JP2007531988A - トレンチデバイスのための自動整合された接点構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 トレンチタイプのパワー半導体デバイスを製造する方法であって、開口部を有するマスク層を半導体の表面に形成するステップを含んでいる。マスクの開口部を通し、半導体本体内に、ゲートを有するトレンチを形成する。次に、ゲートの頂部であって、かつマスク層の開口部内に絶縁プラグを形成する。次に、マスク層を除去し、半導体表面の上方に延びる絶縁プラグを残す。次に、トレンチ間にソース打ち込み領域を形成する。その後、絶縁プラグの側面に沿って、スペーサーを形成し、トレンチに隣接するソース打ち込み領域の部分をカバーする。次に、このスペーサーをマスクとして使用することにより、ソース打ち込み領域の露出部分をエッチングし、除去する。次に、スペーサーの下の残りのソース打ち込み領域を駆動し、ソース領域を形成する。その後、エッチングされた領域内に、浅い高導電タイプの接点領域を形成し、次に、デバイスの上にソースおよびドレイン接点を形成する。
【選択図】 図2
Description
204 シリコン基板
206 エピタキシャルシリコン層
208 パッド酸化膜
220 チャンネル領域
210 チャンネル打ち込み領域
212 ハードマスク層
214 終端トレンチマスク
216 終端領域
220 チャンネル領域
222 フィールド酸化膜
228 ゲートトレンチ
232 低濃度トレンチチップ打ち込み部
234 ゲート酸化膜
236 ポリシリコン層
238 ポリシリコンマスク
240 フィールドレリーフ電極
242 ゲート電極
244 酸化膜
246 プラグ終端接点マスク
248 酸化膜絶縁プラグ
250 絶縁本体
252 ソース打ち込み領域
254 スペーサー層
256 スペーサー
258 開口部
260 ソース領域
264 高導電タイプの接点領域
266 ソース接点
268 ドレイン接点
Claims (20)
- パワー半導体デバイスを製造するための方法において、
第1導電タイプの半導体本体の表面上に第1マスク層を形成するステップと、
各々が前記半導体本体の表面に向かって延びる複数の第1開口部を有する前記第1マスク層のパターンを形成するステップと、
前記第1開口部を通して前記半導体本体をエッチングすることにより、前記半導体本体内にトレンチを形成するステップと、
前記各トレンチ内に、ゲート電極を形成するステップと、
前記各ゲート電極の頂部に、絶縁プラグを形成するステップとを有し、各プラグは、絶縁半導体本体の表面の上方に延び、かつ前記マスク層内のそれぞれの第1開口部内に延び、
前記各絶縁プラグの側壁に沿って、スペーサーを形成するステップを備え、
絶縁スペーサーは、絶縁半導体本体の表面に対する第2開口部を構成し、
絶縁スペーサーを使用して、前記半導体本体の表面に沿って隣接するトレンチと整合する第2導電タイプの領域を形成するステップとを有する、パワー半導体デバイスを製造するための方法。 - 前記絶縁スペーサーを使用するステップは、
この絶縁スペーサーを通して、前記半導体本体の表面を接触エッチングし、エッチングされた領域を形成するステップと、
前記エッチングされた領域に沿って、前記第2の導電タイプの領域を形成するステップとを有する、請求項1記載の方法。 - 前記形成するステップは、前記エッチングされた各領域に沿う低エネルギーの接触打ち込みを実行するステップと、
高速熱アニーリング(RTA)を使って、前記低エネルギー接触打ち込み部をアニールするステップとを有する、請求項2記載の方法。 - 前記絶縁プラグ形成ステップの後、前記スペーサー形成ステップで形成される前記スペーサーが、前記各トレンチに隣接する領域内の打ち込み領域を部分的にマスクするように、トレンチ間の前記半導体本体の表面内に、前記第1導電タイプの打ち込み領域を形成するステップを更に有し、前記打ち込み領域のマスクされない部分を、前記第2開口部によって露出させる、請求項1記載の方法。
- 前記スペーサーを使用するステップは、
前記打ち込み領域のマスクされていない部分を接触エッチングして、完全に除去し、エッチングされた領域を形成するステップと、
前記エッチングされた領域に沿って、前記第2導電タイプの前記領域を形成するステップとを有する、請求項4記載の方法。 - 前記接触エッチングステップの後に、前記スペーサーによってマスクされた前記打ち込み領域を打ち込み、複数のソース領域を形成するステップを更に有する、請求項5記載の方法。
- 前記第2導電タイプの前記各領域は、約0.2ミクロンの幅を有する、請求項1記載の方法。
- 前記半導体デバイスは、約0.8ミクロンのトレンチピッチを有する、請求項7記載の方法。
- 前記スペーサーを、二酸化シリコンまたは窒化シリコンのいずれかから構成する、請求項1記載の方法。
- 絶縁プラグを形成する前記ステップは、
前記酸化膜が前記複数の第1開口部を少なくとも満たすように、前記第1マスク層の上に酸化膜を形成するステップと、
前記酸化膜の上に、第2マスク層を形成するステップと、
前記複数の第1開口部の各々内に前記酸化膜が残るように、前記第2マスク層を使って、前記酸化膜をエッチバックし、前記絶縁プラグを形成するステップとを有する、請求項1記載の方法。 - 前記第2マスク層を、窒化シリコンから構成する、請求項10記載の方法。
- 前記絶縁プラグ、前記スペーサー、および前記第2導電タイプの領域の上に、ソース電極を形成するステップを更に有する、請求項1記載の方法。
- 前記第1マスク層をパターン化するステップの前に、前記半導体本体内に、終端トレンチをエッチングするステップを有し、前記終端トレンチは、側壁および底部を含むと共に、前記トレンチを有するアクティブ領域を構成し、
前記終端トレンチの側壁および底部の上に、フィールド絶縁本体を形成するステップと、
前記フィールド絶縁本体、および絶縁第1マスク層の上に、電気的に導電性の層を形成するステップと、
絶縁第1マスク層に当接する部分に沿って、前記電気的に導通性の層をエッチングし、前記終端トレンチ内に、終端電極を構成するステップとを更に有する、請求項1記載の方法。 - 絶縁プラグを形成する前記ステップは、
酸化膜が、前記複数の第1開口部を少なくとも満たすように、前記終端電極および前記第1マスク層の上に、酸化膜を形成するステップと、
前記終端トレンチおよび前記アクティブ領域に沿って、前記酸化膜をエッチバックし、前記絶縁プラグを構成すると共に、前記第1マスク層から、前記終端電極の一部の上に延びる第2絶縁本体を構成するステップを有する、請求項13記載の方法。 - 絶縁半導体本体内に、第2導電タイプのチャンネル領域を形成するステップを更に有する、請求項1記載の方法。
- 第1導電タイプの半導体本体と、
前記半導体本体の表面に沿う複数のトレンチと、
前記複数のトレンチの各々内に設けられたゲート電極と、
前記半導体本体内に設けられた前記第1導電タイプの複数のソース領域とを備え、これら複数の各ソース領域は、隣接するトレンチに整合しており、
更に、前記半導体本体内に設けられた第2導電タイプの複数の接点領域を備え、 前記複数の各接点領域は、隣接するソース領域の間にあり、かつ隣接するトレンチに整合しており、
1.8ミクロン未満のトレンチピッチを有する、パワー半導体デバイス。 - 前記複数の各接点領域は、約0.2ミクロンの幅を有する、請求項16記載のパワー半導体デバイス。
- 前記デバイスは、約0.8ミクロンのトレンチピッチを有する、請求項16記載のパワー半導体デバイス。
- 前記半導体本体内に、第2の導電タイプのチャンネル領域を更に有する、請求項16記載のパワー半導体デバイス。
- 前記半導体本体内に位置する終端トレンチを備え、前記終端トレンチは、側壁および底部を備えると共に、前記複数のトレンチを含むアクティブ領域を構成し、
前記終端トレンチの前記側壁、および前記底部上に設けられたフィールド絶縁本体と、
前記フィールド絶縁本体上に当接し、絶縁アクティブ領域に向かって延びる、前記終端領域内に設けられた終端電極とを更に備える、請求項19記載のパワー半導体デバイス。
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