JP2009021308A - Trench type mosfet and its manufacturing method - Google Patents

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Kimitaka Fukumi
公孝 福見
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a trench type MOSFET which can be made fast by shortening a delay time and enables the Chip area thereof to be reduced, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: The trench type MOSFET 10 is formed by laminating a P type highly-doped drain section 1, a P type lightly-doped drain section 2, an N channel body section 3, and a P type source diffusion section 4 in this order and a trench gate electrode 6 is formed in a trench reaching the lightly-doped drain section 2 from a substrate surface. Here, a plurality of gate electrode lead out sections 7 and 17 for obtaining a potential from the trench gate electrode 6 are arrayed along the length of the trench gate electrode 6 almost at right angles to the trench gate electrode 6, so that parasitic resistance generated by the trench gate electrode 6 can be divided. The delay time is therefore shortened to make the trench type MOSFET fast and the Chip area is reducible. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、MOS型FET(電界効果トランジスタ)の構造及びその製造方法に関し、特にDC−DCコンバータや、ハイサイド・ロードドライブのような電源装置への応用に有用な、トレンチ型MOSFET及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a structure of a MOS type FET (field effect transistor) and a manufacturing method thereof, and more particularly to a trench type MOSFET useful for application to a power supply device such as a DC-DC converter and a high side load drive and the manufacturing thereof. It is about the method.

トレンチ型MOSFETは、基板の縦方向に大電流を流すことができるように、基板表面にソース、基板底面にドレイン、埋め込み(トレンチ)ゲート電極に沿った方向にチャネルを持つ垂直型のMOSFETである。従来から、トレンチ型MOSFETは、その構造的な効率が良く、オン抵抗が低いという利点があるため、電源制御用の電子装置として広く用いられている。このトレンチ型MOSFETのゲート電極を形成する際のパターンとしては、大きく分けて2種類ある。1つは個々のセルがゲート電極によって囲まれているSquare Type、もう1つは複数のゲート電極が並列に形成されたStripe Typeである。   The trench MOSFET is a vertical MOSFET having a source on the substrate surface, a drain on the bottom surface of the substrate, and a channel in a direction along the buried (trench) gate electrode so that a large current can flow in the vertical direction of the substrate. . Conventionally, trench MOSFETs have been widely used as electronic devices for power supply control because of their advantages of high structural efficiency and low on-resistance. There are roughly two types of patterns for forming the gate electrode of the trench MOSFET. One is a square type in which individual cells are surrounded by gate electrodes, and the other is a stripe type in which a plurality of gate electrodes are formed in parallel.

図7は、Square Typeのトレンチ型MOSFET60を示している。図7(a)は、MOSFET60の平面図であり、図7(b)は、MOSFET60を破線A−Aで切った場合の断面図である。MOSFET60は、高ドープドレイン部61、低ドープドレイン部62、チャネルボディ部63、ソース拡散部64、ゲート絶縁膜65、トレンチゲート電極66、ゲート電極引き出し部67、素子分離絶縁膜68および高濃度ボディ部69を有している。トレンチゲート電極66は、基板表面から低ドープドレイン部62まで達するトレンチに形成される。これにより、基板の縦方向に電流を流すためのチャネルが形成される。   FIG. 7 shows a Square Type trench-type MOSFET 60. FIG. 7A is a plan view of the MOSFET 60, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the MOSFET 60 taken along the broken line AA. The MOSFET 60 includes a highly doped drain portion 61, a lightly doped drain portion 62, a channel body portion 63, a source diffusion portion 64, a gate insulating film 65, a trench gate electrode 66, a gate electrode lead portion 67, an element isolation insulating film 68, and a high concentration body. A portion 69 is provided. The trench gate electrode 66 is formed in a trench extending from the substrate surface to the lightly doped drain portion 62. As a result, a channel for flowing current in the vertical direction of the substrate is formed.

さらに、Square TypeのMOSFET60は、トレンチゲート電極66をメッシュ状に形成するので、トレンチゲート電極66により生じる寄生抵抗を小さくすることができるという長所を有する。一方、集積回路の高密度化およびオン抵抗の低減の為には、セルの微細化が必須であるが、トレンチゲート電極66によって囲まれている個々のセル内にチャネルボディ部63とソース拡散部64とを形成しなければならないため、セルの縮小によるオン抵抗の低減が難しいという短所を有する。   Further, the square type MOSFET 60 has the advantage that the parasitic resistance generated by the trench gate electrode 66 can be reduced because the trench gate electrode 66 is formed in a mesh shape. On the other hand, in order to increase the density of the integrated circuit and reduce the on-resistance, it is essential to make the cell finer. However, the channel body portion 63 and the source diffusion portion are formed in each cell surrounded by the trench gate electrode 66. 64, it is difficult to reduce the on-resistance due to cell reduction.

図8(a)は、Stripe Typeのトレンチ型MOSFET70を示している。MOSFET70は、高ドープドレイン部71、低ドープドレイン部72、チャネルボディ部73、ソース拡散部74、ゲート絶縁膜75、トレンチゲート電極76、ゲート電極引き出し部77および素子分離絶縁膜78を有しており、ゲート電極引き出し部77にはコンタクト部79が形成されている。このように、MOSFET70では、トレンチゲート電極76が複数のストライプパターンに形成されている。   FIG. 8A shows a stripe type MOSFET 70 of a stripe type. The MOSFET 70 has a highly doped drain portion 71, a lightly doped drain portion 72, a channel body portion 73, a source diffusion portion 74, a gate insulating film 75, a trench gate electrode 76, a gate electrode leading portion 77, and an element isolation insulating film 78. In addition, a contact portion 79 is formed in the gate electrode lead portion 77. Thus, in the MOSFET 70, the trench gate electrode 76 is formed in a plurality of stripe patterns.

MOSFET70に流される電流の大部分は、チャネルボディ部73とゲート絶縁膜75との界面に形成されるチャネルに流れるため、その他の部分は、電流に対しては無駄な領域である。基板表面側から見て、単位面積あたりの電流を出来るだけ多く流すためには、トレンチゲート電極76の幅(トレンチ幅)およびトレンチゲート電極76の間隔(トレンチピッチ)を縮小する必要がある。   Most of the current flowing in the MOSFET 70 flows in the channel formed at the interface between the channel body portion 73 and the gate insulating film 75, and the other portion is a wasteful region for the current. In order to flow as much current per unit area as possible when viewed from the substrate surface side, it is necessary to reduce the width of the trench gate electrode 76 (trench width) and the interval between the trench gate electrodes 76 (trench pitch).

ここで、MOSFET70の扱う電流は、数十アンペア以上の大きな値になるため、チップサイズも数ミリ平方以上の大きな物となり、しかもそのチップの表面の大部分をFETが占めることとなる。FETの部分以外には、FETを制御する回路や温度センサー等があるが、それらのサイズは相対的にFETの部分に比べれば、無視できる程度に小さい。したがって、MOSFET70は、複数のセルのボディ領域を共通化できる他に、トレンチ間の距離を限界まで縮小できるので、個々のセルの縮小に有効であり、オン抵抗の低減が容易であるという長所を有する。   Here, since the current handled by the MOSFET 70 is a large value of several tens of amperes or more, the chip size is also a large one of several millimeters square or more, and the FET occupies most of the surface of the chip. Other than the FET portion, there are a circuit for controlling the FET, a temperature sensor, and the like, but their sizes are relatively small compared to the FET portion so as to be negligible. Therefore, the MOSFET 70 can reduce the distance between the trenches to the limit, in addition to being able to share the body region of a plurality of cells, so that it is effective in reducing the individual cells and can easily reduce the on-resistance. Have.

一方、MOSFET70は、Square Typeに比べ、各トレンチゲート電極76が長くなるので、以下のような短所を有する。すなわち、トレンチ幅の縮小により、トレンチゲート電極76により生じる単位面積あたりの寄生抵抗がさらに増加する。その結果、トレンチゲート電極76自身の高抵抗化や接触抵抗の増大、寄生抵抗の付加等の影響によって、遅延時間の延長による動作速度の劣化等のトランジスタ特性の劣化を生ずる。   On the other hand, the MOSFET 70 has the following disadvantages because each trench gate electrode 76 is longer than the square type. That is, the reduction of the trench width further increases the parasitic resistance per unit area generated by the trench gate electrode 76. As a result, degradation of transistor characteristics such as degradation of operation speed due to extension of the delay time occurs due to the effect of increasing the resistance of the trench gate electrode 76 itself, increasing the contact resistance, adding parasitic resistance, and the like.

図8(b)は、MOSFET70の等価回路図である。MOSFET70では、トレンチゲート電極76が長いため、破線で示すように、トレンチゲート電極76は、多数の抵抗Res1〜ResNが直列に接続されている状態と等しく、単位面積あたりの寄生抵抗が大きい。   FIG. 8B is an equivalent circuit diagram of the MOSFET 70. In the MOSFET 70, since the trench gate electrode 76 is long, as indicated by a broken line, the trench gate electrode 76 is equal to a state in which a large number of resistors Res1 to ResN are connected in series, and has a large parasitic resistance per unit area.

また、現在では、Stripe Typeのトレンチ型MOSFETにおいて、トレンチ幅が約0.5um、トレンチピッチが約1.0umまで微細化されたデバイスも実用化されている。このようなデバイスでは、ゲート電極に直接コンタクトを形成するのは難しい。   At present, a device in which the trench width is reduced to about 0.5 μm and the trench pitch to about 1.0 μm in the Stripe Type MOSFET is also in practical use. In such a device, it is difficult to form a contact directly with the gate electrode.

これに対し、MOSFET70において、トレンチゲート電極76の材料を表面一面に敷きつめるように形成することも考えられる。しかしながら、実際には、チャネルボディ部73やソース拡散部74に対してコンタクトをとる部分を確保する必要があるため、トレンチゲート電極76の材料を表面一面に敷きつめることはできない。そこで、トレンチ部とコンタクト部とをストライプパターンで交互に形成する技術が提案されている。   On the other hand, in the MOSFET 70, it can be considered that the material of the trench gate electrode 76 is formed so as to cover the entire surface. However, in actuality, since it is necessary to secure a portion to contact the channel body portion 73 and the source diffusion portion 74, the material of the trench gate electrode 76 cannot be spread over the entire surface. Therefore, a technique for alternately forming trench portions and contact portions in a stripe pattern has been proposed.

図9は、トレンチ部とコンタクト部とをストライプパターンで交互に形成した一般的なトレンチ型MOSFET80を示す平面図である。MOSFET80では、ゲート電極に相当するトレンチ部81とボディ部またはソース拡散部に対応するコンタクト部82とが交互に形成される。   FIG. 9 is a plan view showing a general trench MOSFET 80 in which trench portions and contact portions are alternately formed in a stripe pattern. In MOSFET 80, trench portions 81 corresponding to gate electrodes and contact portions 82 corresponding to body portions or source diffusion portions are alternately formed.

しかしながら、MOSFET80では、ゲート電極の電位は素子部の外周からしか取ることができない。したがって、素子中心部においては、ゲート電極が大きな抵抗を介して繋がっているのと同じ状況となるという不都合を生ずる。   However, in the MOSFET 80, the potential of the gate electrode can be taken only from the outer periphery of the element portion. Therefore, in the central part of the element, there arises an inconvenience that the situation is the same as when the gate electrode is connected through a large resistance.

そこで、図10に示すように、トレンチゲート電極を分割することにより、トレンチゲート電極の寄生抵抗の低減を図ることも考えられる。図10(a)は、MOSFET90の平面図であり、図10(b)は、MOSFET90の断面図である。   Therefore, as shown in FIG. 10, it is conceivable to reduce the parasitic resistance of the trench gate electrode by dividing the trench gate electrode. FIG. 10A is a plan view of the MOSFET 90, and FIG. 10B is a cross-sectional view of the MOSFET 90.

図10(a)に示すように、MOSFET90では、トレンチゲート電極96のパターンを所々切断して、メタルとコンタクトを取ることで抵抗低減化を行っている。また、図10(b)に示すように、トレンチゲート電極96は、高ドープドレイン部91上に形成される低ドープドレイン部92上に、ゲート絶縁膜95または素子分離絶縁膜98を介して形成されている。   As shown in FIG. 10A, in the MOSFET 90, the resistance is reduced by cutting the pattern of the trench gate electrode 96 in some places and making contact with the metal. As shown in FIG. 10B, the trench gate electrode 96 is formed on the lightly doped drain part 92 formed on the highly doped drain part 91 via the gate insulating film 95 or the element isolation insulating film 98. Has been.

しかしながら、MOSFET90では、トレンチゲート電極96はフィールド領域上に形成されており、さらに、ゲート配線をアクディブ領域とは別の領域で形成する必要がある。したがって、ある一定間隔ごとにトレンチゲート電極96のコンタクト領域を形成する必要があるため、Chip面積の増加およびコスト増加が生じてしまう。   However, in the MOSFET 90, the trench gate electrode 96 is formed on the field region, and further, the gate wiring needs to be formed in a region different from the active region. Therefore, since it is necessary to form the contact region of the trench gate electrode 96 at certain intervals, an increase in the chip area and an increase in cost occur.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、遅延時間を短縮し高速化が可能であり、Chip面積の縮小が可能なトレンチ型MOSFET及びその製造方法を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a trench MOSFET capable of shortening the chip time and reducing the delay time and the manufacturing method thereof. There is.

本発明に係るトレンチ型MOSFETは、上記課題を解決するために、第1の導電型の半導体基板と、該半導体基板上に設けられ該半導体基板よりもドーピング濃度の低いエピタキシャル層と、該エピタキシャル層上に設けられた前記第1の導電型とは反対の導電型の第2の導電型のチャネル層と、該チャネル層の表面層に形成された前記第1の導電型のソース拡散層と、該ソース拡散層の表面から前記チャネル層を貫通し前記エピタキシャル層に達するトレンチと、該トレンチ内にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、前記ゲート電極上および前記ソース拡散層上に設けられ該ゲート電極から電位をとるためのライン状のパターンであるゲート電極引き出し部とを有するトレンチ型MOSFETであって、前記ゲート電極の長手方向と前記ゲート電極引き出し部の長手方向とは互いに略直交し、前記ゲート電極引き出し部は、前記ゲート電極の長手方向に沿って複数配列されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a trench MOSFET according to the present invention includes a first conductivity type semiconductor substrate, an epitaxial layer provided on the semiconductor substrate and having a lower doping concentration than the semiconductor substrate, and the epitaxial layer. A channel layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type provided above, a source diffusion layer of the first conductivity type formed on a surface layer of the channel layer; A trench penetrating the channel layer from the surface of the source diffusion layer and reaching the epitaxial layer; a gate electrode provided in the trench through a gate insulating film; and provided on the gate electrode and the source diffusion layer A trench type MOSFET having a gate electrode lead portion which is a line-shaped pattern for taking a potential from the gate electrode, the length of the gate electrode being The longitudinal direction of direction and the gate electrode lead-out portions substantially perpendicular to each other, the gate electrode lead-out portion is characterized by being arrayed along a longitudinal direction of the gate electrode.

また、本発明に係るトレンチ型MOSFETの製造方法は、上記課題を解決するために、第1の導電型の半導体基板上に、該半導体基板よりもドーピング濃度の低いエピタキシャル層を形成する第1工程と、該エピタキシャル層上に、前記第1の導電型とは反対の導電型の第2の導電型のチャネル層を形成する第2工程と、該チャネル層の表面層に、前記第1の導電型のソース拡散層を形成する第3工程と、該ソース拡散層の表面から前記チャネル層を貫通し前記エピタキシャル層に達するトレンチを形成する第4工程と、該トレンチ内にゲート絶縁膜を形成する第5工程と、該トレンチ内にゲート電極材料を埋め込むことによりゲート電極を形成する第6工程と、前記ゲート電極上および前記ソース拡散層上に、該ゲート電極から電位をとるためのライン状のパターンであるゲート電極引き出し部を形成する第7工程とを有し、前記ゲート電極の長手方向と前記ゲート電極引き出し部の長手方向とは互いに略直交し、前記ゲート電極引き出し部は、前記ゲート電極の長手方向に沿って複数配列されていることを特徴としている。   Moreover, in order to solve the above-described problem, the method for manufacturing a trench MOSFET according to the present invention includes a first step of forming an epitaxial layer having a lower doping concentration than the semiconductor substrate on the semiconductor substrate of the first conductivity type. A second step of forming a channel layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on the epitaxial layer, and the first conductivity on the surface layer of the channel layer. A third step of forming a source diffusion layer of the type, a fourth step of forming a trench that penetrates the channel layer from the surface of the source diffusion layer and reaches the epitaxial layer, and a gate insulating film is formed in the trench A fifth step; a sixth step of forming a gate electrode by embedding a gate electrode material in the trench; and applying a potential from the gate electrode on the gate electrode and the source diffusion layer. A seventh step of forming a gate electrode lead portion which is a line-shaped pattern, and the longitudinal direction of the gate electrode and the longitudinal direction of the gate electrode lead portion are substantially orthogonal to each other, and the gate electrode lead portion Are characterized by being arranged in a plurality along the longitudinal direction of the gate electrode.

上記の構成によれば、第1の導電型の半導体基板、第1の導電型のエピタキシャル層、第2の導電型のチャネル層、第1の導電型のソース拡散層がこの順に積層され、ゲート電極が、基板表面からエピタキシャル層に達するトレンチに形成されることにより、基板の縦方向に電流を流すためのチャネルが形成される。ここで、ゲート電極から電位をとるためのゲート電極引き出し部が、ゲート電極と略直交してゲート電極の長手方向に沿って複数配列されているので、ゲート電極により生じる寄生抵抗を分割することができる。さらに、ゲート電極引き出し部はソース及びボディーのコンタクトを可能にするように形成する必要があるため、MOS領域のソース拡散層上に形成している。このような構造及びレイアウトを行なうことで、遅延時間を短縮し高速化が可能であり、Chip面積の縮小が可能なトレンチ型MOSFET及びその製造方法を実現できるという効果を奏する。   According to the above configuration, the first conductive type semiconductor substrate, the first conductive type epitaxial layer, the second conductive type channel layer, and the first conductive type source diffusion layer are stacked in this order, and the gate The electrode is formed in a trench reaching the epitaxial layer from the substrate surface, thereby forming a channel for flowing a current in the vertical direction of the substrate. Here, since a plurality of gate electrode lead portions for taking a potential from the gate electrode are arranged along the longitudinal direction of the gate electrode substantially orthogonal to the gate electrode, the parasitic resistance generated by the gate electrode can be divided. it can. Furthermore, since the gate electrode lead-out portion needs to be formed so as to enable contact between the source and the body, it is formed on the source diffusion layer in the MOS region. By performing such a structure and layout, the delay time can be shortened and the speed can be increased, and it is possible to realize a trench MOSFET capable of reducing the chip area and a manufacturing method thereof.

本発明に係るトレンチ型MOSFETでは、前記ゲート電極引き出し部が半導体材料である場合、該ゲート電極引き出し部の表面にシリサイドが形成されていることが好ましい。   In the trench MOSFET according to the present invention, when the gate electrode lead portion is made of a semiconductor material, it is preferable that silicide is formed on the surface of the gate electrode lead portion.

上記の構成によれば、ゲート引き出し配線抵抗を減らすことができる。   According to the above configuration, the gate lead-out wiring resistance can be reduced.

本発明に係るトレンチ型MOSFETでは、前記ゲート電極引き出し部がポリシリコンを材料とする場合、該ゲート電極引き出し部の表面にタングステンが積層されていることが好ましい。   In the trench MOSFET according to the present invention, when the gate electrode lead portion is made of polysilicon, it is preferable that tungsten is laminated on the surface of the gate electrode lead portion.

上記の構成によれば、ゲート電極引き出し部の抵抗をさらに下げることができる。   According to the above configuration, the resistance of the gate electrode lead portion can be further reduced.

本発明に係るトレンチ型MOSFETでは、前記ゲート電極と前記ゲート電極引き出し部とは、同一の材料で形成されていることが好ましい。   In the trench MOSFET according to the present invention, it is preferable that the gate electrode and the gate electrode lead portion are formed of the same material.

また、本発明に係るトレンチ型MOSFETの製造方法では、前記ゲート電極の材料と前記ゲート電極引き出し部の材料とが同一であることにより、前記第6工程と前記第7工程とを同時に行うことが好ましい。   In the method for manufacturing a trench MOSFET according to the present invention, the sixth step and the seventh step can be performed simultaneously because the material of the gate electrode and the material of the gate electrode lead portion are the same. preferable.

上記の構成によれば、ゲート電極の形成とゲート電極引き出し部の形成とを同一工程にて行うことができ、ゲート電極とゲート電極引き出し部とが一体的に得られる。   According to said structure, formation of a gate electrode and formation of a gate electrode extraction part can be performed in the same process, and a gate electrode and a gate electrode extraction part are obtained integrally.

本発明に係るトレンチ型MOSFETは、以上のように、第1の導電型の半導体基板と、該半導体基板上に設けられ該半導体基板よりもドーピング濃度の低いエピタキシャル層と、該エピタキシャル層上に設けられた前記第1の導電型とは反対の導電型の第2の導電型のチャネル層と、該チャネル層の表面層に形成された前記第1の導電型のソース拡散層と、該ソース拡散層の表面から前記チャネル層を貫通し前記エピタキシャル層に達するトレンチと、該トレンチ内にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、前記ゲート電極上および前記ソース拡散層上に設けられ該ゲート電極から電位をとるためのライン状のパターンであるゲート電極引き出し部とを有するトレンチ型MOSFETであって、前記ゲート電極の長手方向と前記ゲート電極引き出し部の長手方向とは互いに略直交し、前記ゲート電極引き出し部は、前記ゲート電極の長手方向に沿って複数配列されているので、、遅延時間を短縮し高速化が可能であり、Chip面積の縮小が可能であるという効果を奏する。   As described above, the trench MOSFET according to the present invention is provided on the semiconductor substrate of the first conductivity type, the epitaxial layer provided on the semiconductor substrate and having a lower doping concentration than the semiconductor substrate, and on the epitaxial layer. A channel layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type formed, a source diffusion layer of the first conductivity type formed on a surface layer of the channel layer, and the source diffusion A trench which penetrates the channel layer from the surface of the layer and reaches the epitaxial layer, a gate electrode provided in the trench via a gate insulating film, and the gate provided on the gate electrode and the source diffusion layer A trench type MOSFET having a gate electrode lead portion which is a line pattern for taking a potential from an electrode, the longitudinal direction of the gate electrode and the gate electrode. Since the plurality of gate electrode lead portions are arranged along the longitudinal direction of the gate electrode, the delay time can be shortened and the speed can be increased. The chip area can be reduced.

本発明の一実施形態について図1ないし図6に基づいて説明すると以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本実施の形態のトレンチ型MOSFET10の概略構造を示している。MOSFET10は、半導体基板に形成されたトレンチ型MOSFETであって、P型の高ドープドレイン部1、P型の低ドープドレイン部2、N型のチャネルボディ部3、P型のソース拡散部4、ゲート絶縁膜5、トレンチゲート電極6、ゲート電極引き出し部7、素子分離絶縁膜8およびコンタクト部9を有している。高ドープドレイン部1、低ドープドレイン部2、チャネルボディ部3、およびソース拡散部4は、それぞれ導電型が上記と逆であってもよい。   FIG. 1 shows a schematic structure of a trench MOSFET 10 according to the present embodiment. The MOSFET 10 is a trench MOSFET formed on a semiconductor substrate, and includes a P-type highly doped drain portion 1, a P-type lightly doped drain portion 2, an N-type channel body portion 3, a P-type source diffusion portion 4, A gate insulating film 5, a trench gate electrode 6, a gate electrode lead portion 7, an element isolation insulating film 8 and a contact portion 9 are provided. The heavily doped drain portion 1, the lightly doped drain portion 2, the channel body portion 3, and the source diffusion portion 4 may each have a conductivity type opposite to that described above.

高ドープドレイン部1は、半導体基板の裏側をドープすることにより形成される。低ドープドレイン部2はエピタキシャル層とも呼ばれ、高ドープドレイン部1と接するように形成される。ソース拡散部4は、半導体基板の最上面に形成され、チャネルボディ部3は、低ドープドレイン部2とソース拡散部4との間に形成される。   The highly doped drain portion 1 is formed by doping the back side of the semiconductor substrate. The lightly doped drain portion 2 is also called an epitaxial layer, and is formed so as to be in contact with the heavily doped drain portion 1. The source diffusion portion 4 is formed on the uppermost surface of the semiconductor substrate, and the channel body portion 3 is formed between the lightly doped drain portion 2 and the source diffusion portion 4.

ゲート絶縁膜5は、基板表面および、基板表面から低ドープドレイン部2まで貫通するトレンチの内壁に形成される。トレンチゲート電極6は、半導体または金属を材料としており、上記トレンチを埋めるように複数のストライプパターンを形成している。なお、トレンチゲート電極6が半導体の場合、ポリシリコンであってもよく、ドーピング濃度は、1×1019〜5×1019〔atoms/cm〕である。 The gate insulating film 5 is formed on the substrate surface and the inner wall of the trench penetrating from the substrate surface to the lightly doped drain portion 2. The trench gate electrode 6 is made of a semiconductor or metal, and a plurality of stripe patterns are formed so as to fill the trench. When the trench gate electrode 6 is a semiconductor, it may be polysilicon, and the doping concentration is 1 × 10 19 to 5 × 10 19 [atoms / cm 3 ].

ゲート電極引き出し部7は、トレンチゲート電極6から電位をとるため複数のトレンチゲート電極6の端部に形成され、さらにコンタクト部9と接続されている。さらに、トレンチゲート電極6の端部以外の部分に、トレンチゲート電極6の長手方向と略直交する少なくとも1つのゲート電極引き出し部17が形成されている。ゲート電極引き出し部17は、トレンチゲート電極6から電位をとるためのライン状のパターンである。各ゲート電極引き出し部17は、コンタクト部19を介して外部と接続されている。なお、ゲート電極引き出し部8・17とソース拡散部4との間には、絶縁膜15が形成されている。ゲート電極引き出し部7・17も、トレンチゲート電極6と同様、半導体または金属を材料としている。   The gate electrode lead-out portion 7 is formed at the end of the plurality of trench gate electrodes 6 in order to take a potential from the trench gate electrode 6 and is further connected to the contact portion 9. Further, at least one gate electrode lead portion 17 that is substantially orthogonal to the longitudinal direction of the trench gate electrode 6 is formed in a portion other than the end portion of the trench gate electrode 6. The gate electrode lead-out portion 17 is a line pattern for taking a potential from the trench gate electrode 6. Each gate electrode lead-out portion 17 is connected to the outside through a contact portion 19. An insulating film 15 is formed between the gate electrode lead portions 8 and 17 and the source diffusion portion 4. Similarly to the trench gate electrode 6, the gate electrode lead portions 7 and 17 are made of a semiconductor or metal.

図2は、MOSFET10の等価回路図であり、MOSFET10では、ゲート電極引き出し部7・17を設けることにより、トレンチゲート電極6により生じる寄生抵抗を分割することができる。すなわち、寄生抵抗Res1〜ResNを介することなく、トレンチゲート電極6の電位をとることができるため、トレンチゲート電極6により生じる寄生抵抗の低減が可能である。したがって、遅延時間を短縮し、高速化が可能となる。   FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the MOSFET 10. In the MOSFET 10, the parasitic resistance generated by the trench gate electrode 6 can be divided by providing the gate electrode lead portions 7 and 17. That is, since the potential of the trench gate electrode 6 can be taken without passing through the parasitic resistances Res1 to ResN, the parasitic resistance generated by the trench gate electrode 6 can be reduced. Therefore, the delay time can be shortened and the speed can be increased.

また、MOSFET10では、図10に示すMOSFET90と異なり、ゲート電極引き出し部17がMOS領域上に形成されており、ゲート配線をアクディブ領域上に形成することができる。したがって、Chip面積を縮小させ、コストを抑えることが可能となる。   In the MOSFET 10, unlike the MOSFET 90 shown in FIG. 10, the gate electrode lead-out portion 17 is formed on the MOS region, and the gate wiring can be formed on the active region. Therefore, the chip area can be reduced and the cost can be reduced.

なお、ゲート電極引き出し部17は、トレンチゲート電極6と同一材料であるのが好ましい。この場合、トレンチにトレンチゲート電極6の材料を埋め込む工程と、ゲート電極引き出し部7・17を形成する工程とを同時に行うことができるので、トレンチゲート電極6とゲート電極引き出し部17とが一体的に得られる。   The gate electrode lead portion 17 is preferably made of the same material as the trench gate electrode 6. In this case, since the step of embedding the material of the trench gate electrode 6 in the trench and the step of forming the gate electrode lead portions 7 and 17 can be performed simultaneously, the trench gate electrode 6 and the gate electrode lead portion 17 are integrated. Is obtained.

また、ゲート電極引き出し部7・17が半導体を材料とする場合、ゲート電極引き出し部7・17の表面にシリサイドを形成し、シリサイドを介してコンタクト部9・19と接続してもよい。これにより、ゲート引き出し配線抵抗を減らすことができる。   In the case where the gate electrode lead-out portions 7 and 17 are made of a semiconductor, silicide may be formed on the surface of the gate electrode lead-out portions 7 and 17 and connected to the contact portions 9 and 19 through the silicide. Thereby, the gate lead-out wiring resistance can be reduced.

さらに、ゲート電極引き出し部7・17がポリシリコンを材料とする場合、ゲート電極引き出し部7・17の表面にタングステンを形成してもよい。これにより、ゲート電極引き出し部7・17の抵抗を減らすことができる。   Further, when the gate electrode lead portions 7 and 17 are made of polysilicon, tungsten may be formed on the surfaces of the gate electrode lead portions 7 and 17. Thereby, the resistance of the gate electrode lead-out portions 7 and 17 can be reduced.

以下、MOSFET10の断面構造について説明する。   Hereinafter, a cross-sectional structure of the MOSFET 10 will be described.

図3は、MOSFET10の概略構造を示している。なお、MOSFET10は、図1に示すMOSFET10と同一であり、MOSFET10を再度図示したのは、図面の煩雑を避けるためである。   FIG. 3 shows a schematic structure of the MOSFET 10. The MOSFET 10 is the same as the MOSFET 10 shown in FIG. 1, and the MOSFET 10 is illustrated again in order to avoid complication of the drawing.

図4は、MOSFET10の断面図である。図4(a)は、図3に示すように、ゲート電極引き出し部17に沿って(破線B−B)切った場合の断面図であり、図4(b)は、図3に示すように、トレンチゲート電極6のトレンチに沿って(破線C−C)切った場合の断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the MOSFET 10. 4A is a cross-sectional view taken along the gate electrode lead-out portion 17 (broken line BB) as shown in FIG. 3, and FIG. 4B is as shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the trench of the trench gate electrode 6 (broken line CC).

図4(a)に示すように、トレンチゲート電極6とゲート電極引き出し部17とが同一材料であることにより、両者を一体的に形成することができる。同様に、図4(b)に示すように、ゲート電極引き出し部7もトレンチゲート電極6と同一材料であることが好ましく、これにより、トレンチゲート電極6とゲート電極引き出し部7・17とを一体的に形成することができる。   As shown in FIG. 4A, since the trench gate electrode 6 and the gate electrode lead-out portion 17 are made of the same material, both can be formed integrally. Similarly, as shown in FIG. 4B, the gate electrode lead-out portion 7 is also preferably made of the same material as that of the trench gate electrode 6, whereby the trench gate electrode 6 and the gate electrode lead-out portions 7 and 17 are integrated. Can be formed.

以下、図5に基づいて、MOSFET10の製造工程を段階的に説明する。   Hereinafter, based on FIG. 5, the manufacturing process of MOSFET10 is demonstrated in steps.

図5(a)〜(g)は、製造工程の各段階におけるトレンチ型MOSFET10の概略構成を示す断面図である。まず、厚さ約500μm〜650μmのシリコン基板を、抵抗率が0.01Ω.cm〜0.005Ω.cmの範囲内となるようにP型ドープして高ドープドレイン部1を形成する。さらに、高ドープドレイン部1上に、高ドープドレイン部1よりも低くドープされたP層をエピタキシャル成長させることにより、低ドープドレイン部2(エピタキシャル層)を形成する(第1工程)。その後、シリコン表面において、5×1016〜7×1017〔atoms/cm〕の範囲のドーピング濃度となるように、リン原子を打ち込み、かつ熱処理により活性化してN型のチャネルボディ部3を形成する(第2工程)。 5A to 5G are cross-sectional views showing a schematic configuration of the trench MOSFET 10 at each stage of the manufacturing process. First, a silicon substrate having a thickness of about 500 μm to 650 μm is subjected to a resistivity of 0.01Ω. cm to 0.005 Ω. Highly doped drain portion 1 is formed by P-type doping so as to be in the range of cm. Further, a low-doped drain portion 2 (epitaxial layer) is formed on the highly doped drain portion 1 by epitaxially growing a P layer doped lower than the highly doped drain portion 1 (first step). Thereafter, phosphorus atoms are implanted and activated by heat treatment so that the doping concentration is in the range of 5 × 10 16 to 7 × 10 17 [atoms / cm 3 ] on the silicon surface, so that the N-type channel body 3 is formed. Form (second step).

このようにして、図5(a)に示すように、高ドープドレイン部1、P型の低ドープドレイン部2、N型のチャネルボディ部3が形成される。なお、高ドープドレイン部1および低ドープドレイン部2のドーピング濃度は、それぞれ約5×1015〔atoms/cm〕、約1×1019〔atoms/cm〕である。 In this way, as shown in FIG. 5A, a highly doped drain portion 1, a P-type lightly doped drain portion 2, and an N-type channel body portion 3 are formed. The doping concentrations of the highly doped drain portion 1 and the lightly doped drain portion 2 are about 5 × 10 15 [atoms / cm 3 ] and about 1 × 10 19 [atoms / cm 3 ], respectively.

ここで、低ドープドレイン部2の厚みXepi、及び抵抗値ρepiは、MOSFET10に求められる最終的な電気的特性によって設定すればよい。一般的には、トレンチ型MOSFETのオン抵抗を低減するためには、低ドープドレイン部の抵抗を低くするべきであるが、ブレークダウン電圧との間にトレードオフの関係がある。なお、高ドープドレイン部1は、MOSFET10が作製された後に、裏面研磨により厚みが約100μm〜150μmに減少する。   Here, the thickness Xepi and the resistance value ρepi of the lightly doped drain portion 2 may be set according to the final electrical characteristics required for the MOSFET 10. In general, in order to reduce the on-resistance of the trench MOSFET, the resistance of the lightly doped drain should be lowered, but there is a trade-off relationship with the breakdown voltage. Note that the thickness of the highly doped drain portion 1 is reduced to about 100 μm to 150 μm by backside polishing after the MOSFET 10 is manufactured.

次に、図5(b)に示すように、チャネルボディ部3上に素子分離絶縁膜8を形成する。具体的には、まず100nm〜200nm程度のナイトライド膜を、ウエハ表面に形成する。その後、フォトレジストでレジストパターンを形成し、ナイトライド膜のエッチングを行なう。そして、レジストパターンの除去後、酸化工程により500nm〜700nm程度の素子分離絶縁膜8が形成される。   Next, as shown in FIG. 5B, an element isolation insulating film 8 is formed on the channel body portion 3. Specifically, a nitride film having a thickness of about 100 nm to 200 nm is first formed on the wafer surface. Thereafter, a resist pattern is formed with a photoresist, and the nitride film is etched. After removing the resist pattern, an element isolation insulating film 8 having a thickness of about 500 nm to 700 nm is formed by an oxidation process.

次に、図5(c)に示すように、チャネルボディ部3上にP型のソース拡散部4を形成する(第3工程)。具体的には、フォトレジストでレジストパターンを形成し、N型のチャネルボディ部3の表面に、5×1019〜5×1020〔atoms/cm〕の範囲のドーピング濃度となるように、ボロン原子を打ち込み、かつ熱処理により活性化してソース拡散部4が形成される。 Next, as shown in FIG. 5C, a P-type source diffusion portion 4 is formed on the channel body portion 3 (third step). Specifically, a resist pattern is formed with a photoresist, and a doping concentration in the range of 5 × 10 19 to 5 × 10 20 [atoms / cm 3 ] is formed on the surface of the N-type channel body 3. Boron atoms are implanted and activated by heat treatment to form the source diffusion portion 4.

次に、図5(d)に示すように、フォトレジストでレジストパターンを形成し、シリコンエッチングを行い、ソース拡散部4およびチャネルボディ部3を貫通し、低ドープドレイン部2に達するトレンチ部11を形成する(第4工程)。   Next, as shown in FIG. 5D, a resist pattern is formed with a photoresist, silicon etching is performed, and the trench portion 11 that penetrates the source diffusion portion 4 and the channel body portion 3 and reaches the lightly doped drain portion 2 is formed. Is formed (fourth step).

次に、図5(e)に示すように、トレンチ部11の内壁に、熱酸化またはプラズマ酸化等によりゲート絶縁膜5を形成する(第5工程)。また、ソース拡散部4上にも絶縁膜15を形成する。   Next, as shown in FIG. 5E, the gate insulating film 5 is formed on the inner wall of the trench portion 11 by thermal oxidation or plasma oxidation (fifth step). An insulating film 15 is also formed on the source diffusion portion 4.

次に、トレンチ部11の内部に半導体または金属を埋設してトレンチゲート電極6を形成する(第6工程)。さらに、フォトレジストでトレンチゲート電極6と垂直なラインパターンをレジストにより形成し(第7工程)、埋設した半導体または金属のエッチバックを行う。これにより、図5(f)および(g)に示すように、トレンチゲート電極6およびゲート電極引き出し部7・17が形成される。ここで、トレンチゲート電極6およびゲート電極引き出し部7・17がともに同一材料である場合、トレンチゲート電極6の形成とゲート電極引き出し部7・17の形成とを同一工程で行うことができる。   Next, a semiconductor or metal is buried in the trench portion 11 to form the trench gate electrode 6 (sixth step). Further, a line pattern perpendicular to the trench gate electrode 6 is formed with a photoresist (seventh step), and the buried semiconductor or metal is etched back. Thereby, as shown in FIGS. 5F and 5G, the trench gate electrode 6 and the gate electrode lead portions 7 and 17 are formed. Here, when both the trench gate electrode 6 and the gate electrode lead-out portions 7 and 17 are made of the same material, the formation of the trench gate electrode 6 and the formation of the gate electrode lead-out portions 7 and 17 can be performed in the same process.

次に、層間絶縁膜12をCVD法によりウエハ表面に堆積させた後、コンタクト領域をフォトレジストでレジストパターンを形成し、層間絶縁膜12をエッチングし、コンタクト領域を開口する。その後、金属配線層13(Alなど)をスパッタ法により形成し、フォトレジストでレジストパターンを形成し、金属配線層13をエッチングし、ソースやゲートなどの金属配線を形成する。これにより、図5(h)示すように、MOSFET10が形成される。   Next, after the interlayer insulating film 12 is deposited on the wafer surface by the CVD method, a resist pattern is formed in the contact region with a photoresist, the interlayer insulating film 12 is etched, and the contact region is opened. Thereafter, a metal wiring layer 13 (Al or the like) is formed by sputtering, a resist pattern is formed with a photoresist, the metal wiring layer 13 is etched, and metal wirings such as a source and a gate are formed. Thereby, the MOSFET 10 is formed as shown in FIG.

なお、チャネルボディ部3の電位をとるためにチャネルボディ部3上にコンタクトを形成する際に、チャネルボディ部3の濃度が低い場合、金属で形成されたコンタクトとチャネルボディ部3とがショットキー接触(整流性)となる。したがって、半導体と金属とをオーミック接触(非整流性)にするためには、コンタクトを形成する領域の濃度を上げる必要がある。そこで、チャネルボディ部3の表面に、フォトレジストでレジストパターンを形成し、5×1019〜5×1020〔atoms/cm〕の範囲のドーピング濃度となるように、ヒ素原子またはリン原子を打ち込み、かつ熱処理により活性化してN型の高濃度ボディ部14を形成してもよい。 Note that when the contact is formed on the channel body portion 3 to take the potential of the channel body portion 3 and the concentration of the channel body portion 3 is low, the contact made of metal and the channel body portion 3 are in Schottky. Contact (rectifying). Therefore, in order to make the semiconductor and the metal ohmic contact (non-rectifying property), it is necessary to increase the concentration of the region where the contact is formed. Therefore, a resist pattern is formed with a photoresist on the surface of the channel body portion 3, and arsenic atoms or phosphorus atoms are added so as to have a doping concentration in the range of 5 × 10 19 to 5 × 10 20 [atoms / cm 3 ]. The N-type high-concentration body portion 14 may be formed by being driven and activated by heat treatment.

図6は、MOSFET10をトレンチゲート電極6が延びる方向にトレンチ以外の領域に沿って(図3に示す破線D−D)切った場合の断面図である。図6(a)に示すように、ゲート電極引き出し部7の間隔と略同一の間隔ごとに高濃度ボディ部14を形成すると、高濃度ボディ部14の面積が大きくなるため、実効ゲート幅の減少によるオン抵抗の増加が生じる。また、図6(b)に示すように、高濃度ボディ部14がトレンチゲート電極6の両端付近にしか形成されていない場合、チャネルボディ部3の抵抗が大きくなり、アバランシェ耐性などの低下が生じる。よって、高濃度ボディ部14は、目的に合わせて形成する必要がある。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the MOSFET 10 cut along a region other than the trench (broken line DD shown in FIG. 3) in the direction in which the trench gate electrode 6 extends. As shown in FIG. 6A, when the high-concentration body portion 14 is formed at substantially the same intervals as the gate electrode lead-out portion 7, the area of the high-concentration body portion 14 is increased, so that the effective gate width is reduced. The on-resistance increases due to. Further, as shown in FIG. 6B, when the high-concentration body portion 14 is formed only near both ends of the trench gate electrode 6, the resistance of the channel body portion 3 increases, resulting in a decrease in avalanche resistance and the like. . Therefore, it is necessary to form the high concentration body portion 14 in accordance with the purpose.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明のトレンチ型MOSFETは、スイッチング等の用途に適用することができる。   The trench type MOSFET of the present invention can be applied to applications such as switching.

本発明に係るトレンチ型MOSFETの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the trench type MOSFET which concerns on this invention. 上記トレンチ型MOSFETの等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of the trench type MOSFET. 上記トレンチ型MOSFETの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the said trench type MOSFET. (a)は、上記トレンチ型MOSFETをゲート電極引き出し部に沿って切った場合の断面図であり、(b)は、上記トレンチ型MOSFETをトレンチゲート電極のトレンチに沿って切った場合の断面図である。(A) is sectional drawing at the time of cutting the said trench type MOSFET along a gate electrode extraction part, (b) is sectional drawing at the time of cutting the said trench type MOSFET along the trench of a trench gate electrode It is. (a)〜(h)は、上記トレンチ型MOSFETの製造工程の各段階における概略構成を示す断面図である。(A)-(h) is sectional drawing which shows schematic structure in each step of the manufacturing process of the said trench type MOSFET. (a)(b)ともに、上記トレンチ型MOSFETをトレンチゲート電極が延びる方向にトレンチ以外の領域に沿って切った場合の断面図であり、(a)は、ゲート電極引き出し部の間隔と略同一の間隔ごとに高濃度ボディ部を形成した構成であり、(b)は、高濃度ボディ部をトレンチゲート電極の両端付近にのみ形成した構成である。(A) (b) is sectional drawing at the time of cutting the said trench type MOSFET along the area | regions other than a trench in the direction where a trench gate electrode is extended, (a) is substantially the same as the space | interval of a gate electrode drawer | drawing-out part. (B) is a configuration in which the high-concentration body part is formed only near both ends of the trench gate electrode. (a)は、Square Typeのトレンチ型MOSFETを示す平面図であり、(b)は、当該トレンチ型MOSFETの断面図である。(A) is a top view which shows trench type MOSFET of Square Type, (b) is sectional drawing of the said trench type MOSFET. (a)は、一般的なStripe Typeのトレンチ型MOSFETの構造を示す斜視図であり、(b)は、当該トレンチ型MOSFETの等価回路図である。(A) is a perspective view which shows the structure of the trench type MOSFET of a general Stripe type, (b) is an equivalent circuit schematic of the said trench type MOSFET. 従来のトレンチ型MOSFETを示す平面図である。It is a top view which shows the conventional trench type MOSFET. (a)は、従来の他のトレンチ型MOSFETを示す平面図であり、(b)は、当該トレンチ型MOSFETの断面図である。(A) is a top view which shows the other conventional trench type MOSFET, (b) is sectional drawing of the said trench type MOSFET.

符号の説明Explanation of symbols

1 高ドープドレイン部(半導体基板)
2 低ドープドレイン部(エピタキシャル層)
3 チャネルボディ部(チャネル層)
4 ソース拡散部(ソース拡散層)
5 ゲート絶縁膜
6 トレンチゲート電極(ゲート電極)
7、17 ゲート電極引き出し部
10 MOSFET(トレンチ型MOSFET)
11 トレンチ部(トレンチ)
15 絶縁膜
1 Highly doped drain (semiconductor substrate)
2 Low doped drain (epitaxial layer)
3 Channel body (channel layer)
4 Source diffusion part (source diffusion layer)
5 Gate insulating film 6 Trench gate electrode (gate electrode)
7, 17 Gate electrode lead-out part 10 MOSFET (trench MOSFET)
11 Trench (Trench)
15 Insulating film

Claims (6)

第1の導電型の半導体基板と、該半導体基板上に設けられ該半導体基板よりもドーピング濃度の低いエピタキシャル層と、該エピタキシャル層上に設けられた前記第1の導電型とは反対の導電型の第2の導電型のチャネル層と、該チャネル層の表面層に形成された前記第1の導電型のソース拡散層と、該ソース拡散層の表面から前記チャネル層を貫通し前記エピタキシャル層に達するトレンチと、該トレンチ内にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、前記ゲート電極上および前記ソース拡散層上に設けられ該ゲート電極から電位をとるためのライン状のパターンであるゲート電極引き出し部とを有するトレンチ型MOSFETであって、
前記ゲート電極の長手方向と前記ゲート電極引き出し部の長手方向とは互いに略直交し、前記ゲート電極引き出し部は、前記ゲート電極の長手方向に沿って複数配列されていることを特徴とするトレンチ型MOSFET。
A semiconductor substrate of a first conductivity type, an epitaxial layer provided on the semiconductor substrate and having a lower doping concentration than the semiconductor substrate, and a conductivity type opposite to the first conductivity type provided on the epitaxial layer A channel layer of the second conductivity type, a source diffusion layer of the first conductivity type formed in the surface layer of the channel layer, and penetrates the channel layer from the surface of the source diffusion layer to the epitaxial layer. A trench that reaches the gate, a gate electrode provided in the trench through a gate insulating film, and a gate that is provided on the gate electrode and the source diffusion layer and has a linear pattern for taking a potential from the gate electrode A trench type MOSFET having an electrode lead portion,
A trench type characterized in that a longitudinal direction of the gate electrode and a longitudinal direction of the gate electrode lead portion are substantially orthogonal to each other, and a plurality of the gate electrode lead portions are arranged along the longitudinal direction of the gate electrode. MOSFET.
前記ゲート電極引き出し部が半導体材料である場合、該ゲート電極引き出し部の表面にシリサイドが形成されていることを特徴とする請求項1に記載のトレンチ型MOSFET。   2. The trench MOSFET according to claim 1, wherein when the gate electrode lead portion is made of a semiconductor material, silicide is formed on the surface of the gate electrode lead portion. 前記ゲート電極引き出し部がポリシリコンを材料とする場合、該ゲート電極引き出し部の表面にタングステンが積層されていることを特徴とする請求項1に記載のトレンチ型MOSFET。   2. The trench MOSFET according to claim 1, wherein when the gate electrode lead portion is made of polysilicon, tungsten is laminated on the surface of the gate electrode lead portion. 前記ゲート電極と前記ゲート電極引き出し部とは、同一の材料で形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のトレンチ型MOSFET。   The trench MOSFET according to any one of claims 1 to 3, wherein the gate electrode and the gate electrode lead portion are formed of the same material. 第1の導電型の半導体基板上に、該半導体基板よりもドーピング濃度の低いエピタキシャル層を形成する第1工程と、
該エピタキシャル層上に、前記第1の導電型とは反対の導電型の第2の導電型のチャネル層を形成する第2工程と、
該チャネル層の表面層に、前記第1の導電型のソース拡散層を形成する第3工程と、
該ソース拡散層の表面から前記チャネル層を貫通し前記エピタキシャル層に達するトレンチを形成する第4工程と、
該トレンチ内にゲート絶縁膜を形成する第5工程と、
該トレンチ内にゲート電極材料を埋め込むことによりゲート電極を形成する第6工程と、
前記ゲート電極上および前記ソース拡散層上に、該ゲート電極から電位をとるためのライン状のパターンであるゲート電極引き出し部を形成する第7工程とを有し、
前記ゲート電極の長手方向と前記ゲート電極引き出し部の長手方向とは互いに略直交し、前記ゲート電極引き出し部は、前記ゲート電極の長手方向に沿って複数配列されていることを特徴とするトレンチ型MOSFETの製造方法。
A first step of forming an epitaxial layer having a lower doping concentration than the semiconductor substrate on a semiconductor substrate of the first conductivity type;
A second step of forming a channel layer of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on the epitaxial layer;
A third step of forming a source diffusion layer of the first conductivity type on the surface layer of the channel layer;
A fourth step of forming a trench that penetrates the channel layer from the surface of the source diffusion layer and reaches the epitaxial layer;
A fifth step of forming a gate insulating film in the trench;
A sixth step of forming a gate electrode by embedding a gate electrode material in the trench;
A seventh step of forming a gate electrode lead portion, which is a line pattern for taking a potential from the gate electrode, on the gate electrode and the source diffusion layer;
A trench type characterized in that a longitudinal direction of the gate electrode and a longitudinal direction of the gate electrode lead portion are substantially orthogonal to each other, and a plurality of the gate electrode lead portions are arranged along the longitudinal direction of the gate electrode. MOSFET manufacturing method.
前記ゲート電極の材料と前記ゲート電極引き出し部の材料とが同一であることにより、前記第6工程と前記第7工程とを同時に行うことを特徴とする請求項5に記載のトレンチ型MOSFETの製造方法   6. The method of manufacturing a trench MOSFET according to claim 5, wherein the sixth step and the seventh step are performed simultaneously because the material of the gate electrode and the material of the gate electrode lead portion are the same. Method
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