JP2005093773A - Trench gate type semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トレンチゲート型半導体装置およびトレンチゲート型半導体装置の製造方法に関し、特に電気特性のバラツキを抑えたトレンチゲート型半導体装置およびトレンチゲート型半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a trench gate type semiconductor device and a method for manufacturing a trench gate type semiconductor device, and more particularly to a trench gate type semiconductor device and a method for manufacturing a trench gate type semiconductor device in which variation in electrical characteristics is suppressed.
従来より、トレンチ内にゲート絶縁膜が形成された構造を有するトレンチゲート型半導体装置(以下、トレンチMOS型半導体装置とする)として、トレンチMOSFETがある。図13および図14は、従来の製造方法により製造されるトレンチMOSFETの製造途中の構成を示す図で、図13は要部平面図であり、図14は図13のC−C´断面を示し、図14(e)が図13に対応する断面図である。 Conventionally, there is a trench MOSFET as a trench gate type semiconductor device (hereinafter referred to as a trench MOS type semiconductor device) having a structure in which a gate insulating film is formed in a trench. FIGS. 13 and 14 are views showing a structure in the middle of manufacturing a trench MOSFET manufactured by a conventional manufacturing method. FIG. 13 is a plan view of a main part, and FIG. FIG. 14E is a cross-sectional view corresponding to FIG.
図13は、トレンチ4とトレンチ4内にゲート絶縁膜7を介して多結晶シリコンなどのゲート電極8が形成され、トレンチ4端部から厚い酸化膜31に渡ってゲート電極8が引き出されている。厚い酸化膜31上のゲート電極8の上には、図14(e)で示す層間絶縁膜13が形成され、層間絶縁膜13にコンタクト孔を形成してゲート電極8とゲート電極配線15とが接続される。
In FIG. 13, a gate electrode 8 such as polycrystalline silicon is formed in the
従来は、まずn+ドレイン領域11を備えたn型のシリコン半導体基板1の表面に厚い酸化膜31を形成し、その後、半導体基板1の表面層にp型のウェル領域2を形成し、ウェル領域2の表面に所望のパターンの酸化膜3よりなるマスクを形成し、この酸化膜3の開口部のシリコン半導体基板1にトレンチエッチングを行い、シリコン半導体基板1にトレンチ4を形成する。このとき、トレンチ側壁にSiO2系の側壁保護膜5が生成される(図14(a))。側壁保護膜5をフッ酸などのエッチング液を用いて除去する。このとき、酸化膜3がトレンチ4から後退し酸化膜3の開口部が拡がる(図14(b))。その後、水素アニール処理によりトレンチ4内のダメージを除去する。この際トレンチ4の側壁41,42が平坦化され、コーナー部43,44,45および46が丸まる(図14(c))。この後、ゲート絶縁膜7を形成し、トレンチ4内に多結晶シリコンなどのゲート電極8を埋め、厚い酸化膜31上への引き出し部81を残しエッチバックする(図14(d))。その後、ゲート電極8をマスクとして不純物の注入およびドライブによりソース領域9を拡散形成し、さらに、ゲート電極8とソース電極12とを絶縁するための層間絶縁膜13を形成する。そして、ソース領域9とベースコンタクト領域10とに電気的に接続するソース電極12およびドレイン領域11と接続するドレイン電極14を形成する(図14(e))。このようにして、トレンチMOSFETが形成される。
Conventionally, a thick oxide film 31 is first formed on the surface of an n-type silicon semiconductor substrate 1 having an n + drain region 11, and then a p-
しかしながら、上述した従来の製造方法では、つぎのような問題点があった。 However, the conventional manufacturing method described above has the following problems.
まず第1に、図14(d)のように、ゲート電極8をトレンチ4内に堆積した後、上端をトレンチ4の開口部よりも低くなるようエッチバックする際、形状制御性が悪く後退距離15のウエハ面内バラツキやロット間バラツキが大きくなる問題があった。さらに、その結果として、ソース領域9の深さがバラツキ、電気特性のバラツキが大きくなる問題があった。
First, as shown in FIG. 14D, when the gate electrode 8 is deposited in the
第2に、図14(e)のように、トレンチ4の開口部をBPSGなどの層間絶縁膜13で埋め込む構成では、半導体基板1と層間絶縁膜13との熱膨張率の差により、高温プロセスにおいて応力が発生し、半導体基板1にクラックが入り漏れ電流が多くなる問題があった。
Second, as shown in FIG. 14E, in the configuration in which the opening of the
第3に、上記第2の問題点を回避するためにゲート電極8のエッチバック量を減らすと、半導体基板表面にエッチ残りが発生する場合がある。このエッチ残りがゲート電極とつながって残っていた場合、ソース電極と接触しゲートとソースが短絡する。このように不良率が上がる問題があった。 Third, if the etch back amount of the gate electrode 8 is reduced in order to avoid the second problem, an etching residue may occur on the surface of the semiconductor substrate. If this etching residue remains connected to the gate electrode, it contacts the source electrode and shorts the gate and source. Thus, there is a problem that the defect rate increases.
第4に、トレンチ内壁を水素アニール処理する際、図14(b)のように酸化膜が後退した状態で行うと、図14(c)の丸部6の拡大図である図15に示すように、酸化膜3とウェル領域2の表面のシリコンとの境界部に歪み16が生じ、図14(e)に示したゲート電極8の引き出し部81と該歪み16との間で電界が集中し、耐圧が低くなるという問題があった。
Fourth, when the hydrogen annealing process is performed on the inner wall of the trench when the oxide film is retracted as shown in FIG. 14B, as shown in FIG. 15 which is an enlarged view of the round portion 6 in FIG. In addition, a
上記第1の欠点を回避する手段としてCDEを用いてエッチバックを行う方法が特許文献1に開示されているが、上記第2と第3の問題は解決できない。 As a means for avoiding the first drawback, a method of performing etch back using CDE is disclosed in Patent Document 1, but the second and third problems cannot be solved.
また、本願と同一出願人によって出願された、特願2002−262500号において、上記第1から第3の問題を解決する方法として、トレンチ4とは別にゲート引き出し用の溝を形成し、CMPにて研磨する方法が開示され、また、同様に、特願2002−301158号で、上記第4の問題を解決する方法として、酸化膜が後退したトレンチ縁部に窒化膜を形成した状態で水素アニール処理を行うことにより歪み部の形成を防ぐことにより、耐圧を上げる方法が開示されている。
Further, in Japanese Patent Application No. 2002-262500 filed by the same applicant as the present application, as a method of solving the first to third problems, a gate lead-out groove is formed separately from the
しかしながら、特願2002−262500号および特願2002−301158号は、工程の追加が必要となり、コストを上げる要因となる。また、それぞれでは全ての問題を解決することができないため、両方とも採用する必要がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、上記第1から第4の問題点を低コストで簡易に解決することができるトレンチゲート型半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a trench gate type semiconductor device that can easily solve the first to fourth problems at low cost. And
上記目的を達成するため、本発明のトレンチゲート型半導体装置は、半導体基板の表面層に形成された第1導電型の第1領域と、該第1領域を突き抜けて前記半導体基板に達するトレンチと、前記第1領域の表面層に該トレンチに隣接して形成された第2導電型の第2領域と、前記トレンチ内にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極層と、前記トレンチ上方に位置し、前記第2領域と電気的に接続される金属主電極と、前記トレンチ上方に位置し、前記金属主電極と離間され、前記ゲート電極層と電気的に接続されるゲート電極配線とを備えたトレンチゲート型半導体装置において、
前記ゲート電極配線直下には、前記トレンチが交差する領域を有し、該交差する領域で前記ゲート電極層と前記ゲート電極配線が電気的に接続されることとする。
In order to achieve the above object, a trench gate type semiconductor device of the present invention includes a first region of a first conductivity type formed in a surface layer of a semiconductor substrate, and a trench that penetrates the first region and reaches the semiconductor substrate. A second region of the second conductivity type formed in the surface layer of the first region adjacent to the trench, a gate electrode layer formed in the trench through a gate insulating film, and above the trench A metal main electrode positioned and electrically connected to the second region; and a gate electrode wiring positioned above the trench and spaced apart from the metal main electrode and electrically connected to the gate electrode layer. In the trench gate type semiconductor device provided,
A region where the trench intersects is provided immediately below the gate electrode wiring, and the gate electrode layer and the gate electrode wiring are electrically connected in the intersecting region.
前記トレンチの幅が前記半導体基板内で等しくなるように形成されたこととする。 The trenches are formed to have the same width in the semiconductor substrate.
また、製造方法としては、
半導体基板の表面層に形成された第1導電型の第1領域と、該第1領域を突き抜けて前記半導体基板に達するトレンチと、前記第1領域の表面層に該トレンチに隣接して形成された第2導電型の第2領域と、前記トレンチ内にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極層と、を備えたトレンチゲート型半導体装置の製造方法において、前記半導体基板の表面層に絶縁膜を形成して前記トレンチを形成する工程と、前記絶縁膜を除去する工程と、前記半導体基板表面および前記トレンチ内面に前記ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記トレンチを埋め込むように前記半導体基板表面および前記トレンチ内にゲート電極層を堆積する工程と、前記半導体基板表面のゲート絶縁膜をストップ層として前記ゲート電極層を研磨する平坦化工程と、を備えたこととする。
As a manufacturing method,
A first region of a first conductivity type formed in a surface layer of a semiconductor substrate; a trench that penetrates the first region and reaches the semiconductor substrate; and is formed in a surface layer of the first region adjacent to the trench. In a method of manufacturing a trench gate type semiconductor device, comprising: a second region of the second conductivity type; and a gate electrode layer formed in the trench via a gate insulating film. Forming a film to form the trench; removing the insulating film; forming the gate insulating film on the semiconductor substrate surface and the trench inner surface;
A step of depositing a gate electrode layer on the surface of the semiconductor substrate and in the trench so as to fill the trench; and a planarization step of polishing the gate electrode layer using a gate insulating film on the surface of the semiconductor substrate as a stop layer. Suppose.
また、前記平坦化工程後に、前記第2領域を拡散形成する工程を備えたこととする。 Further, a step of diffusing and forming the second region is provided after the planarization step.
また、前記絶縁膜を除去する工程の後に、還元性雰囲気中でのアニール処理工程を備えたこととする。 In addition, an annealing process step in a reducing atmosphere is provided after the step of removing the insulating film.
また、前記第2領域を形成する工程の後、前記半導体基板表面に層間絶縁膜を形成する工程と、該層間絶縁膜をパターニングし、前記ゲート電極層を露出するコンタクト孔を形成する工程と、該コンタクト孔を含めた前記層間絶縁膜表面にゲート電極配線を形成する工程と、
を備えたこととする。
A step of forming an interlayer insulating film on the surface of the semiconductor substrate after the step of forming the second region; a step of patterning the interlayer insulating film to form a contact hole exposing the gate electrode layer; Forming a gate electrode wiring on the surface of the interlayer insulating film including the contact hole;
Suppose that
また、前記ゲート電極層が多結晶シリコンからなることとする。 The gate electrode layer is made of polycrystalline silicon.
さらに、前記平坦化工程の後に、前記半導体基板表面のゲート絶縁膜を除去する工程と、前記半導体基板表面および前記多結晶シリコン表面に熱酸化によりスクリーン酸化膜を形成する工程と、を備えたこととする。 And a step of removing a gate insulating film on the surface of the semiconductor substrate and a step of forming a screen oxide film on the surface of the semiconductor substrate and the surface of the polycrystalline silicon by thermal oxidation after the planarization step. And
本発明によれば、トレンチゲート型半導体装置の製造方法においてゲート電極をCMPにより全面研磨するができるので、ゲート電極の形状制御が容易にとなり、また、工程を少なくすることができる。 According to the present invention, since the gate electrode can be entirely polished by CMP in the method of manufacturing a trench gate type semiconductor device, the shape of the gate electrode can be easily controlled, and the number of processes can be reduced.
よって、形状や電気特性のバラツキが小さいトレンチ型半導体装置および低コストで量産することができる製造方法を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide a trench type semiconductor device with small variations in shape and electrical characteristics and a manufacturing method capable of mass production at low cost.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
実施の形態1.
図1、図2は、本発明の実施の形態1に係るトレンチゲート型半導体装置を示す要部断面図である。図3は、トレンチ形成時のマスクの平面図であり、図3のA−A´に対応する位置に形成される半導体装置の断面図が図1であり、図3のB−B´に対応する位置に形成される半導体装置の断面図が図2である。図4〜図10および図12は、図1に記載のトレンチゲート型半導体装置の製造途中の構成を示す要部断面図である。図11は、図1に記載のトレンチゲート型半導体装置の製造に用いるマスクの平面図である。なお、以下の説明では、nチャネル型のトレンチゲート型MOSFETを例示しているが、本発明はゲート構造とゲート電極の加工方法に係わるもので、ソース構造およびドレイン構造は任意である。従って、MOSFETだけでなく、表面にトレンチゲート構造を持つIGBTや絶縁ゲート型サイリスタなどの各デバイスにも適用される。また、トレンチパターンはストライプ形状のものを例示しているが、全てのトレンチがつながってさえいれば、ドーナツ状パターン、格子状パターン、円形パターンであっても構わない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 and 2 are cross-sectional views showing the main part of a trench gate type semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a plan view of a mask when forming a trench, and FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device formed at a position corresponding to AA ′ in FIG. 3 and corresponds to BB ′ in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device formed at the position where the contact is made. 4 to 10 and FIG. 12 are cross-sectional views showing the main part of the structure of the trench gate type semiconductor device shown in FIG. FIG. 11 is a plan view of a mask used for manufacturing the trench gate type semiconductor device shown in FIG. In the following description, an n-channel trench gate type MOSFET is exemplified, but the present invention relates to a method for processing a gate structure and a gate electrode, and the source structure and the drain structure are arbitrary. Therefore, it is applicable not only to MOSFETs but also to devices such as IGBTs having a trench gate structure on the surface and insulated gate thyristors. The trench pattern is exemplified as a stripe shape, but may be a donut-shaped pattern, a lattice-shaped pattern, or a circular pattern as long as all the trenches are connected.
以下図1の構成について説明する。図14(e)の従来技術の構成と対応する箇所は同一の符号を付した。図14の従来技術と異なる点について説明する。ゲート電極8の上端が半導体基板1の表面とほぼ同一の面で均一であることからゲート電極8をマスクとして形成されるソース領域9の深さもほぼ均一の深さに形成できる。さらに、層間絶縁膜13がトレンチ4内に形成されることがない。
The configuration of FIG. 1 will be described below. The portions corresponding to the configuration of the prior art in FIG. Differences from the prior art of FIG. 14 will be described. Since the upper end of the gate electrode 8 is uniform on the same plane as the surface of the semiconductor substrate 1, the depth of the source region 9 formed using the gate electrode 8 as a mask can also be formed to a substantially uniform depth. Further, the interlayer insulating film 13 is not formed in the
また、図2に示すように、ゲート電極配線15は、トレンチ4が形成されている領域上方に形成され、コンタクト孔17を介してゲート電極8と接続されている。このように、ゲート電極配線15が、コンタクト孔17を介してトレンチ4内に形成されたゲート電極8と接続されているため、従来技術で述べたようなゲート引き出し用の溝を形成する必要がない。
As shown in FIG. 2, the gate electrode wiring 15 is formed above the region where the
図2,3に示すように、コンタクト孔17は、トレンチ4が格子状に形成されたコンタクト形成部21に形成される。このコンタクト形成部21はトレンチ4がストライプ状に形成された箇所に比べ幅が大きく形成されるため、例えば、コンタクト孔17の幅(径)をゲート電極8の幅と同じとした場合、コンタクト孔17を形成する際に約20%のずれが許容されることになる。ゲート電極8の幅とコンタク孔17の径を0.8μmとすると、±0.16μmのずれまで許容される。このようにトレンチが交差した領域でゲート電極とゲート電極配線とを接続するとトレンチの幅を広くすることなく、コンタクト領域を広くすることができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the contact hole 17 is formed in the contact formation portion 21 in which the
以下、図4〜図12を用いて上記半導体装置の製造方法を説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIGS.
まず、裏面に低抵抗のn+型半導体領域2を持つ高抵抗のn型半導体基板1を準備する。
First, a high-resistance n-type semiconductor substrate 1 having a low-resistance n + -
次に、半導体基板1の表面に熱酸化またはCVD法により酸化膜22を形成する。この酸化膜22は、図3のトレンチパターンのマスク位置合わせを行うためのターゲットを形成し、酸化膜3を形成した後にも認識できるようにするため、その厚さは2000Å以上必要である。この後、p型のウェル領域2をイオン注入によって形成するため、図示しないマスクを用いて酸化膜22を一部除去し、酸化膜22が除去された箇所の半導体基板1の表面に図示しないスクリーン酸化膜を熱酸化により形成し、ボロンの注入およびドライブを行いウェル領域2を拡散形成する。拡散時に熱酸化を行うことで酸化膜3を形成する。このとき、酸化膜3の厚さは4000Å〜5000Å程度とするのが良い。この拡散時の熱酸化により酸化膜22の厚さが厚くなる(図4)。
Next, an oxide film 22 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 by thermal oxidation or CVD. The oxide film 22 needs to have a thickness of 2000 mm or more so that it can be recognized even after the target for performing mask alignment of the trench pattern of FIG. 3 is formed and the
ウェル領域2形成後、図3に示す、トレンチパターンが全て接続され、ゲート電極配線15に接続するゲート引き出し部20が形成された開口部18を有するマスク19を使って酸化膜3に窓開けを行う。最終的にゲート電極配線15を形成する部分は、コンタクトを取るためにトレンチ4の幅が広くなるように格子状に形成されている。その際のトレンチ4内壁の間隔は、トレンチ内に充填するゲート電極8の成長高さの2倍未満でなければならない。次に、残された酸化膜3をマスクとして、少なくともウェル領域2を突き抜け半導体基板1に達するトレンチ4を異方性エッチングにより形成する。
After the
トレンチ4形成後、トレンチ4内を洗浄するため希薄なフッ酸などの溶液で洗浄処理を行う。このとき、図5に示すように酸化膜3の端部がエッチバックされ、トレンチ4開口端からわずかに後退する。後退距離tはトレンチ幅wの1/10から1/2の範囲が良い。次にダメージ除去としてCDEによるエッチングおよび犠牲酸化を行い、トレンチ4内壁を薄く削って結晶品質を改善する。
After the
この後、図6に示すように全ての酸化膜を除去し、トレンチ内壁に再びウェル領域2を露出させる。
Thereafter, as shown in FIG. 6, all the oxide films are removed, and the
次に、水素アニール処理を行う。所望により再度犠牲酸化および犠牲酸化膜除去を行ってもよい。 Next, a hydrogen annealing process is performed. If desired, sacrificial oxidation and sacrificial oxide film removal may be performed again.
ダメージ除去としてCDEなどのソフトエッチングを行わず、トレンチ洗浄後、直接水素アニール処理を行ってもよい。また、所望によりさらに犠牲酸化および犠牲酸化膜除去を行っても良い。この水素アニール処理を行うことで、トレンチ4開口部および底部の形状が図6に示すように丸くなる。
As a removal of damage, hydrogen annealing may be performed directly after trench cleaning without performing soft etching such as CDE. Further, sacrificial oxidation and sacrificial oxide film removal may be further performed as desired. By performing this hydrogen annealing treatment, the shapes of the opening and bottom of the
続いて、図7に示すようにゲート絶縁膜7を形成し、さらにトレンチ4内をゲート電極8で埋め込む。通常、ゲート電極8としてはn型ドープされた多結晶シリコンを使用し、CVDで堆積させるのが良い。このとき、ゲート電極8はトレンチ4を完全に埋め尽くし、ゲート電極8の表面領域において最も低い位置がゲート絶縁膜7の表面領域において最も高い位置よりも上であることが望ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 7, a
次に図8に示すように、ゲート絶縁膜7をストップ層として、ゲート電極8に対してCMPによる研磨処理を施す。特にCMPはゲート電極8とゲート絶縁膜7との研磨レートの選択比が100以上500前後と高く、かつ機械的研磨を行うため、トレンチが交差する箇所等で幅の広い箇所があっても、CDEなどの方法と異なり、局所的な落込みのない加工ができる。本工程において、図14(d)、図14(e)に示したようなゲート絶縁膜7より高い位置の引き出し部81は全てなくなるが、トレンチ4内部にてゲート電極8は全て接続されており問題はない。
Next, as shown in FIG. 8, with the
次に、図9に示すように、ゲート絶縁膜7のうちゲート電極8に被覆されていない領域をドライエッチングまたはウェットエッチングによって除去する。本工程において、ゲート絶縁膜7がオーバーエッチされゲート電極8が浮き上がらないようにするため、異方性のあるドライエッチングを施すのが望ましい。
Next, as shown in FIG. 9, a region of the
次に、ソース領域9をイオン打ち込みによって形成するため、ウェル領域2の表面にスクリーン酸化膜23を形成する。このとき、ゲート電極8の表面も酸化され、図10に示すようにゲート電極8の角24が面取りされる。ゲート電極8の角が面取りされることで、ゲート絶縁膜7を突き破る危険を減らすことができる。続いて図11に示す開口部25を有するマスク26を用いてイオン打ち込みを行い、図12に示すようにドライブを行いn+ソース領域9を十分拡散させると同時に活性化させ、n+ソース領域9を形成する。なお、ゲート電極8のエッチバックをCMPで行っているため、ゲート電極8の落込みが少なく均一の深さであるため、従来技術においてゲート電極8の落込みのバラツキにより生じたn+ソース領域9の深さのバラツキが無くなる。
Next, a screen oxide film 23 is formed on the surface of the
続いて図1に示すようにp+型のコンタクト領域10を形成した後、BPSGからなる層間絶縁膜13を形成し、パターニングする。パターニングは、図1に示すようにソース領域9およびコンタクト領域10とを露出させ、さらに、図2に示すように、図3の引き出し部20により形成された領域において、ゲート電極8を露出させるコンタクト孔17を形成するように行う。その後金属材料を蒸着させ、パターニングすることにより、ソース電極12およびゲート電極配線15を形成する。ついで裏面のn+半導体領域2に接触するドレイン電極14を形成し、トレンチ型MOSFETが完成する。 Subsequently, after forming a p + -type contact region 10 as shown in FIG. 1, an interlayer insulating film 13 made of BPSG is formed and patterned. The patterning exposes the source region 9 and the contact region 10 as shown in FIG. 1, and further exposes the gate electrode 8 in the region formed by the lead portion 20 of FIG. 3 as shown in FIG. This is performed so as to form the holes 17. Thereafter, a metal material is evaporated and patterned to form the source electrode 12 and the gate electrode wiring 15. Next, the drain electrode 14 in contact with the n + semiconductor region 2 on the back surface is formed, and the trench MOSFET is completed.
本実施形態によれば、半導体基板表面上方にゲート電極8が形成される箇所がないため、従来技術のように耐圧が低くなることがない。また、ゲート電極8が形成されるトレンチ4は段差が形成されないため、ゲート電極8を堆積した後に、CMPによりエッチバックすることができるため、ソース領域9の深さをほぼ均一にすることができ、また、層間絶縁膜13をトレンチ4内に形成することを避けることができる。
According to the present embodiment, since there is no portion where the gate electrode 8 is formed above the surface of the semiconductor substrate, the breakdown voltage is not lowered as in the prior art. Further, since no step is formed in the
1 シリコン半導体基板
2 ウェル領域
3 酸化膜
4 トレンチ
7 ゲート絶縁膜
8 ゲート電極
9 ソース領域
10 コンタクト領域
13 層間絶縁膜
15 ゲート電極配線
17 コンタクト孔
20 ゲート引き出し部20
21 コンタクト形成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
21 Contact formation part
Claims (8)
前記ゲート電極配線下方には、前記トレンチが交差する領域を有し、該交差する領域で前記ゲート電極層と前記ゲート電極配線が電気的に接続されることを特徴とするトレンチゲート型半導体装置。 A first region of a first conductivity type formed in a surface layer of a semiconductor substrate; a trench that penetrates the first region and reaches the semiconductor substrate; and is formed in a surface layer of the first region adjacent to the trench. A second region of the second conductivity type, a gate electrode layer formed in the trench via a gate insulating film, and a metal main electrode located above the trench and electrically connected to the second region And a trench gate type semiconductor device comprising a gate electrode wiring located above the trench, spaced apart from the metal main electrode and electrically connected to the gate electrode layer,
A trench gate type semiconductor device having a region where the trench intersects below the gate electrode wiring, and the gate electrode layer and the gate electrode wiring are electrically connected in the intersecting region.
前記半導体基板の表面層に絶縁膜を形成して前記トレンチを形成する工程と、
前記絶縁膜を除去する工程と、
前記半導体基板表面および前記トレンチ内面に前記ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記トレンチを埋め込むように前記半導体基板表面および前記トレンチ内にゲート電極層を堆積する工程と、
前記半導体基板表面のゲート絶縁膜をストップ層として前記ゲート電極層を研磨する平坦化工程と、
を備えたことを特徴とするトレンチゲート型半導体装置の製造方法。 A first region of a first conductivity type formed in a surface layer of a semiconductor substrate; a trench that penetrates the first region and reaches the semiconductor substrate; and is formed in a surface layer of the first region adjacent to the trench. In a method of manufacturing a trench gate type semiconductor device, comprising: a second region of the second conductivity type; and a gate electrode layer formed in the trench via a gate insulating film.
Forming an insulating film on the surface layer of the semiconductor substrate to form the trench;
Removing the insulating film;
Forming the gate insulating film on the semiconductor substrate surface and the trench inner surface;
Depositing a gate electrode layer in the semiconductor substrate surface and in the trench so as to fill the trench;
A planarization step of polishing the gate electrode layer using the gate insulating film on the surface of the semiconductor substrate as a stop layer;
A method of manufacturing a trench gate type semiconductor device, comprising:
を備えた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トレンチゲート型半導体装置の製造方法。 After the step of forming the second region, a step of forming an interlayer insulating film on the surface of the semiconductor substrate, a step of patterning the interlayer insulating film to form a contact hole exposing the gate electrode layer, and the contact Forming a gate electrode wiring on the interlayer insulating film surface including the hole;
6. The method of manufacturing a trench gate type semiconductor device according to claim 4, further comprising:
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