JP2010103260A - Method of manufacturing semiconductor device for power control - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力制御用半導体装置の製造方法に関し、特に、スーパージャンクション構造を備えた電力制御用半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a power control semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a power control semiconductor device having a super junction structure.
高い耐圧と低いオン抵抗とを両立させた電力制御用半導体装置として、n型の半導体層にp型の半導体ピラーを埋め込み、n型部分とp型部分とを交互に配列させたスーパージャンクション構造(以下、「SJ構造」ともいう)を持つ縦形MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)が知られている。SJ構造においては、n型部分とp型部分に含まれる不純物量を相互に等しくすることで、擬似的にノンドープ層を作り出して高耐圧を保持しつつ、不純物濃度が高いn型部分を介して電流を流すことにより、低いオン抵抗を実現することができる。 As a power control semiconductor device that achieves both high breakdown voltage and low on-resistance, a super junction structure in which p-type semiconductor pillars are embedded in an n-type semiconductor layer and n-type portions and p-type portions are alternately arranged ( Hereinafter, a vertical MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) having a “SJ structure” is known. In the SJ structure, by making the amounts of impurities contained in the n-type part and the p-type part equal to each other, a pseudo non-doped layer is created and a high breakdown voltage is maintained, and the n-type part has a high impurity concentration. By flowing a current, a low on-resistance can be realized.
このようなSJ構造のMOSFETを形成する方法の1つとして、n+型の半導体基板上にn型の半導体層をエピタキシャル成長法によって成長させ、この半導体層に複数本のトレンチを形成し、トレンチ内にp型半導体材料をエピタキシャル成長させてp型の半導体ピラーを形成する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。 As one of the methods for forming such an SJ-structure MOSFET, an n-type semiconductor layer is grown on an n + -type semiconductor substrate by an epitaxial growth method, and a plurality of trenches are formed in the semiconductor layer. There is a method of forming a p-type semiconductor pillar by epitaxially growing a p-type semiconductor material (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、この方法においては、トレンチ内にp型の半導体ピラーを形成した後、MOS構造を形成するための熱処理を行ったときに、p型の半導体ピラーに含まれるアクセプタとn型の半導体層に含まれるドナーとが相互に拡散してしまい、実効的な不純物濃度が低下してしまうという問題がある。p型の半導体ピラー及びn型の半導体層の実効的な不純物濃度が低下することにより、耐圧が低下し、また、n型の半導体層の実効的な不純物濃度が低下することにより、オン抵抗が増大してしまう。そして、この傾向は、半導体装置の微細化に伴い、より顕著になる。 However, in this method, after the p-type semiconductor pillar is formed in the trench and then heat treatment for forming the MOS structure is performed, the acceptor and the n-type semiconductor layer included in the p-type semiconductor pillar are formed. There is a problem that the contained impurity diffuses mutually and the effective impurity concentration decreases. By reducing the effective impurity concentration of the p-type semiconductor pillar and the n-type semiconductor layer, the breakdown voltage is reduced, and by reducing the effective impurity concentration of the n-type semiconductor layer, the on-resistance is reduced. It will increase. This tendency becomes more prominent with the miniaturization of semiconductor devices.
本発明の目的は、耐圧が高くオン抵抗が低い電力制御用半導体装置の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a power control semiconductor device having a high breakdown voltage and a low on-resistance.
本発明の一態様によれば、第1導電型の半導体層に複数本のトレンチを形成する工程と、前記トレンチの側面上に、不純物が実質的に含まれていないノンドープ層を形成する工程と、前記トレンチの内部に第2導電型の半導体ピラーを形成する工程と、を備えたことを特徴とする電力制御用半導体装置の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a step of forming a plurality of trenches in a first conductivity type semiconductor layer, and a step of forming a non-doped layer substantially free of impurities on a side surface of the trench, And a step of forming a second-conductivity-type semiconductor pillar inside the trench. A method for manufacturing a power control semiconductor device is provided.
本発明によれば、耐圧が高くオン抵抗が低い電力制御用半導体装置の製造方法を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a method for manufacturing a power control semiconductor device having a high breakdown voltage and a low on-resistance.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1(a)及び(b)、図2(a)及び(b)は、本実施形態に係る電力制御用半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
本実施形態に係る電力制御用半導体装置は、スーパージャンクション構造(SJ構造)と縦形のMOSFETが形成された半導体チップであり、例えば、耐圧が600Vの半導体チップである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a power control semiconductor device according to this embodiment.
The power control semiconductor device according to the present embodiment is a semiconductor chip in which a super junction structure (SJ structure) and a vertical MOSFET are formed, for example, a semiconductor chip having a withstand voltage of 600V.
先ず、図1(a)に示すように、n+型の単結晶シリコンからなるウェーハ11wを用意する。そして、ウェーハ11wの上面上にn型のシリコンをエピタキシャル成長させて、n型シリコン層12を形成する。n型シリコン層12にはドナー、例えば、リン(P)が含有されており、その濃度は例えば1×1015〜1×1016cm−3である。
First, as shown in FIG. 1A, a
次に、n型シリコン層12の上面側からn型シリコン層12の途中まで、n型シリコン層12の上面に平行な一方向(以下、「ピラー方向」という)に延びるトレンチ13を複数本形成する。一例では、トレンチ13の幅は5μmとし、配列周期は8μmとし、深さは50μmとする。
Next, a plurality of
次に、図1(b)に示すように、n型シリコン層12の上面をシリコン酸化膜(図示せず)により覆った上で、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)を行い、トレンチ13の内面上に、不純物を添加していないシリコンをエピタキシャル成長させる。このCVDの条件は、例えば、原料をジクロロシラン(DCS)とし、温度を1000℃とする。これにより、トレンチ13の内面上に、不純物が実質的に含まれていないノンドープ層14が形成される。一例では、トレンチ13の側面上におけるノンドープ層14の膜厚は、0.5μmとする。
Next, as shown in FIG. 1B, after the upper surface of the n-
次に、図2(a)に示すように、引き続きCVD法を行い、ドーパントとして例えばB2H6を導入する。これにより、ノンドープ層14上において、アクセプタとして例えばボロン(B)が添加されたシリコンがエピタキシャル成長する。この結果、トレンチ13の内部にp型シリコンピラー15が形成される。その後、n型シリコン層12の上面をCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)により平坦化する。
Next, as shown in FIG. 2A, the CVD method is subsequently performed, and for example, B 2 H 6 is introduced as a dopant. Thereby, on the
次に、図2(b)に示すように、通常の方法により、p型シリコンピラー15の上端部に、ピラー方向に延びるストライプ状のp型のベース領域16を形成する。次に、ベース領域16の内部に、ピラー方向に延び相互に離隔した2本のn+型のソース領域17(拡散領域)を形成し、ソース領域17間の領域に、ピラー方向に延びる1本のp+型のコンタクト領域18を形成する。そして、n型シリコン層12上にゲート電極21及びゲート絶縁膜22を形成する。例えば、ゲート電極21はポリシリコンにより形成し、ゲート絶縁膜22はシリコン酸化物により形成する。これにより、ウェーハ11wの上面にMOS構造が作製される。このとき、このMOS構造の作製に伴い、ウェーハ11w全体が加熱され、各層の不純物が拡散する。この結果、n型シリコン層12内に含まれるリン(P)の一部とp型シリコンピラー15内に含まれるボロン(B)の一部がノンドープ層14(図2(a)参照)内に拡散し、ノンドープ層14が消失すると共に、pn接合面が形成される。
Next, as shown in FIG. 2B, a striped p-
次に、n型シリコン層12上に、ゲート電極21及びゲート絶縁膜22を覆い、ソース領域17に接続されるように、ソース電極23を形成する。一方、ウェーハ11wの下面上には、ウェーハ11wに接続されるようにドレイン電極24を形成する。ソース電極23及びドレイン電極24は例えば金属により形成する。その後、ウェーハ11wをダイシングし、複数のn+型シリコン基板11に切り分ける。これにより、本実施形態に係る電力制御用半導体装置1が製造される。
Next, the
このようにして製造された電力制御用半導体装置1においては、n型シリコン層12内において、p型シリコンピラー15と、n型シリコン層12におけるp型シリコンピラー15間の部分とが交互に配列されて、スーパージャンクション構造(SJ構造)が形成される。
In the power
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
図3は、横軸に位置をとり、縦軸に不純物濃度をとって、本実施形態に係る電力制御用半導体装置内における不純物濃度プロファイルを例示するグラフ図である。
なお、図3の横軸は、p型シリコンピラーの配列方向における位置を表している。また、図3の縦軸は、原点「0」を基準として、上側はアクセプタ(p型不純物)の濃度を表し、下側はドナー(n型不純物)の濃度を表している。後述する図5、図9、図11についても同様である。更に、図3に示す破線は図2(a)に示すA−A’線上のアクセプタ濃度及びドナー濃度を表し、一点鎖線は図2(b)に示すB−B’線上のアクセプタ濃度及びドナー濃度を表し、実線は図2(b)に示すB−B’線上の実効的な不純物濃度を表している。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
FIG. 3 is a graph illustrating an impurity concentration profile in the power control semiconductor device according to the present embodiment, with the position on the horizontal axis and the impurity concentration on the vertical axis.
The horizontal axis in FIG. 3 represents the position in the arrangement direction of the p-type silicon pillars. The vertical axis of FIG. 3 represents the concentration of the acceptor (p-type impurity) on the upper side and the concentration of the donor (n-type impurity) on the lower side with respect to the origin “0”. The same applies to FIGS. 5, 9, and 11 to be described later. Further, the broken line shown in FIG. 3 represents the acceptor concentration and the donor concentration on the AA ′ line shown in FIG. 2A, and the alternate long and short dash line represents the acceptor concentration and the donor concentration on the BB ′ line shown in FIG. The solid line represents the effective impurity concentration on the line BB ′ shown in FIG.
図3に破線で示すように、不純物の拡散前、すなわち、図2(a)に示す工程においては、不純物濃度プロファイルは急峻であり、p型シリコンピラー15に含まれるアクセプタのピークと、n型シリコン層12に含まれるドナーのピークとは、ノンドープ層14を挟んで相互に離隔している。
As shown by a broken line in FIG. 3, before impurity diffusion, that is, in the step shown in FIG. 2A, the impurity concentration profile is steep, and the acceptor peak contained in the p-
そして、図3に一点鎖線で示すように、MOS構造の作製に伴う熱処理により、アクセプタ及びドナーはそれぞれ拡散し、ピークがブロードになる。しかしながら、拡散前におけるアクセプタ及びドナーのピークはノンドープ層14を挟んで相互に離隔していたため、それぞれがブロードになっても重なり合う領域は少なく、アクセプタの効果とドナーの効果との相殺は少ない。この結果、図3に実線で示すように、実効的なアクセプタ濃度及びドナー濃度を高く維持することができる。
Then, as indicated by the one-dot chain line in FIG. 3, the acceptor and the donor are diffused by the heat treatment accompanying the fabrication of the MOS structure, and the peak becomes broad. However, since the acceptor and donor peaks before diffusion are separated from each other with the
これにより、本実施形態に係る電力制御用半導体装置1においては、p型シリコンピラー15とn型シリコン層12との間のpn界面の不純物濃度プロファイルを急峻に保つことができるため、耐圧を高く維持することができる。また、n型シリコン層12における実効的なドナー濃度を高く維持することができるため、オン抵抗を低く保つことができる。更に、アクセプタとドナーの相殺を抑制することができるため、電力制御用半導体装置の微細化が容易になる。
Thereby, in the power
次に、本実施形態の比較例について説明する。
図4は、本比較例に係る電力制御用半導体装置の製造方法を例示する工程断面図であり、
図5は、横軸に位置をとり、縦軸に不純物濃度をとって、本比較例に係る電力制御用半導体装置内における不純物濃度プロファイルを例示するグラフ図である。
なお、図5に示す破線は図4に示すC−C’線上のアクセプタ濃度及びドナー濃度を表し、一点鎖線は拡散後のアクセプタ濃度及びドナー濃度をそれぞれ表し、実線は拡散後の実効的な不純物濃度を表している。
Next, a comparative example of this embodiment will be described.
FIG. 4 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a power control semiconductor device according to this comparative example.
FIG. 5 is a graph illustrating the impurity concentration profile in the power control semiconductor device according to this comparative example, with the position on the horizontal axis and the impurity concentration on the vertical axis.
5 represents the acceptor concentration and the donor concentration on the CC ′ line shown in FIG. 4, the alternate long and short dash line represents the acceptor concentration and the donor concentration after diffusion, and the solid line represents an effective impurity after the diffusion. Represents the concentration.
本比較例においては、図1(a)に示すように、ウェーハ11w上に形成されたn型シリコン層12にトレンチ13を形成した後、図4に示すように、ノンドープ層14(図1(b)参照)を形成することなく、トレンチ13の内面上にp型のシリコンをエピタキシャル成長させて、トレンチ13内にp型シリコンピラー15を形成する。以後の製造方法は、前述の第1の実施形態と同様である。
In this comparative example, as shown in FIG. 1A, after forming the
図5に破線で示すように、本比較例においても、拡散前の不純物濃度プロファイルは急峻である。但し、ノンドープ層14(図1(b)参照)が設けられていないため、p型シリコンピラー15に含まれるアクセプタのピークと、n型シリコン層12に含まれるドナーのピークとは、相互に接している。
As indicated by a broken line in FIG. 5, the impurity concentration profile before diffusion is steep in this comparative example. However, since the non-doped layer 14 (see FIG. 1B) is not provided, the acceptor peak contained in the p-
そして、図5に一点鎖線で示すように、MOS構造の作製に伴う熱処理により、アクセプタ及びドナーはそれぞれ拡散し、ピークがブロードになる。これにより、アクセプタのピークとドナーのピークとが広い領域において重なり合い、アクセプタの効果とドナーの効果とが相殺される。この結果、図5に実線で示すように、p型シリコンピラー15における実効的なアクセプタ濃度及びn型シリコン層12における実効的なドナー濃度が減少するため、耐圧が低下する。また、n型シリコン層12における実効的なドナー濃度が減少することにより、オン抵抗が増加する。
Then, as shown by a one-dot chain line in FIG. 5, the acceptor and the donor are diffused by the heat treatment accompanying the fabrication of the MOS structure, and the peak becomes broad. Thereby, the acceptor peak and the donor peak overlap in a wide region, and the effect of the acceptor and the effect of the donor are offset. As a result, as shown by a solid line in FIG. 5, the effective acceptor concentration in the p-
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図6(a)及び(b)、図7(a)及び(b)、図8(a)及び(b)は、本実施形態に係る電力制御用半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
本実施形態に係る電力制御用半導体装置も、前述の第1の実施形態と同様に、SJ構造と縦形のMOSFETが形成された半導体チップである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIGS. 6A and 6B, FIGS. 7A and 7B, and FIGS. 8A and 8B are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a power control semiconductor device according to this embodiment. It is.
The power control semiconductor device according to the present embodiment is also a semiconductor chip in which an SJ structure and a vertical MOSFET are formed, as in the first embodiment.
先ず、図6(a)に示すように、n+型の単結晶シリコンからなるウェーハ11wの上面上に、n−型のシリコンをエピタキシャル成長させて、n−型シリコン層32を形成する。n−型シリコン層32のドナー濃度は、前述の第1の実施形態におけるn型シリコン層12(図1(a)参照)のドナー濃度よりも低い。次に、n−型シリコン層32に、一方向に延びるトレンチ13を複数本形成する。
First, as shown in FIG. 6A, n −
次に、図6(b)に示すように、トレンチ13の側面に対して、ドナー(n型不純物)を注入する。このドナーの注入は、n−型シリコン層32の上面に垂直な方向に対して、トレンチ13の配列方向に例えば2.5〜3.5度傾斜した方向から行う。これにより、図7(a)に示すように、トレンチ13の側面にドナーが導入され、n+型拡散層33が形成される。
Next, as shown in FIG. 6B, a donor (n-type impurity) is implanted into the side surface of the
次に、図7(b)に示すように、n−型シリコン層32の上面をシリコン酸化膜(図示せず)により覆った上でCVDを行い、トレンチ13の内面上、すなわち、n+型拡散層33上に、不純物を添加していないシリコンをエピタキシャル成長させる。これにより、n+型拡散層33を覆うように、不純物が実質的に含まれていないノンドープ層14が形成される。
Next, as shown in FIG. 7B, the upper surface of the n − -
以後の製造方法は、前述の第1の実施形態と同様である。すなわち、図8(a)に示すように、ノンドープ層14上に、アクセプタとして例えばボロン(B)が添加されたシリコンがエピタキシャル成長させて、トレンチ13内にp型シリコンピラー15を埋設する。そして、CMPを行い、上面を平坦化する。次に、図8(b)に示すように、ベース領域16、ソース領域17、コンタクト領域18、ゲート電極21、ゲート絶縁膜22、ソース電極23及びドレイン電極24を形成する。これにより、電力用半導体装置2が製造される。本実施形態における上記以外の製造方法は、前述の第1の実施形態と同様である。
The subsequent manufacturing method is the same as that in the first embodiment. That is, as shown in FIG. 8A, silicon doped with, for example, boron (B) as an acceptor is epitaxially grown on the
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
図9は、横軸に位置をとり、縦軸に不純物濃度をとって、本実施形態に係る電力制御用半導体装置内における不純物濃度プロファイルを例示するグラフ図である。
なお、図9に示す破線は図8(a)に示すD−D’線上のアクセプタ濃度及びドナー濃度を表し、一点鎖線は図8(b)に示すE−E’線上のアクセプタ濃度及びドナー濃度を表し、実線は図8(b)に示すE−E’線上の実効的な不純物濃度を表している。
Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
FIG. 9 is a graph illustrating an impurity concentration profile in the power control semiconductor device according to this embodiment, with the position on the horizontal axis and the impurity concentration on the vertical axis.
9 represents the acceptor concentration and the donor concentration on the DD ′ line shown in FIG. 8A, and the alternate long and short dash line represents the acceptor concentration and the donor concentration on the EE ′ line shown in FIG. 8B. The solid line represents the effective impurity concentration on the line EE ′ shown in FIG.
図9に破線で示すように、不純物の拡散前、すなわち、図8(a)に示す工程においては、p型シリコンピラー15の配列方向に沿った不純物濃度プロファイルにおいて、p型シリコンピラー15に相当する位置にアクセプタのピークが存在し、n+型拡散層33に相当する位置にドナーのピークが存在する。すなわち、1本のアクセプタのピークの両側にドナーのピークがそれぞれ形成される。また、拡散前の不純物濃度プロファイルは全体的に急峻であり、p型シリコンピラー15に含まれるアクセプタのピークと、n+型拡散層33に含まれるドナーのピークとは、ノンドープ層14を挟んで相互に離隔している。
As shown by a broken line in FIG. 9, before impurity diffusion, that is, in the step shown in FIG. 8A, the impurity concentration profile along the arrangement direction of the p-
そして、本実施形態においても、前述の第1の実施形態と同様に、拡散前のアクセプタのピークとドナーのピークとが相互に離隔しているため、図9に一点鎖線で示すように、熱処理後においても、ピーク同士の重なり合いが少なく、アクセプタの効果とドナーの効果との相殺が少ない。これにより、図9に実線で示すように、実効的なアクセプタ濃度及びドナー濃度を高く維持することができる。この結果、本実施形態に係る電力制御用半導体装置2においても、耐圧を高く維持することができると共に、オン抵抗を低く保つことができる。
Also in this embodiment, since the acceptor peak and the donor peak before diffusion are separated from each other as in the first embodiment, the heat treatment is performed as shown by the one-dot chain line in FIG. Later, there is little overlap between peaks, and there is little cancellation between the acceptor effect and the donor effect. Thereby, as shown by a solid line in FIG. 9, the effective acceptor concentration and donor concentration can be maintained high. As a result, also in the power
また、本実施形態によれば、n+型拡散層33を形成することにより、トレンチ13の側面に沿って電流経路を形成することができる。これにより、電力制御用半導体装置2のオン抵抗を低減することができる。更に、装置2の終端部の耐圧を確保するためには、終端部におけるエピタキシャル層の不純物濃度を低くすることが好ましいが、本実施形態においては、n+型拡散層33を形成することにより、その分、n−型シリコン層32の不純物濃度を低くすることができる。このため、セル部と終端部とでエピタキシャル層を作り分ける必要がなく、製造が容易である。
Further, according to the present embodiment, the current path can be formed along the side surface of the
次に、第2の実施形態の変形例について説明する。
図10は、本変形例に係る電力制御用半導体装置の製造方法を例示する工程断面図であり、
図11は、横軸に位置をとり、縦軸に不純物濃度をとって、本変形例に係る電力制御用半導体装置内における不純物濃度プロファイルを例示するグラフ図である。
なお、図11に示す破線は不純物拡散前のアクセプタ濃度及びドナー濃度を表し、一点鎖線は拡散後のアクセプタ濃度及びドナー濃度を表し、実線は拡散後の実効的な不純物濃度を表している。
Next, a modification of the second embodiment will be described.
FIG. 10 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a power control semiconductor device according to this variation.
FIG. 11 is a graph illustrating an impurity concentration profile in the power control semiconductor device according to this modification, with the position on the horizontal axis and the impurity concentration on the vertical axis.
In addition, the broken line shown in FIG. 11 represents the acceptor density | concentration and donor density | concentration before impurity diffusion, the dashed-dotted line represents the acceptor density | concentration and donor density | concentration after diffusion, and the continuous line represents the effective impurity density | concentration after diffusion.
先ず、図6(a)〜図7(a)に示す方法により、ウェーハ11wの上面上にn−型シリコン層32を形成し、n−型シリコン層32にトレンチ13を複数本形成する。そして、トレンチ13の側面に対してドナーを注入することにより、トレンチ13の側面にn+型拡散層33を形成する。
First, an n − -
次に、図10に示すように、熱処理を行う。これにより、n+型拡散層33に含有されていたドナーの一部が、n−型シリコン層32内に拡散する。以後の製造方法は、図7(b)〜図8(b)に示す方法と同様である。
Next, heat treatment is performed as shown in FIG. Thereby, a part of the donor contained in the n + -
図11に示すように、本変形例によれば、トレンチ13の側面にn+型拡散層33を形成した後、熱処理を行うことにより、n+型拡散層33に含まれていたドナーの一部がn−型シリコン層32内に拡散する。これにより、ドナーのピークがトレンチ13から離隔する方向に移動する。そして、その後、トレンチ13内にp型シリコンピラー15を埋設することにより、ドナーのピークとアクセプタのピークとをより一層離隔させることができる。この結果、熱拡散後の実効的な不純物濃度を、より高く維持することができる。本変形例における上記以外の製造方法及び作用効果は、前述の第2の実施形態と同様である。
As shown in FIG. 11, according to this modified example, after forming the n + -
以上、実施形態及びその変形例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態及びその変形例に限定されるものではない。例えば、前述の各実施形態及びその変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。 As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to embodiment and its modification, this invention is not limited to these embodiment and its modification. For example, for each of the above-described embodiments and modifications thereof, a person skilled in the art appropriately added, deleted, or changed a design, or added a process, omitted, or changed a condition. As long as the gist of the present invention is provided, it is included in the scope of the present invention.
例えば、前述の各実施形態及びその変形例においては、第1の導電型をn型、第2の導電型をp型として説明したが、本発明は第1の導電型をp型、第2の導電型をn型としても実施可能である。また、n+型シリコン基板11とn型シリコン層12との間に、不純物濃度がn型シリコン層12の不純物濃度よりも低いn−型バッファ層を設けてもよい。更に、前述の各実施形態及びその変形例においては、プレナー型MOSゲート構造を持つ半導体チップを例に挙げて説明したが、本発明に係る半導体チップは、トレンチ型MOSゲート構造(UMOS構造)を用いても実施可能である。更にまた、前述の各実施形態及びその変形例においては、半導体としてシリコン(Si)を用いる例を示したが、半導体には例えば、シリコンカーバイト(SiC)若しくは窒化ガリウム(GaN)等の化合物半導体、又は、ダイアモンド等のワイドバンドギャップ半導体を用いることもできる。
For example, in each of the above-described embodiments and modifications thereof, the first conductivity type is described as n-type and the second conductivity type is defined as p-type. However, the present invention describes that the first conductivity type is p-type and second It is also possible to use n type conductivity. Further, an n − -type buffer layer having an impurity concentration lower than that of the n-
1、2 電力制御用半導体装置、11 n+型シリコン基板、11w ウェーハ、12 n型シリコン層、13 トレンチ、14 ノンドープ層、15 p型シリコンピラー、16 ベース領域、17 ソース領域、18 コンタクト領域、21 ゲート電極、22 ゲート絶縁膜、23 ソース電極、24 ドレイン電極、32 n−型シリコン層、33 n+型拡散層 1, 2 power control semiconductor device, 11 n + type silicon substrate, 11w wafer, 12 n type silicon layer, 13 trench, 14 non-doped layer, 15 p type silicon pillar, 16 base region, 17 source region, 18 contact region, 21 gate electrode, 22 gate insulating film, 23 source electrode, 24 drain electrode, 32 n − type silicon layer, 33 n + type diffusion layer
Claims (5)
前記トレンチの側面上に、不純物が実質的に含まれていないノンドープ層を形成する工程と、
前記トレンチの内部に第2導電型の半導体ピラーを形成する工程と、
を備えたことを特徴とする電力制御用半導体装置の製造方法。 Forming a plurality of trenches in the first conductivity type semiconductor layer;
Forming a non-doped layer substantially free of impurities on the side surface of the trench;
Forming a second conductivity type semiconductor pillar inside the trench;
A method for manufacturing a power control semiconductor device, comprising:
前記半導体ピラーの上端部に第2導電型の拡散領域を形成する工程と、
前記第2導電型の拡散領域の内部に第1導電型の拡散領域を形成する工程と、
前記半導体層上に制御電極を形成する工程と、
前記半導体基板の下面上に前記半導体基板に接続される第1の主電極を形成する工程と、
前記半導体層上に前記第1導電型の拡散領域に接続される第2の主電極を形成する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の電力制御用半導体装置の製造方法。 The semiconductor layer is formed on a first conductivity type semiconductor substrate,
Forming a diffusion region of a second conductivity type at the upper end of the semiconductor pillar;
Forming a first conductivity type diffusion region inside the second conductivity type diffusion region;
Forming a control electrode on the semiconductor layer;
Forming a first main electrode connected to the semiconductor substrate on a lower surface of the semiconductor substrate;
Forming a second main electrode connected to the diffusion region of the first conductivity type on the semiconductor layer;
The method for manufacturing a power control semiconductor device according to claim 1, further comprising:
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-
2008
- 2008-10-22 JP JP2008272418A patent/JP2010103260A/en active Pending
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