JP2008277851A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板50に浅く幅の狭いトレンチ51を小さいピッチで形成し、トレンチ51の周囲にドリフト領域となるn拡散領域60を形成する。トレンチ51の内側には厚さが0.05μmの均一な厚さのゲート酸化膜59を形成し、その内側にゲートポリシリコン52を形成する。基板50の表面領域にベース領域62およびソース領域となるn+拡散領域61を形成すると共にトレンチ51の底部にドレイン領域となるn+拡散領域58を形成する。ゲートポリシリコン52の内側に層間絶縁膜65を設け、その内側をドレイン領域に電気的に接続するポリシリコン63で埋める。
【選択図】図2
Description
smart power technology for 7V−50V applications”(Proceedings of ISPSD 2000)には、耐圧
が44Vで単位面積当たりのオン抵抗が30mΩ−mm2の横型パワーMOSFETについて記載されている。このMOSFETについて、0.35μmルールの場合に推定されるデバイスピッチ(ソース中央からドレイン中央までの距離、図49においてl1+l2+l3+l4)はおおよそ3.6μmであるが、要求される耐圧が高くなるとドリフト領域の寸法が大きくなるため、デバイスピッチはさらに大きくなる。
een New Reduced Surface Drain “RSD” LDMO
S and RESURF and Conventional Planar Power Devices Rated at 20V”(Proceedings of
ISPSD 1997)には、耐圧が24.4Vで単位面積当たりのオン抵抗が39mΩ−mm2の横型パワーMOSFETについて記載されている。この横型パワーMOSFETの縦断面構成を図50に示す。
lateral power MOSFET using self−aligned trench bottom contact holes”(IEDM ’97 D
igest、359〜362頁、1997年)の中で提案している。
図1は、本発明の実施の形態1にかかるトレンチ横型パワーMOSFETの要部を示す平面図である。このトレンチ横型パワーMOSFET1は、図1に示すように、p型基板50にストライプ状に複数のトレンチ51を形成し、それらトレンチ51を横断するようにゲートポリシリコン52を形成し、基板表面にゲート電極53、櫛歯状のソース電極54および櫛歯状のドレイン電極55を形成した構成となっている。
実施の形態2において、実施の形態1と同様の構成については、実施の形態1と同一の符号を付して説明を省略する。本発明の実施の形態2にかかるトレンチ横型パワーMOSFETの平面構成は、概ね図1のとおりである。
実施の形態3は、図13および図14に示すトレンチ横型パワーMOSFET101の別の製造方法である。実施の形態2と異なる工程のみ説明する。図26〜図27は、トレンチ横型パワーMOSFET101の製造段階における要部を示す縦断面図であるが、これらの図においては1個のトレンチ51についてのみ示す。
実施の形態4は、図13に示すトレンチ横型パワーMOSFET101のさらに別の製造方法である。実施の形態4では、図28に示すように、ゲート領域にpベース領域62がない断面構成となっている。したがって、実施の形態4では、実施の形態2と区別するため、トレンチ横型パワーMOSFETの符号を102とする。図29〜図36は、トレンチ横型パワーMOSFET102の製造段階における要部を示す縦断面図であるが、これらの図においては1個のトレンチ51についてのみ示す。
図37は、本発明の実施の形態5にかかるトレンチ横型パワーMOSFETの活性領域における断面構成を示す縦断面図である。図37に示すように、実施の形態5のトレンチ横型パワーMOSFET103は、同一のn拡散領域60内にたとえば2個のトレンチ51が形成された構成となっている。
図38は、本発明の実施の形態6にかかるトレンチ横型パワーMOSFETの活性領域における断面構成を示す縦断面図である。図38に示すように、実施の形態6のトレンチ横型パワーMOSFET104は、同一のn拡散領域60内にたとえば4個のトレンチ51が形成された構成となっている。
図39は、本発明の実施の形態7にかかるトレンチ横型パワーMOSFETの活性領域における断面構成を示す縦断面図である。図39に示すように、実施の形態7のトレンチ横型パワーMOSFET105は、トレンチ51の底部のコーナ部とゲート酸化膜59との間に酸化膜46を設けた構成となっている。
45,46 酸化膜
50 半導体基板
51 トレンチ
52 ゲートポリシリコン(第1の導電体)
53 ゲート電極
54 ソース電極
55 ドレイン電極
58 n+拡散領域(ドレイン領域)
59 ゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)
60 n拡散領域(ドリフト領域)
61 n+拡散領域(ソース領域)
62 pベース領域
63 ポリシリコン(第2の導電体)
65,66 層間酸化膜(層間絶縁膜)
Claims (20)
- 第1導電型の半導体基板に設けられたトレンチと、
前記トレンチの外側の基板表面領域に形成された第2導電型のソース領域と、
前記トレンチの外側で前記ソース領域の下側に形成された第1導電型のベース領域と、
前記ベース領域の下側で前記トレンチの側部に沿って前記トレンチの外側に形成された第2導電型のドリフト領域と、
前記トレンチの底部に形成された第2導電型のドレイン領域と、
前記トレンチの側部に沿って前記トレンチの内側に形成された均一な厚さのゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の内側に形成された第1の導電体と、
前記第1の導電体の内側に層間絶縁膜を介して形成され、かつ前記ドレイン領域と電気的に接続する第2の導電体と、
前記第1の導電体に電気的に接続するゲート電極と、
前記ソース領域に電気的に接続するソース電極と、
前記第2の導電体に電気的に接続するドレイン電極と、
を具備し、
前記第1の導電体の上端位置は前記半導体基板表面よりも低いことを特徴とする半導体装置。 - 前記ドリフト領域は前記トレンチの底部に沿って延びていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 第1導電型の半導体基板の表面領域にトレンチを形成する工程と、
前記トレンチの周囲に第2導電型のドリフト領域を形成する工程と、
前記トレンチの内側に、前記トレンチの側部および底部に沿って均一な厚さのゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の表面に沿って第1の導電体を形成する工程と、
活性領域に相当する領域において前記第1の導電体を前記トレンチの側面にのみ残るようにエッチバックする工程と、
前記トレンチの外側の基板表面領域に第1導電型のベース領域および第2導電型のソース領域を形成する工程と、
前記第1の導電体の内側に層間絶縁膜を形成し、活性領域に相当する領域において前記層間絶縁膜の底部を選択的に除去して前記トレンチの底部に第2導電型のドレイン領域を形成する工程と、
前記トレンチ内に、前記ドレイン領域に電気的に接続する第2の導電体を設ける工程と、
を含み、
活性領域に相当する領域において前記第1の導電体を前記トレンチの側面にのみ残るようにエッチバックする際に、前記第1の導電体を前記半導体基板表面より低い位置にのみ残るようにオーバーエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板表面に層間絶縁膜をさらに形成し、その層間絶縁膜にコンタクトホールを開口して、前記第1の導電体に電気的に接続するゲート電極、前記第2の導電体に電気的に接続するドレイン電極、および前記ソース領域に電気的に接続するソース電極を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 第1導電型の半導体基板の表面層に形成された第2導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域の中に設けられたトレンチと、
前記ドリフト領域の内側で、かつ前記トレンチの外側の表面領域に形成された第2導電型のソース領域と、
前記ドリフト領域の内側で、前記ソース領域を囲み、かつ基板表面に達するように形成された第1導電型のベース領域と、
前記ドリフト領域の内側で、かつ前記トレンチの底部に形成された第2導電型のドレイン領域と、
前記トレンチの側部に沿って前記トレンチの内側に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の内側に形成された第1の導電体と、
前記第1の導電体の内側に層間絶縁膜を介して形成され、かつ前記ドレイン領域と電気的に接続する第2の導電体と、
前記第1の導電体に電気的に接続するゲート電極と、
前記ソース領域に電気的に接続するソース電極と、
前記ソース電極と前記ベース領域とを電気的に接続する導電領域と、
前記第2の導電体に電気的に接続するドレイン電極と、
を具備し、
前記第1の導電体の上端位置は前記半導体基板表面よりも低いことを特徴とする半導体装置。 - 第1導電型の半導体基板の表面層に形成された第2導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域の中に設けられた複数のトレンチと、
前記ドリフト領域の内側で、かつ前記各トレンチの外側の表面領域に形成された第2導電型のソース領域と、
前記ドリフト領域の内側で、前記各ソース領域を囲み、かつ基板表面に達するように形成された第1導電型のベース領域と、
前記ドリフト領域の内側で、かつ前記各トレンチの底部に形成された第2導電型のドレイン領域と、
前記各トレンチの側部に沿って前記各トレンチの内側に形成されたゲート絶縁膜と、
前記各ゲート絶縁膜の内側に形成された第1の導電体と、
前記各第1の導電体の内側に層間絶縁膜を介して形成され、かつ前記各ドレイン領域と電気的に接続する第2の導電体と、
前記各第1の導電体に電気的に接続するゲート電極と、
前記各ソース領域に電気的に接続するソース電極と、
前記各ソース電極とそれに対応する前記各ベース領域とを電気的に接続する導電領域と、
前記各第2の導電体に電気的に接続するドレイン電極と、
を具備し、
前記各トレンチのうち、隣り合うトレンチ同士に挟まれた表面領域は、前記ソース領域と前記導電領域により満たされており、その下側に前記ベース領域が設けられており、
前記各第1の導電体の上端位置は前記半導体基板表面よりも低いことを特徴とする半導体装置。 - 前記各トレンチのうち、前記ドリフト領域の端に設けられたトレンチの、他のトレンチと隣り合わない側のトレンチ側壁は、前記ドリフト領域に接していることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- 前記各トレンチのうち、前記ドリフト領域の端に設けられたトレンチの幅は、他のトレンチの幅よりも狭いことを特徴とする請求項6または7に記載の半導体装置。
- 前記ドリフト領域は前記トレンチの側部に沿って延びていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか一つに記載の半導体装置。
- 第1導電型の半導体基板の表面領域に、選択的にマスクを形成し、そのマスクを用いて第2導電型のドリフト領域を形成する工程と、
前記ドリフト領域内に第1導電型のベース領域を形成する工程と、
前記ドリフト領域内にトレンチを形成する工程と、
前記トレンチの内側に、前記トレンチの側部および底部に沿ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の表面に沿って第1の導電体を形成する工程と、
活性領域に相当する領域において前記第1の導電体を前記トレンチの側面にのみ残るようにエッチバックする工程と、
前記トレンチの外側の前記ベース領域内に第2導電型のソース領域を形成する工程と、
前記第1の導電体の内側に層間絶縁膜を形成し、活性領域に相当する領域において前記層間絶縁膜の底部を選択的に除去して前記トレンチの底部に第2導電型のドレイン領域を形成する工程と、
前記トレンチ内に、前記ドレイン領域に電気的に接続する第2の導電体を設ける工程と、
を含み、
活性領域に相当する領域において前記第1の導電体を前記トレンチの側面にのみ残るようにエッチバックする際に、前記第1の導電体を前記半導体基板表面より低い位置にのみ残るようにオーバーエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 第1導電型の半導体基板の表面領域に、選択的にマスクを形成し、そのマスクを用いて第1導電型のベース領域を形成する工程と、
前記ベース領域内にトレンチを形成する工程と、
前記ベース領域の外側まで拡がる第2導電型のドリフト領域を形成する工程と、
前記トレンチの内側に、前記トレンチの側部および底部に沿ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の表面に沿って第1の導電体を形成する工程と、
活性領域に相当する領域において前記第1の導電体を前記トレンチの側面にのみ残るようにエッチバックする工程と、
前記トレンチの外側の前記ベース領域内に第2導電型のソース領域を形成する工程と、
前記第1の導電体の内側に層間絶縁膜を形成し、活性領域に相当する領域において前記層間絶縁膜の底部を選択的に除去して前記トレンチの底部に第2導電型のドレイン領域を形成する工程と、
前記トレンチ内に、前記ドレイン領域に電気的に接続する第2の導電体を設ける工程と、
を含み、
活性領域に相当する領域において前記第1の導電体を前記トレンチの側面にのみ残るようにエッチバックする際に、前記第1の導電体を前記半導体基板表面より低い位置にのみ残るようにオーバーエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 第1導電型の半導体基板の表面領域に、選択的にマスクを形成し、そのマスクを用いて第2導電型のドリフト領域を形成する工程と、
前記ドリフト領域内にトレンチを形成する工程と、
前記トレンチの内側に、前記トレンチの側部および底部に沿ってゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜の表面に沿って第1の導電体を形成する工程と、
活性領域に相当する領域において前記第1の導電体を前記トレンチの側面にのみ残るようにエッチバックする工程と、
前記ドリフト領域内に第1導電型のベース領域を形成する工程と、
前記トレンチの外側の前記ベース領域内に第2導電型のソース領域を形成する工程と、
前記第1の導電体の内側に層間絶縁膜を形成し、活性領域に相当する領域において前記層間絶縁膜の底部を選択的に除去して前記トレンチの底部に第2導電型のドレイン領域を形成する工程と、
前記トレンチ内に、前記ドレイン領域に電気的に接続する第2の導電体を設ける工程と、
を含み、
活性領域に相当する領域において前記第1の導電体を前記トレンチの側面にのみ残るようにエッチバックする際に、前記第1の導電体を前記半導体基板表面より低い位置にのみ残るようにオーバーエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記ドリフト領域、前記ベース領域および前記トレンチを、共通のマスクを用いて形成することを特徴とする請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ドリフト領域および前記トレンチを、共通のマスクを用いて形成することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板表面に層間絶縁膜をさらに形成し、その層間絶縁膜にコンタクトホールを開口して、前記第1の導電体に電気的に接続するゲート電極、前記第2の導電体に電気的に接続するドレイン電極、および前記ソース領域に電気的に接続するソース電極を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項10〜14のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記トレンチを形成した後、前記ゲート絶縁膜を形成する前に、
熱酸化法により酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜をケミカルドライエッチャによりエッチングして、トレンチ底部のコーナ部に酸化膜を残す工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項3、4、10〜15のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記トレンチを形成した後、前記ゲート絶縁膜を形成する前に、
CVD法により酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜をケミカルドライエッチャによりエッチングして、トレンチ底部のコーナ部に酸化膜を残す工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項3、4、10〜15のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。 - ケミカルドライエッチャによりエッチングする際の、O2の流量をxとし、CF4の流量をyとすると、2x−y≧270であることを特徴とする請求項16または17に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記トレンチを形成した後、前記ゲート絶縁膜を形成する前に、
熱酸化法により酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜をウェットエッチングして、トレンチ底部のコーナ部に酸化膜を残す工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項3、4、10〜15のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記トレンチを形成した後、前記ゲート絶縁膜を形成する前に、
CVD法により酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜をウェットエッチングして、トレンチ底部のコーナ部に酸化膜を残す工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項3、4、10〜15のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
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US6858500B2 (en) * | 2002-01-16 | 2005-02-22 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and its manufacturing method |
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US6878475B2 (en) * | 2002-11-22 | 2005-04-12 | T/J Technologies, Inc. | Membrane for fuel cell, and fuel cell incorporating that membrane |
DE10326523A1 (de) * | 2003-06-12 | 2005-01-13 | Infineon Technologies Ag | Feldeffekttransistor, insbesondere doppelt diffundierter Feldeffekttransistor, sowie Herstellungsverfahren |
CN100539184C (zh) * | 2004-02-16 | 2009-09-09 | 富士电机电子技术株式会社 | 双方向元件及其制造方法、半导体装置 |
JP2005322723A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP4867157B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2012-02-01 | ソニー株式会社 | 高周波トランジスタの設計方法、および、マルチフィンガーゲートを有する高周波トランジスタ |
US20070032029A1 (en) * | 2005-04-19 | 2007-02-08 | Rensselaer Polytechnic Institute | Lateral trench power MOSFET with reduced gate-to-drain capacitance |
JP5157164B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2013-03-06 | 富士電機株式会社 | 半導体装置、バッテリー保護回路およびバッテリーパック |
JP2009206268A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置及びその製造方法 |
JP6078390B2 (ja) * | 2013-03-25 | 2017-02-08 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
CN104538446B (zh) * | 2014-12-23 | 2017-09-22 | 电子科技大学 | 一种双向mos型器件及其制造方法 |
WO2016101134A1 (zh) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | 电子科技大学 | 一种双向mos型器件及其制造方法 |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05102481A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体装置 |
JPH08181313A (ja) * | 1994-10-25 | 1996-07-12 | Fuji Electric Co Ltd | 横型トレンチmisfetおよびその製造方法 |
JPH11354793A (ja) * | 1998-06-10 | 1999-12-24 | Motorola Kk | 半導体装置の製造方法 |
JP4228594B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2009-02-25 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5122848A (en) * | 1991-04-08 | 1992-06-16 | Micron Technology, Inc. | Insulated-gate vertical field-effect transistor with high current drive and minimum overlap capacitance |
US5410170A (en) * | 1993-04-14 | 1995-04-25 | Siliconix Incorporated | DMOS power transistors with reduced number of contacts using integrated body-source connections |
US5963800A (en) * | 1995-06-16 | 1999-10-05 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum (Imec Vzw) | CMOS integration process having vertical channel |
US6316807B1 (en) * | 1997-12-05 | 2001-11-13 | Naoto Fujishima | Low on-resistance trench lateral MISFET with better switching characteristics and method for manufacturing same |
DE19845003C1 (de) | 1998-09-30 | 2000-02-10 | Siemens Ag | Vertikaler Feldeffekttransistor mit innenliegendem ringförmigen Gate und Herstellverfahren |
US6545316B1 (en) * | 2000-06-23 | 2003-04-08 | Silicon Wireless Corporation | MOSFET devices having linear transfer characteristics when operating in velocity saturation mode and methods of forming and operating same |
JP3356162B2 (ja) * | 1999-10-19 | 2002-12-09 | 株式会社デンソー | 半導体装置及びその製造方法 |
US6355944B1 (en) * | 1999-12-21 | 2002-03-12 | Philips Electronics North America Corporation | Silicon carbide LMOSFET with gate reach-through protection |
JP3531613B2 (ja) * | 2001-02-06 | 2004-05-31 | 株式会社デンソー | トレンチゲート型半導体装置及びその製造方法 |
JP4797265B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2011-10-19 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05102481A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-23 | Nissan Motor Co Ltd | 半導体装置 |
JPH08181313A (ja) * | 1994-10-25 | 1996-07-12 | Fuji Electric Co Ltd | 横型トレンチmisfetおよびその製造方法 |
JPH11354793A (ja) * | 1998-06-10 | 1999-12-24 | Motorola Kk | 半導体装置の製造方法 |
JP4228594B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2009-02-25 | 富士電機デバイステクノロジー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Non-Patent Citations (1)
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JPN7008003287; Naoto Fujishima, C. Andre T.Salama: 'A Trench lateral power MOSFET using self-aligned trench bottom contact holes' 1997 International Electron Devices Meeting Technical Digest , 1997, P.359-362, IEEE * |
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