JP2010537428A - シールドされたゲートトレンチfetのための方法及び構造 - Google Patents

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Abstract

シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタは半導体領域に伸張しているトレンチを含む。シールド電極は、当該トレンチの低部位にあり、シールド誘電体によって前記半導体領域から絶縁される。当該シールド誘電体は第1及び第2の誘電体層を含み、当該第1の誘電体層は当該第2の誘電体層と当該半導体領域との間に伸張している。当該第2の誘電体層は、酸化プロセスの間に、当該第2の誘電体層よって覆われた当該半導体領域の表面に沿った酸化物成長を抑制する材料を含む。電極間誘電体が当該シールド電極を覆い、ゲート誘電体は上部トレンチ側壁を裏張りする。ゲート電極は当該電極間誘電体を覆って当該トレンチの上部位にある。

Description

本発明は、半導体技術に概ね関し、特に、シールドされたゲートトレンチFETにおいて電極間誘電体及びゲート誘電体を形成する方法及びその構造に関する。
本願は、2007年8月21日付け出願された米国特許仮出願第60/956,980号の利益を主張する2007年8月30日付けで出願された米国特許出願第11/848,124号に基づく優先権を主張し、これらの開示は参照によって本願内容に全目的のために組み入れられる。
シールドされたゲートトレンチFETは、当該シールド電極が当該ゲート−ドレイン静電容量(Cgd)を低減し、当該トランジスタオン抵抗を犠牲にすることなく、当該トランジスタの破壊電圧を改良するという点で従来のFETに勝る優位性がある。図1は、従来のシールドされたゲートトレンチMOSFETの単純化された断面図である。n型エピタキシャル層102がn+基板100を通して伸長している。N+ソース領域108及びp+高濃度ボディ領域106がp型ボディ領域104に形成されて、p型ボディ領域104はエピタキシャル層102に形成される。トレンチ110は、ボディ領域104を通って伸張し、ボディ領域104と基板100との間に伸張しているエピタキシャル層102の当該部位であるドリフト領域で終端する。トレンチ110はゲート電極122の下方にシールド電極114を含む。ゲート電極122は、その隣接したシリコン領域からゲート誘電体120よって絶縁され、シールド電極114は、その隣接したシリコン領域からゲート誘電体120より厚いシールド誘電体112よって絶縁される。
当該ゲート及びシールド電極は、電極間誘電体すなわちIEDと称される誘電体層116よって互いに絶縁される。IED層116は、シールド電極114とゲート電極122との間に動作中に存在するかもしれない電位差を支持するのに充分な品質及び厚さから成らなければならない。加えて、IED層116に又はシールド電極114とIED層116との境界に、比較的低い境界トラップ電荷及び誘電体トラップ電荷を有することが望ましい。
IED層を形成する従来の方法としては、熱酸化法又は化学気相成長法(CVD)を含む。これらの方法の各々は限界を有する。例えば、当該CVDプロセスは、より低品質の誘電体やより高いトラップ電荷を作出する傾向がある。他方、熱酸化においては、当該デバイスチャネル表面及び当該シールド電極の両方が同時に酸化され、当該IEDの厚さが当該チャネルゲート誘電体の目標厚さよって制限されてしまう。その結果、熱酸化がより高品質の酸化物をしばしば作成する場合であっても、当該所望のIED厚さを得ることは困難である。
このように、目標ゲート誘電体厚さよって制限されることなく、所望の厚さで高品質なIEDを形成するのを可能とするシールドされたゲートトレンチFETを形成するための構造及び方法に対する要請がある。
本発明の実施例に従って、シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタは半導体領域中に伸張しているトレンチを含む。シールド電極が当該トレンチの低部位にあり、当該半導体領域からシールド誘電体よって絶縁されている。当該シールド誘電体は第1及び第2の誘電体層を含み、当該第1の誘電体層は当該第2の誘電体層と当該半導体領域との間に伸張している。当該第2の誘電体層は、酸化プロセスの間に、当該第2の誘電体層よって覆われた当該半導体領域の表面に沿った酸化物成長を抑制する材料を含む。電極間誘電体が当該シールド電極を被覆し、ゲート誘電体が上部トレンチ側壁を裏張りする。ゲート電極は当該電極間誘電体を覆って当該トレンチの上部位にある。
1つの実施例において、当該第1の誘電体層は当該トレンチ側壁に沿って伸長し、当該第1の誘電体層の部位が上部トレンチ側壁に沿って伸張して当該ゲート誘電体を形成する。
他の実施例において、当該第1及び第2の誘電体層は当該トレンチ側壁に沿って伸長し、上部トレンチ側壁に沿って伸張している当該第1及び第2の誘電体層の部位は当該ゲート誘電体を形成する。
1つの実施例において、当該第1の誘電体層は酸化物層を含み、当該第2の誘電体層は窒化シリコン層を含み、当該ゲート誘電体は酸化ゲート層を含む。
他の実施例において、当該ゲート誘電体は窒化シリコン層を含む。
他の実施例において、当該電極間誘電体は、熱酸化物を含み、当該ゲート誘電体の厚さより大きい厚さを有する。
他の実施例において、当該シールド誘電体は第3の誘電体層を含み、当該第2の誘電体層は当該第1及び第3の誘電体層の間に伸張している。
他の実施例において、当該第1及び第3の誘電体層の各々は酸化物層を含み、当該第2の誘電体層は窒化シリコン層を含む。
他の実施例において、当該第3の誘電体層は、当該第1及び第2の誘電体層の各々の厚さより大きい厚さを有する。
本発明の他の実施例に従って、シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタを形成する方法は以下の工程を含む。トレンチが半導体領域に形成される。最初に、第2の第3の誘電体層が当該トレンチのトレンチ側壁及び底面に沿って伸張して形成され、当該第2の誘電体層は当該第1の誘電体層の後に形成され、当該第3の誘電体層は当該第2の誘電体層後に形成される。シールド電極が当該トレンチの低部位に形成され、当該シールド電極は当該第1、第2及び第3の誘電体層よって当該半導体領域から絶縁される。上部トレンチ側壁に沿って伸張している当該第3の誘電体層の部位は除去され、これにより当該第2のシールド誘電体層の対応する部位を露出する。電極間誘電体が当該トレンチに形成される。ゲート電極が当該トレンチに当該電極間誘電体を覆って形成される。
1つの実施例において、当該第1及び第3の誘電体層の各々は酸化物層を含み、当該第2の誘電体層化は窒化シリコン層を含む。
他の実施例において、当該電極間誘電体は、熱酸化物を含み、当該第1及び第2の誘電体層の結合された厚さより大きい厚さを有する。
他の実施例において、当該第3の誘電体層は、当該第1及び第2の誘電体層の各々の厚さより大きい厚さを有する。
他の実施例において、当該電極間誘電体は当該シールド電極を酸化することよって形成される。さらに他の1つの実施例において、当該第2の誘電体層が窒化シリコン層を含むことによって、当該シールド電極の酸化工程中において、当該窒化シリコンが当該第2の誘電体層よって覆われる当該半導体領域の表面に沿った酸化物成長を抑制する。
他の実施例において、電極間誘電体を形成する工程は以下の工程を含む。ポリシリコンライナが当該シールド電極を覆って且つ当該第2の誘電体層を覆う上部トレンチ側壁に沿って伸張して形成される。酸化プロセスが次いで実行されて当該ポリシリコンライナを酸化物に変成する。1つの実施例において、当該酸化プロセスは、また、当該シールド電極の上部位を酸化物に変成する。
他の実施例において、当該ゲート電極を形成する工程に先立って、上部トレンチ側壁に沿って伸張している当該第2の誘電体層の当該露出した部位が除去され、これによって当該第1の誘電体層の対応する部位を露出し、当該第2の誘電体層の当該除去された部位に対応する当該第1の誘電体層の部位が当該ゲート電極を当該半導体領域から絶縁するゲート誘電体を形成する。
他の実施例において、当該ゲート電極を形成する工程に先立って、(1)上部トレンチ側壁に沿って伸張している当該第1及び第2の誘電体層の部位が除去され、これにより当該トレンチ側壁の対応する部位を露出し、(2)酸化プロセスが実行されて、第1及び第2の誘電体層の当該除去された部位に対応する当該トレンチ側壁の部位に沿って酸化物層を形成し、当該酸化物層は、当該ゲート電極を当該半導体領域から絶縁するゲート誘電体を形成する。
他の実施例において、当該ゲート電極を形成する工程に先立って、(1)上部トレンチ側壁に沿って伸張している当該第2の誘電体層の当該露出した部位が除去され、これにより当該第1の誘電体層の対応する部位を露出し、(2)酸化プロセスが実行されて、上部トレンチ側壁に沿って熱酸化物層を形成し、当該第2の誘電体層の当該除去された部位に対応する当該第1の誘電体層の部位と共に、当該熱酸化物層は、当該ゲート電極を当該半導体領域から絶縁するゲート誘電体を形成する。
本発明のさらなる他の実施例に従ったシールドされたゲートを備える電界効果トランジスタを形成する方法は以下の工程を含む。トレンチが半導体領域に形成される。当該トレンチの側壁及び底面に沿って伸張している第1及び第2の誘電体層が形成され、当該第2の誘電体層は当該第1の誘電体層の後に形成される。シールド電極が当該トレンチの低部位に形成される。電極間誘電体が当該トレンチに形成される。当該シールド電極は酸化されて電極間誘電体を形成する。当該第2の誘電体層は、当該シールド電極の酸化工程中において、上部トレンチ側壁に沿った酸化物成長を抑制する材料を含む。上部トレンチ側壁に沿って伸張している当該第1及び第2の誘電体層の部位が除去されて、上部トレンチ側壁の対応する部位を露出する。当該露出された上部トレンチ側壁を裏張りするゲート誘電体が形成される。ゲート電極は当該トレンチに当該電極間誘電体を覆って形成される。
1つの実施例において、当該第1の誘電体層は酸化物層を含み、当該第2の誘電体層は窒化シリコン層を含む。
他の実施例において、当該電極間誘電体は、熱酸化物を含み、当該ゲート誘電体の厚さより大きい厚さを有する。
他の実施例において、当該第1の誘電体層は当該第2の誘電体層の厚さより大きい厚さを有する。
引き続く詳細な説明及び添付の図面は本発明の性質及び優位点のより良い理解を提供する。
従来のシールドされたゲートトレンチMOSFETを例示している断面図である。 本発明の実施例に従った、酸化物/窒化物ゲート誘電体を含んでいるシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成するプロセスの1つの段階における単純化された断面図である。 図2Aに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図2Bに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図2Cに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図2Dに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図2Eに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図2Fに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図2Gに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図2Hに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図2Iに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 本発明の他の実施例に従った、酸化物/窒化物ゲート誘電体を含んでいるシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成するプロセスの1つの段階における単純化された断面図である。 図3Aに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図3Bに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図3Cに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 本発明の実施例に従った、酸化物ゲート誘電体を含んでいるシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成するプロセスの1つの段階における単純化された断面図である。 図4Aに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図4Bに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 本発明の変形例に従った、酸化物ゲート誘電体を含んでいるシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成するプロセスの1つの段階における単純化された断面図である。 図5Aに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 本発明の更なる他の実施例に従ったシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成するプロセスの1つの段階における単純化された断面図である。 図6Aに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。 図6Bに引き続く1つの段階における単純化された断面図である。
本発明の実施例に従って、様々な技術がシールドされたゲートトレンチFETにおける電極間誘電体(IED)及びゲート誘電体を形成するために記載されている。1つの実施例において、当該シールド電極が当該IEDを形成するために酸化されるとき、窒化物及び酸化物の合成誘電体層が当該トレンチ側壁の表面を保護するのに用いられる。高品質IEDは、熱酸化よって所望の厚さに優位に形成され得る。1つの実施例において、当該合成誘電体層が当該ゲート誘電体として用いられ、当該ゲート誘電体は移動イオン及び湿気に対する障壁を提供し、更にプロセス欠陥に対する堅牢性を加える。本発明の1つの変形例において、ポリシリコンライナが積層及び酸化されて、当該IEDの凹んだ隅の鋭さを緩和し、これにより当該ゲート電極の底部隅の電界を実質的に最小にしている。変形例において、当該ゲート誘電体から当該窒化物層を除去するための技術が提供され、かかる態様は低い誘電体電荷及びトラップを要求する応用において望ましいものである。本発明の上記及び他の実施例は、他の特徴及び優位はより詳細に後述される。
図2A〜図2Jは、本発明の1つの実施例に従ったシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成する方法のフローを示している単純化された断面図である。当該方法のフローにおける工程の以下の記述は、例示だけのものであって、本発明の範囲がこの特定例に限られないと理解されるべきである。特に、温度、圧力及び層厚さの如きプロセス条件は、本発明の思想から逸脱することなく変容されてもよい。
図2Aにおいて、従来技術を用いて、トレンチ210は半導体領域202に形成される。1つの実施例において、半導体領域202は、高濃度ドープがなされた基板(例えば、n型チャネルMOSFETの場合にはn型)と、当該基板上を覆うエピタキシャル層(例えば、n型チャネルMOSFETの場合にはn型)と、当該エピタキシャル層中を伸長し終端するトレンチ210と、を含む。他の変形例において、トレンチ210は、当該エピタキシャル層を通って伸張し、当該基板内で終端する。尚、本明細書の図における様々な大きさは寸法が計られたものではなく、より明確に構造上の特徴を示すために、そのサイズにおいて時によっては誇張されるか又は縮小されている。
図2Bにおいて、第1のシールド誘電体層211が従来の技術を用いて当該トレンチ側壁及び底を裏張りして形成され、当該トレンチに隣接する丘(mesa)領域を覆って伸張している。1つの実施例において、シールド誘電体層211はシリコンの熱酸化を用いて所望の厚さに形成される。図2Cにおいて、第1のシールド誘電体層211とは異なる誘電体材料からなる第2のシールド誘電体層212が、従来の技術を用いて、第1のシールド酸化物層211を覆って形成される。認められるように、第2のシールド誘電体層212が担う1つの目的は、後のプロセスの工程中に、当該トレンチ側壁に沿った(及びある実施例において丘面を覆った)酸化物成長を抑制することである。1つの実施例において、第2の誘電体層212は、例えばCVD方法を用いて形成される窒化シリコンを含む。
図2Dにおいて、第2のシールド誘電体層212とは異なる誘電体材料からなる第3のシールド誘電体層213が第2のシールド酸化物層212を覆って形成される。1つの実施例において、第2の誘電体層212は、例えばCVDを用いて形成される酸化物を含む。尚、当該3つのシールド誘電体層の厚さは、デバイス性能及び要求仕様に基づいて選択されてもよい。1つの実施例において、第1のシールド誘電体層211は、例えば、50〜500Åの範囲の所望のゲート酸化物厚よって定められる厚さを有する酸化物層であってもよい。他の実施例において、第2のシールド誘電体層212は、例えば100〜300Åの範囲の十分に厚い窒化シリコン層であることで、後のプロセス工程の間にトレンチ側壁及び上部の丘面に沿った酸化物成長を防止してもよい。まだ他の1つの実施例において、第3のシールド誘電体層213は、例えば500〜5000Åの範囲の十分に厚い酸化物層であることで、高電圧に耐え且つゲートドレイン間の容量を最小にしてもよい。もちろん、他の変容、改変及び変形があり得る。
図2E〜2Fにおいて、シールド電極はトレンチ210の底部位に沿って形成される。図2Eに示されるように、周知の技術を用いて、伝導性の材料215(例えば、不純物のドープがなされるか又はドープがなされていないポリシリコンを含む)が当該トレンチを充填して形成され、当該丘領域を覆って伸張している。引き続き図2Fに示されるように、伝導性の材料215は、トレンチ210内部に深く凹まされてシールド電極214を形成する。
図2Gにおいて、周知の誘電体エッチ方法を用いて、上部トレンチ側壁に沿い且つ丘面を覆った第3のシールド誘電体層213の露出部位が除去される。1つの実施例において、第2の誘電体層212は窒化シリコンを含む、第3の誘電体層213は酸化物を含み、エッチ停止の如く窒化シリコンによる従来の酸化物エッチが用いられる。上部トレンチ側壁に沿い且つ丘領域を覆った第2のシールド誘電体層212の部位がこのようにして露出される。このプロセスは、示されるように、シールド電極214の上面の下方に凹まされている第3のシールド誘電体層213を作出する。
図2Hにおいて、電極間誘電体(IED)216がシールド電極214を覆って形成される。1つの実施例において、ポリシリコンシールド電極214は、従来の酸化プロセスを用いて酸化されてIED216を形成する。当該酸化プロセスは、凹まされた第3の誘電体層213の上面の輪郭に依存して、IED216の上部隅で鋭い凹部219の形成を作出する。第2のシールド誘電体層212が窒化シリコンを含む1つの実施例において、第2のシールド誘電体層212が当該上部トレンチ側壁及び当該丘面に沿ったシリコン酸化を防止する。更に以下で説明されるように、第2のシールド誘電体層212が窒化シリコンを含む実施例は、当該IEDが当該ゲート誘電体からは独立に形成されることで、何らかの所望の厚さを実現可能とする。
図2Iにおいて、従来の技術を用いて、第2の伝導性の層(例えば、不純物のドープがなされたポリシリコンを含む)は、トレンチ210を充填して形成され、当該丘面を覆って伸張している。当該第2の伝導性の層は、次いでトレンチ210内に凹まされゲート電極222を形成する。認められるように、第1及び第2のシールド誘電体層211、212は上部トレンチ側壁に沿って当該ゲート誘電体を形成する。
何らかの数の周知のプロセス工程が次に実行されて、当該FET構造を完成させてもよい。図2Jは1つの例示的なMOSFET構造を示している。P型ボディ領域204、n型ソース領域208及びp型高濃度ボディ領域は、従来のインプラント及びドライブイン技術を用いて、n型エピタキシャル層202に形成される。誘電体キャップ224(例えば、BPSGを含む)が周知の技術を用いてゲート電極222を覆って形成される。上部側の内部接合層226(例えば、金属を含む)がソース領域208及び高濃度ボディ領域206と電気的に接合するために形成される。裏面側ドレイン内部接合(図示せず)は、例えば金属を含み、周知の方法を用いて当該裏面側上に形成されて、高濃度n型基板200と電気的に接合する。図2Jにおいて、当該シールド誘電体は、3つの誘電体層211、212、213を含む合成層であり、一方、当該ゲート誘電体は2つの誘電体層211、212を含む合成層である。1つの実施例において、中間の誘電体層212は、他の2つの誘電体層211、213(例えば酸化物)とは異なる誘電性の材料(例えば窒化シリコン)を含む。
本発明の特定の実施例に従って、ポリシリコンシールド電極214が酸化されて厚いIEDを形成することができ、この間、窒化シリコン層212が当該上部トレンチ側壁及び丘面を酸化から保護する。当該IEDの厚さは、このように当該ゲート誘電体の厚さから独立して選択され得る。厚いIEDが望ましく、それはゲート及びシールド電極間の容量結合を低減し、トランジスタスイッチング性能を改善するからである。このように、高性能トランジスタが、本発明の実施例よって提供される単純な製造プロセスを用いて得られ得る。その上、当該トレンチ側壁及び丘面が酸化から保護されているので、当該トレンチ又は当該丘領域の何れの臨界寸法も当該IED熱酸化よって影響を受けない。
図2Hと結びついて先に述べたように、IED216を形成するのに用いられた熱酸化プロセスは、IED216の上部隅に鋭い凹部219の形成を作出し、これはゲート電極222の底部隅に鋭い尖部(spike)の形成を作出する。これら鋭い隅は、より高い電界が作出するかもしれず、より低い破壊電圧をもたらすかもしれず、デバイス信頼性を低減するかもしれない。本発明の他の実施例に従って、当該IEDの上部隅における鋭い凹部219の形成を阻止し、当該ゲート電極の底部隅における鋭い尖部の形成を阻止する技術が用いられる。
図3A〜3Dは、本発明の他の実施例に従った、シールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成するプロセスの様々な段階における単純化された断面図である。図3Aにおいて、中間構造が、図2A〜2Gと結びついて説明されるプロセスを用いて形成され、同一の参照番号よって対応する領域が指定されている。
図3Bにおいて、周知の技術を用いて、ポリシリコンライナ317は、第2のシールド誘電体層212及びシールド電極214の当該露出した部位を覆って形成される。ポリシリコンライナ317も、当該凹まされた第3の誘電体層213の上面を裏張りしている。図3Cにおいて、ポリシリコンライナ317は、従来のシリコン酸化プロセス、例えば乾燥酸化プロセスで完全に酸化される。次いで、他のシリコン酸化プロセス、例えば湿式酸化プロセスが実行されて、シールド電極214を酸化させてIED316を形成する。変形例として、当該IEDは、当該ポリシリコンライナ及び当該シールド電極を単一の湿式酸化プロセスで酸化させることよって形成されてもよい。
次に、上部トレンチ側壁に沿い且つ当該丘面を覆った当該酸化されたポリシリコンライナの当該露出した部位が周知の技術を用いて除去される。変形例において、上部トレンチ側壁に沿い且つ当該丘面を覆った当該酸化されたポリシリコンライナの当該露出した部位は、当該構造に残されて当該ゲート誘電体の一部になってもよい(第1の誘電体層211及び第2の誘電体層212の厚さは、上部トレンチ側壁に沿った追加の酸化物層を勘案して低く調整されてもよい)。
図3Cで認められるように、ほとんど何ら凹部がIED316の上部隅319に存在しない。結果として、当該ゲート電極(図3Dを参照)の底部隅の鋭い尖部は除去され、高電界及び低破壊電圧に関連した問題が回避される。通常、ポリシリコンライナ317の厚さは、ゲート電極尖部を除去する必要に応じて選択されてもよい。1つの実施例において、250〜350Åの範囲にあるポリシリコンライナ317の厚さは、当該酸化サイクル(1回又は複数回)の完了時において、何ら凹部が当該IEDに形成されないことを確実にする。
何らかの数の周知のプロセス工程が当該FET構造を完成するのに次に実行されてもよい。図3Dは1つの例示的なMOSFET構造である。従来の技術を用いることよって、凹まされたゲート電極322(例えば、不純物のドープがなされたポリシリコンを含む)は、当該トレンチにIED316を覆って形成される。認められるように、図2Jのゲート電極224とは異なり、図3Dにおけるゲート電極322は、その底部隅で下方への尖部を備えていない。図3DのMOSFETの全ての他の領域は、図2JにおけるMOSFET構造に関連して先に説明された類似の技術を用いて形成されてもよい。図2Jの実施例のように、図3Dにおけるシールド誘電体は3つの誘電体層211、212、213を含む一方、当該ゲート誘電体は2つの誘電体層211、212を含む。1つの実施例において、中間の誘電体層212は、他の2つの誘電体層211、213(例えば酸化物)とは異なり誘電体の材料(例えば窒化シリコン)を含む。
先に説明されたように、当該IEDを形成するために実行される熱酸化プロセス(1回又は複数回)の間、当該上部トレンチ側壁及び丘面を保護するのに窒化物層が用いられる。上記の実施例において、当該窒化物層は当該シールドされたゲートトレンチFETのゲート誘電体の一部を形成する。窒化物及び酸化物の二重層ゲート誘電体よっては、ほとんど優位性が提供されない。例えば、窒化物が移動イオン及び湿気に対する障壁であることは周知である。その上、当該二重層ゲート誘電体はプロセス欠陥に対して堅牢性を加える。しかし、特定の応用において、窒化物がトラップ及び電荷を生むことが知られていることから、当該ゲート誘電体における窒化物層を除外することは望ましい場合がある。従って、窒化物層を含まず且つ本発明の多くの優位点をなお維持するゲート誘電体を備えるシールドされたゲートトレンチFETを形成する技術が次に説明される。
図4A〜4Cは、本発明の実施例に従ったシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成する方法の単純化された断面図である。図4Aは、図3Cにおける構造と同様である中間構造を示し、同一の参照番号によって対応する領域が指示されている。従って、図4Aにおける構造に導くプロセス工程は記載されない。この実施例はポリライナを用いて当該ゲート電極のより下方の隅の当該尖部を除去する一方、かかる態様に制限されない。すなわち、この実施例のプロセスシーケンスは、図2A〜2Jの実施例の如く当該ポリライナを除去するために改変されてもよい。
図4Bにおいて、窒化物層212の露出した部位は、上部トレンチ側壁及び当該丘面から除去されて、第1のシールド酸化物211を露出する。もし第1のシールド酸化物211が当該所望の厚さを有して当該ゲート酸化物として役立つならば、何らさらなるプロセスが当該ゲート酸化物を形成することが必要ではなく、当該プロセスは当該ゲート電極を形成する工程へ移ることができる。しかし、第1のシールド酸化物211が当該所望の厚さを有せず当該ゲート酸化物として役立たないならば、熱酸化プロセスが図4Cで示されるようにゲート酸化物415を当該所望の厚さに形成するように実行されてもよい。上部トレンチ側壁に沿って伸張している第1の酸化物層211の露出された部位は、当該熱酸化プロセスに先立って必要に応じて除去されてもよい。ゲート電極423は前の実施例に類似した形で形成される。当該シールドされたゲートトレンチFETの当該残留する領域及び層は、図2Jに関連して先に説明されたプロセスを用いて形成され得る。
図5A〜5Bは、本発明のさらなる他の実施例に従ったシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成する方法の単純化された断面図である。図5Aは中間方法構造を示している。第1のシールド酸化物層511が形成されて、トレンチ210の側壁及び底面を、例えばシリコンのCVDプロセス又は酸化を用いて裏張りする。第1のシールド酸化物層511を覆うシールド窒化物層512は周知の技術を用いて形成される。この実施例において、第1のシールド酸化物層511の厚さは当該ゲート誘電体の目標厚さによって定められる。第2のシールド酸化物層513及びシールド電極214が図2D〜2Fと関連して先に説明された技術と同様の技術を用いて形成される。IED516がポリライナを用いて図3B〜3Cにて示されたように形成される。変形例として、IED516はポリライナを用いることなく図2G〜2Hに図示されるように形成されてもよい。
図5Bにおいて、上部トレンチ側壁に沿い且つ丘面を覆うシールド窒化物層512の露出した部位は除去され、ゲート電極522が当該ゲート誘電体として役立つ第1のシールド酸化物層511と共に形成される。当該シールドされたゲートトレンチFETの当該残留する部位は、図21及び2Jに関連して先に説明されたプロセスを用いて形成され得る。
図6A〜6Cは、本発明のさらなる別の実施例に従ったシールドされたゲートトレンチ電界効果トランジスタを形成するプロセスの様々な段階の単純化された断面図である。図6Aにおいて、トレンチ610は半導体領域602に従来の技術を用いて形成される。当該トレンチの側壁及び底面を裏張りしている厚いシールド誘電体層611(例えば、酸化物を含む)は、例えば従来のCVDプロセスを用いて形成される。シールド窒化物層612が周知の技術を用いてシールド誘電体層611を覆って形成される。シールド電極614(例えば、ポリシリコンを含む)がトレンチ610の底部位に従来の技術を用いて形成される。
図6Aにおいて、シールド誘電体層611は、シールド電極614及び半導体領域202との間に必要な隔離を提供するのに十分な程度に厚い。IED616がシールド電極614を熱酸化することによって形成される。窒化物層612は、先の実施例のように、IED616の形成中にトレンチ側壁及び丘面に沿ったシリコン酸化を防止するのに役立つ。図6Bにおいて、上部トレンチ側壁に沿い且つ丘領域を覆って伸張しているシールド窒化物層612及びシールド誘電体層611の部位は除去され、上部トレンチ側壁及び丘面に沿ってシリコン表面を露出する。IED616のある量がシールド誘電体層611の部位の除去の間に除去されてもよい一方で、IED616の充分な量が初めに形成されて、IED616の所望量がシールド誘電体層611の部位の除去後でも残るのを確実にしてもよい。例えば、シールド誘電体611は略1200Å厚の酸化物層であってもよいし、IED616は2500Å以上の初期厚で形成されてもよい(先に注記されたように、本発明の優位点は、当該IEDが当該窒化物層の存在によって如何なる所望厚でも形成され得ることである)。シールド誘電体611にエッチバックする際に、等しい量のIED616が除去される。このように、誘電体層611がエッチバックされた後でも略1300ÅのIEDが残存することになる。
図6Cにおいて、ゲート誘電体620が周知の熱酸化プロセスを用いて上部トレンチ側壁に沿って形成される。次いで、ゲート電極622が周知の技術を用いて形成される。当該シールドされたゲートトレンチFETの残りの部位は、図2I及び2Jに関連して先に説明されたプロセスで形成され得る。
尚、図4A〜4C、図5A〜5B及び図6A〜6Cの実施例は、当該上部トレンチ側壁に沿い且つ当該丘面を覆った部位から当該露出した窒化シリコン層を除去する工程は、当該IEDの上面に小さい凹部の形成を作出する。かかる凹部は、当該IEDの薄層を除去することよって除去されてもよい。当該IEDの薄層除去が当該上部トレンチ側壁に沿ったゲート酸化物の薄層除去に至ってもよいが、当該ゲート酸化物の薄層除去はより厚いゲート酸化物の初期形成によって考慮され得る。
以下のテーブルは、本発明の様々な実施例の場合におけるQgd及びQgsのシミュレーション結果を示している。Qgdは、当該ゲート電極と当該ドレインとの間の結合静電容量Cgdの大きさである。より低い結合静電容量がより良いスイッチング動作に通常関係する。同様に、Qgsは当該トレンチFETのゲートとソースとの間の結合静電容量の大きさである。当該シミュレーション研究に含まれる5つのシールドされたゲートトレンチMOSFETが以下に一覧で示される。
1.従来品は、従来のシールドされたゲートトレンチMOSFETである。
2.ポリライナなしは、図2A〜2Jで説明されたように当該ポリライナのない発明の実施例である。
3.ポリライナAは、図3A〜3Cで説明されたように、ポリライナを含む発明の実施例であり、第1のシールド誘電体層211は350Å厚の酸化物であり、第2のシールド誘電体層212は200Å厚の窒化物層である。
4.ポリライナBは、(例えば、図3A〜3Cで説明されたように、)ポリライナを含む発明の第2の実施例であり、第1のシールド誘電体層211は400Å厚の酸化物であり、第2のシールド誘電体層212は100Å厚の窒化物層である。
5.ポリライナCは、(例えば、図3A〜3Cで説明されたように、)ポリライナを含む発明の第3の実施例であり、第1のシールド誘電体層211は400Å厚の酸化物であり、第2のシールド誘電体層212は200Å厚の窒化物層である。
Figure 2010537428
認められるように、MOSFET2〜5は、従来品のMOSFET1よりも低いQgd及びQgsを有し、より厚いIEDの結果としてより低い結合静電容量を示している。特に、MOSFET3〜5において、Qgdは従来品のMOSFET1よりも50%以上低い。当該シミュレーション研究の結果は、本発明の様々な実施例よって得られたスイッチング性能における改善を明らかに示している。
本発明の好適な実施例の完全な説明が上記に提供された一方、多くの変形例、改変例及び均等例が可能である。当業者は、同一の技術が他のタイプのシールドされたゲートトレンチFETに適用できることを認識するであろう。例えば、本発明の実施例がn型チャネルMOSFETの文脈で説明された一方、本発明の原理は、様々な領域の導電型を逆転させるだけでP型チャネルMOSFETに適用されてもよい。その上、本発明の原理は、また、当該基板の導電型を逆転させるだけでシールドされたゲートIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)に適用され得る。例えば、図2J及び3Dにおける基板200の導電型をn型からp型に変えるだけで、図2J及び3DにおけるMOSFETとは反対のn型チャネルIGBTが先に概説された優位点を備えて得られる。P型チャネルIGBTは、当該基板を除いて当該様々な領域の導電型を逆転させることによって得られる。従って、当該上記の説明は本発明の範囲を制限するものとされるべきでなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲よって画定される。

Claims (64)

  1. シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタであって、
    半導体領域中に伸張しているトレンチと、
    前記トレンチの下部位にあるシールド電極であり、前記シールド電極は第1及び第2の誘電体層を含むシールド誘電体よって前記半導体領域から絶縁され、前記第1の誘電体層は前記第2の誘電体層と前記半導体領域との間で伸張し、前記第2の誘電体層は、前記第2の誘電体層よって覆われている前記半導体領域の表面に沿った酸化物成長を酸化プロセス中に抑制する材料を含む、シールド電極と、
    前記シールド電極を覆っている電極間誘電体と、
    上部トレンチ側壁を裏張りしているゲート誘電体と、
    前記電極間誘電体を覆って前記トレンチの上部位にあるゲート電極と、
    を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  2. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、前記第1の誘電体層は前記トレンチ側壁に沿って伸張し、前記第1の誘電体層の部位は上部トレンチ側壁に沿って伸張して前記ゲート誘電体を形成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。
  3. 請求項2に記載の電界効果トランジスタであって、前記第1の誘電体層は酸化物層を含み、前記第2の誘電体層は窒化シリコン層を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  4. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、前記第1及び第2の誘電体層は前記トレンチ側壁に沿って伸張し、前記第1及び第2の誘電体層の部位は上部トレンチ側壁に沿って伸張して前記ゲート誘電体を形成していることを特徴とする電界効果トランジスタ。
  5. 請求項4に記載の電界効果トランジスタであって、前記第1の誘電体層は酸化物層を含み、前記第2の誘電体は窒化シリコン層を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  6. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、前記第1の誘電体層は酸化物層を含み、前記第2の誘電体層は窒化シリコン層を含み、前記ゲート誘電体はゲート酸化物層を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  7. 請求項6に記載の電界効果トランジスタであって、前記ゲート誘電体は、窒化シリコン層。
    をさらに含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  8. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、前記半導体領域は、第1の導電型のドリフト領域と、前記ドリフト領域を覆って伸張している第2の導電型のボディ領域と、前記トレンチに隣接して前記ボディ領域にある前記第1の導電型のソース領域と、
    を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  9. 請求項8に記載の電界効果トランジスタであって、前記ゲート電極は前記トレンチにおいて前記半導体領域上面の下方に凹部をなし、前記シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタは、前記ソース及びボディ領域に接合している内部接合層と、前記ゲート電極及び前記内部接合層を互いに絶縁するために前記ゲート電極を覆う誘電体材料と、
    をさらに含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  10. 請求項8に記載の電界効果トランジスタであって、前記半導体領域は、前記第1の導電型の基板をさらに含み、前記ドリフト領域は前記基板を覆って伸張し、前記トレンチは前記ボディ領域を通って前記ドリフト領域中に伸張することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  11. 請求項8に記載の電界効果トランジスタであって、前記半導体領域は前記第2の導電型の基板を含み、前記ドリフト領域は前記基板を覆って伸張し、前記トレンチは前記ボディ領域を通って前記ドリフト領域中に伸張することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  12. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、前記第1の誘電体層は50〜500Åの範囲内の厚さを有する酸化物層を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  13. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、前記第2の誘電体層は100〜300Åの範囲内の厚さ有する窒化シリコン層を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  14. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、前記電極間誘電体は、熱酸化物を含み、前記ゲート誘電体の厚さより大きい厚さを有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  15. 請求項1に記載の電界効果トランジスタであって、前記シールド誘電体は第3の誘電体層をさらに含み、前記第2の誘電体層は前記第1及び第3の誘電体層の間で伸張していることを特徴とする電界効果トランジスタ。
  16. 請求項15に記載の電界効果トランジスタであって、前記第1及び第3の誘電体層の各々は酸化物層を含み、前記第2の誘電体層は窒化シリコン層を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  17. 請求項15に記載の電界効果トランジスタであって、前記第3の誘電体層は、前記第1及び第2の誘電体各々の厚さより大きい厚さを有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  18. 請求項15に記載の電界効果トランジスタであって、前記第3の誘電体層は、酸化物層を含み、500〜5000Åの範囲内の厚さを有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  19. シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタであって、
    第1の導電型のドリフト領域、及び前記ドリフト領域を覆って伸張している第2の導電型のボディ領域を含む半導体領域と、
    前記ボディ領域を通って前記ドリフト領域中に伸張しているトレンチと、
    前記トレンチに隣接して前記ボディ領域にある前記第1の導電型のソース領域と、
    前記トレンチの上部トレンチ側壁及び下部トレンチ側壁及び底面を裏張りしている第1の酸化物層と、
    前記第1の酸化物層を覆って前記トレンチの上部トレンチ側壁及び下部トレンチ側壁及び底面に沿って伸張している窒化シリコン層と、
    前記窒化シリコン層を覆って前記トレンチの下部トレンチ側壁及び底面に沿って伸張している第2の酸化物層と、
    前記トレンチの低部位にあるシールド電極であり、前記シールド電極は前記第1の酸化物層、前記窒化シリコン層及び前記第2の酸化物層によって前記ドリフト領域から絶縁されている、シールド電極と、
    前記シールド電極を覆っている電極間誘電体と、
    前記電極間誘電体を覆って前記トレンチの上部位にあるゲート電極であり、前記ボディ領域から前記第1の酸化物層及び前記窒化シリコン層よって絶縁されている、ゲート電極と、
    を含むことを特徴とする電界効果トランジスタ。
  20. 請求項19に記載の電界効果トランジスタであって、前記半導体領域は前記第1の導電型の基板をさらに含み、前記ドリフト領域は前記基板を覆って伸張することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  21. 請求項19に記載の電界効果トランジスタであって、前記半導体領域は前記第2の導電型の基板をさらに含み、前記ドリフト領域は前記基板を覆って伸張することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  22. 請求項19に記載の電界効果トランジスタであって、前記電極間誘電体は、熱酸化物を含み、前記第1の酸化物層及び前記窒化シリコン層の結合された厚さより大きい厚さを有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  23. 請求項19に記載の電界効果トランジスタであって、前記第2の酸化物層は、前記第1の酸化物及び前記窒化シリコン層の各々の厚さより大きい厚さを有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  24. 請求項19に記載の電界効果トランジスタであって、前記第1の酸化物層は50〜500Åの範囲内の厚さを有し、前記窒化シリコン層は100〜300Åの範囲内の厚さを有し、前記第2の酸化物層は500〜5000Åの範囲内の厚さを有することを特徴とする電界効果トランジスタ。
  25. シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタを形成する方法であって、
    半導体領域にトレンチを形成する工程と、
    前記トレンチのトレンチ側壁及び底面に沿って伸張している第1、第2及び第3の誘電体層を形成する工程であり、前記第2の誘電体層は前記第1の誘電体層の後に形成され、前記第3の誘電体層は前記第2の誘電体層の後に形成される、工程と、
    前記トレンチの低部位にシールド電極を形成する工程であり,前記シールド電極は前記第1、第2及び第3の誘電体層によって前記半導体領域から絶縁される、工程と、
    前記上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記第3の誘電体層の部位を除去することによって、前記第2のシールド誘電体層の対応する部位を露出する工程と、
    前記トレンチに電極間誘電体を形成する工程と、
    前記電極間誘電体を覆って前記トレンチにゲート電極を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
  26. 請求項25に記載の方法であって、前記第1及び第3の誘電体層の各々は酸化物層を含み、前記第2の誘電体層は窒化シリコン層を含むことを特徴とする方法。
  27. 請求項25に記載の方法であって、前記電極間誘電体は、熱酸化物を含み、前記第1及び第2の誘電体層の結合された厚さより大きい厚さを有することを特徴とする方法。
  28. 請求項25に記載の方法であって、前記第3の誘電体層は、前記第1及び第2の誘電体層各々の厚さより大きい厚さを有することを特徴とする方法。
  29. 請求項25に記載の方法であって、前記第2の誘電体層は前記第1及び第3の誘電体層とは異なる材料を含むことを特徴とする方法。
  30. 請求項25に記載の方法であって、前記電極間誘電体を形成する工程は、前記シールド電極を酸化する工程を含むことを特徴とする方法。
  31. 請求項30に記載の方法であって、前記第2の誘電体層は、前記第2の誘電体層が伸張する前記半導体領域の表面に沿った酸化物成長を前記シールド電極の酸化工程中において抑制する材料を含むことを特徴とする方法。
  32. 請求項30に記載の方法であって、前記第2の誘電体層は窒化シリコンを含むことによって、前記シールド電極の酸化工程中において、前記第2の誘電体層によって覆われている前記半導体領域の表面に沿った酸化物成長を前記窒化シリコンが抑制することを特徴とする方法。
  33. 請求項25に記載の方法であって、前記電極間誘電体を形成する工程は、前記シールド電極を覆って伸張すると共に前記第2の誘電体層を覆う上部トレンチ側壁に沿って伸張しているポリシリコンライナを形成する工程と、酸化プロセスを実行する工程と、を含むことを特徴とする方法。
  34. 請求項33に記載の方法であって、前記酸化プロセスは前記ポリシリコンライナを酸化物に変成することを特徴とする方法。
  35. 請求項33に記載の方法であって、前記酸化プロセスは前記ポリシリコンライナ及び前記シールド電極の上部位を酸化物に変成することを特徴とする方法。
  36. 請求項33に記載の方法であって、前記酸化プロセスを実行する工程は、前記ポリシリコンライナを乾式酸化プロセスを用いて酸化する工程と、前記シールド電極を湿式酸化プロセスを用いて酸化する工程と、をさらに含むことを特徴とする方法。
  37. 請求項36に記載の方法であって、前記ゲート電極を形成する工程に先立って、前記ポリシリコンライナの酸化よって形成された酸化物の層を除去する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
  38. 請求項25に記載の方法であって、前記ゲート電極を形成する工程に先立って、上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記第2の誘電体層の当該露出された部位を除去することによって、前記第1の誘電体層の対応する部位を露出する工程をさらに含み、前記第2の誘電体層の当該除去された部位に対応している前記第1の誘電体層の部位は、前記ゲート電極を前記半導体領域から絶縁しているゲート誘電体を形成していることを特徴とする方法。
  39. 請求項25に記載の方法であって、前記ゲート電極を形成する工程に先立って、上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記第1及び第2の誘電体層の部位を除去することによって、前記トレンチ側壁の対応する部位を露出する工程と、酸化プロセスを実行して、当該第1及び第2の誘電体層の除去された部位に対応する前記トレンチ側壁の部位に沿って酸化物層を形成する工程と、をさらに含み、前記酸化物層は、前記半導体領域から前記ゲート電極を絶縁しているゲート誘電体を形成していることを特徴とする方法。
  40. 請求項25に記載の方法であって、前記ゲート電極を形成する工程に先立って、上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記第2の誘電体層の当該露出された部位を除去することによって、前記第1の誘電体層の対応する部位を露出する工程と、酸化プロセスを実行し、上部レンチ側壁に沿って熱酸化物層を形成する工程と、をさらに含み、前記第2の誘電体層の当該除去された部位に対応している前記第1の誘電体層の部位と共に、前記熱酸化物層は、前記半導体領域から前記ゲート電極を絶縁しているゲート誘電体を形成していることを特徴とする方法。
  41. 請求項25に記載の方法であって、前記半導体領域は、第1の導電型の基板を覆う前記第1の導電型のエピタキシャル層であり、前記基板は前記エピタキシャル層より高いドーピング濃度を有する、エピタキシャル層を含み、前記エピタキシャル層に第2の導電型のボディ領域を形成する工程と、前記トレンチに隣接して前記ボディ領域に前記第1の導電型のソース領域を形成する工程と、前記ソース領域に隣接して前記ボディ領域に前記第2の導電型の高濃度ボディ領域を形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする方法。
  42. 請求項25に記載の方法であって、前記半導体領域は、第2の導電型の基板を覆った第1の導電型のエピタキシャル層を含み、前記エピタキシャル層に前記第2の導電型のボディ領域を形成する工程と、前記トレンチに隣接して前記ボディ領域に前記第1の導電型のソース領域を形成する工程と、前記ソース領域に隣接して前記ボディ領域に前記第2の伝導率の高濃度ボディ領域を形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする方法。
  43. 請求項25に記載の方法であって、前記第1の誘電体層は50〜500Åの範囲内の厚さを有する酸化物層を含むことを特徴とする方法。
  44. 請求項25に記載の方法であって、前記第2の誘電体層は100〜300Åの範囲内の厚さを有する窒化物層を含むことを特徴とする方法。
  45. 請求項25に記載の方法であって、前記第3の誘電体層は500〜5000Åの範囲内の厚さを有する酸化物層を含むことを特徴とする方法。
  46. シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタを形成する方法であって、
    半導体領域にトレンチを形成する工程と、
    前記トレンチのトレンチ側壁及び底面に沿って伸張している第1の酸化物層、窒化シリコン層、及び第2の酸化物層を形成する工程であり、前記窒化シリコン層は前記第1の酸化物層の後に形成され、前記第2の酸化物層は前記窒化シリコン層の後に形成されている、工程と、
    前記トレンチの低部位にシールド電極を形成する工程であり、前記シールド電極は前記第1の酸化物層、前記窒化シリコン層及び前記第2の酸化物層によって前記半導体領域から絶縁されている、工程と、
    上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記第2の酸化物層の部位を除去することによって、前記窒化シリコン層の対応する部位を露出する工程と、
    前記トレンチに熱酸化物を含む電極間誘電体を形成する工程と、
    前記トレンチにゲート電極を前記電極間誘電体を覆って形成する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
  47. 請求項46に記載の方法であって、前記電極間誘電体は、前記第1の酸化物及び窒化シリコン層の結合された厚さより大きい厚さを有することを特徴とする方法。
  48. 請求項46に記載の方法であって、第2の酸化物層は、前記第1の酸化物及び窒化シリコン層の各々の厚さより大きい厚さを有することを特徴とする方法。
  49. 請求項46に記載の方法であって、前記電極間誘電体を形成する工程は、前記シールド電極を酸化する工程を含み、前記シールド電極の酸化工程中において、前記窒化シリコン層は、前記窒化シリコン層よって被覆された前記半導体領域の表面に沿った酸化物成長を抑止することを特徴とする方法。
  50. 請求項46に記載の方法であって、前記電極間誘電体を形成する工程は、前記シールド電極を覆って且つ前記窒化シリコン層を覆う上部トレンチ側壁に沿って伸張しているポリシリコンライナを形成する工程と、酸化プロセスを実行する工程と、を含むことを特徴とする方法。
  51. 請求項50に記載の方法であって、前記酸化プロセスは前記ポリシリコンライナを酸化物に変成することを特徴とする方法。
  52. 請求項50に記載の方法であって、前記酸化プロセスは前記ポリシリコンライナ及び前記シールド電極の上部位を酸化物に変成することを特徴とする方法。
  53. 請求項50に記載の方法であって、前記酸化プロセスを実行する工程は、前記ポリシリコンライナを乾式酸化プロセスを用いて酸化する工程と、前記シールド電極を湿式酸化プロセスを用いて酸化する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
  54. 請求項50に記載の方法であって、前記ゲート電極を形成する工程に先立って、前記ポリシリコンライナの酸化よって形成された酸化物の層を除去する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
  55. 請求項46に記載の方法であって、前記ゲート電極を形成する工程に先立って、上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記窒化シリコン層の当該露出された部位を除去することによって、前記第1の酸化物層の対応する部位を露出する工程をさらに含み、前記窒化シリコン層の当該除去された部位に対応する前記第1の酸化物層の部位は、前記ゲート電極を前記半導体領域から絶縁しているゲート誘電体を形成していることを特徴とする方法。
  56. 請求項46に記載の方法であって、前記ゲート電極を形成する工程に先立って、上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記窒化シリコン層及び前記第1の酸化物層の部位を除去することによって、前記トレンチ側壁の対応する部位を露出する工程と、酸化プロセスを実行して、前記窒化シリコン層及び第1の酸化物層の当該除去された部位に対応する前記トレンチ側壁の部位に沿って熱酸化物層を形成する工程と、をさらに含み、前記熱酸化物層は、前記ゲート電極を前記半導体領域から絶縁しているゲート誘電体を形成していることを特徴とする方法。
  57. 請求項46に記載の方法であって、前記ゲート電極を形成する工程に先立って、上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記窒化シリコン層の当該露出された部位を除去することによって、前記第1の酸化物層の対応する部位を露出する工程と、酸化プロセスを実行して、上部トレンチ側壁に沿って熱酸化物の層を形成する工程と、をさらに含み、前記窒化シリコン層の当該除去された部位に対応する前記第1の酸化物層の部位と共に、前記熱酸化物の層は、前記ゲート電極を前記半導体領域から絶縁しているゲート誘電体を形成していることを特徴とする方法。
  58. 請求項46に記載の方法であって、前記半導体領域は、前記第1の導電型の基板を覆って第1の導電型のエピタキシャル層を含み、前記基板は前記エピタキシャル層より高いドーピング濃度を有し、前記エピタキシャル層に第2の導電型のボディ領域を形成する工程と、前記トレンチに隣接して前記ボディ領域に前記第1の導電型のソース領域を形成する工程と、前記ソース領域に隣接して前記ボディ領域に前記第2の導電型の高濃度ボディ領域を形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする方法。
  59. 請求項46に記載の方法であって、前記半導体領域は、第2の導電型の基板を覆う第1の導電型のエピタキシャル層を含み、前記エピタキシャル層に前記第2の導電型のボディ領域を形成する工程と、前記トレンチに隣接して前記ボディ領域に前記第1の導電型のソース領域を形成する工程と、前記ソース領域に隣接して前記ボディ領域に前記第2の導電型の高濃度ボディ領域を形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする方法。
  60. シールドされたゲートを備える電界効果トランジスタを形成する方法であって、
    半導体領域にトレンチを形成する工程と、
    前記トレンチの側壁及び底面に沿って伸張している第1及び第2の誘電体層を形成する工程であり、前記第2の誘電体層は前記第1の誘電体層の後に形成される、工程と、
    前記トレンチの低部位にシールド電極を形成する工程と、
    前記トレンチに電極間誘電体を形成する工程と、
    前記シールド電極を酸化して電極間誘電体を形成する工程であり、前記シールド電極の酸化工程中において上部トレンチ側壁に沿った酸化物成長を前記第2の誘電体層が抑制する材料を含む、工程と、
    上部トレンチ側壁に沿って伸張している前記第1及び第2の誘電体層の部位を除去することによって、上部トレンチ側壁の対応する部位を露出する工程と、
    当該露出された上部トレンチ側壁を裏張りするゲート誘電体を形成する工程と、
    前記トレンチに前記電極間誘電体を覆ってゲート電極を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
  61. 請求項60に記載の方法であって、前記第1の誘電体層は酸化物層を含み、前記第2の誘電体層は窒化シリコン層を含むことを特徴とする方法。
  62. 請求項60に記載の方法であって、前記電極間誘電体は、熱酸化物を含み、前記ゲート誘電体の厚さより大きい厚さを有することを特徴とする方法。
  63. 請求項60に記載の方法であって、前記第1の誘電体層は前記第2の誘電体層の厚さより大きい厚さを有することを特徴とする方法。
  64. 請求項60に記載の方法であって、前記半導体領域は前記第1の導電型の基板を覆って前記第1の導電型のエピタキシャル層を含み、前記エピタキシャル層に第2の導電型のボディ領域を形成する工程と、前記トレンチに隣接して前記ボディ領域に前記第1の導電型のソース領域を形成する工程と、前記ソース領域に隣接して前記ボディ領域に前記第2の導電型の高濃度ディ領域を形成する工程と、をさらに含むことを特徴とする方法。
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