JP2005294872A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エミッタパッド31はアルミ配線層21を覆っており、アルミ配線層21はN+ 型エミッタ拡散層51に接続されている。しかし、アルミ配線層21は他の箇所においてN+ 型エミッタ拡散層51の代わりにゲート電極13に接続されている。つまりアルミ配線層21は、パターニングにより、ゲート電極13に接続される第1部分と、N+ 型エミッタ拡散層51に接続される第2部分との2種類に区分される。アルミ配線層21のうち、図に現れない断面でゲート電極13に接続される第1部分の上には、エミッタパッド31と接触しないようにして短絡を回避するため、層間絶縁膜32が設けられる。
【選択図】図34
Description
図1及び図2並びに図4乃至図15は本発明の実施の形態1にかかるIGBTを製造する方法を工程順に示す断面図であり、また図3は上面図である。先ず、図1に示すように、下から順に、不純物濃度の高いP+ 型半導体層3、N型半導体層2、不純物濃度の低いN- 型半導体層1が積層された構造を得る。例えば半導体の材料としてシリコンを用いる事ができる。N- 型半導体層1はその不純物濃度が1×1012〜1×1014cm-3であり、厚さは40〜600μmである。またN型半導体層2はその不純物濃度のピークが1×1018cm-3以下であり、拡散深さはP+ 型半導体層3の拡散深さ以上であって400μm以下である。またP+ 型半導体層3はその表面における不純物濃度のピークが2×1018cm-3以上であって、拡散深さはN型半導体層2の拡散深さ以下である。かかる構造は、N- 型半導体層1の裏面(図1において下方に存在する面)に対してイオンを注入し拡散することにより、順次N型半導体層2、P+ 型半導体層3を形成して得ることができる。勿論、エピタキシャル成長を用いて形成してもよい。
図22及び図23は、本発明の実施の形態2にかかるIGBTを製造する方法を工程順に示す断面図である。まず実施の形態1において示された工程を用いて図4に示す構造を得る。その後P型ベース層4及びN+ 型拡散層5の上方からシリコンイオン91の注入を行う(図22)。そして図6乃至図12で示す工程を施すことにより、図23に示す構造を得る。
図25及び図26は、本発明の実施の形態3にかかるIGBTを製造する方法を工程順に示す断面図である。まず実施の形態1において示す工程を用いて図8に示す構造を得る。この構造の上方に露出する領域(トレンチ302の内壁を含む)に、ノンドープのアモルファスシリコン層23を堆積させる(図25)。
図27及び図28は、本発明の実施の形態4にかかるIGBTを製造する方法を工程順に示す断面図である。まず実施の形態1において示した工程を用いて図9に示す構造を得る。この構造の上方に露出する領域(トレンチ301の内壁を含む)に、ノンドープのアモルファスシリコン層25を堆積する(図27)。
図29は、本発明の実施の形態5にかかるIGBTを製造する方法を示す断面図である。まず実施の形態1において示された工程及び実施の形態3において示した工程を用いて図27に示す構造を得る。その後、少なくともトレンチ301の内壁に堆積したノンドープのアモルファスシリコン層25に対して窒素イオン92を注入する(図29)。そしてアニールを施すことにより、アモルファスシリコン層25に注入した窒素イオン92はトレンチ301の周囲のN- 型半導体層1及びP型ベース層4へと拡散する。
図31は、本発明の実施の形態6にかかるIGBTを製造する方法を示す断面図である。まず実施の形態1において示された工程を用いて図16に示した構造を得る。その後バリアメタル20を堆積するが、アルミ配線層21の堆積に先だってアルミよりも強度の高い、例えばタングステンやモリブデン等を材料として、緩衝材27をバリアメタル20上に堆積する。例えば緩衝材27の膜厚は、アルミ配線層21の膜厚の40%以下に設定される。
図32は、本発明の実施の形態7にかかるIGBTの構造を概念的に示す平面図である。アルミあるいはアルミ合金からなるエミッタパッド31及びゲートパッド28とがチップ周辺ガードリング領域30によって囲まれている。
本発明は上記実施例に示されたIGBTの構成に限定されない。図37は本発明を適用可能な他の素子の構造を示す断面図である。トレンチ300a,300bのいずれもトレンチ300と同様にして形成される。トレンチ300aはゲート電極13と同様にして形成される多結晶シリコン膜13aと、ゲート酸化膜11とを内包している。また、トレンチ300bはゲート電極13b及びゲート酸化膜11を内包している。但し、トレンチ300bがP型ベース層4、N+ 型エミッタ拡散層51に隣接している一方、トレンチ300aはこれらの不純物拡散層には隣接していない。多結晶シリコン膜13a及びゲート電極13bのいずれの表面にも酸化膜15が形成されているものの、多結晶シリコン膜13aは、酸化膜15の一部が開口されることによって、バリアメタル20及びシリサイド19を介してアルミ配線層21と接続されている。
Claims (3)
- MOS構造を呈するゲート電極と、
前記ゲート電極の上方に設けられた第1の導電層と、
前記ゲート電極と前記第1の導電層との間に介在し、前記第1の導電層よりも強度が高い第2の導電層と
を備える半導体装置。 - (a)半導体基板において、MOS構造を呈するゲート電極を形成する工程と、
(b)前記ゲート電極の上方に第1の導電層を形成する工程と、
(c)前記第1の導電層をパターニングする工程と、
(d)前記第1の導電層上に第2の導電層を形成する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。 - 前記工程(c)は
(c−1)前記第1の導電層を、前記ゲート電極に接続される第1部分と、前記ゲート電極と共にMOSトランジスタを構成する不純物領域及び前記第2導電層に接続される第2部分とに分けてパターニングする工程
を有し、
前記工程(c),(d)の間に
(e)前記第1部分と前記第2導電層との間に介在する層間絶縁膜を形成する工程
を更に備える、請求項2記載の半導体装置の製造方法。
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