JP2008543046A - Trench-type metal oxide semiconductor field effect transistor - Google Patents

Trench-type metal oxide semiconductor field effect transistor Download PDF

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Abstract

ストライプセル型又はクローズドセル型のトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)を提供する。ストライプセル型又はクローズドセル型のTMOSFETは、ソース領域、ソース領域の上方に配置されたボディ領域、ボディ領域の上方に配置されたドリフト領域、ドリフト領域の上方に配置されたドレイン領域を有する。ゲート領域はソース領域の上方に、ボディ領域に隣接して配置されている。ゲート絶縁体領域がゲート領域を、ソース領域、ボディ領域、ドリフト領域及びドレイン領域から電気的に絶縁している。ボディ領域はソース領域に電気的に結合されている。  A trench cell type or closed cell type trench type metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) is provided. A stripe cell type or closed cell type TMOSFET has a source region, a body region disposed above the source region, a drift region disposed above the body region, and a drain region disposed above the drift region. The gate region is disposed above the source region and adjacent to the body region. A gate insulator region electrically insulates the gate region from the source region, body region, drift region and drain region. The body region is electrically coupled to the source region.

Description

本発明の実施形態は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)に関し、より具体的には、トレンチゲート構造を有する縦型MOSFETデバイスに関する。ドレイン側ゲートのトレンチ型MOSFET(TMOSFET)が説明される。   Embodiments of the present invention relate to metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs), and more specifically to vertical MOSFET devices having a trench gate structure. A drain side gate trench MOSFET (TMOSFET) is described.

図1を参照するに、従来技術に従ったストライプ型トレンチを有するTMOSFET100の斜視断面図が示されている。このストライプ型TMOSFET100は、複数のソースコンタクト110、複数のソース領域115、複数のゲート領域120、複数のゲート絶縁体領域125、複数のボディ領域130、ドレイン領域135、140、及びドレインコンタクト145を有している。ドレイン領域135、140は、必要に応じて、第1ドレイン部分140及び第2ドレイン部分135を含んでいる。   Referring to FIG. 1, a perspective cross-sectional view of a TMOSFET 100 having a striped trench according to the prior art is shown. The striped TMOSFET 100 includes a plurality of source contacts 110, a plurality of source regions 115, a plurality of gate regions 120, a plurality of gate insulator regions 125, a plurality of body regions 130, drain regions 135 and 140, and a drain contact 145. is doing. The drain regions 135 and 140 include a first drain portion 140 and a second drain portion 135 as required.

ボディ領域130はドレイン領域135、140の上方に配置されている。ソース領域115、ゲート領域120及びゲート絶縁体領域125は、ボディ領域130内に配置されている。ゲート領域120及びゲート絶縁体領域125は平行な細長い構造として形成されている。ゲート絶縁体領域125はゲート領域120を囲んでいる。故に、ゲート領域120はゲート絶縁体領域125によって周囲の領域から電気的に絶縁されている。ゲート領域群120はデバイス100の共通ゲートを形成するように結合されている。ソース領域群115は、デバイス100の共通ソースを形成するように、ソースコンタクト110によって結合されている。ソースコンタクト110は複数の個別のソースコンタクト110として図示されているが、認識されるように、ソースコンタクト110は全てのソース領域115を結合させる単一の導電層として設けられ得る。ソースコンタクト110はまた、ソース領域115をボディ領域130に結合させている。   Body region 130 is arranged above drain regions 135 and 140. The source region 115, the gate region 120, and the gate insulator region 125 are disposed in the body region 130. The gate region 120 and the gate insulator region 125 are formed as parallel elongated structures. Gate insulator region 125 surrounds gate region 120. Therefore, the gate region 120 is electrically isolated from the surrounding region by the gate insulator region 125. Gate region group 120 is coupled to form a common gate for device 100. Source region group 115 is coupled by source contact 110 to form a common source for device 100. Although source contact 110 is illustrated as a plurality of individual source contacts 110, it will be appreciated that source contact 110 may be provided as a single conductive layer that couples all source regions 115. Source contact 110 also couples source region 115 to body region 130.

ソース領域115及びドレイン領域140は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。ボディ領域130は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、p型ドープされた(P型)半導体である。ゲート領域120は、例えばリンでドープされたポリシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。ゲート絶縁体領域125は例えば二酸化シリコン等の絶縁体である。   Source region 115 and drain region 140 are highly n-type doped (N +) semiconductors, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The body region 130 is a p-type doped (P-type) semiconductor, such as silicon doped with boron. The gate region 120 is a heavily n-type doped (N +) semiconductor, such as polysilicon doped with phosphorus. The gate insulator region 125 is an insulator such as silicon dioxide.

ソース領域115に対するゲート領域120の電位がデバイス100の閾値電圧より高くされると、導電性のチャネルがボディ領域130内でゲート絶縁体領域125の外周に沿って発生させられる。そして、ストライプ型TMOSFET100はドレイン領域140とソース領域115との間で電流を導通することになる。従って、デバイス100はオン状態になる。   When the potential of the gate region 120 relative to the source region 115 is raised above the threshold voltage of the device 100, a conductive channel is generated along the outer periphery of the gate insulator region 125 in the body region 130. The stripe TMOSFET 100 conducts current between the drain region 140 and the source region 115. Therefore, the device 100 is turned on.

ゲート領域120の電位が閾値電圧より低くされると、チャネルはもはや発生させられない。その結果、ドレイン領域140とソース領域115との間に印加された電圧は、それらの間に電流を流さなくなる。従って、デバイス100はオフ状態になり、ボディ領域130とドレイン領域140とによって形成される接合がソース−ドレイン間への印加電圧を支える。   When the potential of the gate region 120 is lowered below the threshold voltage, the channel is no longer generated. As a result, the voltage applied between the drain region 140 and the source region 115 does not pass current between them. Therefore, the device 100 is turned off, and the junction formed by the body region 130 and the drain region 140 supports the applied voltage between the source and the drain.

ドレイン領域135、140が第1ドレイン部分140上に配置された第2ドレイン部分135を有する場合、ドレイン領域の第2部分135は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、低濃度にn型ドープされた(N−型)半導体であり、ドレイン領域の第1部分140は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。低濃度にn型ドープされた(N−型の)ドレイン領域の第2部分135は、ボディ領域130とドレイン領域の第2部分135との双方の内部に拡がる空乏領域をもたらし、それによりパンチスルー効果が抑制される。従って、低濃度にn型ドープされた(N−型の)ドレイン領域の第2部分135は、ストライプ型TMOSFET100の耐圧を高める働きをする。   When the drain regions 135, 140 have a second drain portion 135 disposed on the first drain portion 140, the second portion 135 of the drain region is n lightly doped, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The first portion 140 of the drain region is a highly n-type doped (N +) semiconductor, such as silicon doped with phosphorus or arsenic, for example. The second portion 135 of the lightly n-doped (N-type) drain region provides a depletion region that extends into both the body region 130 and the second portion 135 of the drain region, thereby punch-through. The effect is suppressed. Accordingly, the second portion 135 of the lightly doped n-type (N− type) drain region serves to increase the breakdown voltage of the stripe TMOSFET 100.

ストライプ型TMOSFET100のチャネル幅は、複数のソース領域115の長さの関数である。故に、ストライプ型TMOSFET100は大きいチャネル幅対長さ比をもたらす。従って、ストライプ型TMOSFETは、例えばパルス幅変調(PWM)式の電圧調整器におけるスイッチング素子などの、パワーMOSFET用途に有利に利用され得るものである。   The channel width of the striped TMOSFET 100 is a function of the length of the plurality of source regions 115. Therefore, the striped TMOSFET 100 provides a large channel width to length ratio. Therefore, the striped TMOSFET can be advantageously used for power MOSFET applications such as a switching element in a pulse width modulation (PWM) voltage regulator.

図2を参照するに、従来技術に従ったクローズドセル(closed cell)型のトレンチを有するTMOSFET200の斜視断面図が示されている。このクローズドセル型TMOSFET200は、複数のソースコンタクト210、複数のソース領域215、ゲート領域220、ゲート絶縁体領域225、複数のボディ領域230、ドレイン領域235、240、及びドレインコンタクト245を有している。ドレイン領域235、240は、必要に応じて、第1ドレイン部分240及び第2ドレイン部分235を含んでいる。   Referring to FIG. 2, a perspective cross-sectional view of a TMOSFET 200 having a closed cell type trench according to the prior art is shown. The closed cell type TMOSFET 200 includes a plurality of source contacts 210, a plurality of source regions 215, a gate region 220, a gate insulator region 225, a plurality of body regions 230, drain regions 235 and 240, and a drain contact 245. . The drain regions 235 and 240 include a first drain portion 240 and a second drain portion 235 as necessary.

ボディ領域230、ソース領域215、ゲート領域220及びゲート絶縁体領域225は、ドレイン領域235、240の上方に配置されている。ゲート領域220及びゲート絶縁体領域225の第1部分は実質的に平行な細長い構造221として形成されている。ゲート領域220及びゲート絶縁体領域225の第2部分は、実質的に垂直な、平行な細長い構造222として形成されている。ゲート領域220の第1部分及び第2部分は、全てが相互に接続されており、複数のセルを形成している。ボディ領域230はゲート領域220によって形成された複数のセル内に配置されている。   The body region 230, the source region 215, the gate region 220, and the gate insulator region 225 are disposed above the drain regions 235 and 240. The first portions of the gate region 220 and the gate insulator region 225 are formed as elongated structures 221 that are substantially parallel. The second portion of the gate region 220 and the gate insulator region 225 is formed as a substantially vertical, parallel elongated structure 222. The first portion and the second portion of the gate region 220 are all connected to each other to form a plurality of cells. Body region 230 is disposed in a plurality of cells formed by gate region 220.

ゲート絶縁体領域225はゲート領域220を囲んでいる。故に、ゲート領域220はゲート絶縁体領域225によって周囲の領域から電気的に絶縁されている。ソース領域215は、ゲート絶縁体領域225の外周に沿って複数のセル内に配置されている。   A gate insulator region 225 surrounds the gate region 220. Thus, the gate region 220 is electrically isolated from the surrounding region by the gate insulator region 225. The source region 215 is disposed in the plurality of cells along the outer periphery of the gate insulator region 225.

ソース領域群215は、デバイス200の共通ソースを形成するように、ソースコンタクト210によって結合されている。ソースコンタクト210は複数の個別のソースコンタクト210として図示されているが、認識されるように、ソースコンタクト210は、各々のストリップが複数のソース領域215を結合させる複数の導電性ストリップや、全てのソース領域215を結合させる単一の導電層などとして設けられ得る。ソースコンタクト210はまた、ソース領域215をボディ領域230に結合させている。   Source region group 215 is coupled by source contact 210 to form a common source for device 200. Although source contact 210 is illustrated as a plurality of individual source contacts 210, as will be appreciated, source contact 210 may include a plurality of conductive strips, each strip joining a plurality of source regions 215, or all It may be provided as a single conductive layer or the like that couples the source region 215. Source contact 210 also couples source region 215 to body region 230.

ソース領域215及びドレイン領域240は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。ボディ領域230は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、p型ドープされた(P型)半導体である。ゲート領域220は、例えばリンでドープされたポリシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。ゲート絶縁体領域225は例えば二酸化シリコン等の絶縁体である。   Source region 215 and drain region 240 are highly n-type doped (N +) semiconductors, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The body region 230 is a p-type doped (P-type) semiconductor, such as silicon doped with boron. The gate region 220 is a highly n-doped (N +) semiconductor, such as polysilicon doped with phosphorus. The gate insulator region 225 is an insulator such as silicon dioxide.

ソース領域215に対するゲート領域220の電位がデバイス200の閾値電圧より高くされると、導電性のチャネルがボディ領域230内でゲート絶縁体領域225の外周に沿って発生させられる。そして、デバイス200はドレイン領域240とソース領域215との間で電流を導通することになる。従って、デバイス200はオン状態になる。   When the potential of the gate region 220 relative to the source region 215 is raised above the threshold voltage of the device 200, a conductive channel is generated in the body region 230 along the outer periphery of the gate insulator region 225. Device 200 then conducts current between drain region 240 and source region 215. Therefore, the device 200 is turned on.

ゲート領域220の電位が閾値電圧より低くされると、チャネルはもはや発生させられない。その結果、ドレイン領域240とソース領域215との間に印加された電圧は、それらの間に電流を流さなくなる。従って、デバイス200はオフ状態になり、ボディ領域230とドレイン領域240とによって形成される接合がソース−ドレイン間への印加電圧を支える。   When the potential of the gate region 220 is lowered below the threshold voltage, the channel is no longer generated. As a result, the voltage applied between the drain region 240 and the source region 215 does not pass current between them. Therefore, the device 200 is turned off, and the junction formed by the body region 230 and the drain region 240 supports the applied voltage between the source and the drain.

ドレイン領域235、240が第1ドレイン部分240上に配置された第2ドレイン部分235を有する場合、ドレイン領域の第2部分235は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、低濃度にn型ドープされた(N−型)半導体であり、ドレイン領域の第1部分240は、例えばリンでドープされたシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。低濃度にn型ドープされた(N−型の)ドレイン領域の第2部分235は、ボディ領域230とドレイン領域の第2部分235との双方の内部に拡がる空乏領域をもたらし、それによりパンチスルー効果が抑制される。従って、低濃度にn型ドープされた(N−型の)ドレイン領域の第2部分235は、クローズドセル型TMOSFET200の耐圧を高める働きをする。   If the drain regions 235, 240 have a second drain portion 235 disposed on the first drain portion 240, the second portion 235 of the drain region is n lightly doped, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The first portion 240 of the drain region is a highly n-type doped (N +) semiconductor, such as silicon doped with phosphorus, for example. The second portion 235 of the lightly n-doped (N-type) drain region provides a depletion region extending within both the body region 230 and the second portion 235 of the drain region, thereby punch-through. The effect is suppressed. Therefore, the second portion 235 of the lightly doped n-type (N− type) drain region serves to increase the breakdown voltage of the closed cell TMOSFET 200.

クローズドセル型TMOSFET200のチャネル幅は、ソース領域群215の幅の合計値の関数である。故に、クローズドセル型TMOSFET200はチャネル領域の幅を、ストライプ型TMOSFET100と比較して、幾何学的に有利に増大させる。従って、クローズドセル型TMOSFET200はストライプ型TMOSFET100と比較して低いチャネル抵抗(例えば、オン抵抗)を有する。この低いチャネル抵抗は、クローズドセル型TMOSFET200内で消散される電力を、ストライプ型TMOSFET100内で消散される電力より小さくする。   The channel width of the closed cell type TMOSFET 200 is a function of the total width of the source region group 215. Therefore, the closed cell type TMOSFET 200 increases the width of the channel region in a geometrically advantageous manner as compared with the stripe type TMOSFET 100. Therefore, the closed cell type TMOSFET 200 has a lower channel resistance (for example, on-resistance) than the stripe type TMOSFET 100. This low channel resistance makes the power dissipated in the closed cell TMOSFET 200 less than the power dissipated in the striped TMOSFET 100.

同様に、クローズドセル型TMOSFET200のゲート−ドレイン間の静電容量(以下、ゲート−ドレイン容量)は、ゲート領域220の底部とドレイン領域240とが重なり合う面積の関数である。従って、クローズドセル型TMOSFET200の構造は、ストライプ型TMOSFET100と比較して大きいゲート−ドレイン容量を有するという問題を有する。ストライプ型TMOSFET100と比較して大きいゲート−ドレイン容量は、クローズドセル型TMOSFET200のスイッチング速度を制限してしまう。   Similarly, the gate-drain capacitance (hereinafter referred to as gate-drain capacitance) of the closed cell type TMOSFET 200 is a function of the area where the bottom of the gate region 220 and the drain region 240 overlap. Therefore, the structure of the closed cell type TMOSFET 200 has a problem in that it has a larger gate-drain capacity than the stripe type TMOSFET 100. A large gate-drain capacitance compared to the striped TMOSFET 100 limits the switching speed of the closed cell TMOSFET 200.

本発明の実施形態は、従来と同等のオン抵抗を有しながら、ゲート−ドレイン容量が低減された、ストライプセル型又はクローズドセル型のトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)を提供することを目的とする。   Embodiments of the present invention provide a stripe-cell or closed-cell trench-type metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) having a reduced gate-drain capacitance while having an on-resistance equivalent to that of the prior art. For the purpose.

本発明の実施形態に従って提供されるトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)は、ゲート領域とドレイン領域とを同じ面の側に有する一方で、ソース領域が反対の面の側に配置されている。   A trench-type metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) provided in accordance with an embodiment of the present invention has a gate region and a drain region on the same side, while a source region is disposed on the opposite side. ing.

また、本発明の実施形態に従って提供されるストライプセル型又はクローズドセル型のTMOSFETは、ソース領域、ソース領域の上方に配置されたボディ領域、ボディ領域の上方に配置されたドリフト領域、ドリフト領域の上方に配置されたドレイン領域を有する。ゲート領域はソース領域の上方に、ボディ領域に隣接して配置されている。ゲート絶縁体領域がゲート領域を、ソース領域、ボディ領域、ドリフト領域及びドレイン領域から電気的に絶縁している。ボディ領域はソース領域に電気的に結合されている。   A stripe cell type or closed cell type TMOSFET provided according to an embodiment of the present invention includes a source region, a body region disposed above the source region, a drift region disposed above the body region, and a drift region. A drain region is disposed above. The gate region is disposed above the source region and adjacent to the body region. A gate insulator region electrically insulates the gate region from the source region, body region, drift region and drain region. The body region is electrically coupled to the source region.

また、本発明の実施形態に従って提供されるストライプ型又はクローズドセル型TMOSFETの製造方法は、n型ドープされたシリコン基板上にp型ドープされたエピタキシャルシリコン層を成長させる工程、及びこのp型ドープされたシリコン層上にn型ドープされたエピタキシャルシリコン層を成長させる工程を有する。一組のトレンチを形成するように、これらエピタキシャル成長されたシリコン層と基板の一部とが選択的にエッチングされる。ゲート酸化物領域を形成するように、トレンチに隣接するシリコンが酸化される。トレンチの第1の部分はポリシリコンで充填され、トレンチの残りの部分は誘電体で充填される。ドリフト領域とドレイン領域とを形成するようにN型不純物が注入される。NチャネルMOSFETのボディ領域を形成するようにP型不純物が注入される。   In addition, a method of manufacturing a stripe-type or closed-cell type TMOSFET provided according to an embodiment of the present invention includes growing a p-type doped epitaxial silicon layer on an n-type doped silicon substrate, and the p-type doping. And growing an n-type doped epitaxial silicon layer on the formed silicon layer. These epitaxially grown silicon layers and a portion of the substrate are selectively etched to form a set of trenches. The silicon adjacent to the trench is oxidized to form a gate oxide region. The first portion of the trench is filled with polysilicon and the remaining portion of the trench is filled with dielectric. N-type impurities are implanted so as to form a drift region and a drain region. P-type impurities are implanted so as to form the body region of the N-channel MOSFET.

本発明は、添付図面に示された図によって、限定としてではなく例として説明される。図面において、似通った参照符号は同様の要素を参照するものとする。   The invention is illustrated by way of example and not limitation by the figures shown in the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to similar elements.

続いて、添付の図面に例が示された本発明の実施形態を詳細に参照する。本発明はこれらの実施形態との関連で説明されるが、理解されるように、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明は、対照的に、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲に含まれる変更、改良及び均等物を包含するものである。また、以下の発明の詳細な説明において、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的詳細事項が説明される。しかしながら、理解されるように、本発明はこれらの具体的詳細事項を用いずに実施され得るものである。また、本発明の態様をいたずらに不明瞭にしないよう、周知の方法、手順、構成要素及び回路については詳細には説明しないこととする。   Reference will now be made in detail to embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. While the invention will be described in connection with these embodiments, it will be understood that the invention is not limited to these embodiments. The invention, on the contrary, is intended to cover modifications, improvements and equivalents falling within the scope of the invention as defined by the appended claims. In the following detailed description of the invention, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be understood that the invention may be practiced without these specific details. In other instances, well known methods, procedures, components, and circuits have not been described in detail as not to unnecessarily obscure aspects of the present invention.

図3を参照するに、本発明の一実施形態に従ったストライプセル型のトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)300の斜視断面図が示されている。ストライプセル型TMOSFET300は、ソースコンタクト310、ソース領域315、複数のゲート領域320、複数のゲート絶縁体領域325、複数のボディ領域330、複数のドリフト領域335、複数のドレイン領域340、及びドレインコンタクト345を有している。このストライプ型TMOSFET300は更に、第1のソース−ボディコンタクト領域350、第2のソース−ボディコンタクト領域355、及びソース−ボディコンタクト絶縁体領域360を有していてもよい。   Referring to FIG. 3, a perspective cross-sectional view of a stripe cell type trench type metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) 300 according to an embodiment of the present invention is shown. The stripe cell type TMOSFET 300 includes a source contact 310, a source region 315, a plurality of gate regions 320, a plurality of gate insulator regions 325, a plurality of body regions 330, a plurality of drift regions 335, a plurality of drain regions 340, and a drain contact 345. have. The striped TMOSFET 300 may further include a first source-body contact region 350, a second source-body contact region 355, and a source-body contact insulator region 360.

複数のゲート領域320、複数のゲート絶縁体領域325、複数のボディ領域330、複数のドリフト領域335、及び複数のドレイン領域340は、ソース領域315の上方に配置されている。ゲート領域320及びゲート絶縁体領域325は実質的に平行な細長い構造として形成されている。ボディ領域330は、ソース領域315の上方で、ゲート領域320とゲート絶縁体領域325とによって形成された平行な細長構造群の間に配置されている。ドリフト領域335は、ボディ領域330の上方で、ゲート領域320とゲート絶縁体領域325とによって形成された平行な細長構造群の間に配置されている。ドレイン領域340は、ドリフト領域335の上方で、ゲート領域320とゲート絶縁体領域325とによって形成された平行な細長構造群の間に配置されている。   The plurality of gate regions 320, the plurality of gate insulator regions 325, the plurality of body regions 330, the plurality of drift regions 335, and the plurality of drain regions 340 are disposed above the source region 315. The gate region 320 and the gate insulator region 325 are formed as substantially parallel elongated structures. The body region 330 is disposed between the parallel elongated structures formed by the gate region 320 and the gate insulator region 325 above the source region 315. Drift region 335 is disposed above body region 330 and between parallel elongated structures formed by gate region 320 and gate insulator region 325. Drain region 340 is disposed above drift region 335 and between parallel elongated structures formed by gate region 320 and gate insulator region 325.

ゲート領域320は対応するゲート絶縁体領域325に囲まれている。故に、ゲート領域320はゲート絶縁体領域325によって周囲の領域(例えば、ソース領域315、ボディ領域330、ドリフト領域335、ドレイン領域340及びドレインコンタクト345)から電気的に絶縁されている。図示されていないが、ゲート領域群320は(例えば、このデバイスの外周領域でゲートコンタクトによって)互いに接続されている。複数のドレイン領域340は、デバイスの共通ドレインを形成するように、ドレインコンタクト345によって結合されている。以上の説明から認識されるように、このストライプ型TMOSFET300はゲート領域320及びドレイン領域340を実質的に同じ面の側に有している。   Gate region 320 is surrounded by a corresponding gate insulator region 325. Thus, the gate region 320 is electrically isolated from the surrounding regions (eg, source region 315, body region 330, drift region 335, drain region 340, and drain contact 345) by the gate insulator region 325. Although not shown, the gate region groups 320 are connected to each other (eg, by gate contacts in the peripheral region of the device). The plurality of drain regions 340 are coupled by drain contacts 345 to form a common drain for the device. As can be recognized from the above description, the stripe-type TMOSFET 300 has the gate region 320 and the drain region 340 on substantially the same side.

一実施例において、ソース領域315及びドレイン領域340は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。ボディ領域330は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、p型ドープされた(P型)半導体である。ドリフト領域335は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、低濃度にn型ドープされた(N−型)半導体である。ゲート領域320は、例えばリン若しくはヒ素でドープされたポリシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体、又は例えばボロンでドープされたポリシリコン等の、高濃度にp型ドープされた(P+型)半導体である。ゲート絶縁体領域325は例えば二酸化シリコン等の酸化物である。   In one embodiment, source region 315 and drain region 340 are heavily n-type doped (N +) semiconductors, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The body region 330 is a p-type doped (P-type) semiconductor, such as silicon doped with boron. The drift region 335 is a lightly n-type doped (N-type) semiconductor, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The gate region 320 is heavily n-doped (N +) semiconductor, such as phosphorous or arsenic doped polysilicon, or heavily p-doped, such as boron doped polysilicon. (P + type) semiconductor. The gate insulator region 325 is an oxide such as silicon dioxide.

他の一実施例においては、ソース領域315及びドレイン領域340は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、高濃度にp型ドープされた(P+型)半導体である。ボディ領域330は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、低濃度にn型ドープされた(N−型)半導体である。ドリフト領域335は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、低濃度にp型ドープされた(P−型)半導体である。ゲート領域320は、例えばリン若しくはヒ素でドープされたポリシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体、又は例えばボロンでドープされたポリシリコン等の、高濃度にp型ドープされた(P+型)半導体である。ゲート絶縁体領域325は例えば二酸化シリコン等の酸化物である。   In another embodiment, source region 315 and drain region 340 are heavily p-doped (P +) semiconductors, such as silicon doped with boron. The body region 330 is a lightly n-type doped (N-type) semiconductor, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The drift region 335 is a lightly p-type doped (P-type) semiconductor, such as silicon doped with boron. The gate region 320 is heavily n-doped (N +) semiconductor, such as phosphorous or arsenic doped polysilicon, or heavily p-doped, such as boron doped polysilicon. (P + type) semiconductor. The gate insulator region 325 is an oxide such as silicon dioxide.

ボディ領域330はソース領域315に電気的に結合されている。一実施例において、ボディ領域330は第1及び第2のソース−ボディコンタクト領域350、355によってソース領域315に結合されている。第2のソース−ボディコンタクト領域355は例えばタングステンシリサイド等のシリサイドである。第1のソース−ボディコンタクト領域350は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、高濃度にp型ドープされた(P+型)半導体である。ソース−ボディコンタクト領域350、355はソース−ボディコンタクト絶縁体領域360によって周囲の領域(例えば、ドリフト領域335)から電気的に絶縁されている。一実施例において、ソース−ボディコンタクト絶縁体領域360は例えば二酸化シリコン等の酸化物である。他の一実施例においては、ソース−ボディコンタクト絶縁体領域360は、p型ドープされたポリシリコン、窒化シリコン等であってもよい。   Body region 330 is electrically coupled to source region 315. In one embodiment, body region 330 is coupled to source region 315 by first and second source-body contact regions 350,355. The second source-body contact region 355 is a silicide such as tungsten silicide. The first source-body contact region 350 is a heavily p-doped (P +) semiconductor, such as silicon doped with boron. Source-body contact regions 350, 355 are electrically isolated from surrounding regions (eg, drift region 335) by source-body contact insulator region 360. In one embodiment, the source-body contact insulator region 360 is an oxide such as silicon dioxide. In another embodiment, the source-body contact insulator region 360 may be p-type doped polysilicon, silicon nitride, or the like.

ソース領域315に対するゲート領域320の電位がデバイス300の閾値電圧より高くされると、導電性のチャネルがボディ領域330内でゲート絶縁体領域325の外周に沿って発生させられる。そして、デバイス300は複数のドレイン領域340とソース領域315との間で電流を導通することになる。従って、デバイス300はオン状態になる。複数のゲート領域320の電位が閾値電圧より低くされると、チャネルはもはや発生させられない。その結果、複数のドレイン領域340とソース領域315との間に印加された電圧は、それらの間に電流を流さなくなる。従って、デバイス300はオフ状態になり、ボディ領域330とドリフト領域335とによって形成される接合が、ソース領域315とドレイン領域340との間に印加された電圧を支える。   When the potential of the gate region 320 relative to the source region 315 is raised above the threshold voltage of the device 300, a conductive channel is generated along the outer periphery of the gate insulator region 325 in the body region 330. The device 300 then conducts current between the plurality of drain regions 340 and the source region 315. Therefore, the device 300 is turned on. When the potential of the plurality of gate regions 320 is lowered below the threshold voltage, the channel is no longer generated. As a result, the voltage applied between the plurality of drain regions 340 and the source region 315 does not pass current between them. Accordingly, the device 300 is turned off and the junction formed by the body region 330 and the drift region 335 supports the voltage applied between the source region 315 and the drain region 340.

チャネル幅は、ドレイン領域群340の長さの合計値の関数である。故に、チャネル領域の幅は、従来のストライプセル型TMOSFET100の場合と実質的に等しい。従って、デバイス300のオン抵抗(Rds-on)は従来のストライプセル型TMOSFET100のそれと実質的に等しい。   The channel width is a function of the total length of the drain region group 340. Therefore, the width of the channel region is substantially equal to that of the conventional stripe cell type TMOSFET 100. Therefore, the on-resistance (Rds-on) of the device 300 is substantially equal to that of the conventional stripe cell type TMOSFET 100.

従来のストライプセル型TMOSFETにおいては、ダイ上のソースを外部デバイスに接続するためにリード線が用いられている。ソースのリード線は、従来のストライプセル型TMOSFET100における実効的なソースインダクタンスを増大させる。本発明に係るストライプセル型TMOSFET300のソースは、PCB又は従来のストライプセル型TMOSFETに直接的に接続され得る(例えば、ソースコンタクトがダイの底面を覆っており、それがPCB等にウェーブソルダーではんだ付けされ得る)。ソースのリード線は削除されることができ、故に、実効的なソースインダクタンスが低減される。   In conventional stripe cell type TMOSFETs, lead wires are used to connect the source on the die to an external device. The source leads increase the effective source inductance in the conventional stripe cell TMOSFET 100. The source of the stripe cell type TMOSFET 300 according to the present invention can be directly connected to a PCB or a conventional stripe cell type TMOSFET (for example, the source contact covers the bottom surface of the die, which is soldered to the PCB or the like with a wave solder) Can be attached). The source lead can be eliminated, thus reducing the effective source inductance.

ストライプセル型TMOSFET300は、ゲート領域320がドレイン領域340と重ならないように製造され得る。故に、ゲート領域320とドレイン領域340との離隔間隔が増大される。従って、ゲート−ドレイン容量(Cgd)が従来のストライプセル型TMOSFET100と比較して実質的に低減され得る。例えば、一実施例において、ゲート領域は実質的にボディ領域と重なり、ドリフト領域又はドレイン領域とは実質的に重ならない。   The stripe cell type TMOSFET 300 can be manufactured such that the gate region 320 does not overlap the drain region 340. Therefore, the separation distance between the gate region 320 and the drain region 340 is increased. Accordingly, the gate-drain capacitance (Cgd) can be substantially reduced as compared with the conventional stripe cell type TMOSFET 100. For example, in one embodiment, the gate region substantially overlaps the body region and does not substantially overlap the drift region or drain region.

さらに、ストライプセル型TMOSFET300は、ゲート領域320のソース領域315との重なりの結果として、比較的大きいゲート−ソース容量(Cgs)を有する。故に、本発明に係るストライプセル型TMOSFET300のゲート−ソース容量(Cgs)は、一般に、従来のストライプセル型TMOSFET100のゲート−ソース容量(Cgs)より大きい。これにより、性能指数であるゲート−ドレイン容量(Cgd)のゲート−ソース容量(Cgs)に対する比は、本発明に係るストライプセル型TMOSFET300の方が従来のストライプセル型TMOSFET100より小さい(良好な性能指数を有する)。これまた認識されるように、ゲート−ドレイン容量(Cgd)のゲート−ソース容量(Cgs)に対する比は、ソース領域315に近接するゲート酸化物領域325の部分及び/又はドレイン領域340に近接するゲート絶縁体領域325の部分の厚さを調整することによって調整されてもよい。   Furthermore, the stripe cell TMOSFET 300 has a relatively large gate-source capacitance (Cgs) as a result of the overlap of the gate region 320 with the source region 315. Therefore, the gate-source capacitance (Cgs) of the stripe cell type TMOSFET 300 according to the present invention is generally larger than the gate-source capacitance (Cgs) of the conventional stripe cell type TMOSFET 100. Accordingly, the ratio of the gate-drain capacitance (Cgd), which is a figure of merit, to the gate-source capacity (Cgs) is smaller in the stripe cell type TMOSFET 300 according to the present invention than in the conventional stripe cell type TMOSFET 100 (good figure of merit). Have). It will also be appreciated that the ratio of gate-drain capacitance (Cgd) to gate-source capacitance (Cgs) is such that the portion of the gate oxide region 325 proximate to the source region 315 and / or the gate proximate to the drain region 340. It may be adjusted by adjusting the thickness of the portion of the insulator region 325.

ゲート領域320とドリフト領域335との重なりは、デバイス300のオン状態において、導電チャネルにおける蓄積を増大させる。これにより、ゲート領域320がボディ領域330とドリフト領域335とに重なるように延在している場合、本発明に係るストライプセル型TMOSFET300のオン抵抗(Rds-on)は更に低減され得る。   The overlap of the gate region 320 and the drift region 335 increases the accumulation in the conductive channel when the device 300 is in the on state. Thus, when the gate region 320 extends so as to overlap the body region 330 and the drift region 335, the on-resistance (Rds-on) of the stripe cell type TMOSFET 300 according to the present invention can be further reduced.

続いて図4を参照するに、本発明の他の一実施形態に従ったストライプセル型のトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)400の斜視断面図が示されている。ストライプセル型TMOSFET400は、複数のスーパーソース領域365が付加された点を除いて、図3を参照して説明されたのと同一である。スーパーソース領域365は、ゲート領域320の上方に配置された実質的に平行な細長い構造として形成されている。ゲート絶縁体領域325は、スーパーソース領域365をも囲んでおり、スーパーソース領域365を周囲の領域(例えば、ゲート領域320、ボディ領域330、ドリフト領域335、ドレイン領域340、及びドレインコンタクト345)から電気的に絶縁している。   With continued reference to FIG. 4, a perspective cross-sectional view of a stripe cell type trench metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) 400 according to another embodiment of the present invention is shown. The stripe cell type TMOSFET 400 is the same as that described with reference to FIG. 3 except that a plurality of super source regions 365 are added. Super source region 365 is formed as a substantially parallel elongated structure disposed above gate region 320. The gate insulator region 325 also surrounds the super source region 365, and the super source region 365 is surrounded by surrounding regions (eg, the gate region 320, the body region 330, the drift region 335, the drain region 340, and the drain contact 345). It is electrically insulated.

図示されていないが、スーパーソース領域365は(例えば、外周領域におけるコンタクトによって)ソース領域315に電気的に結合されている。スーパーソース領域365は、オン状態での抵抗(Rds-on)を低減し且つオフ状態での耐圧を増大させるように適応される。   Although not shown, the super source region 365 is electrically coupled to the source region 315 (eg, by a contact in the outer peripheral region). The super source region 365 is adapted to reduce the resistance in the on state (Rds-on) and increase the breakdown voltage in the off state.

また、ストライプセル型構造が詳細に図示されるように、ドレインコンタクト345は実質的に切断して示されている。しかしながら、理解されるように、ドレインコンタクト345はストライプセル型TMOSFET400の中心領域の表面を覆っている。   Also, the drain contact 345 is shown substantially cut away so that the stripe cell structure is illustrated in detail. However, as will be appreciated, the drain contact 345 covers the surface of the central region of the stripe cell TMOSFET 400.

続いて図5A−5Dを参照するに、本発明の一実施形態に従ったストライプセル型のトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)を製造する方法のフロー図が示されている。本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの製造方法は、図6A−6Oにも示されている。図5A及び6Aに示されるように、このプロセスは、工程502にて、基板502’への例えば洗浄、堆積、ドーピング、エッチング等の様々な初期工程で開始される。一実施例において、基板502’はリンで高濃度にドープされた(N+型)シリコンを有している。認識されるように、半導体基板502’は実質的に、この製造プロセスの完了時にTMOSFETのソース領域を構成することになる。   With continued reference to FIGS. 5A-5D, a flow diagram of a method of manufacturing a stripe cell trench metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) in accordance with one embodiment of the present invention is shown. A method of manufacturing a striped cell TMOSFET according to an embodiment of the present invention is also illustrated in FIGS. 6A-6O. As shown in FIGS. 5A and 6A, the process begins at step 502 with various initial steps, such as cleaning, deposition, doping, etching, etc. on the substrate 502 '. In one embodiment, the substrate 502 'comprises (N +) silicon heavily doped with phosphorus. As will be appreciated, the semiconductor substrate 502 'will substantially constitute the source region of the TMOSFET upon completion of this manufacturing process.

工程504にて、基板502’上に第1半導体層504’がエピタキシャル成長される。一実施例において、第1半導体層504’はp型ドープされた(P型)シリコンから成っている。エピタキシャル成長されるシリコンは、エピタキシャル反応チャンバ内に例えばボロン等の所望の不純物を導入することによってドーピングされ得る。他の例では、第1半導体層504’のドーピングは、例えばボロン等のp型ドーパントを用いた高エネルギーインプラ(イオン注入)によって実現されてもよい。   In step 504, a first semiconductor layer 504 'is epitaxially grown on the substrate 502'. In one embodiment, the first semiconductor layer 504 'comprises p-type doped (P-type) silicon. Epitaxially grown silicon can be doped by introducing desired impurities such as boron into the epitaxial reaction chamber. In another example, the doping of the first semiconductor layer 504 'may be realized by high energy implantation (ion implantation) using a p-type dopant such as boron.

工程506にて、第1半導体層504’上に第2半導体層506’がエピタキシャル成長される。一実施例において、第2半導体層506’は低濃度にp型ドープされた(P−型)シリコンから成っている。エピタキシャル成長されるシリコンは、反応チャンバ内に例えばボロン等の所望の不純物を導入することによってドーピングされ得る。他の例では、第2半導体層506’のドーピングは、例えばボロン等のp型ドーパントを用いた高エネルギーインプラによって実現されてもよい。   In step 506, a second semiconductor layer 506 'is epitaxially grown on the first semiconductor layer 504'. In one embodiment, the second semiconductor layer 506 'comprises lightly p-doped (P-type) silicon. The epitaxially grown silicon can be doped by introducing desired impurities, such as boron, into the reaction chamber. In another example, the doping of the second semiconductor layer 506 'may be realized by high energy implantation using a p-type dopant such as boron.

必要に応じての工程508にて、第2半導体層506’上に犠牲酸化層508’が形成される。一実施例において、犠牲酸化層508’は第2半導体層506’の表面を酸化することによって形成される。工程510にて、ゲートトレンチ用レジスト層510’を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。   A sacrificial oxide layer 508 ′ is formed on the second semiconductor layer 506 ′ in step 508 as necessary. In one embodiment, the sacrificial oxide layer 508 'is formed by oxidizing the surface of the second semiconductor layer 506'. In step 510, a photoresist is deposited and patterned by any known lithographic process to form a gate trench resist layer 510 '.

工程512にて、露出された部分の犠牲酸化層508’、第2半導体層506’、第1半導体層504’、及び基板502’の一部が、何らかの周知の異方性エッチング法(例えば、ドライエッチング)によってエッチングされる。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ゲートトレンチ用レジスト層510’によって露出された犠牲酸化層508’、第2半導体層506’、第1半導体層504’及び基板502’と相互作用する。このエッチングプロセスにより、複数の第1のトレンチ512’が実質的に平行な構造として形成される。   In step 512, the exposed portions of the sacrificial oxide layer 508 ′, the second semiconductor layer 506 ′, the first semiconductor layer 504 ′, and a portion of the substrate 502 ′ are formed using any known anisotropic etching method (eg, Etching is performed by dry etching. In one embodiment, an ionic etchant interacts with the sacrificial oxide layer 508 ′, the second semiconductor layer 506 ′, the first semiconductor layer 504 ′, and the substrate 502 ′ exposed by the gate trench resist layer 510 ′. . By this etching process, a plurality of first trenches 512 'are formed as a substantially parallel structure.

工程514にて、ゲートトレンチ用レジスト層510’が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。工程516にて、複数の第1のトレンチ512’に沿って誘電体層516’が形成される。一実施例において、誘電体層516’はシリコンの露出表面を酸化して二酸化シリコン層を形成することによって形成される。トレンチ壁に沿って得られた誘電体層516’はゲート絶縁体領域の第1部分を形成する。   At step 514, the gate trench resist layer 510 'is removed using a suitable resist strip or resist ashing process. At step 516, a dielectric layer 516 'is formed along the plurality of first trenches 512'. In one embodiment, dielectric layer 516 'is formed by oxidizing the exposed surface of silicon to form a silicon dioxide layer. The resulting dielectric layer 516 'along the trench walls forms a first portion of the gate insulator region.

工程518にて、複数の第1のトレンチ512’内にポリシリコン層が堆積される。一実施例において、このポリシリコンは、例えばシラン(SiH)の分解などの方法によってトレンチ512’内に堆積される。ポリシリコンは例えばリン又はヒ素などのn型不純物でドーピングされる。このポリシリコンは堆積プロセス中に不純物を導入することによってドーピングされ得る。工程520にて、余分なポリシリコン材料を除去してゲート領域520’を形成するように、エッチバックプロセスが実行される。ポリシリコン層は、トレンチ内に該ポリシリコン層から形成されるゲート領域と、後に形成されるボディ、ドリフト及びドレイン領域との間の所望の離隔間隔/重なりが得られるようにエッチバックされる。一実施例において、余分なポリシリコンは化学機械研磨(CMP)プロセスと異方性エッチング法との組み合わせによって除去される。 At step 518, a polysilicon layer is deposited in the plurality of first trenches 512 ′. In one embodiment, the polysilicon is deposited in the trench 512 ′ by a method such as, for example, decomposition of silane (SiH 4 ). The polysilicon is doped with an n-type impurity such as phosphorus or arsenic. This polysilicon can be doped by introducing impurities during the deposition process. At step 520, an etch back process is performed to remove excess polysilicon material to form gate region 520 '. The polysilicon layer is etched back to obtain the desired spacing / overlap between the gate region formed from the polysilicon layer in the trench and the body, drift and drain regions to be formed later. In one embodiment, excess polysilicon is removed by a combination of a chemical mechanical polishing (CMP) process and an anisotropic etching method.

必要に応じて選択される一実施形態においては、ゲート領域520’上に誘電体層が形成される。一実施例において、ゲート領域512’のポリシリコンが酸化され、二酸化シリコン層が形成される。ゲート領域520’上に形成された誘電体層上に、第2のポリシリコン層が堆積される。第2のポリシリコン層からスーパーソース領域を形成するために、エッチバックプロセスがもう1度使用される。   In one embodiment selected as needed, a dielectric layer is formed over the gate region 520 '. In one embodiment, the polysilicon in the gate region 512 'is oxidized to form a silicon dioxide layer. A second polysilicon layer is deposited on the dielectric layer formed over the gate region 520 '. Another etch back process is used to form a super source region from the second polysilicon layer.

図5B及び6Eに示されるように、工程522にて、複数の第1のトレンチ512’内に誘電体層が堆積される。一実施例において、この誘電体は、例えばテトラエチルオルソシリケイト(TEOS)の分解、又は高密度プラズマ充填(HDP)等の方法によってトレンチ内に堆積される。工程524にて、余分な誘電体が除去され、ゲート絶縁体領域524’が完成される。一実施例において、余分な誘電体は化学機械研磨(CMP)プロセスによって除去される。   As shown in FIGS. 5B and 6E, at step 522, a dielectric layer is deposited in the plurality of first trenches 512 '. In one embodiment, the dielectric is deposited in the trench by a method such as, for example, tetraethylorthosilicate (TEOS) decomposition, or high density plasma filling (HDP). At step 524, excess dielectric is removed to complete the gate insulator region 524 '. In one embodiment, excess dielectric is removed by a chemical mechanical polishing (CMP) process.

工程526にて、複数の第1のトレンチ512’間にボディ領域526’を形成するようにドーピング濃度を調整するために、第1半導体層504’がp型ドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばボロン等のp型不純物527’を第1半導体層504’に注入(インプラ)する。工程528にて、注入された不純物を実質的に第1半導体層504’の深さ全体に押し込む(例えば、拡散させる)ように熱サイクルが用いられ、それにより、ボディ領域526’が形成される。工程530にて、第2半導体層506’がn型ドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばリン又はヒ素などのn型不純物531’を第2半導体層506’に注入する。工程532にて、注入された不純物を実質的に第2半導体層506’の深さ全体に押し込む(例えば、拡散させる)ように熱サイクルが用いられる。工程534にて、第2半導体層506’の上部が高濃度にn型ドープされ、複数の第1のトレンチ512’間に、第2半導体層506’の上部のドレイン領域534’と下部のドリフト領域530’とが形成される。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばリン又はヒ素などのn型不純物533’を第2半導体層506’の上部に注入する。工程536にて、所望深さのドレイン領域534’を実現するようにこの第3の注入不純物を押し込むために第3の熱サイクルが用いられてもよい。   In step 526, the first semiconductor layer 504 'is p-type doped to adjust the doping concentration to form a body region 526' between the plurality of first trenches 512 '. In one embodiment, the doping process implants (implants) a p-type impurity 527 ', such as boron, into the first semiconductor layer 504'. In step 528, a thermal cycle is used to push (eg, diffuse) the implanted impurities substantially throughout the depth of the first semiconductor layer 504 ′, thereby forming a body region 526 ′. . In step 530, the second semiconductor layer 506 'is n-doped. In one embodiment, this doping process implants an n-type impurity 531 'such as phosphorus or arsenic into the second semiconductor layer 506'. In step 532, a thermal cycle is used to push (eg, diffuse) the implanted impurities into substantially the entire depth of the second semiconductor layer 506 '. In step 534, the upper portion of the second semiconductor layer 506 ′ is heavily n-doped, and the drain region 534 ′ above the second semiconductor layer 506 ′ and the lower drift between the plurality of first trenches 512 ′. Region 530 'is formed. In one embodiment, the doping process implants an n-type impurity 533 ', such as phosphorus or arsenic, on top of the second semiconductor layer 506'. In step 536, a third thermal cycle may be used to force this third implanted impurity to achieve the desired depth of drain region 534 '.

必要に応じての工程538にて、ウェハ上に第2の犠牲酸化層538’が形成される。一実施例において、この犠牲酸化層538’はウェハ表面を酸化することによって形成される。工程542にて、ソース−ボディコンタクトトレンチ用レジスト層542’を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。   In step 538, as necessary, a second sacrificial oxide layer 538 'is formed on the wafer. In one embodiment, the sacrificial oxide layer 538 'is formed by oxidizing the wafer surface. In step 542, a photoresist is deposited and patterned by any known lithography process to form a source-body contact trench resist layer 542 '.

図5C及び6Jに示されるように、工程544にて、露出された部分の第2の犠牲酸化層538’、ドレイン領域534’及びドリフト領域530’が、何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ソース−ボディコンタクトトレンチ用レジスト層542’によって露出された犠牲酸化層538’、ドレイン領域534’及びドリフト領域530’と相互作用する。このエッチングプロセスにより、実質的に平行な複数の第2のトレンチ544’が形成される。複数の第2のトレンチ544’の各々は複数の第1のトレンチ512’の各々の間に配置される。   As shown in FIGS. 5C and 6J, in step 544, the exposed portions of the second sacrificial oxide layer 538 ′, the drain region 534 ′, and the drift region 530 ′ are etched by any known anisotropic etching method. Is done. In one embodiment, an ionic etchant interacts with the sacrificial oxide layer 538 ', drain region 534', and drift region 530 'exposed by the source-body contact trench resist layer 542'. This etching process forms a plurality of substantially parallel second trenches 544 '. Each of the plurality of second trenches 544 'is disposed between each of the plurality of first trenches 512'.

工程546にて、第1のソース−ボディコンタクト546’を形成するために、露出された部分のボディ領域526’が高濃度にp型ドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばボロン等のp型不純物545’をボディ領域526’に注入する。ソース−ボディ注入不純物を実質的にボディ領域526’の露出部分全体に押し込むように熱サイクルが用いられてもよい。認識されるように、注入された不純物の一部は、その露出部分が隣接しているボディ領域526’の非露出部分へと横方向に拡散する。   In step 546, the exposed body region 526 'is heavily p-doped to form a first source-body contact 546'. In one embodiment, this doping process implants a p-type impurity 545 ', such as boron, into the body region 526'. Thermal cycling may be used to push the source-body implanted impurities substantially over the exposed portion of the body region 526 '. As will be appreciated, some of the implanted impurities diffuse laterally into the unexposed portions of body region 526 ', the exposed portions of which are adjacent.

工程548にて、ソース−ボディコンタクトトレンチ用レジスト層542’が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。工程550にて、複数の第2のトレンチ544’に沿って誘電体層550’が形成される。一実施例において、誘電体層550’はシリコンの露出表面を酸化して二酸化シリコン層を形成することによって形成される。   At step 548, the source-body contact trench resist layer 542 'is removed using a suitable resist strip or resist ashing process. At step 550, a dielectric layer 550 'is formed along the plurality of second trenches 544'. In one embodiment, dielectric layer 550 'is formed by oxidizing the exposed surface of silicon to form a silicon dioxide layer.

工程552にて、複数の第2のトレンチ544’の底部に形成された誘電体とボディ領域526’の露出部分とが、何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる。このエッチングプロセスは、複数の第2のトレンチ552’がソース領域502’(例えば、基板)内に部分的に延在するまで行われる。このエッチングプロセスにより、ボディ領域526’の隣接し合う部分とソース領域502’とが露出される一方で、ドリフト領域530’及びドレイン領域は側壁に沿った誘電体層550’によって保護されたままである。認識されるように、ボディ領域526’の非露出部分へと横方向に拡散したソース−ボディコンタクト注入不純物の部分は、このエッチングプロセス後にも実質的に残されたままである。このソース−ボディコンタクト注入不純物の残された部分が第1のソース−ボディコンタクトを形成する。   At step 552, the dielectric formed at the bottom of the plurality of second trenches 544 'and the exposed portions of the body region 526' are etched by any well-known anisotropic etching method. This etching process is performed until the plurality of second trenches 552 'extends partially into the source region 502' (eg, the substrate). This etching process exposes adjacent portions of the body region 526 ′ and the source region 502 ′, while the drift region 530 ′ and drain region remain protected by the dielectric layer 550 ′ along the sidewalls. . As will be appreciated, the portion of the source-body contact implant impurity that diffused laterally into the unexposed portion of the body region 526 'remains substantially left after this etching process. The remaining portion of the source-body contact implantation impurity forms the first source-body contact.

工程554にて、複数の第2のトレンチ552’の底部に第1の金属層554’が堆積され、この金属層554’はソース領域502’及びボディ領域526’と反応させられる。一実施例において、チタンがスパッタリングされ且つ急速熱アニール(RTA)にかけられ、ソース領域502’及びボディ領域526’の露出部分に沿ってチタンシリサイド(TiSi)が形成される。このチタンシリサイドは第2のソース−ボディコンタクト556’を形成し、この第2のソース−ボディコンタクト556’は第1のソース−ボディコンタクト546’と組み合わさって、ボディ領域526’をソース領域502’に電気的に結合させる。工程556にて、誘電体で内側を覆われたソース−ボディトレンチの壁部に沿った金属の未反応部分がエッチングされる。   In step 554, a first metal layer 554 'is deposited on the bottom of the plurality of second trenches 552', and this metal layer 554 'is reacted with the source region 502' and the body region 526 '. In one embodiment, titanium is sputtered and subjected to rapid thermal annealing (RTA) to form titanium silicide (TiSi) along the exposed portions of source region 502 'and body region 526'. The titanium silicide forms a second source-body contact 556 ', which combines with the first source-body contact 546' to form the body region 526 'as the source region 502. 'Electrically coupled to. At step 556, unreacted portions of metal along the walls of the source-body trench lined with dielectric are etched.

工程558にて、複数の第2のトレンチ552’内に第2の誘電体が堆積され、ソース−ボディ絶縁体領域560’が形成される。一実施例において、この誘電体は、例えばテトラエチルオルソシリケイト(TEOS)の分解、又は高密度プラズマ充填(HDP)等の方法によってトレンチ内に堆積される。   At step 558, a second dielectric is deposited in the plurality of second trenches 552 'to form source-body insulator regions 560'. In one embodiment, the dielectric is deposited in the trench by a method such as, for example, tetraethylorthosilicate (TEOS) decomposition, or high density plasma filling (HDP).

工程564にて、ゲートコンタクト用レジスト層(図示せず)を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。ゲートコンタクトは周辺領域(図示せず)に形成される。工程566にて、ゲート絶縁体524’の露出部分が、何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる(図示せず)。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ゲートコンタクト用レジスト層によって露出されたゲート酸化物と相互作用する。ゲートコンタクト開口が下にあるゲート520’まで延在する。工程568にて、ゲートコンタクト用レジスト層が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される(図示せず)。   In step 564, a photoresist is deposited and patterned by any known lithography process to form a gate contact resist layer (not shown). The gate contact is formed in a peripheral region (not shown). At step 566, the exposed portion of gate insulator 524 'is etched by any known anisotropic etching method (not shown). In one embodiment, an ionic etchant interacts with the gate oxide exposed by the gate contact resist layer. A gate contact opening extends to the underlying gate 520 '. In step 568, the gate contact resist layer is removed using a suitable resist stripping or resist ashing process (not shown).

工程570にて、ドレインコンタクト用レジスト層(図示せず)を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。工程572にて、第3の犠牲酸化物の露出部分が、何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる(図示せず)。一実施例において、イオン性のエッチング液が、第3の犠牲酸化物及び余分な第2の誘電体材料と相互作用し、ドレインコンタクト開口が形成される。ドレインコンタクト開口は下にあるドレイン領域まで延在する。工程574にて、ドレインコンタクト用レジスト層が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。   In step 570, a photoresist is deposited and patterned by any known lithography process to form a drain contact resist layer (not shown). At step 572, the exposed portion of the third sacrificial oxide is etched (not shown) by any known anisotropic etching method. In one embodiment, an ionic etchant interacts with the third sacrificial oxide and excess second dielectric material to form a drain contact opening. The drain contact opening extends to the underlying drain region. In step 574, the drain contact resist layer is removed using a suitable resist stripping or resist ashing process.

工程576にて、ウェハ上に第2の金属層が堆積される。一実施例において、例えばアルミニウムである第2の金属層は、スパッタリング等の何らかの周知の方法によって堆積される。第2の金属層は、ドレイン領域534’、ゲート絶縁体524’及びソース−ボディコンタクト絶縁体560’の頂部を覆う。第2の金属層は、ゲートコンタクト開口内に延在してゲート520’と電気的に接触するとともに、ドレインコンタクト開口内に延在してドレインと電気的に接触する。その後、工程578にて、第2の金属層はフォトレジストマスクと選択的エッチング法とを用いてパターニングされ、ゲートコンタクト層(図示せず)及びドレインコンタクト層578’が形成される。   At step 576, a second metal layer is deposited on the wafer. In one embodiment, the second metal layer, for example aluminum, is deposited by any known method such as sputtering. The second metal layer covers the top of drain region 534 ', gate insulator 524' and source-body contact insulator 560 '. The second metal layer extends into the gate contact opening and makes electrical contact with the gate 520 ', and extends into the drain contact opening and makes electrical contact with the drain. Thereafter, in step 578, the second metal layer is patterned using a photoresist mask and selective etching to form a gate contact layer (not shown) and a drain contact layer 578 '.

工程584にて、ソースコンタクトを形成するために、様々な裏面製造プロセスが続けられる。この様々なプロセスには、一般に、エッチング、堆積、ドーピング、洗浄、アニーリング、パッシベーション、切断などが含まれる。   At step 584, various backside fabrication processes are continued to form source contacts. These various processes generally include etching, deposition, doping, cleaning, annealing, passivation, cutting, and the like.

続いて図7を参照するに、本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型のトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)700の斜視断面図が示されている。クローズドセル型TMOSFET700は、ソースコンタクト710、ソース領域715、ゲート領域720、ゲート絶縁体領域725、複数のボディ領域730、複数のドリフト領域735、複数のドレイン領域740、及びドレインコンタクト745を有している。このクローズドセル型TMOSFET700は更に、複数の第1のソース−ボディコンタクト領域750、複数の第2のソース−ボディコンタクト領域755、及び複数のソース−ボディコンタクト絶縁体領域760を有していてもよい。   With continued reference to FIG. 7, a perspective cross-sectional view of a closed cell trench metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) 700 in accordance with one embodiment of the present invention is shown. The closed cell type TMOSFET 700 includes a source contact 710, a source region 715, a gate region 720, a gate insulator region 725, a plurality of body regions 730, a plurality of drift regions 735, a plurality of drain regions 740, and a drain contact 745. Yes. The closed cell TMOSFET 700 may further include a plurality of first source-body contact regions 750, a plurality of second source-body contact regions 755, and a plurality of source-body contact insulator regions 760. .

ゲート領域720、ゲート絶縁体領域725、複数のボディ領域730、複数のドリフト領域735、及び複数のドレイン領域740は、ソース領域715の上方に配置されている。ゲート領域720及びゲート絶縁体領域725の第1部分は実質的に平行な細長い構造として形成されている。ゲート領域720及びゲート絶縁体領域725の第2部分は、実質的に垂直な、平行な細長い構造として形成されている(例えば、ウェハの表面内で、ゲート領域及びゲート絶縁体領域の第2部分は、ゲート領域及びゲート絶縁体領域の第1部分に垂直に形成された複数の実質的に平行な細長い構造を有している)。ゲート領域720の第1部分及び第2部分は、全てが相互に接続されており、複数のセルを形成している。ボディ領域730はソース領域715の上方でこの複数のセル内に配置されている。ドリフト領域735は、ボディ領域330の上方で上記の複数のセル内に配置されている。ドレイン領域740は、ドリフト領域735の上方で上記の複数のセル内に配置されている。ドレインコンタクト745は、クローズドセル型構造が詳細に図示されるように、実質的に切断して示されている。しかしながら、理解されるように、ドレインコンタクト745は中心領域の表面全体を覆っている。   The gate region 720, the gate insulator region 725, the plurality of body regions 730, the plurality of drift regions 735, and the plurality of drain regions 740 are disposed above the source region 715. The first portion of the gate region 720 and the gate insulator region 725 is formed as a substantially parallel elongated structure. The second portion of the gate region 720 and the gate insulator region 725 is formed as a substantially vertical, parallel elongated structure (eg, the second portion of the gate region and the gate insulator region within the surface of the wafer). Has a plurality of substantially parallel elongated structures formed perpendicular to the gate region and the first portion of the gate insulator region). The first portion and the second portion of the gate region 720 are all connected to each other to form a plurality of cells. Body region 730 is disposed in the plurality of cells above source region 715. The drift region 735 is disposed in the plurality of cells above the body region 330. The drain region 740 is disposed in the plurality of cells above the drift region 735. The drain contact 745 is shown substantially cut away so that a closed cell structure is illustrated in detail. However, as will be appreciated, the drain contact 745 covers the entire surface of the central region.

ゲート領域720はゲート絶縁体領域725に囲まれている。故に、ゲート領域720はゲート絶縁体領域725によって周囲の領域(例えば、ソース領域715、ボディ領域730、ドリフト領域735、ドレイン領域740及びドレインコンタクト745)から電気的に絶縁されている。複数のドレイン領域740は、デバイスの共通ドレインを形成するように、ドレインコンタクト745によって結合されている。以上の説明から認識されるように、このクローズドセル型TMOSFET700はそのゲート端子及びドレイン端子を同じ面の側に有している。   Gate region 720 is surrounded by a gate insulator region 725. Thus, the gate region 720 is electrically isolated from the surrounding regions (eg, source region 715, body region 730, drift region 735, drain region 740 and drain contact 745) by the gate insulator region 725. The plurality of drain regions 740 are coupled by a drain contact 745 to form a common drain of the device. As will be appreciated from the above description, the closed cell type TMOSFET 700 has its gate terminal and drain terminal on the same surface side.

一実施例において、ソース領域715及びドレイン領域740は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。ボディ領域730は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、p型ドープされた(P型)半導体である。ドリフト領域735は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、低濃度にn型ドープされた(N−型)半導体である。ゲート領域720は、例えばリン若しくはヒ素でドープされたポリシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体、又は例えばボロンでドープされたポリシリコン等の、高濃度にp型ドープされた(P+型)半導体である。ゲート絶縁体領域725は例えば二酸化シリコン等の酸化物である。   In one embodiment, source region 715 and drain region 740 are heavily n-type doped (N +) semiconductors, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The body region 730 is a p-type doped (P-type) semiconductor, such as silicon doped with boron. The drift region 735 is a lightly n-type doped (N-type) semiconductor, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. Gate region 720 is heavily n-type doped (N +) semiconductor, such as polysilicon doped with phosphorus or arsenic, or heavily p-type doped, eg, polysilicon doped with boron. (P + type) semiconductor. The gate insulator region 725 is an oxide such as silicon dioxide.

他の一実施例においては、ソース領域715及びドレイン領域740は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、高濃度にp型ドープされた(P+型)半導体である。ボディ領域730は、例えばリン又はヒ素でドープされたシリコン等の、低濃度にn型ドープされた(N−型)半導体である。ドリフト領域735は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、低濃度にp型ドープされた(P−型)半導体である。ゲート領域720は、例えばボロンでドープされたポリシリコン等の、高濃度にp型ドープされた(P+型)半導体、又は例えばリン若しくはヒ素でドープされたポリシリコン等の、高濃度にn型ドープされた(N+型)半導体である。ゲート絶縁体領域725は例えば二酸化シリコン等の酸化物である。   In another embodiment, source region 715 and drain region 740 are heavily p-type doped (P +) semiconductors, such as silicon doped with boron. The body region 730 is a lightly n-type doped (N-type) semiconductor, such as silicon doped with phosphorus or arsenic. The drift region 735 is a lightly p-type doped (P-type) semiconductor, such as silicon doped with boron. The gate region 720 is heavily n-type doped, such as heavily p-type doped (P +) semiconductor, eg, boron doped polysilicon, or polysilicon, eg, doped with phosphorus or arsenic. (N + type) semiconductor. The gate insulator region 725 is an oxide such as silicon dioxide.

ボディ領域730はソース領域715に電気的に結合されている。一実施例において、ボディ領域730は第1及び第2のソース−ボディコンタクト領域750、755によってソース領域715に結合されている。第2のソース−ボディコンタクト領域755は例えばタングステンシリサイド等のシリサイドである。第1のソース−ボディコンタクト領域750は、例えばボロンでドープされたシリコン等の、高濃度にp型ドープされた(P+型)半導体である。ソース−ボディコンタクト領域750、755はソース−ボディコンタクト絶縁体領域760によって周囲のドリフト領域735から電気的に絶縁されている。一実施例において、ソース−ボディコンタクト絶縁体領域760は例えば二酸化シリコン等の酸化物である。他の一実施例においては、ソース−ボディコンタクト絶縁体領域760は、p型ドープされたポリシリコン、窒化シリコン等であってもよい。ソース−ボディコンタクト領域750、755及びソース−ボディ絶縁体領域760は、実質的に各セルの中央に形成されている。この断面図の正面のコーナー部は、ソース−ボディコンタクト領域750、755及びソース−ボディ絶縁体領域760の構造を詳細に示すために切断されている。   Body region 730 is electrically coupled to source region 715. In one embodiment, body region 730 is coupled to source region 715 by first and second source-body contact regions 750, 755. The second source-body contact region 755 is silicide such as tungsten silicide. The first source-body contact region 750 is a highly p-doped (P +) semiconductor, such as silicon doped with boron. Source-body contact regions 750 and 755 are electrically isolated from surrounding drift region 735 by source-body contact insulator region 760. In one embodiment, the source-body contact insulator region 760 is an oxide such as silicon dioxide. In another embodiment, the source-body contact insulator region 760 may be p-type doped polysilicon, silicon nitride, or the like. Source-body contact regions 750 and 755 and source-body insulator region 760 are formed substantially in the center of each cell. The front corners of this cross-sectional view are cut to show the structure of the source-body contact regions 750, 755 and the source-body insulator region 760 in detail.

ソース領域715に対するゲート領域720の電位がデバイス700の閾値電圧より高くされると、導電性のチャネルがボディ領域730内でゲート絶縁体領域725の外周に沿って発生させられる。そして、デバイス700は複数のドレイン領域740とソース領域715との間で電流を導通することになる。従って、デバイス700はオン状態になる。複数のゲート領域720の電位が閾値電圧より低くされると、チャネルはもはや発生させられない。その結果、複数のドレイン領域740とソース領域715との間に印加された電圧は、それらの間に電流を流さなくなる。従って、デバイス700はオフ状態になり、ボディ領域730とドリフト領域735とによって形成される接合が、ソース領域715とドレイン領域740との間に印加された電圧を支える。   When the potential of the gate region 720 relative to the source region 715 is raised above the threshold voltage of the device 700, a conductive channel is generated in the body region 730 along the periphery of the gate insulator region 725. Device 700 then conducts current between a plurality of drain regions 740 and source regions 715. Therefore, the device 700 is turned on. When the potential of the plurality of gate regions 720 is lowered below the threshold voltage, the channel is no longer generated. As a result, the voltage applied between the plurality of drain regions 740 and the source region 715 does not pass current between them. Thus, device 700 is turned off and the junction formed by body region 730 and drift region 735 supports the voltage applied between source region 715 and drain region 740.

チャネル幅は、ゲート絶縁体領域725に隣接するドレイン領域群740の周囲長の合計値の関数である。故に、チャネル領域の幅は、従来のクローズドセル型TMOSFET200の場合と実質的に等しい。従って、デバイス700のオン抵抗(Rds-on)は従来のクローズドセル型TMOSFET200のそれと実質的に等しい。   The channel width is a function of the total perimeter of the drain region group 740 adjacent to the gate insulator region 725. Therefore, the width of the channel region is substantially equal to that of the conventional closed cell type TMOSFET 200. Thus, the on-resistance (Rds-on) of device 700 is substantially equal to that of conventional closed cell TMOSFET 200.

従来のクローズドセル型TMOSFET200においては、ダイ上のソースを外部デバイスに接続するためにリード線が用いられている。ソースのリード線は、従来のクローズドセル型TMOSFET200における実効的なソースインダクタンスを増大させる。本発明に係るクローズドセル型TMOSFET700のソースは、PCB又は従来のクローズドセル型TMOSFET200に直接的に接続され得る(例えば、ソースコンタクトがダイの底面を覆っており、それがPCB等にウェーブソルダーではんだ付けされ得る)。ソースのリード線は削除されることができ、故に、本発明に係るクローズドセル型TMOSFET700の実効的なソースインダクタンスが低減される。   In conventional closed cell TMOSFET 200, leads are used to connect the source on the die to an external device. The source leads increase the effective source inductance in the conventional closed cell TMOSFET 200. The source of the closed cell TMOSFET 700 according to the present invention can be directly connected to a PCB or a conventional closed cell TMOSFET 200 (eg, the source contact covers the bottom of the die, which is soldered to the PCB etc. with a wave solder) Can be attached). The source lead can be eliminated, thus reducing the effective source inductance of the closed cell TMOSFET 700 according to the present invention.

クローズドセル型TMOSFET700は、ゲート領域720がドレイン領域740と重ならないように製造され得る。故に、ゲート領域720とドレイン領域740との離隔間隔が増大される。離隔間隔が増大されることにより、ゲート−ドレイン容量(Cgd)が低減される。従って、本発明に係るクローズドセル型TMOSFET700のゲート−ドレイン容量(Cgd)は、従来のクローズドセル型TMOSFET200のそれと比較して低減される。   The closed cell TMOSFET 700 can be manufactured such that the gate region 720 does not overlap the drain region 740. Therefore, the distance between the gate region 720 and the drain region 740 is increased. By increasing the separation distance, the gate-drain capacitance (Cgd) is reduced. Therefore, the gate-drain capacitance (Cgd) of the closed cell type TMOSFET 700 according to the present invention is reduced as compared with that of the conventional closed cell type TMOSFET 200.

さらに、クローズドセル型TMOSFET700は、ゲート領域720のソース領域715との重なりの結果として、比較的大きいゲート−ソース容量(Cgs)を有する。故に、本発明に係るクローズドセル型TMOSFET700のゲート−ソース容量(Cgs)は、一般に、従来のクローズドセル型TMOSFET200のゲート−ソース容量(Cgs)より大きい。これにより、性能指数であるゲート−ドレイン容量(Cgd)のゲート−ソース容量(Cgs)に対する比は、本発明に係るクローズドセル型TMOSFET700の方が従来のクローズドセル型TMOSFET200より小さい(良好な性能指数を有する)。これまた認識されるように、ゲート−ドレイン容量(Cgd)のゲート−ソース容量(Cgs)に対する比は、ソース領域715に近接するゲート絶縁体領域725の部分及び/又はドレイン領域740に近接するゲート絶縁体領域725の部分の厚さを調整することによって調整されてもよい。   Further, the closed cell TMOSFET 700 has a relatively large gate-source capacitance (Cgs) as a result of the overlap of the gate region 720 with the source region 715. Therefore, the gate-source capacitance (Cgs) of the closed cell type TMOSFET 700 according to the present invention is generally larger than the gate-source capacitance (Cgs) of the conventional closed cell type TMOSFET 200. Accordingly, the ratio of the gate-drain capacitance (Cgd), which is a figure of merit, to the gate-source capacity (Cgs) is smaller in the closed cell type TMOSFET 700 according to the present invention than in the conventional closed cell type TMOSFET 200 (good figure of merit). Have). It will also be appreciated that the ratio of gate-drain capacitance (Cgd) to gate-source capacitance (Cgs) is such that the portion of the gate insulator region 725 proximate the source region 715 and / or the gate proximate to the drain region 740. It may be adjusted by adjusting the thickness of the portion of the insulator region 725.

ゲート領域720とドリフト領域735との重なりは、デバイス700のオン状態において、導電チャネルにおける蓄積を増大させる。これにより、ゲート領域720がボディ領域730とドリフト領域735とに重なるように延在している場合、本発明に係るクローズドセル型TMOSFET700のオン抵抗(Rds-on)は更に低減され得る。   The overlap of the gate region 720 and the drift region 735 increases the accumulation in the conductive channel when the device 700 is on. Thus, when the gate region 720 extends so as to overlap the body region 730 and the drift region 735, the on-resistance (Rds-on) of the closed cell TMOSFET 700 according to the present invention can be further reduced.

図示されていないが、これまた認識されるように、クローズドセル型TMOSFET700は更に、スーパーソース領域を含んでいてもよい。スーパーソース領域は、ゲート領域720の上方に配置された実質的に平行な細長い構造として形成される。ゲート絶縁体領域725は、スーパーソース領域をも囲み、スーパーソース領域を周囲の領域(例えば、ゲート領域720、ボディ領域730、ドリフト領域735、ドレイン領域740、及びドレインコンタクト745)から電気的に絶縁する。スーパーソース領域は(例えば、外周領域におけるコンタクトによって)ソース領域715に電気的に結合される。スーパーソース領域は、クローズドセル型TMOSFET700のオン状態での抵抗(Rds-on)を更に低減し且つオフ状態での耐圧を増大させるように適応される。   Although not shown, as will also be appreciated, the closed cell TMOSFET 700 may further include a super source region. The super source region is formed as a substantially parallel elongated structure disposed above the gate region 720. The gate insulator region 725 also surrounds the super source region and electrically isolates the super source region from surrounding regions (eg, gate region 720, body region 730, drift region 735, drain region 740, and drain contact 745). To do. The super source region is electrically coupled to the source region 715 (eg, by a contact in the outer peripheral region). The super source region is adapted to further reduce the on-state resistance (Rds-on) of the closed-cell TMOSFET 700 and increase the breakdown voltage in the off state.

続いて図8A−8Dを参照するに、本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型のトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)を製造する方法のフロー図が示されている。本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法は、図9A−9Nにも示されている。図8A及び9Aに示されるように、このプロセスは、工程802にて、基板802’への例えば洗浄、堆積、ドーピング、エッチング等の様々な初期工程で開始される。一実施例において、基板802’はリンで高濃度にドープされた(N+型)シリコンを有している。半導体基板802’は実質的に、この製造プロセスの完了時にTMOSFETのソース領域を構成することになる。   With continued reference to FIGS. 8A-8D, a flow diagram of a method of fabricating a closed cell trench metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) according to one embodiment of the present invention is shown. A method of manufacturing a closed cell TMOSFET according to an embodiment of the present invention is also illustrated in FIGS. 9A-9N. As shown in FIGS. 8A and 9A, the process begins at step 802 with various initial steps such as cleaning, deposition, doping, etching, etc., on the substrate 802 '. In one embodiment, the substrate 802 'comprises (N +) silicon heavily doped with phosphorus. The semiconductor substrate 802 'will substantially constitute the source region of the TMOSFET upon completion of this manufacturing process.

工程804にて、基板802’上に第1半導体層804’がエピタキシャル成長される。一実施例において、第1半導体層804’は高濃度にp型ドープされた(P+型)シリコンから成っている。エピタキシャル成長されるシリコンは、エピタキシャル反応チャンバ内に例えばボロン等の所望の不純物を導入することによってドーピングされ得る。他の例では、第1半導体層のドーピングは、例えばボロン等のp型ドーパントを用いた高エネルギーインプラ(イオン注入)によって実現されてもよい。   In step 804, a first semiconductor layer 804 'is epitaxially grown on the substrate 802'. In one embodiment, the first semiconductor layer 804 'is comprised of heavily p-doped (P +) silicon. Epitaxially grown silicon can be doped by introducing desired impurities such as boron into the epitaxial reaction chamber. In another example, the doping of the first semiconductor layer may be realized by high energy implantation (ion implantation) using a p-type dopant such as boron.

工程806にて、第1半導体層804’上に第2半導体層806’がエピタキシャル成長される。一実施例において、第2半導体層806’はn型ドープされた(N型)シリコンから成っている。エピタキシャル成長されるシリコンは、反応チャンバ内に例えばリン又はヒ素等の所望の不純物を導入することによってドーピングされ得る。他の例では、第2半導体層のドーピングは、例えばリン又はヒ素等のn型ドーパントを用いた高エネルギーインプラによって実現されてもよい。   In step 806, a second semiconductor layer 806 'is epitaxially grown on the first semiconductor layer 804'. In one embodiment, the second semiconductor layer 806 'comprises n-type doped (N-type) silicon. Epitaxially grown silicon can be doped by introducing desired impurities such as phosphorus or arsenic into the reaction chamber. In another example, doping of the second semiconductor layer may be achieved by high energy implantation using an n-type dopant such as phosphorus or arsenic.

必要に応じての工程808にて、第2半導体層806’上に第1の犠牲酸化層808’が形成される。一実施例において、犠牲酸化層808’は第2半導体層806’の表面を酸化することによって形成される。工程810にて、ゲートトレンチ用レジスト層810’を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。   In step 808, as necessary, a first sacrificial oxide layer 808 'is formed on the second semiconductor layer 806'. In one embodiment, the sacrificial oxide layer 808 'is formed by oxidizing the surface of the second semiconductor layer 806'. In step 810, a photoresist is deposited and patterned by any known lithographic process to form a gate trench resist layer 810 '.

工程812にて、露出された部分の犠牲酸化層808’、第2半導体層806’、第1半導体層804’、及び基板802’の一部が、何らかの周知の異方性エッチング法(例えば、ドライエッチング)によってエッチングされる。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ゲートトレンチ用レジスト層810’によって露出された犠牲酸化層808’、第2半導体層806’、第1半導体層804’及び基板802’と相互作用する。このエッチングプロセスにより、内部に複数のセルを配置した複数のトレンチ812’が得られる。複数のトレンチ812’は、実質的に平行な構造をした第1部分と、それに実質的に垂直な、平行な構造をした第2部分とを有するように形成される。   In step 812, the exposed portions of the sacrificial oxide layer 808 ′, the second semiconductor layer 806 ′, the first semiconductor layer 804 ′, and a portion of the substrate 802 ′ are formed by any known anisotropic etching method (eg, Etching is performed by dry etching. In one embodiment, an ionic etchant interacts with the sacrificial oxide layer 808 ′, the second semiconductor layer 806 ′, the first semiconductor layer 804 ′, and the substrate 802 ′ exposed by the gate trench resist layer 810 ′. . By this etching process, a plurality of trenches 812 'having a plurality of cells disposed therein are obtained. The plurality of trenches 812 ′ are formed to have a first portion having a substantially parallel structure and a second portion having a parallel structure substantially perpendicular thereto.

工程814にて、ゲートトレンチ用レジスト層810’が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。工程816にて、複数のトレンチ812’に沿って第1の誘電体層816’が形成される。一実施例において、第1の誘電体層816’はシリコンの露出表面を酸化して二酸化シリコン層を形成することによって形成される。トレンチ壁に沿って得られた誘電体816’はゲート絶縁体領域の第1部分を形成する。   At step 814, the gate trench resist layer 810 'is removed using a suitable resist strip or resist ashing process. In step 816, a first dielectric layer 816 'is formed along the plurality of trenches 812'. In one embodiment, the first dielectric layer 816 'is formed by oxidizing the exposed surface of silicon to form a silicon dioxide layer. The dielectric 816 'obtained along the trench wall forms the first part of the gate insulator region.

工程818にて、複数のトレンチ812’内にポリシリコン層820’が堆積される。一実施例において、ポリシリコン820’は、例えばシラン(SiH)の分解などの方法によってトレンチ812’内に堆積される。このポリシリコンは例えばリン又はヒ素などのn型不純物でドーピングされてもよい。このポリシリコンは堆積プロセス中に不純物を導入することによってドーピングされ得る。工程820にて、余分なポリシリコン材料を除去してゲート領域を形成するように、エッチバックプロセスが実行される。ポリシリコン層は、トレンチ内に該ポリシリコン層から形成されるゲート領域と、後に形成されるボディ、ドリフト及びドレイン領域との間の所望の離隔間隔/重なりが得られるようにエッチバックされる。一実施例において、余分なポリシリコンは化学機械研磨(CMP)プロセスと異方性エッチング法との組み合わせによって除去される。 At step 818, a polysilicon layer 820 ′ is deposited in the plurality of trenches 812 ′. In one embodiment, polysilicon 820 ′ is deposited in trench 812 ′ by a method such as, for example, decomposition of silane (SiH 4 ). The polysilicon may be doped with n-type impurities such as phosphorus or arsenic. This polysilicon can be doped by introducing impurities during the deposition process. At step 820, an etch back process is performed to remove excess polysilicon material and form a gate region. The polysilicon layer is etched back to obtain the desired spacing / overlap between the gate region formed from the polysilicon layer in the trench and the body, drift and drain regions to be formed later. In one embodiment, excess polysilicon is removed by a combination of a chemical mechanical polishing (CMP) process and an anisotropic etching method.

必要に応じて選択される一実施形態においては、ゲート上に誘電体層が形成される。一実施例において、ゲートのポリシリコンが酸化され、二酸化シリコン層が形成される。ゲート上に形成された誘電体層上に、第2のポリシリコン層が堆積される。第2のポリシリコン層からスーパーソースを形成するために、エッチバックプロセスがもう1度使用される。   In one embodiment, selected as needed, a dielectric layer is formed on the gate. In one embodiment, the gate polysilicon is oxidized to form a silicon dioxide layer. A second polysilicon layer is deposited on the dielectric layer formed on the gate. Another etch back process is used to form a supersource from the second polysilicon layer.

図8B及び9Eに示されるように、工程822にて、複数のトレンチ812’内に第2の誘電体824’が堆積される。一実施例において、この誘電体は、例えばテトラエチルオルソシリケイト(TEOS)の分解、又は高密度プラズマ充填(HDP)等の方法によってトレンチ内に堆積される。工程824にて、余分な誘電体が除去され、ゲート絶縁体領域が完成される。一実施例において、余分な誘電体は化学機械研磨(CMP)プロセスによって除去される。   As shown in FIGS. 8B and 9E, at step 822, a second dielectric 824 'is deposited in the plurality of trenches 812'. In one embodiment, the dielectric is deposited in the trench by a method such as, for example, tetraethylorthosilicate (TEOS) decomposition, or high density plasma filling (HDP). At step 824, excess dielectric is removed and the gate insulator region is completed. In one embodiment, excess dielectric is removed by a chemical mechanical polishing (CMP) process.

工程826にて、複数のトレンチ812’間のボディ領域826’のドーピング濃度を調整するために、第1半導体層804’がp型ドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばボロン等のp型不純物827’を第1半導体層804’に注入(インプラ)する。工程828にて、注入された不純物を実質的に第1半導体層804’の深さ全体に押し込む(例えば、拡散させる)ように熱サイクルが用いられ、それにより、ボディ領域826’が形成される。工程830にて、第2半導体層806’がn型ドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばリン又はヒ素などのn型不純物831’を第2半導体層806’に注入する。工程832にて、注入された不純物を実質的に第2半導体層806’の深さ全体に押し込む(例えば、拡散させる)ように熱サイクルが用いられる。工程834にて、第2半導体層806’の上部が高濃度にn型ドープされ、複数のトレンチ812’間に、第2半導体層806’の上部のドレイン領域834’と下部のドリフト領域830’とが形成される。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばリン又はヒ素などのn型不純物833’を第2半導体層806’の上部に注入する。工程836にて、所望深さのドレイン領域834’を実現するようにドレイン領域への注入不純物を押し込むために第3の熱サイクルが用いられてもよい。   In step 826, the first semiconductor layer 804 'is p-type doped to adjust the doping concentration of the body region 826' between the plurality of trenches 812 '. In one embodiment, the doping process implants (implants) a p-type impurity 827 ', such as boron, into the first semiconductor layer 804'. At step 828, a thermal cycle is used to push (eg, diffuse) the implanted impurities substantially throughout the depth of the first semiconductor layer 804 ', thereby forming a body region 826'. . At step 830, the second semiconductor layer 806 'is n-doped. In one embodiment, the doping process implants an n-type impurity 831 'such as phosphorous or arsenic into the second semiconductor layer 806'. At step 832, a thermal cycle is used to push (eg, diffuse) the implanted impurities into substantially the entire depth of the second semiconductor layer 806 '. In step 834, the upper portion of the second semiconductor layer 806 ′ is heavily n-type doped, and the drain region 834 ′ above the second semiconductor layer 806 ′ and the lower drift region 830 ′ are interposed between the plurality of trenches 812 ′. And are formed. In one embodiment, the doping process implants an n-type impurity 833 ', such as phosphorus or arsenic, on top of the second semiconductor layer 806'. In step 836, a third thermal cycle may be used to push the implanted impurity into the drain region to achieve the desired depth of drain region 834 '.

工程838にて、ウェハ上に第2の犠牲酸化層838’が形成される。一実施例において、第2の犠牲酸化層838’はウェハ表面を酸化することによって形成される。工程840にて、ソース−ボディコンタクト開口用レジスト層840’を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。   In step 838, a second sacrificial oxide layer 838 'is formed on the wafer. In one embodiment, the second sacrificial oxide layer 838 'is formed by oxidizing the wafer surface. In step 840, a photoresist is deposited and patterned by any known lithography process to form a source-body contact opening resist layer 840 '.

図8C及び9Jに示されるように、工程842にて、露出された部分の第2の犠牲酸化層838’、ドレイン領域834’及びドリフト領域830’が、何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ソース−ボディコンタクト開口用レジスト層840’によって露出された犠牲酸化層838’、ドレイン領域834’及びドリフト領域830’と相互作用する。このエッチングプロセスにより、複数のソース−ボディコンタクト開口842’が形成される。ソース−ボディコンタクト開口842’の各々は、複数のトレンチ812’によって形成されたセル内に配置される。   As shown in FIGS. 8C and 9J, in step 842, the exposed portions of the second sacrificial oxide layer 838 ′, the drain region 834 ′, and the drift region 830 ′ are etched by any known anisotropic etching method. Is done. In one embodiment, an ionic etchant interacts with the sacrificial oxide layer 838 ', drain region 834' and drift region 830 'exposed by the source-body contact opening resist layer 840'. By this etching process, a plurality of source-body contact openings 842 'are formed. Each source-body contact opening 842 'is disposed in a cell formed by a plurality of trenches 812'.

工程844にて、第1のソース−ボディコンタクト領域844’を形成するために、露出された部分のボディ領域826’が高濃度にドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばボロン等のp型不純物843’をボディ領域826’に注入する。ソース−ボディ注入不純物を実質的にボディ領域826’の露出部分全体に押し込むように熱サイクルが用いられてもよい。認識されるように、注入された不純物の一部は、その露出部分が隣接しているボディ領域826’の非露出部分へと横方向に拡散する。   In step 844, the exposed portion of body region 826 'is heavily doped to form first source-body contact region 844'. In one embodiment, the doping process implants a p-type impurity 843 ', such as boron, into the body region 826'. Thermal cycling may be used to force the source-body implanted impurities into substantially the entire exposed portion of body region 826 '. As will be appreciated, some of the implanted impurities diffuse laterally into the unexposed portions of body region 826 ', the exposed portions of which are adjacent.

工程846にて、ソース−ボディコンタクト開口用レジスト層840’が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。工程848にて、ソース−ボディコンタクト開口842’に沿って誘電体848’が形成される。一実施例において、誘電体848’はシリコンの露出表面を酸化して二酸化シリコン層を形成することによって形成される。   At step 846, the source-body contact opening resist layer 840 'is removed using a suitable resist strip or resist ashing process. At step 848, a dielectric 848 'is formed along the source-body contact opening 842'. In one embodiment, the dielectric 848 'is formed by oxidizing the exposed surface of silicon to form a silicon dioxide layer.

工程850にて、ソース−ボディコンタクト開口842’の底部に形成された誘電体848’とボディ領域826’の露出部分とが、何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる。このエッチングプロセスは、ソース−ボディコンタクト開口850’がソース領域802’(例えば、基板)内に部分的に延在するまで行われる。このエッチングプロセスにより、ボディ領域826’の隣接し合う部分とソース領域802’とが露出される一方で、ドリフト領域830’及びドレイン領域834’は誘電体層848’によって保護されたままである。認識されるように、ボディ領域826’の非露出部分へと横方向に拡散したソース−ボディコンタクト注入不純物844’の部分は、このエッチングプロセス後にも実質的に残されたままである。このソース−ボディコンタクト注入不純物の残された部分が第1のソース−ボディコンタクト844’を形成する。   At step 850, the dielectric 848 'formed at the bottom of the source-body contact opening 842' and the exposed portion of the body region 826 'are etched by any known anisotropic etching method. This etching process is performed until the source-body contact opening 850 'extends partially into the source region 802' (e.g., the substrate). This etching process exposes adjacent portions of body region 826 'and source region 802', while drift region 830 'and drain region 834' remain protected by dielectric layer 848 '. As will be appreciated, the portion of the source-body contact implant impurity 844 'that has diffused laterally into the unexposed portion of the body region 826' remains substantially left after this etching process. The remaining portion of the source-body contact implantation impurity forms the first source-body contact 844 '.

工程852にて、ソース−ボディコンタクト開口850’の底部に第1の金属852’が堆積され、この金属852’は露出された部分のボディ領域826’及びソース領域802’と反応させられる。一実施例において、チタンが開口内にスパッタリングされ且つ急速熱アニール(RTA)にかけられ、チタンシリサイド(TiSi)が形成される。このチタンシリサイドは第2のソース−ボディコンタクト854’を形成し、この第2のソース−ボディコンタクト854’は第1のソース−ボディコンタクトと組み合わさって、ボディ領域826’をソース領域802’に電気的に結合させる。工程854にて、誘電体で内側を覆われたソース−ボディコンタクト開口850’の壁部に沿ったチタンの未反応部分がエッチング除去される。   In step 852, a first metal 852 'is deposited at the bottom of the source-body contact opening 850', and this metal 852 'is reacted with the exposed body region 826' and source region 802 '. In one example, titanium is sputtered into the opening and subjected to rapid thermal annealing (RTA) to form titanium silicide (TiSi). The titanium silicide forms a second source-body contact 854 ′, which is combined with the first source-body contact to make the body region 826 ′ a source region 802 ′. Connect electrically. At step 854, unreacted portions of titanium along the walls of the source-body contact opening 850 'lined with dielectric are etched away.

工程856にて、ソース−ボディコンタクト開口850’内に第3の誘電体が堆積され、ソース−ボディ絶縁体領域856’が形成される。一実施例において、誘電体856’は、例えばテトラエチルオルソシリケイト(TEOS)の分解、又は高密度プラズマ充填(HDP)等の方法によって開口850’内に堆積される。   In step 856, a third dielectric is deposited in the source-body contact opening 850 'to form a source-body insulator region 856'. In one embodiment, the dielectric 856 'is deposited in the opening 850' by methods such as, for example, tetraethylorthosilicate (TEOS) decomposition, or high density plasma filling (HDP).

工程862にて、ゲートコンタクト用レジスト層(図示せず)を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。ゲートコンタクトは周辺領域(図示せず)に形成される。図8Dに示されるように、工程864にて、ゲート絶縁体領域824’の露出部分が何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされ、周辺領域(図示せず)にゲートコンタクトが形成される。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ゲートコンタクト用レジスト層によって露出されたゲート酸化物と相互作用する。ゲートコンタクト開口が下にあるゲート領域820’まで延在する。工程866にて、ゲートコンタクト用レジスト層が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。   In step 862, a photoresist is deposited and patterned by any known lithography process to form a gate contact resist layer (not shown). The gate contact is formed in a peripheral region (not shown). As shown in FIG. 8D, at step 864, the exposed portion of gate insulator region 824 'is etched by any known anisotropic etching method to form a gate contact in the peripheral region (not shown). In one embodiment, an ionic etchant interacts with the gate oxide exposed by the gate contact resist layer. A gate contact opening extends to the underlying gate region 820 '. At step 866, the gate contact resist layer is removed using a suitable resist strip or resist ashing process.

工程868にて、ドレインコンタクト用レジスト層(図示せず)を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。工程870にて、中心領域の余分な誘電体材料及び第3の犠牲酸化物の露出部分が何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされ、ドレインコンタクト開口(図示せず)が形成される。一実施例において、イオン性のエッチング液が、余分な誘電体材料及び第3の犠牲酸化物と相互作用し、ドレインコンタクト開口が形成される。ドレインコンタクト開口は下にあるドレイン領域834’まで延在する。工程872にて、ドレインコンタクト用レジスト層が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される(図示せず)。   In step 868, a photoresist is deposited and patterned by any known lithography process to form a drain contact resist layer (not shown). At step 870, the excess dielectric material in the central region and the exposed portion of the third sacrificial oxide are etched by any known anisotropic etching method to form drain contact openings (not shown). In one embodiment, an ionic etchant interacts with excess dielectric material and a third sacrificial oxide to form a drain contact opening. The drain contact opening extends to the underlying drain region 834 '. In step 872, the drain contact resist layer is removed using a suitable resist stripping or resist ashing process (not shown).

工程874にて、ウェハ上に第2の金属層が堆積される。一実施例において、例えばアルミニウムである第2の金属層は、スパッタリング等の何らかの周知の方法によって堆積される。この金属層は、ドレイン領域834’、ゲート絶縁体領域824’及びソース−ボディコンタクト絶縁体領域856’の頂部を覆う。第2の金属層は、ゲートコンタクト開口内に延在してゲート領域と電気的に接触するとともに、ドレインコンタクト開口内に延在してドレイン領域834’と電気的に接触する。その後、工程876にて、第2の金属層はフォトレジストマスクと選択的エッチング法とを用いてパターニングされ、ゲートコンタクト層(図示せず)及びドレインコンタクト層876’が形成される。   At step 874, a second metal layer is deposited on the wafer. In one embodiment, the second metal layer, for example aluminum, is deposited by any known method such as sputtering. This metal layer covers the top of drain region 834 ', gate insulator region 824' and source-body contact insulator region 856 '. The second metal layer extends into the gate contact opening and makes electrical contact with the gate region, and extends into the drain contact opening and makes electrical contact with the drain region 834 '. Thereafter, in step 876, the second metal layer is patterned using a photoresist mask and selective etching to form a gate contact layer (not shown) and a drain contact layer 876 '.

工程882にて、ソースコンタクトを形成するために、様々な裏面製造プロセスが続けられる。この様々なプロセスには、一般に、エッチング、堆積、ドーピング、洗浄、アニーリング、パッシベーション、切断などが含まれる。   At step 882, various backside fabrication processes are continued to form source contacts. These various processes generally include etching, deposition, doping, cleaning, annealing, passivation, cutting, and the like.

続いて図10A−10Dを参照するに、本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型のトレンチ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(TMOSFET)を製造する方法のフロー図が示されている。本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法は、図11A−11Oにも示されている。図10A及び11Aに示されるように、このプロセスは、工程1002にて、基板1002’への例えば洗浄、堆積、ドーピング、エッチング等の様々な初期工程で開始される。一実施例において、基板1002’はリンで高濃度にドープされた(N+型)シリコンを有している。半導体基板1002’は実質的に、この製造プロセスの完了時にTMOSFETのソース領域を構成することになる。   With continued reference to FIGS. 10A-10D, a flow diagram of a method of fabricating a closed cell trench metal oxide semiconductor field effect transistor (TMOSFET) according to another embodiment of the present invention is shown. . A method of manufacturing a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention is also illustrated in FIGS. 11A-11O. As shown in FIGS. 10A and 11A, the process begins at step 1002 with various initial steps such as cleaning, deposition, doping, etching, etc. on the substrate 1002 '. In one example, the substrate 1002 'comprises (N +) silicon heavily doped with phosphorus. The semiconductor substrate 1002 'will substantially constitute the source region of the TMOSFET upon completion of this manufacturing process.

工程1004にて、基板1002’上に第1半導体層1004’がエピタキシャル成長される。一実施例において、第1半導体層1004’は高濃度にp型ドープされた(P+型)シリコンから成っている。エピタキシャル成長されるシリコンは、エピタキシャル反応チャンバ内に例えばボロン等の所望の不純物を導入することによってドーピングされ得る。他の例では、第1半導体層1004’のドーピングは、例えばボロン等のp型ドーパントを用いた高エネルギーインプラ(イオン注入)によって実現されてもよい。   In step 1004, a first semiconductor layer 1004 'is epitaxially grown on the substrate 1002'. In one embodiment, the first semiconductor layer 1004 'is comprised of heavily p-doped (P +) silicon. Epitaxially grown silicon can be doped by introducing desired impurities such as boron into the epitaxial reaction chamber. In another example, the doping of the first semiconductor layer 1004 'may be realized by high energy implantation (ion implantation) using a p-type dopant such as boron.

工程1006にて、第1半導体層1004’上に第2半導体層1006’がエピタキシャル成長される。一実施例において、第2半導体層は低濃度にn型ドープされた(N−型)シリコンから成っている。エピタキシャル成長されるシリコンは、反応チャンバ内に例えばリン又はヒ素等の所望の不純物を導入することによってドーピングされ得る。他の例では、第2半導体層1006’のドーピングは、例えばリン又はヒ素等のn型ドーパントを用いた高エネルギーインプラによって実現されてもよい。   In step 1006, a second semiconductor layer 1006 'is epitaxially grown on the first semiconductor layer 1004'. In one embodiment, the second semiconductor layer comprises lightly n-type doped (N-type) silicon. Epitaxially grown silicon can be doped by introducing desired impurities such as phosphorus or arsenic into the reaction chamber. In another example, the doping of the second semiconductor layer 1006 'may be realized by high energy implantation using an n-type dopant such as phosphorus or arsenic.

工程1008にて、第2半導体層1006’上に第1の犠牲酸化層1008’が形成される。一実施例において、犠牲酸化層1008’は第2半導体層1006’の表面を酸化することによって形成される。工程1010にて、ゲートトレンチ用レジスト層1010’を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。   Step 1008 forms a first sacrificial oxide layer 1008 'on the second semiconductor layer 1006'. In one embodiment, the sacrificial oxide layer 1008 'is formed by oxidizing the surface of the second semiconductor layer 1006'. In step 1010, a photoresist is deposited and patterned by any known lithography process to form a gate trench resist layer 1010 '.

工程1012にて、露出された部分の第1の犠牲酸化層1008’、第2半導体層1006’、第1半導体層1004’、及び基板1002’の一部が、何らかの周知の異方性エッチング法(例えば、ドライエッチング)によってエッチングされる。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ゲートトレンチ用レジスト層1010’によって露出された犠牲酸化層1008’、第2半導体層1006’、第1半導体層1004’及び基板1002’と相互作用する。実質的に平行な構造をした第1部分と、それに実質的に垂直な、平行な構造をした第2部分とを有する複数のトレンチ1012’が形成される。   In step 1012, exposed portions of the first sacrificial oxide layer 1008 ′, the second semiconductor layer 1006 ′, the first semiconductor layer 1004 ′, and a portion of the substrate 1002 ′ are subjected to some known anisotropic etching method. Etching is performed by (for example, dry etching). In one embodiment, an ionic etchant interacts with the sacrificial oxide layer 1008 ′, the second semiconductor layer 1006 ′, the first semiconductor layer 1004 ′, and the substrate 1002 ′ exposed by the gate trench resist layer 1010 ′. . A plurality of trenches 1012 'are formed having a first portion with a substantially parallel structure and a second portion with a parallel structure substantially perpendicular thereto.

工程1014にて、ゲートトレンチ用レジスト層1010’が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。工程1016にて、複数のトレンチ1012’に沿って第1の誘電体層1016’が形成される。一実施例において、誘電体層1016’はシリコンの露出表面を酸化して二酸化シリコン層を形成することによって形成される。トレンチ壁に沿って得られた誘電体層1016’はゲート絶縁体領域の第1部分を形成する。   In step 1014, the gate trench resist layer 1010 'is removed using a suitable resist stripping or resist ashing process. In step 1016, a first dielectric layer 1016 'is formed along the plurality of trenches 1012'. In one embodiment, dielectric layer 1016 'is formed by oxidizing the exposed surface of silicon to form a silicon dioxide layer. The resulting dielectric layer 1016 'along the trench wall forms the first portion of the gate insulator region.

工程1018にて、複数のトレンチ内に第1のポリシリコン層が堆積される。一実施例において、このポリシリコンは、例えばシラン(SiH)の分解などの方法によってトレンチ内に堆積される。このポリシリコンは例えばリン又はヒ素などのn型不純物でドーピングされてもよい。このポリシリコンは堆積プロセス中に不純物を導入することによってドーピングされ得る。工程1020にて、余分なポリシリコン材料を除去してゲート領域1020’を形成するように、エッチバックプロセスが実行される。このポリシリコン層は、トレンチ内に該ポリシリコン層から形成されるゲート領域と、後に形成されるボディ、ドリフト及びドレイン領域との間の所望の離隔間隔/重なりが得られるようにエッチバックされる。一実施例において、余分なポリシリコンは化学機械研磨(CMP)プロセスと異方性エッチング法との組み合わせによって除去される。 At step 1018, a first polysilicon layer is deposited in the plurality of trenches. In one embodiment, the polysilicon is deposited in the trench by a method such as decomposition of silane (SiH 4 ). The polysilicon may be doped with n-type impurities such as phosphorus or arsenic. This polysilicon can be doped by introducing impurities during the deposition process. At step 1020, an etch back process is performed to remove excess polysilicon material to form gate region 1020 ′. This polysilicon layer is etched back to obtain the desired spacing / overlap between the gate region formed from the polysilicon layer in the trench and the body, drift and drain regions to be formed later. . In one embodiment, excess polysilicon is removed by a combination of a chemical mechanical polishing (CMP) process and an anisotropic etching method.

続いて図10B及び11Eを参照するに、必要に応じての工程1022にて、ゲート領域1020’上に第2の誘電体層1022’が形成される。一実施例において、ゲート1020’のポリシリコンが酸化され、二酸化シリコン層が形成される。必要に応じての工程1024にて、ゲート1020’上に形成された誘電体層1022’上に、第2のポリシリコン層が堆積される。必要に応じての工程1026にて、第2のポリシリコン層からスーパーソース領域1026’を形成するために、エッチバックプロセスがもう1度使用される。   With continued reference to FIGS. 10B and 11E, a second dielectric layer 1022 'is formed over the gate region 1020' in step 1022 as required. In one embodiment, the polysilicon of gate 1020 'is oxidized to form a silicon dioxide layer. A second polysilicon layer is deposited on the dielectric layer 1022 'formed on the gate 1020' at step 1024, if desired. An etch back process is used once again to form a super source region 1026 'from the second polysilicon layer at step 1026, as needed.

工程1028にて、複数のトレンチ1012’内に第3の誘電体が堆積される。一実施例において、この誘電体は準常圧化学的気相堆積(SACVD)プロセスを用いて堆積される。工程1030にて、余分な誘電体材料が除去され、ゲート絶縁体領域1030’が完成される。一実施例において、余分な誘電体材料は化学機械研磨(CMP)プロセスによって除去される。   At step 1028, a third dielectric is deposited in the plurality of trenches 1012 '. In one embodiment, the dielectric is deposited using a quasi-atmospheric chemical vapor deposition (SACVD) process. At step 1030, excess dielectric material is removed to complete the gate insulator region 1030 '. In one embodiment, excess dielectric material is removed by a chemical mechanical polishing (CMP) process.

工程1032にて、第2半導体層1006’の下部がp型不純物でドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばボロン等のp型不純物1032’を第2半導体層1006’の下部に注入(インプラ)する。必要に応じての工程1034にて、注入された不純物を押し込むように熱サイクルが用いられ、それにより、ボディ領域1035’が形成される。認識されるように、この熱サイクルは、ボディ領域1035’が実質的に第1半導体層1004’と第2半導体層1006’の下部とから形成されるように、第1半導体層1004’内の不純物と、第2半導体層1006’の下部内の工程1032により注入された不純物とを拡散させるものである。   In step 1032, the lower portion of the second semiconductor layer 1006 'is doped with p-type impurities. In one embodiment, this doping process implants (implants) a p-type impurity 1032 ', such as boron, into the lower portion of the second semiconductor layer 1006'. In step 1034 as necessary, a thermal cycle is used to push the implanted impurities, thereby forming a body region 1035 '. As will be appreciated, this thermal cycling can occur in the first semiconductor layer 1004 ′ such that the body region 1035 ′ is formed substantially from the first semiconductor layer 1004 ′ and the lower portion of the second semiconductor layer 1006 ′. The impurity and the impurity implanted by the step 1032 in the lower part of the second semiconductor layer 1006 ′ are diffused.

工程1036にて、ドリフト領域1036’のドーピング濃度を調整するために、第2半導体層1006’の上部がn型ドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばリン又はヒ素などのn型不純物1037’を第2半導体層1006’の上部に注入する。必要に応じての工程1038にて、注入された第2の不純物を押し込む(例えば、拡散させる)ように第2の熱サイクルが用いられ、それにより、ドリフト領域1036’が形成される。   In step 1036, the upper portion of the second semiconductor layer 1006 'is n-type doped to adjust the doping concentration of the drift region 1036'. In one embodiment, the doping process implants an n-type impurity 1037 ', such as phosphorus or arsenic, on top of the second semiconductor layer 1006'. In step 1038, as required, a second thermal cycle is used to force (eg, diffuse) the implanted second impurity, thereby forming a drift region 1036 '.

工程1042にて、ウェハ上に第2の犠牲酸化層1042’が形成される。一実施例において、この犠牲酸化層はウェハ表面を酸化することによって形成される。図10C及び11Hに示されるように、工程1046にて、ソース−ボディコンタクト開口用レジスト層1046’を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。   Step 1042 forms a second sacrificial oxide layer 1042 'on the wafer. In one embodiment, the sacrificial oxide layer is formed by oxidizing the wafer surface. As shown in FIGS. 10C and 11H, at step 1046, a photoresist is deposited and patterned by any known lithographic process to form a source-body contact opening resist layer 1046 '.

工程1048にて、露出された部分の第2の犠牲酸化層1042’及びドリフト領域1036’が、何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ソース−ボディコンタクト開口用レジスト層1046’によって露出された第2の犠牲酸化層1042’及びドリフト領域1036’と相互作用する。このエッチングプロセスにより、複数のソース−ボディコンタクト開口1048’が形成される。ソース−ボディコンタクト開口の各々は、複数のトレンチ1012’によって形成されたセル内に配置される。   At step 1048, the exposed portions of the second sacrificial oxide layer 1042 'and the drift region 1036' are etched by any known anisotropic etching method. In one embodiment, an ionic etchant interacts with the second sacrificial oxide layer 1042 'and the drift region 1036' exposed by the source-body contact opening resist layer 1046 '. This etching process forms a plurality of source-body contact openings 1048 '. Each source-body contact opening is disposed within a cell formed by a plurality of trenches 1012 '.

工程1050にて、ソース−ボディ注入領域1050’を形成するために、露出された部分のボディ領域が高濃度にp型ドープされる。一実施例において、このドーピングプロセスは例えばボロン等のp型不純物1049’をボディ領域1035’に注入する。ソース−ボディ注入不純物を実質的にボディ領域1035’の露出部分全体に押し込むように熱サイクルが用いられてもよい。認識されるように、ソース−ボディ注入不純物の一部は、その露出部分が隣接しているボディ領域1035’の非露出部分へと横方向に拡散する。   In step 1050, the exposed body region is heavily p-doped to form source-body implant region 1050 '. In one embodiment, the doping process implants a p-type impurity 1049 ', such as boron, into the body region 1035'. Thermal cycling may be used to push the source-body implanted impurities into substantially the entire exposed portion of body region 1035 '. As will be appreciated, some of the source-body implanted impurities diffuse laterally into the unexposed portions of the body region 1035 ', the exposed portions of which are adjacent.

工程1052にて、ソース−ボディコンタクト開口用レジスト層1046’が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。工程1054にて、ソース−ボディコンタクト開口1048’に沿って第4の誘電体層1054’が形成される。一実施例において、誘電体層1054’はシリコンの露出表面を酸化して二酸化シリコン層を形成することによって形成される。   In step 1052, the source-body contact opening resist layer 1046 'is removed using a suitable resist strip or resist ashing process. In step 1054, a fourth dielectric layer 1054 'is formed along the source-body contact opening 1048'. In one embodiment, dielectric layer 1054 'is formed by oxidizing the exposed surface of silicon to form a silicon dioxide layer.

工程1056にて、ソース−ボディコンタクト開口1048’の底部に形成された誘電体層1054’の部分とボディ領域1035’の露出部分とが、何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる。このエッチングプロセスは、ソース−ボディコンタクト開口1056’が基板1002’内に部分的に延在するまで行われる。このエッチングプロセスにより、ボディ領域1035’の隣接し合う部分とソース領域1002’とが露出される一方で、ドリフト領域1036’は誘電体層1054’によって保護されたままである。認識されるように、ボディ領域1035’の非露出部分へと横方向に拡散したソース−ボディコンタクト注入不純物の部分は、このエッチングプロセス後にも実質的に残されたままである。このソース−ボディコンタクト注入不純物の残された部分が第1のソース−ボディコンタクト1050’を形成する。   In step 1056, the portion of dielectric layer 1054 'formed at the bottom of source-body contact opening 1048' and the exposed portion of body region 1035 'are etched by any well-known anisotropic etching method. This etching process is performed until the source-body contact opening 1056 'extends partially into the substrate 1002'. This etching process exposes adjacent portions of body region 1035 'and source region 1002', while drift region 1036 'remains protected by dielectric layer 1054'. As will be appreciated, the portion of the source-body contact implant impurity that diffused laterally into the unexposed portion of the body region 1035 'remains substantially left after this etching process. The remaining portion of the source-body contact implantation impurity forms a first source-body contact 1050 '.

工程1058にて、ソース−ボディコンタクト開口1056’の底部に第1の金属層1060’が堆積され、この金属層1060’は露出された部分のボディ領域1035’及び基板1002’と反応させられる。一実施例において、チタンが開口内にスパッタリングされ且つ急速熱アニール(RTA)にかけられ、チタンシリサイド(TiSi)が形成される。このチタンシリサイドは第2のソース−ボディコンタクト1060’を形成し、この第2のソース−ボディコンタクト1060’は第1のソース−ボディコンタクト1050’と組み合わさって、ボディ領域1035’を基板領域1002’に電気的に結合させる。工程1060にて、誘電体で内側を覆われたソース−ボディコンタクト開口の壁部に沿ったチタンの未反応部分がエッチング除去される。工程1062にて、ソース−ボディコンタクト開口内に第5の誘電体層が堆積され、ソース−ボディ絶縁体領域1064’が形成される。一実施例において、この誘電体層は、準常圧化学的気相堆積(SACVD)プロセスを用いてソース−ボディコンタクト開口1056’内に堆積される。   In step 1058, a first metal layer 1060 'is deposited on the bottom of the source-body contact opening 1056', which is reacted with the exposed body region 1035 'and the substrate 1002'. In one example, titanium is sputtered into the opening and subjected to rapid thermal annealing (RTA) to form titanium silicide (TiSi). The titanium silicide forms a second source-body contact 1060 ′, which is combined with the first source-body contact 1050 ′ to form a body region 1035 ′ as a substrate region 1002. 'Electrically coupled to. At step 1060, unreacted portions of titanium along the walls of the source-body contact openings lined with dielectric are etched away. Step 1062 deposits a fifth dielectric layer in the source-body contact opening to form a source-body insulator region 1064 '. In one embodiment, the dielectric layer is deposited in the source-body contact opening 1056 'using a quasi-atmospheric chemical vapor deposition (SACVD) process.

図10Dに示されるように、工程1068にて、ゲートコンタクト用レジスト層(図示せず)を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。ゲートコンタクトは周辺領域(図示せず)に形成される。工程1070にて、第5の誘電体層及びゲート絶縁体領域1030’の露出部分が何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる(図示せず)。一実施例において、イオン性のエッチング液が、ゲートコンタクト用レジスト層によって露出されたゲート酸化物と相互作用する。ゲートコンタクト開口が下にあるゲート領域1020’まで延在する。工程1072にて、ゲートコンタクト用レジスト層が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される(図示せず)。   As shown in FIG. 10D, at step 1068, a photoresist is deposited and patterned by any known lithographic process to form a gate contact resist layer (not shown). The gate contact is formed in a peripheral region (not shown). At step 1070, the exposed portion of the fifth dielectric layer and gate insulator region 1030 'is etched (not shown) by any known anisotropic etching method. In one embodiment, an ionic etchant interacts with the gate oxide exposed by the gate contact resist layer. A gate contact opening extends to the underlying gate region 1020 '. In step 1072, the gate contact resist layer is removed using a suitable resist stripping or resist ashing process (not shown).

工程1074にて、ドレインコンタクト用レジスト層(図示せず)を形成するために、何らかの周知のリソグラフィプロセスによってフォトレジストが堆積・パターニングされる。工程1076にて、第5の誘電体層の露出部分が何らかの周知の異方性エッチング法によってエッチングされる。一実施例において、イオン性のエッチング液が第5の誘電体層と相互作用し、ドレインコンタクト開口が形成される。ドレインコンタクト開口は下にあるドリフト領域1036’まで延在する。工程1078にて、ドレイン領域を形成するためにドリフト領域の上部が高濃度にn型ドープされる。必要に応じての工程1080にて、所望深さのドレイン領域1080’を実現するように注入不純物を押し込む(例えば、拡散させる)ために第3の熱サイクルが用いられる。工程1082にて、ドレインコンタクト用レジスト層が適当なレジスト剥離又はレジストアッシングプロセスを用いて除去される。   In step 1074, a photoresist is deposited and patterned by any known lithography process to form a drain contact resist layer (not shown). At step 1076, the exposed portion of the fifth dielectric layer is etched by any known anisotropic etching method. In one embodiment, an ionic etchant interacts with the fifth dielectric layer to form a drain contact opening. The drain contact opening extends to the underlying drift region 1036 '. In step 1078, the upper portion of the drift region is heavily n-doped to form a drain region. In step 1080, if necessary, a third thermal cycle is used to push (eg, diffuse) the implanted impurities to achieve the desired depth of drain region 1080 '. In step 1082, the drain contact resist layer is removed using a suitable resist stripping or resist ashing process.

工程1084にて、ウェハ上に第2の金属層が堆積される。一実施例において、例えばアルミニウムである第2の金属層は、スパッタリング等の何らかの周知の方法によって堆積される。この金属層は、ドレイン領域、ゲート酸化物及びソース−ボディコンタクト酸化物領域の頂部を覆い、ドレイン領域と電気的に接触する。第2の金属層はまた、ゲートコンタクト開口内に延在してゲート領域と電気的に接触する。その後、工程1086にて、この金属層はフォトレジストマスクと選択的エッチング法とを用いてパターニングされ、ゲートコンタクト層(図示せず)及びドレインコンタクト層1086’が形成される。   At step 1084, a second metal layer is deposited on the wafer. In one embodiment, the second metal layer, for example aluminum, is deposited by any known method such as sputtering. This metal layer covers the top of the drain region, the gate oxide and the source-body contact oxide region and is in electrical contact with the drain region. The second metal layer also extends into the gate contact opening and makes electrical contact with the gate region. Thereafter, in step 1086, the metal layer is patterned using a photoresist mask and a selective etching method to form a gate contact layer (not shown) and a drain contact layer 1086 '.

工程1088にて、ソースコンタクトを形成するために、様々な裏面製造プロセスが続けられる。この様々なプロセスには、一般に、エッチング、堆積、ドーピング、洗浄、アニーリング、パッシベーション、切断などが含まれる。   At step 1088, various backside fabrication processes are continued to form source contacts. These various processes generally include etching, deposition, doping, cleaning, annealing, passivation, cutting, and the like.

本発明の具体的な実施形態についての以上の記載は説明目的で提示されたものである。これらは網羅的なものではないし、本発明を開示されたそのままの形態に限定するものでもない。そして、上述の教示を踏まえて数多くの変更及び変形が為され得ることは明らかである。以上の実施形態は、本発明の原理及びその実際の適用を最もよく説明し、それにより、当業者が意図する具体的な用途にふさわしい様々な変更を用いて本発明及び様々な実施形態を最良に使用することができるように、選択されて記載されたものである。本発明の範囲は添付の請求項及びその均等物によって定められるものである。   The foregoing descriptions of specific embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration. These are not exhaustive and do not limit the invention to the precise forms disclosed. Obviously, many modifications and variations may be made in light of the above teachings. The foregoing embodiments best illustrate the principles of the invention and its practical application, thereby besting the invention and various embodiments with various modifications suitable for the specific application intended by those skilled in the art. It is selected and described so that it can be used. The scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.

従来技術に従ったストライプ型TMOSFETの断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cross section of stripe type TMOSFET according to a prior art. 従来技術に従ったクローズドセル型TMOSFETの断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cross section of the closed cell type | mold TMOSFET according to a prior art. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cross section of the stripe cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cross section of the stripe cell type | mold TMOSFET according to other one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったストライプセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of the stripe cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cross section of the closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flow figure showing a manufacturing method of closed cell type TMOSFET according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flow figure showing a manufacturing method of closed cell type TMOSFET according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flow figure showing a manufacturing method of closed cell type TMOSFET according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of closed cell type TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture step of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one manufacture stage of closed cell type | mold TMOSFET according to one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the closed cell type TMOSFET according to other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the closed cell type TMOSFET according to other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the closed cell type TMOSFET according to other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the closed cell type TMOSFET according to other one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing one manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の一実施形態に従ったクローズドセル型TMOSFETの一製造段階を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing stage of a closed cell TMOSFET according to another embodiment of the present invention.

Claims (39)

ソース領域;
前記ソース領域の上方に配置された複数のゲート領域であり、実質的に平行な細長構造として形成された複数のゲート領域;
複数のゲート絶縁体領域であり、各々が前記ゲート領域のそれぞれの1つの周囲に配置された複数のゲート絶縁体領域;
前記ソース領域の上方且つ前記複数のゲート絶縁体領域の間に配置された複数のボディ領域;
前記複数のボディ領域の上方且つ前記複数のゲート絶縁体領域の間に配置された複数のドリフト領域;及び
前記複数のドリフト領域の上方且つ前記複数のゲート絶縁体領域の間に配置された複数のドレイン領域;
を有するストライプセル型のトレンチ型MOSFET。
Source area;
A plurality of gate regions disposed above the source region and formed as substantially parallel elongated structures;
A plurality of gate insulator regions, each of which is disposed around a respective one of said gate regions;
A plurality of body regions disposed above the source region and between the plurality of gate insulator regions;
A plurality of drift regions disposed above the plurality of body regions and between the plurality of gate insulator regions; and a plurality of drift regions disposed above the plurality of drift regions and between the plurality of gate insulator regions. Drain region;
A stripe cell type trench MOSFET having
前記複数のドレイン領域及び前記複数のゲート領域は第1の面の側に配置され、前記ソース領域は前記第1の面とは反対側の第2の面の側に配置されている、請求項1に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。   The plurality of drain regions and the plurality of gate regions are disposed on a first surface side, and the source region is disposed on a second surface side opposite to the first surface. 2. A stripe cell type trench MOSFET according to 1. 前記ソース領域は高濃度にn型ドープされた半導体から成り;
前記複数のボディ領域はp型ドープされた半導体から成り;
前記複数のドリフト領域は低濃度にn型ドープされた半導体から成り;
前記複数のドレイン領域は高濃度にn型ドープされた半導体から成り;
前記複数のゲート絶縁体領域は酸化物から成り;且つ
前記複数のゲート領域は高濃度にn型ドープされた半導体から成る;
請求項1に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。
The source region comprises a heavily n-doped semiconductor;
The plurality of body regions comprise a p-type doped semiconductor;
The plurality of drift regions comprise a lightly doped n-type semiconductor;
The plurality of drain regions comprise a heavily n-doped semiconductor;
The plurality of gate insulator regions are made of oxide; and the plurality of gate regions are made of heavily n-doped semiconductor;
The stripe cell type trench MOSFET according to claim 1.
前記複数のボディ領域は前記ソース領域に電気的に結合されている、請求項1に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。   The stripe cell type trench MOSFET according to claim 1, wherein the plurality of body regions are electrically coupled to the source region. 前記複数のボディ領域に電気的に結合された複数の第1のソース−ボディコンタクト;
前記複数の第1のソース−ボディコンタクトと前記ソース領域とに電気的に結合された複数の第2のソース−ボディコンタクト;及び
前記第1のソース−ボディコンタクト及び前記第2のソース−ボディコンタクトを、前記複数のドリフト領域及び前記複数のドレイン領域の1つ以上から電気的に絶縁するソース−ボディコンタクト絶縁体領域;
を更に有する請求項1に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。
A plurality of first source-body contacts electrically coupled to the plurality of body regions;
A plurality of second source-body contacts electrically coupled to the plurality of first source-body contacts and the source region; and the first source-body contact and the second source-body contact. A source-body contact insulator region that is electrically isolated from one or more of the plurality of drift regions and the plurality of drain regions;
The stripe cell type trench MOSFET according to claim 1, further comprising:
前記複数の第1のソース−ボディコンタクトは高濃度にp型ドープされた半導体から成り;且つ
前記複数の第2のソース−ボディコンタクトはシリサイドから成る;
請求項5に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。
The plurality of first source-body contacts are made of heavily p-doped semiconductor; and the plurality of second source-body contacts are made of silicide;
6. A stripe cell type trench MOSFET according to claim 5.
前記複数のゲート領域は、実質的に、前記複数のボディ領域と重なりを有している、請求項1に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。   2. The stripe-cell trench MOSFET according to claim 1, wherein the plurality of gate regions substantially overlap with the plurality of body regions. 前記複数のゲート領域は、実質的に、前記複数のボディ領域及び前記複数のドリフト領域と重なりを有している、請求項1に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。   2. The stripe cell type trench MOSFET according to claim 1, wherein the plurality of gate regions substantially overlap the plurality of body regions and the plurality of drift regions. 前記複数のゲート領域は、実質的に、前記複数のドレイン領域と重なりを有していない、請求項1に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。   2. The stripe-cell trench MOSFET according to claim 1, wherein the plurality of gate regions do not substantially overlap the plurality of drain regions. 前記複数のゲート領域の上方に配置された複数のスーパーソース領域であり、実質的に平行な細長構造として形成され且つ前記ソース領域に電気的に結合された複数のスーパーソース領域、を更に有する請求項1に記載のストライプセル型のトレンチ型MOSFET。   A plurality of super source regions disposed above the plurality of gate regions, further comprising a plurality of super source regions formed as substantially parallel elongated structures and electrically coupled to the source regions. Item 2. A stripe cell type trench MOSFET according to Item 1. ストライプセル型のトレンチ型MOSFETを製造する方法であって:
半導体基板上に第1の半導体層を堆積する工程であり、該第1の半導体層は第1型の不純物でドープされ、該半導体基板は第2型の不純物でドープされている工程;
前記第1の半導体層上に第2の半導体層を堆積する工程;
前記第1の半導体層、前記第2の半導体層、及び前記半導体基板の一部に複数の第1のトレンチをエッチングする工程であり、該複数の第1のトレンチは互いに実質的に平行である工程;
前記複数の第1のトレンチ内に第1の誘電体層を形成する工程;
前記複数の第1のトレンチ内に第1のポリシリコン層を堆積する工程;
前記複数の第1のトレンチ内の前記第1のポリシリコン層上に第2の誘電体層を堆積する工程;
前記第1の半導体層を第1型の不純物でドーピングする工程;及び
前記第2の半導体層の前記第1の半導体層とは反対側の一部を第2型の不純物で第1の濃度にドーピングする工程;
を有する方法。
A method of manufacturing a stripe cell type trench MOSFET comprising:
Depositing a first semiconductor layer on a semiconductor substrate, the first semiconductor layer being doped with a first type impurity, and the semiconductor substrate being doped with a second type impurity;
Depositing a second semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Etching a plurality of first trenches in a portion of the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the semiconductor substrate, wherein the plurality of first trenches are substantially parallel to each other; Process;
Forming a first dielectric layer in the plurality of first trenches;
Depositing a first polysilicon layer in the plurality of first trenches;
Depositing a second dielectric layer on the first polysilicon layer in the plurality of first trenches;
Doping the first semiconductor layer with a first type impurity; and a portion of the second semiconductor layer opposite to the first semiconductor layer to a first concentration with a second type impurity. Doping step;
Having a method.
前記第1の半導体層を堆積する工程は、ボロンで高濃度にドープされたシリコンをエピタキシャル成長させる工程を有する、請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein depositing the first semiconductor layer comprises epitaxially growing silicon heavily doped with boron. 前記第2の半導体層を堆積する工程は、ボロンで低濃度にドープされたシリコンをエピタキシャル成長させる工程を有する、請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein depositing the second semiconductor layer comprises epitaxially growing silicon lightly doped with boron. 前記第1の半導体層を第1型の不純物でドーピングする工程は、ボロンをイオン注入する工程を有する、請求項13に記載の方法。   14. The method of claim 13, wherein the step of doping the first semiconductor layer with a first type impurity comprises the step of ion implanting boron. 前記第2の半導体層を堆積する工程は、リン又はヒ素で低濃度にドープされたシリコンをエピタキシャル成長させる工程を有する、請求項11に記載の方法。   The method of claim 11, wherein depositing the second semiconductor layer comprises epitaxially growing silicon lightly doped with phosphorus or arsenic. 前記第2の半導体層の前記第1の半導体層とは反対側の一部を第2型の不純物でドーピングする工程は、リン又はヒ素をイオン注入する工程を有する、請求項11に記載の方法。   12. The method according to claim 11, wherein the step of doping a part of the second semiconductor layer opposite to the first semiconductor layer with a second type impurity comprises ion implantation of phosphorus or arsenic. . 前記第2の半導体層の前記一部をドーピングする工程に先立って、前記第2の半導体層を第2型の不純物で第2の濃度にドーピングする工程であり、前記第1の濃度は該第2の濃度より高い工程、を更に有する請求項11に記載の方法。   Prior to the step of doping the part of the second semiconductor layer, the step of doping the second semiconductor layer with a second type impurity to a second concentration, wherein the first concentration is the first concentration. The method of claim 11, further comprising a step having a concentration higher than 2. 前記第1の半導体層、前記第2の半導体層、及び前記半導体基板の一部に複数の第2のトレンチをエッチングする工程であり、該複数の第2のトレンチは互いに実質的に平行であり且つ前記複数の第1のトレンチ間に配置される工程;
前記第1の半導体層の前記複数の第2のトレンチに隣接する部分をドーピングする工程;
前記複数の第2のトレンチ内に前記半導体基板及び前記第1の半導体層に沿ってシリサイドを形成する工程;及び
前記複数の第2のトレンチ内に第3の誘電体層を堆積する工程;
を更に有する請求項11に記載の方法。
Etching a plurality of second trenches in a portion of the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the semiconductor substrate, wherein the plurality of second trenches are substantially parallel to each other; And arranging between the plurality of first trenches;
Doping a portion of the first semiconductor layer adjacent to the plurality of second trenches;
Forming silicide in the plurality of second trenches along the semiconductor substrate and the first semiconductor layer; and depositing a third dielectric layer in the plurality of second trenches;
The method of claim 11, further comprising:
前記シリサイドを形成する工程は:
前記複数の第2のトレンチ内に前記半導体基板及び前記第1の半導体層に沿って金属膜をスパッタリングする工程;及び
前記金属膜、前記半導体基板及び前記第1の半導体層を熱サイクルにかける工程;
を有する、請求項18に記載の方法。
The steps of forming the silicide include:
Sputtering a metal film along the semiconductor substrate and the first semiconductor layer in the plurality of second trenches; and subjecting the metal film, the semiconductor substrate, and the first semiconductor layer to a thermal cycle ;
The method of claim 18, comprising:
前記複数の第1のトレンチ内で、前記第1のポリシリコン層と前記第2の誘電体層との間に第2のポリシリコン層を堆積する工程;及び
前記第1のポリシリコン層と前記第2のポリシリコン層との間に第4の誘電体層を形成する工程;
を更に有する請求項11に記載の方法。
Depositing a second polysilicon layer between the first polysilicon layer and the second dielectric layer in the plurality of first trenches; and the first polysilicon layer and the Forming a fourth dielectric layer between the second polysilicon layer;
The method of claim 11, further comprising:
ソース領域;
前記ソース領域の上方に配置されたゲート領域であり、該ゲート領域の第1部分は実質的に平行な細長構造として形成され、該ゲート領域の第2部分は、実質的に垂直な、平行な細長構造として形成されているゲート領域;
前記ゲート領域の周囲に配置されたゲート絶縁体領域;
前記ソース領域の上方且つ前記ゲート絶縁体領域の間に配置された複数のボディ領域;
前記複数のボディ領域の上方且つ前記ゲート絶縁体領域の間に配置された複数のドリフト領域;及び
前記複数のドリフト領域の上方且つ前記ゲート絶縁体領域の間に配置された複数のドレイン領域;
を有するクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。
Source area;
A gate region disposed above the source region, wherein the first portion of the gate region is formed as a substantially parallel elongated structure, and the second portion of the gate region is substantially vertical, parallel A gate region formed as an elongated structure;
A gate insulator region disposed around the gate region;
A plurality of body regions disposed above the source region and between the gate insulator regions;
A plurality of drift regions disposed above the plurality of body regions and between the gate insulator regions; and a plurality of drain regions disposed above the plurality of drift regions and between the gate insulator regions;
A closed cell type trench MOSFET.
前記複数のドレイン領域及び前記ゲート領域は第1の面の側に配置され、前記ソース領域は前記第1の面とは反対側の第2の面の側に配置されている、請求項21に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。   The plurality of drain regions and the gate region are disposed on a first surface side, and the source region is disposed on a second surface side opposite to the first surface. The closed cell type trench MOSFET as described. 前記ソース領域は高濃度にn型ドープされた半導体から成り;
前記複数のボディ領域はp型ドープされた半導体から成り;
前記複数のドリフト領域は低濃度にn型ドープされた半導体から成り;
前記複数のドレイン領域は高濃度にn型ドープされた半導体から成り;
前記ゲート絶縁体領域は酸化物から成り;且つ
前記ゲート領域は高濃度にn型ドープされた半導体から成る;
請求項21に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。
The source region comprises a heavily n-doped semiconductor;
The plurality of body regions comprise a p-type doped semiconductor;
The plurality of drift regions comprise a lightly doped n-type semiconductor;
The plurality of drain regions comprise a heavily n-doped semiconductor;
The gate insulator region comprises an oxide; and the gate region comprises a heavily n-doped semiconductor;
The closed-cell trench MOSFET according to claim 21.
前記複数のボディ領域は前記ソース領域に電気的に結合されている、請求項21に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。   The closed-cell trench MOSFET according to claim 21, wherein the plurality of body regions are electrically coupled to the source region. 前記複数のボディ領域に電気的に結合された複数の第1のソース−ボディコンタクト;
前記複数の第1のソース−ボディコンタクトと前記ソース領域とに電気的に結合された複数の第2のソース−ボディコンタクト;及び
前記複数の第1のソース−ボディコンタクト及び前記複数の第2のソース−ボディコンタクトを、前記複数のドリフト領域及び前記複数のドレイン領域の1つ以上から電気的に絶縁する複数のソース−ボディコンタクト絶縁体領域;
を更に有する請求項21に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。
A plurality of first source-body contacts electrically coupled to the plurality of body regions;
A plurality of second source-body contacts electrically coupled to the plurality of first source-body contacts and the source region; and the plurality of first source-body contacts and the plurality of second A plurality of source-body contact insulator regions that electrically isolate a source-body contact from one or more of the plurality of drift regions and the plurality of drain regions;
The closed-cell trench MOSFET according to claim 21, further comprising:
前記複数の第1のソース−ボディコンタクトは高濃度にp型ドープされた半導体から成り;且つ
前記複数の第2のソース−ボディコンタクトはシリサイドから成る;
請求項25に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。
The plurality of first source-body contacts are made of heavily p-doped semiconductor; and the plurality of second source-body contacts are made of silicide;
26. A closed cell trench MOSFET according to claim 25.
前記ゲート領域は、実質的に、前記複数のボディ領域と重なりを有している、請求項21に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。   The closed-cell trench MOSFET according to claim 21, wherein the gate region substantially overlaps the plurality of body regions. 前記ゲート領域は、実質的に、前記複数のボディ領域及び前記複数のドリフト領域と重なりを有している、請求項21に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。   The closed-cell trench MOSFET according to claim 21, wherein the gate region substantially overlaps the plurality of body regions and the plurality of drift regions. 前記ゲート領域は、実質的に、前記複数のドレイン領域と重なりを有していない、請求項21に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。   24. The closed cell trench MOSFET according to claim 21, wherein the gate region does not substantially overlap the plurality of drain regions. 前記ゲート領域の上方に配置されたスーパーソース領域であり、実質的に平行な細長構造として形成され且つ前記ソース領域に電気的に結合されたスーパーソース領域、を更に有する請求項21に記載のクローズドセル型のトレンチ型MOSFET。   23. The closed source of claim 21, further comprising a super source region disposed above the gate region, the super source region being formed as a substantially parallel elongated structure and electrically coupled to the source region. Cell type trench MOSFET. クローズドセル型のトレンチ型MOSFETを製造する方法であって:
半導体基板上に第1の半導体層を堆積する工程であり、該第1の半導体層は第1型の不純物でドープされ、該半導体基板は第2型の不純物でドープされている工程;
前記第1の半導体層上に第2の半導体層を堆積する工程;
前記第1の半導体層、前記第2の半導体層、及び前記半導体基板の一部に複数のトレンチをエッチングする工程であり、該複数のトレンチの第1の組は互いに実質的に平行であり、該複数のトレンチの第2の組は互いに対して実質的に平行で、該複数のトレンチの前記第1の組に対して実質的に垂直である工程;
前記複数のトレンチに隣接する前記第1の半導体層、前記第2の半導体層及び前記半導体基板に、第1の誘電体層を形成する工程;
前記複数のトレンチ内に第1のポリシリコン層を堆積する工程;
前記複数の第1のトレンチ内の前記第1のポリシリコン層上に第2の誘電体層を堆積する工程;
前記第1の半導体層を第1型の不純物でドーピングする工程;
前記第2の半導体層を第2型の不純物で第1の濃度にドーピングする工程;及び
前記第2の半導体層の前記第1の半導体層とは反対側の一部を第2型の不純物で第2の濃度にドーピングする工程;
を有する方法。
A method of manufacturing a closed cell trench MOSFET comprising:
Depositing a first semiconductor layer on a semiconductor substrate, the first semiconductor layer being doped with a first type impurity, and the semiconductor substrate being doped with a second type impurity;
Depositing a second semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Etching a plurality of trenches in a portion of the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the semiconductor substrate, the first set of the plurality of trenches being substantially parallel to each other; The second set of trenches is substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the first set of trenches;
Forming a first dielectric layer on the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the semiconductor substrate adjacent to the plurality of trenches;
Depositing a first polysilicon layer in the plurality of trenches;
Depositing a second dielectric layer on the first polysilicon layer in the plurality of first trenches;
Doping the first semiconductor layer with a first type impurity;
Doping the second semiconductor layer to a first concentration with a second type impurity; and a portion of the second semiconductor layer opposite to the first semiconductor layer with a second type impurity. Doping to a second concentration;
Having a method.
前記第1の半導体層を堆積する工程は、ボロンで高濃度にドープされたシリコンをエピタキシャル成長させる工程を有する、請求項31に記載の方法。   32. The method of claim 31, wherein depositing the first semiconductor layer comprises epitaxially growing silicon heavily doped with boron. 前記第2の半導体層を堆積する工程は、リン又はヒ素で低濃度にドープされたシリコンをエピタキシャル成長させる工程を有する、請求項31に記載の方法。   32. The method of claim 31, wherein depositing the second semiconductor layer comprises epitaxially growing silicon lightly doped with phosphorus or arsenic. 前記第2の半導体層を第2型の不純物でドーピングする工程は、リン又はヒ素をイオン注入する工程を有する、請求項31に記載の方法。   32. The method of claim 31, wherein the step of doping the second semiconductor layer with a second type impurity comprises the step of ion implanting phosphorus or arsenic. 前記第1の半導体層を第1型の不純物でドーピングする工程は、ボロンをイオン注入する工程を有する、請求項31に記載の方法。   32. The method of claim 31, wherein the step of doping the first semiconductor layer with a first type impurity comprises the step of ion implanting boron. 前記第2の半導体層の前記第1の半導体層とは反対側の一部を第2型の不純物でドーピングする工程は、リンをイオン注入する工程を有する、請求項31に記載の方法。   32. The method according to claim 31, wherein the step of doping a part of the second semiconductor layer opposite to the first semiconductor layer with a second type impurity comprises ion implantation of phosphorus. 前記第1の半導体層、前記第2の半導体層、及び前記半導体基板の一部に複数の開口をエッチングする工程であり、該開口は前記複数のトレンチ間に形成された複数のセルの各々内に配置される工程;
前記第1の半導体層の前記複数の開口に隣接する部分をドーピングする工程;
前記複数の開口内に前記半導体基板及び前記第1の半導体層に沿ってシリサイドを形成する工程;及び
前記複数の開口内に第3の誘電体層を堆積する工程;
を更に有する請求項31に記載の方法。
Etching a plurality of openings in a part of the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the semiconductor substrate, the openings being in each of a plurality of cells formed between the plurality of trenches; Arranged in a process;
Doping a portion of the first semiconductor layer adjacent to the plurality of openings;
Forming silicide in the plurality of openings along the semiconductor substrate and the first semiconductor layer; and depositing a third dielectric layer in the plurality of openings;
32. The method of claim 31, further comprising:
前記シリサイドを形成する工程は:
前記複数の開口内に前記半導体基板及び前記第1の半導体層に沿って金属膜をスパッタリングする工程;及び
前記金属膜、前記半導体基板及び前記第1の半導体層を熱サイクルにかける工程;
を有する、請求項37に記載の方法。
The steps of forming the silicide include:
Sputtering a metal film along the semiconductor substrate and the first semiconductor layer in the plurality of openings; and subjecting the metal film, the semiconductor substrate and the first semiconductor layer to a thermal cycle;
38. The method of claim 37, comprising:
前記複数のトレンチ内で、前記第1のポリシリコン層と前記第2の誘電体層との間に第2のポリシリコン層を堆積する工程;及び
前記第1のポリシリコン層と前記第2のポリシリコン層との間に第4の誘電体層を形成する工程;
を更に有する請求項31に記載の方法。
Depositing a second polysilicon layer between the first polysilicon layer and the second dielectric layer in the plurality of trenches; and the first polysilicon layer and the second Forming a fourth dielectric layer between the polysilicon layer;
32. The method of claim 31, further comprising:
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013508980A (en) * 2009-10-20 2013-03-07 ヴィシェイ−シリコニックス Split gate field effect transistor
US9419129B2 (en) 2009-10-21 2016-08-16 Vishay-Siliconix Split gate semiconductor device with curved gate oxide profile
US9577089B2 (en) 2010-03-02 2017-02-21 Vishay-Siliconix Structures and methods of fabricating dual gate devices
US10234486B2 (en) 2014-08-19 2019-03-19 Vishay/Siliconix Vertical sense devices in vertical trench MOSFET
US11114559B2 (en) 2011-05-18 2021-09-07 Vishay-Siliconix, LLC Semiconductor device having reduced gate charges and superior figure of merit
US11218144B2 (en) 2019-09-12 2022-01-04 Vishay-Siliconix, LLC Semiconductor device with multiple independent gates
US11217541B2 (en) 2019-05-08 2022-01-04 Vishay-Siliconix, LLC Transistors with electrically active chip seal ring and methods of manufacture

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9437729B2 (en) 2007-01-08 2016-09-06 Vishay-Siliconix High-density power MOSFET with planarized metalization
US9947770B2 (en) 2007-04-03 2018-04-17 Vishay-Siliconix Self-aligned trench MOSFET and method of manufacture
US9484451B2 (en) 2007-10-05 2016-11-01 Vishay-Siliconix MOSFET active area and edge termination area charge balance
US9443974B2 (en) 2009-08-27 2016-09-13 Vishay-Siliconix Super junction trench power MOSFET device fabrication
US9431530B2 (en) 2009-10-20 2016-08-30 Vishay-Siliconix Super-high density trench MOSFET
US9553185B2 (en) 2010-05-27 2017-01-24 Fuji Electric Co., Ltd. MOS-driven semiconductor device and method for manufacturing MOS-driven semiconductor device
US20120028425A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-02 Hamilton Lu Methods for fabricating trench metal oxide semiconductor field effect transistors
US9842911B2 (en) 2012-05-30 2017-12-12 Vishay-Siliconix Adaptive charge balanced edge termination
US9887259B2 (en) 2014-06-23 2018-02-06 Vishay-Siliconix Modulated super junction power MOSFET devices
US9882044B2 (en) 2014-08-19 2018-01-30 Vishay-Siliconix Edge termination for super-junction MOSFETs
CN109037337A (en) * 2018-06-28 2018-12-18 华为技术有限公司 A kind of power semiconductor and manufacturing method
CN111599860B (en) * 2019-02-20 2023-10-13 联华电子股份有限公司 Metal oxide semiconductor transistor and method for manufacturing same
KR102515335B1 (en) * 2021-06-23 2023-03-29 서강대학교산학협력단 Mosfet device and method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04212469A (en) * 1990-01-29 1992-08-04 Motorola Inc Mosfet provided with substrate source contact and its manufacture
JP2001267572A (en) * 2000-03-22 2001-09-28 Seiko Instruments Inc Vertical mos transistor and method for manufacturing the same
JP2002110984A (en) * 2000-06-08 2002-04-12 Siliconix Inc High-frequency mosfet and manufacturing method thereof
JP2003505864A (en) * 1999-07-20 2003-02-12 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Trench-gate field-effect transistor and method of manufacturing the same
JP2006074054A (en) * 2004-09-02 2006-03-16 Internatl Rectifier Corp Top surface drain mos gate device and method for manufacturing it

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3291958B2 (en) * 1995-02-21 2002-06-17 富士電機株式会社 Back source MOSFET
US5998833A (en) * 1998-10-26 1999-12-07 North Carolina State University Power semiconductor devices having improved high frequency switching and breakdown characteristics
JP3910335B2 (en) * 2000-03-22 2007-04-25 セイコーインスツル株式会社 Vertical MOS transistor and manufacturing method thereof
GB0010041D0 (en) * 2000-04-26 2000-06-14 Koninkl Philips Electronics Nv Trench semiconductor device manufacture
DE10239310B4 (en) * 2002-08-27 2005-11-03 Infineon Technologies Ag Method for producing an electrically conductive connection between a first and a second buried semiconductor layer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04212469A (en) * 1990-01-29 1992-08-04 Motorola Inc Mosfet provided with substrate source contact and its manufacture
JP2003505864A (en) * 1999-07-20 2003-02-12 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Trench-gate field-effect transistor and method of manufacturing the same
JP2001267572A (en) * 2000-03-22 2001-09-28 Seiko Instruments Inc Vertical mos transistor and method for manufacturing the same
JP2002110984A (en) * 2000-06-08 2002-04-12 Siliconix Inc High-frequency mosfet and manufacturing method thereof
JP2006074054A (en) * 2004-09-02 2006-03-16 Internatl Rectifier Corp Top surface drain mos gate device and method for manufacturing it

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013508980A (en) * 2009-10-20 2013-03-07 ヴィシェイ−シリコニックス Split gate field effect transistor
US9425305B2 (en) 2009-10-20 2016-08-23 Vishay-Siliconix Structures of and methods of fabricating split gate MIS devices
US9419129B2 (en) 2009-10-21 2016-08-16 Vishay-Siliconix Split gate semiconductor device with curved gate oxide profile
US9893168B2 (en) 2009-10-21 2018-02-13 Vishay-Siliconix Split gate semiconductor device with curved gate oxide profile
US9577089B2 (en) 2010-03-02 2017-02-21 Vishay-Siliconix Structures and methods of fabricating dual gate devices
US10453953B2 (en) 2010-03-02 2019-10-22 Vishay-Siliconix Structures and methods of fabricating dual gate devices
US11114559B2 (en) 2011-05-18 2021-09-07 Vishay-Siliconix, LLC Semiconductor device having reduced gate charges and superior figure of merit
US10234486B2 (en) 2014-08-19 2019-03-19 Vishay/Siliconix Vertical sense devices in vertical trench MOSFET
US10444262B2 (en) 2014-08-19 2019-10-15 Vishay-Siliconix Vertical sense devices in vertical trench MOSFET
US10527654B2 (en) 2014-08-19 2020-01-07 Vishay SIliconix, LLC Vertical sense devices in vertical trench MOSFET
US11217541B2 (en) 2019-05-08 2022-01-04 Vishay-Siliconix, LLC Transistors with electrically active chip seal ring and methods of manufacture
US11218144B2 (en) 2019-09-12 2022-01-04 Vishay-Siliconix, LLC Semiconductor device with multiple independent gates

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KR101047945B1 (en) 2011-07-12
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JP5350783B2 (en) 2013-11-27
DE112005003584T5 (en) 2008-04-30

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