JP2005510881A - オン抵抗が向上されたトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (27)
- 第1の伝導性を有する基板と、
上記基板上に形成され、上記第1の伝導性を有し、上記基板より低い多数キャリア濃度を有するシリコン製のエピタキシャル層と、
上記エピタキシャル層の上面から該エピタキシャル層内に延びるトレンチと、
上記トレンチの内壁の少なくとも一部を覆う絶縁層と、
上記絶縁層に接し、上記トレンチ内に埋め込まれた導電領域と、
上記第1の伝導性を有し、上記エピタキシャル層内の、上記トレンチの底部と上記基板との間に形成され、上記基板より低く、上記エピタキシャル層より高い多数キャリア濃度を有する不純物ドープ領域と、
上記エピタキシャル層の上部内に上記トレンチに隣接して形成され、上記エピタキシャル層の上面から、上記トレンチより浅い深さまで延びる、第2の伝導性を有するボディ領域と、
上記ボディ領域の上部内に上記トレンチに隣接して形成された、第1の伝導性を有するソース領域とを備えるトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。 - 上記不純物ドープ領域は、上記トレンチ底部から上記基板に亘る距離の50%より大きく延びるよう形成されていることを特徴とする請求項1記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記不純物ドープ領域は、上記トレンチ底部から上記基板に亘る距離の100%に亘って延びるよう形成されていることを特徴とする請求項2記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記第1の伝導性は、n型伝導性であり、上記第2の伝導性は、p型伝導性であることを特徴とする請求項1記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記不純物ドープ領域は、リンがドープされていることを特徴とする請求項4記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記基板は、n+基板であり、上記エピタキシャル層は、nエピタキシャル層であり、上記不純物ドープ領域は、n領域であり、上記ボディ領域は、p領域であり、上記ソース領域は、n+領域であることを特徴とする請求項4記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 当該トレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスは、シリコンデバイスであることを特徴とする請求項1記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記絶縁層は、酸化シリコン層であることを特徴とする請求項7記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記導電領域は、不純物がドープされた多結晶シリコンを含むことを特徴とする請求項7記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記不純物ドープ領域の厚さは、1〜6μmであることを特徴とする請求項1記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記不純物ドープ領域の正味n型不純物濃度は、1×1018〜5×1019cm−3であることを特徴とする請求項4記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記トレンチは、正方形又は六角形の形状を有する複数の金属酸化膜半導体電界効果トランジスタセルを画定することを特徴とする請求項1記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- n型伝導性を有する基板と、
上記基板上に形成され、上記n型伝導性を有し、上記基板より低い多数キャリア濃度を有するシリコン製のエピタキシャル層と、
上記エピタキシャル層の上面から該エピタキシャル層内に延びるトレンチと、
上記トレンチの内壁の少なくとも一部を覆う酸化シリコン絶縁層と、
上記酸化シリコン絶縁層に接し、上記トレンチ内に埋め込まれた不純物がドープされた多結晶シリコン領域と、
n型伝導性を有し、上記トレンチの底部と上記基板との間に形成され、上記基板より低く、上記エピタキシャル層より高い多数キャリア濃度を有する不純物ドープ領域と、
上記エピタキシャル層の上部内に上記トレンチに隣接して形成され、上記エピタキシャル層の上面から、上記トレンチより浅い深さまで延びる、p型伝導性を有するボディ領域と、
上記ボディ領域の上部内に上記トレンチに隣接して形成された、n型伝導性を有するソース領域とを備えるトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。 - 上記不純物ドープ領域は、上記トレンチ底部から上記基板に亘る距離の100%に亘って延びるよう形成されていることを特徴とする請求項13記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記不純物ドープ領域は、リンがドープされていることを特徴とする請求項13記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記不純物ドープ領域の厚さは、1〜6μmであることを特徴とする請求項13記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 上記不純物ドープ領域の正味n型不純物濃度は、1×1018〜5×1019cm−3であることを特徴とする請求項13記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイス。
- 第1の伝導性を有する基板を準備する工程と、
上記基板上に、上記第1の伝導性を有し、上記基板より低い多数キャリア濃度を有するシリコン製のエピタキシャル層を成長させる工程と、
上記エピタキシャル層の上部内に第2の伝導性を有するボディ領域を形成する工程と、
上記エピタキシャル層の上面から該エピタキシャル層内に延び、上記エピタキシャル層の上面から、上記ボディ領域より深い深さまで延びるトレンチをエッチングする工程と、
上記エピタキシャル層内の、上記トレンチの底部と上記基板との間に、上記第1の伝導性を有し、上記基板より低く、上記エピタキシャル層より高い多数キャリア濃度を有する不純物ドープ領域を形成する工程と、
上記トレンチの内壁の少なくとも一部を覆う絶縁層を形成する工程と、
上記絶縁層に接し、上記トレンチ内に埋め込まれた導電領域を形成する工程と、
上記ボディ領域の上部内に上記トレンチに隣接する、第1の伝導性を有するソース領域を形成する工程とを有するトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。 - 上記不純部ドープ領域を形成する工程は、
(a)上記エピタキシャル層に上記第1の伝導性を有する不純物を打ち込む工程と、
(b)高温により上記第1の伝導性を有する不純物を拡散させる工程とを有することを特徴とする請求項18記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。 - 上記不純物は、上記不純部ドープ領域が上記トレンチ底部から上記基板に亘る距離の50%より大きく延びるまで拡散させることを特徴とする請求項19記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。
- 上記不純物は、上記不純物ドープ領域が上記トレンチ底部から上記基板に亘る距離の100%に亘って延びるまで拡散されることを特徴とする請求項19記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。
- 上記第1の伝導性は、n型伝導性であり、上記第2の伝導性は、p型伝導性であることを特徴とする請求項19記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。
- 上記不純物はリンであることを特徴とする請求項22記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。
- 上記トレンチを形成する工程及び上記不純物ドープ領域を形成する工程は、
(a)上記エピタキシャル層上にトレンチマスクを形成する工程と、
(b)上記トレンチマスクを介して上記トレンチをエッチングする工程と、
(c)上記トレンチマスクを介して、上記第1の伝導性を有する不純物を打ち込む工程と、
(d)上記第1の伝導性を有する不純物を高温により拡散させる工程とを有することを特徴とする請求項18記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。 - 上記高温により不純物を拡散させる工程は、上記トレンチの内壁に犠牲酸化層を成長させる工程と同時に行われることを特徴とする請求項24記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。
- 上記トレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスは、シリコンデバイスであることを特徴とする請求項18記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。
- 上記半導体基板に接する金属ドレインコンタクトを形成する工程と、
上記ソース領域の上面に接する金属ソースコンタクトを形成する工程と、
上記ソース領域から離れた上記導電領域の上面に金属ゲートコンタクトを形成する工程とを有する請求項18記載のトレンチ金属酸化膜半導体電界効果トランジスタデバイスの製造方法。
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