JP2007048769A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板表面に、トレンチTが配列形成され、前記トレンチ内壁に形成されたゲート酸化膜8を介して前記トレンチT内にゲート電極9を形成するとともに、前記半導体基板表面にソース領域4、前記半導体基板裏面にドレイン領域2を形成したMOSFETからなるセルを備え、前記トレンチの終端部が幅広となるように幅広部TWを形成している。
【選択図】図1
Description
かかる構成により、トレンチの終端部が幅広部を構成しているため、トレンチ形成のためのエッチング工程において、エッチングが進行するにつれて、エッチングガスが底部に集中することに起因するサブトレンチの形成を回避することができる。従って、熱酸化工程において、サブトレンチ内への酸素の供給不足を回避することができ、耐圧劣化を防ぐことができる。また層間絶縁膜による応力の問題も回避可能である。
ストライプ状のトレンチを用いた場合、終端部へのエッチングガスの集中を招きやすいが、かかる構成によれば、トレンチ終端部で幅広部を構成しているため、サブトレンチの生成もなく、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
かかる構成により、よりチャネルの合計幅が大きくなり、オン抵抗の低減をはかることができる。
かかる構成により、終端部がすべて鈍角となり、エッチングガスの集中を確実に防ぐことができる。
かかる構成により、形状加工が容易であり、パターン設計も容易である。
かかる構成により、占有面積の増大を招くことなく形成可能である。
かかる構成により、幅広部を構成した分が、隣接するトレンチとのトレンチ間領域に相当するため、トレンチ間隔を変更することなく形成することができるため、占有面積の増大を招くことなく形成可能である。
かかる構成により、幅広部を帯状に形成することにより、エッチングガスの集中は大幅に低減され、信頼性の向上をはかることができる。なおこの帯状の部分の幅はトレンチ幅よりも十分に大きく形成するのが望ましい。
かかる構成により、ゲート配線との接続が容易となる。
かかる構成によれば、ゲート引き出し部において層間絶縁膜がトレンチゲート電極に及ぼす応力を緩和することができる。
かかる構成により、トレンチ終端部に幅広部を有することからエッチングガスの局所的な滞留により、サブトレンチを生成することもなく、高耐圧で信頼性の高い半導体装置を形成することが可能となる。
図3はこの半導体チップの構造図を示したものである。図4は、この半導体装置のチップ外観を示す上視図、図5はこの半導体装置で用いられる各MOSFETの等価回路図を示す図である。
ここでドレイン接続用端子はこの半導体基板1の裏面側に形成される。
そして図7(b)に示すように、一旦形成した酸化シリコン膜17をウエットエッチで除去する。これは、エッチングによりダメージを受けた表面を酸化し、酸化シリコン膜とした後エッチング除去することにより、清浄な表面を得るようにするものである。この後、図7(c)に示すように、再度熱酸化を行い、8〜100nmのゲート酸化膜8をトレンチTの内壁に成長させる。
前記実施の形態では、幅広部を八角形状としたが、本実施の形態では図11に平面図を示すように、単にトレンチ終端部Teの幅を広くし、四角形の幅広部TWで構成してもよい。本実施の形態ではトレンチ終端部の形状のみ変更したもので、他は実施の形態1と同様である。
本実施の形態では、図12に平面図を示すように、幅広部を帯状に構成し、幅広帯状部Tewを構成してもよく、他は実施の形態1と同様に形成すればよい。
前記実施の形態では、トレンチをストライプ状に配列したが、図13に平面図を示すように、トレンチTを格子状に配列したものにも適用可能である。
2 ドレイン領域(第1導電型のエピタキシャル成長層)
3 チャネル領域(第2導電型のボディ層)
4 ソース領域
5 バリアメタル
6 アルミニウム薄膜
T トレンチ
8 ゲート酸化膜
9 多結晶シリコン膜(ゲート電極)
Claims (14)
- 半導体基板表面に、トレンチが配列形成され、前記トレンチ内壁に形成されたゲート酸化膜を介して前記トレンチ内にゲート電極を形成するとともに、前記半導体基板表面にソース領域、前記半導体基板裏面にドレイン領域を形成したMOSFETからなるセルを備え、
前記トレンチの終端部が幅広となるように幅広部を形成した半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
前記トレンチは所定の間隔を隔ててストライプ状をなす複数のトレンチで構成された半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
前記トレンチは格子状をなす複数のトレンチで構成された半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記幅広部が、八角形状をなす半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記幅広部が、四角形状をなす半導体装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記幅広部が、前記トレンチの伸長方向に対して、交互となるように、千鳥状に配置された半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記幅広部が、隣接するトレンチの幅広部と一体的に形成された半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記幅広部が、帯状となるように一体的に形成された半導体装置。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の半導体装置であって、
半導体基板表面の一部に形成され、前記ゲート電極にゲート配線を介して接続された外部接続端子としてのゲートパッドと、
前記ゲートパッドから所定の間隔を隔てて形成され、前記ソース領域に接続されたソースパッドと、
前記半導体基板の裏面に形成され前記ドレイン領域に接続されたドレインパッドとを備えた半導体装置。 - 請求項9に記載の半導体装置であって、
前記ゲート配線は、前記ゲートパッドから、前記半導体基板の周縁に沿って配設されている半導体装置。 - 請求項10に記載の半導体装置であって、
前記トレンチの終端は前記ゲート配線下に位置するように形成された半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
第1導電型を有するドレイン領域と、前記ドレイン領域の上層に設けられ、チャネルを構成する第2導電型のボディ領域と、前記ボディ領域を貫通して形成されたトレンチと、前記トレンチ内壁に形成されたゲート酸化膜を介して前記トレンチに充填されたゲート電極と、このゲート電極及び前記ゲート電極上部を覆うように充填された絶縁膜と、前記ゲート電極上のトレンチ側壁に形成された第1導電型のソース領域とを有する半導体装置。 - 請求項1乃至12のいずれかに記載の半導体装置を製造する方法であって、
半導体基板表面に、トレンチの終端部が幅広となるように幅広部を形成したマスクパターンを用いて、反応性イオンエッチングによってトレンチを形成する工程と、
前記トレンチ内壁を熱酸化して、ゲート酸化膜を形成する工程と、
前記ゲート酸化膜の形成されたトレンチ内に導電性膜を充填しゲート電極を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。 - 請求項13に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記幅広部は、反応性イオンエッチングで用いられるエッチングガスの溜まりを生じない程度に幅広となっている半導体装置の製造方法。
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