面を示す断面図である。16 is a cross-sectional view showing a DD cross section of FIG.

【図17】 図12のE−E断面を示す断面図である。FIG. 17 is a sectional view showing an EE section in FIG.

【図18】 この発明の第2の実施の形態である表面M
OSゲート型IGBTの構造を示す断面図である。
FIG. 18 is a surface M according to a second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the structure of OS gate type IGBT.

【図19】 第2の実施の形態のIGBTの表面構造を
示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the surface structure of the IGBT according to the second embodiment.

【図20】 第2の実施の形態のIGBTの表面構造の
第1例を示す平面図である。
FIG. 20 is a plan view showing a first example of the surface structure of the IGBT according to the second embodiment.

【図21】 第2の実施の形態のIGBTの表面構造の
第2例を示す平面図である。
FIG. 21 is a plan view showing a second example of the surface structure of the IGBT according to the second embodiment.

【図22】 第2の実施の形態のIGBTの表面構造を
示す断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the surface structure of the IGBT according to the second embodiment.

【図23】 この発明の第3の実施の形態であるトレン
チゲート型MOSFETの構造を示す断面図である。
FIG. 23 is a sectional view showing the structure of a trench gate type MOSFET according to a third embodiment of the invention.

【図24】 この発明の第4の実施の形態であるトレン
チゲート型MCTの構造を示す断面図である。
FIG. 24 is a sectional view showing a structure of a trench gate type MCT according to a fourth embodiment of the present invention.

【図25】 第1の実施の形態のIGBTの第1の変形
例を示す断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a first modified example of the IGBT according to the first embodiment.

【図26】 第1の実施の形態のIGBTの第2の変形
例を示す断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a second modified example of the IGBT according to the first embodiment.

【図27】 第1の実施の形態のIGBTの第3の変形
例を示す断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a third modification example of the IGBT according to the first embodiment.

【図28】 従来のトレンチゲート型IGBTの構造を
示す断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional trench gate type IGBT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p+半導体基板、2 n-半導体層、3 p半導体
層、4 n+半導体層、5 ドープドポリシリコン、6
電極配線層、7 シリコン酸化膜、8 高融点金属
膜、10 BPSG膜、12 シリコン酸化膜、15
コレクタ電極、16ゲート酸化膜、17 ゲート電極、
18 絶縁層、30 キャップ部、42エミッタ電極。
1 p + semiconductor substrate, 2 n semiconductor layer, 3 p semiconductor layer, 4 n + semiconductor layer, 5 doped polysilicon, 6
Electrode wiring layer, 7 Silicon oxide film, 8 Refractory metal film, 10 BPSG film, 12 Silicon oxide film, 15
Collector electrode, 16 gate oxide film, 17 gate electrode,
18 insulating layers, 30 cap portions, 42 emitter electrodes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/749 H01L 29/78 658F (72)発明者 湊 忠玄 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究 所内 (72)発明者 富永 修一 福岡市西区今宿東一丁目1番1号 福菱セ ミコンエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 塩沢 勝臣 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社半導体基礎研究所内 Fターム(参考) 5F005 AB02 AE09 BA02 GA02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/749 H01L 29/78 658F (72) Inventor Tadatsugen Minato 4-chome, Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Denki Electric Co., Ltd. ULS Development Research Center (72) Inventor Shuichi Tominaga 1-1-1, Imajuku Higashi, Nishi-ku, Fukuoka City Fukuryo Semicon Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Katsuomi Shiozawa Amagasaki, Hyogo Prefecture 8-1, 1-1 Tsukaguchihonmachi Sanryu Electric Co., Ltd. Semiconductor Basic Research Laboratory F-term (reference) 5F005 AB02 AE09 BA02 GA02

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方主面と他方主面とを有し、一方主面
内に所定の導電型の第1の半導体領域と他方主面内に前
記所定の導電型の第2の半導体領域を含む基体と、 各々が前記基体の一方主面から所定の深さで選択的に形
成される複数の溝部と、 前記複数の溝部の内壁上に形成される複数の絶縁膜と、 前記複数の絶縁膜を介して前記複数の溝部の内部に充填
される複数の制御電極層と、 前記複数の制御電極層上に、前記基体の表面より突出し
て形成される複数の絶縁層と、 前記基体の前記第1の半導体領域の少なくとも半分以上
の形成面積上に形成される第1の主電極と、 前記基体の前記第2の半導体領域上に形成される第2の
主電極とを備え、前記複数の制御電極層に共通に与える
制御電圧により、前記第1及び第2の主電極間を前記第
1及び第2の半導体領域を介して流れる電流を制御する
半導体装置において、 前記複数の絶縁層はそれぞれ上部から下部にかけてなだ
らかな傾斜面を有し、 X:前記傾斜面の前記基体の一方主面の面内方向の長さ Y:前記傾斜面の前記基体の一方主面からの形成高さ としたとき、 条件式:Y/X≦5 を満足することを特徴とする半導体装置。
1. A first semiconductor region having one main surface and the other main surface, the first semiconductor region having a predetermined conductivity type in one main surface, and the second semiconductor region having the predetermined conductivity type in another main surface. A base body including the plurality of groove portions, each of which is selectively formed at a predetermined depth from one main surface of the base body; a plurality of insulating films formed on inner walls of the plurality of groove portions; A plurality of control electrode layers filled in the inside of the plurality of grooves via a film; a plurality of insulating layers formed on the plurality of control electrode layers so as to project from the surface of the base; A plurality of first main electrodes formed on at least half the formation area of the first semiconductor region; and a second main electrode formed on the second semiconductor region of the base. The first and second main electrodes are connected between the first and second main electrodes by a control voltage commonly applied to the control electrode layer. And a semiconductor device for controlling a current flowing through the second semiconductor region, wherein each of the plurality of insulating layers has a gently sloping surface from an upper portion to a lower portion, and X: one of the main surfaces of the base body of the sloping surface. In-plane length Y: When a height of the inclined surface is formed from one main surface of the base body, a conditional expression: Y / X ≦ 5 is satisfied.
【請求項2】 一方主面と他方主面とを有し、一方主面
内に所定の導電型の第1の半導体領域と他方主面内に前
記所定の導電型の第2の半導体領域を含む基体と、各々
が前記基体の一方主面から所定の深さで選択的に形成さ
れる複数の溝部と、 前記複数の溝部の内壁上から前記基体の一方主面の一部
上に延びて形成される複数の絶縁膜と、 前記複数の絶縁膜を介して前記複数の溝部内部に充填さ
れるとともに、前記複数の絶縁膜を介して前記基体の一
方主面の前記一部上に延びて形成される複数の制御電極
層と、 前記複数の溝部内の前記複数の制御電極層上に、前記基
体の一方主面より突出して形成される複数の絶縁層と、 前記基体の前記第1の半導体領域の少なくとも半分以上
の形成面積上に形成される第1の主電極と、 前記基体の前記第2の半導体領域上に形成される第2の
主電極とを備え、前記複数の制御電極層に共通に与える
制御電圧により、前記第1及び第2の主電極間を前記第
1及び第2の半導体領域を介して流れる電流を制御する
半導体装置において、 前記複数の溝部上における前記複数の絶縁層はそれぞれ
上部から下部にかけてなだらかな傾斜面を有し、 X:前記傾斜面の前記基体の一方主面方向の長さ Y:前記傾斜面の前記基体の一方主面からの形成高さ H1:前記基体の一方主面の前記一部上に形成される前
記複数の制御電極層それぞれの前記基体の一方主面から
の形成高さ H2:前記複数の溝部上における前記複数の絶縁層それ
ぞれの前記基体の一方主面からの形成高さ としたとき、 条件式:H2≧H1 条件式:Y/X≦5 を共に満足することを特徴とする半導体装置。
2. A first semiconductor region having a predetermined conductivity type in one main surface and a second semiconductor region having a predetermined conductivity type in the other main surface. A base body including the plurality of groove portions, each of which is selectively formed at a predetermined depth from one main surface of the base body; and extending from an inner wall of the plurality of groove portions onto a part of one main surface of the base body. A plurality of insulating films to be formed, and while filling the inside of the plurality of grooves through the plurality of insulating films, and extending over the part of the one main surface of the base body through the plurality of insulating films. A plurality of control electrode layers formed, a plurality of insulating layers formed on the plurality of control electrode layers in the plurality of groove portions so as to project from one main surface of the base, and the first of the bases A first main electrode formed on at least half the formation area of a semiconductor region; A second main electrode formed on the second semiconductor region, and a control voltage commonly applied to the plurality of control electrode layers is provided between the first and second main electrodes. In a semiconductor device for controlling a current flowing through a semiconductor region, each of the plurality of insulating layers on the plurality of trenches has a sloping inclined surface from an upper portion to a lower portion, and X: one main body of the base body of the inclined surface. Length Y in the plane direction: height of the inclined surface formed from one main surface of the base body H1: of the base body of each of the plurality of control electrode layers formed on the part of the one main surface of the base body Forming height H2 from one main surface: When forming height of each of the plurality of insulating layers on the plurality of groove portions from one main surface of the substrate, conditional expression: H2 ≧ H1 conditional expression: Y / X ≦ Characterized by satisfying both 5 Semiconductor device.
【請求項3】 前記複数の溝部はそれぞれ所定距離を隔
てて形成され、 W:前記所定距離 H:前記複数の絶縁層それぞれの前記基体の一方主面か
らの形成高さ とした場合、 条件式:(W/H)≦8 を満足することを特徴とする請求項1あるいは請求項2
に記載の半導体装置。
3. The plurality of groove portions are formed at a predetermined distance from each other, and W: the predetermined distance H: a height of each of the plurality of insulating layers formed from one main surface of the substrate, the conditional expression: (W / H) ≦ 8 is satisfied, claim 1 or claim 2 characterized in that
The semiconductor device according to.
【請求項4】 前記複数の絶縁層はそれぞれ、 前記制御電極層上に形成される下地絶縁層と、 前記下地絶縁層上に形成される主要絶縁層とからなる請
求項1あるいは請求項2に記載の半導体装置。
4. The insulating layer according to claim 1 or 2, wherein each of the plurality of insulating layers includes a base insulating layer formed on the control electrode layer and a main insulating layer formed on the base insulating layer. The semiconductor device described.
【請求項5】 前記複数の絶縁層はそれぞれ、 前記制御電極層上に形成される下地絶縁層と、 前記下地絶縁層上に形成される主要絶縁層と、 前記主要絶縁層上に形成される補助絶縁層とからなる請
求項1あるいは請求項2に記載の半導体装置。
5. The plurality of insulating layers are respectively formed on a base insulating layer formed on the control electrode layer, a main insulating layer formed on the base insulating layer, and formed on the main insulating layer. The semiconductor device according to claim 1 or 2, comprising an auxiliary insulating layer.
【請求項6】 一方主面及び他方主面を有し、一方主面
側の上層部と他方主面側の下層部とから構成され少なく
とも前記上層部が第1の導電型の半導体からなる基体
と、 前記基体の前記上層部に選択的に形成される第2の導電
型の複数の第1の半導体領域と、 前記複数の第1の半導体領域の表面に選択的に形成され
る第1の導電型の複数の第2の半導体領域と、 前記基体の前記上層部と各前記第2の半導体領域との間
における各前記第1の半導体領域の一の領域上に形成さ
れる複数の絶縁膜と、 前記複数の絶縁膜上に形成される複数の制御電極と、 前記複数の絶縁膜及び前記複数の制御電極を覆って形成
される複数の絶縁層と、 前記基体の一方主面上に形成される第1の主電極と、 前記基体の他方主面上に形成される第2の主電極とを備
え、前記複数の制御電極に共通に与える制御電圧によ
り、前記第1及び第2の主電極間を流れる電流を制御す
る半導体装置において、 前記複数の絶縁層はそれぞれ上部から下部にかけてなだ
らかな傾斜面を有し、 X:前記傾斜面の前記基体の一方主面の面内方向の長さ Y:前記傾斜面の前記基体の一方主面からの形成高さ としたとき、 条件式:Y/X≦5 を満足することを特徴とする半導体装置。
6. A substrate having one main surface and the other main surface, comprising an upper layer portion on one main surface side and a lower layer portion on the other main surface side, and at least the upper layer portion made of a semiconductor of a first conductivity type. A plurality of second conductive type first semiconductor regions selectively formed in the upper layer portion of the base; and a first selectively formed on the surfaces of the plurality of first semiconductor regions. A plurality of conductive type second semiconductor regions, and a plurality of insulating films formed on one region of each of the first semiconductor regions between the upper layer portion of the base and each of the second semiconductor regions. A plurality of control electrodes formed on the plurality of insulating films, a plurality of insulating layers formed to cover the plurality of insulating films and the plurality of control electrodes, and formed on one main surface of the base body And a second main electrode formed on the other main surface of the base body. In a semiconductor device that controls a current flowing between the first and second main electrodes by a control voltage that is commonly applied to the plurality of control electrodes, the plurality of insulating layers each have a gentle sloped surface from an upper portion to a lower portion. And X: the length of the inclined surface in the in-plane direction of the one main surface of the base body, Y: the forming height of the inclined surface from the one main surface of the base body, conditional expression: Y / X ≦ 5 A semiconductor device characterized in that
【請求項7】 前記複数の制御電極はそれぞれ所定距離
を隔てて形成され、 W:前記所定距離 H:前記複数の絶縁層それぞれの前記基体の一方主面か
らの形成高さ とした場合、 条件式:(W/H)≦8 を満足することを特徴とする請求項6記載の半導体装
置。
7. The conditional expression, wherein the plurality of control electrodes are formed at a predetermined distance from each other, and W: the predetermined distance H: a formation height of each of the plurality of insulating layers from one main surface of the substrate. 7. The semiconductor device according to claim 6, wherein: (W / H) ≦ 8 is satisfied.
【請求項8】 (a) 一方主面及び他方主面を有し、一方
主面側の上層部と他方主面側の下層部とから構成され前
記上層部が第1の導電型の半導体からなる基体を準備
し、前記基体の前記上層部に選択的に形成される、第2
の導電型の複数の第1の半導体領域と、前記複数の第1
の半導体領域それぞれの表面に選択的に形成される第1
の導電型の複数の第2の半導体領域と、前記基体の前記
上層部と各前記第2の半導体領域との間における各前記
第1の半導体領域の一の領域上にそれぞれ形成される複
数の絶縁膜と、前記複数の絶縁膜上にそれぞれ形成され
る複数の制御電極とからなるMOS構造を形成するステ
ップと、 (b) 前記複数の制御電極を含む前記基体の一方主面上に
絶縁層を形成するステップと、 (c) 前記絶縁層に対しパターニングを施し、所定箇所に
開口部を形成するステップと、 (d) パターニングされた前記絶縁層に対し熱処理を施
し、前記絶縁層の前記開口部近傍領域になだらか傾斜面
を形成するステップと、 (e) 前記基体の一方主面上に第1の主電極を形成するス
テップと、 (f) 前記基体の他方主面上に第2の主電極を形成するス
テップとを備え、装置完成後に前記複数の制御電極に共
通に与える制御電圧により、前記第1及び第2の主電極
間を流れる電流を制御する半導体装置を製造する方法に
おいて、 前記ステップ(d) の熱処理は、前記絶縁層が軟化する温
度以上で行い、 前記絶縁層の前記傾斜面は、 X:前記傾斜面の前記基体の一方主面方向の長さ Y:前記傾斜面の前記基体の一方主面からの形成高さ としたとき、 条件式:Y/X≦5 を満足することを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. (a) One main surface and the other main surface, wherein the one main surface side upper layer portion and the other main surface side lower layer portion are formed, and the upper layer portion is made of a semiconductor of the first conductivity type. A second base, which is selectively formed on the upper layer portion of the base.
A plurality of first semiconductor regions of conductivity type, and the plurality of first semiconductor regions
Selectively formed on the surface of each semiconductor region of the first
A plurality of second semiconductor regions of conductivity type, and a plurality of second semiconductor regions formed on one region of each of the first semiconductor regions between the upper layer portion of the base and each of the second semiconductor regions. Forming a MOS structure composed of an insulating film and a plurality of control electrodes respectively formed on the plurality of insulating films; (b) an insulating layer on one main surface of the base body including the plurality of control electrodes. And (c) patterning the insulating layer to form an opening at a predetermined location, and (d) heat treating the patterned insulating layer to form the opening in the insulating layer. Forming a gently sloping surface in the region near the portion, (e) forming a first main electrode on one main surface of the base body, and (f) forming a second main surface on the other main surface of the base body. After the completion of the device, including the step of forming electrodes In the method for manufacturing a semiconductor device in which a current flowing between the first and second main electrodes is controlled by a control voltage commonly applied to the plurality of control electrodes, the heat treatment in step (d) is performed on the insulating layer. Is performed at a temperature equal to or higher than the temperature at which the softening occurs, and the sloped surface of the insulating layer is: When the above condition is satisfied, the conditional expression: Y / X ≦ 5 is satisfied.
【請求項9】 前記複数の制御電極はそれぞれ所定距離
を隔てて形成され、 W:前記所定距離 H:前記絶縁層の前記基体の一方主面からの形成高さ としたとき、 条件式:(W/H)≦8 を満足することを特徴とする請求項8記載の半導体装置
の製造方法。
9. The plurality of control electrodes are formed at a predetermined distance from each other, and W: the predetermined distance H: height of the insulating layer formed from one main surface of the substrate, conditional expression: (W 9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein / H) ≦ 8 is satisfied.
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