JP2009224660A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
図9は、従来の半導体装置の構成を示す断面図である。図9に示すように、従来の高耐圧横型IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)1では、素子分離領域に第1トレンチ2が形成され、ドリフト電流が流れる素子活性領域に第2トレンチ3が形成されている。第1トレンチ2は、SOI(Silicon on Insulator)基板4の埋め込み絶縁層5に達している。第2トレンチ3は、埋め込み絶縁層5に達せずに、半導体活性層6の途中までの深さとなっている。第1トレンチ2および第2トレンチ3は、ともに絶縁膜7,8で埋められている。この構成によれば、コレクタ領域とベース領域の間にある絶縁膜8によって、IGBTの耐圧が垂直方向に保持されるので、デバイスピッチを縮小することができる。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor device. As shown in FIG. 9, in a conventional high breakdown voltage lateral IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 1, a
図9に示す半導体装置は、次のようにして作製される。まず、埋め込み絶縁層5の厚さが1μmであり、半導体活性層6の厚さが14μmであるSOI基板4を用意する。半導体活性層6の表面に拡散領域、選択酸化膜、ゲート絶縁膜およびゲート電極などを形成する。その後、基板表面にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により酸化膜を0.4μm程度の厚さに堆積する。この酸化膜に1.2μm幅の開口部を形成し、それをマスクとしてトレンチエッチングを行い、第1トレンチ2を形成する。第1トレンチ2の底部の幅は、0.7μm程度になる。基板表面には、0.2μm程度の厚さのマスク酸化膜が残る。
The semiconductor device shown in FIG. 9 is manufactured as follows. First, an SOI substrate 4 in which the thickness of the buried insulating layer 5 is 1 μm and the thickness of the semiconductor
次いで、CVD法により第1トレンチ2に酸化膜を充填する。第1トレンチ2をCVD酸化膜で完全に埋めるには、酸化膜を1.0μm程度の厚さに堆積する必要がある。従って、基板表面には、合計で1.2μm程度の厚さの酸化膜が残ることになる。次いで、この酸化膜に0.8μm幅の開口部を形成し、それをマスクとしてトレンチエッチングを行い、第2トレンチ3を形成する。この第2トレンチ3の深さは、10μm程度である。トレンチエッチングにより、基板表面の酸化膜が0.15μm程度エッチングされてなくなるので、基板表面には、1.05μm程度の厚さの酸化膜が残る。さらに、CVD法により第2トレンチ3に酸化膜を充填する。第2トレンチ3をCVD酸化膜で完全に埋めるには、酸化膜を0.8μm程度の厚さに堆積する必要がある。
Next, an oxide film is filled in the
次いで、基板表面にBPSG(Boro−Phospho Silicate Glass)膜を堆積し、リフローにより表面を平坦化する。そして、基板表面のCVD酸化膜およびBPSG膜にエッチングによりコンタクトホールを形成し、CVD法によりコンタクトホールに金属の埋め込みプラグ9を形成し、金属配線10を形成し、パッシベーション膜(図示省略)を形成することによって、図9に示す構成の高耐圧横型IGBT1が得られる。
Next, a BPSG (Boro-Phospho Silicate Glass) film is deposited on the substrate surface, and the surface is flattened by reflow. Then, a contact hole is formed in the CVD oxide film and BPSG film on the substrate surface by etching, a metal embedded
ところで、半導体基体の表面に絶縁膜を形成し、その絶縁膜に幅の異なる複数の開口部を設け、半導体基体をエッチングして開口部の幅に応じて異なる深さを有する複数の溝を形成し、さらに複数の溝に誘電体を埋め込んで絶縁分離領域を形成する方法が公知である(例えば、特許文献1参照。)。また、マイクロローディング効果によって、1回のフォトリソグラフィ法とエッチング法で浅いトレンチと深いトレンチを同時に形成できることが公知である(例えば、特許文献2参照。)。また、SOI基板の埋め込み絶縁層に達するトレンチの側壁に絶縁膜を形成し、さらにトレンチにポリシリコンを埋め込む方法が公知である(例えば、特許文献3参照。)。また、SOI基板に形成したトレンチを絶縁膜で埋めることによって、耐圧を担持するドリフト領域を折り曲げて、実効的なドリフト長を長くした横型IGBTが提案されている(例えば、特許文献4参照。)。 By the way, an insulating film is formed on the surface of the semiconductor substrate, a plurality of openings having different widths are provided in the insulating film, and the semiconductor substrate is etched to form a plurality of grooves having different depths according to the width of the opening. Further, a method for forming an insulating isolation region by embedding a dielectric in a plurality of grooves is known (for example, see Patent Document 1). Further, it is known that a shallow trench and a deep trench can be simultaneously formed by a single photolithography method and an etching method due to the microloading effect (see, for example, Patent Document 2). In addition, a method is known in which an insulating film is formed on the side wall of the trench reaching the buried insulating layer of the SOI substrate, and polysilicon is buried in the trench (see, for example, Patent Document 3). In addition, a lateral IGBT has been proposed in which a trench formed in an SOI substrate is filled with an insulating film to bend a drift region carrying a withstand voltage to increase an effective drift length (see, for example, Patent Document 4). .
しかしながら、上述した従来の製造方法では、半導体領域と金属配線の間の層間絶縁膜が、第1トレンチ形成時のマスク酸化膜の残り、第1トレンチを埋める酸化膜の残り、第2トレンチを埋める酸化膜およびBPSG膜によって構成される。そのため、層間絶縁膜が2.5〜3μmと厚くなり、その分、層間絶縁膜の厚さのばらつきが大きくなる。また、コンタクトホールを開口する際、被エッチング面積が小さいため、エッチングの終点時点を正確に検出するのが困難である。 However, in the above-described conventional manufacturing method, the interlayer insulating film between the semiconductor region and the metal wiring fills the second trench by leaving the mask oxide film, the oxide film filling the first trench, and the second trench. It is composed of an oxide film and a BPSG film. Therefore, the interlayer insulating film is as thick as 2.5 to 3 μm, and the thickness variation of the interlayer insulating film is increased accordingly. Further, when the contact hole is opened, it is difficult to accurately detect the end point of etching because the area to be etched is small.
このような原因によって、コンタクトホールが十分な深さまで形成されず、半導体領域が露出しないことがある。この場合、埋め込みプラグが半導体領域に接触しないので、コンタクト不良となってしまう。あるいは、コンタクトホールが必要以上に深くまで形成されてしまい、浅いPN接合部を貫通してしまうことがある。この場合、埋め込みプラグを介してP型領域とN型領域が短絡してしまうため、リーク不良となってしまう。このように、コンタクト不良やリーク不良によって歩留まりが低下するという問題点がある。 For this reason, the contact hole may not be formed to a sufficient depth, and the semiconductor region may not be exposed. In this case, the embedded plug does not contact the semiconductor region, resulting in contact failure. Alternatively, the contact hole may be formed deeper than necessary and penetrate the shallow PN junction. In this case, the P-type region and the N-type region are short-circuited via the embedded plug, resulting in a leak failure. Thus, there is a problem that the yield is lowered due to contact failure or leak failure.
これを回避する方法として、エッチバックやCMP(Chemical Mechanical Polishing)によって層間絶縁膜を薄くすることが考えられる。しかし、エッチバックやCMPを行う際のばらつきによって、トレンチの上部の酸化膜がなくなると、シームと呼ばれるトレンチを埋める酸化膜の継ぎ目が出現し、不具合が生じるという問題点がある。 As a method for avoiding this, it is conceivable to thin the interlayer insulating film by etch back or CMP (Chemical Mechanical Polishing). However, if the oxide film on the upper portion of the trench disappears due to variations in etching back or CMP, there is a problem in that a seam of the oxide film filling the trench called a seam appears and a defect occurs.
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、半導体と導電体とが接触する箇所におけるコンタクト不良やリーク不良を低減して、素子の歩留まりを向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 In order to solve the above-described problems caused by the prior art, the present invention reduces a contact failure and a leak failure at a portion where a semiconductor and a conductor are in contact with each other, and can improve a device yield. The purpose is to provide.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導体活性層に第1トレンチおよび第2トレンチを同時に形成するトレンチ形成工程と、前記第1トレンチの側壁および底部を第1絶縁膜で被覆するとともに、前記第2トレンチを前記第1絶縁膜で埋める第2トレンチ埋め込み工程と、前記第1トレンチ内の前記第1絶縁膜の内側に残る溝を半導体膜で埋める第1トレンチ埋め込み工程と、前記第1トレンチの外側に堆積した前記半導体膜をエッチングにより除去して、前記第1トレンチ内にのみ前記半導体膜を残すエッチング工程と、前記第1トレンチ内の前記半導体膜の上を第2絶縁膜で塞ぐ第1トレンチ被覆工程と、を含むことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a manufacturing method of a semiconductor device according to
また、請求項2の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項1に記載の発明において、前記トレンチ形成工程では、前記第2トレンチの幅を前記第1トレンチの幅よりも狭くして、前記第2トレンチを前記第1トレンチよりも浅く形成することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the first aspect, in the trench forming step, the width of the second trench is made smaller than the width of the first trench, The second trench is formed shallower than the first trench.
また、請求項3の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項2に記載の発明において、前記トレンチ形成工程では、前記第1トレンチを、前記半導体活性層の下に設けられた埋め込み絶縁層に達するように形成し、前記第2トレンチを前記埋め込み絶縁層に達しないように形成することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, wherein in the trench forming step, the first trench is provided as a buried insulating layer provided below the semiconductor active layer. The second trench is formed so as not to reach the buried insulating layer.
また、請求項4の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項2または3に記載の発明において、前記第2トレンチ埋め込み工程では、前記第1絶縁膜を、前記第2トレンチが完全に埋まり、かつ前記第1トレンチが埋まらない厚さに堆積することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the second or third aspect, in the second trench embedding step, the first insulating film is completely embedded in the second trench. And the first trench is deposited to a thickness that does not fill the first trench.
また、請求項5の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項1〜4のいずれか一つに記載の発明において、前記トレンチ形成工程の前に、前記半導体活性層にゲート絶縁膜を形成するゲート形成工程、をさらに含むことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects, wherein a gate insulating film is formed on the semiconductor active layer before the trench forming step. And a gate forming step.
また、請求項6の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項1〜5のいずれか一つに記載の発明において、前記トレンチ形成工程の前に、前記半導体活性層に不純物拡散領域を形成する拡散領域形成工程、をさらに含むことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method according to any one of the first to fifth aspects, wherein an impurity diffusion region is formed in the semiconductor active layer before the trench forming step. And a diffusion region forming step.
また、請求項7の発明にかかる半導体装置の製造方法は、請求項6に記載の発明において、前記第2トレンチ埋め込み工程では、CVD法により前記第1絶縁膜を堆積することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to the sixth aspect of the present invention, the first insulating film is deposited by a CVD method in the second trench filling step.
この発明によれば、第1トレンチと第2トレンチを同時に形成し、第1トレンチを、絶縁膜を介して半導体膜で埋め、その半導体膜の、基板表面に積層された部分を除去することによって、層間絶縁膜が薄くなる。従って、層間絶縁膜の厚さのばらつきと、コンタクトホールを形成する際のエッチングのばらつきが小さくなり、過不足のない深さのコンタクトホールを形成することができる。また、第1トレンチを第2絶縁膜で塞ぐことによって、シームの出現を回避することができる。 According to the present invention, the first trench and the second trench are formed simultaneously, the first trench is filled with the semiconductor film via the insulating film, and the portion of the semiconductor film stacked on the substrate surface is removed. The interlayer insulating film becomes thin. Therefore, the variation in the thickness of the interlayer insulating film and the variation in etching when forming the contact hole are reduced, and a contact hole having a depth with no excess or deficiency can be formed. Moreover, the appearance of the seam can be avoided by closing the first trench with the second insulating film.
本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、半導体と導電体とが接触する箇所におけるコンタクト不良やリーク不良を低減して、素子の歩留まりを向上させることができるという効果を奏する。 According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, it is possible to reduce contact failure and leakage failure at a portion where the semiconductor and the conductor are in contact with each other, thereby improving the yield of the element.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる半導体装置の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、実施の形態にかかる半導体装置の構成を示す断面図である。図1に示すように、実施の形態にかかる高耐圧横型IGBT21は、SOI基板22に形成されている。SOI基板22は、支持基板23上に埋め込み絶縁層24を有し、さらにその上に半導体活性層(以下、単に活性層とする)25を有する。活性層25は、トレンチアイソレーション構造を構成する第1トレンチ(以下、素子分離用トレンチとする)31により分割されている。素子分離用トレンチ31は、選択酸化膜48および活性層25を貫通して埋め込み絶縁層24に達している。素子分離用トレンチ31は、第1絶縁膜、例えば第1酸化膜32を介して半導体膜、例えばポリシリコン膜33により埋められている。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the high breakdown voltage
このトレンチアイソレーション部と埋め込み絶縁層24により囲まれる領域は、素子形成領域34となる。素子形成領域34の活性層25の表面層においてエミッタ部には、ベース領域41、ベースコンタクト領域42およびエミッタ領域43が設けられている。ベース領域41の、エミッタ領域43と活性層25の間の表面には、ゲート酸化膜44を介してゲートポリシリコン電極45が設けられている。また、活性層25の表面層において前記エミッタ部から離れた所には、コレクタ部が設けられている。コレクタ部には、バッファ領域46およびコレクタ領域47が設けられている。
A region surrounded by the trench isolation portion and the buried insulating
エミッタ部とコレクタ部の間には、活性層25を折り曲げて、実効的なドリフト長を長くするための第2トレンチ(以下、活性部トレンチとする)35がある。この活性部トレンチ35は、選択酸化膜49を貫通して活性層25に達するが、埋め込み絶縁層24には達していない。活性部トレンチ35は、前記第1酸化膜32により埋められている。ゲートポリシリコン電極45上には、層間絶縁膜50が設けられている。層間絶縁膜50は、トレンチ形成時のマスク膜の残り(図示省略)と、その上に堆積された前記第1酸化膜32と、さらにその上に堆積された第2絶縁膜、例えばBPSG膜36とから構成されている。
Between the emitter part and the collector part, there is a second trench (hereinafter referred to as an active part trench) 35 for bending the
ゲート配線(G)となる金属配線55は、層間絶縁膜50を貫通する埋め込みプラグ56を介してゲートポリシリコン電極45に電気的に接続されている。エミッタ配線(E)となる金属配線53は、層間絶縁膜50を貫通する埋め込みプラグ51を介してエミッタ領域43およびベース領域41に電気的に接続されている。コレクタ配線(C)となる金属配線54は、層間絶縁膜50を貫通する埋め込みプラグ52を介してコレクタ領域47に電気的に接続されている。層間絶縁膜50および金属配線53,54,55は、図示しないパッシベーション膜により被覆されている。
The
図2〜図7は、実施の形態にかかる半導体装置の製造段階の構成を示す断面図である。まず、図2に示すように、支持基板23上に例えば厚さ1μmの埋め込み絶縁層24があり、さらにその上に例えば厚さ14μmの活性層25を有するSOI基板22を用意する。このSOI基板22の活性層25の表面層に周知の方法によりベース領域41、ベースコンタクト領域42、エミッタ領域43、バッファ領域46、コレクタ領域47、選択酸化膜48,49、ゲート酸化膜44およびゲートポリシリコン電極45等の素子構造を形成する。
2-7 is sectional drawing which shows the structure of the manufacturing stage of the semiconductor device concerning Embodiment. First, as shown in FIG. 2, an
次いで、基板表面にCVD(Chemical Vapor Deposition)法により例えば第2酸化膜61を例えば0.4μmの厚さに堆積する。さらに、この第2酸化膜61の表面にフォトレジスト62を塗布し、フォトリソグラフィ技術により、素子分離領域に例えば2.5μm幅の第1開口部63を有し、かつ、素子活性領域に例えば0.8μm幅の第2開口部64を有するレジストマスクを形成する。
Next, for example, a
次いで、図3に示すように、レジストマスクをマスクとして第2酸化膜61および選択酸化膜48,49に開口部を形成し、活性層25を露出させる。そして、レジストマスクを除去した後、第2酸化膜61をマスクとしてトレンチエッチングを行い、素子分離用トレンチ31および活性部トレンチ35を同時に形成する。その際、マスクの開口幅に応じた深さのトレンチが形成される。従って、開口幅の広い素子分離用トレンチ31が、開口幅の狭い活性部トレンチ35よりも深くなる。
Next, as shown in FIG. 3, openings are formed in the
前記寸法例によれば、第2酸化膜61において、素子分離用トレンチ31を形成するための開口幅は2.5μmであり、活性部トレンチ35を形成するための開口幅は0.8μmである。この場合、活性部トレンチ35の深さが例えば10μmとなるようにエッチングを行うと、素子分離用トレンチ31の深さは16μmとなる。ただし、これは、16μmよりも厚い半導体層に素子分離用トレンチ31を形成すると仮定した場合の寸法である。前記寸法例では、活性層25の厚さが14μmであるので、素子分離用トレンチ31は、活性層25を貫通して埋め込み絶縁層24に達する。
According to the dimension example, in the
そして、活性層25をさらに2μmエッチングするのに対応する深さ分だけ、埋め込み絶縁層24がオーバーエッチングされる。このようにオーバーエッチングを行うことによって、活性層25に厚さばらつきがあっても素子分離用トレンチ31を確実に埋め込み絶縁層24に到達させることができるので、十分な素子分離特性を有する分離構造を設けることができる。また、素子形成領域34に十分な深さの活性部トレンチ35を設けることができる。
Then, the buried insulating
次いで、希フッ酸を用いて基板を洗浄し、トレンチ内のポリマーを除去する。さらに、等方性のドライエッチャでトレンチ内壁をエッチングし、トレンチエッチングの際にトレンチ内壁に生じたエッチングダメージを除去する。前記寸法例の場合、これらの処理によって、素子分離用トレンチ31の開口幅は例えば2.7μmに広がり、活性部トレンチ35の開口幅は例えば1.0μmに広がる。
Next, the substrate is cleaned with dilute hydrofluoric acid to remove the polymer in the trench. Further, the inner wall of the trench is etched with an isotropic dry etcher, and etching damage generated on the inner wall of the trench during the trench etching is removed. In the case of the dimension example, by these processes, the opening width of the
次いで、図4に示すように、基板全面に例えば減圧CVD法により例えば第1酸化膜32を堆積する。その際、活性部トレンチ35は、第1酸化膜32で完全に埋まるが、素子分離用トレンチ31は、第1酸化膜32で完全に埋まらずに、その側壁および底部が被覆される程度であり、素子分離用トレンチ31の内側にさらに溝が残るようにする。
Next, as shown in FIG. 4, for example, a
前記寸法例の場合、第1酸化膜32として、例えばHTO(High Temperature Oxide)膜を1μmの厚さに堆積すれば、活性部トレンチ35がHTO膜で埋まり、かつ、その上部が完全にHTO膜で塞がった状態となる。一方、素子分離用トレンチ31では、その底部にHTO膜が0.6μm程度の厚さに堆積するとともに、トレンチ側壁にHTO膜が0.6μm〜0.8μm程度の厚さに堆積した状態となる。なお、図4では、トレンチエッチング後に基板表面に残る第2酸化膜は、第1酸化膜32と一体化されており、特に明示はされていない(図5〜図7においても同様)。
In the case of the dimension example, as the
次いで、図5に示すように、基板全面に例えば減圧CVD法により例えばポリシリコン膜33を堆積し、素子分離用トレンチ31内の第1酸化膜32の内側に残る溝を完全に埋める。前記寸法例の場合、素子分離用トレンチ31内に残る溝の底部の幅は約1.5μmとなる。従って、ポリシリコン膜33を例えば1μmの厚さに堆積すれば、素子分離用トレンチ31がポリシリコン膜33で埋まる。その際、ポリシリコン膜33は、基板表面の第1酸化膜32の上にも堆積する。
Next, as shown in FIG. 5, for example, a
次いで、図6に示すように、例えばドライエッチングによるエッチバックによりポリシリコン膜33の、第1酸化膜32の上の部分を除去する。その際、素子分離用トレンチ31内にはポリシリコン膜33を残す。
Next, as shown in FIG. 6, the portion of the
次いで、図7に示すように、周知の方法により基板全面にBPSG膜36を例えば0.4μmの厚さに堆積する。そして、リフローを行って、素子分離用トレンチ31の上部をBPSG膜36で完全に覆う。前記寸法例の場合、図示省略するトレンチ形成時のマスク膜の残り、第1酸化膜32およびBPSG膜36からなる層間絶縁膜50の厚さは、1.5μm程度である。
Next, as shown in FIG. 7, a
次いで、図1に示すように、周知の方法により層間絶縁膜50にコンタクトホールを形成し、例えばCVD法によりタングステンの埋め込みプラグ51,52,56でそのコンタクトホールを埋め、金属配線53,54,55を形成する。最後に、周知の方法により基板全面にパッシベーション膜を成膜し、IGBTが完成する。
Next, as shown in FIG. 1, a contact hole is formed in the
図8は、実施の形態にかかる半導体装置の素子分離耐圧を説明する要部断面図であり、素子分離用トレンチの底部の拡大図である。図8に示すように、第1領域71に形成されたIGBT(図には現れていない)と第2領域72に形成されたIGBT(図には現れていない)は、両領域71,72の間の素子分離用トレンチ31、第1酸化膜32およびポリシリコン膜33からなる素子分離領域によって分離される。第1酸化膜32の、第1領域71または第2領域72に接する部分の厚さは、最も薄い素子分離用トレンチ31の底部付近で0.6μm程度である。第1酸化膜32の破壊電界が8MV/cmであるので、素子分離耐圧は480V程度となり、十分な素子分離耐圧が得られる。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part for explaining the element isolation withstand voltage of the semiconductor device according to the embodiment, and is an enlarged view of the bottom of the element isolation trench. As shown in FIG. 8, the IGBT formed in the first region 71 (not shown in the drawing) and the IGBT formed in the second region 72 (not shown in the drawing) Isolation is performed by an element isolation region including an
上述した製造方法においては、ゲート酸化膜44およびゲートポリシリコン電極45のMOSゲート構造を形成した後に、素子分離用トレンチ31および活性部トレンチ35を形成するとしているが、その理由は、この順で形成すれば、ゲート酸化膜が重金属で汚染されてその品質が低下する懸念がなくなり、高品質なゲート酸化膜を形成することができるからである。従って、ゲート酸化膜が重金属によって汚染されるのを防ぐことができれば、先にトレンチを形成し、その後にゲート構造を形成してもよい。
In the manufacturing method described above, the
ただし、先にトレンチを形成する場合、基板全面に、トレンチを形成するためのマスク酸化膜を熱酸化法またはCVD法により形成するため、MOSゲート構造を形成する前にそのマスク酸化膜をフッ酸やドレイエッチングにより除去する必要がある。マスク酸化膜を除去する際には、トレンチ内の酸化膜やポリシリコン膜が除去されないようにマスクを形成する必要があるので、全体として工程数が増えてしまう。 However, when the trench is formed first, the mask oxide film for forming the trench is formed on the entire surface of the substrate by the thermal oxidation method or the CVD method. Therefore, the mask oxide film is formed on the entire surface of the substrate before forming the MOS gate structure. It is necessary to remove by drain etching. When removing the mask oxide film, it is necessary to form a mask so that the oxide film and the polysilicon film in the trench are not removed, so that the number of processes increases as a whole.
また、第1酸化膜32をCVD法により堆積するとしているが、その理由は、熱酸化法のように1000℃以上の高温で長時間の熱処理を行うと、それ以前に形成された拡散領域の濃度プロファイルが変化するおそれがあるからである。なお、第1酸化膜32を熱酸化法で形成する場合には、この熱酸化による拡散領域の濃度プロファイルの変化を考慮して予め拡散領域を形成しておけばよい。
Also, the
以上説明したように、実施の形態によれば、層間絶縁膜50が薄くなり、例えば前記寸法例によれば層間絶縁膜50の厚さが従来の半分程度になるので、層間絶縁膜50の厚さのばらつきが小さくなる。また、コンタクトホールを形成する際のエッチングのばらつきが小さくなる。従って、層間絶縁膜50に過不足のない深さのコンタクトホールを形成することができる。その結果、コンタクトホールが浅すぎてコンタクト不良となったり、コンタクトホールが深すぎてリーク不良となるのを防ぐことができるので、素子の歩留まりが向上するという効果が得られる。
As described above, according to the embodiment, the
また、BPSG膜36が素子分離用トレンチ31の上部を塞ぐことによって、素子分離用トレンチ31内の第1酸化膜32やポリシリコン膜33によるシームが出現するのを回避することができる。また、開口幅を変えることによって深さの異なる素子分離用トレンチ31と活性部トレンチ35を同時に形成するので、トレンチ形成工程が1回で済み、製造コストを下げることができる。
In addition, since the
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、絶縁膜(絶縁層)は、酸化膜に限らず、窒化膜などの他の絶縁膜でもよい。また、半導体は、シリコンに限らず、化合物半導体などでもよい。また、実施の形態中に記載した寸法は一例であり、本発明はそれらの値に限定されるものではない。また、本発明は、図1のコレクタ領域47の代わりに、活性層25と同じ導電型の領域を形成した高耐圧横型MOSFET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)などの製造にも適用できる。
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, the insulating film (insulating layer) is not limited to an oxide film, and may be another insulating film such as a nitride film. Further, the semiconductor is not limited to silicon but may be a compound semiconductor. Moreover, the dimension described in embodiment is an example, and this invention is not limited to those values. The present invention can also be applied to the manufacture of a high breakdown voltage lateral MOSFET (insulated gate field effect transistor) in which a region having the same conductivity type as that of the
以上のように、本発明にかかる半導体装置の製造方法は、高耐圧半導体装置の製造に有用であり、特に、高耐圧横型IGBTや高耐圧横型MOSFETの製造に適している。 As described above, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is useful for manufacturing a high breakdown voltage semiconductor device, and is particularly suitable for manufacturing a high breakdown voltage lateral IGBT and a high breakdown voltage lateral MOSFET.
21 半導体装置
24 埋め込み絶縁層
25 半導体活性層
31 第1トレンチ
32 第1絶縁膜
33 半導体膜
35 第2トレンチ
36 第2絶縁膜
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1トレンチの側壁および底部を第1絶縁膜で被覆するとともに、前記第2トレンチを前記第1絶縁膜で埋める第2トレンチ埋め込み工程と、
前記第1トレンチ内の前記第1絶縁膜の内側に残る溝を半導体膜で埋める第1トレンチ埋め込み工程と、
前記第1トレンチの外側に堆積した前記半導体膜をエッチングにより除去して、前記第1トレンチ内にのみ前記半導体膜を残すエッチング工程と、
前記第1トレンチ内の前記半導体膜の上を第2絶縁膜で塞ぐ第1トレンチ被覆工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A trench forming step of simultaneously forming the first trench and the second trench in the semiconductor active layer;
A second trench filling step of covering the sidewall and bottom of the first trench with a first insulating film and filling the second trench with the first insulating film;
A first trench filling step of filling a groove remaining inside the first insulating film in the first trench with a semiconductor film;
Removing the semiconductor film deposited outside the first trench by etching, leaving the semiconductor film only in the first trench;
A first trench covering step of covering the semiconductor film in the first trench with a second insulating film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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