JP2006295031A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のトレンチを半導体基板に形成する半導体装置の製造方法において、少なくともSF6、及び、O2を含むエッチングガスを用い、半導体基板の表面におけるトレンチ開口率が30%以上50%以下であり、深さが40μm以上150μm以下であるトレンチ13を形成する。このようにすると、SF6、及び、O2の流量を調整することでトレンチ側壁に対するエッチング生成物の堆積量を制御できる。
【選択図】 図1
Description
ここで、トレンチ開口率を大きく、トレンチの深さを深くすると、トレンチエッチングされたトレンチの体積分のシリコンがトレンチエッチングチャンバ内に発生し、その分多量のエッチング生成物が生成されてしまう。そのエッチング生成物は、多量のパーティクルとして半導体基板上に降り注ぎ、そのパーティクルが半導体基板に付着して不必要な箇所でのエッチングマスクとなり、ブラックシリコンと呼ばれる柱状の突起物の発生が増え問題となっている。ブラックシリコンとは、シリコンのエッチングにより発生した反応生成物であるSiOx等が被エッチング面に堆積し、それがマスクとして作用することによってSiOxの下のシリコンがエッチングされずにエッチングが進み、結果としてトレンチ内に柱状のシリコンが残ることである。
また、高アスペクト比で精度の良いトレンチを形成する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
このようにすると、SF6、及び、O2の流量を調整することでトレンチ側壁に対するエッチング生成物の堆積量を制御できるので、半導体基板の表面におけるトレンチ開口率を大きくでき、また、トレンチの深さを深くできる。
まず、本発明の実施の形態における高耐圧デバイスについて説明する。図1は、高耐圧デバイスである縦型MOSFETの要部断面模式図である。
RIE装置は、図2に例示するように、コイル37がトレンチエッチングチャンバ36の外周部に巻かれ、このコイル37に対してマッチングボックス33(整合器)を介した第1の高周波電源32が接続されて電源が供給される。トレンチエッチングにおいて、ここで供給された電源を調整することにより、エッチングレートを高くしたい場合、第1の高周波電源32のプラズマソースパワーを高くし、均一性を高くしたい場合、第1の高周波電源32のプラズマソースパワーを低くする。また、トレンチエッチングチャンバ36内のカソード電極40上に半導体基板39が配置され、このカソード電極40に対してマッチングボックス31を介した第2の高周波電源30が接続されて電源が供給される。
まず、第1の高周波電源32は、約13.56MHzの高周波電源を供給し、トレンチエッチングチャンバ36内にプラズマソースパワーをかける。このプラズマソースパワーにより、トレンチエッチングチャンバ36内にプラズマ38が発生する。
このトレンチ開口率について、半導体基板39の表面におけるトレンチ開口率が30%〜50%であってトレンチ13の深さが40μm以上150μm以下の場合、トレンチエッチングチャンバ36内の圧力、及び、プラズマソースパワーは重要でなく、前述のSF6とO2との比率が重要になる。この比率に基づいたエッチングガスを使用することで、トレンチ側壁に対する反応生成物42の堆積量を制御できる。
トレンチ側壁が洗浄された後、図6に例示するように、トレンチ13内にP型の半導体層をエピタキシャル成長させる。
また、N型の半導体基板39ではなくP型の半導体基板39を用い、P型の半導体層とN型の半導体層とを反転させてもよい。
11 ドレイン領域
12 N_ドリフト領域
13 トレンチ
13a 埋込領域
14 P_ウエル
15 P+_ウエル
16 ソース領域
17 ゲート絶縁膜
18 ゲート
19 層間絶縁膜
20 ソース電極
Claims (10)
- 複数のトレンチを半導体基板に形成する半導体装置の製造方法において、
少なくとも六フッ化硫黄、及び、酸素を含むエッチングガスを用い、半導体基板の表面におけるトレンチ開口率が30%以上50%以下であり、深さが40μm以上150μm以下であるトレンチを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記トレンチの幅は、2μm以上7μm以下であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記酸素の流量は、前記六フッ化硫黄の流量の0.8倍から2倍であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記エッチングガスは、さらに臭化水素を含むことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記臭化水素の流量は前記六フッ化硫黄の流量よりも少ないことを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
- 前記各トレンチ間の距離は、前記トレンチの幅と同一であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記各トレンチ間の距離は、前記トレンチの幅と異なることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記各トレンチ間の距離が前記トレンチの幅と同一である領域、及び、前記各トレンチ間の距離が前記トレンチの幅と異なる領域が混在することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記各トレンチの幅は、同一であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記各トレンチの幅は、異なることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
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