JP2004253470A - Semiconductor device and its fabricating process - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スイッチング電源用IC、自動車パワー系駆動用IC、フラットパネルディスプレー駆動用ICなど、高耐圧・大電流を制御する集積回路に適する低オン抵抗のパワーMOSFETとそれを制御するCMOS回路を構成するMOSFETとを集積した半導体装置およびその製造方法に関し、特に、パワーMOSFETは半導体基板表面を掘り下げたトレンチ内にゲート電極を設けたトレンチ型ラテラルパワーMOSFET(TLPM)であり、トレンチ構造のパワーMOSFETとCMOS回路を構成するプレーナ構造のMOSFETのゲート絶縁膜の膜厚とゲート絶縁膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯機器の急速な普及、通信技術の高度化などに伴い、パワーMOSFETを内蔵したパワーICの重要性は高まっている。従来のパワーMOSFET単体と制御駆動回路とを組み合わせに対し、横型パワーMOSFETを制御回路に集積することにより、小型化、低消費電力化、高信頼性化、低コスト化などが期待されているため、CMOSプロセスをベースにした高性能横型MOSFETの開発が精力的に進められている。従来のプレーナ構造の横型パワーMOSFETを改良したトレンチ型の横型パワーMOSFETとCMOS回路のプレーナMOSFETを集積した半導体装置およびその製造方法が出願人により特願2001−384904にて提案されている。その半導体装置およびその製造方法について以下に説明する。
【0003】
図20は、この半導体装置の、MOSFETとして電流を駆動する活性領域における要部断面図である。図20に示すように、この半導体装置は同一のp型基板150上に、トレンチ横型パワーMOSFET101とPMOS102とNMOS103がそれぞれ1個づつ製作された構成となっている。トレンチ横型パワーMOSFET101、PMOS102およびNMOS103は素子分離用の選択酸化膜193により互いに分離される。
まず、トレンチ横型パワーMOSFET101の構成について説明する。p型基板150にはp型ウェル領域110が形成されており、トレンチ横型パワーMOSFETはこのp型ウェル領域110内に形成されている。ゲート絶縁膜となるゲート酸化膜159はトレンチ151の側面に沿って均一な厚さで形成されている。このゲート酸化膜159はトレンチ151の底面のゲート酸化膜183と繋がっている。トレンチ底面のゲート酸化膜183はトレンチ側面のゲート酸化膜159より厚く形成されている。第1の導電体であるゲートポリシリコン152はトレンチ側面のゲート酸化膜159の内側に沿ってトレンチ151のほぼ上下にわたって形成されている。
【0004】
トレンチ151の下半部の外側領域は、n型のドリフト領域となるn拡散領域160である。このn拡散領域160の外側は前記p型ウェル領域110である。なお、トレンチ横型パワーMOSFETがp型ウェル領域110内ではなく、PMOS102の後述するnウェル領域120の外側のp型の部分に形成された構成となってもよい。n拡散領域160内に於いて、トレンチ151の底の中央部にはドレイン領域となるn+ 拡散領域158が設けられている。n+ 拡散領域158(ドレイン領域)は、ゲートポリシリコン152の内側に層間絶縁膜である層間酸化膜165を介して設けられた第2の導電体であるドレインポリシリコン163に接続されている。ドレインポリシリコン163はドレイン電極155に接続されている。層間酸化膜165は基板表面を覆っており、さらにその上には層間酸化膜166が積層されている。
【0005】
トレンチ151の上半部の外側領域はpベース領域162であり、そのpベース領域162上の基板表面領域にソース領域となるn+ 拡散領域161が形成されている。n+ 拡散領域161(ソース領域)は、基板表面に形成されたソース電極154に電気的に接続されている。pベース領域162は、平面的に接続されている。
つぎに、PMOS102の構成について説明する。PMOS102は、p型基板150に設けられたn型ウェル領域120内に形成されている。ゲート絶縁膜となるゲート酸化膜129は、ソース領域またはドレイン領域(以下、ソース/ドレイン領域とする)となるp+ 拡散領域121、121およびその間のチャネル領域の上に、2つのp+ 拡散領域121、121とオーバーラップした状態で形成されている。ゲート酸化膜129の上には第1の導電体であるゲートポリシリコン125が形成されている。ゲートポリシリコン125はゲート電極123に電気的に接続されている。
【0006】
各p+ 拡散領域121の上にはソース電極またはドレイン電極となるソース/ドレイン電極124が形成されており、それぞれp+ 拡散領域121と電気的に接続されている。ゲート電極123と各ソース/ドレイン電極124は前記層間酸化膜165、166によって電気的に絶縁されている。図20に示す例では、n型ウェル領域120は選択酸化膜193の下側でp型ウェル領域110に接している。ただし、p型ウェル領域110がない場合には、n型ウェル領域120は選択酸化膜193の下側で終端となっている。
つぎに、NMOS103の構成について説明する。NMOS103は、p型ウェル領域110内に形成されている。ゲート絶縁膜となるゲート酸化膜119は、ソース/ドレイン領域となるn+ 拡散領域111、111およびその間のチャネル領域の上に、各n+ 拡散領域111、111とオーバーラップした状態で形成されている。なお、NMOS103がp型ウェル領域110内ではなく、PMOS102のn型ウェル領域120の外側のp型の部分に形成された構成となっていてもよい。
【0007】
ゲート酸化膜119の上には第1の導電体であるゲートポリシリコン115が形成されている。ゲートポリシリコン115はゲート電極113に電気的に接続されている。ソース電極またはドレイン電極となるソース/ドレイン電極114はn+ 拡散領域111に電気的に接続されている。ゲート電極113と各ソース/ドレイン電極114は前記層間酸化膜165、166によって電気的に絶縁されている。
前記のトレンチ横型パワーMOSFET101のゲート酸化膜183とPMOS102、NMOS103のゲート酸化膜129、119は同時に形成された酸化膜であるために、それぞれの膜厚は同じである。
【0008】
また、前記のゲート酸化膜119、129、183をゲート電極下に残し、その他の箇所のゲート酸化膜を除去する方法として、RIE(反応性イオンエッチ)法などの異方性エッチングを用いる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、トレンチ横型パワーMOSFET101のゲート酸化膜183とPMOS102、NMOS103のゲート酸化膜129、119の膜厚は同じであり、CMOS回路を構成するPMOS102、NMOS103のゲートしきい値電圧を低くするためにゲート酸化膜の膜厚は薄くする。そうすると、トレンチ横型パワーMOSFET101のゲート酸化膜の膜厚も薄くなり、このトレンチ横型パワーMOSFET101を、例えば、ハイサイドスイッチとして用いた場合には、ゲート電極とソース電極間に高いゲート電圧が印加され、ゲート酸化膜の絶縁耐量を超えてしまい、ゲート酸化膜が絶縁破壊を起こして、トレンチ横型パワーMOSFET101が破壊する場合がある。そのため、トレンチ横型パワーMOSFET101を高ゲート耐圧化することが困難である。一方、トレンチ横型パワーMOSFETの厚いゲート絶縁膜に合わせてプレーナ横型MOSFETのゲート絶縁膜を形成すると、プレーナ横型MOSFETのゲートしきい値電圧が高く成りすぎるという不具合を生じる。
【0010】
この発明の目的は、前記の課題を解決して、同一半導体基板に集積したトレンチパワーMOSFETの高ゲート耐圧化とCMOS回路を構成する低耐圧プレーナMOSFETのゲートしきい値電圧の適正化を同時に図ることができる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、トレンチMOS素子とプレーナMOSFETとが同一基板上に集積された半導体装置であって、トレンチMOS素子のゲート絶縁膜の膜厚がプレーナMOSFETのゲート絶縁膜の膜厚より厚い構成とする。
また、トレンチMOS素子とプレーナMOSFETとが同一基板上に集積された半導体装置であって、半導体基板の前記トレンチMOS素子形成領域に形成されるトレンチと、前記トレンチMOS素子と前記プレーナMOSFETを分離する分離領域と、該トレンチの底面に形成される第1導電形の第1拡散領域と、前記半導体基板の表面層に前記トレンチと接して形成される第1導電形の第2拡散領域と、前記プレーナMOSFET形成領域に第1のゲート絶縁膜を介して形成される第1のゲート電極と、前記第1拡散領域と前記第2拡散領域とに挟まれた前記トレンチ側壁に前記第1のゲート絶縁膜より厚い第2のゲート絶縁膜を介して形成される第2のゲート電極と、前記第2のゲート電極をマスクとして形成される前記第2のゲート電極を挟んで対向する第1導電形の第3拡散領域および第1導電形の第4拡散領域とを具備する構成とする。
【0012】
また、トレンチMOS素子とプレーナMOSFETとが同一基板上に集積された半導体装置であって、半導体基板の前記トレンチMOS素子形成領域に形成されるトレンチと、前記トレンチMOS素子と前記プレーナMOSFETを分離する分離領域と、 該トレンチの底面に形成される第1導電形の第1拡散領域と、前記半導体基板の表面層に前記トレンチと接して形成される第1導電形の第2拡散領域と、前記プレーナMOSFET形成領域に第1のゲート絶縁膜を介して形成される第1のゲート電極と、前記第1拡散領域と前記第2拡散領域とに挟まれた前記トレンチ内壁に前記第1のゲート絶縁膜より厚い第2のゲート絶縁膜を介して形成される第2のゲート電極と、前記第2のゲート電極をマスクとして形成される前記第2のゲート電極を挟んで対向する第2導電形の第3拡散領域および第2導電形の第4拡散領域とを具備する構成とする。
【0013】
また、トレンチMOS素子とプレーナMOSFETとが同一基板上に集積された半導体装置の製造方法において、半導体基板に前記トレンチMOS素子形成領域にトレンチを形成する工程と、前記トレンチの底面に第1導電形の第1拡散領域を形成する工程と、前記トレンチMOS素子とプレーナMOSFETを分離する分離領域を前記半導体基板に形成する工程と、前記トレンチMOS素子形成領域上と前記プレーナMOSFET形成領域上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記トレンチ上の前記第1の絶縁膜をマスクしてウエットエッチングにより前記第1の絶縁膜をエッチングする工程と、前記トレンチMOS素子形成領域上と前記プレーナMOSFET形成領域上に第2の絶縁膜を形成する工程と、該第2の絶縁膜上に第1の導電体を形成し、前記プレーナMOSFETのゲート電極となる前記第1の導電体をマスクして異方性エッチングにより前記第1の導電体をエッチングし前記トレンチ側壁に第1のゲート電極と前記プレーナMOSFETの第2のゲート電極を形成する工程と、前記半導体基板の表面層に前記トレンチ側壁と接して第1導電形の第2の拡散層を形成する工程と、前記第2のゲート電極をマスクとして前記第2のゲート電極を挟んで対向する第1導電形の第3拡散領域および第1導電形の第4拡散領域を形成する工程とを含む製造方法とする。
【0014】
また、トレンチMOS素子とプレーナMOSFETとが同一基板上に集積された半導体装置の製造方法において、半導体基板に前記トレンチMOS素子形成領域にトレンチを形成する工程と、前記トレンチの底面に第1導電形の第1拡散領域を形成する工程と、前記トレンチMOS素子とプレーナMOSFETを分離する分離領域を前記半導体基板に形成する工程と、前記トレンチMOS素子形成領域上と前記プレーナMOSFET形成領域上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記トレンチ上の前記第1の絶縁膜をマスクしてウエットエッチングにより前記第1の絶縁膜をエッチングする工程と、前記トレンチMOS素子形成領域上と前記プレーナMOSFET形成領域上に第2の絶縁膜を形成する工程と、該第2の絶縁膜上に第1の導電体を形成し、前記プレーナMOSFETのゲート電極となる前記第1の導電体をマスクして異方性エッチングにより前記第1の導電体をエッチングし前記トレンチ側壁に第1のゲート電極と前記プレーナMOSFETの第2のゲート電極を形成する工程と、前記半導体基板の表面層に前記トレンチ側壁と接して第1導電形の第2の拡散層を形成する工程と、前記第2のゲート電極をマスクとして前記第2のゲート電極を挟んで対向する第2導電形の第3拡散領域および第2導電形の第4拡散領域を形成する工程とを含む製造方法とする。
【0015】
また、前記第1の絶縁膜をエッチングする工程は、前記トレンチMOS素子形成領域上の前記第1の絶縁膜をマスクしてウエットエッチングにより前記第1の絶縁膜をエッチングするとよい。
また、前記分離領域は、選択酸化もしくは分離溝に絶縁膜を充填した絶縁分離領域で形成するとよい。
また、前記トレンチMOS素子の第2の拡散領域は、前記第2のゲート電極と前記第1、第2の絶縁膜とをマスクとして形成されるとよい。
また、前記第2のゲート電極の側壁にスペーサを形成し、該スペーサと前記第2のゲート電極をマスクとして、LDD構造を形成するとよい。
【0016】
【発明の実施の形態】
〔実施例1〕
図1は、この発明の第1実施例の半導体装置の要部断面図である。この図は、CMOSを構成するプレーナ横型MOSFETとトレンチ横型パワーMOSFETを集積したデバイスの断面模式図を示す。以下の説明ではトレンチ横型パワーMOSFETとを単にトレンチMOSFETと呼び、プレーナ横型MOSFETを単にプレーナMOSFETと呼ぶこととする。尚、CMOS部はnチャネルのプレーナMOSFETとpチャネルのプレーナMOSFETで構成される。
【0017】
p半導体基板1に、CMOSを構成するプレーナMOSFETとトレンチMOSFETを形成するpウェル領域2、4とnウェル領域3、5をそれぞれ形成し、プレーナMOSFETを形成するpウェル領域4上とnウェル領域4上に17μm程度の薄いゲート酸化膜25、26を介してポリシリコンなどでゲート電極20、21を形成し、このゲート電極20、21の側壁にスペーサ22を形成してLDD構造のnソース領域またはnドレイン領域になるnソース/ドレイン領域29とpソース領域またはpドレイン領域になるpソース/ドレイン領域30をそれぞれ形成する。
【0018】
トレンチMOSFETを形成するpウェル領域2とnウェル領域3に、トレンチ7、8をそれぞれ形成し、トレンチ7、8内にnドレイン領域10(またはnソース領域)とpドレイン領域11(またはpソース領域)をそれぞれ形成し、トレンチ7の側壁に62μm程度の厚いゲート酸化膜23、24を介してポリシリコンなどでゲート電極18、19を形成し、トレンチ7、8の外側表面にトレンチ7と接するnソース領域27(またはnドレイン領域)、pソース領域28(pドレイン領域)を形成し、ゲート電極18、19の内側を層間絶縁膜31の酸化膜で充填し、この酸化膜を開口してnドレイン領域10(またはnソース領域)、pドレイン領域11(pソース領域)にポリシリコンなどでプラグ導体32、33を充填し、プラグ導体32、33上にドレイン電極34、35、ソース領域27、28上にソース電極36、37をアルミニウムなどで形成し、プレーナMOSFETのnソース/ドレイン領域29上およびpソース/ドレイン領域30上にそれぞれソース/ドレイン電極38、39をアルミニウムなどで形成する。
【0019】
プレーナMOSFETの薄いゲート酸化膜25、26を17nm程度とすることで0.8V±0.1V程度の低ゲートしきい値電圧とすることができ、トレンチMOSFETの厚いゲート酸化膜23、24を62nm程度とすることで所定のゲートしきい値電圧と60V以上の高いゲート耐圧を得ることができる。
〔実施例2〕
図2から図10は、この発明の第2実施例の半導体装置の製造方法であり、工程順に示した要部製造工程断面図である。この製造方法は図1の半導体装置で、CMOS部(プレーナMOSFETでnチャネルMOSFETとpチャネルMOSFETを含む)とトレンチMOSFETの製造方法である。
【0020】
まず、p半導体基板1の表面層に選択的にpウェル領域2、4、nウェル領域3、5を形成する。p半導体基板1の不純物濃度を適正に選定した場合はpウェル領域2、4は必ずしも形成する必要はない(図2)。
つぎに、トレンチMOSFETを形成する部分に、例えば400nmの酸化膜6(熱酸化膜、または、堆積酸化膜)をマスクにトレンチ7、8を形成し、この酸化膜6をマスクとしてトレンチ7、8を形成する(図3)。
つぎに、トレンチの底部7a、8a底面に、選択的にnおよびpドレイン領域(nまたはpソース領域)を形成し、素子分離するためのLOCOS9(選択酸化膜)を形成する。この際、必要に応じて、図示しないフィールドイオン注入や、CMOS部にパンチスルー防止用イオン注入を行う場合もある(図4)。
【0021】
つぎに、犠牲酸化膜12を形成し、13イオン注入などによりチャネル領域14を形成する。このチャネル領域14の形成はゲートしきい値を調整するためであり、nウェル領域4やpウェル領域5の表面濃度が適正である場合は犠牲酸化膜12の形成とチャネルイオン注入13は必ずしも必要としない。イオン注入する場合はイオン注入13の打ち込み角度を例えば45°にしてトレンチ7、8側壁にも打ち込むことによりトレンチMOSFETのしきい値調整を行うことができる(図5)。
つぎに、犠牲酸化膜12を除去した後、第1の酸化膜15を例えば50nm形成し、フォトリソグラフィー工程で、トレンチMOSFETのトレンチ7、8部を例えばレジスト16でマスクして、CMOS形成領域上とトレンチ7、8の外側領域上の第1の酸化膜15を弗酸緩衝溶液によりウェットエッチングして除去する。このウェットエッチングでは、異方性エッチングと異なり、CMOS形成領域の表面およびトレンチMOSFETのソース形成領域表面を荒らしたりダメージを与えたりすることはない(図6)。
【0022】
つぎに、第2の酸化膜17を例えば17nm形成する。つまり、CMOS形成領域上には第2の酸化膜17のみの薄い酸化膜、トレンチMOSFET形成領域には第1と第2の酸化膜15、17を積層した62nmの厚い酸化膜が形成される。厚い酸化膜の膜厚が67nmでなく62nmになるのは、厚の酸化膜上に形成される酸化膜の成長速度はシリコン上に形成する酸化膜より遅いためである(図7)。
つぎに、ゲート電極18、19、20、21となるポリシリコンを全面に形成する。CMOSのゲート電極形成領域のポリシリコンをレジストなどでマスクして、ポリシリコンを異方性エッチングによりエッチバックして、トレンチMOSFET部のゲート電極18、19とCMOS部のゲート電極20、21を同時に形成する。このとき、CMOS部のゲート電極20、21とトレンチMOSFET部のゲート電極18、19を、それぞれ専用のフォトマスクを用いて、別々に形成してもよい(図8)。
【0023】
つぎに、CMOS部にゲート電極22、21をマスクとして、不純物濃度が低い領域を形成し、その後、例えばCVD法で150nmの酸化膜を堆積させ、通常のCMOSプロセスにしたがって、RIE(Reactive Ion Etching)によりこの酸化膜をエッチングしてCMOS部のゲート電極側面にスペーサ22を形成する。このスペーサを形成するときに、第2の酸化膜を除去する。このスペーサ22とゲート電極20、21をマスクに不純物濃度の高い領域を拡散して、CMOS部にLDD(Light Doped Drain)構造のnまたはpソース/ドレイン領域29、30を形成し、同時にトレンチMOSFET部のnまたはpソース領域27、28(nまたはpドレイン領域)を形成する(図9)。
【0024】
つぎに、層間絶縁膜31となる酸化膜を、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などで形成し、その後、層間絶縁膜31をエッチバックしてトレンチ8、9の底面8a、9aを露出する。つぎに、nドレイン領域10、pドレイン領域11と接続するトレンチMOSFETのプラグ導体32、33となるポリシリコンをCVD法などで形成し、エッチバックする。ここで、ポリシリコンの下に図示しないバリアメタル(TiN/Ti)を堆積させてもよい。つぎに、トレンチMOSFETのnソース領域27上、pソース領域28上にソース電極36、37、nドレイン領域10上、pドレイン領域11上にドレイン電極34、35とプレーナMOSFETのnソース/ドレイン領域27上、pソース/ドレイン領域28上にソース/ドレイン電極38、39をアルミニウムなどでそれぞれ形成する(図10)。
【0025】
このように、異なる膜厚のゲート酸化膜を持つツインゲート構造とすることで、CMOS部を構成するプレーナMOSFETのゲートしきい値電圧の低電圧化とトレンチMOSFETのゲート耐圧の高耐圧化を図ることができる。
また、CMOS形成領域とトレンチの外側の領域から第1の酸化膜15を弗酸緩衝溶液による等方性エッチングであるウェットエッチングすることで、異方性エッチングと異なり、CMOS形成領域の表面を荒らしたり、表面にダメージを与えたりすることがなく、良好な電気的特性が得られる。
しかし、前記のように、第1の酸化膜15をウェットエッチングで除去した場合、エッチング量が多いと、図11(a)に示すようにトレンチ内部まで第1の酸化膜15が落ち込んでしまい、この落ち込んだ箇所は第2の酸化膜17のみとなり、図11(b)に示すゲート酸化膜23が薄くなるD部でゲート耐圧が低下する。また、エッチングが不足すると、図12(a)に示すようにトレンチ肩部に第1の酸化膜15が残り、図12(b)に示すように、この厚い第1の酸化膜15が残った箇所にはイオン注入によるnソース領域27が形成されず、ソース領域27はトレンチ側壁から離れて形成される。そうすると、トレンチ側壁に形成されたチャネルがnソース領域27と接続させるためには高いゲート電圧を印加する必要があり、ゲートしきい値電圧が高くなる。尚、図11(a)、図12(a)のLは第1の酸化膜15の落ち込み量を示し、図11(a)に示す+符号はトレンチ上部から第1の酸化膜15が下方に落ち込んだ量を示し、図12(a)に示す−符号はトレンチの外側領域上に第1の酸化膜15が残る量を示す。
【0026】
つぎに、このように第1の酸化膜15の落ち込みを防止できる製造方法を説明する。
〔実施例3〕
図13から図16は、この発明の第3実施例の半導体装置の製造方法であり、工程順に示した要部製造工程断面図である。図13から図16の工程は図6から図9にそれぞれ相当する工程である。
前記の第2実施例と異なるのは、図6に相当する図13のフォトリソグラフィー工程で、トレンチMOSFETのトレンチ7、8およびトレンチ7、8の外側領域(ソース形成領域)上を広くレジスト16aでマスクしてCMOS部から第1の酸化膜15を弗酸緩衝溶液で除去し、トレンチ7、8の外側領域上に第1の酸化膜15を残した点である。このように、第1の酸化膜15をトレンチ7、8の外側領域上に残すことで、図11のようにこの第1の酸化膜15がトレンチ7、6の上部から落ち込むことを防止できる。つぎの工程からは第1実施例と同じである。
【0027】
図14の工程で第2の酸化膜17を形成し、図15の工程でゲート電極18、19、20、21を形成する。図16の工程で、図示しない酸化膜を全面に被覆し、異方性エッチングでトレンチ7、8の外側領域が露出するまで、図示しない酸化膜と第1の酸化膜15および第2の酸化膜17を除去する。この異方性エッチングでゲート電極18、19、20、21の側面には酸化膜が残り、ゲート電極18、19の側面に残った酸化膜がスペーサ22となる。図ではゲート電極20、21の側面に残った酸化膜は描かれていない。
このようにすることで、図16のC部の拡大図で、図11(b)や図12(b)に相当する図17に示すように、トレンチMOSFETのトレンチ側壁に形成された第1の酸化膜15のE部での落ち込みを防止できる。具体的には落ち込み量を±10nm以内(±の意味は+は落ち込み量、−は残渣量)に抑えることができる。
【0028】
このように、異なるゲート酸化膜厚を持つツインゲート構造とし、CMOSを構成するプレーナMOSFETの薄いゲート酸化膜25、26の膜厚を17nm程度にすることで、CMOSを構成するプレーナMOSFETのゲートしきい値電圧を0.8V±0.1V程度の低いゲートしきい値電圧することができる。また、トレンチMOSFETの厚いゲート酸化膜23、24の膜厚を62μm程度とし、この第1の酸化膜15の落ち込み量を±10nm程度に抑制することで、トレンチMOSFETのゲート耐圧を60V程度の高いゲート耐圧(後述の図18)にし、ゲートしきい値電圧を所定の値(後述の図19)にすることができる。
【0029】
図18、図19は、第1の酸化膜15の落ち込み量とゲート耐圧とゲートしきい値電圧の関係を示す図である。図の横軸の第1の酸化膜の落ち込み量(図11、図12のL)で、−符号(L(−))は第1の酸化膜15がトレンチの外側領域上に残った状態(残渣がある状態)の量を示し、+符号(L(+)は側壁の第1の酸化膜15がトレンチ上部から除去される量を示す。
図18から、第1の酸化膜15の落ち込み量が+符号になると、トレンチ上部から第1の酸化膜が落ち込んだ箇所のトレンチ側壁は、薄い第2の酸化膜17のみの被覆となり、ゲート耐圧が低下する。また、図19から、第1の酸化膜15の落ち込み量が−符号になると、ソース領域がトレンチ側壁から離れて形成されるために、チャネルがソース領域と接するゲート電圧が高くなり、ゲートしきい値は大きくなる。これらの結果から、トレンチMOSFETにおいて、所定のゲートしきい値電圧と60V程度の高いゲート耐圧を得るためには、落ち込み量を±15nmに抑制する必要がある。前記したように、第3実施例の場合はこの落ち込み量を±10nm程度にすることができる。
【0030】
【発明の効果】
この発明において、CMOS部のゲート酸化膜を薄く、トレンチMOSFET部のゲート酸化膜を厚くすることで、CMOS部は低しきい値電圧、トレンチMOSFET部は高ゲート耐圧を得ることができる。
また、トレンチMOSFET形成領域上の酸化膜をマスクして、CMOS部上に形成された酸化膜をウェットエッチで除去し、つぎに、トレンチMOSFET形成領域上に形成された厚い酸化膜を、異方性エッチングでエッチバックすることで、落ち込み量が小さい厚いゲート酸化膜をトレンチ内壁に形成できる。その結果、高いゲート耐圧と所定のゲートしきい値電圧を確保できるトレンチMOSFETを製作できる。
【0031】
また、ウェットエッチングでCMOS部上の厚い酸化膜を除去することで、CMOS部の表面にダメージや荒れが導入されることが防止され、CMOS部で良好な電気的特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例の半導体装置の要部断面図
【図2】この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図3】図2に続く、この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図4】図3に続く、この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図5】図4に続く、この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図6】図5に続く、この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図7】図6に続く、この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図8】図7に続く、この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図9】図8に続く、この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図10】図9に続く、この発明の第2実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図11】第1の酸化膜がトレンチ上部から落ち込んだ場合の図
【図12】第1の酸化膜がトレンチの外側領域上に残った場合の図
【図13】この発明の第3実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図14】図13に続く、この発明の第3実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図15】図14に続く、この発明の第3実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図16】図15に続く、この発明の第3実施例の半導体装置の要部製造工程断面図
【図17】図15のC部拡大図
【図18】第1の酸化膜15の落ち込み量とゲート耐圧の関係を示す図
【図19】第1の酸化膜15の落ち込み量とゲートしきい値電圧の関係を示す図
【図20】従来の半導体装置で、CMOS部とトレンチMOSFETを同一半導体基板に形成した要部断面図
【符号の説明】
1 p半導体基板
2、3 pウェル領域
4、5 nウェル領域
6 酸化膜
7、8 トレンチ
7a、8a 底面
9 LOCOS
10 nドレイン領域
11 pドレイン領域
12 犠牲酸化膜
13 イオン注入
14 チャネル領域
15 第1の酸化膜
16、16a レジスト
17 第2の酸化膜
18、19、20、21 ゲート電極
22 スペーサ
23、24 厚いゲート酸化膜
25、26 薄いゲート酸化膜
27 nソース領域
28 pソース領域
29 nソース/ドレイン領域
30 pソース/ドレイン領域
31 層間絶縁膜
32、33 プラグ導体
34、35 ドレイン電極
36、37 ソース電極
38、39 ソース/ドレイン電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a low on-resistance power MOSFET suitable for an integrated circuit for controlling a high withstand voltage and a large current, such as an IC for driving a switching power supply, an IC for driving a vehicle power system, and an IC for driving a flat panel display, and a CMOS circuit for controlling the same. More particularly, the power MOSFET is a trench-type lateral power MOSFET (TLPM) in which a gate electrode is provided in a trench formed by digging a surface of a semiconductor substrate, and a power MOSFET having a trench structure. The present invention relates to a method of forming a gate insulating film and a thickness of a gate insulating film of a MOSFET having a planar structure which forms a CMOS circuit.
[0002]
[Prior art]
With the rapid spread of portable devices and the advancement of communication technology, the importance of power ICs with built-in power MOSFETs is increasing. In contrast to the combination of a conventional power MOSFET and a control drive circuit, integration of a horizontal power MOSFET in the control circuit is expected to reduce size, reduce power consumption, increase reliability, reduce costs, etc. The development of high performance lateral MOSFETs based on the CMOS process has been energetically advanced. A semiconductor device in which a trench-type lateral power MOSFET in which a conventional planar-structure lateral power MOSFET is improved and a planar MOSFET of a CMOS circuit and a method of manufacturing the same have been proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 2001-384904. The semiconductor device and its manufacturing method will be described below.
[0003]
FIG. 20 is a cross-sectional view of main parts of an active region of the semiconductor device that drives a current as a MOSFET. As shown in FIG. 20, this semiconductor device has a configuration in which one trench
First, the configuration of the trench
[0004]
The outer region in the lower half of the
[0005]
The outer region in the upper half of the
Next, the configuration of the
[0006]
Each p + On the
Next, the configuration of the
[0007]
On the
Since the
[0008]
Anisotropic etching such as RIE (Reactive Ion Etch) is used as a method of leaving the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the thicknesses of the
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and simultaneously increase the gate breakdown voltage of a trench power MOSFET integrated on the same semiconductor substrate and optimize the gate threshold voltage of a low breakdown voltage planar MOSFET constituting a CMOS circuit. And a method of manufacturing the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate, wherein the thickness of the gate insulating film of the trench MOS element is equal to the thickness of the gate insulating film of the planar MOSFET A thicker configuration.
A semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate, wherein a trench formed in the trench MOS element formation region of the semiconductor substrate is separated from the trench MOS element and the planar MOSFET. An isolation region, a first diffusion region of a first conductivity type formed on a bottom surface of the trench, a second diffusion region of a first conductivity type formed on a surface layer of the semiconductor substrate in contact with the trench, A first gate electrode formed in a planar MOSFET formation region via a first gate insulating film; and a first gate insulating film formed on a trench sidewall sandwiched between the first diffusion region and the second diffusion region. A second gate electrode formed through a second gate insulating film thicker than a film, and the second gate formed using the second gate electrode as a mask A structure having a third diffusion region and the fourth diffusion region of the first conductivity type of a first conductivity type opposite to each other with respect to the pole.
[0012]
A semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate, wherein a trench formed in the trench MOS element formation region of the semiconductor substrate is separated from the trench MOS element and the planar MOSFET. An isolation region, a first diffusion region of a first conductivity type formed on a bottom surface of the trench, a second diffusion region of a first conductivity type formed on a surface layer of the semiconductor substrate in contact with the trench, A first gate electrode formed in a planar MOSFET formation region via a first gate insulating film; and a first gate insulating film formed on an inner wall of the trench interposed between the first diffusion region and the second diffusion region. A second gate electrode formed through a second gate insulating film thicker than a film, and the second gate formed using the second gate electrode as a mask A third diffusion region of the second conductivity type and a fourth diffusion region of the second conductivity type opposed to each other with the electrode interposed therebetween are provided.
[0013]
In a method of manufacturing a semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate, a step of forming a trench in the trench MOS element formation region in a semiconductor substrate; Forming a first diffusion region, forming an isolation region for separating the trench MOS device and the planar MOSFET in the semiconductor substrate, and forming a first region on the trench MOS device formation region and the planar MOSFET formation region. Forming the insulating film, etching the first insulating film by wet etching using the first insulating film on the trench as a mask, forming the trench MOS element formation region and the planar MOSFET. Forming a second insulating film on the region; and forming a first conductive film on the second insulating film. And etching the first conductor by anisotropic etching using the first conductor serving as a gate electrode of the planar MOSFET as a mask, and forming a first gate electrode and the planar MOSFET on the side walls of the trench. Forming a second gate electrode, forming a second diffusion layer of a first conductivity type in contact with the trench sidewall on a surface layer of the semiconductor substrate, and using the second gate electrode as a mask. Forming a third diffusion region of the first conductivity type and a fourth diffusion region of the first conductivity type opposed to each other with the second gate electrode interposed therebetween.
[0014]
In a method of manufacturing a semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate, a step of forming a trench in the trench MOS element formation region in a semiconductor substrate; Forming a first diffusion region, forming an isolation region for separating the trench MOS device and the planar MOSFET in the semiconductor substrate, and forming a first region on the trench MOS device formation region and the planar MOSFET formation region. Forming the insulating film, etching the first insulating film by wet etching using the first insulating film on the trench as a mask, forming the trench MOS element formation region and the planar MOSFET. Forming a second insulating film on the region; and forming a first conductive film on the second insulating film. And etching the first conductor by anisotropic etching using the first conductor serving as a gate electrode of the planar MOSFET as a mask, and forming a first gate electrode and the planar MOSFET on the side walls of the trench. Forming a second gate electrode, forming a second diffusion layer of a first conductivity type in contact with the trench sidewall on a surface layer of the semiconductor substrate, and using the second gate electrode as a mask. Forming a third diffusion region of the second conductivity type and a fourth diffusion region of the second conductivity type opposed to each other with the second gate electrode interposed therebetween.
[0015]
In the step of etching the first insulating film, the first insulating film may be etched by wet etching using the first insulating film on the trench MOS element formation region as a mask.
The isolation region may be formed by selective oxidation or an isolation region in which an isolation film is filled in an isolation groove.
The second diffusion region of the trench MOS device may be formed using the second gate electrode and the first and second insulating films as a mask.
Preferably, a spacer is formed on a side wall of the second gate electrode, and an LDD structure is formed using the spacer and the second gate electrode as a mask.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Example 1]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a device in which a planar lateral MOSFET and a trench lateral power MOSFET constituting a CMOS are integrated. In the following description, a lateral trench power MOSFET is simply referred to as a trench MOSFET, and a lateral planar MOSFET is simply referred to as a planar MOSFET. The CMOS section is composed of an n-channel planar MOSFET and a p-channel planar MOSFET.
[0017]
On a p-
[0018]
[0019]
By setting the thin
[Example 2]
2 to 10 show a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and are cross-sectional views of the main part manufacturing steps shown in the order of steps. This manufacturing method is a method for manufacturing a CMOS portion (planar MOSFET including n-channel MOSFET and p-channel MOSFET) and a trench MOSFET in the semiconductor device of FIG.
[0020]
First, p-
Next,
Next, n and p drain regions (n or p source regions) are selectively formed on the
[0021]
Next, a
Next, after the
[0022]
Next, a
Next, polysilicon to be the
[0023]
Next, a region having a low impurity concentration is formed in the CMOS part using the
[0024]
Next, an oxide film to be the interlayer insulating
[0025]
As described above, by adopting the twin gate structure having the gate oxide films having different thicknesses, the gate threshold voltage of the planar MOSFET constituting the CMOS portion is reduced, and the gate breakdown voltage of the trench MOSFET is increased. be able to.
Also, unlike the anisotropic etching, the surface of the CMOS formation region is roughened by performing the isotropic etching using a hydrofluoric acid buffer solution on the
However, as described above, when the
[0026]
Next, a description will be given of a manufacturing method capable of preventing the
[Example 3]
FIGS. 13 to 16 show a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view of a main part manufacturing step shown in the order of steps. 13 to 16 correspond to FIGS. 6 to 9, respectively.
The difference from the second embodiment is that in the photolithography process of FIG. 13 corresponding to FIG. 6, the resists 16a are widely formed over the
[0027]
The
By doing so, as shown in FIG. 17 corresponding to FIGS. 11B and 12B in an enlarged view of a portion C in FIG. 16, the first MOSFET formed on the trench sidewall of the trench MOSFET is formed. The drop in the portion E of the
[0028]
As described above, the twin gate structure having different gate oxide thicknesses is used, and the thicknesses of the thin
[0029]
18 and 19 are diagrams showing the relationship between the amount of depression of the
As shown in FIG. 18, when the amount of depression of the
[0030]
【The invention's effect】
In the present invention, the CMOS section can have a low threshold voltage and the trench MOSFET section can have a high gate breakdown voltage by making the gate oxide film of the CMOS section thin and the gate oxide film of the trench MOSFET section thick.
Further, the oxide film on the trench MOSFET formation region is masked, the oxide film formed on the CMOS portion is removed by wet etching, and then the thick oxide film formed on the trench MOSFET formation region is anisotropically removed. By etching back with the reactive etching, a thick gate oxide film having a small amount of depression can be formed on the inner wall of the trench. As a result, a trench MOSFET that can ensure a high gate breakdown voltage and a predetermined gate threshold voltage can be manufactured.
[0031]
Further, by removing the thick oxide film on the CMOS portion by wet etching, damage and roughening are prevented from being introduced into the surface of the CMOS portion, and good electrical characteristics can be obtained in the CMOS portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view of a main part manufacturing process of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 4;
FIG. 6 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 5;
FIG. 7 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 6;
FIG. 8 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 7;
FIG. 9 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 8;
FIG. 10 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 9;
FIG. 11 is a view showing a case where a first oxide film is dropped from above a trench.
FIG. 12 is a view showing a case where a first oxide film remains on a region outside a trench.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention
FIG. 14 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, following FIG. 13;
FIG. 15 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, following FIG. 14;
FIG. 16 is a sectional view of a main part manufacturing step of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, following FIG. 15;
17 is an enlarged view of a portion C in FIG.
FIG. 18 is a diagram showing a relationship between a fall amount of a
FIG. 19 is a diagram showing a relationship between a fall amount of a
FIG. 20 is a cross-sectional view of a main part of a conventional semiconductor device in which a CMOS portion and a trench MOSFET are formed on the same semiconductor substrate.
[Explanation of symbols]
1p semiconductor substrate
2, 3 p-well region
4, 5 n-well area
6 oxide film
7, 8 trench
7a, 8a bottom
9 LOCOS
10 n drain region
11p drain region
12 Sacrificial oxide film
13 Ion implantation
14 Channel area
15 First oxide film
16, 16a resist
17 Second oxide film
18, 19, 20, 21 Gate electrode
22 Spacer
23, 24 Thick gate oxide
25, 26 Thin gate oxide
27 n source region
28p source region
29 n source / drain regions
30p source / drain region
31 Interlayer insulating film
32, 33 Plug conductor
34, 35 Drain electrode
36, 37 Source electrode
38, 39 source / drain electrodes
Claims (9)
トレンチMOS素子のゲート絶縁膜の膜厚がプレーナMOSFETのゲート絶縁膜の膜厚より厚いことを特徴とする半導体装置。A semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate,
A semiconductor device, wherein the thickness of a gate insulating film of a trench MOS element is larger than the thickness of a gate insulating film of a planar MOSFET.
半導体基板の前記トレンチMOS素子形成領域に形成されるトレンチと、
前記トレンチMOS素子と前記プレーナMOSFETを分離する分離領域と、
該トレンチの底面に形成される第1導電形の第1拡散領域と、
前記半導体基板の表面層に前記トレンチと接して形成される第1導電形の第2拡散領域と、
前記プレーナMOSFET形成領域に第1のゲート絶縁膜を介して形成される第1のゲート電極と、
前記第1拡散領域と前記第2拡散領域とに挟まれた前記トレンチ側壁に前記第1のゲート絶縁膜より厚い第2のゲート絶縁膜を介して形成される第2のゲート電極と、
前記第2のゲート電極をマスクとして形成される前記第2のゲート電極を挟んで対向する第1導電形の第3拡散領域および第1導電形の第4拡散領域と、を具備することを特徴とする半導体装置。A semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate,
A trench formed in the trench MOS element formation region of the semiconductor substrate;
An isolation region for isolating the trench MOS element and the planar MOSFET,
A first diffusion region of a first conductivity type formed on a bottom surface of the trench;
A second diffusion region of a first conductivity type formed in contact with the trench in a surface layer of the semiconductor substrate;
A first gate electrode formed in the planar MOSFET formation region via a first gate insulating film;
A second gate electrode formed on the trench side wall sandwiched between the first diffusion region and the second diffusion region via a second gate insulating film thicker than the first gate insulating film;
A third diffusion region of the first conductivity type and a fourth diffusion region of the first conductivity type opposed to each other across the second gate electrode formed using the second gate electrode as a mask. Semiconductor device.
半導体基板の前記トレンチMOS素子形成領域に形成されるトレンチと、
前記トレンチMOS素子と前記プレーナMOSFETを分離する分離領域と、
該トレンチの底面に形成される第1導電形の第1拡散領域と、
前記半導体基板の表面層に前記トレンチと接して形成される第1導電形の第2拡散領域と、
前記プレーナMOSFET形成領域に第1のゲート絶縁膜を介して形成される第1のゲート電極と、
前記第1拡散領域と前記第2拡散領域とに挟まれた前記トレンチ内壁に前記第1のゲート絶縁膜より厚い第2のゲート絶縁膜を介して形成される第2のゲート電極と、
前記第2のゲート電極をマスクとして形成される前記第2のゲート電極を挟んで対向する第2導電形の第3拡散領域および第2導電形の第4拡散領域と、を具備することを特徴とする半導体装置。A semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate,
A trench formed in the trench MOS element formation region of the semiconductor substrate;
An isolation region for isolating the trench MOS element and the planar MOSFET,
A first diffusion region of a first conductivity type formed on a bottom surface of the trench;
A second diffusion region of a first conductivity type formed in contact with the trench in a surface layer of the semiconductor substrate;
A first gate electrode formed in the planar MOSFET formation region via a first gate insulating film;
A second gate electrode formed on the inner wall of the trench between the first diffusion region and the second diffusion region via a second gate insulating film thicker than the first gate insulating film;
A third diffusion region of a second conductivity type and a fourth diffusion region of the second conductivity type, which are opposed to each other with the second gate electrode formed therebetween using the second gate electrode as a mask. Semiconductor device.
半導体基板に前記トレンチMOS素子形成領域にトレンチを形成する工程と、
前記トレンチの底面に第1導電形の第1拡散領域を形成する工程と、
前記トレンチMOS素子とプレーナMOSFETを分離する分離領域を前記半導体基板に形成する工程と、
前記トレンチMOS素子形成領域上と前記プレーナMOSFET形成領域上に第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記トレンチ上の前記第1の絶縁膜をマスクしてウエットエッチングにより前
記第1の絶縁膜をエッチングする工程と、
前記トレンチMOS素子形成領域上と前記プレーナMOSFET形成領域上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
該第2の絶縁膜上に第1の導電体を形成し、前記プレーナMOSFETのゲート電極となる前記第1の導電体をマスクして異方性エッチングにより前記第1の導電体をエッチングし前記トレンチ側壁に第1のゲート電極と前記プレーナMOSFETの第2のゲート電極を形成する工程と、
前記半導体基板の表面層に前記トレンチ側壁と接して第1導電形の第2の拡散層を形成する工程と、
前記第2のゲート電極をマスクとして前記第2のゲート電極を挟んで対向する第1導電形の第3拡散領域および第1導電形の第4拡散領域を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。In a method of manufacturing a semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate,
Forming a trench in the trench MOS element formation region in a semiconductor substrate;
Forming a first diffusion region of a first conductivity type on a bottom surface of the trench;
Forming an isolation region on the semiconductor substrate for isolating the trench MOS element and the planar MOSFET;
Forming a first insulating film on the trench MOS element formation region and the planar MOSFET formation region;
Etching the first insulating film by wet etching using the first insulating film on the trench as a mask;
Forming a second insulating film on the trench MOS element formation region and the planar MOSFET formation region;
A first conductor is formed on the second insulating film, and the first conductor serving as a gate electrode of the planar MOSFET is masked to etch the first conductor by anisotropic etching. Forming a first gate electrode and a second gate electrode of the planar MOSFET on a trench sidewall;
Forming a second diffusion layer of a first conductivity type in contact with the trench sidewall on a surface layer of the semiconductor substrate;
Forming a third diffusion region of the first conductivity type and a fourth diffusion region of the first conductivity type facing each other with the second gate electrode as a mask with the second gate electrode interposed therebetween. Semiconductor device manufacturing method.
半導体基板に前記トレンチMOS素子形成領域にトレンチを形成する工程と、
前記トレンチの底面に第1導電形の第1拡散領域を形成する工程と、
前記トレンチMOS素子とプレーナMOSFETを分離する分離領域を前記半導体基板に形成する工程と、
前記トレンチMOS素子形成領域上と前記プレーナMOSFET形成領域上に第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記トレンチ上の前記第1の絶縁膜をマスクしてウエットエッチングにより前記第1の絶縁膜をエッチングする工程と、
前記トレンチMOS素子形成領域上と前記プレーナMOSFET形成領域上に第2の絶縁膜を形成する工程と、
該第2の絶縁膜上に第1の導電体を形成し、前記プレーナMOSFETのゲート電極となる前記第1の導電体をマスクして異方性エッチングにより前記第1の導電体をエッチングし前記トレンチ側壁に第1のゲート電極と前記プレーナMOSFETの第2のゲート電極を形成する工程と、
前記半導体基板の表面層に前記トレンチ側壁と接して第1導電形の第2の拡散層を形成する工程と、
前記第2のゲート電極をマスクとして前記第2のゲート電極を挟んで対向する第2導電形の第3拡散領域および第2導電形の第4拡散領域を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。In a method of manufacturing a semiconductor device in which a trench MOS element and a planar MOSFET are integrated on the same substrate,
Forming a trench in the trench MOS element formation region in a semiconductor substrate;
Forming a first diffusion region of a first conductivity type on a bottom surface of the trench;
Forming an isolation region on the semiconductor substrate for isolating the trench MOS element and the planar MOSFET;
Forming a first insulating film on the trench MOS element formation region and the planar MOSFET formation region;
Etching the first insulating film by wet etching using the first insulating film on the trench as a mask;
Forming a second insulating film on the trench MOS element formation region and the planar MOSFET formation region;
A first conductor is formed on the second insulating film, and the first conductor serving as a gate electrode of the planar MOSFET is masked to etch the first conductor by anisotropic etching. Forming a first gate electrode and a second gate electrode of the planar MOSFET on a trench sidewall;
Forming a second diffusion layer of a first conductivity type in contact with the trench sidewall on a surface layer of the semiconductor substrate;
Forming a third diffusion region of the second conductivity type and a fourth diffusion region of the second conductivity type facing each other with the second gate electrode interposed therebetween with the second gate electrode as a mask. Semiconductor device manufacturing method.
前記トレンチMOS素子形成領域上の前記第1の絶縁膜をマスクしてウエットエッチングにより前記第1の絶縁膜をエッチングすることを特徴とする請求項4または5のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。The step of etching the first insulating film includes:
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein the first insulating film on the trench MOS element formation region is masked and the first insulating film is etched by wet etching. Manufacturing method.
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