JP2005268679A - Semiconductor device and manufacturing method for the same - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特にMISFET構造のトランジスタを有して成る半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having a transistor having a MISFET structure and a manufacturing method thereof.
従来、高電圧で大電流を制御する絶縁ゲート電界効果トランジスタ(MISFET)構造のトランジスタとして、二重拡散によるMOS型トランジスタ(DMOSFET)が広く知られており、そのソース領域、レイン領域が共に半導体基板の表面部に形成される横型構造のDMOSFET、あるいは、そのソース領域が半導体基板の表面側に形成されドレイン領域が裏面側に形成される縦型構造のDMOSFETが、単体トランジスタの半導体装置、あるいは、制御回路部等と共に混載したインテリジェントICといわれるような半導体装置に用いられてきた。近年、このDMOSFETの変形したものとして、チャネル領域を溝(トレンチ)側面に形成し微細化の対応が容易な構造となる、いわゆるトレンチゲート構造の縦型電界効果トランジスタ(以下、TMOSFETと呼称する)も新しく使用されるようになってきている。 Conventionally, as a transistor having an insulated gate field effect transistor (MISFET) structure for controlling a large current at a high voltage, a MOS transistor (DMOSFET) by double diffusion is widely known, and both a source region and a rain region are semiconductor substrates. A lateral structure DMOSFET formed on the surface of the semiconductor substrate, or a vertical structure DMOSFET having a source region formed on the surface side of the semiconductor substrate and a drain region formed on the back side, or a single transistor semiconductor device, or It has been used for a semiconductor device called an intelligent IC embedded together with a control circuit unit or the like. In recent years, as a modified version of this DMOSFET, a vertical field effect transistor (hereinafter referred to as a TMOSFET) having a so-called trench gate structure in which a channel region is formed on the side surface of a trench (trench) to facilitate the miniaturization. Are also being newly used.
上述した従来のDMOSFETは、一般的に図9,10に示すような構造をもつ。図9は上記DMOSFETの平面構造であり、図10は、図9のY1 −Y2 で矢視した断面図である。その平面構造では、図9に示すように、判り易くするために斜線を施したゲート電極104がメッシュ状に配列され、このメッシュ状のゲート電極104で区画された多数の正方形の中にそれぞれp型ベース拡散層103(後述する)のベースコンタクト部103aおよびn+ 型ソース拡散層105を設ける構造になっている。このようにゲート電極104をメッシュ状にすることで、ゲート電極104の縁端の実効長が増えトランジスタの全体のチャネル幅が増大し、トランジスタの大電流駆動能力が向上する。そして、ソース電極107が全面に被覆している(図示せず)。
The conventional DMOSFET described above generally has a structure as shown in FIGS. FIG. 9 shows a planar structure of the DMOSFET, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line Y 1 -Y 2 in FIG. In the planar structure, as shown in FIG. 9, the
そして、このDMOSFETの断面構造は、図10に示すように、n+ 型基板101上にn- 型エピタキシャル層102が形成され、そのn- 型エピタキシャル層102上部に熱拡散法で上述したp型ベース拡散層103が設けられている。このp型ベース拡散層103内には、ゲート電極104を挟みp型ベース拡散層103のベースコンタクト部103aを形成するように、n+ 型ソース拡散層105が設けられている。ここで、ゲート電極104は、p型ベース拡散層103表面をチャネル領域とする姿態に、このn- 型エピタキシャル層102の上にまたがるゲート絶縁膜を介して形成されており、その表面部は層間絶縁膜106が被覆されている。このp型ベース拡散層103を形成するための熱拡散とn+ 型ソース拡散層105を形成するための熱拡散とでいわゆる上述した二重拡散と呼称される。そして、ベースコンタクト部103aとn+ 型ソース拡散層105に電気的に接続するソース電極107がアルミ金属等の導電体膜で形成される。ここで、n+ 型ソース拡散層105間のベースコンタクト部103aにボロン不純物をドーピングしこの領域を高濃度領域にしてもよい。
As shown in FIG. 10, the DMOSFET has a cross-sectional structure in which an n − type
上記の構造において、大電流は、ゲート電極104で制御され、ドレイン側であるn+ 型基板101からn- 型エピタキシャル層102を通り、p型ベース拡散層103の上記チャネル領域を通って、ソース側のn+ 型ソース拡散層105からソース電極107へと流れる。上記構造はnチャネル型のDMOSFETであるが、pチャネル型のDMOSFETもその導電型は逆となるが同様の構造となる。
In the above structure, a large current is controlled by the
これに対し、上述したTMOSFETは、図11に示すような基本構造である。図に示すように、n+ 型基板201上にn- 型エピタキシャル層202が形成され、そのn- 型エピタキシャル層202上部に熱拡散法でp型ウェル層203が形成され、このp型ウェル層203内にn+ 型ソース拡散層204が形成され、更にボディコンタクト部203aが設けられている。そして、上記n- 型エピタキシャル層202の一部、p型ウェル層203およびn+ 型ソース拡散層204を貫通するようにしてトレンチ 205が形成されている。このトレンチ205内には、その側面にゲート絶縁膜206が形成され、このトレンチ205を充填するトレンチゲート電極207が不純物ドープの多結晶シリコンで形成されている。そして、このトレンチゲート電極207の上部は絶縁酸化膜208で覆われ、全面にアルミ金属等の導電体膜でソース電極209が形成されている。ここで、ソース電極209はボディコンタクト部203aおよびn+ 型ソース拡散層204に接続されている。
On the other hand, the above-described TMOSFET has a basic structure as shown in FIG. As shown in the figure, an n − type
上記TMOSFETの平面構造は、トランジスタの駆動能力を上げると共にそのオン抵抗を低減するために、これまでに種々の検討がなされている。図12,13は、上記縦型電界効果トランジスタの平面構造の2例である。図12はトレンチゲート電極の配列がメッシュ状となる場合であり、図13はトレンチゲート電極の配列が直線状となる場合である。 Various studies have been made so far on the planar structure of the TMOSFET in order to increase the driving capability of the transistor and reduce its on-resistance. 12 and 13 show two examples of the planar structure of the vertical field effect transistor. FIG. 12 shows a case where the arrangement of the trench gate electrodes is a mesh, and FIG. 13 shows a case where the arrangement of the trench gate electrodes is a straight line.
トレンチゲート電極の配列がメッシュ状となる場合は、図12に示すように、斜線を施したトレンチゲート電極207がメッシュ状に配列され、このメッシュ状のトレンチゲート電極207で区画された多数の正方形の中にそれぞれ上記ボディコンタクト部203aおよびn+ 型ソース拡散層204が設けられる構造になっている(例えば、特許文献1参照)。このようにトレンチゲート電極207をメッシュ状にすることで、トレンチゲート電極207の実効長が増えトランジスタの全体のチャネル幅が増大し、トランジスタの駆動能力が向上する。ここで、図12中に記した点線のところの断面が図11に示した断面に対応している。そして、図11に示したソース電極209が全面に被覆している(図示せず)。
When the arrangement of the trench gate electrodes is a mesh shape, as shown in FIG. 12, the hatched
そして、トレンチゲート電極の配列が直線状となる場合は、図13に示すように、多数のトレンチゲート電極207が直線状に長細く配設されており、それらの終端部に位置するゲート周辺配線210下において互いに結合している。そして、この直線状の長細いトレンチゲート電極207に沿ってn+ 型ソース拡散層204が設けられ、隣接するn+ 型ソース拡散層204間にはボディコンタクト部203aが形成されている(例えば、特許文献2参照)。ここで、図13中に記した点線のところの断面が図11に示した断面に対応している。そして、図11に示したソース電極209が全面に被覆している(図示せず)。
上述したDMOSFETおよびTMOSFETにおいては、その最重要な課題である駆動能力の向上およびオン抵抗の低減は、ゲート電極104およびトレンチゲート電極207の配列密度を高くしゲート電極の縁端長を増大することにより効果的に達成できる。これにより、DMOSFETあるいはTMOSFETの所定領域におけるチャネル長が増大するからである。そこで、上述したように(トレンチ)ゲート電極の平面パターン形状が種々に検討され、メッシュ状のゲート電極あるいは直線状のゲート電極等が提案されてきた。
In the above-described DMOSFET and TMOSFET, improvement of driving capability and reduction of on-resistance, which are the most important issues, increase the arrangement density of the
しかしながら、従来のDMOSFETにおいては、ゲート電極104をメッシュ状に配列し、メッシュ状のゲート電極104で区画された多数の矩形の中にそれぞれn+ 型ソース拡散層105とベースコンタクト部103aとを設けている。このために、ゲート電極104の配列ピッチは、図9に示すように、ゲート電極104幅をG、ベースコンタクト部103a寸法をC、n+ 型ソース拡散層105幅をSとすると、(G+C+2S)となり、そのピッチを上げその配列密度を高くすることに限界が生じ、パターン寸法が一定の設計基準の下では、DMOSFETの駆動能力の向上およびオン抵抗の低減が困難となるという問題があった。
However, in the conventional DMOSFET, the
また、従来のDMOSFETの製造においては、メッシュ状のゲート電極104のパターンに対して位置合わせをして、n+ 型ソース拡散層105とベースコンタクト部103aとを、メッシュ状のゲート電極104で区画された多数の矩形の中に設けなければならない。そこで、フォトリソグラフィ工程での位置合わせマージンが必要になり、これが上述したゲート電極104の配列ピッチの向上をして更に難しくしている。また、DMOSFET製造工程全体におけるフォトリソグラフィでのパターン位置合わせは、特に、n+ 型ソース拡散層105とベースコンタクト部103aの形成工程で最も厳しくなっており、製造コストを高くする大きな要因の一つともなっている。
Further, in the manufacture of the conventional DMOSFET, the n + type
上記従来のTMOSFETにおいてトレンチゲート電極の配列がメッシュ状となる場合にも、同様に、トレンチゲート電極207はメッシュ状に配列しており、メッシュ状のトレンチゲート電極207で区画された多数の矩形の中にそれぞれn+ 型ソース拡散層204とボディコンタクト部203aとを設けている。このために、上述したDMOSFETの場合と全く同じで、トレンチゲート電極207の配列のピッチを上げその配列密度を高くすることが構造の上で難しく、TMOSFETの更なる駆動能力の向上およびオン抵抗の低減に限界が生じてくるという問題があった。
Similarly, when the trench gate electrodes are arranged in a mesh shape in the conventional TMOSFET, the
このTMOSFETにおけるメッシュ状のトレンチゲート電極の配列ピッチ縮小の制約は、微細化対応が容易なトレンチゲート電極構造のTMOSFETの場合には、DMOSFETの場合よりも更に重要な解決すべき問題となっている。なぜなら、微細化なトレンチゲート電極構造によりその配列密度を高くしてゲート長を増大する最も効果的な方法が有効に作用しなくなるためである。 The restriction on the reduction in the arrangement pitch of the mesh-like trench gate electrodes in the TMOSFET has become a more important problem to be solved in the case of the TMOSFET having the trench gate electrode structure that can be easily miniaturized than in the case of the DMOSFET. . This is because the most effective method of increasing the gate length by increasing the arrangement density due to the miniaturized trench gate electrode structure does not work effectively.
また、上記特許文献2のTMOSFETにおいては、多数の直線状のトレンチゲート電極207を並行して配列し、この直線状の長細いトレンチゲート電極207に沿ってn+ 型ソース拡散層204を形成し、隣接するn+ 型ソース拡散層204間にボディコンタクト部203aを設けている。このために、トレンチゲート電極207の配列ピッチは、上記メッシュ状の(トレンチ)ゲート電極の配列の場合と同様に、図13に記しているように(G+C+2S)となり、このような構造においても、トレンチゲート電極207の配列のピッチを上げ配列密度を高くすることには限界がある。
In the TMOSFET disclosed in
本発明は、上述した従来の問題を解決するためになされたもので、MISFET構造のトランジスタのゲート電極あるいはトレンチゲート電極の配列密度を向上させ、更にその微細化を容易にして、MISFET構造のトランジスタの駆動能力の向上及びオン抵抗の低減を簡便にしかも低コストに達成できる半導体装置およびそ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 order to solve the above-described conventional problems, and improves the arrangement density of the gate electrode or the trench gate electrode of the transistor having the MISFET structure and further facilitates the miniaturization thereof. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can achieve improvement in driving capability and reduction in on-resistance at a low cost.
本発明の半導体装置は、半導体基板に形成したMISFET構造のトランジスタを備えて成る半導体装置において、一導電型半導体層を備えた半導体基板と、前記一導電型半導体層に少なくとも形成したドレイン領域と、前記一導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介して並行する複数の直線状パターンの導電体で形成したゲート電極と、隣接する前記導電体で区画された前記一導電型半導体層表面に形成した逆導電型拡散層であって前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜を介してオーバラップするチャネル領域と、前記導電体で区画された前記逆導電型拡散層表面の全域に形成した一導電型拡散層から成るソース領域と、を有する。 The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device comprising a transistor having a MISFET structure formed on a semiconductor substrate, a semiconductor substrate provided with one conductivity type semiconductor layer, a drain region formed at least in the one conductivity type semiconductor layer, On the surface of the one-conductivity-type semiconductor layer, a gate electrode formed of a plurality of linear patterns of conductors parallel to each other via a gate insulating film, and on the surface of the one-conductivity-type semiconductor layer partitioned by the adjacent conductors One conductivity type formed in the reverse conductivity type diffusion layer formed, the channel region overlapping with the gate electrode through the gate insulating film, and the entire surface of the reverse conductivity type diffusion layer surface partitioned by the conductor And a source region made of a diffusion layer.
そして、好ましくは、前記導電体で区画されたソース領域である前記一導電型拡散層の一部領域に、前記逆導電型拡散層の引き出し部である拡散層が前記隣接する導電体で区画され形成される。 Preferably, a diffusion layer that is a lead-out portion of the reverse conductivity type diffusion layer is partitioned by the adjacent conductor in a partial region of the one conductivity type diffusion layer that is a source region partitioned by the conductor. It is formed.
このような構成により、DMOSFETのようなトランジスタのゲート電極の配列ピッチが向上し、半導体基板上で高密度なゲート電極形成が可能になり、半導体装置の高密度化あるいは縮小化、更には大電流駆動化あるいは高パワー化が容易に達成される。 With such a configuration, the arrangement pitch of the gate electrodes of a transistor such as a DMOSFET is improved, and a high-density gate electrode can be formed on a semiconductor substrate. Drive or higher power can be easily achieved.
そして、本発明の半導体装置の製造方法は、上記半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板の一導電型半導体層表面にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に互いに並行する複数の直線状パターンの導電体を形成する工程と、前記導電体に対してセルフアラインに前記逆導電型拡散層と前記一導電型拡散層とを形成する工程とを有する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a gate insulating film on the surface of one conductive type semiconductor layer of the semiconductor substrate; Forming a conductor having a linear pattern, and forming the opposite conductivity type diffusion layer and the one conductivity type diffusion layer in self-alignment with the conductor.
あるいは、本発明の半導体装置の製造方法は、上記半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板の一導電型半導体層の表面にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に互いに並行する複数の直線状パターンの導電体を形成する工程と、前記導電体に対してセルフアラインに前記逆導電型拡散層と前記一導電型拡散層とを形成する工程と、前記一導電型拡散層の所定の領域に前記導電体に対してセルフアラインに前記引き出し部である拡散層を形成する工程とを有する。 Alternatively, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device described above, wherein a gate insulating film is formed on the surface of the one-conductivity-type semiconductor layer of the semiconductor substrate and parallel to each other on the gate insulating film. A step of forming a conductor having a plurality of linear patterns, a step of forming the reverse conductivity type diffusion layer and the one conductivity type diffusion layer in self-alignment with the conductor, Forming a diffusion layer as the lead portion in a predetermined region in a self-aligned manner with respect to the conductor.
このような構成により、DMOSFETのようなトランジスタのソース拡散層がゲート電極パターンに対してセルフアラインに形成できるようになる。このために、フォトリソグラフィ工程での上記ソース拡散層の位置合わせマージンが不要になり、微細化しなくても一定の設計基準の下で上記ゲート電極の配列ピッチを向上することが可能になる。そして、上記位置合わせの不要化は、DMOSFETのようなトランジスタの製造コストを大幅に低減させる。 With this configuration, the source diffusion layer of a transistor such as a DMOSFET can be formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode pattern. For this reason, the alignment margin of the source diffusion layer in the photolithography process becomes unnecessary, and the arrangement pitch of the gate electrodes can be improved under a certain design standard without miniaturization. Further, the necessity of the alignment greatly reduces the manufacturing cost of a transistor such as a DMOSFET.
また、本発明の半導体装置は、半導体基板に形成したMISFET構造のトランジスタを備えて成る半導体装置において、一導電型半導体層と前記一導電型半導体層に形成した逆導電型半導体層を備えた半導体基板と、前記逆導電型半導体層上で並行する複数の直線状パターンであって、前記逆導電型半導体層を貫通し前記一導電型半導体層に延在するトレンチ内にゲート絶縁膜を介し導電体を埋め込んで成るゲート電極と、前記導電体で区画された前記逆導電型拡散層表面の全域に形成した一導電型拡散層から成るソース領域とを有する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a transistor having a MISFET structure formed on a semiconductor substrate, and a semiconductor including a one-conductivity-type semiconductor layer and a reverse-conductivity-type semiconductor layer formed on the one-conductivity-type semiconductor layer. A plurality of linear patterns parallel to the substrate and the reverse-conductivity type semiconductor layer, and conductive through a gate insulating film in a trench that penetrates the reverse-conductivity type semiconductor layer and extends to the one-conductivity type semiconductor layer. A gate electrode formed by embedding a body, and a source region made of one conductivity type diffusion layer formed over the entire surface of the reverse conductivity type diffusion layer partitioned by the conductor.
そして、好ましくは、前記導電体で区画されたソース領域である前記一導電型拡散層の一部領域に、前記逆導電型半導体層の引き出し部である拡散層が前記隣接する導電体で区画され形成される。 Preferably, a diffusion layer that is a lead-out portion of the reverse conductivity type semiconductor layer is partitioned by the adjacent conductor in a partial region of the one conductivity type diffusion layer that is a source region partitioned by the conductor. It is formed.
このような構成により、TMOSFETのようなトランジスタのトレンチゲート電極の微細化による配列ピッチの大幅な向上が可能になり、大電流駆動の半導体装置の高密度化、そしてその駆動能力の向上及びオン抵抗の低減が簡便に達成される。更に、半導体装置の縮小化、大電流駆動化あるいは高パワー化が容易に達成される。 With such a configuration, the arrangement pitch can be greatly improved by miniaturizing the trench gate electrode of a transistor such as a TMOSFET, the density of a semiconductor device driven by a large current can be increased, and the driving capability and on-resistance can be improved. Is easily achieved. Further, reduction in the size of the semiconductor device, high current drive, or high power can be easily achieved.
そして、本発明の半導体装置の製造方法は、上記半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板の前記逆導電型半導体層上で互いに並行する複数の直線状パターンであって、前記逆導電型半導体層を貫通し前記一導電型半導体層に延在するトレンチを形成する工程と、前記トレンチ内面にゲート絶縁膜を形成し、更に前記トレンチ内に前記ゲート絶縁膜を被覆して導電体を充填する工程と、前記導電体に対してセルフアラインに前記逆導電型半導体層表面に前記一導電型拡散層を形成する工程とを有する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a plurality of linear patterns parallel to each other on the opposite conductivity type semiconductor layer of the semiconductor substrate, wherein the opposite conductivity type is provided. Forming a trench penetrating the semiconductor layer and extending to the one conductivity type semiconductor layer; forming a gate insulating film on the inner surface of the trench; and covering the gate insulating film in the trench to fill the conductor And a step of forming the one conductivity type diffusion layer on the surface of the reverse conductivity type semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the conductor.
あるいは、本発明の半導体装置の製造方法は、上記半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板の前記逆導電型半導体層上で互いに並行する複数の直線状パターンであって、前記逆導電型半導体層を貫通し前記一導電型半導体層に延在するトレンチを形成する工程と、前記トレンチ内面にゲート絶縁膜を形成し、更に前記トレンチ内に前記ゲート絶縁膜を被覆して導電体を充填する工程と、前記導電体に対してセルフアラインに前記逆導電型半導体層表面に前記一導電型拡散層を形成する工程と、前記一導電型拡散層の所定の領域に前記導電体に対してセルフアラインに前記引き出し部である拡散層を形成する工程とを有する構成になっている。 Alternatively, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing the semiconductor device, wherein the semiconductor device includes a plurality of linear patterns parallel to each other on the reverse conductivity type semiconductor layer of the semiconductor substrate, and the reverse conductivity type. Forming a trench penetrating the semiconductor layer and extending to the one conductivity type semiconductor layer; forming a gate insulating film on the inner surface of the trench; and covering the gate insulating film in the trench to fill the conductor A step of forming the one conductivity type diffusion layer on the surface of the reverse conductivity type semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the conductor, and a step of forming a predetermined region of the one conductivity type diffusion layer with respect to the conductor. And a step of forming a diffusion layer as the lead-out portion in the self-alignment.
このような構成により、この場合にもトランジスタのソース拡散層がトレンチゲート電極パターンに対してセルフアラインに形成できる。そして、上述したDMOSFET構造の場合と同様に、トレンチゲート電極配列ピッチの向上およびトランジスタの製造コストの低減を可能にする。 With such a configuration, the source diffusion layer of the transistor can be formed in a self-aligned manner with respect to the trench gate electrode pattern also in this case. As in the case of the DMOSFET structure described above, the trench gate electrode arrangement pitch can be improved and the transistor manufacturing cost can be reduced.
本発明によれば、新構造のDMOSFETおよびTMOSFETにより、ゲート電極あるいはトレンチゲート電極の配列密度を向上させ、更にその微細化を容易にすることができ、DMOSFETおよびTMOSFETの駆動能力の向上及びオン抵抗の低減が簡便にしかも低コストに達成できる。 According to the present invention, the DMOSFET and the TMOSFET having the new structure can improve the arrangement density of the gate electrode or the trench gate electrode, and further facilitate the miniaturization thereof, improving the driving capability and the on-resistance of the DMOSFET and the TMOSFET. This can be achieved easily and at low cost.
本発明の特徴は、DMOSFETあるいはTMOSFET等の高電圧で大電流を制御するMISFET構造のトランジスタにおいて、複数の直線状パターンのゲート電極あるいはトレンチゲート電極を並行に配列する構造にし、その隣接する(トレンチ)ゲート電極で区画する領域に隙間なく自己整合的にソース拡散層を形成するところにある。 A feature of the present invention is that a transistor having a MISFET structure that controls a large current with a high voltage, such as a DMOSFET or a TMOSFET, has a structure in which a plurality of linear pattern gate electrodes or trench gate electrodes are arranged in parallel and adjacent to each other (trench ) The source diffusion layer is formed in a self-aligned manner in the region partitioned by the gate electrode without a gap.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態を図1乃至4を参照して説明する。図1は本発明のDMOSFETの基本構造を説明する斜視図であり、図2は本発明のDMOSFETから成る半導体装置の一部を拡大したところの平面図である。そして、図3,4はこの半導体装置の製造方法を示すための製造工程順の断面図である。なお、この実施形態では、nチャネル型のMOSトランジスタの場合について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view for explaining the basic structure of a DMOSFET of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a part of a semiconductor device made of the DMOSFET of the present invention. 3 and 4 are cross-sectional views in the order of the manufacturing process for showing the manufacturing method of the semiconductor device. In this embodiment, an n-channel MOS transistor will be described.
はじめに、本発明のDMOSFETの基本構造を説明する。図1に示すように、ドレイン領域になるn+ 型基板1上に一導電型半導体層であるn- 型エピタキシャル層2が形成され、そのn- 型エピタキシャル層2表面にゲート絶縁膜3を介してストライプ状になった直線状パターンの導電体でゲート電極4が設けられている。ここで、ゲート電極4の表面部は層間絶縁膜5で被覆されている。
First, the basic structure of the DMOSFET of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, an n −
そして、上記ゲート電極4に対してセルフアラインに逆導電型拡散層であるp型ベース拡散層6がイオン注入法あるいは熱拡散法でもって形成され、同様にしてゲート電極4に対してセルフアラインに一導電型拡散層であるn+ 型ソース拡散層7が設けられている。ここで、n+ 型ソース拡散層7はp型ベース拡散層6の全表面部を覆うように形成されている。
Then, a p-type
そして、ゲート電極4下にゲート絶縁膜3を介してオーバラップしているp型ベース拡散層6表面の部分がDMOSFETのチャネル領域となっている。更に、図1に示すように、p型ベース拡散層6の引き出し部であるp+ 型ベースコンタクト拡散層8が上記n+ 型ソース拡散層7を途中で切断しp型ベース拡散層6に接続する姿態に設けてある。そして、図示していないが、図10の従来の技術で説明したのと同じようにして、n+ 型ソース拡散層7およびp+ 型ベースコンタクト拡散層8に電気的に接続するソース電極がアルミ金属等の導電体膜で形成されている。ここで、p+ 型ベースコンタクト拡散層8は不純物濃度が低いp型の拡散層であってもよい。
A portion of the surface of the p-type
上記の構造において、大電流は、図10で説明したのと同様にゲート電極4で制御され、ドレイン側であるn+ 型基板1からn- 型エピタキシャル層2を通り、p型ベース拡散層6の上記チャネル領域を通って、ソース側のn+ 型ソース拡散層7からソース電極へと流れる。そして、p型ベース拡散層6に対してバックゲート電圧(ソースと同電圧)がp+ 型ベースコンタクト拡散層8を通して印加される。上記構造はnチャネル型のDMOSFETであるが、pチャネル型のDMOSFETもその導電型は逆になるが同様の構造になる。
In the above structure, a large current is controlled by the
次に、本発明のDMOSFETから成る半導体装置の平面構造について図2を参照して説明する。ここで、図1で示したものと同じものは同一符号で示している。図2に示すように、ゲート周辺配線9が形成され、これに接続した多数の長細い直線状パターンの導電体から成るゲート電極4が一定のピッチで並行に配列されている。そして、これらのゲート電極4間は隙間なくストライプ状のn+ 型ソース拡散層7が形成され、上記ゲート電極4パターンに直交するパターン形状のp+ 型ベースコンタクト拡散層8が、所定のピッチ配列で上記ストライプ状のn+ 型ソース拡散層7を切断するように形成されている。ここで、p+ 型ベースコンタクト拡散層8の配列ピッチは、非常に大きくすればよく、ゲート電極4のピッチの10倍〜100倍にしてよい。そして、n+ 型ソース拡散層7およびp+ 型ベースコンタクト拡散層8に電気的に接続するソース電極10がアルミ金属等の導電体膜で形成されている。
Next, the planar structure of the semiconductor device comprising the DMOSFET of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same components as those shown in FIG. As shown in FIG. 2, gate
この実施形態では、図2に記しているようにゲート電極4の配列ピッチは、ゲート電極4の幅をGとし、n+ 型ソース拡散層7の幅をSとすると(G+S)となる。このために、設計基準が同じであるとして単純に計算すると、図9で説明した従来の技術の場合のゲート電極104の配列ピッチよりも、(S+C)分だけ向上する。例えば、設計基準を1μmとすると、(S+C)=(1μm+1μm)の2μmだけゲート電極4間隔が減少する。そして、後述の半導体装置の製造方法で説明するようにゲート電極4の幅を2.5μmで設計すると、従来の技術のゲート電極104の配列ピッチが5.5μmになるのに対して、この実施形態ではゲート電極4の配列ピッチは3.5μmとなり、1.5倍強に向上する。このゲート電極の配列ピッチの向上は、設計寸法が小さくなり微細になるほど顕著になる。このようにして、トランジスタのゲート電極の配列ピッチが向上し、半導体基板上で高密度なゲート電極形成が可能になり、半導体装置の高密度化あるいは縮小化、更には大電流駆動化あるいは高パワー化が容易に達成される。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the arrangement pitch of the
次に、上記半導体装置の製造方法について、図3,4を参照して少し具体的に説明する。図3,4は、図1を参照して説明したDMOSFETで構成された半導体装置の製造工程順の断面図である。ここで、これらの図は、図2のX1 −X2 で矢視した箇所の断面図である。ここで、図1,2と同様のものは同一符号で記す。 Next, the method for manufacturing the semiconductor device will be described more specifically with reference to FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views in the order of the manufacturing process of the semiconductor device constituted by the DMOSFET described with reference to FIG. Here, these figures are cross-sectional views taken along the line X 1 -X 2 in FIG. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
図3(a)に示すように、比低効率が0.001〜0.005程度のn+ 型基板6上に、厚さが5μm程度で不純物濃度が5×1015cm-3程度のn- 型エピタキシャル層2を形成する。そして、このn- 型エピタキシャル層2表面に熱酸化法で膜厚が10nmから100nm程度のシリコン酸化膜を成長させてゲート絶縁膜3を形成する。
As shown in FIG. 3A, n having a thickness of about 5 μm and an impurity concentration of about 5 × 10 15 cm −3 on an n + -
次に、膜厚が300nm程度のリン不純物含有の多結晶シリコン膜を公知の化学気相成長(CVD)法で堆積し、更にシリコン酸化膜をその上面に堆積し、公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とで上記シリコン酸化膜と多結晶シリコン膜とを加工し、図3(b)に示すようなストライプ状のゲート電極4とキャップ絶縁膜5aとを形成する。ここで、ゲート電極4の幅は2.5μm程度であり、並行するゲート電極4間のスペースは1μm程度である。また、キャップ絶縁膜5aの膜厚は0.25μm程度である。
Next, a phosphorous impurity-containing polycrystalline silicon film having a film thickness of about 300 nm is deposited by a known chemical vapor deposition (CVD) method, and a silicon oxide film is further deposited on the upper surface thereof. The silicon oxide film and the polycrystalline silicon film are processed by an etching technique to form a stripe-shaped
次に、全面にボロン不純物を含むイオン注入と熱処理とを施し、図3(c)に示すように、底面の深さが1μm程度で不純物濃度が1×1016cm-3程度のp型ベース拡散層6をゲート電極4にセルフアラインに形成する。ここで、DMOSFETのチャネル領域となるp型ベース拡散層6とゲート電極4のオーバラップ幅は0.8μm程度になる。
Next, ion implantation including boron impurities and heat treatment are performed on the entire surface, and as shown in FIG. 3C, a p-type base having a bottom depth of about 1 μm and an impurity concentration of about 1 × 10 16 cm −3. A
次に、公知のCVDによるシリコン酸化膜の成膜と異方性ドライエッチングによるエッチバックとで、膜厚が0.2μm程度のサイドウォール絶縁膜5bを形成し、キャップ絶縁膜5aとサイドウォール絶縁膜5bから構成された層間絶縁膜5でゲート電極4の表面を被覆する。
Next, a side
次に、図4(a)に示すように、公知のフォトリソグラフィ技術で所定の開口11を有するレジストマスク12を形成し、これを注入マスクにしてボロン不純部を含有するボロンイオンを注入してp+ 型ベースコンタクト拡散層8を形成する。ここで、熱処理後でのp+ 型ベースコンタクト拡散層8の不純物濃度は5×1019cm-3程度にする。
Next, as shown in FIG. 4A, a resist
そして、全面でのリンあるいはヒ素イオンの注入と熱処理とを行う。これにより、図4(b)に示すように、深さが0.2μm程度で不純物濃度が1×1019cm-3程度のn+ 型ソース拡散層7をゲート電極4およびサイドウォール絶縁膜5bにセルフアラインに形成する。ここで、p+ 型ベースコンタクト拡散層8の不純物濃度は5×1019cm-3程度とn+ 型ソース拡散層7の不純物濃度よりも高いので、この領域の導電型はp+ 型のままである。
Then, phosphorus or arsenic ions are implanted and heat-treated on the entire surface. As a result, as shown in FIG. 4B, the n + -type
最後に、n+ 型ソース拡散層7およびp+ 型ベースコンタクト拡散層8に電気的に接続するソース電極10をアルミ金属等の導電体膜で形成する。このようにして、図4(c)に示すように、n+ 型基板6上にn−型エピタキシャル層2が形成され、そのn-型エピタキシャル層2表面にゲート絶縁膜3を介して多数の直線状パターンの導電体から成るゲート電極4が形成され、これらのゲート電極4に対してセルフアラインにp型ベース拡散層6が形成され、同様にしてゲート電極4に対してセルフアラインにn+ 型ソース拡散層7が形成され、そして、ゲート電極4下にゲート絶縁膜3を介してオーバラップしているp型ベース拡散層6表面の部分がDMOSFETのチャネル領域となり、更にp+ 型ベースコンタクト拡散層8が上記n+ 型ソース拡散層7を途中で切断しp型ベース拡散層6に接続する姿態に設けられ、n+ 型ソース拡散層7およびp+ 型ベースコンタクト拡散層8に電気的に接続するソース電極10が設けられて、本発明の半導体装置が出来上がる。
Finally, the
以上の実施形態では、p型ベース拡散層6の引き出し部であるp+ 型ベースコンタクト拡散層8を形成した後にn+ 型ソース拡散層7を形成しているが、逆にn+ 型ソース拡散層7をゲート電極4に対してセルフアラインに形成してから、p+ 型ベースコンタクト拡散層8を形成してもよい。
In the above embodiments, although to form an n + -type
この実施形態では、n+ 型ソース拡散層7はゲート電極4に対してセルフアラインに形成される。このために、上述したようにフォトリソグラフィ工程での上記n+ 型ソース拡散層7の位置合わせマージンが不要になり、一定の設計基準の下でも上記ゲート電極の配列ピッチを大幅に向上することが可能となる。そして、このように位置合わせが不要となるため、DMOSFETのようなトランジスタ製造において、高性能な製造装置たとえばフォトリソグラフィ工程で用いる高性能なステッパー装置を使用しなくても、ゲート電極の配列ピッチを向上させ、トランジスタの駆動能力を上げそのオン抵抗を下げることができる。そして、上記位置合わせが不要となることによりは、DMOSFETのようなトランジスタの製造コストが低減される。
In this embodiment, the n + type
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態を図5乃至8を参照して説明する。図5は本発明のTMOSFETの基本構造を説明する斜視図であり、図6は本発明のTMOSFETから成る半導体装置の一部を拡大したところの平面図である。そして、図7,8はこの半導体装置の製造方法を示すための製造工程順の断面図である。なお、この実施形態では、pチャネル型のMOSトランジスタの場合について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view for explaining the basic structure of the TMOSFET of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of a part of the semiconductor device made of the TMOSFET of the present invention. 7 and 8 are cross-sectional views in order of the manufacturing process for showing the manufacturing method of the semiconductor device. In this embodiment, the case of a p-channel MOS transistor will be described.
ここで、本発明のTMOSFETの基本構造は、図5に示しているように、ドレイン領域となるp+ 型基板21上に一導電型半導体層であるp- 型エピタキシャル層22形成され、そのp- 型エピタキシャル層22上部に逆導電型半導体層であるn型ウェル層23がイオン注入法あるいは熱拡散法でもって形成される。ここで、このn型ウェル層23がDMOS構造でのいわゆるベース拡散領域に相当する。そして、上記p- 型エピタキシャル層22一部、n型ウェル層23を貫通するようにしてトレンチ24がn型ウェル層23上で並行して直線状の形成されている。このトレンチ24の側面にゲート絶縁膜25が形成され、このトレンチ24を充填するトレンチゲート電極26が導電体である不純物ドープの多結晶シリコンで形成されている。そして、このトレンチゲート電極26の上部は保護絶縁膜27で覆われている。更に、トレンチゲート電極26で区画されたn型ウェル層23表面領域には隙間がなく、一導電型拡散層であるソース領域となるp+ 型ソース拡散層28が設けてある。更に、n型ウェル層23に接続するn+ 型ボディ拡散層29が上記トレンチゲート電極26パターンに直交するパターン形状で形成されている。ここで、n+ 型ボディ拡散層29はn型ウェル層23の引き出し部となっている。そして、図5では図示しないが、ソース電極が全面に形成されp+ 型ソース拡散層28およびn+ 型ボディ拡散層29に接続する構造となる。上記の構造において、逆導電型半導体層であるn型ウェル層23は、公知のエピタキシャル成長によるn型エピタキシャル層であってもよい。
Here, as shown in FIG. 5, the basic structure of the TMOSFET of the present invention is that a p −
上記の構造において、大電流は、トレンチゲート電極26で制御され、ソース側のp+ 型ソース拡散層28からn型ウェル層23のチャネル領域を通って、p- 型エピタキシャル層22を通り、ドレイン側であるp+ 型基板1へと流れる。そして、n型ウェル層23に対してバックゲート電圧(ソースと同電圧)がn+ 型ボディ拡散層29を通して印加される。上記構造はpチャネル型のTMOSFETであるが、nチャネル型のTMOSFETもその導電型は逆になるが同様の構造となる。
In the above structure, a large current is controlled by the
次に、本発明のTMOSFETから成る半導体装置の平面構造について図6を参照して説明する。ここで、図5で示したものと同じものは同一符号で示している。図6に示すように、ゲート周辺配線30が形成され、これに接続した多数の長細い直線状パターンとなる導電体から成るトレンチゲート電極26が一定のピッチで並行に配列されている。そして、これらのトレンチゲート電極26間は隙間なくストライプ状のp+ 型ソース拡散層28が形成され、上記トレンチゲート電極26パターンに直交するパターン形状の、n+ 型ボディ拡散層29が、所定のピッチ配列で上記ストライプ状のp+ 型ソース拡散層28を切断するように形成されている。ここで、n+ 型ボディ拡散層29の配列ピッチは、非常に大きくすればよく、トレンチゲート電極26のピッチの100倍程度にしてもよい。そして、p+ 型ソース拡散層28およびn+ 型ボディ拡散層29に電気的に接続するソース電極31がアルミ金属等の導電体膜で形成されている。
Next, the planar structure of the semiconductor device comprising the TMOSFET of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same components as those shown in FIG. As shown in FIG. 6, a gate
この実施形態でも、第1の実施形態で説明したように、トレンチゲート電極11の配列ピッチは、トレンチゲート電極26の幅をGとし、p+ 型ソース拡散層28の幅をSとすると(G+S)となる。ここで、微細化対応のTMOSFETのようなトランジスタであるので、例えば、後述するが設計基準を0.25μmとすると、上記配列ピッチは0.5μmとなる。これに対して、従来のTMOSFET構造では、図12,13に示したように、配列ピッチは(S+C)=(0.25μm+0.25μm)分の0.5μm増加する。このように、この実施形態では従来の場合よりもトレンチゲート電極26の配列ピッチは2倍に向上するようになる。このようにして、トランジスタのゲート電極の配列ピッチは更に向上し、半導体装置の高密度化あるいは縮小化、更には大電流駆動化あるいは高パワー化が容易に達成される。
Also in this embodiment, as described in the first embodiment, the arrangement pitch of the
次に、この発明の半導体装置の製造方法について、図7,8を参照して説明する。図7,8は、図5を参照して説明したTMOSFETで構成された半導体装置の製造工程順の断面図である。ここで、これらの図は、図5のX3 −X4 で矢視した箇所の断面図である。ここで、図5,6と同様のものは同一符号で記す。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views in the order of the manufacturing process of the semiconductor device constituted by the TMOSFET described with reference to FIG. Here, these figures are cross-sectional views taken along the line X 3 -X 4 in FIG. Here, components similar to those in FIGS.
図7(a)に示すように、p+ 型基板21上に5μm程度のp- 型エピタキシャル層22を形成する。そして、そのp- 型エピタキシャル層22の1部にイオン注入法あるいは熱拡散法で深さが1μm程度のn型ウェル層23を形成し、その表面にシリコン酸化膜でマスク絶縁膜32を形成する。
As shown in FIG. 7A, a p −
そして、図7(b)に示すように、公知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とでマスク絶縁膜32の所定の領域をエッチングし所望の開口を形成し、これをエッチングマスクにしてn型ウェル層23を貫通しp- 型エピタキシャル層22に延在するように、深さが1.5μm程度の多数のトレンチ24を形成する。ここで、これらのトレンチ24の幅は共に同じで0.25μm程度であり、トレンチ24間の間隔も0.25μm程度である。
Then, as shown in FIG. 7B, a predetermined region of the
次に、図7(c)に示すように、トレンチ24の側壁の熱酸化により膜厚15nm程度のシリコン酸化膜でゲート絶縁膜25を形成し、引続いて、公知のCVD法で多結晶シリコン膜33を、トレンチ24を充填するように全面に堆積し、ボロン不純物あるいはリン不純物をドーピングする。そして、エッチバック等で多結晶シリコン膜33をエッチングし、図7(d)に示すように、トレンチ24内にトレンチゲート電極26を埋設する。
Next, as shown in FIG. 7C, a
次に、図8(a)に示すように高密度プラズマ(HDP)によるプラズマ(PE)CVD法でシリコン酸化膜を全面に堆積し保護用絶縁膜34を形成する。ここで、PECVD法ではバイアスCVDにすることで、シリコン酸化膜を緻密性の高い絶縁膜にするとよい。引続いて、化学機械研磨(CMP)あるいはエッチバックで不要の部分を削り取り、図8(b)に示すようにトレンチゲート電極26上部に保護絶縁膜27を形成する。
Next, as shown in FIG. 8A, a
そして、フォトリソグラフィ技術により形成したレジストマスクを注入マスクにしたリンのイオン注入とその後の熱処理とで、図8(c)に示すように、所定の領域のn型ウェル層23表面部にn+ ボディ拡散層29を形成する。
Then, by ion implantation of phosphorus using a resist mask formed by photolithography as an implantation mask and subsequent heat treatment, as shown in FIG. 8C, n + is formed on the surface of the n-
そして、図8(d)に示すように、上記リンのイオン注入の場合より低ドーズのボロンのイオン注入とその後の熱処理とで、p+ 型ソース拡散層28を形成する。そして、図示しないが、p+ 型ソース拡散層28およびn+ ボディ拡散層29を露出させ、ソース電極31を形成する。このようにして、図5で説明したTMOSFETから成る半導体装置が出来上がる。ここで、全てのトレンチゲート電極26、p+ 型ソース拡散層28およびn+ 型ボディ拡散層29は、n型ウェル層23表面において全く隙間なく形成されるようになる。
Then, as shown in FIG. 8D, a p + -type
上記の実施形態では、n型ウェル層23の引き出し部であるn+ 型ボディ拡散層29を形成した後にp+ 型ソース拡散層28を形成しているが、逆にp+ 型ソース拡散層28をトレンチゲート電極26に対してセルフアラインに形成してから、n+ 型ボディ拡散層29を形成してもよい。
The above embodiments, although to form a p + -type
この実施形態では、p+ 型ソース拡散層28はトレンチゲート電極26に対してセルフアラインに形成される。このために、第1の実施形態で説明したのと全く同様にフォトリソグラフィ工程での上記p+ 型ソース拡散層28の位置合わせマージンが不要となる。そして、この位置合わせ不要は、TMOSFETで構成されるトランジスタの微細化を更に促進させ、トレンチゲート電極の配列ピッチを更に向上させ、トランジスタの駆動能力を更に上げそのオン抵抗を更に低減すると共に、上記位置合わせが不要となることによって、TMOSFETのようなトランジスタの場合にもその製造コストの低減をはかることができる。
In this embodiment, the p + type
本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施の形態は適宜に変更されうる。上述した実施形態では、縦型構造のDMOSFETあるいはTMOSFETの場合について説明しているが、横型構造のDMOSFETあるいはTMOSFETの場合でも本発明は同様に適用できる。また、本発明では、p型ベース拡散層6の引き出し部となるp型ベースコンタクト拡散層8およびn型ウェル層8の引き出し部となるn+ 型ボディ拡散層14は、半導体チップ1の周辺部あるいは内部の一部に形成するようにしても良い。これは、p型ベース拡散層6およびn型ウェル層8にはバックゲート電圧(ソース電位と同じ)が印加できればよいからである。また、本発明は、同一の半導体チップ上に、電力用のトランジスタを構成するDMOSFETあるいはTMOSFETと制御回路部を構成する通常のMOSトランジスタが混載された半導体装置に対しても全く同様に適用できるものである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the embodiment can be appropriately changed within the scope of the technical idea of the present invention. In the above-described embodiments, the case of a vertical structure DMOSFET or TMOSFET has been described. However, the present invention can be similarly applied to a case of a horizontal structure DMOSFET or TMOSFET. In the present invention, the p-type base
1 n+ 型基板
2 n- 型エピタキシャル層
3,25 ゲート絶縁膜
4 ゲート電極
5 層間絶縁膜
6 p型ベース拡散層
7 n+ 型ソース拡散層
8 p+ 型ベースコンタクト拡散層
9,30 ゲート周辺配線
10,31 ソース電極
11 開口
12 レジストマスク
21 p+ 型基板
22 p- 型エピタキシャル層
23 n型ウェル層
24 トレンチ
26 トレンチゲート電極
27 保護絶縁膜
28 p+ 型ソース拡散層
29 n+ 型ボディ拡散層
32 マスク絶縁膜
33 多結晶シリコン膜
34 保護用絶縁膜
1 n + type substrate 2 n −
Claims (8)
一導電型半導体層を備えた半導体基板と、
前記一導電型半導体層に少なくとも形成したドレイン領域と、
前記一導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介して並行する複数の直線状パターンの導電体で形成したゲート電極と、
隣接する前記導電体で区画された前記一導電型半導体層表面に形成した逆導電型拡散層からなり、前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜を介してオーバラップするチャネル領域と、
前記導電体で区画された前記逆導電型拡散層表面全域に形成した一導電型拡散層から成るソース領域と、
を有する半導体装置。 A semiconductor device including a transistor having a MISFET structure formed on a semiconductor substrate,
A semiconductor substrate provided with one conductivity type semiconductor layer;
A drain region formed at least in the one conductivity type semiconductor layer;
A gate electrode formed of a plurality of linearly patterned conductors on the surface of the one-conductivity-type semiconductor layer through a gate insulating film;
A channel region consisting of a reverse conductivity type diffusion layer formed on the surface of the one conductivity type semiconductor layer partitioned by the adjacent conductor, and overlapping the gate electrode and the gate insulating film;
A source region composed of one conductivity type diffusion layer formed over the entire surface of the reverse conductivity type diffusion layer partitioned by the conductor;
A semiconductor device.
前記半導体基板の一導電型半導体層表面にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に互いに並行する複数の直線状パターンの導電体を形成する工程と、
前記導電体に対してセルフアラインに前記逆導電型拡散層と前記一導電型拡散層とを形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
Forming a gate insulating film on the surface of the one-conductive semiconductor layer of the semiconductor substrate, and forming a plurality of linearly patterned conductors parallel to each other on the gate insulating film;
Forming the reverse conductivity type diffusion layer and the one conductivity type diffusion layer in a self-aligned manner with respect to the conductor;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記半導体基板の一導電型半導体層の表面にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に互いに並行する複数の直線状パターンの導電体を形成する工程と、
前記導電体に対してセルフアラインに前記逆導電型拡散層と前記一導電型拡散層とを形成する工程と、
前記一導電型拡散層の所定の領域に前記導電体に対してセルフアラインに前記引き出し部である拡散層を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2,
Forming a gate insulating film on the surface of the one-conductivity-type semiconductor layer of the semiconductor substrate, and forming a plurality of linear pattern conductors parallel to each other on the gate insulating film;
Forming the reverse conductivity type diffusion layer and the one conductivity type diffusion layer in a self-aligned manner with respect to the conductor;
Forming a diffusion layer as the lead portion in a self-aligned manner with respect to the conductor in a predetermined region of the one conductivity type diffusion layer;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
一導電型半導体層と前記一導電型半導体層に形成した逆導電型半導体層を備えた半導体基板と、
前記逆導電型半導体層上で並行する複数の直線状パターンからなり、前記逆導電型半導体層を貫通し前記一導電型半導体層に延在するトレンチ内にゲート絶縁膜を介し導電体を埋め込んで成るゲート電極と、
前記導電体で区画された前記逆導電型半導体層表面の全域に形成した一導電型拡散層から成るソース領域と、
を有する半導体装置。 In a semiconductor device comprising a transistor having a MISFET structure formed on a semiconductor substrate,
A semiconductor substrate comprising a one conductivity type semiconductor layer and a reverse conductivity type semiconductor layer formed on the one conductivity type semiconductor layer;
A plurality of linear patterns parallel to each other on the reverse conductivity type semiconductor layer, and a conductor is embedded through a gate insulating film in a trench that penetrates the reverse conductivity type semiconductor layer and extends to the one conductivity type semiconductor layer. A gate electrode comprising:
A source region composed of one conductivity type diffusion layer formed over the entire surface of the reverse conductivity type semiconductor layer partitioned by the conductor;
A semiconductor device.
前記半導体基板の前記逆導電型半導体層上で互いに並行する複数の直線状パターンからなり、前記逆導電型半導体層を貫通し前記一導電型半導体層に延在するトレンチを形成する工程と、
前記トレンチ内面にゲート絶縁膜を形成し、更に前記トレンチ内に前記ゲート絶縁膜を被覆して導電体を充填する工程と、
前記導電体に対してセルフアラインに前記逆導電型半導体層表面に前記一導電型拡散層を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5,
Forming a plurality of linear patterns parallel to each other on the opposite conductivity type semiconductor layer of the semiconductor substrate, and forming a trench penetrating the opposite conductivity type semiconductor layer and extending to the one conductivity type semiconductor layer;
Forming a gate insulating film on the inner surface of the trench, further covering the gate insulating film in the trench and filling a conductor;
Forming the one conductivity type diffusion layer on the surface of the reverse conductivity type semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the conductor;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記半導体基板の前記逆導電型半導体層上で互いに並行する複数の直線状パターンからなり、前記逆導電型半導体層を貫通し前記一導電型半導体層に延在するトレンチを形成する工程と、
前記トレンチ内面にゲート絶縁膜を形成し、更に前記トレンチ内に前記ゲート絶縁膜を被覆して導電体を充填する工程と、
前記導電体に対してセルフアラインに前記逆導電型半導体層表面に前記一導電型拡散層 を形成する工程と、
前記一導電型拡散層の所定の領域に前記導電体に対してセルフアラインに前記引き出し部である拡散層を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6,
Forming a plurality of linear patterns parallel to each other on the opposite conductivity type semiconductor layer of the semiconductor substrate, and forming a trench penetrating the opposite conductivity type semiconductor layer and extending to the one conductivity type semiconductor layer;
Forming a gate insulating film on the inner surface of the trench, further covering the gate insulating film in the trench and filling a conductor;
Forming the one conductivity type diffusion layer on the surface of the reverse conductivity type semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the conductor;
Forming a diffusion layer as the lead portion in a self-aligned manner with respect to the conductor in a predetermined region of the one conductivity type diffusion layer;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
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